JP6712117B2 - Non-aqueous electrolyte and lithium-ion secondary battery including the same - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and lithium-ion secondary battery including the same Download PDF

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Description

本発明は非水電解液及びこれを備えたリチウムイオン二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte solution and a lithium ion secondary battery including the same.

リチウムイオン二次電池は、スマートフォンやパーソナルコンピューター用の電源、さらには自動車用電源として用いられている。これらの用途に使用される電池では、高出力化、高エネルギー密度化、サイクル特性やレート特性の改善といった各種特性の向上を目的とした研究が重ねられている。 Lithium ion secondary batteries are used as power sources for smartphones and personal computers, and also as power sources for automobiles. Batteries used for these applications are being researched for the purpose of improving various characteristics such as higher output, higher energy density, and improved cycle characteristics and rate characteristics.

例えば、リチウムイオン二次電池の特性改善を電解液面から試みる技術として、酸無水物を非水電解液の添加剤として使用する技術が提案されている。特許文献1では、非水電解液二次電池の電解液に無水安息香酸、無水フタル酸、無水マレイン酸を添加することで、高温保存特性の低下を抑制する技術が開示されており、特許文献2には、コハク酸無水物、グルタル酸無水物又はマレイン酸無水物等のカルボン酸無水物を特定の電解質塩と併用することにより、電池の低温サイクル特性を改善すると共に、電解液の化学的安定性を高める技術が提案されている。 For example, as a technique for attempting to improve the characteristics of a lithium-ion secondary battery from the electrolyte surface, a technique using an acid anhydride as an additive for a non-aqueous electrolyte solution has been proposed. Patent Document 1 discloses a technique of suppressing deterioration of high-temperature storage characteristics by adding benzoic anhydride, phthalic anhydride, and maleic anhydride to an electrolyte of a non-aqueous electrolyte secondary battery. In 2, the use of a carboxylic acid anhydride such as succinic acid anhydride, glutaric acid anhydride or maleic acid anhydride in combination with a specific electrolyte salt improves the low temperature cycle characteristics of the battery and improves the chemical efficiency of the electrolyte solution. Techniques have been proposed to improve stability.

特許第2697365号公報Japanese Patent No. 2697365 特開2013−16456号公報JP, 2013-16456, A

上述のように、電池特性の向上についての検討は種々行われているが、用途の拡がりに伴い、電池には一層の高エネルギー密度化が求められている。電池を高エネルギー密度化させるためには、高電圧下で電池を駆動させる必要がある。しかしながら、電池を高電圧下で駆動させると正極で電解液が分解したり、正極活物質中の遷移金属が溶出し、電池のサイクル特性やレート特性を低下させてしまうといった問題があった。またこの問題は、リチウムイオン二次電池を高温下で保管した場合に特に顕著となる。 As described above, various studies have been made to improve the battery characteristics, but with the expansion of applications, batteries are required to have higher energy density. In order to increase the energy density of the battery, it is necessary to drive the battery under high voltage. However, when the battery is driven under a high voltage, there are problems that the electrolytic solution is decomposed at the positive electrode and the transition metal in the positive electrode active material is eluted to deteriorate the cycle characteristics and rate characteristics of the battery. Further, this problem becomes particularly noticeable when the lithium ion secondary battery is stored at a high temperature.

本発明は上記の様な事情に着目してなされたものであって、その目的は、高温下(たとえば60℃以上)で保管した後、高電圧下で使用しても、容量、サイクル特性及びレート特性の低下を抑制することのできる非水電解液及びこれを用いたリチウムイオン二次電池を提供することにある。 The present invention has been made by paying attention to the above circumstances, and an object thereof is to store capacity under high temperature (for example, 60° C. or higher) and then use under high voltage even if capacity, cycle characteristics and It is an object of the present invention to provide a non-aqueous electrolytic solution capable of suppressing deterioration of rate characteristics and a lithium ion secondary battery using the same.

上記目的を達成し得た本発明の非水電解液とは、一般式(1):[N(XSO2)(FSO2)]-(一般式(1)中、Xは、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)で表されるアニオンと、
リチウムカチオンと、
分子内に芳香環と、−C(=O)−O−C(=O)−で表される構造を少なくとも一つ有する酸無水物とを含むところに特徴を有している。
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention which can achieve the above-mentioned object is represented by the general formula (1): [N(XSO 2 )(FSO 2 )] - (in the general formula (1), X is a fluorine atom or carbon. Represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms),
Lithium cation,
It is characterized in that it contains an aromatic ring and an acid anhydride having at least one structure represented by —C(═O)—O—C(═O)— in the molecule.

上記非水電解液は、電解質塩として、下記一般式(7)、一般式(8)で表される化合物及び六フッ化砒酸リチウムよりなる群から選択される少なくとも1種の化合物を含むものであるのが好ましい。
LiPFl(Cm2m+16-l (0≦l≦6、1≦m≦4) (7)
LiBFn(Co2o+14-n (0≦n≦4、1≦o≦4) (8)
The nonaqueous electrolytic solution contains, as an electrolyte salt, at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formulas (7) and (8) and lithium hexafluoroarsenate. Is preferred.
LiPF l (C m F 2m+1 ) 6-l (0≦l≦6, 1≦m≦4) (7)
LiBF n (C o F 2o+1 ) 4-n (0≦n≦4, 1≦o≦4) (8)

上記酸無水物としては、炭素数6〜10の芳香環を有する化合物が好ましく、また、本発明に係る酸無水物としては、上記−C(=O)−O−C(=O)−で表される構造を含む環状構造を有する化合物が好ましい。 The acid anhydride is preferably a compound having an aromatic ring having 6 to 10 carbon atoms, and the acid anhydride according to the present invention is -C(=O)-OC(=O)-. Compounds having a cyclic structure including the structures shown are preferred.

本発明には、上記非水電解液を備えたリチウムイオン二次電池も含まれる。本発明のリチウムイオン二次電池は、定格充電電圧が4.2V超であることが望ましい。 The present invention also includes a lithium ion secondary battery including the above non-aqueous electrolyte solution. The lithium-ion secondary battery of the present invention preferably has a rated charging voltage higher than 4.2V.

本発明の非水電解液は、リチウムイオン二次電池の高温保存後の容量およびレート特性の低下抑制、高温サイクル時の容量維持率の低下抑制に効果を発揮する。したがって、本発明の非水電解液によれば容量、レート特性及びサイクル特性の低下が抑制されたリチウムイオン二次電池を提供できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is effective in suppressing a decrease in capacity and rate characteristics of a lithium ion secondary battery after high temperature storage and in suppressing a decrease in capacity retention rate during high temperature cycles. Therefore, according to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, it is possible to provide a lithium ion secondary battery in which the deterioration of capacity, rate characteristics and cycle characteristics is suppressed.

1.非水電解液
本発明の非水電解液とは、一般式(1):[N(XSO2)(FSO2)]-(一般式(1)中、Xは、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)で表されるアニオンと(以下、スルホニルイミドアニオン(1)と称する。)、リチウムカチオンと、分子内に芳香環と、−C(=O)−O−C(=O)−で表される構造を少なくとも一つ有する酸無水物とを含むところに特徴を有している。
1. Non-Aqueous Electrolyte Solution The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is represented by the general formula (1): [N(XSO 2 )(FSO 2 )] - (in the general formula (1), X represents a fluorine atom and a carbon number of 1 to 1). An alkyl group having 6 or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms) (hereinafter referred to as a sulfonylimide anion (1)), a lithium cation, an aromatic ring in the molecule,- It is characterized in that it contains an acid anhydride having at least one structure represented by C(=O)-OC(=O)-.

本発明者等は、上記構成の非水電解液を使用すれば、電池を60℃以上の温度環境下で保管した後に、4.2Vを超える高電圧条件で稼動させても電解液の分解や正極活物質中の遷移金属の溶出が生じ難く、その結果、容量およびレート特性の低下が抑制されたリチウムイオン二次電池が得られること;また、45℃以上の温度条件下で4.2Vを超える充電電圧での充放電サイクル時にも電解液の分解や、正極活物質中の遷移金属の溶出が生じ難く、サイクル性能が改善することを見出し、本発明を完成した。 The inventors of the present invention can use the non-aqueous electrolytic solution having the above-described configuration to decompose or decompose the electrolytic solution even if the battery is stored under a temperature environment of 60° C. or higher and then operated under a high voltage condition exceeding 4.2V. Elution of transition metal in the positive electrode active material is less likely to occur, and as a result, a lithium ion secondary battery in which deterioration of capacity and rate characteristics is suppressed can be obtained; and 4.2 V under a temperature condition of 45° C. or higher. The present invention has been completed by finding that the decomposition of the electrolytic solution and the elution of the transition metal in the positive electrode active material are less likely to occur even during the charge/discharge cycle at a charging voltage exceeding the limit, and the cycle performance is improved.

非水電解液がスルホニルイミドアニオン(1)と、リチウムカチオンと、分子内に芳香環と、−C(=O)−O−C(=O)−で表される構造を有する酸無水物とを含有する場合に、リチウムイオン二次電池の容量及びレート特性を向上させられる理由について、本発明者等は次のように考えている。 The non-aqueous electrolyte is a sulfonylimide anion (1), a lithium cation, an aromatic ring in the molecule, and an acid anhydride having a structure represented by -C(=O)-OC(=O)-. The present inventors consider the reason why the capacity and rate characteristics of the lithium-ion secondary battery can be improved by containing the following.

非水電解液がスルホニルイミドアニオン(1)を含む場合に、電池を高温で保管した後、4.2V超の高電圧条件で駆動させると、レート特性が低下してしまうことがある。これは、スルホニルイミドアニオン(1)により正極の活性が高められる結果、正極で電解液材料が分解し、対向するセパレータや負極に分解生成物が堆積するためと考えられる。しかしながら、スルホニルイミドアニオン(1)を含む非水電解液に特定の酸無水物を添加することでレート特性の低下が抑制される。これは、本発明に係る酸無水物が非水電解液中に存在することにより、電解液材料の分解が生じにくくなり、負極やセパレーターへの分解生成物の堆積が抑制されるためと考えられる。また、スルホニルイミドアニオン(1)を含む化合物は、正極活物質中の遷移金属の溶出を抑制する効果を有することに加えて比較的高いイオン伝導度を示す。したがって、非水電解液中に、スルホニルイミドアニオン(1)と特定の酸無水物とが存在することで、それぞれの効果が相乗的に作用する結果、高温保管後の比較的高い電圧条件下での使用であっても電池の劣化が抑制され、高い電池特性を維持できるものと推測される。以下、本発明の非水電解液について説明する。 When the non-aqueous electrolyte contains the sulfonylimide anion (1) and the battery is stored at a high temperature and then driven under a high voltage condition of more than 4.2 V, the rate characteristic may be deteriorated. It is considered that this is because the sulfonylimide anion (1) enhances the activity of the positive electrode, and as a result, the electrolytic solution material is decomposed in the positive electrode and the decomposition products are deposited on the opposing separator and the negative electrode. However, the addition of a specific acid anhydride to the non-aqueous electrolyte containing the sulfonylimide anion (1) suppresses the deterioration of the rate characteristics. This is considered to be because the acid anhydride according to the present invention is present in the non-aqueous electrolytic solution, the electrolytic solution material is less likely to be decomposed, and the deposition of decomposition products on the negative electrode and the separator is suppressed. .. In addition, the compound containing the sulfonylimide anion (1) has an effect of suppressing the elution of the transition metal in the positive electrode active material, and exhibits a relatively high ionic conductivity. Therefore, as a result of the presence of the sulfonylimide anion (1) and the specific acid anhydride in the non-aqueous electrolyte, the respective effects act synergistically, and as a result, under relatively high voltage conditions after high temperature storage. It is presumed that deterioration of the battery can be suppressed even when used and the high battery characteristics can be maintained. The non-aqueous electrolyte solution of the present invention will be described below.

1−1.スルホニルイミドアニオン(1)
本発明に係るスルホニルイミドアニオン(1)は、一般式(1):[N(XSO2)(FSO2)]-で表される。一般式(1)中、Xはフッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基、又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。炭素数1〜6のアルキル基は、直鎖状又は分枝鎖状のアルキル基であるのが好ましく、直鎖状のアルキル基がより好ましい。炭素数1〜6のアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基が挙げられる。炭素数1〜6のフルオロアルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が有する水素原子の一部又は全部がフッ素原子で置換されたものが挙げられる。具体的には、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、フルオロエチル基、ジフルオロエチル基、トリフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基等が挙げられる。これらの中でも、フッ素原子、トリフルオロメチル基及びペンタフルオロエチル基がXとして好ましい。
1-1. Sulfonylimide anion (1)
The sulfonylimide anion (1) according to the present invention is represented by the general formula (1): [N(XSO 2 )(FSO 2 )] . In the general formula (1), X represents a fluorine atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferably a linear or branched alkyl group, and more preferably a linear alkyl group. Examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, pentyl group and hexyl group. Examples of the fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms include those in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms are substituted with fluorine atoms. Specific examples thereof include a fluoromethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a fluoroethyl group, a difluoroethyl group, a trifluoroethyl group and a pentafluoroethyl group. Among these, a fluorine atom, a trifluoromethyl group and a pentafluoroethyl group are preferable as X.

具体的なスルホニルイミドアニオン(1)としては、例えば、ビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(メチルスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(エチルスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミドアニオン等が挙げられる。好ましくはビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミドアニオンであり、より好ましくはビス(フルオロスルホニル)イミドアニオン、(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミドアニオンである。
本発明の非水電解液には1種のスルホニルイミドアニオン(1)が単独で含まれていてもよく、また、2種以上のスルホニルイミドアニオン(1)が含まれていてもよい。
Specific examples of the sulfonylimide anion (1) include bis(fluorosulfonyl)imide anion, (fluorosulfonyl)(methylsulfonyl)imide anion, (fluorosulfonyl)(ethylsulfonyl)imide anion, (fluorosulfonyl)(trifluorosulfonyl) Examples thereof include fluoromethylsulfonyl)imide anion and (fluorosulfonyl)(pentafluoroethylsulfonyl)imide anion. Preferred is a bis(fluorosulfonyl)imide anion, (fluorosulfonyl)(trifluoromethylsulfonyl)imide anion, (fluorosulfonyl)(pentafluoroethylsulfonyl)imide anion, and more preferred is a bis(fluorosulfonyl)imide anion, ( Fluorosulfonyl)(trifluoromethylsulfonyl)imide anion.
The non-aqueous electrolytic solution of the present invention may contain one sulfonylimide anion (1) alone, or may contain two or more sulfonylimide anions (1).

本発明の非水電解液中において、スルホニルイミドアニオン(1)はカチオンと解離して存在しているが、非水電解液中に分散、溶解させられる前はカチオンとイオン結合した塩の状態で存在している。本発明に係るスルホニルイミドアニオン(1)と塩を形成するカチオンは特に限定されず、無機カチオン、有機カチオンのいずれであってもよい。スルホニルイミドアニオン(1)を含有するスルホニルイミド化合物は、本発明の非水電解液においては、電解質塩として機能することも可能であるし、電池の性能向上のための添加剤として機能することも可能である。すなわち、スルホニルイミドアニオン(1)を含有するスルホニルイミド化合物が、例えばリチウム塩の場合は、リチウム電池用電解液の電解質塩として機能することが可能である。 In the non-aqueous electrolytic solution of the present invention, the sulfonylimide anion (1) is present in a dissociated state with the cation, but before being dispersed and dissolved in the non-aqueous electrolytic solution, it is in the state of a salt ionically bonded to the cation. Existing. The cation forming a salt with the sulfonylimide anion (1) according to the present invention is not particularly limited, and may be an inorganic cation or an organic cation. The sulfonylimide compound containing the sulfonylimide anion (1) can function as an electrolyte salt in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention, and can also function as an additive for improving the performance of the battery. It is possible. That is, when the sulfonylimide compound containing the sulfonylimide anion (1) is, for example, a lithium salt, it can function as an electrolyte salt of an electrolytic solution for a lithium battery.

無機カチオンとしては、Li+、Na+、K+、Cs+、Pb+等の1価の無機カチオン;Mg2+、Ca2+、Zn2+、Pd2+、Sn2+、Hg2+、Rh2+、Cu2+、Be2+、Sr2+、Ba2+等の2価の無機カチオン;及びGa3+等の3価の無機カチオンが挙げられる。これらの中でもアルカリ金属カチオン及びアルカリ土類金属カチオンが好ましく、Li+、Na+、Mg2+及びCa2+はイオン半径が小さく電池等に利用し易いためより好ましく、特にLi+が好ましい。 The inorganic cations include monovalent inorganic cations such as Li + , Na + , K + , Cs + , Pb + ; Mg 2+ , Ca 2+ , Zn 2+ , Pd 2+ , Sn 2+ , Hg 2+. , Rh 2+ , Cu 2+ , Be 2+ , Sr 2+ , Ba 2+ and the like; and trivalent inorganic cations such as Ga 3+ . Among these, alkali metal cations and alkaline earth metal cations are preferable, and Li + , Na + , Mg 2+ and Ca 2+ are more preferable because they have a small ionic radius and are easily used in batteries and the like, and Li + is particularly preferable.

有機カチオンとしては、一般式(3):L+−Rs(式中、Lは、C、Si、N、P、S又はOを表し、Rは、同一若しくは異なる有機基であり、互いに結合していてもよい。sはLに結合するRの数を表し、3又は4である。なお、sは、元素Lの価数及びLに直接結合する二重結合の数によって決まる値である)で表されるオニウムカチオンが好適である。 Examples of the organic cation include general formula (3): L + —R s (wherein, L represents C, Si, N, P, S or O, R is the same or different organic group, and is bonded to each other. S represents the number of Rs bonded to L and is 3 or 4. Note that s is a value determined by the valence of the element L and the number of double bonds directly bonded to L. An onium cation represented by) is suitable.

上記Rで示される「有機基」としては、水素原子、フッ素原子、又は炭素原子を少なくとも1個有する基を意味する。上記「炭素原子を少なくとも1個有する基」は、炭素原子を少なくとも1個有してさえいればよく、また、ハロゲン原子やヘテロ原子等の他の原子や、置換基等を有していてもよい。置換基としては、例えば、アミノ基、イミノ基、アミド基、エーテル結合を有する基、チオエーテル結合を有する基、エステル基、ヒドロキシル基、アルコキシ基、カルボキシル基、カルバモイル基、シアノ基、ジスルフィド基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホニル基等が挙げられる。 The “organic group” represented by R means a group having at least one hydrogen atom, fluorine atom, or carbon atom. The above-mentioned "group having at least one carbon atom" need only have at least one carbon atom, and may have another atom such as a halogen atom or a hetero atom, or a substituent. Good. Examples of the substituent include an amino group, an imino group, an amide group, a group having an ether bond, a group having a thioether bond, an ester group, a hydroxyl group, an alkoxy group, a carboxyl group, a carbamoyl group, a cyano group, a disulfide group, and a nitro group. Group, nitroso group, sulfonyl group and the like.

一般式(3)で表されるオニウムカチオンとしては、たとえば、下記一般式で表されるものが挙げられる。 Examples of the onium cation represented by the general formula (3) include those represented by the following general formula.


(式中のRは、一般式(3)と同様)

(R in the formula is the same as in the general formula (3))

上記一般式で表される6つのオニウムカチオンの中でも、LがN、P、S又はOであるものがより好ましく、さらに好ましいのはLがNのオニウムカチオンである。上記オニウムカチオンは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。具体的に、LがNであるオニウムカチオンとしては、下記一般式(4)〜(6)で表されるものが好ましいオニウムカチオンとして挙げられる。 Among the six onium cations represented by the above general formula, those in which L is N, P, S or O are more preferable, and the onium cation in which L is N is more preferable. The onium cations may be used alone or in combination of two or more. Specific examples of the onium cation in which L is N include those represented by the following general formulas (4) to (6) as preferable onium cations.

一般式(4): General formula (4):


で表される10種類の複素環オニウムカチオンの内の少なくとも一種。

At least one of the 10 types of heterocyclic onium cations represented by.

上記有機基R1〜R8は、一般式(3)で例示した有機基Rと同様のものが挙げられる。より詳しくは、R1〜R8は、水素原子、フッ素原子又は有機基であり、有機基としては、直鎖、分岐鎖又は環状(但し、R1〜R8が互いに結合して環を形成しているものを除く)の炭素数1〜18の炭化水素基、あるいは炭素数1〜18の炭化フッ素基であるのが好ましく、より好ましいものは炭素数1〜8の炭化水素基、炭素数1〜8の炭化フッ素基である。また、有機基は、上記一般式(3)に関して例示した置換基や、N、O、S等のヘテロ原子及びハロゲン原子を含んでいてもよい。 Examples of the organic groups R 1 to R 8 include the same groups as the organic group R exemplified in the general formula (3). More specifically, R 1 to R 8 are a hydrogen atom, a fluorine atom or an organic group, and as the organic group, straight chain, branched chain or cyclic (provided that R 1 to R 8 are bonded to each other to form a ring). C1-18 hydrocarbon group (excluding those having a carbon number of 1), or a C1-18 fluorocarbon group, and more preferably a C1-8 hydrocarbon group or a carbon number. 1 to 8 fluorocarbon groups. Further, the organic group may contain the substituents exemplified with respect to the general formula (3), a hetero atom such as N, O and S, and a halogen atom.

一般式(5): General formula (5):


(式中、R1〜R12は、一般式(4)のR1〜R8と同様)
で表される3種類の飽和環オニウムカチオンの内の少なくとも一種。

(In the formula, R 1 to R 12 are the same as R 1 to R 8 in the general formula (4))
At least one of the three types of saturated ring onium cations represented by.

一般式(6): General formula (6):


(式中、R1〜R4は、一般式(4)のR1〜R8と同様)
で表される鎖状オニウムカチオン。例えば、一般式(6)で表される鎖状オニウムカチオンとしては、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム、テトラヘプチルアンモニウム、テトラヘキシルアンモニウム、テトラオクチルアンモニウム、トリエチルメチルアンモニウム、メトキシエチルジエチルメチルアンモニウム、トリメチルフェニルアンモニウム、ベンジルトリメチルアンモニウム、ベンジルトリエチルアンモニウム、ベンジルトリブチルアンモニウム、ジメチルジステアリルアンモニウム、ジアリルジメチルアンモニウム、2−メトキシエトキシメチルトリメチルアンモニウム、テトラキス(ペンタフルオロエチル)アンモニウム、N−メトキシトリメチルアンモニウム、N−エトキシトリメチルアンモニウム及びN−プロポキシトリメチルアンモニウム等の第4級アンモニウム類;トリメチルアンモニウム、トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジエチルメチルアンモニウム、ジメチルエチルアンモニウム、ジブチルメチルアンモニウム等の第3級アンモニウム類;ジメチルアンモニウム、ジエチルアンモニウム、ジブチルアンモニウム等の第2級アンモニウム類;メチルアンモニウム、エチルアンモニウム、ブチルアンモニウム、ヘキシルアンモニウム、オクチルアンモニウム等の第1級アンモニウム類;及びNH4で表されるアンモニウムイオン等が挙げられる。

(In the formula, R 1 to R 4 are the same as R 1 to R 8 in the general formula (4))
A chained onium cation represented by. For example, the chain onium cation represented by the general formula (6) includes tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium, tetrabutylammonium, tetraheptylammonium, tetrahexylammonium, tetraoctylammonium, triethylmethylammonium, methoxy. Ethyldiethylmethylammonium, trimethylphenylammonium, benzyltrimethylammonium, benzyltriethylammonium, benzyltributylammonium, dimethyldistearylammonium, diallyldimethylammonium, 2-methoxyethoxymethyltrimethylammonium, tetrakis(pentafluoroethyl)ammonium, N-methoxytrimethyl Quaternary ammoniums such as ammonium, N-ethoxytrimethylammonium and N-propoxytrimethylammonium; tertiary ammoniums such as trimethylammonium, triethylammonium, tributylammonium, diethylmethylammonium, dimethylethylammonium, dibutylmethylammonium; dimethyl. Secondary ammoniums such as ammonium, diethylammonium and dibutylammonium; primary ammoniums such as methylammonium, ethylammonium, butylammonium, hexylammonium and octylammonium; and ammonium ions represented by NH 4. ..

上記一般式(4)〜(6)のオニウムカチオンの中でも、さらに好ましいものとしては、下記一般式; Among the onium cations represented by the general formulas (4) to (6), more preferable ones are the following general formulas;


(式中、R1〜R12は、一般式(4)のR1〜R8と同様である。)
で表される6種類のオニウムカチオンの少なくとも1種が挙げられる。

(In the formula, R 1 to R 12 are the same as R 1 to R 8 in the general formula (4).)
At least one of the six types of onium cations represented by

上記6種類のオニウムカチオンの中でも、テトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム及びトリエチルメチルアンモニウム等の鎖状第4級アンモニウム;トリエチルアンモニウム、トリブチルアンモニウム、ジブチルメチルアンモニウム及びジメチルエチルアンモニウム等の鎖状第3級アンモニウム;1−エチル−3−メチルイミダゾリウム及び1,2,3−トリメチルイミダゾリウム等のイミダゾリウム;N,N−ジメチルピロリジニウム及びN−エチル−N−メチルピロリジニウム等のピロリジニウムは入手容易であるためより好ましい。さらに好ましいものとしては、第4級アンモニウム、イミダゾリウムが挙げられる。なお、耐還元性の観点からは、上記鎖状オニウムカチオンに分類されるテトラエチルアンモニウム、テトラブチルアンモニウム及びトリエチルメチルアンモニウム等の第4級アンモニウムがさらに好ましい。 Among the above six kinds of onium cations, chain quaternary ammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium and triethylmethylammonium; chain quaternary ammonium such as triethylammonium, tributylammonium, dibutylmethylammonium and dimethylethylammonium; Imidazolium such as 1-ethyl-3-methylimidazolium and 1,2,3-trimethylimidazolium; pyrrolidinium such as N,N-dimethylpyrrolidinium and N-ethyl-N-methylpyrrolidinium are easily available. It is more preferable because it exists. More preferred are quaternary ammonium and imidazolium. From the viewpoint of resistance to reduction, quaternary ammonium such as tetraethylammonium, tetrabutylammonium, and triethylmethylammonium, which are classified as the above chain onium cations, are more preferable.

非水電解液中で解離してスルホニルイミドアニオン(1)を生成するスルホニルイミド化合物(スルホニルイミドアニオン(1)を有する化合物)としては、上述したスルホニルイミドアニオン(1)とカチオンとの組み合わせであればよいが、例えば、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(メチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(エチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミド、リチウム(フルオロスルホニル)(ペンタフルオロエチルスルホニル)イミド等が挙げられる。 The sulfonylimide compound (compound having the sulfonylimide anion (1)) that dissociates in the non-aqueous electrolyte to generate the sulfonylimide anion (1) may be a combination of the sulfonylimide anion (1) and the cation described above. For example, lithium bis(fluorosulfonyl)imide, lithium(fluorosulfonyl)(methylsulfonyl)imide, lithium(fluorosulfonyl)(ethylsulfonyl)imide, lithium(fluorosulfonyl)(trifluoromethylsulfonyl)imide, lithium (Fluorosulfonyl)(pentafluoroethylsulfonyl)imide and the like.

スルホニルイミド化合物は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。また、スルホニルイミド化合物は、市販品を使用してもよいし、従来公知の方法により合成した物を用いてもよい。 The sulfonylimide compounds may be used alone or in combination of two or more. As the sulfonylimide compound, a commercially available product may be used, or a compound synthesized by a conventionally known method may be used.

非水電解液中のスルホニルイミドアニオン(1)(スルホニルイミド化合物)の濃度は0.01mol/L以上であるのが好ましく、より好ましくは0.1mol/L以上であり、さらに好ましくは0.2mol/L以上であり、1.5mol/L以下であるのが好ましく、より好ましくは1.0mol/L以下であり、さらに好ましくは0.8mol/L以下である。スルホニルイミドアニオン(1)の非水電解液中の濃度が高すぎると非水電解液の粘度が上昇してイオン伝導度が低下する虞や、スルホニルイミドアニオン(1)に起因して正極集電体に腐食が生じる虞がある。一方、濃度が低すぎると正極材料の溶出抑制効果とイオン伝導度の向上効果が得られ難くなる場合がある。 The concentration of the sulfonylimide anion (1) (sulfonylimide compound) in the non-aqueous electrolytic solution is preferably 0.01 mol/L or more, more preferably 0.1 mol/L or more, and further preferably 0.2 mol. /L or more, preferably 1.5 mol/L or less, more preferably 1.0 mol/L or less, and further preferably 0.8 mol/L or less. If the concentration of the sulfonylimide anion (1) in the non-aqueous electrolyte is too high, the viscosity of the non-aqueous electrolyte may increase and the ionic conductivity may decrease, or the sulfonylimide anion (1) may cause positive electrode current collection. Corrosion may occur in the body. On the other hand, if the concentration is too low, it may be difficult to obtain the effect of suppressing the elution of the positive electrode material and the effect of improving the ionic conductivity.

1−2.電解質塩
本発明の非水電解液は、スルホニルイミド化合物とは異なる電解質塩を含んでいてもよい。電解質塩としては、トリフルオロメタンスルホン酸イオン(CF3SO3 -)、フルオロリン酸イオン(PF6 -)、過塩素酸イオン(ClO4 -)、テトラフルオロ硼酸イオン(BF4 -)、ヘキサフルオロ砒酸イオン(AsF6 -)、テトラシアノホウ酸イオン([B(CN)4-)、テトラクロロアルミニウムイオン(AlCl4 -)、トリシアノメチドイオン(C[(CN)3-)、ジシアナミドイオン(N[(CN)2-)、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチドイオン(C[(CF3SO23-)、ヘキサフルオロアンチモン酸イオン(SbF6 -)およびジシアノトリアゾレートイオン(DCTA)等をアニオンとする無機又は有機カチオン塩等の従来公知の電解質塩が使用できる。なお、無機カチオン、有機カチオンとしては、スルホニルイミドアニオン(1)の対カチオンとして例示したものと同じものが挙げられる。
1-2. Electrolyte Salt The non-aqueous electrolyte solution of the present invention may contain an electrolyte salt different from the sulfonylimide compound. Examples of the electrolyte salt include trifluoromethanesulfonate ion (CF 3 SO 3 ), fluorophosphate ion (PF 6 ), perchlorate ion (ClO 4 ), tetrafluoroborate ion (BF 4 ), and hexafluoro. Arsenate ion (AsF 6 ), tetracyanoborate ion ([B(CN) 4 ] ), tetrachloroaluminum ion (AlCl 4 ), tricyanomethide ion (C[(CN) 3 ] ), di Cyanamide ion (N[(CN) 2 ] - ), tris(trifluoromethanesulfonyl)methide ion (C[(CF 3 SO 2 ) 3 ] - ), hexafluoroantimonate ion (SbF 6 - ) and dicyanotriazolate ion A conventionally known electrolyte salt such as an inorganic or organic cation salt having (DCTA) as an anion can be used. The inorganic cation and the organic cation include the same ones as the counter cation of the sulfonylimide anion (1).

電解質塩の中でも、一般式(7):LiPFl(Cm2m+16-l(0≦l≦6、1≦m≦4)で表される化合物(フルオロリン酸塩)、一般式(8):LiBFn(Co2o+14-n(0≦n≦4、1≦o≦4)で表される化合物(フルオロ硼酸塩)及び六フッ化砒酸リチウム(LiAsF6)よりなる群から選択される1種以上のリチウム塩が好ましく用いられる。これらのリチウム塩を併用することでスルホニルイミドアニオン(1)に起因する正極集電体の腐食を抑制できる。 Among the electrolyte salts, a compound (fluorophosphate) represented by the general formula (7): LiPF 1 (C m F 2m+1 ) 6-l (0≦l≦6, 1≦m≦4), generally equation (8): LiBF n (C o F 2o + 1) 4-n (0 ≦ n ≦ 4,1 ≦ o ≦ 4) a compound represented by (fluoro borate) and hexafluoride arsenate lithium (LiAsF 6 One or more lithium salts selected from the group consisting of By using these lithium salts together, corrosion of the positive electrode current collector due to the sulfonylimide anion (1) can be suppressed.

一般式(7)で表される化合物(以下、リチウム塩(7)と称する場合がある)としては、LiPF6、LiPF3(CF33、LiPF3(C253、LiPF3(C373、LiPF3(C493等が好ましいものとして挙げられる。より好ましくはLiPF6、LiPF3(C253であり、さらに好ましくはLiPF6である。 Examples of the compound represented by the general formula (7) (hereinafter sometimes referred to as lithium salt (7)) include LiPF 6 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 and LiPF 3. (C 3 F 7) 3, LiPF 3 (C 4 F 9) 3 and the like as preferred. LiPF 6 and LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 are more preferable, and LiPF 6 is still more preferable.

一般式(8)で表される化合物(以下、リチウム塩(8)と称する場合がある)としては、LiBF4、LiBF(CF33、LiBF(C253、LiBF(C373等が好ましいものとして挙げられ、LiBF4、LiBF(CF33がより好ましく、LiBF4がさらに好ましい。 Examples of the compound represented by the general formula (8) (hereinafter sometimes referred to as lithium salt (8)) include LiBF 4 , LiBF(CF 3 ) 3 , LiBF(C 2 F 5 ) 3 , LiBF(C 3 F 7 ) 3 and the like are mentioned as preferable ones, LiBF 4 and LiBF(CF 3 ) 3 are more preferable, and LiBF 4 is further preferable.

電解質塩は上記例示の化合物を1種単独で、又は2種以上を組み合わせて使用してもよい。好ましい電解質塩としては、LiPF6、LiPF3(C253、LiBF(CF33であり、より好ましくはLiPF6、LiPF3(C253であり、さらに好ましくはLiPF6である。特に、イオン電導度の点からはLiPF6が好ましい。 As the electrolyte salt, the above-exemplified compounds may be used alone or in combination of two or more. Preferred electrolyte salts are LiPF 6 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 and LiBF(CF 3 ) 3 , more preferably LiPF 6 and LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 and even more preferably LiPF 6. Is 6 . Particularly, LiPF 6 is preferable from the viewpoint of ionic conductivity.

本発明の非水電解液が電解質塩(リチウム塩(7)、(8)及び/又はLiAsF6)を含む場合、電解質塩の使用量は、本発明の非水電解液中のリチウムカチオン濃度の総和(電解質塩に由来するリチウムカチオン濃度とリチウムカチオンを含むスルホニルイミド化合物に由来するリチウムカチオン濃度の合計)が後述する範囲内(好ましくは1.1mol/L超、飽和濃度以下)である限り特に限定はされない。
しかしながら電解質塩の濃度が高すぎると、粘度の上昇によりイオン伝導度が減少する虞があり、一方、電解質塩の濃度が低すぎると、スルホニルイミド化合物に起因する正極集電体の腐食が生じる虞がある。したがって、電解質塩は、スルホニルイミド化合物と電解質塩との比が1:100〜5:1(スルホニルイミド化合物:電解質塩、モル比)となる範囲内で使用するのが好ましい。より好ましくは1:10〜3:1であり、さらに好ましくは1:2〜2:1である。
When the non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains an electrolyte salt (lithium salt (7), (8) and/or LiAsF 6 ), the amount of the electrolyte salt used is the lithium cation concentration in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention. Especially as long as the sum total (the total of the lithium cation concentration derived from the electrolyte salt and the lithium cation concentration derived from the sulfonylimide compound containing the lithium cation) is within the range described below (preferably more than 1.1 mol/L and not more than the saturation concentration) There is no limitation.
However, if the concentration of the electrolyte salt is too high, the ionic conductivity may decrease due to an increase in viscosity, while if the concentration of the electrolyte salt is too low, corrosion of the positive electrode current collector due to the sulfonylimide compound may occur. There is. Therefore, it is preferable to use the electrolyte salt within a range where the ratio of the sulfonylimide compound to the electrolyte salt is 1:100 to 5:1 (sulfonylimide compound:electrolyte salt, molar ratio). It is more preferably 1:10 to 3:1 and even more preferably 1:2 to 2:1.

1−3.リチウムカチオン
本発明の非水電解液はリチウムカチオンを含む。リチウムカチオンは、スルホニルイミド化合物に由来するものであってもよく、また上述の電解質塩に由来するものであってもよい。本発明の非水電解液に含まれるリチウムカチオンの濃度は1.1mol/L超であるのが好ましい。本発明の非水電解液のリチウムカチオン濃度は1.11mol/L以上であるのがより好ましく、より一層好ましくは1.2mol/L以上であり、さらに好ましくは1.25mol/L以上である。リチウムカチオン濃度が高すぎると電解液の粘度が上昇し、イオン伝導度が低下する虞があるので、好ましくは飽和濃度以下で使用するのが好ましい。より好ましくは2.0mol/L以下であり、さらに好ましくは1.5mol/L以下である。
1-3. Lithium Cation The non-aqueous electrolytic solution of the present invention contains a lithium cation. The lithium cation may be derived from the sulfonylimide compound or may be derived from the above-mentioned electrolyte salt. The concentration of lithium cation contained in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is preferably more than 1.1 mol/L. The lithium cation concentration of the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is more preferably 1.11 mol/L or more, still more preferably 1.2 mol/L or more, and further preferably 1.25 mol/L or more. If the lithium cation concentration is too high, the viscosity of the electrolytic solution may increase and the ionic conductivity may decrease. Therefore, it is preferably used at a saturation concentration or less. It is more preferably 2.0 mol/L or less, and further preferably 1.5 mol/L or less.

ここで「非水電解液中のリチウムカチオンの濃度」とは、本発明の非水電解液に含まれる全リチウムカチオン量に基づく値であり、例えば、2種以上のリチウムカチオンを有する電解質塩(電解質塩(7)、(8)及び/又はLiAsF6)を使用する場合は、使用した電解質塩から生成するリチウムカチオンの合計量に、また、スルホニルイミド化合物にリチウムカチオンが含まれる場合は、スルホニルイミド化合物に含まれるリチウムカチオンと、併用する電解質塩に含まれるリチウムカチオンとの合計量に基づいて求められる値を非水電解液中のリチウムカチオンの濃度とする。スルホニルイミド化合物にリチウムカチオンが含まれない場合は、併用する電解質塩(リチウムカチオン含有)の濃度の総和を上記リチウムカチオン濃度と考えればよい。 Here, the “concentration of lithium cations in the non-aqueous electrolytic solution” is a value based on the total amount of lithium cations contained in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention, for example, an electrolyte salt having two or more kinds of lithium cations ( When the electrolyte salt (7), (8) and/or LiAsF 6 ) is used, the total amount of lithium cations produced from the used electrolyte salt, and when the sulfonylimide compound contains a lithium cation, The value obtained based on the total amount of the lithium cations contained in the imide compound and the lithium cations contained in the electrolyte salt used together is the concentration of the lithium cations in the non-aqueous electrolytic solution. When the sulfonylimide compound does not contain a lithium cation, the total concentration of electrolyte salts (containing lithium cations) used in combination may be considered as the lithium cation concentration.

1−4.酸無水物
本発明の非水電解液は、分子内に芳香環と、−C(=O)−O−C(=O)−で表される構造を少なくとも一つ有する酸無水物を含む。斯かる酸無水物が非水電解液に含まれる場合には、電池の初回充電時に酸無水物が分解して、正極、負極に、被膜が形成されることにより、電解液材料の分解が抑制される。またこの被膜により、負極や、セパレーターへの分解生成物の堆積が抑制される。
1-4. Acid Anhydride The non-aqueous electrolytic solution of the present invention contains an acid anhydride having at least one structure represented by —C(═O)—O—C(═O)— in the molecule. When such an acid anhydride is contained in the non-aqueous electrolytic solution, the acid anhydride is decomposed at the time of initial charging of the battery, and a film is formed on the positive electrode and the negative electrode, thereby suppressing decomposition of the electrolytic solution material. To be done. Further, the coating film suppresses the deposition of decomposition products on the negative electrode and the separator.

本発明に係る酸無水物は芳香環を有する。芳香環としては例えば、炭素数6〜20のものが好ましい。より好ましくは6〜12であり、さらに好ましくは6〜10である。具体的な芳香環としては、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、ピレン環、ペリレン環等が挙げられる。好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環であり、より好ましくはベンゼン環である。また、本発明の酸無水物に含まれる芳香環は1つであってもよいし、芳香環を2個以上有していてもよい。好ましくは、芳香環を1つ有する酸無水物である。 The acid anhydride according to the present invention has an aromatic ring. As the aromatic ring, for example, those having 6 to 20 carbon atoms are preferable. It is more preferably 6 to 12, and even more preferably 6 to 10. Specific examples of the aromatic ring include a benzene ring, a naphthalene ring, an anthracene ring, a pyrene ring and a perylene ring. A benzene ring and a naphthalene ring are preferable, and a benzene ring is more preferable. The acid anhydride of the present invention may contain one aromatic ring or two or more aromatic rings. An acid anhydride having one aromatic ring is preferable.

本発明に係る酸無水物としては、例えば、カルボキシル基同士の脱水縮合反応により得られる脱水縮合物が使用できる。脱水縮合物は、1分子中に2以上のカルボキシル基を有する化合物の分子内脱水縮合物(いわゆる無水物)であってもよく、カルボキシル基を有する化合物同士の2分子間における分子間脱水縮合物であってもよい。 As the acid anhydride according to the present invention, for example, a dehydration condensation product obtained by a dehydration condensation reaction between carboxyl groups can be used. The dehydration condensate may be an intramolecular dehydration condensate (so-called anhydride) of a compound having two or more carboxyl groups in one molecule, and an intermolecular dehydration condensate between two molecules of compounds having a carboxyl group. May be

本発明に係る酸無水物としては「−C(=O)−O−C(=O)−」構造が環の一部を構成する酸無水物環構造を有する化合物が好ましく、1分子中に1個〜2個の酸無水物環構造を有する化合物であるのが好ましい。また本発明に係る酸無水物は、芳香環と酸無水物環とが縮合した構造を有する化合物、例えば芳香族多価カルボン酸の脱水縮合物であるのがより好ましい。 The acid anhydride according to the present invention is preferably a compound having an acid anhydride ring structure in which a “—C(═O)—O—C(═O)—” structure constitutes a part of the ring, and is preferably one molecule. A compound having 1 to 2 acid anhydride ring structures is preferable. Further, the acid anhydride according to the present invention is more preferably a compound having a structure in which an aromatic ring and an acid anhydride ring are condensed, for example, a dehydration condensation product of an aromatic polyvalent carboxylic acid.

芳香族多価カルボン酸としては、芳香環に結合したカルボン酸を2個以上有する化合物であればよく、芳香族ジカルボン酸化合物、芳香族テトラカルボン酸化合物、芳香族ヘキサカルボン酸化合物等の脱水縮合物が挙げられる。好ましくは、酸無水物環構造を1又は2つ有する化合物であり、芳香族ジカルボン酸化合物、または芳香族テトラカルボン酸化合物の脱水縮合物が好ましく、より好ましくは芳香族ジカルボン酸化合物の脱水縮合物である。 The aromatic polycarboxylic acid may be a compound having two or more carboxylic acids bonded to an aromatic ring, and dehydration condensation of aromatic dicarboxylic acid compounds, aromatic tetracarboxylic acid compounds, aromatic hexacarboxylic acid compounds, etc. Things can be mentioned. A compound having one or two acid anhydride ring structures is preferable, and a dehydration condensation product of an aromatic dicarboxylic acid compound or an aromatic tetracarboxylic acid compound is preferable, and a dehydration condensation product of an aromatic dicarboxylic acid compound is more preferable. Is.

本発明に係る酸無水物としては、例えば下記化学式(2−1)〜(2−12)で表されるものが挙げられる。 Examples of the acid anhydride according to the present invention include those represented by the following chemical formulas (2-1) to (2-12).

上記例示の酸無水物の中でも、電池の高温保存時の特性低下をより効果的に抑制する観点からは、1分子中に2以上のカルボキシル基を有する化合物の分子内脱水縮合物である式(2−1)〜(2−10)で表される化合物が好ましく、より好ましくは5員環の酸無水物構造を有する式(2−1)、(2−2)、(2−3)、(2−4)で表される化合物であり、さらに好ましくは式(2−1)、(2−2)で表される化合物である。酸無水物は1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。 Among the above-exemplified acid anhydrides, from the viewpoint of more effectively suppressing deterioration of the characteristics of the battery during high temperature storage, a formula (intramolecular dehydration condensation product of a compound having two or more carboxyl groups in one molecule) ( The compounds represented by 2-1) to (2-10) are preferable, and more preferably the formulas (2-1), (2-2), (2-3), which have a 5-membered ring acid anhydride structure. It is a compound represented by (2-4), more preferably a compound represented by formula (2-1) or (2-2). The acid anhydrides may be used alone or in combination of two or more.

本発明の非水電解液中の酸無水物の濃度は酸無水物添加前の電解液質量(電解質塩、溶媒、添加剤といった酸無水物以外の成分の合計を100質量%とする)に対して0.001質量%以上であるのが好ましく、より好ましくは0.01質量%以上であり、より一層好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、5質量%以下であるのが好ましく、より好ましくは3質量%以下であり、さらに好ましくは2質量%以下である。酸無水物を多量に使用しても使用量に見合う効果は得られず、むしろ、電解質塩濃度を低下させる虞や、粘度上昇によりイオン伝導度を低下させる虞があり、一方、酸無水物の濃度が低過ぎると、高温保存後の電池容量の低下抑制といった所期の効果が得られ難くなる虞がある。 The concentration of the acid anhydride in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is based on the mass of the electrolytic solution before the addition of the acid anhydride (the total of the components other than the acid anhydride such as the electrolyte salt, the solvent and the additive is 100% by mass). Is preferably 0.001 mass% or more, more preferably 0.01 mass% or more, even more preferably 0.1 mass% or more, still more preferably 0.5 mass% or more, It is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less. Even if a large amount of acid anhydride is used, an effect commensurate with the amount used cannot be obtained, but rather, there is a possibility that the concentration of the electrolyte salt may be reduced or that the ionic conductivity may be reduced due to an increase in viscosity. If the concentration is too low, it may be difficult to obtain the intended effect of suppressing the decrease in battery capacity after high temperature storage.

1−5.溶媒
本発明の非水電解液は溶媒を含んでいてもよい。本発明の非水電解液に用いることのできる溶媒としては、電解質塩(スルホニルイミド化合物及び上述のリチウム塩等)を溶解、分散させられるものであれば特に限定されず、例えば、後述する環状カーボネートや環状カーボネート以外の溶媒といった非水系溶媒、溶媒に代えて用いられるポリマー及びポリマーゲル等の媒体等、電池に用いられる従来公知の溶媒はいずれも使用できる。
1-5. Solvent The non-aqueous electrolytic solution of the present invention may contain a solvent. The solvent that can be used in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve and disperse an electrolyte salt (such as a sulfonylimide compound and the above-mentioned lithium salt), and for example, a cyclic carbonate described below. Any conventionally known solvent used for batteries, such as a non-aqueous solvent such as a solvent other than or a cyclic carbonate, a medium such as a polymer or a polymer gel used in place of the solvent, or the like can be used.

非水系溶媒としては、誘電率が大きく、電解質塩の溶解性が高く、沸点が60℃以上であり、且つ、電気化学的安定範囲が広い溶媒が好適である。より好ましくは、含有水分量が低い有機溶媒(非水系溶媒)である。このような有機溶媒としては、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、2,6−ジメチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、クラウンエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエ−テル、1,4−ジオキサン、1,3−ジオキソラン等のエーテル類;炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル(エチルメチルカーボネート)、炭酸ジエチル(ジエチルカーボネート)、炭酸ジフェニル、炭酸メチルフェニル等の鎖状炭酸エステル類;炭酸エチレン(エチレンカーボネート)、炭酸プロピレン(プロピレンカーボネート)、2,3−ジメチル炭酸エチレン(炭酸2,3−ブタンジイル)、炭酸1,2−ブチレン及びエリスリタンカーボネート等の飽和環状炭酸エステル類;炭酸ビニレン、メチルビニレンカーボネート(MVC;4−メチル−1,3−ジオキソール−2−オン)、エチルビニレンカーボネート(EVC;4−エチル−1,3−ジオキソール−2−オン)、2−ビニル炭酸エチレン(4−ビニル−1,3−ジオキソラン−2−オン)及びフェニルエチレンカーボネート(4−フェニル−1,3−ジオキソラン−2−オン)等の不飽和結合を有する環状炭酸エステル類;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トリフルオロプロピレンカーボネート等のフッ素含有環状炭酸エステル類;安息香酸メチル、安息香酸エチル等の芳香族カルボン酸エステル類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等のラクトン類;リン酸トリメチル、リン酸エチルジメチル、リン酸ジエチルメチル、リン酸トリエチル等のリン酸エステル類;アセトニトリル、プロピオニトリル、メトキシプロピオニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、2−メチルグルタロニトリル、バレロニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル等のニトリル類;ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、スルホラン、3−メチルスルホラン、2,4−ジメチルスルホラン等の硫黄化合物類;ベンゾニトリル、トルニトリル等の芳香族ニトリル類;ニトロメタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノン等を挙げることができる。 As the non-aqueous solvent, a solvent having a large dielectric constant, a high solubility of an electrolyte salt, a boiling point of 60° C. or higher, and a wide electrochemical stability range is suitable. More preferably, it is an organic solvent (non-aqueous solvent) having a low water content. As such an organic solvent, ethylene glycol dimethyl ether, ethylene glycol diethyl ether, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 2,6-dimethyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, crown ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, Ethers such as 1,4-dioxane and 1,3-dioxolane; chain carbonates such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate (ethyl methyl carbonate), diethyl carbonate (diethyl carbonate), diphenyl carbonate, methyl phenyl carbonate; carbonic acid Saturated cyclic carbonates such as ethylene (ethylene carbonate), propylene carbonate (propylene carbonate), 2,3-dimethyl ethylene carbonate (2,3-butanediyl carbonate), 1,2-butylene carbonate and erythritan carbonate; vinylene carbonate, Methyl vinylene carbonate (MVC; 4-methyl-1,3-dioxole-2-one), ethyl vinylene carbonate (EVC; 4-ethyl-1,3-dioxole-2-one), 2-vinyl carbonate ethylene (4- Cyclic carbonic acid esters having unsaturated bonds such as vinyl-1,3-dioxolan-2-one) and phenylethylene carbonate (4-phenyl-1,3-dioxolan-2-one); fluoroethylene carbonate, 4,5 -Fluorine-containing cyclic carbonic acid esters such as difluoroethylene carbonate and trifluoropropylene carbonate; aromatic carboxylic acid esters such as methyl benzoate and ethyl benzoate; lactones such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone and δ-valerolactone Phosphates such as trimethyl phosphate, ethyldimethyl phosphate, diethylmethyl phosphate, triethyl phosphate, etc.; acetonitrile, propionitrile, methoxypropionitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 2-methylglutaronitrile, Nitriles such as valeronitrile, butyronitrile and isobutyronitrile; sulfur compounds such as dimethyl sulfone, ethylmethyl sulfone, diethyl sulfone, sulfolane, 3-methylsulfolane and 2,4-dimethylsulfolane; aromatics such as benzonitrile and tolunitrile Group nitriles; nitromethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, 3-methyl-2-oxa Examples thereof include zolidinone.

これらの中でも、鎖状炭酸エステル類、環状炭酸エステル類等の炭酸エステル類(カーボネート系溶媒)、ラクトン類、エーテル類が好ましく、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等がより好ましく、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート系溶媒がさらに好ましい。上記非水系溶媒は1種を単独で用いてもよく、また、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Among these, carbonic acid esters (carbonate-based solvents) such as chain carbonic acid esters and cyclic carbonic acid esters, lactones and ethers are preferable, and dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, γ -Butyrolactone, γ-valerolactone and the like are more preferable, and carbonate solvents such as dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate are further preferable. The above non-aqueous solvents may be used alone or in combination of two or more.

上記ポリマーやポリマーゲルを溶媒に代えて用いる場合は次の方法を採用すればよい。すなわち、従来公知の方法で成膜したポリマーに、上述の非水系溶媒に電解質塩を溶解させた溶液を滴下して、電解質塩並びに非水系溶媒を含浸、担持させる方法;ポリマーの融点以上の温度でポリマーと電解質塩とを溶融、混合した後、成膜し、ここに非水系溶媒を含浸させる方法(以上、ゲル電解質);予め電解質塩を有機溶媒に溶解させた非水電解液とポリマーとを混合した後、これをキャスト法やコーティング法により成膜し、有機溶媒を揮発させる方法;ポリマーの融点以上の温度でポリマーと電解質塩とを溶融し、混合して成形する方法(真性ポリマー電解質);等が挙げられる。 When the above polymer or polymer gel is used instead of the solvent, the following method may be adopted. That is, a method in which a solution prepared by dissolving an electrolyte salt in the above-mentioned non-aqueous solvent is added dropwise to a polymer formed by a conventionally known method to impregnate and carry the electrolyte salt and the non-aqueous solvent; a temperature equal to or higher than the melting point of the polymer A method of melting and mixing a polymer and an electrolyte salt with, forming a film, and impregnating a non-aqueous solvent therein (above, gel electrolyte); a non-aqueous electrolyte solution and a polymer in which an electrolyte salt is previously dissolved in an organic solvent After mixing, a film is formed by a casting method or a coating method to evaporate the organic solvent; a method in which the polymer and the electrolyte salt are melted at a temperature equal to or higher than the melting point of the polymer, and the mixture is molded (intrinsic polymer electrolyte ); and the like.

溶媒に代えて用いられるポリマーとしては、エポキシ化合物(エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、アリルグリシジルエーテル等)の単独重合体又は共重合体であるポリエチレンオキシド(PEO)、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル系ポリマー、ポリメチルメタクリレート(PMMA)等のメタクリル系ポリマー、ポリアクリロニトリル(PAN)等のニトリル系ポリマー、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン等のフッ素系ポリマー、及びこれらの共重合体等が挙げられる。 The polymer used in place of the solvent is a polyether polymer such as polyethylene oxide (PEO) or polypropylene oxide, which is a homopolymer or copolymer of an epoxy compound (ethylene oxide, propylene oxide, butylene oxide, allyl glycidyl ether, etc.). , Methacrylic polymers such as polymethylmethacrylate (PMMA), nitrile polymers such as polyacrylonitrile (PAN), polyvinylidene fluoride (PVdF), fluoropolymers such as polyvinylidene fluoride-hexafluoropropylene, and copolymers thereof. Etc.

なお、溶媒の分解を防ぎ、本発明の非水電解液をリチウムイオン二次電池に使用した場合のサイクル特性(寿命)の劣化を抑制する観点からは、溶媒として環状カーボネートを使用することが推奨される。環状カーボネートとしては、上述した飽和環状カーボネート、不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素含有環状カーボネート等が挙げられる。これらの中でも、コスト面からは飽和環状カーボネートが好ましく、特に炭酸エチレン、炭酸プロピレンが好ましい。環状カーボネートは1種を単独で用いてもよく、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。 From the viewpoint of preventing decomposition of the solvent and suppressing deterioration of cycle characteristics (lifetime) when the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is used in a lithium ion secondary battery, it is recommended to use a cyclic carbonate as the solvent. To be done. Examples of the cyclic carbonate include the above-mentioned saturated cyclic carbonate, cyclic carbonate having an unsaturated bond, and fluorine-containing cyclic carbonate. Among these, saturated cyclic carbonates are preferable from the viewpoint of cost, and ethylene carbonate and propylene carbonate are particularly preferable. The cyclic carbonate may be used alone or in combination of two or more kinds.

環状カーボネートは、非水電解液に含まれる全リチウムカチオンに対するモル比(環状カーボネート/Li+)が1以上、5以下となる範囲で用いるのが好ましい。上記範囲内で環状カーボネートを使用する場合には、リチウムイオン二次電池のサイクル特性(寿命)の劣化が一層抑制される。 The cyclic carbonate is preferably used in such a range that the molar ratio (cyclic carbonate/Li + ) to all lithium cations contained in the non-aqueous electrolyte is 1 or more and 5 or less. When the cyclic carbonate is used within the above range, deterioration of cycle characteristics (lifetime) of the lithium ion secondary battery is further suppressed.

サイクル特性劣化の一因は、非水電解液を構成する溶媒の分解にあることが知られている。しかしながら、環状カーボネートの使用量をリチウムイオンに対して上記範囲とすることで、サイクル特性の劣化を一層抑制することができる。環状カーボネートの使用量をリチウムイオン量に応じて決定することで、非水電解液中に存在するリチウムイオンと溶媒和していない環状カーボネート(フリーな環状カーボネート)の量を低減できる。すなわち、分解反応に関与できるフリーな環状カーボネートの量が減少するので、溶媒の分解反応が生じ難くなり、サイクル特性の劣化が抑制されるものと考えられる。 It is known that one cause of deterioration in cycle characteristics is decomposition of the solvent that constitutes the non-aqueous electrolyte. However, when the amount of cyclic carbonate used is within the above range with respect to lithium ions, deterioration of cycle characteristics can be further suppressed. By determining the amount of cyclic carbonate to be used according to the amount of lithium ions, the amount of cyclic carbonate (free cyclic carbonate) that is not solvated with lithium ions present in the non-aqueous electrolyte can be reduced. That is, since the amount of free cyclic carbonate that can participate in the decomposition reaction decreases, it is considered that the decomposition reaction of the solvent is less likely to occur and the deterioration of the cycle characteristics is suppressed.

上記モル比(環状カーボネート/Li+)が大きすぎる場合は、非水電解液中に過剰に存在するフリーな環状カーボネートが酸化及び/又は還元分解され、その結果、サイクル特性が劣化してしまう。一方、上記モル比が小さすぎる場合は、環状カーボネート量が少なすぎて、環状カーボネートに由来する効果(例えば、負極上に被膜を形成し、非水電解液の分解を抑制する効果等)が得られ難くなったり、また、充放電の繰り返しによる溶媒の消費(被膜形成、分解等)により非水電解液の液枯れ状態となる虞がある。したがって、環状カーボネートは、リチウムイオンに対するモル比(環状カーボネート/Li+)が1以上、4以下の範囲で使用することがより好ましく、より好ましくは3以下であり、さらに好ましくは2.0以下であり、1.8以下であるのが特に好ましい。 If the molar ratio (cyclic carbonate/Li + ) is too large, the free cyclic carbonate excessively present in the non-aqueous electrolyte is oxidized and/or reductively decomposed, resulting in deterioration of cycle characteristics. On the other hand, if the molar ratio is too small, the amount of cyclic carbonate is too small, the effect derived from the cyclic carbonate (for example, the effect of forming a coating on the negative electrode, suppressing the decomposition of the non-aqueous electrolyte, etc.) is obtained. However, there is a possibility that the non-aqueous electrolyte may be drained due to consumption of the solvent (film formation, decomposition, etc.) due to repeated charging and discharging. Therefore, the cyclic carbonate is more preferably used in a molar ratio to the lithium ion (cyclic carbonate/Li + ) of 1 or more and 4 or less, more preferably 3 or less, further preferably 2.0 or less. It is particularly preferably 1.8 or less.

なお、環状カーボネートのリチウムカチオンに対するモル比(環状カーボネート/Li+)は、環状カーボネートの比重、モル質量に基づいて算出すればよい。例えば、エチレンカーボネートの場合は、比重を1.321、モル質量を88.06として、算出すればよい。 The molar ratio of the cyclic carbonate to the lithium cation (cyclic carbonate/Li + ) may be calculated based on the specific gravity and molar mass of the cyclic carbonate. For example, in the case of ethylene carbonate, the specific gravity may be 1.321 and the molar mass may be 88.06.

環状カーボネートを使用する場合であっても、非水電解液は、環状カーボネート以外の溶媒(他の溶媒)を含んでいてもよい。他の溶媒としては、上述した非水系溶媒(環状カーボネート以外)が挙げられる。上記非水系溶媒の中でも、鎖状炭酸エステル類、脂肪族カルボン酸エステル類、ラクトン類、エーテル類が好ましく、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等がより好ましい。上記他の溶媒は1種を単独で用いてもよく、又、2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Even when the cyclic carbonate is used, the non-aqueous electrolytic solution may contain a solvent (other solvent) other than the cyclic carbonate. Examples of the other solvent include the above-mentioned non-aqueous solvents (other than cyclic carbonate). Among the above non-aqueous solvents, chain carbonic acid esters, aliphatic carboxylic acid esters, lactones and ethers are preferable, and dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, diethyl carbonate, γ-butyrolactone, γ-valerolactone and the like are more preferable. .. The other solvent may be used alone or in combination of two or more.

この場合、他の溶媒の使用量は、環状カーボネートと他の溶媒の合計100体積%に対して50体積%以上であるのが好ましく、より好ましくは55体積%以上であり、さらに好ましくは60体積%以上であり、好ましくは99体積%以下であり、より好ましくは95体積%以下であり、さらに好ましくは90体積%以下である。 In this case, the amount of the other solvent used is preferably 50% by volume or more, more preferably 55% by volume or more, further preferably 60% by volume, based on 100% by volume of the total amount of the cyclic carbonate and the other solvent. % Or more, preferably 99% by volume or less, more preferably 95% by volume or less, and further preferably 90% by volume or less.

1−6.その他の成分
本発明に係る非水電解液は、リチウムイオン二次電池の各種特性の向上を目的とする添加剤を含んでいてもよい。
添加剤としては、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水酪酸、無水クロトン酸、無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物等のカルボン酸無水物;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、ブサルファン、スルホラン、スルホレン、ジメチルスルホン、テトラメチルチウラムモノスルフィド、トリメチレングリコール硫酸エステル等の含硫黄化合物;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、N−メチルスクシンイミド等の含窒素化合物;モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩等のリン酸塩;ヘプタン、オクタン、シクロヘプタン等の飽和炭化水素化合物;等が挙げられる。
1-6. Other Components The non-aqueous electrolytic solution according to the present invention may contain an additive for the purpose of improving various characteristics of the lithium ion secondary battery.
As the additive, acetic anhydride, propionic anhydride, butyric anhydride, crotonic anhydride, succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, diglycolic acid, cyclohexanedicarboxylic acid. Carboxylic acid anhydrides such as acid anhydrides and cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydrides; ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate, busulfan, sulfolane, sulfolene, dimethyl sulfone, Sulfur-containing compounds such as tetramethylthiuram monosulfide and trimethylene glycol sulfate; 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazo Examples thereof include nitrogen-containing compounds such as ridinone and N-methylsuccinimide; phosphates such as monofluorophosphate and difluorophosphate; saturated hydrocarbon compounds such as heptane, octane and cycloheptane.

上記添加剤は、本発明の非水電解液100質量%中0.1質量%以上、10質量%以下の範囲で用いるのが好ましい(より好ましくは0.2質量%以上、8質量%以下、さらに好ましくは0.3質量%以上、5質量%以下)。添加剤の使用量が少なすぎるときには、添加剤に由来する効果が得られ難い場合があり、一方、多量に他の添加剤を使用しても、添加量に見合う効果は得られ難く、また、非水電解液の粘度が高くなり伝導率が低下する虞がある。
なお、非水電解液100質量%とは、上述したスルホニルイミド化合物、電解質塩、溶媒及び適宜用いられる添加剤等、非水電解液に含まれる全ての成分の合計を意味する。
The additive is preferably used in the range of 0.1% by mass or more and 10% by mass or less in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution of the present invention (more preferably 0.2% by mass or more and 8% by mass or less, More preferably 0.3 mass% or more and 5 mass% or less). When the amount of the additive used is too small, it may be difficult to obtain the effect derived from the additive, on the other hand, even if a large amount of other additives is used, it is difficult to obtain the effect corresponding to the added amount, and There is a risk that the viscosity of the non-aqueous electrolytic solution will increase and the conductivity will decrease.
In addition, 100 mass% of non-aqueous electrolytes means the sum total of all the components contained in non-aqueous electrolytes, such as the above-mentioned sulfonyl imide compound, electrolyte salt, solvent, and the additive used suitably.

2.リチウムイオン二次電池
本発明のリチウムイオン二次電池とは、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な正極活物質を含有する正極、リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な負極活物質を含有する負極、及び非水電解液を有する。より詳細には、正極と負極との間にはセパレーターが設けられており、非水電解液は上記セパレーターに含浸された状態で、正極、負極等と共に外装ケースに収容されている。本発明のリチウムイオン二次電池は、上述した本発明の非水電解液を備えている。
2. Lithium-ion secondary battery The lithium-ion secondary battery of the present invention is a positive electrode containing a positive electrode active material capable of storing and releasing lithium ions, a negative electrode containing a negative electrode active material capable of storing and releasing lithium ions, And a non-aqueous electrolyte. More specifically, a separator is provided between the positive electrode and the negative electrode, and the nonaqueous electrolytic solution is contained in the outer case together with the positive electrode, the negative electrode, etc. in a state of being impregnated in the separator. The lithium ion secondary battery of the present invention comprises the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution of the present invention.

2−1.正極
正極は、正極活物質、導電助剤及び結着剤等を含む正極合剤が正極集電体に担持されてなるものであり、通常、シート状に成形されている。
2-1. Positive Electrode The positive electrode is obtained by supporting a positive electrode mixture containing a positive electrode active material, a conductive auxiliary agent, a binder and the like on a positive electrode current collector, and is usually formed into a sheet shape.

正極の製造方法は特に限定されないが、例えば、(i)分散用溶媒に正極合剤を溶解又は分散させた正極活物質組成物を正極集電体にドクターブレード法等で塗工したり、正極集電体を正極活物質組成物に浸漬した後、乾燥する方法;(ii)正極活物質組成物を混練成形し乾燥して得たシートを正極集電体に導電性接着剤を介して接合し、プレス、乾燥する方法;(iii)液状潤滑剤を添加した正極活物質組成物を正極集電体上に塗布又は流延して、所望の形状に成形した後、液状潤滑剤を除去し、次いで、一軸又は多軸方向に延伸する方法;等が挙げられる。また、必要に応じて乾燥後の正極合剤層を加圧してもよい。これにより正極集電体との接着強度が増し、電極密度も高められる。 The method for producing the positive electrode is not particularly limited. For example, (i) a positive electrode active material composition obtained by dissolving or dispersing a positive electrode mixture in a dispersion solvent is applied to a positive electrode current collector by a doctor blade method or the like. A method in which the current collector is dipped in the positive electrode active material composition and then dried; (ii) a sheet obtained by kneading and molding the positive electrode active material composition and drying is joined to the positive electrode current collector via a conductive adhesive. Then, the positive electrode active material composition containing a liquid lubricant is applied or cast onto a positive electrode current collector to form a desired shape, and then the liquid lubricant is removed. Then, a method of uniaxially or polyaxially stretching; and the like. Moreover, you may pressurize the positive electrode mixture layer after drying as needed. This increases the adhesive strength with the positive electrode current collector and also increases the electrode density.

正極集電体の材料、正極活物質、導電助剤、結着剤、正極活物質組成物に用いられる溶媒(正極合剤を分散または溶解する溶媒)としては特に限定されず、従来公知の各材料を用いることができ、例えば、特開2014−13704号公報に記載の各材料を用いることができる。 The material used for the positive electrode current collector, the positive electrode active material, the conductive auxiliary agent, the binder, and the solvent used in the positive electrode active material composition (a solvent that disperses or dissolves the positive electrode mixture) is not particularly limited and may be any conventionally known one. Materials can be used, and for example, each material described in JP-A-2014-13704 can be used.

正極活物質の使用量は、正極合剤100質量部に対して75質量部以上、99質量部以下とするのが好ましく、より好ましくは85質量部以上であり、さらに好ましくは90質量部以上であり、より好ましくは98質量部以下であり、さらに好ましくは97質量部以下である。 The amount of the positive electrode active material used is preferably 75 parts by mass or more and 99 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the positive electrode mixture, more preferably 85 parts by mass or more, and further preferably 90 parts by mass or more. Yes, more preferably 98 parts by mass or less, and further preferably 97 parts by mass or less.

導電助剤を用いる場合の、正極合剤中の導電助剤の含有量としては、正極合剤100質量%に対して、0.1質量%〜10質量%の範囲で用いるのが好ましい(より好ましくは0.5質量%〜10質量%、さらに好ましくは1質量%〜10質量%)。導電助剤が少なすぎると、導電性が極端に悪くなり、負荷特性及び放電容量が劣化する虞がある。一方、多すぎると正極合剤層のかさ密度が高くなり、結着剤の含有量をさらに増やす必要があるため好ましくない。 When the conductive auxiliary agent is used, the content of the conductive auxiliary agent in the positive electrode mixture is preferably 0.1% by mass to 10% by mass with respect to 100% by mass of the positive electrode mixture (more Preferably 0.5% by mass to 10% by mass, more preferably 1% by mass to 10% by mass). If the amount of the conductive additive is too small, the conductivity may be extremely deteriorated, and the load characteristics and the discharge capacity may be deteriorated. On the other hand, if the amount is too large, the bulk density of the positive electrode mixture layer becomes high, and the content of the binder needs to be further increased, which is not preferable.

結着剤を用いる場合の、正極合剤中の結着剤の含有量としては、正極合剤100質量%に対して0.1質量%〜10質量%が好ましい(より好ましくは0.5質量%〜9質量%、さらに好ましくは1質量%〜8質量%)。結着剤が少なすぎると良好な密着性が得られず、正極活物質や導電助剤が集電体から脱離してしまう虞がある。一方、多すぎると内部抵抗の増加を招き電池特性に悪影響を及ぼしてしまう虞がある。
導電助剤及び結着剤の配合量は、電池の使用目的(出力重視、エネルギー重視等)、イオン伝導性等を考慮して適宜調整することができる。
When a binder is used, the content of the binder in the positive electrode mixture is preferably 0.1% by mass to 10% by mass with respect to 100% by mass of the positive electrode mixture (more preferably 0.5% by mass). % To 9% by mass, more preferably 1% to 8% by mass). If the amount of the binder is too small, good adhesion cannot be obtained, and the positive electrode active material and the conductive additive may be detached from the current collector. On the other hand, if the amount is too large, the internal resistance may increase and the battery characteristics may be adversely affected.
The compounding amounts of the conduction aid and the binder can be appropriately adjusted in consideration of the purpose of use of the battery (emphasis on output, emphasis on energy, etc.), ionic conductivity and the like.

2−2.負極
負極は、負極活物質、結着剤及び必要に応じて導電助剤等を含む負極合剤が負極集電体に担持されてなるものであり、通常、シート状に成形されている。
負極の製造方法としては、正極の製造方法と同様の方法を採用することができる。また、負極の製造時に使用する導電助剤、結着剤、材料分散用の溶媒も、正極で用いられるものと同様のものが用いられる。
2-2. Negative Electrode The negative electrode is obtained by supporting a negative electrode mixture containing a negative electrode active material, a binder and, if necessary, a conductive auxiliary agent on a negative electrode current collector, and is usually formed into a sheet shape.
As the method for producing the negative electrode, the same method as the method for producing the positive electrode can be adopted. Further, as the conductive auxiliary agent, the binder, and the solvent for dispersing the material, which are used at the time of manufacturing the negative electrode, those similar to those used for the positive electrode are used.

負極集電体の材料、負極活物質としては、従来公知の負極活物質を用いることができ、例えば、特開2014−13704号公報に記載の各材料を用いることができる。 A conventionally known negative electrode active material can be used as the material of the negative electrode current collector and the negative electrode active material, and for example, each material described in JP-A-2014-13704 can be used.

2−3.セパレーター
セパレーターは正極と負極とを隔てるように配置されるものである。セパレーターには特に制限がなく、本発明では、従来公知のセパレーターはいずれも使用でき、例えば、特開2014−13704号公報に記載の各材料を用いることができる。
2-3. Separator The separator is arranged so as to separate the positive electrode and the negative electrode. The separator is not particularly limited, and any conventionally known separator can be used in the present invention. For example, each material described in JP-A-2014-13704 can be used.

2−4.電池外装材
正極、負極、セパレーター及び非水電解液等を備えた電池素子は、リチウムイオン二次電池使用時の外部からの衝撃、環境劣化等から電池素子を保護するため電池外装材に収容される。本発明では、電池外装材の素材は特に限定されず従来公知の外装材はいずれも使用することができる。
2-4. Battery exterior material A battery element equipped with a positive electrode, negative electrode, separator, non-aqueous electrolyte, etc. is housed in the battery exterior material to protect the battery element from external impacts, environmental degradation, etc. when using a lithium ion secondary battery. It In the present invention, the material of the battery exterior material is not particularly limited, and any conventionally known exterior material can be used.

本発明に係るリチウムイオン二次電池の形状は特に限定されず、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等、リチウムイオン二次電池の形状として従来公知の形状はいずれも使用することができる。また、電気自動車、ハイブリッド電気自動車等に搭載するための高電圧電源(数10V〜数100V)として使用する場合には、個々の電池を直列に接続して構成される電池モジュールとすることもできる。 The shape of the lithium ion secondary battery according to the present invention is not particularly limited, and any shape conventionally known as the shape of the lithium ion secondary battery, such as a cylindrical shape, a prismatic shape, a laminate type, a coin type, or a large size, may be used. You can When used as a high-voltage power supply (several tens V to several hundreds V) for mounting on an electric vehicle, a hybrid electric vehicle, etc., a battery module configured by connecting individual batteries in series can also be used. ..

本発明のリチウムイオン二次電池の定格充電電圧は特に限定されないが、4.2V超であるのが好ましい。本発明による効果は特に4.2Vを超える電圧で使用する場合に顕著となる。より好ましくは4.3V以上であり、さらに好ましくは4.35V以上である。定格充電電圧が高いほど、エネルギー密度を高めることはできるが、高すぎると安全性を確保し難い場合がある。したがって、定格充電電圧は4.6V以下であるのが好ましい。より好ましくは4.5V以下である。 The rated charging voltage of the lithium ion secondary battery of the present invention is not particularly limited, but it is preferably more than 4.2V. The effects of the present invention are particularly remarkable when used at a voltage exceeding 4.2V. It is more preferably 4.3 V or higher, and further preferably 4.35 V or higher. The higher the rated charging voltage is, the higher the energy density can be, but if it is too high, it may be difficult to ensure safety. Therefore, the rated charging voltage is preferably 4.6 V or less. More preferably, it is 4.5 V or less.

以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明はもとより下記実施例によって制限を受けるものではなく、前・後記の趣旨に適合し得る範囲で適当に変更を加えて実施することも勿論可能であり、それらはいずれも本発明の技術的範囲に包含される。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited by the following examples as well as the present invention, and may be appropriately modified within a range compatible with the gist of the preceding and the following. Of course, it is possible to carry out, and all of them are included in the technical scope of the present invention.

1.非水電解液の調製
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを、3:7(体積比)で混合した非水溶媒に六フッ化リン酸リチウム(LiPF6、キシダ化学株式会社製、電解質塩)を溶解させて、LiPF6濃度1.2mol/Lの非水電解液1を調製した。
1. Preparation of Non-Aqueous Electrolyte Solution Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 , manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) was added to a non-aqueous solvent prepared by mixing ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) in a volume ratio of 3:7. , Electrolyte salt) were dissolved to prepare a non-aqueous electrolyte solution 1 having a LiPF 6 concentration of 1.2 mol/L.

スルホニルイミドアニオン(1)を有し、非水電解液中でスルホニルイミドアニオン(1)を生成する化合物として、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(以下、LiFSIと称する場合がある)、リチウム(フルオロスルホニル)(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(以下、LiFTIと称する場合がある)、酸無水物として無水フタル酸(和光純薬工業株式会社製)、無水ピロメリット酸(東京化成工業株式会社製)を使用し、非水電解液中の六フッ化リン酸リチウム、スルホニルイミドアニオン(1)を有する化合物及び酸無水物の濃度を表1に示すように変更したこと以外は非水電解液1の場合と同様にして非水電解液2〜9を調製した。 As a compound having a sulfonylimide anion (1) and generating the sulfonylimide anion (1) in a non-aqueous electrolyte, lithium bis(fluorosulfonyl)imide (hereinafter sometimes referred to as LiFSI), lithium (fluorosulfonyl) ) (Trifluoromethylsulfonyl)imide (hereinafter sometimes referred to as LiFTI), phthalic anhydride (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and pyromellitic dianhydride (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.) as acid anhydrides. However, except that the concentrations of lithium hexafluorophosphate, the compound having the sulfonylimide anion (1) and the acid anhydride in the non-aqueous electrolyte solution were changed as shown in Table 1, Nonaqueous electrolyte solutions 2 to 9 were prepared in the same manner.

2.ラミネート型リチウムイオン二次電池の作製
2−1.正極シートの作製
正極活物質(LiCoO2)、導電助剤1(アセチレンブラック、AB)、導電助剤2(グラファイト)及び結着剤(ポリフッ化ビニリデン、PVdF)を93:2:2:3の質量比で混合しN−メチルピロリドンに分散させた正極合剤スラリーをアルミニウム箔(正極集電体)上に塗工し、乾燥、圧縮して、正極シート1を作製した。
2. Production of Laminated Lithium Ion Secondary Battery 2-1. Preparation of Positive Electrode Sheet A positive electrode active material (LiCoO 2 ), a conductive auxiliary agent 1 (acetylene black, AB), a conductive auxiliary agent 2 (graphite), and a binder (polyvinylidene fluoride, PVdF) were added in a ratio of 93:2:2:3. The positive electrode mixture slurry mixed in a mass ratio and dispersed in N-methylpyrrolidone was applied onto an aluminum foil (positive electrode current collector), dried, and compressed to prepare a positive electrode sheet 1.

2−2.負極シートの作製
負極活物質として人造黒鉛、導電助剤(気相法炭素繊維、「VGCF(登録商標)」、昭和電工社製)、及び結着剤(ポリフッ化ビニリデン、PVdF)を95.7:0.5:3.8の質量比で混合し、これをN−メチル−2−ピロリドンと混合してスラリー状の溶液を作製した。4.3V又は4.4V充電での正極の充電容量を計算し、負極のリチウムイオン吸蔵可能容量/正極充電容量=1.15となるように、負極合剤スラリーを銅箔(負極集電体)上に塗工し、乾燥、圧縮して、2種類の負極シート1、2を作製した。
2-2. Manufacture of Negative Electrode Sheet As a negative electrode active material, artificial graphite, a conductive auxiliary agent (vapor phase carbon fiber, “VGCF (registered trademark)”, manufactured by Showa Denko KK), and a binder (polyvinylidene fluoride, PVdF) were used at 95.7. : 0.5: 3.8 in a mass ratio and mixed with N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a slurry-like solution. The charge capacity of the positive electrode at 4.3 V or 4.4 V charge was calculated, and the negative electrode mixture slurry was changed to copper foil (negative electrode current collector) so that the lithium ion storable capacity of the negative electrode/positive electrode charge capacity=1.15. ) Was coated on the above, dried and compressed to prepare two types of negative electrode sheets 1 and 2.

2−3.ラミネート型リチウムイオン二次電池の作製
上記で作製した正極シート1、正極シートと組み合わせたときのラミネート型リチウムイオン二次電池の定格充電電圧が4.3Vとなるように選択した負極シートとを対向するように積層し、その間に1枚のポリエチレン製セパレーター(16μm)を挟んだ。2枚のアルミニウムラミネートフィルムで正極シート、セパレーター、負極シートの積層体を挟み込み、アルミニウムラミネートフィルム内を非水電解液1で満たし、真空状態で密閉した。
2-3. Preparation of Laminated Lithium Ion Secondary Battery Opposed to the positive electrode sheet 1 prepared above and the negative electrode sheet selected so that the rated charging voltage of the laminated lithium ion secondary battery when combined with the positive electrode sheet is 4.3V. And a polyethylene separator (16 μm) was sandwiched between them. A laminate of a positive electrode sheet, a separator and a negative electrode sheet was sandwiched between two aluminum laminate films, the inside of the aluminum laminate film was filled with the non-aqueous electrolyte solution 1, and the aluminum laminate film was sealed in a vacuum state.

非水電解液を表1に示すように変更し、正極シートと組み合わせたときのラミネート型リチウムイオン二次電池の定格充電電圧が4.3V又は4.4Vとなるように負極シートを変更したこと以外は上記同様にして、ラミネート型リチウムイオン二次電池2〜14を作製した。各電池の構成を表1に示す。実験例1〜14で使用した電池がそれぞれラミネート型リチウムイオン二次電池1〜14に相当する。 The non-aqueous electrolyte was changed as shown in Table 1, and the negative electrode sheet was changed so that the rated charging voltage of the laminated lithium-ion secondary battery when combined with the positive electrode sheet was 4.3 V or 4.4 V. Laminated lithium ion secondary batteries 2 to 14 were manufactured in the same manner as above except for the above. Table 1 shows the configuration of each battery. The batteries used in Experimental Examples 1 to 14 correspond to laminate type lithium ion secondary batteries 1 to 14, respectively.

3.電池評価
3−1.0.2C回復容量及び保存後レート特性(1C/0.2C)の測定
充放電試験装置(ACD−01、アスカ電子株式会社製)を使用して、温度25℃の環境下、ラミネート型リチウムイオン二次電池1を、所定の充電条件(0.5C、4.3V又は4.4V、定電流定電圧モード、0.02C終止)にて充電した後、放電速度0.2Cで、電圧が2.75Vになるまで放電を行った。このときの放電容量を初期0.2C容量とした。
同様の条件で再び電池を充電した後、放電速度1Cで電圧が2.75Vになるまで放電を行い、1C放電容量を測定した。
3. Battery evaluation 3-1. Measurement of 0.2C recovery capacity and rate characteristic after storage (1C/0.2C) Using a charge/discharge tester (ACD-01, manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd.), temperature of 25° C. Below, the laminate type lithium ion secondary battery 1 was charged under predetermined charge conditions (0.5 C, 4.3 V or 4.4 V, constant current constant voltage mode, 0.02 C end), and then the discharge rate was 0. Discharged at 2C until the voltage was 2.75V. The discharge capacity at this time was the initial 0.2C capacity.
After recharging the battery under the same conditions, the battery was discharged at a discharge rate of 1 C until the voltage reached 2.75 V, and the 1 C discharge capacity was measured.

充放電試験装置(ACD−01、アスカ電子株式会社製)を使用して、温度25℃の環境下、ラミネート型リチウムイオン二次電池を、所定の充電条件(1C、4.3V又は4.4V、定電流定電圧モード、3時間終止)にて充電した後、80℃に設定した恒温槽内に3日間保管した。
保管後のラミネート型リチウムイオン二次電池を、温度25℃の環境下におき24時間経過した後、温度25℃、放電速度1Cで電圧2.75Vまで放電させて、放電容量を測定した(1C残存容量)。
Using a charge/discharge tester (ACD-01, manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd.), the laminate type lithium ion secondary battery was set under a predetermined charging condition (1C, 4.3V or 4.4V) under an environment of a temperature of 25°C. , Constant current/constant voltage mode, 3 hours termination) and then stored in a thermostat set at 80° C. for 3 days.
The laminated lithium-ion secondary battery after storage was placed in an environment of a temperature of 25° C. for 24 hours, then discharged at a temperature of 25° C. and a discharge rate of 1 C to a voltage of 2.75 V to measure the discharge capacity (1 C Remaining capacity).

次いで、定格充電電圧(4.3V又は4.4V)となるまで1Cで、0.02C終止の定電流定電圧充電した後、0.2Cで2.75Vまで定電流放電を行った。このときの容量を放置後0.2C回復容量とした。初期0.2C容量と放置後0.2C回復容量の値から、下記式より0.2C回復容量(%)を求めた。結果を表1に示す。
0.2C回復容量(%)=(放置後0.2C容量/初期0.2C容量)×100
Next, after constant-current constant-voltage charging at 0.02C termination at 1C until the rated charging voltage (4.3V or 4.4V) was reached, constant-current discharging at 0.2C was performed up to 2.75V. The capacity at this time was defined as a 0.2 C recovery capacity after standing. From the values of the initial 0.2C capacity and the 0.2C recovery capacity after standing, the 0.2C recovery capacity (%) was calculated from the following formula. The results are shown in Table 1.
0.2C recovery capacity (%)=(0.2C capacity after leaving/initial 0.2C capacity)×100

さらに、定格充電電圧(4.3V又は4.4V)となるまで1Cで、0.02C終止の定電流定電圧充電した後、1Cで2.75Vまで定電流放電を行った。このときの容量を放置後1C容量とした。放置後0.2C容量に対する放置後1C容量の割合を保存後レート特性として表1に示す。
保存後レート特性(%)=(放置後1C容量/放置後0.2C容量)×100
Furthermore, constant-current constant-voltage charging was performed at 1C until the rated charging voltage (4.3V or 4.4V) was reached, and then constant-current discharging was performed at 1C to 2.75V. The capacity at this time was set to 1C capacity after standing. Table 1 shows the ratio of 1 C capacity after standing to 0.2 C capacity after standing as rate characteristics after storage.
Rate characteristic after storage (%) = (1C capacity after standing/0.2C capacity after standing) x 100

3−2.負極のICP発光分光分析(Co検出量)
ICP発光分光分析装置(島津製作所製)を使用して高温保存試験後の負極を分析した。高温保存試験後の負極をエチルメチルカーボネート50mlで洗浄した後、負極活物質を剥離し、1gの硝酸に溶解させ、これを純水で15倍に希釈して測定用試料を調製し、ICP発光分光分析を行った。実験例3の負極のCo検出量を100として指数化した値を表1に示す。
3-2. ICP emission spectroscopic analysis of negative electrode (Co detection amount)
The negative electrode after the high temperature storage test was analyzed using an ICP emission spectroscopic analyzer (manufactured by Shimadzu Corporation). After washing the negative electrode after the high-temperature storage test with 50 ml of ethyl methyl carbonate, the negative electrode active material was peeled off, dissolved in 1 g of nitric acid, and diluted with pure water 15 times to prepare a measurement sample, and ICP emission Spectroscopic analysis was performed. Table 1 shows values indexed with the amount of Co detected in the negative electrode of Experimental Example 3 being 100.

3−3.容量維持率の測定
充放電試験装置(ACD−01、アスカ電子株式会社製)を使用して、温度45℃にて、充電速度1Cでの4.3Vまたは4.4V定電流定電圧充電を電流量が0.02Cになるまで行い、放電速度1Cで電圧が2.75Vになるまで放電を行い、各充放電時にはそれぞれ10分の充放電休止時間を設けてサイクル特性試験を行い、下記式より、容量維持率を算出した。結果を表1に示す。
容量維持率(%)=(200サイクル時の放電容量/1サイクル時の放電容量)×100
3-3. Measurement of capacity retention rate Using a charge/discharge tester (ACD-01, manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd.), at a temperature of 45°C, 4.3V or 4.4V constant-current constant-voltage constant-current charging was performed at a charging rate of 1C. The amount of discharge is 0.02C, the discharge is performed at a discharge rate of 1C until the voltage becomes 2.75V, and a cycle characteristic test is performed with a charge/discharge pause time of 10 minutes at each charge/discharge. The capacity retention rate was calculated. The results are shown in Table 1.
Capacity retention rate (%)=(discharge capacity at 200 cycles/discharge capacity at 1 cycle)×100

表1に示される電池1、3、6及び11の比較から、酸無水物の添加により電池特性はやや改善するものの(電池1と3、電池6と11の比較)、この改善効果は電圧の上昇と共に劣化することが分かる(電池1、6の比較)。また、電池3、4、10〜12の比較より、スルホニルイミドアニオン(1)を有する化合物のみの添加では、電池特性はむしろ劣化しており(電池3と4、電池11と電池10又は12との比較)、電圧の上昇により電池特性の劣化が一層促進されることが分かる(電池4と12との比較)。
これに対して、スルホニルイミドアニオン(1)と酸無水物とが電解液に含まれる場合には(電池2、5、8、13)、電池3や11よりも良好な電池特性を有していた。これらの結果から、スルホニルイミドアニオン(1)を有する化合物と酸無水物の併用により電池特性の劣化を抑制でき、さらに電圧の上昇による電池特性の劣化促進も抑制できるといった、個々の化合物の単独添加では得られない相乗効果が確認できる。また同様の効果は、酸無水物として無水ピロメリット酸を用いた場合にも確認できた(電池7、9、14)。
From the comparison of the batteries 1, 3, 6 and 11 shown in Table 1, although the battery characteristics are slightly improved by the addition of the acid anhydride (comparison between the batteries 1 and 3 and the batteries 6 and 11), the improvement effect is It can be seen that it deteriorates with increasing temperature (comparison between batteries 1 and 6). Further, from the comparison of Batteries 3, 4, 10 to 12, the battery characteristics were rather deteriorated by adding only the compound having the sulfonylimide anion (1) (Batteries 3 and 4, Battery 11 and Battery 10 or 12). It is understood that the deterioration of the battery characteristics is further promoted by the increase of the voltage (comparison between batteries 4 and 12).
On the other hand, when the sulfonylimide anion (1) and the acid anhydride are contained in the electrolytic solution (Batteries 2, 5, 8, 13), they have better battery characteristics than the batteries 3 and 11. It was From these results, it is possible to suppress the deterioration of the battery characteristics by using the compound having the sulfonylimide anion (1) and the acid anhydride together, and to suppress the deterioration of the battery characteristics due to the increase of the voltage. The synergistic effect that cannot be obtained with can be confirmed. Also, the same effect was confirmed when pyromellitic dianhydride was used as the acid anhydride (Batteries 7, 9, 14).

さらに、非水電解液中にスルホニルイミドアニオン(1)が含まれる場合には(電池2、5、8、9、13、14)、これを含まない電池1、6、7に比べて負極におけるCo検出量が大幅に減少しており、正極に含まれる遷移金属の溶出が抑制されていた。 Furthermore, when the non-aqueous electrolyte solution contains the sulfonylimide anion (1) (Batteries 2, 5, 8, 9, 13, 14), it is more negative in the negative electrode than batteries 1, 6, and 7 that do not contain this. The amount of Co detected was greatly reduced, and the elution of the transition metal contained in the positive electrode was suppressed.

これらの結果から、非水電解液がスルホニルイミドアニオン(1)と酸無水物とを含有する場合には、酸無水物に由来する電池容量及びレート特性の劣化抑制効果と、スルホニルイミドアニオン(1)に由来する正極溶出抑制効果と、スルホニルイミド化合物のイオン伝導度が比較的高いこと等が相乗的に作用する結果、高温保管後の比較的高い電圧条件下での使用であっても電池の劣化が抑制され、高い電池特性を維持できたものと考えられる。 From these results, when the non-aqueous electrolyte contains the sulfonylimide anion (1) and an acid anhydride, the effect of suppressing the deterioration of the battery capacity and rate characteristics derived from the acid anhydride and the sulfonylimide anion (1 )-Derived positive electrode elution suppressing effect and the relatively high ionic conductivity of the sulfonylimide compound act synergistically, and as a result, even if the battery is used under relatively high voltage conditions after high temperature storage, It is considered that deterioration was suppressed and high battery characteristics could be maintained.

Claims (3)

リチウムイオン二次電池に用いられる非水電解液であって、
一般式(1):[N(XSO2)(FSO2)]-(一般式(1)中、Xは、フッ素原子、炭素数1〜6のアルキル基又は炭素数1〜6のフルオロアルキル基を表す。)で表されるアニオンと、
リチウムカチオンと、
分子内に炭素数6〜10の芳香環と、−C(=O)−O−C(=O)−で表される構造を含む環状構造とを有する酸無水物と、
非水系溶媒と、
LiPF6と、
を含み、
前記非水系溶媒は、エーテル類;鎖状炭酸エステル類;フッ素を含有しない飽和環状炭酸エステル類;不飽和結合を有する環状炭酸エステル類;芳香族カルボン酸エステル類;ラクトン類;リン酸エステル類;ニトリル類;硫黄化合物類;芳香族ニトリル類;およびニトロメタン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、1,3−ジメチル−3,4,5,6−テトラヒドロ−2(1H)−ピリミジノン、3−メチル−2−オキサゾリジノンよりなる群から選択される少なくとも一種であることを特徴とする非水電解液。
A non-aqueous electrolyte used in a lithium-ion secondary battery,
Formula (1): [N (XSO 2) (FSO 2)] - ( In the general formula (1), X is a fluorine atom, an alkyl group or a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms having 1 to 6 carbon atoms And an anion represented by
Lithium cation,
And an aromatic ring having 6 to 10 carbon atoms in the molecule, -C (= O) -O- C (= O) - with an acid anhydride having a cyclic structure containing a structure represented by,
A non-aqueous solvent,
LiPF 6 ,
Including,
The non-aqueous solvent is an ether; a chain carbonic acid ester; a saturated cyclic carbonic acid ester containing no fluorine; a cyclic carbonic acid ester having an unsaturated bond; an aromatic carboxylic acid ester; a lactone; a phosphoric acid ester; Nitriles; sulfur compounds; aromatic nitriles; and nitromethane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 1,3-dimethyl-3,4,5,6-tetrahydro-2(1H)-pyrimidinone, A non-aqueous electrolyte solution, which is at least one selected from the group consisting of 3-methyl-2-oxazolidinone .
請求項1に記載の非水電解液を備えたリチウムイオン二次電池。 A lithium-ion secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte solution according to claim 1. 定格充電電圧が4.2V超である請求項2に記載のリチウムイオン二次電池。 The lithium-ion secondary battery according to claim 2, wherein the rated charging voltage is more than 4.2V.
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