JP6641685B2 - Flame retardant non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery - Google Patents

Flame retardant non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery Download PDF

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Description

本発明は、リチウムイオン二次電池に用いる難燃性の非水電解液及びそれを用いたリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a flame-retardant non-aqueous electrolyte used for a lithium ion secondary battery and a lithium ion secondary battery using the same.

近年、リチウムイオン二次電池の高電圧化、高エネルギー密度化が進行しており、主に民生用途として広く利用されている。また、電気自動車や電力貯蔵装置への活用も試みられており、リチウムイオン二次電池の大型化が進行している。
このようなリチウムイオン二次電池の非水電解液に使用される非水溶媒としては、リチウム塩を溶解しやすく、かつ電気分解しにくいエチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート溶媒が使用される。
また、電解液としてリチウム塩とグライム系化合物のみを使用することで、熱安定性を向上した報告がある。アルカリ金属塩とグライムを混合すると、グライム構造中の酸素部分が金属イオンに配位し、錯体が形成されると考えられており、これにより電解液の耐酸化性と熱安定性を向上させた(特許文献1)。
2. Description of the Related Art In recent years, higher voltage and higher energy density of lithium ion secondary batteries have been developed and widely used mainly for consumer use. In addition, applications for electric vehicles and power storage devices have been attempted, and the size of lithium ion secondary batteries has been increasing.
As the non-aqueous solvent used in the non-aqueous electrolyte of such a lithium ion secondary battery, a carbonate solvent such as ethylene carbonate and diethyl carbonate, which easily dissolves a lithium salt and is not easily electrolyzed, is used.
In addition, there is a report that thermal stability is improved by using only a lithium salt and a glyme compound as an electrolytic solution. It is believed that when an alkali metal salt and glyme are mixed, the oxygen part in the glyme structure coordinates with the metal ion to form a complex, thereby improving the oxidation resistance and thermal stability of the electrolyte. (Patent Document 1).

特開2010−73489号公報JP 2010-73489 A

エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート等のカーボネート溶媒を使用する電解液は、リチウムイオン二次電池の高エネルギー密度化を実現しているが、カーボネート系溶媒の存在によって難燃性に乏しくなり、電池の異常過熱時に発火する危険性があった。
特許文献1では、グライム系化合物とリチウム塩の錯体を形成することで、耐酸化性と熱安定性を向上しており、カーボネート系溶媒を含まないため、電解液の不燃性に寄与している。しかし、低粘度のカーボネート系溶媒を用いないことから、電解液の粘度が上昇し、高電流時のレート特性が低下した。不燃性を確保しつつ、電解液の粘度を低減させ、高レート特性を実現する技術の開発が課題であった。
本発明は、上記事情に鑑みて、これらの従来技術の問題点を解決するものであり、電解液としてリチウム塩とグライム系化合物との錯体を用いても、不燃性とレート特性に優れる難燃性の非水電解液とそれを用いたリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
Electrolyte solutions that use carbonate solvents such as ethylene carbonate and diethyl carbonate achieve high energy densities for lithium ion secondary batteries, but have poor flame retardancy due to the presence of carbonate-based solvents, causing abnormal overheating of batteries. There was a risk of fire at times.
In Patent Literature 1, the oxidation resistance and the thermal stability are improved by forming a complex of a glyme-based compound and a lithium salt, and a carbonate-based solvent is not included, which contributes to the nonflammability of the electrolytic solution. . However, since a low-viscosity carbonate-based solvent was not used, the viscosity of the electrolytic solution increased, and the rate characteristics at high current decreased. The problem was to develop a technology for reducing the viscosity of the electrolyte while ensuring non-combustibility and realizing high rate characteristics.
In view of the above circumstances, the present invention has been made to solve these problems of the prior art. Even when a complex of a lithium salt and a glyme compound is used as an electrolyte, a flame retardant having excellent nonflammability and rate characteristics is provided. It is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolyte having a neutral property and a lithium ion secondary battery using the same.

本発明者は、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、リチウム塩とグライム系化合物の錯体をイオン性液体で希釈することが有効であることを見出し、本発明を完成させるに至った。即ち、前記課題を解決する本発明は以下の通りである。
(1)(A)下記一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物と、(B)リチウム塩と、(C)イオン性液体含むことを特徴とする非水電解液。
The present inventors have conducted intensive studies to solve the above problems, and as a result, have found that it is effective to dilute a complex of a lithium salt and a glyme compound with an ionic liquid, and have completed the present invention. That is, the present invention for solving the above problems is as follows.
(1) A non-aqueous electrolyte comprising (A) a chain ether compound represented by the following general formula (I), (B) a lithium salt, and (C) an ionic liquid.

Figure 0006641685
(一般式(I)中、RおよびRは総炭素数1〜4のアルキル基を示し、Rは主鎖を構成する炭素数が2〜4である総炭素数2〜4のアルキレン基を示し、置換基を有していてもよく、nは1〜5の整数である。)
(2)前記一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物のnが2〜4であることを特徴とする、(1)に記載の非水電解液。
(3)前記一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物のRがメチル基であることを特徴とする、(1)または(2)に記載の非水電解液。
(4)前記(B)リチウム塩が、下記一般式(II)で表される構造である(1)〜(3)のいずれか一項に記載の非水電解液。
Figure 0006641685
(In the general formula (I), R 1 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents an alkylene having 2 to 4 carbon atoms constituting a main chain having 2 to 4 carbon atoms. Represents a group, and may have a substituent, and n is an integer of 1 to 5.)
(2) The non-aqueous electrolyte according to (1), wherein n of the chain ether compound represented by the general formula (I) is 2 to 4.
(3) The non-aqueous electrolyte according to (1) or (2), wherein R 1 of the chain ether compound represented by the general formula (I) is a methyl group.
(4) The non-aqueous electrolyte according to any one of (1) to (3), wherein the (B) lithium salt has a structure represented by the following general formula (II).

Figure 0006641685
(一般式(II)中、l、mは、それぞれ0〜5の整数を示す。)
(5)前記(B)リチウム塩が、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド又はリチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドであることを特徴とする(1)〜(4)のいずれか一項に記載の非水電解液。
(6)(C)イオン性液体のカチオンが、鎖状四級アンモニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選択される少なくとも一種であることを特徴とする、(1)〜(5)のいずれか一項に記載の非水電解液。
(7)(C)イオン性液体のアニオンが、N(CSO 、CFSO 、N(SOF) 、N(SOCF 、及びN(SOCFCF からなる群より選択される少なくとも一種であることを特徴とする、(1)〜(6)のいずれかに記載の非水電解液。
(8)前記(1)〜(7)のいずれか一項に記載の非水電解液を用いてなるリチウムイオン二次電池。
Figure 0006641685
(In the general formula (II), l and m each represent an integer of 0 to 5.)
(5) The method according to any one of (1) to (4), wherein the lithium salt (B) is lithium bis (fluorosulfonyl) imide or lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide. Non-aqueous electrolyte.
(6) The cation of the ionic liquid (C) is at least one selected from the group consisting of a chain quaternary ammonium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, and an imidazolium cation. , (1) to (5).
(7) The anion of (C) the ionic liquid is N (C 4 F 9 SO 2 ) 2 , CF 3 SO 3 , N (SO 2 F) 2 , N (SO 2 CF 3 ) 2 , And N (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 —, which is at least one selected from the group consisting of: (1) to (6).
(8) A lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte according to any one of (1) to (7).

本発明の(A)一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物と、(B)リチウム塩と、(C)イオン性液体を含む非水電解液は、電解液の難燃性と放電容量維持率を両立し、エネルギーデバイス、特にリチウムイオン二次電池に用いる非水電解液成分として好適である。   The non-aqueous electrolyte containing (A) the chain ether compound represented by the general formula (I), (B) a lithium salt, and (C) an ionic liquid according to the present invention has the flame retardancy and discharge of the electrolyte. It is compatible as a non-aqueous electrolyte component for an energy device, particularly a lithium ion secondary battery, while maintaining both capacity retention rates.

本発明に用いられる鎖状エーテル化合物は、下記一般式(I)で表される。   The chain ether compound used in the present invention is represented by the following general formula (I).

Figure 0006641685
(一般式(I)中、RおよびRは総炭素数1〜4のアルキル基を示し、Rは主鎖を構成する炭素数が2〜4である総炭素数2〜4のアルキレン基を示し、置換基を有していてもよく、nは1〜5の整数である。)
およびRとして表される置換基を有していてもよい総炭素1〜4のアルキル基は特に制限はないが、具体的には、メチル基、エチル基、n−プロピル基、sec−プロピル基、n−ブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基等の無置換アルキル基、モノフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、ペンタフルオロエチル基等のフルオロアルキル基、トリクロロメチル基、2−クロロエチル基、ペンタクロロエチル基等の置換アルキル基の他、ニトリル基、ケトン基、アルケニル基等で置換された置換アルキル基を挙げることができる。
又はRが総炭素数5以上のアルキル基では、リチウム塩との錯体が高粘度となり非水電解液が低イオン導電率となりやすいため、R又はRとしては、置換又は無置換のメチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基であることが好ましく、置換又は無置換のメチル基、エチル基であることがより好ましい。
前記一般式(I)において、Rは置換基を有していてもよい総炭素数が2〜4のアルキレン基であり、その主鎖を構成する炭素数は2〜4であり、好ましくは主鎖を構成する炭素数が2のものである。
また、Rは、総炭素数が2〜4であれば置換されていてもよい(総炭素数は、置換基を有する場合には、該置換基の炭素原子も含む数である)。総炭素数が5以上では、イオン導電率が不十分となりやすい傾向がある。なお、前記置換基としては、アルキル基、フッ素、塩素等のハロゲン基、アリル基、アリール基、エーテル基、エステル基、カルボキシル基、ニトリル基等が挙げられる。
として好適な基としては、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基等の無置換アルキレン基、イソプロピレン基、イソブチレン基等のアルキル置換アルキレン基、1、1−ジフルオロエチレン基等のフルオロアルキレン基、テトラクロロエチレン基、1,2−ジクロロエチレン基、1,1−ジクロロエチレン基等のクロロアルキレン基等を挙げることができる。
上記一般式(I)において、nは1〜5の整数を示し、好ましくはnは2〜4の整数である。nが0又は1であると、リチウム塩との組み合わせによりそのリチウム塩との錯体が高粘度となり非水電解液が低イオン導電率となる場合がある。また、nが6以上になると、2分子以上のリチウム塩と錯体を形成しやすくなり、非水電解液の粘度が高くなる傾向があり非水電解液が低イオン導電率となりやすい傾向がある。
前記一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物において、Rがメチル基であり、Rがエチレン基であり、nが3であることが、低粘度化できる傾向がある点で好ましい。
Figure 0006641685
(In the general formula (I), R 1 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents an alkylene having 2 to 4 carbon atoms constituting a main chain having 2 to 4 carbon atoms. Represents a group, and may have a substituent, and n is an integer of 1 to 5.)
The alkyl group of 1 to 4 carbon atoms which may have a substituent represented by R 1 and R 3 is not particularly limited, but specifically, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, a sec An unsubstituted alkyl group such as -propyl group, n-butyl group, sec-butyl group and tert-butyl group; a fluoroalkyl group such as a monofluoromethyl group, a trifluoromethyl group and a pentafluoroethyl group; a trichloromethyl group; In addition to a substituted alkyl group such as -chloroethyl group and pentachloroethyl group, a substituted alkyl group substituted with a nitrile group, a ketone group, an alkenyl group, and the like can be given.
When R 1 or R 3 is an alkyl group having a total carbon number of 5 or more, the complex with the lithium salt has a high viscosity and the non-aqueous electrolyte tends to have low ionic conductivity. Therefore, R 1 or R 3 is substituted or unsubstituted. Of methyl, ethyl, propyl and butyl groups, and more preferably a substituted or unsubstituted methyl group and ethyl group.
In the general formula (I), R 2 is an alkylene group having a total of 2 to 4 carbon atoms which may have a substituent, and the number of carbon atoms constituting a main chain thereof is 2 to 4; The main chain has 2 carbon atoms.
Further, R 2 may be substituted as long as the total number of carbon atoms is 2 to 4 (the total number of carbon atoms is the number including carbon atoms of the substituent when having a substituent). When the total carbon number is 5 or more, the ionic conductivity tends to be insufficient. Examples of the substituent include an alkyl group, a halogen group such as fluorine and chlorine, an allyl group, an aryl group, an ether group, an ester group, a carboxyl group, a nitrile group, and the like.
Suitable groups as R 2 include unsubstituted alkylene groups such as ethylene group, trimethylene group and tetramethylene group, alkyl-substituted alkylene groups such as isopropylene group and isobutylene group, and fluoroalkylene groups such as 1,1-difluoroethylene group. And chloroalkylene groups such as tetrachloroethylene group, 1,2-dichloroethylene group and 1,1-dichloroethylene group.
In the general formula (I), n represents an integer of 1 to 5, and preferably n is an integer of 2 to 4. When n is 0 or 1, the complex with the lithium salt may have high viscosity due to the combination with the lithium salt, and the non-aqueous electrolyte may have low ionic conductivity. When n is 6 or more, a complex is easily formed with two or more lithium salts, the viscosity of the non-aqueous electrolyte tends to increase, and the non-aqueous electrolyte tends to have low ionic conductivity.
In the chain ether compound represented by the general formula (I), it is preferable that R 1 is a methyl group, R 2 is an ethylene group, and n is 3 in that the viscosity can be reduced. .

本発明に用いられる鎖状エーテル化合物は、純度が高い方が好ましく、また、化合物に水が含まれないことが好ましい。その精製方法としては特に制限はない。脱水処理と共に鎖状エーテル化合物は、合成時の触媒や未反応物を含んでいることが多く、例えば、酸性触媒を吸着剤で除去し、ろ別した後、未反応物を加熱及び/又は減圧留去によって精製する方法が挙げられる。ちなみに、酸吸着剤としては、協和化学工業株式会社製キョーワード500SHや和光純薬工業株式会社製のハイドロタルサイト類などを挙げることができる。また、さらに鎖状エーテル化合物の精製を進めるため、減圧蒸留することもできる。   The chain ether compound used in the present invention preferably has high purity, and preferably does not contain water. The purification method is not particularly limited. Along with the dehydration treatment, the chain ether compound often contains a catalyst and an unreacted substance at the time of synthesis. For example, after removing an acidic catalyst with an adsorbent and filtering off, the unreacted substance is heated and / or reduced in pressure. A method of purifying by distillation is exemplified. Incidentally, examples of the acid adsorbent include Kyoward 500SH manufactured by Kyowa Chemical Industry Co., Ltd. and hydrotalcites manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Further, in order to further purify the chain ether compound, distillation under reduced pressure can be performed.

本発明に用いられる(B)リチウム塩は、下記一般式(II)で表される化合物を用いることができる。また、LiPF、LiBF、LiClO、LiCFSO、LiSbF及びLi(CSOを用いることができるが,リチウム電池又はリチウムイオン電池の作動電圧範囲で安定なリチウム塩であれば、特にこれらに限定されるものではない。これらのリチウム塩は、1種単独で用いることも、2種以上混合して用いることもできる。 As the lithium salt (B) used in the present invention, a compound represented by the following general formula (II) can be used. Further, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiSbF 6 and Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2 can be used, but lithium which is stable in the operating voltage range of a lithium battery or a lithium ion battery can be used. The salt is not particularly limited as long as it is a salt. These lithium salts can be used alone or in combination of two or more.

Figure 0006641685
(一般式(II)中、l、mはそれぞれ0〜5の整数を示す。)
一般式(II)で表される化合物のなかでは、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミドが好ましい。
Figure 0006641685
(In the general formula (II), l and m each represent an integer of 0 to 5.)
Among the compounds represented by the general formula (II), lithium bis (fluorosulfonyl) imide and lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide are preferable.

本発明に用いられる一般式(I)で表される(A)鎖状エーテル化合物と(B)リチウム塩の錯体は,両者を混合することにより得ることができる。
一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物のモル数をA、リチウム塩のモル数をBとすると、混合モル比率A/Bは、0.5≦(A/B)≦2であることが好ましく、0.7≦(A/B)≦1.4がより好ましく、0.9≦(A/B)≦1.0が更に好ましい。この比率が0.5未満であると粘度が高くなり、レート特性が低下するほか、セパレータ及び電極への含浸性が低下し、電池の性能が十分に発揮できない可能性が有る。この比率が2を超えると、錯体を形成しない鎖状エーテル化合物の存在確立が増加し、電解液の耐酸化性が低下する傾向がある。
上記錯体の製造において、処理温度や時間は特に限定はない。一般的には、攪拌下、用いる鎖状エーテル化合物の沸点以下の温度で、鎖状エーテル化合物とリチウム塩を混合し、数分〜数時間で処理は完結するため、本発明においても適宜処理時間、処理温度を調整すればよい。
なお、処理が完了して混合物が得られたことの確認は、粘度確認により行うことができる。一定時間後に粘度の変化がないことによって確認できる。
上記錯体は、粘度が200000mPa・s以下であることが好ましく、3000mPa・s以下であることがより好ましい。ここで粘度とは、粘弾性測定装置(ANTON Paar株式会社製「Physica MCR301」)を用いて測定した30℃での粘度をさす。粘度を上記範囲とするには、鎖状エーテル化合物やリチウム塩を適宜選択し、鎖状エーテル化合物とリチウム塩との混合比率を調整する等で達成できる。
The complex of the (A) chain ether compound represented by the general formula (I) and the (B) lithium salt used in the present invention can be obtained by mixing both.
Assuming that the number of moles of the chain ether compound represented by the general formula (I) is A and the number of moles of the lithium salt is B, the mixing molar ratio A / B is 0.5 ≦ (A / B) ≦ 2. Preferably, 0.7 ≦ (A / B) ≦ 1.4 is more preferable, and 0.9 ≦ (A / B) ≦ 1.0 is even more preferable. If this ratio is less than 0.5, the viscosity will increase, the rate characteristics will decrease, and the impregnation properties of the separator and the electrode will decrease, and the battery performance may not be fully exhibited. If this ratio exceeds 2, the probability of the presence of a chain ether compound that does not form a complex increases, and the oxidation resistance of the electrolytic solution tends to decrease.
In the production of the above complex, the treatment temperature and time are not particularly limited. In general, under stirring, at a temperature equal to or lower than the boiling point of the chain ether compound to be used, the chain ether compound and the lithium salt are mixed, and the treatment is completed in several minutes to several hours. The processing temperature may be adjusted.
The completion of the treatment and the confirmation of the mixture can be confirmed by confirming the viscosity. It can be confirmed that there is no change in viscosity after a certain time.
The viscosity of the complex is preferably 200,000 mPa · s or less, more preferably 3000 mPa · s or less. Here, the viscosity refers to a viscosity at 30 ° C. measured using a viscoelasticity measuring device (“Physica MCR301” manufactured by ANTON Paar Corporation). The viscosity can be adjusted to the above range by appropriately selecting a chain ether compound or a lithium salt and adjusting the mixing ratio of the chain ether compound and the lithium salt.

本発明で用いられる(C)イオン性液体としては、(A)鎖状エーテル化合物と(B)リチウム塩との錯体と混合可能であるとともに、室温(25℃)において液体状態であり、不揮発性かつ不燃性であり、リチウムイオン二次電池の作動電圧範囲で安定なものであれば、特に制限はない。レート特性向上の観点から、粘度(25℃)が120cP以下であることが好ましく、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムス(フルオロスルホニル)イミド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムトリシアノメタン、1−ブチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロアセテート、N−ブチル−N−メチルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−ブチルピリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド、1,3−ジアリルイミダゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムテトラフルオロボレート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロアセテート、1−エチル−3−メチルイミダゾリウムトリフルオロメチルスルホネート、1−エチル−3−メチルピリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド、1−エチルピリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビス(フルオロスルホニル)イミド、1−ヘキシル−3−メチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、N−ヘキシルピリジニウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、1−メチル−3−オクチルイミダゾリウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、N−メチル−N−プロピルピロロジニウムビス(フルオロスルホニル)イミド、N−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、1−プロピル−2,3,5−トリメチルピラゾリウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリエチルオクチルホスホニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、トリエチルペンチルホスホニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド、N,N,N−トリメチル−N−プロピルアンモニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド等が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
(C)イオン性液体のカチオン成分として、鎖状四級アンモニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選択される少なくとも一種を含み、アニオン成分として、N(CSO 、CFSO 、N(SOF) 、N(SOCF およびN(SOCFCF からなる群より選択される少なくとも一種を含むイオン性液体は比較的低粘度であり、特にN(SOF) を含むイオン性液体はレート特性向上の観点から好ましい。これらのイオン性液体は、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。
The ionic liquid (C) used in the present invention can be mixed with a complex of (A) a chain ether compound and (B) a lithium salt, and is in a liquid state at room temperature (25 ° C.). There is no particular limitation as long as it is nonflammable and stable in the operating voltage range of the lithium ion secondary battery. From the viewpoint of improving the rate characteristics, the viscosity (25 ° C.) is preferably 120 cP or less, and 1-butyl-3-methylimidazolium bis (fluorosulfonyl) imide, 1-butyl-3-methylimidazolium bis (trifluoromethane Sulfonyl) imide, 1-butyl-3-methylimidazolium tricyanomethane, 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoroacetate, N-butyl-N-methylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, 1-butyl-3-methylimidazolium trifluoroacetate Butylpyridinium bis (fluorosulfonyl) imide, 1,3-diallylimidazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (fluorosulfonyl) imide, 1-ethyl-3-methylimidazolium bis (bird (Fluoromethylsulfonyl) imide, 1-ethyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate, 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoroacetate, 1-ethyl-3-methylimidazolium trifluoromethylsulfonate, 1-ethyl -3-methylpyridinium bis (fluorosulfonyl) imide, 1-ethylpyridinium bis (fluorosulfonyl) imide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bis (fluorosulfonyl) imide, 1-hexyl-3-methylimidazolium bis ( Trifluoromethylsulfonyl) imide, N-hexylpyridinium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, 1-methyl-3-octylimidazolium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide, N-methyl-N- Propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide, N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, 1-propyl-2,3,5-trimethylpyrazolium bis (trifluoromethanesulfonyl) Examples include imide, triethyloctylphosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, triethylpentylphosphonium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide, N, N, N-trimethyl-N-propylammoniumbis (trifluoromethanesulfonyl) imide and the like. It is not limited to these.
(C) The cationic component of the ionic liquid contains at least one selected from the group consisting of a chain quaternary ammonium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation and an imidazolium cation, and N (C 4 F 9 SO 2) 2 - , CF 3 SO 3 -, N (SO 2 F) 2 -, N (SO 2 CF 3) 2 - and N (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 - selected from the group consisting of The ionic liquid containing at least one is relatively low in viscosity, and an ionic liquid containing N (SO 2 F) 2 is particularly preferable from the viewpoint of improving the rate characteristics. These ionic liquids may be used alone or in a combination of two or more.

本発明のリチウムイオン二次電池は、既述の本発明の非水電解液を用いてなることを特徴とし、例えば、負極と正極とをセパレータを介して対向して配置し、本発明の非水電解液を注入することにより得ることができる。
正極に含まれる正極活物質としては、LiCoO、LiNiO、LiMnO、LiMn、LiFePO等のリチウムと遷移金属との複合酸化物、MnO、V等の遷移金属酸化物、MoS、TiS等の遷移金属硫化物、ポリアセチレン、ポリアセン、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン等の導電性高分子化合物、ポリ(2,5−ジメルカプト−1,3,4−チアジアゾール)等のジスルフィド化合物等が用いられる。
負極に含まれる負極活物質としては、リチウム金属、リチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、チタン酸リチウム、リチウムを吸蔵・放出できる炭素質材料、黒鉛、フェノール樹脂、フラン樹脂等のコークス類、炭素繊維、ガラス状炭素、熱分解炭素、活性炭等が用いられる。
The lithium ion secondary battery of the present invention is characterized by using the above-described non-aqueous electrolyte of the present invention. For example, a negative electrode and a positive electrode are arranged to face each other with a separator interposed therebetween, and It can be obtained by injecting a water electrolyte.
Examples of the positive electrode active material contained in the positive electrode include composite oxides of lithium and a transition metal such as LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , and LiFePO 4 , and transition metal oxides such as MnO 2 and V 2 O 5. , Transition metal sulfides such as MoS 2 , TiS, conductive polymer compounds such as polyacetylene, polyacene, polyaniline, polypyrrole, polythiophene, and disulfide compounds such as poly (2,5-dimercapto-1,3,4-thiadiazole) Are used.
As the negative electrode active material contained in the negative electrode, lithium metal, lithium alloy such as lithium aluminum alloy, lithium titanate, carbonaceous material capable of inserting and extracting lithium, graphite, phenol resin, coke such as furan resin, carbon fiber, Glassy carbon, pyrolytic carbon, activated carbon and the like are used.

電極活物質を用いて電極を作製する際に、バインダーと共に導電助剤を用いることが好ましく、用いられる導電助剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、天然黒鉛、熱膨張黒鉛、炭素繊維、導電性カーボン、酸化ルテニウム、酸化チタン、アルミニウム、ニッケル等の金属繊維等が用いられる。これらの中でも、少量の配合で所望の導電性を確保できるアセチレンブラック、ケッチェンブラックが好ましい。
なお、導電助剤は、電極活物質に対して、通常0.5〜50質量%程度配合されるが、1〜30質量%配合することがより好ましい。
When producing an electrode using the electrode active material, it is preferable to use a conductive aid together with a binder, as the conductive aid used, acetylene black, carbon black such as Ketjen black, natural graphite, thermal expansion graphite, Metal fibers such as carbon fiber, conductive carbon, ruthenium oxide, titanium oxide, aluminum, and nickel are used. Among these, acetylene black and Ketjen black, which can secure desired conductivity with a small amount of blending, are preferable.
In addition, the conductive assistant is usually blended in an amount of about 0.5 to 50% by mass, more preferably 1 to 30% by mass, based on the electrode active material.

電極を作製する際に導電助剤と共に用いられるバインダーとしては、公知の各種バインダーを用いることができる。
例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、カルボキシメチルセルロース、フルオロオレフィン共重合体架橋ポリマー、スチレン−ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリイミド、石油ピッチ、石炭ピッチ、フェノール樹脂等が挙げられる。
なお、電極の作製において、N−メチルピロリドン、水、アルコール類等の塗工溶媒を用いることも好ましい。
Various known binders can be used as the binder to be used together with the conductive additive when producing the electrode.
For example, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, carboxymethyl cellulose, fluoroolefin copolymer crosslinked polymer, styrene-butadiene copolymer, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyimide, petroleum pitch, coal pitch, phenolic resin, etc. Is mentioned.
In the production of the electrode, it is also preferable to use a coating solvent such as N-methylpyrrolidone, water, and alcohols.

セパレータも同じく公知の各種セパレータを用いることができるが、電解液に対して安定であり、保液性に優れた材料を用いることが好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン等を含むポリオレフィン多孔質膜;ポリオレフィン繊維(ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維等)、ガラス繊維、セルロース繊維、ポリイミド繊維等を含む不織布;などを用いるのが好ましい。これらの中でも、電解液に対して安定であり、保液性に優れる点から、セパレータとしては、不織布が好ましく、ポリオレフィン繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、及びポリイミド繊維からなる群より選択される少なくとも一種を含む不織布がより好ましいが、これらに制限されるものではない。   Although various known separators can be used for the separator, it is preferable to use a material that is stable with respect to the electrolytic solution and has excellent liquid retaining properties. Specifically, it is preferable to use a polyolefin porous membrane containing polyethylene, polypropylene, or the like; a nonwoven fabric containing polyolefin fibers (polyethylene fiber, polypropylene fiber, or the like), glass fiber, cellulose fiber, polyimide fiber, or the like. Among these, a nonwoven fabric is preferable as the separator from the viewpoint of being stable with respect to the electrolytic solution and having excellent liquid retention properties, and at least one selected from the group consisting of polyolefin fibers, glass fibers, cellulose fibers, and polyimide fibers. Is more preferable, but is not limited thereto.

本発明のリチウムイオン二次電池の構造は、特に限定されないが、通常、正極および負極と、必要に応じて設けられるセパレータとを、扁平渦巻状に巻回して巻回式極板群としたり、これらを平板状として積層して積層式極板群としたりし、これら極板群を外装体中に封入した構造とするのが一般的である。
本発明のリチウムイオン二次電池は、特に限定されないが、ペーパー型電池、ボタン型電池、コイン型電池、積層型電池、円筒型電池、角型電池などとして使用される。
Although the structure of the lithium ion secondary battery of the present invention is not particularly limited, usually, a positive electrode and a negative electrode, and a separator provided as necessary, are wound into a flat spiral to form a wound electrode group, In general, these are laminated as a flat plate to form a laminated electrode group, or a structure in which these electrode groups are sealed in an exterior body.
The lithium ion secondary battery of the present invention is not particularly limited, but is used as a paper battery, a button battery, a coin battery, a stacked battery, a cylindrical battery, a square battery, and the like.

以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に制限されるものではない。
(精製例1)
鎖状エーテル化合物の精製(1)
トリエチレングリコールブチルメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)を、モレキュラーシーブス4A(和光純薬工業株式会社製)により脱水処理し、続いて減圧蒸留を行い、鎖状エーテル化合物(1)を得た。ガスクロマトグラフィにより純度を確認したところ、99.9%であった。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
(Purification example 1)
Purification of chain ether compound (1)
Triethylene glycol butyl methyl ether (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) is subjected to dehydration treatment with Molecular Sieves 4A (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), followed by vacuum distillation to obtain a chain ether compound (1). Was. The purity was confirmed by gas chromatography to be 99.9%.

(精製例2)
鎖状エーテル化合物の精製(2)
ジエチレングリコールエチルメチルエーテル(和光純薬工業株式会社製)を、モレキュラーシーブス4A(和光純薬工業株式会社製)により脱水処理し、続いて減圧蒸留を行い、鎖状エーテル化合物(2)を得た。ガスクロマトグラフィにより純度を確認したところ、99.9%であった。
(Purification example 2)
Purification of chain ether compound (2)
Diethylene glycol ethyl methyl ether (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was subjected to dehydration treatment using Molecular Sieves 4A (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), followed by vacuum distillation to obtain a chain ether compound (2). The purity was confirmed by gas chromatography to be 99.9%.

(実施例1)
精製例1で得た(A)成分の鎖状エーテル化合物(1)0.66g(3.0mmol)に、(B)成分のリチウム塩として、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(日本触媒株式会社製)0.56g(3.0mmol)を加え、(C)成分のイオン性液体としてN−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミドを4.05g加えて希釈し、アルゴン雰囲気下室温で24時間攪拌し、無色透明の非水電解液(1)を得た。
(Example 1)
0.66 g (3.0 mmol) of the chain ether compound (A) of the component (A) obtained in Purification Example 1 was mixed with lithium bis (fluorosulfonyl) imide (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) as a lithium salt of the component (B). ) Was added and diluted with 4.05 g of N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide as the ionic liquid of the component (C), and diluted under an argon atmosphere at room temperature. For 24 hours to obtain a colorless and transparent non-aqueous electrolyte (1).

(実施例2)
精製例1で得た鎖状エーテル化合物(1)0.66g(3.0mmol)に、リチウム塩として、リチウムビス(トリフルオロスルホニル)イミド(日本触媒株式会社製)0.86g(3.0mmol)を加え、N−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミドを4.05g加えて希釈し、アルゴン雰囲気下室温で24時間攪拌し、無色透明の非水電解液(2)を得た。
(Example 2)
0.86 g (3.0 mmol) of lithium bis (trifluorosulfonyl) imide (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) as a lithium salt was added to 0.66 g (3.0 mmol) of the chain ether compound (1) obtained in Purification Example 1. Was added and diluted with 4.05 g of N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours under an argon atmosphere to obtain a colorless and transparent nonaqueous electrolyte solution (2). Was.

(実施例3)
精製例1で得た鎖状エーテル化合物(1)0.66g(3.0mmol)に、リチウム塩として、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(日本触媒株式会社製)0.56g(3.0mmol)を加え、N−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドを4.31g加えて希釈し、アルゴン雰囲気下室温で24時間攪拌し、無色透明の非水電解液(3)を得た。
(Example 3)
To 0.66 g (3.0 mmol) of the chain ether compound (1) obtained in Purification Example 1, 0.56 g (3.0 mmol) of lithium bis (fluorosulfonyl) imide (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) as a lithium salt. In addition, 4.31 g of N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide was added and diluted, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours under an argon atmosphere to obtain a colorless and transparent nonaqueous electrolyte (3). Was.

(実施例4)
精製例2で得た鎖状エーテル化合物(2)0.45g(3.0mmol)に、リチウム塩として、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(日本触媒株式会社製)0.56g(3.0mmol)を加え、N−メチル−N−プロピルピロリジニウムビス(フルオロスルホニル)イミドを4.05g加えて希釈し、アルゴン雰囲気下室温で24時間攪拌し、無色透明の非水電解液(4)を得た。
(Example 4)
To 0.45 g (3.0 mmol) of the chain ether compound (2) obtained in Purification Example 2, 0.56 g (3.0 mmol) of lithium bis (fluorosulfonyl) imide (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) as a lithium salt was added. In addition, 4.05 g of N-methyl-N-propylpyrrolidinium bis (fluorosulfonyl) imide was added for dilution, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours under an argon atmosphere to obtain a colorless and transparent nonaqueous electrolyte (4). .

(比較例1)
精製例1で得た鎖状エーテル化合物(1)0.66g(3.0mmol)に、リチウム塩として、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(日本触媒株式会社製)を0.56g(3.0mmol)加えてアルゴン雰囲気下室温で24時間攪拌し、無色透明の非水電解液(5)を得た。
(Comparative Example 1)
0.56 g (3.0 mmol) of lithium bis (fluorosulfonyl) imide (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) as a lithium salt was added to 0.66 g (3.0 mmol) of the chain ether compound (1) obtained in Purification Example 1. In addition, the mixture was stirred at room temperature for 24 hours under an argon atmosphere to obtain a colorless and transparent non-aqueous electrolyte (5).

(比較例2)
精製例1で得た鎖状エーテル化合物(1)0.66g(3.0mmol)に、リチウム塩として、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(日本触媒株式会社製)を0.56g(3.0mmol)加え、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートの3:7混合溶液(体積比)を2.25g加えて希釈し、アルゴン雰囲気下室温で24時間攪拌し、無色透明の非水電解液(6)を得た。
(Comparative Example 2)
0.56 g (3.0 mmol) of lithium bis (fluorosulfonyl) imide (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd.) as a lithium salt was added to 0.66 g (3.0 mmol) of the chain ether compound (1) obtained in Purification Example 1. In addition, 2.25 g of a 3: 7 mixed solution (volume ratio) of ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate was added for dilution, and the mixture was stirred at room temperature for 24 hours under an argon atmosphere to obtain a colorless and transparent nonaqueous electrolyte (6). .

(非水電解液の燃焼性試験評価方法)
(燃焼性試験)
幅3.0cm、長さ13.0cmに切り取ったガラスフィルター(東洋濾紙株式会社製GA−100)に、それぞれ上記で得られた非水電解液(1)〜(6)を1.5cm染み込ませた後、ガラスフィルターの端部に試験炎を近づけて、炎を接近させてから燃焼開始までの時間を測定した。
(Non-aqueous electrolyte flammability test evaluation method)
(Flammability test)
1.5 cm 3 of each of the nonaqueous electrolytes (1) to (6) obtained above was impregnated into a glass filter (GA-100 manufactured by Toyo Roshi Kaisha, Ltd.) cut to a width of 3.0 cm and a length of 13.0 cm. After that, the test flame was brought close to the end of the glass filter, and the time from approaching the flame to the start of combustion was measured.

(リチウムイオン二次電池用正極の作製)
正極活物質としてリン酸鉄リチウム(シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製)と、導電性カーボン(電気化学工業株式会社製「デンカブラック」)と、バインダー樹脂としてポリフッ化ビニリデンと、塗工溶媒としてN−メチルピロリドン(以下、NMP)を、活物質:導電性カーボン:バインダー樹脂:NMP=91:5:4:29(質量比)の割合で混合してペースト状にし、乾燥後に8.8mg/cmが塗布されるようアルミ集電箔(日本蓄電器工業株式会社製「20CB」)に塗布し、80℃で4時間乾燥させた後、圧延してリチウムイオン二次電池用正極電極を得た。
(Preparation of positive electrode for lithium ion secondary battery)
Lithium iron phosphate (manufactured by Sigma-Aldrich Japan GK), conductive carbon ("DENKA BLACK" manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a positive electrode active material, polyvinylidene fluoride as a binder resin, and N-methyl as a coating solvent Pyrrolidone (hereinafter, NMP) is mixed into a paste by mixing active material: conductive carbon: binder resin: NMP at a ratio of 91: 5: 4: 29 (mass ratio), and after drying, 8.8 mg / cm 2 is obtained. It was applied to an aluminum current collector foil ("20CB" manufactured by Nippon Denki Industrial Co., Ltd.) to be applied, dried at 80 ° C. for 4 hours, and then rolled to obtain a positive electrode for a lithium ion secondary battery.

(リチウムイオン二次電池用負極の作製)
負極活物質としてチタン酸リチウム(シグマ アルドリッチ ジャパン合同会社製)と、導電性カーボン(電気化学工業株式会社製「デンカブラック」)と、バインダー樹脂としてポリフッ化ビニリデンと、塗工溶媒としてN−メチルピロリドン(以下、NMP)を、活物質:導電性カーボン:バインダー樹脂:NMP=92:4:4:32(質量比)の割合で混合してペースト状にし、乾燥後に9.2mg/cmが塗布されるようアルミ集電箔(日本蓄電器工業株式会社製「20CB」)に塗布し、80℃で4時間乾燥させた後、圧延してリチウムイオン二次電池用負極電極を得た。
(Preparation of negative electrode for lithium ion secondary battery)
Lithium titanate (manufactured by Sigma-Aldrich Japan GK), conductive carbon ("Denka Black" manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a negative electrode active material, polyvinylidene fluoride as a binder resin, and N-methylpyrrolidone as a coating solvent (Hereinafter, NMP) was mixed at a ratio of active material: conductive carbon: binder resin: NMP = 92: 4: 4: 32 (mass ratio) to form a paste, and after drying, 9.2 mg / cm 2 was applied. The negative electrode was applied to an aluminum current collector foil ("20CB" manufactured by Nippon Denki Co., Ltd.), dried at 80 ° C. for 4 hours, and then rolled to obtain a negative electrode for a lithium ion secondary battery.

(コイン型リチウムイオン二次電池の作製)
コイン缶(下部)に直径9mmの円形の正極を静置し、実施例1〜4の非水電解液(1)〜(4)及び、比較例1と2の非水電解液(5)、(6)を滴下し含浸させ、セパレータ(セルガード株式会社製「セルガード#2300」、3層(PP/PE/PP)セパレータ)を置き、ガスケットで固定し、実施例1〜4の非水電解液(1)〜(4)及び比較例1と2の非水電解液(5)、(6)を滴下後、直径14mmの円形の負極を正極と対向するように置き、スペーサーとコイン缶(上部)を置き、かしめてCR2016型(直径20mm、高さ1.6mm)のコイン型電池とした。
(Production of coin-type lithium ion secondary battery)
A circular positive electrode having a diameter of 9 mm was allowed to stand on a coin can (lower part), and the nonaqueous electrolytes (1) to (4) of Examples 1 to 4 and the nonaqueous electrolytes (5) of Comparative Examples 1 and 2 were used. (6) was dropped and impregnated, a separator ("Celgard # 2300", Celgard Co., Ltd., three-layer (PP / PE / PP) separator) was placed, and fixed with a gasket. After dropping the nonaqueous electrolytes (5) and (6) of (1) to (4) and Comparative Examples 1 and 2, a circular negative electrode having a diameter of 14 mm was placed so as to face the positive electrode, and a spacer and a coin can (top) ) Was placed and caulked to obtain a CR2016 type coin battery (diameter 20 mm, height 1.6 mm).

(リチウムイオン二次電池の評価)
正極容量の0.1Cに相当する電流で2.7Vまで充電し、その後2.7Vで電流が0.01Cになるまで充電した。放電は正極容量の0.1Cに相当する電流で0.7Vまで行い、初期(初回)放電容量を測定した。再び0.1Cに相当する電流で2.7Vまで充電し、2.7Vで電流が0.01Cになるまで充電した。放電を正極容量の2.0Cに相当する電流で0.7Vまで行い、高電流時の放電容量を測定した。上記初期測定は25℃で行った。結果を表1に示した。放電容量は比較例1の初期(初回)放電容量を100とし指数で示した。また、放電容量維持率は次の式により求めた。
放電容量維持率(%)=2.0Cでの放電容量(mAh)/0.1Cでの放電容量(mAh)
(Evaluation of lithium ion secondary battery)
The battery was charged to 2.7 V with a current corresponding to the positive electrode capacity of 0.1 C, and then charged at 2.7 V until the current reached 0.01 C. Discharge was performed up to 0.7 V at a current corresponding to 0.1 C of the positive electrode capacity, and the initial (initial) discharge capacity was measured. The battery was charged again to 2.7 V with a current corresponding to 0.1 C, and charged at 2.7 V until the current reached 0.01 C. Discharge was performed up to 0.7 V at a current corresponding to 2.0 C of the positive electrode capacity, and the discharge capacity at a high current was measured. The initial measurement was performed at 25 ° C. The results are shown in Table 1. The discharge capacity was indicated by an index with the initial (initial) discharge capacity of Comparative Example 1 being 100. Further, the discharge capacity retention ratio was determined by the following equation.
Discharge capacity retention ratio (%) = discharge capacity at 2.0 C (mAh) / discharge capacity at 0.1 C (mAh)

Figure 0006641685
Figure 0006641685

実施例1〜4の非水電解液(1)〜(4)の電解液は、比較例1、2の非水電解液(5)、(6)と比較して燃焼開始までの時間が10秒以上と長く難燃性である。
また表1に示されるように、実施例1〜4の非水電解液(1)〜(4)は、比較例1の非水電解液(5)と比較して放電容量維持率が良好である。比較例2の非水電解液(6)と電池性能は互角であるが、電解液の燃焼性を考慮すると、実施例1〜4の非水電解液(1)〜(4)が好ましいことが分かる。
本発明の鎖状エーテル化合物とリチウム塩の錯体をイオン性液体で希釈した電解液は、電解液の難燃性と放電容量維持率を両立し、エネルギーデバイス、特にリチウムイオン二次電池に用いる非水電解液成分として好適である。
The electrolytes of the non-aqueous electrolytes (1) to (4) of Examples 1 to 4 were 10 times shorter than the non-aqueous electrolytes (5) and (6) of Comparative Examples 1 and 2 until the start of combustion. Flame-retardant for as long as seconds.
Further, as shown in Table 1, the non-aqueous electrolytes (1) to (4) of Examples 1 to 4 had a better discharge capacity retention ratio than the non-aqueous electrolyte (5) of Comparative Example 1. is there. Although the battery performance of the non-aqueous electrolyte (6) of Comparative Example 2 is comparable to that of the battery, the non-aqueous electrolytes (1) to (4) of Examples 1 to 4 are preferable in consideration of the flammability of the electrolyte. I understand.
The electrolyte solution obtained by diluting the complex of the chain ether compound and the lithium salt of the present invention with an ionic liquid achieves both the flame retardancy of the electrolyte solution and the discharge capacity retention ratio, and is suitable for use in energy devices, particularly lithium ion secondary batteries. It is suitable as a water electrolyte component.

Claims (5)

(A)下記一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物と、(B)リチウム塩と、(C)イオン性液体で希釈された非水電解液であって
前記(B)リチウム塩がリチウムビス(フルオロスルホニル)イミドであり、
前記(C)イオン性液体のアニオンがN(SOF) であることを特徴とする非水電解液。
Figure 0006641685

(一般式(I)中、RおよびRは総炭素数1〜4のアルキル基を示し、Rは主鎖を構成する炭素数が2〜4である総炭素数2〜4のアルキレン基を示し、置換基を有していてもよく、nは1〜5の整数である。)
(A) and chain ether compounds represented by the following general formula (I), and (B) a lithium salt, a nonaqueous electrolytic solution diluted with (C) an ionic liquid,
(B) the lithium salt is lithium bis (fluorosulfonyl) imide,
(C) The non-aqueous electrolytic solution, wherein the anion of the ionic liquid is N (SO 2 F) 2 .
Figure 0006641685

(In the general formula (I), R 1 and R 3 each represent an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and R 2 represents an alkylene having 2 to 4 carbon atoms constituting a main chain having 2 to 4 carbon atoms. Represents a group, and may have a substituent, and n is an integer of 1 to 5.)
前記一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物のnが2〜4である、請求項1に記載の非水電解液。   The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein n of the chain ether compound represented by the general formula (I) is 2 to 4. 前記一般式(I)で表される鎖状エーテル化合物のRがメチル基であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の非水電解液。 3. The non-aqueous electrolyte according to claim 1 , wherein R 1 of the chain ether compound represented by the general formula (I) is a methyl group. 4. 前記(C)イオン性液体のカチオンが、鎖状四級アンモニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、及びイミダゾリウムカチオンからなる群より選択される少なくとも一種であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解液。   (C) the cation of the ionic liquid is at least one selected from the group consisting of a chain quaternary ammonium cation, a piperidinium cation, a pyrrolidinium cation, and an imidazolium cation. Item 4. The non-aqueous electrolyte according to any one of Items 1 to 3. 前記請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水電解液を用いてなるリチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte according to claim 1.
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