JP6821880B2 - Non-aqueous electrolyte and power storage device using lithium salt and its mixture - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and power storage device using lithium salt and its mixture Download PDF

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Description

本発明は、新規構造のリチウム塩及びその混合物、並びにこれらを用いた非水系電解液及び蓄電デバイスに関し、詳しくは、一般式LiBF(NCO)4−nで表されるリチウム塩及びその混合物、並びにこれらを用いた非水系電解液及び蓄電デバイスに関する。 The present invention relates to a lithium salt having a novel structure and a mixture thereof, and a non-aqueous electrolyte solution and a power storage device using the same, and more specifically, a lithium salt represented by the general formula LiBF n (NCO) 4-n and a mixture thereof. The present invention also relates to a non-aqueous electrolyte solution and a power storage device using these.

携帯電話、ノートパソコン等のいわゆる民生用の電源から自動車用等の駆動用車載電源や定置用大型電源等の広範な用途において、リチウム二次電池や電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ等の非水系電解液を用いた蓄電デバイスが実用化されている。しかしながら、近年の蓄電デバイスに対する高性能化の要求はますます高くなっている。例えばリチウム二次電池においては、入出力特性、充放電レート特性、インピーダンス特性、サイクル特性、保存特性、連続充電特性、安全性等の諸特性を高い水準で達成することが求められている。 Non-aqueous power sources such as lithium secondary batteries, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors are used in a wide range of applications, from so-called consumer power supplies such as mobile phones and laptop computers to in-vehicle power supplies for driving automobiles and large stationary power supplies. A power storage device using an electrolytic solution has been put into practical use. However, in recent years, there has been an increasing demand for higher performance of power storage devices. For example, in a lithium secondary battery, it is required to achieve various characteristics such as input / output characteristics, charge / discharge rate characteristics, impedance characteristics, cycle characteristics, storage characteristics, continuous charging characteristics, and safety at a high level.

これまで、リチウム二次電池の諸特性を改善するための手段として、正極や負極の活物質や、非水系電解液を始めとする様々な電池の構成要素について、数多くの技術が検討されている。 So far, as a means for improving various characteristics of lithium secondary batteries, many technologies have been studied for active materials of positive electrodes and negative electrodes and various battery components such as non-aqueous electrolytes. ..

例えば、特許文献1には、環状カルボン酸エステルと、炭素−炭素不飽和結合を少なくとも一つ有する環状炭酸エステルと、炭素−炭素不飽和結合を有しない環状炭酸エステルからなる非水溶媒、並びにその非水溶媒に溶解させた溶質からなる非水電解液が開示されている。この特許文献1では、溶質にLiPFとLiBFの双方を用いると、LiPFやLiBFを単独で用いた場合に比べて、サイクル特性が向上することが示されている。 For example, Patent Document 1 describes a non-aqueous solvent composed of a cyclic carboxylic acid ester, a cyclic carbonate having at least one carbon-carbon unsaturated bond, and a cyclic carbonate having no carbon-carbon unsaturated bond, and the like. A non-aqueous electrolyte solution comprising a solute dissolved in a non-aqueous solvent is disclosed. In Patent Document 1, it is shown that when both LiPF 6 and LiBF 4 are used as the solute, the cycle characteristics are improved as compared with the case where LiPF 6 and LiBF 4 are used alone.

また、非特許文献1には、LiPFを電解質塩として非水系溶媒中に溶解させ、さらにリチウムビス(オキサラート)ボレート(LiBOB)を添加した非水系電解液では、LiBOBを添加していない非水系電解液に比べて、高温サイクル時の容量維持率が向上することが示されている。 Further, in Non-Patent Document 1, the non-aqueous electrolyte solution in which LiPF 6 is dissolved as an electrolyte salt in a non-aqueous solvent and further added with lithium bis (oxalate) borate (LiBOB) is a non-aqueous electrolyte solution to which LiBOB is not added. It has been shown that the capacity retention rate during high temperature cycles is improved as compared with the electrolytic solution.

また、非特許文献2には、リチウムビス(オキサラート)ボレートが非水系電解液二次電池の負極表面上で形成する皮膜の構造について言及されている。非特許文献2によると、リチウムオキサラート塩は、形式的負電荷を持つ原子と、それに結合した配位子(すなわちオキサラート骨格)との結合が、電気化学的還元により開列し、さらに他の分子と再結合することが報告されている。 Further, Non-Patent Document 2 refers to the structure of a film formed by lithium bis (oxalate) borate on the negative electrode surface of a non-aqueous electrolyte secondary battery. According to Non-Patent Document 2, in the lithium oxalate salt, the bond between the atom having a formal negative charge and the ligand (that is, the oxalate skeleton) bonded to the atom is opened by electrochemical reduction, and further another molecule. It has been reported to recombine with.

特開2005−101003号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-101003

Journal of Power Sources, 174, 852-855 (2007).Journal of Power Sources, 174, 852-855 (2007). Wu et al., Electrochemical and Solid-State Lett. 6, A144 (2003).Wu et al., Electrochemical and Solid-State Lett. 6, A144 (2003).

上記のように近年の非水系電解液を用いた蓄電デバイスの高性能化への要求が高まる中、さらなる電池性能の向上、すなわち、初期入出力特性、充放電レート特性、インピーダンス特性、サイクルや保存や連続充電といった耐久時の容量維持率や、耐久後の入出力維持率の向上等が要求されている。 As mentioned above, as the demand for higher performance of power storage devices using non-aqueous electrolytes has increased in recent years, further improvement of battery performance, that is, initial input / output characteristics, charge / discharge rate characteristics, impedance characteristics, cycles and storage It is required to improve the capacity retention rate during durability such as continuous charging and the input / output retention rate after durability.

しかしながら、特許文献1や非特許文献1に記載されている電解液を用いた非水電解液電池では、初期入出力特性や、耐久時の容量維持率、耐久後の入出力特性等の諸特性が、未だ十分とは言い難かった。 However, in the non-aqueous electrolyte battery using the electrolytic solution described in Patent Document 1 and Non-Patent Document 1, various characteristics such as initial input / output characteristics, capacity retention rate during durability, and input / output characteristics after durability are used. However, it was still hard to say that it was enough.

このような理由については現在のところ完全に解明されている訳ではないが、以下のとおり推測される。すなわち、LiBFやLiBOBといった、アニオン骨格中にホウ素を含有する化合物では、負極上で前記化合物が還元分解されることで形成される皮膜の存在により、溶媒や電解質塩の分解反応が抑制されて、サイクル時の容量維持率が向上する傾向にある。それと同時に、前記負極皮膜はリチウムイオンの挿入脱離反応の抵抗成分となるため、サイクル後の入出力特性が悪化する傾向にある。すなわち、これらはトレードオフの関係にあり、この特性背反からの脱却が希求されている。 The reason for this has not been completely clarified at present, but it is speculated as follows. That is, in compounds containing boron in the anion skeleton, such as LiBF 4 and LiBOB, the decomposition reaction of the solvent and the electrolyte salt is suppressed by the presence of a film formed by the reduction decomposition of the compound on the negative electrode. , The capacity retention rate during the cycle tends to improve. At the same time, since the negative electrode film serves as a resistance component for the insertion / removal reaction of lithium ions, the input / output characteristics after the cycle tend to deteriorate. That is, they are in a trade-off relationship, and there is a desire to break away from this characteristic conflict.

本発明は、かかる背景技術に鑑みてなされたものであり、その課題は、入出力特性及び耐久性に優れる蓄電デバイス等を与え得る新規なリチウム塩及びその混合物、並びにこれらを用いた非水系電解液及び蓄電デバイス等を提供することにある。 The present invention has been made in view of the background art, and the subject thereof is a novel lithium salt and a mixture thereof that can provide a power storage device having excellent input / output characteristics and durability, and a non-aqueous electrolysis using these. The purpose is to provide a liquid, a power storage device, and the like.

本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、新規構造のリチウム塩を創出し、これを含有する非水系電解液を調製し、さらにこの非水系電解液を各種蓄電デバイスに用いることで、上述したトレードオフの関係を脱却し得ることを見出し、本発明を完成させるに至った。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have created a lithium salt having a new structure, prepared a non-aqueous electrolyte solution containing the lithium salt, and further stored various storage of this non-aqueous electrolyte solution. We have found that the above-mentioned trade-off relationship can be overcome by using it in a device, and have completed the present invention.

すなわち、本発明は、例えば以下〔1〕〜〔10〕に示す具体的態様等を提供する。
〔1〕
下記一般式(1)で表される化合物。
LiBF(NCO)4−n ・・・(1)
(式中、nは0以上3以下の整数を表す。)
That is, the present invention provides, for example, the specific embodiments shown in the following [1] to [10].
[1]
A compound represented by the following general formula (1).
LiBF n (NCO) 4-n ... (1)
(In the formula, n represents an integer of 0 or more and 3 or less.)

〔2〕
下記一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種以上含む
ことを特徴とする非水系電解液。
LiBF(NCO)4−n ・・・(1)
(式中、nは0以上4以下の整数を表す。)
〔3〕
フルオロリン酸リチウム塩、上記一般式(1)に記載の化合物以外のホウ素含有リチウム塩、スルホン酸リチウム塩、及びイミドリチウム塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種をさらに含むことを特徴とする
上記〔2〕に記載の非水系電解液。
〔4〕
炭素−炭素不飽和結合及びフッ素原子の少なくとも一方を含有する環状カーボネートをさらに含有することを特徴とする
上記〔2〕又は〔3〕に記載の非水系電解液。
〔5〕
上記〔2〕乃至〔4〕のいずれか一項に記載の非水系電解液を含む
蓄電デバイス。
[2]
A non-aqueous electrolyte solution containing at least one compound represented by the following general formula (1).
LiBF n (NCO) 4-n ... (1)
(In the formula, n represents an integer of 0 or more and 4 or less.)
[3]
It is characterized by further containing at least one selected from the group consisting of a lithium fluorophosphate salt, a boron-containing lithium salt other than the compound represented by the general formula (1), a sulfonic acid lithium salt, and an imide lithium salt. 2] The non-aqueous electrolyte solution according to.
[4]
The non-aqueous electrolyte solution according to the above [2] or [3], which further contains a cyclic carbonate containing at least one of a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine atom.
[5]
A power storage device containing the non-aqueous electrolyte solution according to any one of the above [2] to [4].

〔6〕
下記一般式(1)で表される化合物を2種以上含有し、且つ、イソシアナト置換数4−nの平均値mが0.1〜3.9である
ことを特徴とする混合物。
LiBF(NCO)4−n ・・・(1)
(式中、nは0以上4以下の整数を表す。)
〔7〕
下記一般式(1)で表され、且つ、イソシアナト置換数4−nの平均値mが0.1〜3.9であるリチウム塩混合物を少なくとも含む
ことを特徴とする非水系電解液。
LiBF(NCO)4−n ・・・(1)
(式中、nは0以上4以下の整数を表す。)
〔8〕
フルオロリン酸リチウム塩、上記一般式(1)に記載の化合物以外のホウ素含有リチウム塩、スルホン酸リチウム塩、及びイミドリチウム塩よりなる群から選ばれる少なくとも一種をさらに含むことを特徴とする
上記〔7〕に記載の非水系電解液。
〔9〕
炭素−炭素不飽和結合及びフッ素原子の少なくとも一方を含有するカーボネートをさらに含有することを特徴とする
上記〔7〕又は〔8〕に記載の非水系電解液。
〔10〕
上記〔7〕乃至〔9〕のいずれか一項に記載の非水系電解液を含む
蓄電デバイス。
[6]
A mixture containing two or more compounds represented by the following general formula (1) and having an average value m of isocyanato substitution number 4-n of 0.1 to 3.9.
LiBF n (NCO) 4-n ... (1)
(In the formula, n represents an integer of 0 or more and 4 or less.)
[7]
A non-aqueous electrolytic solution represented by the following general formula (1) and containing at least a lithium salt mixture having an isocyanato substitution number 4-n having an average value m of 0.1 to 3.9.
LiBF n (NCO) 4-n ... (1)
(In the formula, n represents an integer of 0 or more and 4 or less.)
[8]
It is characterized by further containing at least one selected from the group consisting of a lithium fluorophosphate salt, a boron-containing lithium salt other than the compound represented by the general formula (1), a sulfonic acid lithium salt, and an imide lithium salt. 7] The non-aqueous electrolyte solution according to.
[9]
The non-aqueous electrolyte solution according to the above [7] or [8], which further contains a carbonate containing at least one of a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine atom.
[10]
A power storage device containing the non-aqueous electrolyte solution according to any one of the above [7] to [9].

本発明者は、初期入出力特性、及びサイクル後の入出力特性等の諸特性に優れる非水系電解液を開発するべく、リチウム電池等の負極皮膜の形成機構や素反応速度に注目し、様々な化合物とその組み合わせの作用効果について種々の検討を実施した。 The present inventor has focused on the formation mechanism of a negative electrode film such as a lithium battery and the elementary reaction rate in order to develop a non-aqueous electrolyte solution having excellent various characteristics such as initial input / output characteristics and input / output characteristics after a cycle. Various studies were carried out on the action and effect of various compounds and their combinations.

その結果、新規構造のリチウム塩、すなわち上記一般式(1)で表される化合物を創出し、これを非水系電解液の電解質塩として用いて、入出力特性及び耐久性に優れる蓄電デバイス等を実現する技術を構築した。 As a result, a lithium salt having a new structure, that is, a compound represented by the above general formula (1) is created, and this is used as an electrolyte salt for a non-aqueous electrolyte solution to produce a power storage device having excellent input / output characteristics and durability. We built the technology to realize it.

蓄電デバイスにおける電解液の役割は、電極反応に関与するイオン種を対極に高速に輸送し、電極表面上にてスムースに電気化学反応させることにある。故に電解質塩には、通常は溶媒中に溶解しやすい構造であって、溶媒中でイオン解離を促進することが要求される。さらに電極反応に寄与しないイオン種には、蓄電デバイスの動作電圧の範囲内で電気分解しない耐電圧性が要求される。他方、最近報告されている電解質塩には、電極表面において積極的に電気分解させ、その分解物の機能により電極上でさらなる副反応を抑制することで、蓄電デバイスの耐久性を向上させる試みも報告されている。 The role of the electrolytic solution in the power storage device is to transport the ion species involved in the electrode reaction at high speed to the counter electrode and to cause a smooth electrochemical reaction on the electrode surface. Therefore, the electrolyte salt usually has a structure that is easily dissolved in a solvent, and is required to promote ion dissociation in the solvent. Further, ion species that do not contribute to the electrode reaction are required to have withstand voltage resistance that does not electrolyze within the operating voltage range of the power storage device. On the other hand, recently reported electrolyte salts are also attempted to improve the durability of power storage devices by actively electrolyzing them on the electrode surface and suppressing further side reactions on the electrodes by the function of the decomposed products. It has been reported.

例えば、非特許文献2に記載されているように、LiBOBは、電気化学的還元により形式的負電荷を持つ原子とそれに結合した配位子(すなわちオキサラート骨格)との結合が、開裂し、さらに他の分子と再結合を繰り返すことにより、負極表面上に熱的・化学的に安定な皮膜を形成する。これが溶媒等の副反応を抑制することにより、電池の耐久性が向上する。但し、上記過程は電気化学的還元をトリガとして起こることから、電池本来の充放電過程に与える影響が無視できない。また、本過程にて形成されるLiBOBの初期被膜は柔軟性に欠ける構造のイオン性に乏しい分子が表面を覆うことで効果を発現する機構であることから、副作用としてリチウムイオン透過性が低くなり、故に初期出力が低下する欠点があった。 For example, as described in Non-Patent Document 2, in LiBOB, the bond between an atom having a formal negative charge and a ligand (that is, an oxalate skeleton) bonded to the atom is cleaved by electrochemical reduction, and further. By repeating recombination with other molecules, a thermally and chemically stable film is formed on the surface of the negative electrode. This suppresses side reactions of the solvent and the like, thereby improving the durability of the battery. However, since the above process is triggered by electrochemical reduction, the effect on the original charge / discharge process of the battery cannot be ignored. In addition, the initial coating of LiBOB formed in this process is a mechanism that exerts its effect by covering the surface with molecules with poor ionicity, which have a structure lacking flexibility, and therefore, as a side effect, lithium ion permeability is lowered. Therefore, there is a drawback that the initial output is lowered.

本発明者らは、上記反応を鑑み、オキサラート骨格に置き換わる官能基を探索した。その結果、官能基としてイソシアナト(NCO)構造を選択することにより、入出力特性と耐久性の双方が共に向上することを見出した。NCO基は電子吸引基であり、4級ホウ素化合物構造の負電荷を適切に分散させることで、溶媒中への溶解性を向上させることができる。また、NCO基は塩基反応による付加反応が可能であり、このようにして形成される強固な皮膜によって、負極と溶媒との反応が抑えられる。故にNCO基を有するホウ素含有アニオンは、例えば炭素負極表面の官能基への付加反応による負極保護、還元されたNCO基を有するホウ素含有アニオンと還元されていないNCO基を有するホウ素含有アニオンとの分子間反応による皮膜形成による負極保護等に関与し、これらが相まった結果、耐久性が向上されていると推定される。これらの反応は、電気化学的作用なしに進行するため、電池本来の充放電過程に与える影響を考慮しなくてよい。 In view of the above reaction, the present inventors searched for a functional group to replace the oxalate skeleton. As a result, it was found that by selecting the isocyanato (NCO) structure as the functional group, both the input / output characteristics and the durability are improved. The NCO group is an electron-withdrawing group, and by appropriately dispersing the negative charge of the quaternary boron compound structure, the solubility in a solvent can be improved. Further, the NCO group can be added by a base reaction, and the strong film formed in this way suppresses the reaction between the negative electrode and the solvent. Therefore, the boron-containing anion having an NCO group is, for example, a molecule of a boron-containing anion having a reduced NCO group and a boron-containing anion having a non-reduced NCO group, which protects the negative electrode by an addition reaction to a functional group on the surface of a carbon negative electrode. It is presumed that the durability is improved as a result of being involved in the protection of the negative electrode by forming a film by the inter-reaction and the combination of these. Since these reactions proceed without electrochemical action, it is not necessary to consider the influence on the original charging / discharging process of the battery.

さらに、上記反応は4級ホウ素アニオン構造を維持したまま進行する。そして、上記反応は、反応活性を有する表面官能基を直接保護するため、表面を単に覆うだけの保護皮膜とは異なり、リチウムイオンの透過性に与える影響が少ない。すなわち、4級ホウ素アニオン構造の結合により形成される皮膜は、薄く均一な構造であり、4級ホウ素アニオン構造が維持されていることにより、イオン伝導性に優れる等の利点がある。これらのことから、NCO基を有するホウ素含有アニオンによる保護作用は、入出力特性の向上に寄与していると考えられる。 Further, the reaction proceeds while maintaining the quaternary boron anion structure. Since the above reaction directly protects the surface functional groups having the reaction activity, it has little influence on the permeability of lithium ions, unlike the protective film that simply covers the surface. That is, the film formed by the bonding of the quaternary boron anion structure has a thin and uniform structure, and since the quaternary boron anion structure is maintained, there are advantages such as excellent ionic conductivity. From these facts, it is considered that the protective action of the boron-containing anion having an NCO group contributes to the improvement of the input / output characteristics.

ここで、上記NCO基を有するホウ素含有アニオン構造中にさらにフッ素原子が導入されていれば、フッ素原子はNCO基よりも電子吸引性が高く、4級ホウ素化合物の負電荷をさらに非局在化させることができるため、負極表面でのリチウムイオン透過性がさらに向上し、高い入出力特性を与えることができる。 Here, if a fluorine atom is further introduced into the boron-containing anion structure having an NCO group, the fluorine atom has higher electron attraction than the NCO group and further delocalizes the negative charge of the quaternary boron compound. Therefore, the lithium ion permeability on the surface of the negative electrode can be further improved, and high input / output characteristics can be provided.

本発明によれば、一般式LiBF(NCO)4−nで表される新規構造のリチウム塩及びその混合物を提供することができる。そして、これらを非水系電解液の電解質塩として用いることで、入出力特性及び耐久性に優れる蓄電デバイス等を実現することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a lithium salt having a novel structure represented by the general formula LiBF n (NCO) 4-n and a mixture thereof. Then, by using these as an electrolyte salt of a non-aqueous electrolyte solution, it is possible to realize a power storage device or the like having excellent input / output characteristics and durability.

実施例のリチウム塩の19F−NMR測定結果を示すチャートである。It is a chart which shows the 19 F-NMR measurement result of the lithium salt of an Example. 実施例のリチウム塩の11B−NMR測定結果を示すチャートである。It is a chart which shows the 11 B-NMR measurement result of the lithium salt of an Example. 実施例のリチウム塩のESI−MS測定結果を示すチャートである。It is a chart which shows the ESI-MS measurement result of the lithium salt of an Example.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。なお、本明細書において、例えば「1〜100」との数値範囲の表記は、その下限値「1」及び上限値「100」の双方を包含するものとする。また、他の数値範囲の表記も同様である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. The following embodiments are examples (representative examples) of embodiments of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Further, the present invention can be arbitrarily modified and implemented without departing from the gist thereof. In this specification, for example, the notation of the numerical range of "1 to 100" includes both the lower limit value "1" and the upper limit value "100". The same applies to the notation of other numerical ranges.

<1.新規構造のリチウム塩>
本実施形態のリチウム塩は、下記一般式(1)で表される新規構造を有する。この新規構造のリチウム塩は、n個のフッ素原子と(4−n)個のイソシアナト基とが導入されたボレート化合物である。
LiBF(NCO)4−n ・・・(1)
(式中、nは0以上3以下の整数を表す。)
<1. Lithium salt with new structure>
The lithium salt of the present embodiment has a novel structure represented by the following general formula (1). The lithium salt having this novel structure is a borate compound in which n fluorine atoms and (4-n) isocyanato groups are introduced.
LiBF n (NCO) 4-n ... (1)
(In the formula, n represents an integer of 0 or more and 3 or less.)

下記一般式(1)で表されるリチウム化合物の合成方法としては、例えば下記1)〜3)の方法が挙げられるが、これらに特に限定されない。
1)LiOCNとBF又はBFと単品では低沸点かつ不活性な溶媒との錯体(BF/EtO等)を反応させる方法。
2)LiBFnX4−n(XはF以外のハロゲン原子、nは0以上3以下の整数)と、4−n個のMOCNとを反応させ、MXを析出させる方法。(MはAg等MXが水・非水溶媒共に難溶性な塩となるカチオン種)
3)LiBF4とSi−NCO化合物とを反応させ、LiBFn(NCO)4−nとSi−F化合物を生成させる反応。
Examples of the method for synthesizing the lithium compound represented by the following general formula (1) include, for example, the methods 1) to 3) below, but the method is not particularly limited thereto.
1) A method in which a complex (BF 3 / Et 2 O, etc.) of LiOCN and BF 3 or BF 3 and a solvent having a low boiling point and an inert substance is reacted alone.
2) A method of precipitating MX by reacting LiBFnX 4-n (X is a halogen atom other than F, n is an integer of 0 or more and 3 or less) and 4-n MOCNs. (M is a cation species such as Ag in which MX is a poorly soluble salt in both water and non-aqueous solvents)
3) A reaction in which LiBF4 is reacted with a Si-NCO compound to produce LiBFn (NCO) 4-n and a Si-F compound.

これらのなかでも、例えばnが3となるように調整する場合は、混合するだけでよい上記1)の方法が最も簡便で好ましい。また、nが0となるように調整する場合は、確実に反応が進行する上記3)の方法が好ましい。さらに、nの平均値が1又は2となるように調整する場合は、上記3)の方法を用いることもできるが、適当なハロゲン混合原料の入手が難しい可能性があるため上記2)の方法を用いることが好ましい。 Among these, for example, when adjusting so that n is 3, the method 1) above, which only requires mixing, is the simplest and preferable. Further, when adjusting so that n becomes 0, the method 3) above is preferable, in which the reaction proceeds reliably. Further, when adjusting so that the average value of n is 1 or 2, the method of 3) above can be used, but since it may be difficult to obtain an appropriate halogen mixed raw material, the method 2) above may be used. Is preferably used.

上記合成法に用いられる各種原料は、市販のものをそのまま用いても精製して用いても、或いは、他の化合物から製造して用いてもよい。また、その純度についても、特に限定されないが、原料由来の不純物が残存することにより、電池等の性能が悪化することが懸念されるため、より高純度であることが好ましく、好ましくは99質量%以上であることが好ましい。 As the various raw materials used in the above synthesis method, commercially available ones may be used as they are, may be purified and used, or may be produced from other compounds and used. The purity is also not particularly limited, but it is preferable that the purity is higher, preferably 99% by mass, because there is a concern that the performance of the battery or the like may be deteriorated due to the residual impurities derived from the raw material. The above is preferable.

また、各原料の仕込み比は、所望するnに見合った比率から大きく外れないことが好ましい。なお、一般式(1)で表される化合物が、nの値が異なる複数の化合物の混合物として得られる場合、その混合物のイソシアナト置換数(4−n)の平均値mは、各原料の仕込み比等を調整することにより、例えば0.1〜3.9の範囲内に制御することができる。操作が簡便である等の理由から、上記1)の方法ではイソシアナト置換数の平均値mが2.5〜3.5の混合物を得ることが好ましく、上記2)の方法ではイソシアナト置換数の平均値mが0〜3.5の混合物を得ることが好ましく、上記3)の方法ではイソシアナト置換数の平均値mが0.1〜3.8の混合物を得ることが好ましい。 Further, it is preferable that the charging ratio of each raw material does not deviate significantly from the ratio commensurate with the desired n. When the compound represented by the general formula (1) is obtained as a mixture of a plurality of compounds having different values of n, the average value m of the number of isocyanato substitutions (4-n) of the mixture is the preparation of each raw material. By adjusting the ratio and the like, it can be controlled within the range of 0.1 to 3.9, for example. For reasons such as simplicity of operation, it is preferable to obtain a mixture having an average value m of isocyanato substitutions of 2.5 to 3.5 in the method 1) above, and the average number of isocyanato substitutions in the method 2) above. It is preferable to obtain a mixture having a value m of 0 to 3.5, and it is preferable to obtain a mixture having an average value m of the number of isocyanato substitutions of 0.1 to 3.8 in the method 3) above.

いずれの場合においても、反応を均一にする等の観点から、溶媒を用いることが好ましい。溶媒としては、各種原料と反応する溶媒(例えば、水・アルコール等のプロトン性溶媒等)を除けば、特に限定はされないが、生成したLiBF(NCO)4−nの溶解性が極端に低くないものは、安定して反応させられることから好ましい。 In any case, it is preferable to use a solvent from the viewpoint of making the reaction uniform. The solvent is not particularly limited except for a solvent that reacts with various raw materials (for example, a protonic solvent such as water or alcohol), but the solubility of the produced LiBF n (NCO) 4-n is extremely low. Those that do not exist are preferable because they can react stably.

好ましい溶媒としては、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル等の鎖状炭酸エステル;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル;メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、エタンスルホン酸メチル等の鎖状スルホン酸エステル;アセトニトリル、プロピオニトリル等の鎖状ニトリル;ジエチルエーテル、ジイソプロピルエーテル、t−ブチルメチルエーテル等の鎖状エーテル;テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3−ジオキソラン、1,3−ジオキサン、1,4−ジオキサン等の環状エーテル;等が挙げられる。 Preferred solvents include chain carbonate esters such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate; chain carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate and methyl propionate; methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, ethane sulfone. Chain sulfonic acid esters such as methyl acid; Chain nitriles such as acetonitrile and propionitrile; Chain ethers such as diethyl ether, diisopropyl ether and t-butyl methyl ether; tetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 1 , 3-Dioxane, cyclic ethers such as 1,4-Dioxane; and the like.

これらの中でも、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチル等の鎖状炭酸エステル;酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル;アセトニトリル、プロピオニトリル等の鎖状ニトリル;が好ましく、さらにはその入手の容易性から、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、酢酸エチル、アセトニトリルが好ましい。これらの溶媒は単独で用いても組み合わせて用いてもよいが、操作を複雑にしない為に単独で用いることが好ましい。 Among these, chain carbonate esters such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate; chain carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate and methyl propionate; and chain nitriles such as acetonitrile and propionitrile; are preferable. Further, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl acetate and acetonitrile are preferable because of their availability. These solvents may be used alone or in combination, but are preferably used alone so as not to complicate the operation.

また、溶媒の原料に対する比率は、特に限定されないが、好ましくは体積比100倍以下、さらに好ましくは50倍以下、さらに好ましくは25倍以下である。また、好ましくは体積比2倍以上、さらに好ましくは3倍以上、さらに好ましくは5倍以上である。上記範囲内にあると、製造の効率に優れ、不溶性原料の攪拌を阻害する等の問題が発生し難くなる傾向にある。 The ratio of the solvent to the raw material is not particularly limited, but is preferably 100 times or less, more preferably 50 times or less, still more preferably 25 times or less by volume. Further, the volume ratio is preferably 2 times or more, more preferably 3 times or more, still more preferably 5 times or more. If it is within the above range, the production efficiency is excellent, and problems such as hindering the stirring of the insoluble raw material tend to be less likely to occur.

また、本実施形態の反応工程を開始する際の温度は、特に限定されないが、好ましくは100℃以下、さらに好ましくは80℃以下、さらに好ましくは60℃以下である。また、反応を行う際の温度は、特に限定されないが、好ましくは−20℃以上、さらに好ましくは−10℃以上、さらに好ましくは0℃以上である。本実施形態の反応工程を開始する際の温度が上記範囲内にあると、溶媒の揮発や予測されざる副反応の発生等の問題が生じ難く、反応速度の低下等の問題が抑制される傾向にある。 The temperature at which the reaction step of the present embodiment is started is not particularly limited, but is preferably 100 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or lower, still more preferably 60 ° C. or lower. The temperature at which the reaction is carried out is not particularly limited, but is preferably −20 ° C. or higher, more preferably −10 ° C. or higher, still more preferably 0 ° C. or higher. When the temperature at the start of the reaction process of the present embodiment is within the above range, problems such as volatilization of the solvent and occurrence of unexpected side reactions are unlikely to occur, and problems such as a decrease in the reaction rate tend to be suppressed. It is in.

原料の反応系への投入の順序は、特に限定はされないが、LiOCN等の溶媒に不溶な原料を用いる場合は、予め投入し、溶媒にて懸濁しておいた方が好ましい。また投入する原料は溶媒に希釈してなくとも、希釈されていてもよいが、溶媒に可溶性の固体を後から投入する場合は、溶媒に希釈して投入することが好ましい。 The order in which the raw materials are charged into the reaction system is not particularly limited, but when a raw material insoluble in a solvent such as LiOCN is used, it is preferable to charge the raw materials in advance and suspend them in the solvent. The raw material to be added may not be diluted with a solvent, but may be diluted. However, when a solid soluble in a solvent is added later, it is preferable to dilute the raw material with the solvent.

後から投入される原料の投入に操作に費やされる時間は、特に限定されないが、好ましくは10時間以下、さらに好ましくは5時間以下、さらに好ましくは1時間以下である。また、本実施形態の反応における投入の時間は、特に限定されないが、好ましくは1分以上、さらに好ましくは5分以上、さらに好ましくは10分以上である。本実施形態の反応工程における投入の時間が上記範囲内にあることで、製造効率に優れる傾向にある。 The time spent for the operation for adding the raw material to be added later is not particularly limited, but is preferably 10 hours or less, more preferably 5 hours or less, still more preferably 1 hour or less. The charging time in the reaction of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 1 minute or longer, more preferably 5 minutes or longer, still more preferably 10 minutes or longer. When the charging time in the reaction step of the present embodiment is within the above range, the production efficiency tends to be excellent.

本実施形態の反応工程における投入時の温度は、特に限定されないが、好ましくは開始時の温度+20℃以下、さらに好ましくは+10℃以下、さらに好ましくは+5℃以下である。本実施形態の反応における投入時の温度は、特に限定されないが、好ましくは開始時の温度−20℃以上、より好ましくは−10℃以上、さらに好ましくは−5℃以上であり、開始時の温度前後に保つことが特に好ましい。本実施形態の反応工程における投入時の温度が上記範囲内にあると、溶媒の揮発や予測されざる副反応の発生等の問題や反応速度の低下等の問題が生じ難くなる傾向にある。 The temperature at the time of charging in the reaction step of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably the starting temperature of + 20 ° C. or lower, more preferably + 10 ° C. or lower, still more preferably + 5 ° C. or lower. The temperature at the time of charging in the reaction of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably the starting temperature of −20 ° C. or higher, more preferably −10 ° C. or higher, still more preferably −5 ° C. or higher, and the starting temperature. It is especially preferable to keep it back and forth. When the temperature at the time of charging in the reaction step of the present embodiment is within the above range, problems such as volatilization of the solvent and occurrence of unexpected side reactions and problems such as a decrease in the reaction rate tend to be less likely to occur.

また、投入後に熟成工程を経ることが好ましい。前記熟成工程での熟成中の温度は、特に限定されないが、反応時の温度に対して+100℃以下が好ましく、さらに+80℃以下が好ましく、さらに+50℃以下が好ましい。また、熟成時の温度は、特に限定されないが、反応時の温度に対して+5℃以上が好ましく、さらに+10℃以上が好ましく、さらに+20℃以上が好ましい。熟成工程での熟成中の温度が上記範囲であると、溶媒の揮発や予測されざる副反応の発生等の問題や反応速度の低下等の問題が生じ難くなる傾向にある。 In addition, it is preferable to go through a aging step after charging. The temperature during aging in the aging step is not particularly limited, but is preferably + 100 ° C. or lower, more preferably + 80 ° C. or lower, and further preferably + 50 ° C. or lower with respect to the temperature at the time of reaction. The temperature at the time of aging is not particularly limited, but is preferably + 5 ° C. or higher, more preferably + 10 ° C. or higher, and further preferably + 20 ° C. or higher with respect to the temperature at the time of reaction. When the temperature during aging in the aging step is within the above range, problems such as volatilization of the solvent and occurrence of unexpected side reactions and problems such as a decrease in the reaction rate tend to be less likely to occur.

上記熟成工程の時間は、特に限定されないが、好ましくは20時間以下、さらに好ましくは10時間以下、さらに好ましくは5時間以下である。また、本実施形態の反応における反応の時間は、特に限定されないが、好ましくは1分以上、さらに好ましくは10分以上、さらに好ましくは30分以上である。熟成工程の時間が上記範囲内であると、製造の効率が良好となり、熟成の効果を十分に得ることができる傾向にある。 The time of the aging step is not particularly limited, but is preferably 20 hours or less, more preferably 10 hours or less, still more preferably 5 hours or less. The reaction time in the reaction of the present embodiment is not particularly limited, but is preferably 1 minute or longer, more preferably 10 minutes or longer, still more preferably 30 minutes or longer. When the aging step time is within the above range, the production efficiency tends to be good, and the aging effect tends to be sufficiently obtained.

反応系の雰囲気は、特に制限されないが、原料や生成物の水分による分解を抑制する観点から、外気を遮断した雰囲気下で混合を行うことが好ましく、乾燥空気又は、窒素雰囲気やアルゴン雰囲気等の不活性雰囲気下で混合を行うことがより好ましい。これら気体は反応工程開始時に設備内に導入した後に密閉されてもよいし、連続的に装置内に供給・排出してもよい。 The atmosphere of the reaction system is not particularly limited, but from the viewpoint of suppressing decomposition of raw materials and products due to moisture, mixing is preferably carried out in an atmosphere in which the outside air is blocked, such as dry air, a nitrogen atmosphere, or an argon atmosphere. It is more preferable to mix in an inert atmosphere. These gases may be sealed after being introduced into the equipment at the start of the reaction process, or may be continuously supplied and discharged into the equipment.

<2.非水系電解液>
<2−1.LiBF(NCO)4−nで表されるリチウム塩>
本実施形態の非水系電解液は、上記一般式(1)で表されるリチウム塩を少なくとも1種以上含む。この中でも、入出力特性を向上させる観点では、LiBFNCOとLiBF(NCO)とLiBF(NCO)が好ましく、LiBFNCOとLiBF(NCO)がより好ましく、LiBFNCOがさらに好ましい。また、耐久性を向上させる観点では、LiBF(NCO)とLiBF(NCO)とLiB(NCO)が好ましく、LiBF(NCO)とLiB(NCO)がより好ましく、LiB(NCO)がさらに好ましい。また、入出力特性と耐久性を両立させる観点では、LiBFNCOとLiBF(NCO)とLiBF(NCO)が好ましく、LiBFNCOとLiBF(NCO)がより好ましく、LiBF(NCO)がさらに好ましい。本実施形態の非水系電解液は、上記一般式(1)で表されるリチウム塩を複数種、含有していてもよい。
<2. Non-aqueous electrolyte>
<2-1. Lithium salt represented by LiBF n (NCO) 4-n >
The non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment contains at least one lithium salt represented by the above general formula (1). Among these, from the viewpoint of improving the input / output characteristics, LiBF 3 NCO and LiBF 2 (NCO) 2 and LiBF (NCO) 3 are preferable, LiBF 3 NCO and LiBF 2 (NCO) 2 are more preferable, and LiBF 3 NCO is further preferable. preferable. From the viewpoint of improving durability, LiBF 2 (NCO) 2 , LiBF (NCO) 3 and LiB (NCO) 4 are preferable, LiBF (NCO) 3 and LiB (NCO) 4 are more preferable, and LiB (NCO) 4 is more preferable. Further, from the viewpoint of achieving both input / output characteristics and durability, LiBF 3 NCO and LiBF 2 (NCO) 2 and LiBF (NCO) 3 are preferable, LiBF 3 NCO and LiBF 2 (NCO) 2 are more preferable, and LiBF 2 ( NCO) 2 is more preferred. The non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment may contain a plurality of types of lithium salts represented by the above general formula (1).

非水系電解液中におけるLiBF(NCO)4−nの総含有量は、特に制限されないが、通常0.01質量%以上であり、好ましくは0.1質量%以上であり、より好ましくは0.2質量%であり、さらに好ましくは0.3質量%以上であり、また通常10質量%以下であり、好ましくは8質量%以下であり、より好ましくは6質量%以下であり、さらに好ましくは5質量%以下である。上記濃度の範囲内であると、イオン導電率が最適化される傾向にあると共に、蓄電デバイスに用いた際に適切に電極表面皮膜が形成され、入出力特性と耐久性のバランスが良好な状態となりやすい傾向にある。 The total content of LiBF n (NCO) 4-n in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 0. .2% by mass, more preferably 0.3% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, still more preferably. It is 5% by mass or less. Within the above concentration range, the ionic conductivity tends to be optimized, the electrode surface film is appropriately formed when used in a power storage device, and the balance between input / output characteristics and durability is good. It tends to be.

なお、LiBF(NCO)4−nを含有する非水系電解液は、非水系溶媒中にLiBF(NCO)4−nを溶解させて調製してもよく、また非水系溶媒中でLiBF(NCO)4−nを合成することで得られる溶液そのもの(非水系電解液)を用いてもよい。すなわち、LiBF(NCO)4−nを含有する反応液をそのまま非水系電解液として用いることも好ましい。この際、非水系電解液を用いた蓄電デバイス中にて、LiBF(NCO)4−nが生成されるものも含まれることとする。 The non-aqueous electrolyte containing LiBF n (NCO) 4-n is, LiBF n in a non-aqueous system in a solvent LiBF n may be prepared by dissolving the (NCO) 4-n, also a non-aqueous solvent The solution itself (non-aqueous electrolyte solution) obtained by synthesizing (NCO) 4-n may be used. That is, it is also preferable to use the reaction solution containing LiBF n (NCO) 4-n as it is as a non-aqueous electrolytic solution. At this time, it is assumed that a storage device using a non-aqueous electrolyte solution that produces LiBF n (NCO) 4-n is also included.

<2−2.その他の電解質塩>
本実施形態における非水系電解液は、電解質塩としてLiBFNCO(4−n)を含有しているが、これとは別の電解質塩(以下、「他の電解質塩」と略記する場合がある。)を1種以上さらに含有していてもよい。本実施形態における他の電解質塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば特に制限はなく、任意のものを用いることができる。他の電解質塩の具体的には、例えば以下のものが挙げられる。
<2-2. Other electrolyte salts>
The non-aqueous electrolyte solution in the present embodiment contains LiBF n NCO (4-n) as an electrolyte salt, but may be abbreviated as another electrolyte salt (hereinafter, referred to as “another electrolyte salt”). ) May be further contained. The other electrolyte salt in the present embodiment is not particularly limited as long as it is known to be used for this purpose, and any one can be used. Specific examples of other electrolyte salts include the following.

LiBF、LiClO、LiAlF、LiSbF、LiTaF、LiWF等の無機リチウム塩;
LiPF、LiPOF、LiPO等のLiPF以外のフルオロリン酸リチウム塩類;
LiWOF等のタングステン酸リチウム塩類;
HCOLi、CHCOLi、CHFCOLi、CHFCOLi、CFCOLi、CFCHCOLi、CFCFCOLi、CFCFCFCOLi、CFCFCFCFCOLi等のカルボン酸リチウム塩類;
FSOLi、CHSOLi、CHFSOLi、CHFSOLi、CFSOLi、CFCFSOLi、CFCFCFSOLi、CFCFCFCFSOLi等のスルホン酸リチウム塩類;
LiN(FCO、LiN(FCO)(FSO)、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CFSO)(CSO)等のリチウムイミド塩類;
LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO等のリチウムメチド塩類;
リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート等のリチウムオキサラート塩類;
その他、LiPF(CF、LiPF(C、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBFCF、LiBF、LiBF、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩類;
等が挙げられる。
Inorganic lithium salts such as LiBF 4 , LiClO 4 , LiAlF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , LiWF 7 ;
Lithium fluorophosphates other than LiPF 6 such as LiPF 6 , LiPO 3 F, LiPO 2 F 2 ;
Lithium tungstic acid salts such as LiWOF 5 ;
HCO 2 Li, CH 3 CO 2 Li, CH 2 FCO 2 Li, CHF 2 CO 2 Li, CF 3 CO 2 Li, CF 3 CH 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 Lithium carboxylic acid salts such as CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CO 2 Li;
FSO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, CH 2 FSO 3 Li, CHF 2 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 CF 2 SO 3 Li, CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 Li and other lithium sulfonic acid salts;
LiN (FCO 2 ) 2 , LiN (FCO) (FSO 2 ), LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5) Lithium imides such as SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) salts;
Lithiummethide salts such as LiC (FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 ;
Lithium oxalate salts such as lithium difluorooxalate borate, lithium bis (oxalate) borate, lithium tetrafluorooxalat oxalate, lithium difluorobis (oxalate) phosphate, lithium tris (oxalat) phosphate;
In addition, LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiBF 3 C 3 F 7 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 Fluorine-containing organic lithium salts such as;
And so on.

これらの中でも、高温保存試験やサイクル試験等の耐久試験後の入出力特性や充放電レート充放電特性、インピーダンス特性の向上効果をさらに高める点からは、無機リチウム塩類、フルオロリン酸リチウム塩類、スルホン酸リチウム塩類、リチウムイミド塩類、リチウムオキサラート塩類等が好ましい。 Among these, inorganic lithium salts, lithium fluorophosphates, and sulfonic acid are considered from the viewpoint of further enhancing the effect of improving input / output characteristics, charge / discharge rate charge / discharge characteristics, and impedance characteristics after durability tests such as high temperature storage test and cycle test. Lithium acid salts, lithium imide salts, lithium oxalate salts and the like are preferable.

とりわけ、LiPF、LiBF、LiSbF、LiTaF、LiPOF、LiPO、FSOLi、CFSOLi、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート等が入出力特性やハイレート充放電特性、インピーダンス特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点から特に好ましい。 Among them, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , LiPO 3 F, LiPO 2 F 2 , FSO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ). ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , Lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, Lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide, LiC ( FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , Lithium difluorooxalatobolate, Lithium bis (oxalate) borate, Lithium tetrafluorooxalatophosphate, Lithium difluorobis ( Oxalato) phosphate, lithium tris (oxalate) phosphate and the like are particularly preferable because they have the effect of improving input / output characteristics, high-rate charge / discharge characteristics, impedance characteristics, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics and the like.

非水系電解液中のこれらの他の電解質塩の総含有量は、特に制限されないが、通常8質量%以上、好ましくは8.5質量%以上、より好ましくは9質量%以上である。また、その上限は、通常18質量%以下、好ましくは17質量%以下、より好ましくは16質量%以下である。他の電解質塩の総濃度が上記範囲内であると、電気伝導率が電池動作に適正となる傾向にある。 The total content of these other electrolyte salts in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but is usually 8% by mass or more, preferably 8.5% by mass or more, and more preferably 9% by mass or more. The upper limit thereof is usually 18% by mass or less, preferably 17% by mass or less, and more preferably 16% by mass or less. When the total concentration of other electrolyte salts is within the above range, the electric conductivity tends to be appropriate for battery operation.

また、その他の電解質塩は、1種を単独で用いても、2種以上を組み合わせて及び任意の比率で用いてもよい。2種以上を併用する場合の好ましい例としては、LiPFとLiBF、LiPFとLiPO、LiPFとFSOLi、LiPFとLiN(FSO、LiPFとLiN(CFSO、LiPFとリチウムビス(オキサラト)ボレート、LiPFとリチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、LiPFとリチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、LiPFとLiBFとLiPO、LiPFとLiBFとFSOLi、LiPFとLiPOとFSOLi、LiPFとLiPOとリチウムビス(オキサラト)ボレート、LiPFとLiPOとリチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、LiPFとLiPOとLiN(FSO、LiPFとLiPOとLiN(CFSO、LiPFとFSOLiとリチウムビス(オキサラト)ボレート、LiPFとFSOLiとリチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェートの併用であり、これらの併用は入出力特性や高温保存特性、サイクル特性を向上させる効果がある。この場合、LiPFの含有量は、好ましくは7質量%以上、より好ましくは7.5質量%以上、さらに好ましくは8質量%以上、好ましくは16質量%以下、より好ましくは15質量%以下、さらに好ましくは14質量%以下である。また、LiBF、LiPO、FSOLi、LiN(FSOLiN(CFSO、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェートの含有量は、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上、好ましくは5質量%以下、より好ましくは4質量%以下、さらに好ましくは3質量%以下である。LiPFの含有量が上記好ましい範囲内であると、非水電解液中の総イオン含有量と電解液の粘性が適度なバランスとなる傾向にあり、イオン伝導度を過度に低下することなく電池内部インピーダンスが低くなり、LiPFの配合による入出力特性やサイクル特性、保存特性の向上効果がさらに発現され易くなる傾向にある。 In addition, other electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more and in any ratio. Preferred examples of the combined use of two or more are LiPF 6 and LiBF 4 , LiPF 6 and LiPO 2 F 2 , LiPF 6 and FSO 3 Li, LiPF 6 and LiN (FSO 2 ) 2 , LiPF 6 and LiN (CF). 3 SO 2 ) 2 , LiPF 6 and Lithium Bis (Oxalato) Borate, LiPF 6 and Lithium Tetrafluorooxarat Phosphate, LiPF 6 and Lithium Difluorobis (Oxalato) Phosphate, LiPF 6 and LiBF 4 and LiPO 2 F 2 , LiPF 6 and LiBF 4 and FSO 3 Li, LiPF 6 and LiPO 2 F 2 and FSO 3 Li, LiPF 6 and LiPO 2 F 2 and lithium bis (oxalate) borate, LiPF 6 and LiPO 2 F 2 and lithium difluorobis (oxalate) ) Phosphate, LiPF 6 and LiPO 2 F 2 and LiN (FSO 2 ) 2 , LiPF 6 and LiPO 2 F 2 and LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 6 and FSO 3 Li and Lithium Bis (Oxalato) Borate, LiPF 6 and FSO 3 Li are used in combination with lithium difluorobis (oxalate) phosphate, and these combinations have the effect of improving input / output characteristics, high-temperature storage characteristics, and cycle characteristics. In this case, the content of LiPF 6 is preferably 7% by mass or more, more preferably 7.5% by mass or more, still more preferably 8% by mass or more, preferably 16% by mass or less, and more preferably 15% by mass or less. More preferably, it is 14% by mass or less. The contents of LiBF 4 , LiPO 2 F 2 , FSO 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , lithium bis (oxalate) borate, and lithium difluorobis (oxalate) phosphate are preferable. Is 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less. Is. When the content of LiPF 6 is within the above-mentioned preferable range, the total ion content in the non-aqueous electrolytic solution and the viscosity of the electrolytic solution tend to be in an appropriate balance, and the battery does not excessively reduce the ionic conductivity. The internal impedance becomes low, and the effect of improving the input / output characteristics, cycle characteristics, and storage characteristics by blending LiPF 6 tends to be more easily exhibited.

ここで、オキソフルオロリン酸塩を電解液中に含有させる場合の電解液の調製は、公知の手法で行えばよく、特に限定されない。例えば、別途公知の手法で合成したオキソフルオロリン酸塩を、LiPFを含む電解液に添加する方法や、後述する活物質や極板等の電池構成要素中に水を共存させておき、LiPFを含む電解液を用いて電池を組み立てる際に系中でオキソフルオロリン酸塩を発生させる方法等が挙げられる。本実施形態においては、いずれの手法を用いてもよい。 Here, the preparation of the electrolytic solution when the oxofluorophosphate is contained in the electrolytic solution may be carried out by a known method and is not particularly limited. For example, a method of adding an oxofluorophosphate synthesized by a separately known method to an electrolytic solution containing LiPF 6 or water is allowed to coexist in battery components such as an active material and a electrode plate described later, and LiPF is used. Examples thereof include a method of generating oxofluorophosphate in the system when assembling a battery using an electrolytic solution containing 6 . In this embodiment, any method may be used.

上記の非水系電解液、及び非水系電解液電池中におけるオキソフルオロリン酸塩の含有量を測定する手法としては、特に制限されず、公知の手法であれば任意に用いることができる。具体的には、イオンクロマトグラフィーや、19F核磁気共鳴分光法(以下、「NMR」と称する場合がある。)等が挙げられる。 The method for measuring the content of oxofluorophosphate in the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte solution battery is not particularly limited, and any known method can be used. Specifically, and ion chromatography, 19 F nuclear magnetic resonance spectroscopy (hereinafter, sometimes referred to as "NMR".), And the like.

<2−3.非水溶媒>
本実施形態の非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様、通常はその主成分として、上述した電解質塩を溶解する非水溶媒を含有する。ここで用いる非水溶媒について特に制限はなく、公知の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、エーテル系化合物、スルホン系化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせ及び比率で用いることができる。
<2-3. Non-aqueous solvent>
Like a general non-aqueous electrolyte solution, the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment usually contains a non-aqueous solvent that dissolves the above-mentioned electrolyte salt as its main component. The non-aqueous solvent used here is not particularly limited, and a known organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include saturated cyclic carbonate, chain carbonate, chain carboxylic acid ester, cyclic carboxylic acid ester, ether compound, sulfone compound and the like, but are not particularly limited thereto. These can be used alone or in combination and in proportions of two or more.

<2−3−1.飽和環状カーボネート>
飽和環状カーボネートとしては、例えば炭素数2〜4のアルキレン基を有するものが挙げられる
<2-3-1. Saturated cyclic carbonate>
Examples of the saturated cyclic carbonate include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.

具体的には、炭素数2〜4の飽和環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。これらの中でも、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートが、リチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から好ましい。飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Specifically, examples of the saturated cyclic carbonate having 2 to 4 carbon atoms include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate and the like. Among these, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from the improvement of the degree of lithium ion dissociation. As the saturated cyclic carbonate, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.

飽和環状カーボネートの含有量は、特に制限されないが、1種を単独で用いる場合の含有量の下限は、非水溶媒100体積%中、通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上である。この範囲とすることで、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下が回避され、リチウム電池等の大電流放電特性、負極に対する安定性、サイクル特性が良好な範囲になる傾向にある。また上限は、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。この範囲とすることで、非水系電解液の粘度が適切な範囲となり、イオン伝導度の低下が抑制され、ひいてはリチウム電池等の入出力特性がさらに向上され、サイクル特性や保存特性といった耐久性がさらに向上する傾向にある。 The content of the saturated cyclic carbonate is not particularly limited, but the lower limit of the content when one type is used alone is usually 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting this range, the decrease in electrical conductivity due to the decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte solution is avoided, and the large current discharge characteristics of lithium batteries and the like, the stability with respect to the negative electrode, and the cycle characteristics are in a good range. There is a tendency. The upper limit is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, and more preferably 80% by volume or less. By setting this range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution becomes an appropriate range, the decrease in ionic conductivity is suppressed, the input / output characteristics of lithium batteries, etc. are further improved, and the durability such as cycle characteristics and storage characteristics is improved. It tends to improve further.

また、飽和環状カーボネートを2種類以上の任意の組み合わせで用いることもできる。好ましい組合せの一つは、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートに組み合わせである。この場合のエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの体積比は、99:1〜40:60が好ましく、より好ましくは95:5〜50:50である。さらに、非水溶媒全体に対するプロピレンカーボネートの含有量の下限は、通常1体積%以上、好ましくは2体積%以上、より好ましくは3体積%以上である。また、その上限は、通常30体積%以下、好ましくは25体積%以下、より好ましくは20体積%以下である。この範囲内でプロピレンカーボネートを含有すると、低温特性がさらに向上する傾向にある。 Further, the saturated cyclic carbonate can be used in any combination of two or more kinds. One of the preferred combinations is a combination of ethylene carbonate and propylene carbonate. In this case, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is preferably 99: 1 to 40:60, more preferably 95: 5 to 50:50. Further, the lower limit of the content of propylene carbonate with respect to the whole non-aqueous solvent is usually 1% by volume or more, preferably 2% by volume or more, and more preferably 3% by volume or more. The upper limit thereof is usually 30% by volume or less, preferably 25% by volume or less, and more preferably 20% by volume or less. If propylene carbonate is contained within this range, the low temperature characteristics tend to be further improved.

<2−3−2.鎖状カーボネート>
鎖状カーボネートとしては、例えば炭素数3〜7のものが好ましい。
<2-3-2. Chain carbonate>
As the chain carbonate, for example, one having 3 to 7 carbon atoms is preferable.

具体的には、炭素数3〜7の鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルメチルカーボネート、イソブチルメチルカーボネート、t−ブチルメチルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、n−ブチルエチルカーボネート、イソブチルエチルカーボネート、t−ブチルエチルカーボネート等が挙げられる。 Specifically, examples of the chain carbonate having 3 to 7 carbon atoms include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propylisopropyl carbonate, ethylmethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, and the like. Examples thereof include n-butylmethyl carbonate, isobutylmethyl carbonate, t-butylmethyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, n-butylethyl carbonate, isobutylethyl carbonate, t-butylethyl carbonate and the like.

これらの中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネートが好ましく、特に好ましくはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートである。 Among these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propylisopropyl carbonate, ethylmethyl carbonate and methyl-n-propyl carbonate are preferable, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethylmethyl are particularly preferable. It is carbonate.

また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(以下、「フッ素化鎖状カーボネート」と略記する場合がある。)も好適に用いることができる。フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1以上であれば特に制限されないが、通常6以下であり、好ましくは4以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、それらは互いに同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素に結合していてもよい。フッ素化鎖状カーボネートとしては、フッ素化ジメチルカーボネート誘導体、フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体、フッ素化ジエチルカーボネート誘導体等が挙げられる。 In addition, chain carbonates having a fluorine atom (hereinafter, may be abbreviated as "fluorinated chain carbonate") can also be preferably used. The number of fluorine atoms contained in the fluorinated chain carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is usually 6 or less, preferably 4 or less. When the fluorinated chain carbonate has a plurality of fluorine atoms, they may be bonded to the same carbon or different carbons. Examples of the fluorinated chain carbonate include a fluorinated dimethyl carbonate derivative, a fluorinated ethyl methyl carbonate derivative, and a fluorinated diethyl carbonate derivative.

フッ素化ジメチルカーボネート誘導体としては、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロ)メチルカーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート等が挙げられる。 Examples of the fluorinated dimethyl carbonate derivative include fluoromethylmethyl carbonate, difluoromethylmethyl carbonate, trifluoromethylmethyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoro) methyl carbonate, bis (trifluoromethyl) carbonate and the like.

フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体としては、2−フルオロエチルメチルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルメチルカーボネート、2−フルオロエチルフルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルフルオロメチルカーボネート、2−フルオロエチルジフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート等が挙げられる。 Examples of the fluorinated ethyl methyl carbonate derivative include 2-fluoroethyl methyl carbonate, ethyl fluoromethyl carbonate, 2,2-difluoroethyl methyl carbonate, 2-fluoroethyl fluoromethyl carbonate, ethyl difluoromethyl carbonate, and 2,2,2-tri. Examples thereof include fluoroethyl methyl carbonate, 2,2-difluoroethyl fluoromethyl carbonate, 2-fluoroethyl difluoromethyl carbonate, ethyl trifluoromethyl carbonate and the like.

フッ素化ジエチルカーボネート誘導体としては、エチル−(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、2,2−ジフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、ビス(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’,2’−ジフルオロエチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。 Examples of the fluorinated diethyl carbonate derivative include ethyl- (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2-difluoroethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, and ethyl- (2,2,2-trifluoro). Ethyl) carbonate, 2,2-difluoroethyl-2'-fluoroethyl carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2'-fluoroethyl carbonate, 2,2 Examples thereof include 2-trifluoroethyl-2', 2'-difluoroethyl carbonate and bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate.

鎖状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 As the chain carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.

鎖状カーボネートの含有量は、特に限定されないが、非水溶媒100体積%中、通常15体積%以上であり、好ましくは20体積%以上、より好ましくは25体積%以上である。また、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。鎖状カーボネートの含有量を上記範囲とすることによって、非水系電解液の粘度が適切な範囲なり、イオン伝導度の低下が抑制され、ひいてはリチウム電池等の入出力特性や充放電レート特性が良好な範囲となる傾向にある。また、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下が回避され易く、リチウム電池等の入出力特性や充放電レート特性が良好な範囲となる傾向にある。 The content of the chain carbonate is not particularly limited, but is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, and more preferably 25% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. Further, it is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, and more preferably 80% by volume or less. By setting the content of the chain carbonate in the above range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution becomes in an appropriate range, the decrease in ionic conductivity is suppressed, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of lithium batteries and the like are good. It tends to be in the range. Further, it is easy to avoid a decrease in electrical conductivity due to a decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte solution, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of a lithium battery or the like tend to be in a good range.

さらに、特定の鎖状カーボネートに対して、エチレンカーボネートを特定の含有量で組み合わせることにより、電池性能を著しく向上させることもできる。例えば、特定の鎖状カーボネートとしてジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを選択した場合、エチレンカーボネートの含有量は、特に限定されないが、通常15体積%以上、好ましくは20体積%、また通常45体積%以下、好ましくは40体積%以下であり、ジメチルカーボネートの含有量は、特に限定されないが、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下であり、エチルメチルカーボネートの含有量は、特に限定されないが、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下である。含有量を上記範囲内とすることで、電解質の低温析出温度を低下させながら、非水系電解液の粘度も低下させてイオン伝導度を向上させることができ、低温でも高い入出力特性が得られ易い傾向にある。 Further, by combining ethylene carbonate with a specific chain carbonate at a specific content, the battery performance can be remarkably improved. For example, when dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are selected as specific chain carbonates, the content of ethylene carbonate is not particularly limited, but is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume, and usually 45% by volume or less. It is preferably 40% by volume or less, and the content of dimethyl carbonate is not particularly limited, but is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less. The content of ethyl methyl carbonate is not particularly limited, but is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less. By setting the content within the above range, it is possible to improve the ionic conductivity by lowering the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution while lowering the low temperature precipitation temperature of the electrolyte, and high input / output characteristics can be obtained even at low temperatures. It tends to be easy.

<2−3−3.鎖状カルボン酸エステル>
鎖状カルボン酸エステルとしては、例えばその構造式中の全炭素数が3〜7のものが挙げられる。
<2-3-3. Chain carboxylic acid ester>
Examples of the chain carboxylic acid ester include those having a total carbon number of 3 to 7 in the structural formula.

具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸−t−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸−n−プロピル、酪酸イソプロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸−n−プロピル、イソ酪酸イソプロピル等が挙げられる。 Specifically, methyl acetate, ethyl acetate, -n-propyl acetate, isopropyl acetate, -n-butyl acetate, isobutyl acetate, -t-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, -n-propyl propionate, Isopropyl propionate, -n-butyl propionate, isobutyl propionate, -t-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, -n-propyl butyrate, isopropyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, -n-isobutyrate Examples thereof include propyl and isopropyl isobutyrate.

これらの中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸−n−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル等が、粘度低下によるイオン伝導度の向上、及びサイクルや保存といった耐久時の電池膨れの抑制の観点から好ましい。 Among these, methyl acetate, ethyl acetate, -n-propyl acetate, -n-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, -n-propyl propionate, isopropyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate and the like have viscosities. It is preferable from the viewpoint of improving the ionic conductivity due to the decrease and suppressing the battery swelling during durability such as cycle and storage.

鎖状カルボン酸エステルの含有量は、特に制限されないが、非水溶媒100体積%中、通常0.5体積%以上、好ましくは1体積%以上であり、また通常80体積%以下、好ましくは70体積%以下である。鎖状カルボン酸エステルの含有量を前記範囲とすると、非水系電解液の電気伝導率が改善され、リチウム電池等の入出力特性や充放電レート特性が向上する傾向にある。また、負極抵抗の増大が抑制され、リチウム電池等の入出力特性や充放電レート特性が良好な範囲となる傾向にある。 The content of the chain carboxylic acid ester is not particularly limited, but is usually 0.5% by volume or more, preferably 1% by volume or more, and usually 80% by volume or less, preferably 70% by volume in 100% by volume of the non-aqueous solvent. It is less than or equal to the volume. When the content of the chain carboxylic acid ester is within the above range, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is improved, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of the lithium battery and the like tend to be improved. In addition, the increase in negative electrode resistance is suppressed, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of lithium batteries and the like tend to be in a good range.

なお、鎖状カルボン酸エステルを用いる場合は、好ましくは環状カーボネートとの併用であり、さらに好ましくは環状カーボネートと鎖状カーボネートの併用である。 When a chain carboxylic acid ester is used, it is preferably used in combination with a cyclic carbonate, and more preferably a combination of a cyclic carbonate and a chain carbonate.

例えば、環状カーボネートと鎖状カルボン酸エステルを併用する場合、環状カーボネートの含有量は、特に制限されないが、通常15体積%以上、好ましくは20体積%、また通常45体積%以下、好ましくは40体積%以下であり、鎖状カルボン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また通常55体積%以下、好ましくは50体積%以下である。また、環状カーボネートと鎖状カーボネートと鎖状カルボン酸エステルを併用する場合、環状カーボネートの含有量は、特に制限されないが、通常15体積%以上、好ましくは20体積%、また通常45体積%以下、好ましくは40体積%以下であり、鎖状カーボネートの含有量は、特に限定されないが、通常25体積%以上、好ましくは30体積%以上、また通常84体積%以下、好ましくは80体積%以下である。含有量を上記範囲内とすることで、電解質の低温析出温度を低下させながら、非水系電解液の粘度も低下させてイオン伝導度を向上させることがき、低温でもさらに高い入出力特性が得られ易い傾向にあり、また電池膨れが抑制される傾向にある。 For example, when the cyclic carbonate and the chain carboxylic acid ester are used in combination, the content of the cyclic carbonate is not particularly limited, but is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume, and usually 45% by volume or less, preferably 40% by volume. The content of the chain carboxylic acid ester is not particularly limited, but is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 55% by volume or less, preferably 50% by volume or less. When the cyclic carbonate, the chain carbonate, and the chain carboxylic acid ester are used in combination, the content of the cyclic carbonate is not particularly limited, but is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume, and usually 45% by volume or less. It is preferably 40% by volume or less, and the content of the chain carbonate is not particularly limited, but is usually 25% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 84% by volume or less, preferably 80% by volume or less. .. By setting the content within the above range, it is possible to improve the ionic conductivity by lowering the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution while lowering the low temperature precipitation temperature of the electrolyte, and even higher input / output characteristics can be obtained even at low temperatures. It tends to be easy, and battery swelling tends to be suppressed.

<2−3−4.環状カルボン酸エステル>
環状カルボン酸エステルとしては、例えばその構造式中の全炭素原子数が3〜12のものが挙げられる。
<2-3-4. Cyclic carboxylic acid ester>
Examples of the cyclic carboxylic acid ester include those having a total carbon atom number of 3 to 12 in the structural formula.

具体的には、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、ガンマカプロラクトン、イプシロンカプロラクトン等が挙げられる。これらの中でも、ガンマブチロラクトンがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。 Specific examples thereof include gamma-butyrolactone, gamma valerolactone, gamma caprolactone, and epsilon caprolactone. Among these, gamma-butyrolactone is particularly preferable from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from an improvement in the degree of lithium ion dissociation.

環状カルボン酸エステルの含有量は、特に制限されないが、非水溶媒100体積%中、通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上であり、また通常60体積%以下、好ましくは50体積%以下である。環状カルボン酸エステルの含有量を前記範囲とすると、非水系電解液の電気伝導率が改善され、リチウム電池等の入出力特性や充放電レート特性が向上する傾向にある。また非水系電解液の粘度が適切な範囲となり、電気伝導率の低下が回避され、負極抵抗の増大が抑制され、リチウム電池等の入出力特性や充放電レート特性が良好な範囲となる傾向にある。 The content of the cyclic carboxylic acid ester is not particularly limited, but is usually 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more, and usually 60% by volume or less, preferably 50% by volume or less in 100% by volume of the non-aqueous solvent. Is. When the content of the cyclic carboxylic acid ester is within the above range, the electrical conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is improved, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of the lithium battery and the like tend to be improved. In addition, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is in an appropriate range, the decrease in electrical conductivity is avoided, the increase in negative electrode resistance is suppressed, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of lithium batteries and the like tend to be in a good range. is there.

<2−3−5.エーテル系化合物>
エーテル系化合物としては、炭素数3〜10の鎖状エーテル、及び炭素数3〜6の環状エーテルが好ましい。
<2-3-5. Ether compounds>
As the ether compound, a chain ether having 3 to 10 carbon atoms and a cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms are preferable.

炭素数3〜10の鎖状エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジ(2−フルオロエチル)エーテル、ジ(2,2−ジフルオロエチル)エーテル、ジ(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、エチル(2−フルオロエチル)エーテル、エチル(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、エチル(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,2−トリフルオロエチル)エーテル、(2−フルオロエチル)(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)エーテル、エチル−n−プロピルエーテル、エチル(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、2−フルオロエチル−n−プロピルエーテル、(2−フルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2−フルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、2,2,2−トリフルオロエチル−n−プロピルエーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,2−トリフルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、1,1,2,2−テトラフルオロエチル−n−プロピルエーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(1,1,2,2−テトラフルオロエチル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ−n−プロピルエーテル、(n−プロピル)(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(3−フルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3−フルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(3,3,3−トリフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)エーテル、(2,2,3,3−テトラフルオロ−n−プロピル)(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3,3−ペンタフルオロ−n−プロピル)エーテル、ジ−n−ブチルエーテル、ジメトキシメタン、メトキシエトキシメタン、メトキシ(2−フルオロエトキシ)メタン、メトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタンメトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジエトキシメタン、エトキシ(2−フルオロエトキシ)メタン、エトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、エトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(2−フルオロエトキシ)メタン、(2−フルオロエトキシ)(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、(2−フルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタンジ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)メタン、(2,2,2−トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)メタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、メトキシ(2−フルオロエトキシ)エタン、メトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、メトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジエトキシエタン、エトキシ(2−フルオロエトキシ)エタン、エトキシ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、エトキシ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2−フルオロエトキシ)エタン、(2−フルオロエトキシ)(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、(2−フルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2,2,2−トリフルオロエトキシ)エタン、(2,2,2−トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(1,1,2,2−テトラフルオロエトキシ)エタン、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。 Examples of the chain ether having 3 to 10 carbon atoms include diethyl ether, di (2-fluoroethyl) ether, di (2,2-difluoroethyl) ether, di (2,2,2-trifluoroethyl) ether, and ethyl. (2-Fluoroethyl) ether, ethyl (2,2,2-trifluoroethyl) ether, ethyl (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,2) -Trifluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (1,1,2,2-tetrafluoro) Ethyl) ether, ethyl-n-propyl ether, ethyl (3-fluoro-n-propyl) ether, ethyl (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3- Tetrafluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2-fluoroethyl-n-propyl ether, (2-fluoroethyl) (3-fluoro) -N-propyl) ether, (2-fluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ) Ether, (2-fluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2,2,2-trifluoroethyl-n-propyl ether, (2,2,2) -Trifluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (2,2,2- Trifluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ) Ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-n-propyl ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (1,1,2) , 2-Tetrafluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (1,1,2,2-Tetrafluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-) (Propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di-n-propyl Ether, (n-propyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3) , 3-Tetrafluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (3-fluoro-n-propyl) ether, ( 3-Fluoro-n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether , (3-Fluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (3,3 3,3-Trifluoro-n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (3,3,3-trifluoro-n-propyl) (2,2,3) 3,3-Pentafluoro-n-propyl) ether, di (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) (2) , 2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di-n-butyl ether, dimethoxymethane, methoxyethoxy Methoxy, methoxy (2-fluoroethoxy) methane, methoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) methanemethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, diethoxymethane, ethoxy (2-fluoroethoxy) ) Methoxy, ethoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, ethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, di (2-fluoroethoxy) methane, (2-fluoroethoxy) (2) , 2,2-Trifluoroethoxy) methane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methanedi (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, (2,2,2) -Trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, di (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, dimethoxyethane, methoxyethoxyethane, methoxy (2-fluoroethoxy) Etan, methoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, methoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethane) Xi) ethane, diethoxyethane, ethoxy (2-fluoroethoxy) ethane, ethoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, ethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2) -Fluoroethoxy) ethane, (2-fluoroethoxy) (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2,2) 2,2-Trifluoroethoxy) ethane, (2,2,2-trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) Examples thereof include ethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether and diethylene glycol dimethyl ether.

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

これらの中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコールジ−n−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−n−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離性を向上させる点で好ましい。特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。 Among these, dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether have high solvation ability to lithium ions and have ionic dissociability. It is preferable in terms of improvement. Particularly preferred are dimethoxymethane, diethoxymethane, and ethoxymethoxymethane because of their low viscosity and high ionic conductivity.

エーテル系化合物の含有量は、特に制限されず、非水溶媒100体積%中、通常0.5体積%以上、好ましくは1体積%以上、より好ましくは2体積%以上、また、通常30体積%以下、好ましくは25体積%以下、より好ましくは20体積%以下である。エーテル系化合物の含有量が前記好ましい範囲内であれば、鎖状エーテルのリチウムイオン解離度の向上と粘度低下に由来するイオン伝導度の向上効果を確保しやすい。また、負極活物質が炭素質材料の場合、鎖状エーテルがリチウムイオンと共に共挿入される現象を抑制できることから、入出力特性や充放電レート特性が適正な範囲となる傾向にある。 The content of the ether compound is not particularly limited, and is usually 0.5% by volume or more, preferably 1% by volume or more, more preferably 2% by volume or more, and usually 30% by volume in 100% by volume of the non-aqueous solvent. Hereinafter, it is preferably 25% by volume or less, more preferably 20% by volume or less. When the content of the ether-based compound is within the above-mentioned preferable range, it is easy to secure the effect of improving the lithium ion dissociation degree of the chain ether and improving the ionic conductivity due to the decrease in viscosity. Further, when the negative electrode active material is a carbonaceous material, the phenomenon that the chain ether is co-inserted together with the lithium ion can be suppressed, so that the input / output characteristics and the charge / discharge rate characteristics tend to be in an appropriate range.

<2−3−6.スルホン系化合物>
スルホン系化合物としては、例えば炭素数3〜6の環状スルホン、及び炭素数2〜6の鎖状スルホンが好ましい。1分子中のスルホニル基の数は、1又は2であることが好ましい。
<2-3-6. Sulfone compounds>
As the sulfone compound, for example, a cyclic sulfone having 3 to 6 carbon atoms and a chain sulfone having 2 to 6 carbon atoms are preferable. The number of sulfonyl groups in one molecule is preferably 1 or 2.

環状スルホンとしては、モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類;ジスルホン化合物であるトリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類等が挙げられる。これらの中でも、誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラメチレンスルホン類(スルホラン類)が特に好ましい。 Examples of the cyclic sulfone include trimethylene sulfones, tetramethylene sulfones, and hexamethylene sulfones, which are monosulfone compounds; and trimethylene disulfones, tetramethylene disulfones, and hexamethylene disulfones, which are disulfone compounds. Among these, from the viewpoint of dielectric constant and viscosity, tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones, and hexamethylene disulfones are more preferable, and tetramethylene sulfones (sulfolanes) are particularly preferable.

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

具体的には、2−メチルスルホラン、3−メチルスルホラン、2−フルオロスルホラン、3−フルオロスルホラン、2,2−ジフルオロスルホラン、2,3−ジフルオロスルホラン、2,4−ジフルオロスルホラン、2,5−ジフルオロスルホラン、3,4−ジフルオロスルホラン、2−フルオロ−3−メチルスルホラン、2−フルオロ−2−メチルスルホラン、3−フルオロ−3−メチルスルホラン、3−フルオロ−2−メチルスルホラン、4−フルオロ−3−メチルスルホラン、4−フルオロ−2−メチルスルホラン、5−フルオロ−3−メチルスルホラン、5−フルオロ−2−メチルスルホラン、2−フルオロメチルスルホラン、3−フルオロメチルスルホラン、2−ジフルオロメチルスルホラン、3−ジフルオロメチルスルホラン、2−トリフルオロメチルスルホラン、3−トリフルオロメチルスルホラン、2−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、3−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、4−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン、5−フルオロ−3−(トリフルオロメチル)スルホラン等が、イオン伝導度が高く、高い入出力特性が得られ易い点で好ましい。 Specifically, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane, 3-fluorosulfolane, 2,2-difluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2,4-difluorosulfolane, 2,5- Difluorosulfolane, 3,4-difluorosulfolane, 2-fluoro-3-methylsulfolane, 2-fluoro-2-methylsulfolane, 3-fluoro-3-methylsulfolane, 3-fluoro-2-methylsulfolane, 4-fluoro- 3-Methyl sulfolane, 4-fluoro-2-methyl sulfolane, 5-fluoro-3-methyl sulfolane, 5-fluoro-2-methyl sulfolane, 2-fluoromethyl sulfolane, 3-fluoromethyl sulfolane, 2-difluoromethyl sulfolane, 3-Difluoromethyl sulfolane, 2-trifluoromethyl sulfolane, 3-trifluoromethyl sulfolane, 2-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 3-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 4-fluoro- 3- (Trifluoromethyl) sulfolane, 5-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane and the like are preferable because they have high ionic conductivity and high input / output characteristics can be easily obtained.

また、鎖状スルホンとしては、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n−プロピルメチルスルホン、n−プロピルエチルスルホン、ジ−n−プロピルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、イソプロピルエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、n−ブチルメチルスルホン、n−ブチルエチルスルホン、t−ブチルメチルスルホン、t−ブチルエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、パーフルオロエチルメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、ジ(トリフルオロエチル)スルホン、パーフルオロジエチルスルホン、フルオロメチル−n−プロピルスルホン、ジフルオロメチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロメチル−n−プロピルスルホン、フルオロメチルイソプロピルスルホン、ジフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロエチルイソプロピルスルホン、ペンタフルオロエチル−n−プロピルスルホン、ペンタフルオロエチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−t−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−n−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−t−ブチルスルホン等が挙げられる。 Examples of the chain sulfone include dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, n-propyl ethyl sulfone, di-n-propyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, isopropyl ethyl sulfone, diisopropyl sulfone, and n-. Butylmethylsulfone, n-butylethylsulfone, t-butylmethylsulfone, t-butylethylsulfone, monofluoromethylmethylsulfone, difluoromethylmethylsulfone, trifluoromethylmethylsulfone, monofluoroethylmethylsulfone, difluoroethylmethylsulfone, Trifluoroethyl methyl sulfone, pentafluoroethyl methyl sulfone, ethyl monofluoromethyl sulfone, ethyl difluoromethyl sulfone, ethyl trifluoromethyl sulfone, perfluoroethyl methyl sulfone, ethyl trifluoroethyl sulfone, ethyl pentafluoroethyl sulfone, di (tri) Fluoroethyl) sulfone, perfluorodiethyl sulfone, fluoromethyl-n-propyl sulfone, difluoromethyl-n-propyl sulfone, trifluoromethyl-n-propyl sulfone, fluoromethyl isopropyl sulfone, difluoromethyl isopropyl sulfone, trifluoromethyl isopropyl sulfone , Trifluoroethyl-n-propyl sulfone, trifluoroethyl isopropyl sulfone, pentafluoroethyl-n-propyl sulfone, pentafluoroethyl isopropyl sulfone, trifluoroethyl-n-butyl sulfone, trifluoroethyl-t-butyl sulfone, penta Fluoroethyl-n-butyl sulfone, pentafluoroethyl-t-butyl sulfone and the like can be mentioned.

これらの中でも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n−プロピルメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、n−ブチルメチルスルホン、t−ブチルメチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、トリフルオロメチル−n−プロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−t−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−n−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−t−ブチルスルホン等が、イオン伝導度が高く、高い入出力特性が得られ易い点で好ましい。 Among these, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, n-butyl methyl sulfone, t-butyl methyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl. Methyl sulfone, monofluoroethyl methyl sulfone, difluoroethyl methyl sulfone, trifluoroethyl methyl sulfone, pentafluoroethyl methyl sulfone, ethyl monofluoromethyl sulfone, ethyl difluoromethyl sulfone, ethyl trifluoromethyl sulfone, ethyl trifluoroethyl sulfone, ethyl Pentafluoroethyl sulfone, trifluoromethyl-n-propyl sulfone, trifluoromethyl isopropyl sulfone, trifluoroethyl-n-butyl sulfone, trifluoroethyl-t-butyl sulfone, trifluoromethyl-n-butyl sulfone, trifluoromethyl -T-Butyl sulfone or the like is preferable because it has high ionic conductivity and high input / output characteristics can be easily obtained.

スルホン系化合物の含有量は、特に制限されないが、非水溶媒100体積%中、通常0.3体積%以上、好ましくは0.5体積%以上、より好ましくは1体積%以上であり、また、通常40体積%以下、好ましくは35体積%以下、より好ましくは30体積%以下である。スルホン系化合物の含有量が前記範囲内であれば、サイクル特性や保存特性等の耐久性の向上効果が得られ易く、また、非水系電解液の粘度が適切な範囲となり、電気伝導率の低下が回避され易く、リチウム電池等の入出力特性や充放電レート特性が適正な範囲となる傾向にある。 The content of the sulfone compound is not particularly limited, but is usually 0.3% by volume or more, preferably 0.5% by volume or more, more preferably 1% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent, and also. It is usually 40% by volume or less, preferably 35% by volume or less, and more preferably 30% by volume or less. When the content of the sulfone compound is within the above range, the effect of improving durability such as cycle characteristics and storage characteristics can be easily obtained, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is within an appropriate range, and the electrical conductivity is lowered. Is easy to avoid, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of lithium batteries and the like tend to be in an appropriate range.

<2−4.助剤>
本実施形態の非水系電解液は、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素化不飽和環状カーボネート、環状スルホン酸エステル化合物、シアノ基を有する化合物、ジイソシアナト化合物、カルボン酸無水物、過充電防止剤、これら以外の助剤等を含んでいてもよい。
<2-4. Auxiliary agent>
The non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment includes a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, a fluorinated unsaturated cyclic carbonate, a cyclic sulfonic acid ester compound, a compound having a cyano group, a diisocyanato compound, a carboxylic acid anhydride, and an overcharge. It may contain an inhibitor, an auxiliary agent other than these, and the like.

<2−4−1.炭素−炭素不飽和結合及びフッ素原子のうち少なくとも一方を含有する環状カーボネート>
本実施形態の非水系電解液は、さらに、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネート(以下、「不飽和環状カーボネート」と略記する場合がある。)、及びフッ素原子を含有する環状カーボネートのうち少なくとも一方を含有していてもよい。
<2-4-1. Cyclic carbonate containing at least one of carbon-carbon unsaturated bond and fluorine atom>
The non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment further includes a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter, may be abbreviated as “unsaturated cyclic carbonate”) and a cyclic carbonate containing a fluorine atom. It may contain at least one.

炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとしては、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネートであれば、特に制限はなく、任意の炭素−炭素不飽和結合を有するカーボネートを用いることができる。なお、芳香環を有する置換基を有する環状カーボネートも、炭素−炭素不飽和結合を有する環状カーボネートに包含されることとする。不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。 The cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is not particularly limited as long as it is a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, and a carbonate having an arbitrary carbon-carbon unsaturated bond can be used. The cyclic carbonate having a substituent having an aromatic ring is also included in the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond. The method for producing the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.

不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類、フェニルカーボネート類、ビニルカーボネート類、アリルカーボネート類等が挙げられる。 Examples of the unsaturated cyclic carbonate include vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond, phenyl carbonates, vinyl carbonates, allyl carbonates and the like.

ビニレンカーボネート類としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、4,5−ジフェニルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of the vinylene carbonates include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, phenylvinylene carbonate, 4,5-diphenylvinylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, allyl vinylene carbonate and the like.

芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類の具体例としては、ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフェニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、4,5−ジエチニルエチレンカーボネート等が挙げられる。 Specific examples of ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond include vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinylethylene carbonate, phenylethylene carbonate, 4,5-diphenylethylene carbonate, and the like. Examples thereof include ethynyl ethylene carbonate and 4,5-diethynyl ethylene carbonate.

これらの中でも、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネートが好ましく、特に、ビニレンカーボネート、4,5−ジフェニルビニレンカーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネートが、安定な界面保護皮膜を形成し易いので、より好適に用いられる。 Among these, vinylene carbonates, ethylene carbonate substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond are preferable, and vinylene carbonate, 4,5-diphenylvinylene carbonate, and 4,5-dimethylvinylene carbonate are particularly preferable. , Vinyl ethylene carbonate and ethynyl ethylene carbonate are more preferably used because they easily form a stable interface protection film.

不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、任意である。不飽和環状カーボネートの分子量は、通常50以上、好ましくは80以上であり、また通常250以下、好ましくは150以下である。この範囲内であれば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性が確保され易い傾向にある。 The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary. The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is usually 50 or more, preferably 80 or more, and usually 250 or less, preferably 150 or less. Within this range, the solubility of the unsaturated cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte solution tends to be easily ensured.

不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。また、不飽和環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、任意である。不飽和環状カーボネートの含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは0.2質量%以上であり、また、通常10質量%以下であり、好ましくは8質量%以下、より好ましくは5質量%以下である。上記範囲内であれば、高温保存特性やサイクル特性等の向上効果が十分に発現され易い傾向にある。 As the unsaturated cyclic carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio. The content of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary. The content of the unsaturated cyclic carbonate is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and further, in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. It is preferably 0.2% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. Within the above range, the effect of improving high temperature storage characteristics, cycle characteristics, and the like tends to be sufficiently exhibited.

フッ素原子を有する環状カーボネート(以下、「フッ素化環状カーボネート」と略記する場合がある。)としては、フッ素原子を有する環状カーボネートであれば、特に制限はない。 The cyclic carbonate having a fluorine atom (hereinafter, may be abbreviated as "fluorinated cyclic carbonate") is not particularly limited as long as it is a cyclic carbonate having a fluorine atom.

フッ素化環状カーボネートとしては、炭素原子数2〜6のアルキレン基を有する環状カーボネートの誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネート誘導体で挙げられる。エチレンカーボネート誘導体としては、例えば、エチレンカーボネート又はアルキル基(例えば、炭素原子数1〜4個のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられ、その中でもフッ素原子が1〜8個のものが好ましい。 Examples of the fluorinated cyclic carbonate include a derivative of a cyclic carbonate having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and examples thereof include an ethylene carbonate derivative. Examples of the ethylene carbonate derivative include ethylene carbonate or a fluorinated product of ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms), among which 1 to 8 fluorine atoms are present. Is preferable.

具体的には、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−メチルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−メチルエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(ジフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(トリフルオロメチル)−エチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−4−フルオロエチレンカーボネート、4−(フルオロメチル)−5−フルオロエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5,5−ジメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。 Specifically, monofluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-methylethylene carbonate, 4- Fluoro-5-methylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methylethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (difluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (trifluoromethyl) -ethylene carbonate , 4- (Fluoromethyl) -4-fluoroethylene carbonate, 4- (Fluoromethyl) -5-fluoroethylene carbonate, 4-Fluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-dimethyl Ethylene carbonate, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate and the like can be mentioned.

これらの中でも、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート及び4,5−ジフルオロ−4,5−ジメチルエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種が、高イオン伝導性を与え、かつ好適に界面保護皮膜を形成し易い傾向にあるため、より好ましい。 Among these, at least one selected from the group consisting of monofluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate and 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene carbonate is high. It is more preferable because it gives ionic conductivity and tends to preferably form an interface protective film.

フッ素化環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。フッ素化環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、任意であるが、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常85質量%以下であり、好ましくは80質量%以下、より好ましくは75質量%以下である。 As the fluorinated cyclic carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio. The content of the fluorinated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary, but is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. It is 0.1% by mass or more, and usually 85% by mass or less, preferably 80% by mass or less, and more preferably 75% by mass or less.

なお、フッ素化環状カーボネートは、該非水系電解液の主たる溶媒として用いても、副たる溶媒として用いてもよい。主たる溶媒として用いる場合のフッ素化環状カーボネートの含有量は、非水系電解液100質量%中、通常8質量%以上であり、好ましくは10質量%以上であり、より好ましくは12質量%以上であり、また、通常85質量%以下であり、好ましくは80質量%以下であり、より好ましくは75質量%以下である。この範囲内であれば、サイクル特性向上効果が十分に発現され易く、また、放電容量維持率の低下が抑制され易い傾向にある。また、副たる溶媒として用いる場合のフッ素化環状カーボネートの含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常8質量%以下であり、好ましくは6質量%以下であり、より好ましくは5質量%以下である。この範囲内であれば、サイクル特性や高温保存特性の向上効果が十分に発現され易い傾向にある。 The fluorinated cyclic carbonate may be used as a main solvent or a secondary solvent of the non-aqueous electrolyte solution. The content of the fluorinated cyclic carbonate when used as a main solvent is usually 8% by mass or more, preferably 10% by mass or more, and more preferably 12% by mass or more in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. In addition, it is usually 85% by mass or less, preferably 80% by mass or less, and more preferably 75% by mass or less. Within this range, the effect of improving the cycle characteristics is likely to be sufficiently exhibited, and the decrease in the discharge capacity retention rate tends to be suppressed. The content of the fluorinated cyclic carbonate when used as a secondary solvent is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, based on 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. Is 0.1% by mass or more, and is usually 8% by mass or less, preferably 6% by mass or less, and more preferably 5% by mass or less. Within this range, the effect of improving cycle characteristics and high-temperature storage characteristics tends to be sufficiently exhibited.

<2−4−2.フッ素化不飽和環状カーボネート>
フッ素化環状カーボネートとして、不飽和結合とフッ素原子とを有する環状カーボネート(以下、「フッ素化不飽和環状カーボネート」と略記する場合がある。)を用いることができる。フッ素化不飽和環状カーボネートは、特に制限されない。中でもフッ素原子が1個又は2個のものが好ましい。フッ素化不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
<2-4-2. Fluorinated unsaturated cyclic carbonate>
As the fluorinated cyclic carbonate, a cyclic carbonate having an unsaturated bond and a fluorine atom (hereinafter, may be abbreviated as "fluorinated unsaturated cyclic carbonate") can be used. The fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited. Of these, those having one or two fluorine atoms are preferable. The method for producing the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.

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

ビニレンカーボネート誘導体としては、4−フルオロビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−メチルビニレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルビニレンカーボネート、4,5−ジフルオロエチレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of the vinylene carbonate derivative include 4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylvinylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate and the like.

芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート誘導体としては、4−フルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−ビニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−ビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4,5−ジビニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート、4−フルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,4−ジフルオロ−5−フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフルオロ−4−フェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of the ethylene carbonate derivative substituted with an aromatic ring or a substituent having a carbon-carbon unsaturated bond include 4-fluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylethylene carbonate, and 4,4-difluoro-4. -Vinyl ethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4-fluoro-4-phenyl Examples thereof include ethylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-phenylethylene carbonate and the like.

フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、任意である。フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は、通常50以上、好ましくは80以上であり、また、通常250以下、好ましくは150以下である。この範囲内であれば、非水系電解液に対するフッ素化環状カーボネートの溶解性が確保され易い傾向にある。 The molecular weight of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary. The molecular weight of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is usually 50 or more, preferably 80 or more, and usually 250 or less, preferably 150 or less. Within this range, the solubility of the fluorinated cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte solution tends to be easily ensured.

フッ素化不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。また、フッ素化不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、任意である。フッ素化不飽和環状カーボネートの含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上であり、また、通常5質量%以下、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。この範囲内であれば、サイクル特性向上効果が十分に発現され易い傾向にある。 As the fluorinated unsaturated cyclic carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio. The amount of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary. The content of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 0.2% by mass or more, based on 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. , Usually 5% by mass or less, preferably 4% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. Within this range, the effect of improving cycle characteristics tends to be sufficiently exhibited.

<2−4−3.環状スルホン酸エステル化合物>
環状スルホン酸エステル化合物としては、特にその種類は限定されないが、下記一般式(2)で表される化合物が好ましい。環状スルホン酸エステル化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
<2-4-3. Cyclic sulfonic acid ester compound>
The type of the cyclic sulfonic acid ester compound is not particularly limited, but a compound represented by the following general formula (2) is preferable. The method for producing the cyclic sulfonic acid ester compound is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.

(一般式(2)中、R及びRは各々独立して、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子からなる群から選ばれる原子で構成された有機基を表し、RとRは互いに−O−SO−とともに不飽和結合を含んでいてもよい。) (In the general formula (2), R 5 and R 6 are each independently composed of an atom selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom and a halogen atom. represents an organic group, R 5 and R 6 are each -O-SO 2 - together may contain an unsaturated bond).

ここで、R及びRは、好ましくは炭素原子、水素原子、酸素原子、硫黄原子からなる原子で構成された有機基であることが好ましく、その中でも炭素数1〜3の炭化水素基、−O−SO−を有する有機基であることが好ましい。 Here, R 5 and R 6 are preferably organic groups composed of atoms composed of carbon atoms, hydrogen atoms, oxygen atoms, and sulfur atoms, and among them, hydrocarbon groups having 1 to 3 carbon atoms, -O-SO 2 - is preferably an organic group having.

環状スルホン酸エステル化合物の分子量は、特に制限されず、任意である。環状スルホン酸エステル化合物の分子量は、通常100以上、好ましくは110以上であり、また、通常250以下、好ましくは220以下である。この範囲内であれば、非水系電解液に対する環状スルホン酸エステル化合物の溶解性が確保され易い傾向にある。 The molecular weight of the cyclic sulfonic acid ester compound is not particularly limited and is arbitrary. The molecular weight of the cyclic sulfonic acid ester compound is usually 100 or more, preferably 110 or more, and usually 250 or less, preferably 220 or less. Within this range, the solubility of the cyclic sulfonic acid ester compound in the non-aqueous electrolyte solution tends to be easily ensured.

上記一般式(2)で表される化合物の具体例としては、例えば、
1,3−プロパンスルトン、1−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、2−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、3−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、1−メチル−1,3−プロパンスルトン、2−メチル−1,3−プロパンスルトン、3−メチル−1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトン、2−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−2−プロペン−1,3−スルトン、1−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、2−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、3−メチル−1−プロペン−1,3−スルトン、1−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、2−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、3−メチル−2−プロペン−1,3−スルトン、1,4−ブタンスルトン、1−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、2−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、3−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、4−フルオロ−1,4−ブタンスルトン、1−メチル−1,4−ブタンスルトン、2−メチル−1,4−ブタンスルトン、3−メチル−1,4−ブタンスルトン、4−メチル−1,4−ブタンスルトン、1−ブテン−1,4−スルトン、2−ブテン−1,4−スルトン、3−ブテン−1,4−スルトン、1−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、2−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、3−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、4−フルオロ−1−ブテン−1,4−スルトン、1−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、2−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、3−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、4−フルオロ−2−ブテン−1,4−スルトン、1−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、2−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、3−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、4−フルオロ−3−ブテン−1,4−スルトン、1−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、2−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、3−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、4−メチル−1−ブテン−1,4−スルトン、1−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、2−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、3−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、4−メチル−2−ブテン−1,4−スルトン、1−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン、2−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン、3−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン、4−メチル−3−ブテン−1,4−スルトン、1,5−ペンタンスルトン、1−フルオロ−1,5−ペンタンスルトン、2−フルオロ−1,5−ペンタンスルトン、3−フルオロ−1,5−ペンタンスルトン、4−フルオロ−1,5−ペンタンスルトン、5−フルオロ−1,5−ペンタンスルトン、1−メチル−1,5−ペンタンスルトン、2−メチル−1,5−ペンタンスルトン、3−メチル−1,5−ペンタンスルトン、4−メチル−1,5−ペンタンスルトン、5−メチル−1,5−ペンタンスルトン、1−ペンテン−1,5−スルトン、2−ペンテン−1,5−スルトン、3−ペンテン−1,5−スルトン、4−ペンテン−1,5−スルトン、1−フルオロ−1−ペンテン−1,5−スルトン、2−フルオロ−1−ペンテン−1,5−スルトン、3−フルオロ−1−ペンテン−1,5−スルトン、4−フルオロ−1−ペンテン−1,5−スルトン、5−フルオロ−1−ペンテン−1,5−スルトン、1−フルオロ−2−ペンテン−1,5−スルトン、2−フルオロ−2−ペンテン−1,5−スルトン、3−フルオロ−2−ペンテン−1,5−スルトン、4−フルオロ−2−ペンテン−1,5−スルトン、5−フルオロ−2−ペンテン−1,5−スルトン、1−フルオロ−3−ペンテン−1,5−スルトン、2−フルオロ−3−ペンテン−1,5−スルトン、3−フルオロ−3−ペンテン−1,5−スルトン、4−フルオロ−3−ペンテン−1,5−スルトン、5−フルオロ−3−ペンテン−1,5−スルトン、1−フルオロ−4−ペンテン−1,5−スルトン、2−フルオロ−4−ペンテン−1,5−スルトン、3−フルオロ−4−ペンテン−1,5−スルトン、4−フルオロ−4−ペンテン−1,5−スルトン、5−フルオロ−4−ペンテン−1,5−スルトン、1−メチル−1−ペンテン−1,5−スルトン、2−メチル−1−ペンテン−1,5−スルトン、3−メチル−1−ペンテン−1,5−スルトン、4−メチル−1−ペンテン−1,5−スルトン、5−メチル−1−ペンテン−1,5−スルトン、1−メチル−2−ペンテン−1,5−スルトン、2−メチル−2−ペンテン−1,5−スルトン、3−メチル−2−ペンテン−1,5−スルトン、4−メチル−2−ペンテン−1,5−スルトン、5−メチル−2−ペンテン−1,5−スルトン、1−メチル−3−ペンテン−1,5−スルトン、2−メチル−3−ペンテン−1,5−スルトン、3−メチル−3−ペンテン−1,5−スルトン、4−メチル−3−ペンテン−1,5−スルトン、5−メチル−3−ペンテン−1,5−スルトン、1−メチル−4−ペンテン−1,5−スルトン、2−メチル−4−ペンテン−1,5−スルトン、3−メチル−4−ペンテン−1,5−スルトン、4−メチル−4−ペンテン−1,5−スルトン、5−メチル−4−ペンテン−1,5−スルトン、1,2−オキサチオラン−2,2−ジオキシド−4−イル−アセテート、1,2−オキサチオラン−2,2−ジオキシド−4−イル−プロピオネート、5−メチル−1,2−オキサチオラン−2,2−ジオキシド−4−オン−2,2−ジオキシド、5,5−ジメチル−1,2−オキサチオラン−2,2−ジオキシド−4−オン−2,2−ジオキシド等のスルトン化合物;
Specific examples of the compound represented by the above general formula (2) include, for example,
1,3-Propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-methyl-1,3-propane sultone , 2-Methyl-1,3-Propane Sultone, 3-Methyl-1,3-Propane Sultone, 1-Propen-1,3-Sultone, 2-Propen-1,3-Sultone, 1-Fluoro-1-Propen -1,3-sultone, 2-fluoro-1-propen-1,3-sultone, 3-fluoro-1-propen-1,3-sultone, 1-fluoro-2-propen-1,3-sultone, 2 -Fluoro-2-propen-1,3-sultone, 3-fluoro-2-propen-1,3-sultone, 1-methyl-1-propen-1,3-sultone, 2-methyl-1-propen-1 , 3-Sultone, 3-Methyl-1-propen-1,3-Sultone, 1-Methyl-2-Propen-1,3-Sultone, 2-Methyl-2-Propen-1,3-Sultone, 3-Methyl -2-Propen-1,3-sultone, 1,4-butane sultone, 1-fluoro-1,4-butane sultone, 2-fluoro-1,4-butane sultone, 3-fluoro-1,4-butane sultone, 4-fluoro -1,4-Butansultone, 1-Methyl-1,4-Butansultone, 2-Methyl-1,4-Butansultone, 3-Methyl-1,4-Butansultone, 4-Methyl-1,4-Butansultone, 1-Butene -1,4-sultone, 2-butene-1,4-sultone, 3-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 2-fluoro-1-butene-1 , 4-sultone, 3-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 2-fluoro -2-buten-1,4-sultone, 3-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-3-butene-1,4 -Sultone, 2-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 3-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 1-methyl-1 -Butene-1,4-sultone, 2-methyl-1-butene-1,4-sultone, 3-methyl-1-butene-1,4-sultone, 4-methyl-1-butene-1,4-sultone , 1-Methyl-2-butene-1,4 −Sulton, 2-methyl-2-butene-1,4-sulton, 3-methyl-2-butene-1,4-sulton, 4-methyl-2-butene-1,4-sulton, 1-methyl-3 − Butene-1,4-sulton, 2-methyl-3-butene-1,4-sulton, 3-methyl-3-butene-1,4-sulton, 4-methyl-3-butene-1,4-sulton , 1,5-Pentane Sulton, 1-Fluoro-1,5-Pentane Sulton, 2-Fluoro-1,5-Pentane Sulton, 3-Fluoro-1,5-Pentane Sulton, 4-Fluoro-1,5-Pentane Sulton, 5-fluoro-1,5-pentane sulton, 1-methyl-1,5-pentane sulton, 2-methyl-1,5-pentane sulton, 3-methyl-1,5-pentane sulton, 4-methyl- 1,5-Pentane Sulton, 5-Methyl-1,5-Pentane Sulton, 1-Pentane-1,5-Sulton, 2-Pentane-1,5-Sulton, 3-Penten-1,5-Sulton, 4- Pentane-1,5-sulton, 1-fluoro-1-pentene-1,5-sulton, 2-fluoro-1-pentane-1,5-sulton, 3-fluoro-1-pentene-1,5-sulton, 4-Fluoro-1-pentane-1,5-sulton, 5-fluoro-1-pentane-1,5-sulton, 1-fluoro-2-pentene-1,5-sulton, 2-fluoro-2-pentene- 1,5-Sulton, 3-Fluoro-2-pentene-1,5-Sulton, 4-Fluoro-2-Pentane-1,5-Sulton, 5-Fluoro-2-Pentane-1,5-Sulton, 1- Fluoro-3-pentane-1,5-sultone, 2-fluoro-3-pentane-1,5-sulton, 3-fluoro-3-pentane-1,5-sulton, 4-fluoro-3-penten-1, 5-Sulton, 5-Fluoro-3-pentane-1,5-Sulton, 1-Fluoro-4-Pentane-1,5-Sulton, 2-Fluoro-4-Pentane-1,5-Sulton, 3-Fluoro- 4-Pentane-1,5-sulton, 4-fluoro-4-pentene-1,5-sulton, 5-fluoro-4-pentane-1,5-sulton, 1-methyl-1-pentene-1,5- Sulton, 2-methyl-1-pentane-1,5-sulton, 3-methyl-1-pentane-1,5-sulton, 4-methyl-1-pentane-1,5-sulton, 5-methyl-1- Pentane-1,5-sulton, 1-methyl -2-Pentene-1,5-sulton, 2-Methyl-2-pentene-1,5-sulton, 3-Methyl-2-pentene-1,5-sulton, 4-Methyl-2-pentene-1,5 -Sulton, 5-methyl-2-pentene-1,5-sulton, 1-methyl-3-pentene-1,5-sulton, 2-methyl-3-pentene-1,5-sulton, 3-methyl-3 -Pentene-1,5-sulton, 4-methyl-3-pentene-1,5-sulton, 5-methyl-3-pentene-1,5-sulton, 1-methyl-4-pentene-1,5-sulton , 2-Methyl-4-pentene-1,5-sulton, 3-Methyl-4-pentene-1,5-sulton, 4-Methyl-4-pentene-1,5-sulton, 5-Methyl-4-pentene -1,5-sulton, 1,2-oxathiolane-2,2-dioxide-4-yl-acetate, 1,2-oxathiolane-2,2-dioxide-4-yl-propionate, 5-methyl-1,2 Sulton compounds such as −oxathiolane-2,2-dioxide-4-one-2,2-dioxide, 5,5-dimethyl-1,2-oxathiolane-2,2-dioxide-4-one-2,2-dioxide ;

メチレンスルフェート、エチレンスルフェート、プロピレンスルフェート等のスルフェート化合物; Sulfate compounds such as methylene sulfate, ethylene sulfate, and propylene sulfate;

メチレンメタンジスルホネート、エチレンメタンジスルホネート等のジスルホネート化合物; Disulfonate compounds such as methylene methane disulfonate and ethylene methane disulfonate;

1,2,3−オキサチアゾリジン−2,2−ジオキシド、3−メチル−1,2,3−オキサチアゾリジン−2,2−ジオキシド、3H−1,2,3−オキサチアゾール−2,2−ジオキシド、5H−1,2,3−オキサチアゾール−2,2−ジオキシド、1,2,4−オキサチアゾリジン−2,2−ジオキシド、4−メチル−1,2,4−オキサチアゾリジン−2,2−ジオキシド、3H−1,2,4−オキサチアゾール−2,2−ジオキシド、5H−1,2,4−オキサチアゾール−2,2−ジオキシド、1,2,5−オキサチアゾリジン−2,2−ジオキシド、5−メチル−1,2,5−オキサチアゾリジン−2,2−ジオキシド、3H−1,2,5−オキサチアゾール−2,2−ジオキシド、5H−1,2,5−オキサチアゾール−2,2−ジオキシド、1,2,3−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、3−メチル−1,2,3−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、5,6−ジヒドロ−1,2,3−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、1,2,4−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、4−メチル−1,2,4−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、5,6−ジヒドロ−1,2,4−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、3,6−ジヒドロ−1,2,4−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、3,4−ジヒドロ−1,2,4−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、1,2,5−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、5−メチル−1,2,5−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、5,6−ジヒドロ−1,2,5−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、3,6−ジヒドロ−1,2,5−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、3,4−ジヒドロ−1,2,5−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、1,2,6−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、6−メチル−1,2,6−オキサチアジナン−2,2−ジオキシド、5,6−ジヒドロ−1,2,6−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、3,4−ジヒドロ−1,2,6−オキサチアジン−2,2−ジオキシド、5,6−ジヒドロ−1,2,6−オキサチアジン−2,2−ジオキシド等の含窒素化合物; 1,2,3-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3H-1,2,3-oxathiazole-2,2-dioxide , 5H-1,2,3-oxathiazole-2,2-dioxide, 1,2,4-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiazolidine-2,2- Dioxide, 3H-1,2,4-oxathiazole-2,2-dioxide, 5H-1,2,4-oxathiazole-2,2-dioxide, 1,2,5-oxathiazolidine-2,2-dioxide , 5-Methyl-1,2,5-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3H-1,2,5-oxathiazole-2,2-dioxide, 5H-1,2,5-oxathiazole-2, 2-Dioxide, 1,2,3-oxathiadinane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiadinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,3-oxathiazine- 2,2-Dioxide, 1,2,4-oxathiadinane-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiadinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,4- Oxathiazine-2,2-dioxide, 3,6-dihydro-1,2,4-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,4-dihydro-1,2,4-oxathiazine-2,2-dioxide, 1, 2,5-oxathiadinane-2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiadinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,5-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,6-dihydro-1,2,5-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,4-dihydro-1,2,5-oxathiazine-2,2-dioxide, 1,2,6-oxathiadinane-2, 2-Dioxide, 6-methyl-1,2,6-oxathiadinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,6-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,4-dihydro-1, Nitrogen-containing compounds such as 2,6-oxathiazine-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,6-oxathiazine-2,2-dioxide;

1,2,3−オキサチアホスラン−2,2−ジオキシド、3−メチル−1,2,3−オキサチアホスラン−2,2−ジオキシド、3−メチル−1,2,3−オキサチアホスラン−2,2,3−トリオキシド、3−メトキシ−1,2,3−オキサチアホスラン−2,2,3−トリオキシド、1,2,4−オキサチアホスラン−2,2−ジオキシド、4−メチル−1,2,4−オキサチアホスラン−2,2−ジオキシド、4−メチル−1,2,4−オキサチアホスラン−2,2,4−トリオキシド、4−メトキシ−1,2,4−オキサチアホスラン−2,2,4−トリオキシド、1,2,5−オキサチアホスラン−2,2−ジオキシド、5−メチル−1,2,5−オキサチアホスラン−2,2−ジオキシド、5−メチル−1,2,5−オキサチアホスラン−2,2,5−トリオキシド、5−メトキシ−1,2,5−オキサチアホスラン−2,2,5−トリオキシド、1,2,3−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、3−メチル−1,2,3−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、3−メチル−1,2,3−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド、3−メトキシ−1,2,3−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド、1,2,4−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、4−メチル−1,2,4−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、4−メチル−1,2,4−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド、4−メチル−1,5,2,4−ジオキサチアホスフィナン−2,4−ジオキシド、4−メトキシ−1,5,2,4−ジオキサチアホスフィナン−2,4−ジオキシド、3−メトキシ−1,2,4−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド、1,2,5−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、5−メチル−1,2,5−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、5−メチル−1,2,5−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド、5−メトキシ−1,2,5−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド、1,2,6−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、6−メチル−1,2,6−オキサチアホスフィナン−2,2−ジオキシド、6−メチル−1,2,6−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド、6−メトキシ−1,2,6−オキサチアホスフィナン−2,2,3−トリオキシド等の含リン化合物;
等が挙げられる。
1,2,3-oxathiaphoslan-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiaphosrane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxachi Aphoslan-2,2,3-trioxide, 3-methoxy-1,2,3-oxathiaphosrane-2,2,3-trioxide, 1,2,4-oxathiaphosrane-2,2-dioxide , 4-Methyl-1,2,4-oxathiaphosrane-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiaphosrane-2,2,4-trioxide, 4-methoxy-1 , 2,4-oxathiaphoslan-2,2,4-trioxide, 1,2,5-oxathiaphosrane-2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiaphosrane- 2,2-Dioxide, 5-Methyl-1,2,5-oxathiaphosrane-2,2,5-trioxide, 5-methoxy-1,2,5-oxathiaphosrane-2,2,5- Trioxide, 1,2,3-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3- Oxatiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 3-methoxy-1,2,3-oxathiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 1,2,4-oxathiaphosphinan-2,2 -Dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 4-methyl -1,5,2,4-dioxathiaphosphinan-2,4-dioxide, 4-methoxy-1,5,2,4-dioxathiaphosphinan-2,4-dioxide, 3-methoxy-1 , 2,4-oxathiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 1,2,5-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiaphosphinan- 2,2-Dioxide, 5-Methyl-1,2,5-oxathiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 5-methoxy-1,2,5-oxathiaphosphinan-2,2,3- Trioxide, 1,2,6-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 6-methyl-1,2,6-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 6-methyl-1,2,6- Oxatiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 6-methoxy-1,2,6-oxatiaphosphinan-2,2 , 3-Trioxide and other phosphorus-containing compounds;
And so on.

これらのうち、
1,3−プロパンスルトン、1−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、2−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、3−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトン、1−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、2−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、3−フルオロ−1−プロペン−1,3−スルトン、1,4−ブタンスルトン、メチレンメタンジスルホネート、エチレンメタンジスルホネートが保存特性向上の点から好ましく、1,3−プロパンスルトン、1−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、2−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、3−フルオロ−1,3−プロパンスルトン、1−プロペン−1,3−スルトンがより好ましい。
Of these
1,3-Propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-propen-1,3-sultone, 1-Fluoro-1-propen-1,3-sultone, 2-fluoro-1-propen-1,3-sultone, 3-fluoro-1-propen-1,3-sultone, 1,4-butane sultone, methylenemethane Disulfonate and ethylenemethane disulfonate are preferable from the viewpoint of improving storage characteristics, 1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1. , 3-Propane sultone, 1-propen-1,3-sultone are more preferable.

環状スルホン酸エステル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。本実施形態の非水系電解液全体に対する環状スルホン酸エステル化合物の含有量は、特に制限されず、任意である。本実施形態の非水系電解液に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下の濃度で含有させる。上記範囲内であれば、サイクル特性、高温保存特性等が十分に向上され易く、かつ電池膨れも低下する傾向にある。 As the cyclic sulfonic acid ester compound, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio. The content of the cyclic sulfonic acid ester compound in the entire non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment is not particularly limited and is arbitrary. With respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment, it is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, and more. , Usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. Within the above range, the cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like are likely to be sufficiently improved, and the battery swelling tends to decrease.

<2−4−4.シアノ基を有する化合物>
シアノ基を有する化合物としては、分子内にシアノ基を有している化合物であれば特にその種類は限定されないが、下記一般式(3)で表される化合物がより好ましい。シアノ基を有する化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
<2-4-4. Compound with cyano group>
The type of the compound having a cyano group is not particularly limited as long as it is a compound having a cyano group in the molecule, but the compound represented by the following general formula (3) is more preferable. The method for producing the compound having a cyano group is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.

(一般式(3)中、Tは、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子からなる群から選ばれる原子で構成された有機基を表し、Uは置換基を有してもよい炭素数1〜10のV価の有機基である。Vは1以上の整数であり、Vが2以上の場合は、Tは互いに同一であっても異なっていてもよい。) (In the general formula (3), T represents an organic group composed of an atom selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom and a halogen atom, and U is a substitution. It is a V-valent organic group having 1 to 10 carbon atoms which may have a group. V is an integer of 1 or more, and when V is 2 or more, T may be the same as or different from each other. Good.)

シアノ基を有する化合物の分子量は、特に制限されず、任意である。シアノ基を有する化合物の分子量は、通常40以上であり、好ましくは45以上、より好ましくは50以上であり、また、通常200以下、好ましくは180以下、より好ましくは170以下である。この範囲内であれば、非水系電解液に対するシアノ基を有する化合物の溶解性が確保され易い傾向にある。 The molecular weight of the compound having a cyano group is not particularly limited and is arbitrary. The molecular weight of the compound having a cyano group is usually 40 or more, preferably 45 or more, more preferably 50 or more, and usually 200 or less, preferably 180 or less, more preferably 170 or less. Within this range, the solubility of the compound having a cyanide group in a non-aqueous electrolyte solution tends to be easily ensured.

上記一般式(3)で表される化合物の具体例としては、例えば、
アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、ラウロニトリル2−メチルブチロニトリル、トリメチルアセトニトリル、ヘキサンニトリル、シクロペンタンカルボニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロトノニトリル、3−メチルクロトノニトリル、2−メチル−2−ブテン二トリル、2−ペンテンニトリル、2−メチル−2−ペンテンニトリル、3−メチル−2−ペンテンニトリル、2−ヘキセンニトリル、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、トリフルオロアセトニトリル、2−フルオロプロピオニトリル、3−フルオロプロピオニトリル、2,2−ジフルオロプロピオニトリル、2,3−ジフルオロプロピオニトリル、3,3−ジフルオロプロピオニトリル、2,2,3−トリフルオロプロピオニトリル、3,3,3−トリフルオロプロピオニトリル、3,3’−オキシジプロピオニトリル、3,3’−チオジプロピオニトリル、1,2,3−プロパントリカルボニトリル、1,3,5−ペンタントリカルボニトリル、ペンタフルオロプロピオニトリル等のシアノ基を1つ有する化合物;
Specific examples of the compound represented by the above general formula (3) include, for example,
Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, isovaleronitrile, lauronitrile 2-methylbutyronitrile, trimethylnitrile, hexanenitrile, cyclopentanecarbonitrile, cyclohexanecarbonitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, Crotononitrile, 3-methylcrotononitrile, 2-methyl-2-butennitril, 2-pentenenitrile, 2-methyl-2-pentenenitrile, 3-methyl-2-pentenenitrile, 2-hexenenitrile, fluoro Acetonitrile, difluoronitrile, trifluoronitrile, 2-fluoropropionitrile, 3-fluoropropionitrile, 2,2-difluoropropionitrile, 2,3-difluoropropionitrile, 3,3-difluoropropionitrile, 2,2,3-trifluoropropionitrile, 3,3,3-trifluoropropionitrile, 3,3'-oxydipropionitrile, 3,3'-thiodipropionitrile, 1,2,3-propanetri Compounds having one cyano group such as carbonitrile, 1,3,5-pentanetricarbonitrile, pentafluoropropionitrile;

マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert−ブチルマロノニトリル、メチルスクシノニトリル、2,2−ジメチルスクシノニトリル、2,3−ジメチルスクシノニトリル、トリメチルスクシノニトリル、テトラメチルスクシノニトリル、3,3’−(エチレンジオキシ)ジプロピオニトリル、3,3’−(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル等のシアノ基を2つ有する化合物; Marononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, azelanitrile, sebaconitrile, undecandinitrile, dodecandinitrile, methylmalononitrile, ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, tert-butylmalononitrile, methylsuccinonitrile , 2,2-Dimethylsuccinonitrile, 2,3-dimethylsuccinonitrile, trimethylsuccinonitrile, tetramethylsuccinonitrile, 3,3'-(ethylenedioxy) dipropionitrile, 3,3'-( Ethylenedithio) A compound having two cyano groups such as dipropionitrile;

1,2,3−トリス(2−シアノエトキシ)プロパン、トリス(2−シアノエチル)アミン等のシアノ基を3つ有する化合物; Compounds having three cyano groups such as 1,2,3-tris (2-cyanoethoxy) propane and tris (2-cyanoethyl) amine;

メチルシアネート、エチルシアネート、プロピルシアネート、ブチルシアネート、ペンチルシアネート、ヘキシルシアネート、ヘプチルシアネート等のシアネート化合物; Cyanate compounds such as methyl cyanate, ethyl cyanate, propyl cyanate, butyl cyanate, pentyl cyanate, hexyl cyanate, heptyl cyanate;

メチルチオシアネート、エチルチオシアネート、プロピルチオシアネート、ブチルチオシアネート、ペンチルチオシアネート、ヘキシルチオシアネート、ヘプチルチオシアネート、メタンスルホニルシアニド、エタンスルホニルシアニド、プロパンスルホニルシアニド、ブタンスルホニルシアニド、ペンタンスルホニルシアニド、ヘキサンスルホニルシアニド、ヘプタンスルホニルシアニド、メチルスルフロシアニダート、エチルスルフロシアニダート、プロピルスルフロシアニダート、ブチルスルフロシアニダート、ペンチルスルフロシアニダート、ヘキシルスルフロシアニダート、ヘプチルスルフロシアニダート等の含硫黄化合物; Methyl thiocyanate, ethyl thiocyanate, propyl thiocyanate, butyl thiocyanate, pentyl thiocyanate, hexyl thiocyanate, heptyl thiocyanate, methanesulfonyl cyanate, ethanesulfonyl cyanate, propanesulfonyl cyanate, butane sulfonyl cyanate, pentan sulfonyl cyanate, hexane sulfonyl cyanate , Heptane sulfonyl cyanide, methylsulfrosianidate, ethylsulfrosianidate, propylsulfrusianidate, butylsulfrosiocyanate, pentylsulfrusianidate, hexylsulfrusianidate, heptylsul Sulfur-containing compounds such as frocyanidate;

シアノジメチルホスフィン、シアノジメチルホスフィンオキシド、シアノメチルホスフィン酸メチル、シアノメチル亜ホスフィン酸メチル、ジメチルホスフィン酸シアニド、ジメチル亜ホスフィン酸シアニド、シアノホスホン酸ジメチル、シアノ亜ホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸シアノメチル、メチル亜ホスホン酸シアノメチル、リン酸シアノジメチル亜リン酸シアノジメチル等の含リン化合物;
等が挙げられる。
Cyanodimethylphosphine, cyanodimethylphosphine oxide, methyl cyanomethylphosphinate, methyl cyanomethyl phosphinate, dimethylphosphinic acid cyanide, dimethyl phosphite cyanide, dimethyl cyanophosphonate, dimethyl cyano phosphite, cyanomethyl methylphosphonate, methyl phosphon Phosphate-containing compounds such as cyanomethyl acid and cyanodimethyl phosphite;
And so on.

これらのうち、
アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、ラウロニトリル、クロトノニトリル、3‐メチルクロトノニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリルが保存特性向上の点から好ましく、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル等のシアノ基を2つ有する化合物がより好ましい。
Of these
Acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, isovaleronitrile, lauronitrile, crotononitrile, 3-methylcrotononitrile, malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, Azelanitrile, sebaconitrile, undecandinitrile, and dodecandinitrile are preferable from the viewpoint of improving storage characteristics, and cyano such as malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, azellanitrile, sebaconitrile, undecandinitrile, and dodecanenitrile A compound having two groups is more preferable.

シアノ基を有する化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。本実施形態の非水系電解液全体に対するシアノ基を有する化合物の含有量は、特に制限されず、任意である。本実施形態の非水系電解液に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下の濃度で含有させる。上記範囲内であるば、入出力特性や充放電レート特性、サイクル特性、高温保存特性等の向上効果が発現されやすい傾向にある。 As the compound having a cyano group, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio. The content of the compound having a cyanide group in the entire non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment is not particularly limited and is arbitrary. With respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment, it is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, and more. , Usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. Within the above range, improvement effects such as input / output characteristics, charge / discharge rate characteristics, cycle characteristics, and high temperature storage characteristics tend to be exhibited.

<1−4−5.ジイソシアナト化合物>
ジイソシアネート化合物としては、分子内に、窒素原子をイソシアナト基にのみ有し、また、イソシアナト基を2つ有していて、下記一般式(4)で表される化合物が好ましい。
<1-4-5. Diisocianato compound>
As the diisocyanate compound, a compound having a nitrogen atom only in the isocyanato group and two isocyanato groups in the molecule and represented by the following general formula (4) is preferable.

上記一般式(4)において、Xは環状構造を含み、かつ炭素数1以上15以下の有機基である。Xの炭素数は、通常2以上、好ましくは3以上、より好ましくは4以上であり、また通常14以下、好ましくは12以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは8以下である。 In the above general formula (4), X is an organic group having a cyclic structure and having 1 or more and 15 or less carbon atoms. The carbon number of X is usually 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and usually 14 or less, preferably 12 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 8 or less.

上記一般式(4)中、Xは、炭素数4〜6のシクロアルキレン基或いは芳香族炭化水素基を1つ以上有する、炭素数4〜15の有機基であることが特に好ましい。このとき、シクロアルキレン基上の水素原子はメチル基又はエチル基で置換されていてもよい。上記環状構造を有するジイソシアネート化合物は、立体的に嵩高いため分子であるため、正極上での副反応が起こりにくく、その結果サイクル特性並びに高温保存特性を向上させ得る。ここで、シクロアルキレン基或いは芳香族炭化水素基に結合する基の結合部位は特段限定されず、メタ位、パラ位、オルト位のいずれであってもよいが、メタ位又はパラ位が、皮膜間架橋距離が適切となることでリチウムイオン伝導性に有利となり、抵抗を低下させ易い傾向にあるため好ましい。また、シクロアルキレン基の中でも、ジイソシアネート化合物自体が副反応を起こし難い観点で、シクロペンチレン基又はシクロへキシレン基が好ましく、分子運動性の影響により抵抗を低下させ易いことから、シクロへキシレン基がより好ましい。 In the above general formula (4), X is particularly preferably an organic group having 4 to 15 carbon atoms and having one or more cycloalkylene groups having 4 to 6 carbon atoms or aromatic hydrocarbon groups. At this time, the hydrogen atom on the cycloalkylene group may be substituted with a methyl group or an ethyl group. Since the diisocyanate compound having the cyclic structure is sterically bulky and therefore a molecule, side reactions on the positive electrode are unlikely to occur, and as a result, the cycle characteristics and the high temperature storage characteristics can be improved. Here, the bonding site of the group bonded to the cycloalkylene group or the aromatic hydrocarbon group is not particularly limited and may be any of the meta position, the para position and the ortho position, but the meta position or the para position is the film. It is preferable that the cross-linking distance is appropriate because it is advantageous for lithium ion conductivity and tends to reduce the resistance. Further, among the cycloalkylene groups, a cyclopentylene group or a cyclohexylene group is preferable from the viewpoint that the diisocyanate compound itself is unlikely to cause a side reaction, and the resistance is easily reduced due to the influence of molecular motility. Therefore, the cyclohexylene group. Is more preferable.

また、シクロアルキレン基或いは芳香族炭化水素基とイソシアネート基との間には炭素数1〜3のアルキレン基を有していることが好ましい。アルキレン基を有することで立体的に嵩高くなるため、正極上での副反応が起こり難くなる傾向にある。さらにアルキレン基の炭素数が1〜3であれば、全分子量に対するイソシアネート基の占有割合を比較的に大きく保つことができるため、一般式(4)で表される化合物の配合効果が顕著に発現され易い傾向にある。 Further, it is preferable to have an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms between the cycloalkylene group or the aromatic hydrocarbon group and the isocyanate group. Since having an alkylene group makes it three-dimensionally bulky, side reactions on the positive electrode tend to be less likely to occur. Further, when the alkylene group has 1 to 3 carbon atoms, the occupancy ratio of the isocyanate group to the total molecular weight can be kept relatively large, so that the compounding effect of the compound represented by the general formula (4) is remarkably exhibited. It tends to be easy to do.

上記一般式(4)で表されるジイソシアネート化合物の分子量は特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、通常80以上であり、好ましくは115以上、より好ましくは170以上であり、また、通常300以下であり、好ましくは230以下である。この範囲内であれば、非水系電解液に対するジイソシアネート化合物の溶解性が確保され易い傾向にある。 The molecular weight of the diisocyanate compound represented by the general formula (4) is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The molecular weight is usually 80 or more, preferably 115 or more, more preferably 170 or more, and usually 300 or less, preferably 230 or less. Within this range, the solubility of the diisocyanate compound in a non-aqueous electrolyte solution tends to be easily ensured.

ジイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、
1,2−ジイソシアナトシクロペンタン、1,3−ジイソシアナトシクロペンタン、1,2−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−2,2’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−2,4’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−3,3’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、等のシクロアルカン環含有ジイソシアネート類;
1,2−フェニレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、トリレン−2,3−ジイソシアネート、トリレン−2,4−ジイソシアネート、トリレン−2,5−ジイソシアネート、トリレン−2,6−ジイソシアネート、トリレン−3,4−ジイソシアネート、トリレン−3,5−ジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、2,4−ジイソシアナトビフェニル、2,6−ジイソシアナトビフェニル、2,2’−ジイソシアナトビフェニル、3,3’−ジイソシアナトビフェニル、4,4’−ジイソシアナト−2−メチルビフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3−メチルビフェニル、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルビフェニル、4,4’−ジイソシアナトジフェニルメタン、4,4’−ジイソシアナト−2−メチルジフェニルメタン、4,4’−ジイソシアナト−3−メチルジフェニルメタン、4,4’−ジイソシアナト−3,3’−ジメチルジフェニルメタン、1,5−ジイソシアナトナフタレン、1,8−ジイソシアナトナフタレン、2,3−ジイソシアナトナフタレン、1,5−ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン、1,8−ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン、2,3−ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン等の芳香環含有ジイソシアネート類;
等が挙げられる。
Specific examples of the diisocyanate compound include, for example,
1,2-Diisocyanatocyclopentane, 1,3-diisocyanatocyclopentane, 1,2-diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane, 1,2 -Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-2,2'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,4' Cycloalkane ring-containing diisocyanates such as −diisocyanate, dicyclohexylmethane-3,3′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate;
1,2-phenylenediisocyanate, 1,3-phenylenediocyanate, 1,4-phenylenediocyanate, tolylen-2,3-diisocyanate, tolylen-2,4-diisocyanate, tolylen-2,5-diisocyanate, tolylen-2,6 -Diisocyanate, Trilen-3,4-Diisocyanate, Trilen-3,5-Diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) benzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) benzene, 1,4-bis (isocyanatomethyl) Natomethyl) benzene, 2,4-diisocyanatobiphenyl, 2,6-diisocyanatobiphenyl, 2,2'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-diisocyanatobiphenyl, 4,4'-diisocyanato- 2-Methylbiphenyl, 4,4'-diisocyanato-3-methylbiphenyl, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diisocyanato diphenylmethane, 4,4'-diisocyanato-2 -Methyldiphenylmethane, 4,4'-diisocyanato-3-methyldiphenylmethane, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 1,5-diisocyanatonaphthalene, 1,8-diisocyanatonaphthalene, 2 , 3-Diisocyanatonaphthalene, 1,5-bis (isocyanatomethyl) naphthalene, 1,8-bis (isocyanatomethyl) naphthalene, 2,3-bis (isocyanatomethyl) naphthalene and other aromatic ring-containing diisocyanates ;
And so on.

これらの中でも、1,2−ジイソシアナトシクロペンタン、1,3−ジイソシアナトシクロペンタン、1,2−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,2−フェニレンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、2,4−ジイソシアナトビフェニル、2,6−ジイソシアナトビフェニルが、負極上により緻密な複合的な皮膜が形成され易く、その結果、電池耐久性が向上する傾向にあるため、好ましい。 Among these, 1,2-diisocyanatocyclopentane, 1,3-diisocyanatocyclopentane, 1,2-diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane , 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,2-phenylenediocyanate, 1,3-phenylenediocyanate , 1,4-phenylenediocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) benzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) benzene, 1,4-bis (isocyanatomethyl) benzene, 2,4-diisosia Natobiphenyl and 2,6-diisocyanatobiphenyl are preferable because a denser complex film is likely to be formed on the negative electrode, and as a result, battery durability tends to be improved.

これらの中でも、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)ベンゼンが、その分子の対称性から負極上にリチウムイオン伝導性に有利な皮膜が形成され易く、その結果、電池特性がさらに向上さる傾向にあるため、より好ましい。 Among these, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-phenylenediocyanate, 1,4-phenylenediocyanate, 1,2-bis (isocyanato) Methyl) benzene, 1,3-bis (isocyanatomethyl) benzene, and 1,4-bis (isocyanatomethyl) benzene are likely to form a film advantageous for lithium ion conductivity on the negative electrode due to their molecular symmetry. As a result, the battery characteristics tend to be further improved, which is more preferable.

また、上述したジイソシアネート化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Further, as the above-mentioned diisocyanate compound, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.

ジイソシアネート化合物の含有量は、特に制限されず、任意であるが、本実施形態の非水系電解液に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、また、通常5質量%以下、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下である。ジイソシアネート化合物の含有量が上記範囲内であると、サイクル、保存等の耐久性が向上する傾向にある。 The content of the diisocyanate compound is not particularly limited and is arbitrary, but is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0, based on the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment. .1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 4% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less. When the content of the diisocyanate compound is within the above range, the durability such as cycle and storage tends to be improved.

なお、ジイソシアネート化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。また、市販品を用いてもよい。 The method for producing the diisocyanate compound is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production. Moreover, you may use a commercially available product.

<2−4−6.カルボン酸無水物>
カルボン酸無水物としては、下記一般式(5)で表される化合物が好ましい。カルボン酸無水物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
<2-4-6. Carboxylic acid anhydride>
As the carboxylic acid anhydride, a compound represented by the following general formula (5) is preferable. The method for producing the carboxylic acid anhydride is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.

(一般式(5)中、R,Rはそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい、炭素数1以上15以下の炭化水素基を表す。R,Rは、互いに結合して、環状構造を形成していてもよい。) (In the general formula (5), R 1 and R 2 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms which may have a substituent. R 1 and R 2 are bonded to each other. May form an annular structure.)

,Rは、一価の炭化水素基であれば、その種類は特に制限されない。例えば、脂肪族炭化水素基であっても芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが結合したものであってもよい。脂肪族炭化水素基は、飽和炭化水素基であってもよく、不飽和結合(炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合)を含んでいてもよい。また、脂肪族炭化水素基は、鎖状であっても環状であってもよく、鎖状の場合は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。さらには、鎖状と環状とが結合したものであってもよい。なお、R及びRは互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。 The types of R 1 and R 2 are not particularly limited as long as they are monovalent hydrocarbon groups. For example, it may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, or may be a bond of an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group. The aliphatic hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group or may contain an unsaturated bond (carbon-carbon double bond or carbon-carbon triple bond). Further, the aliphatic hydrocarbon group may be chain-like or cyclic, and in the case of chain-like, it may be linear or branched-chain. Furthermore, the chain and the ring may be combined. In addition, R 1 and R 2 may be the same as each other or may be different from each other.

また、R,Rが互いに結合して環状構造を形成する場合、R及びRが互いに結合して構成された炭化水素基は二価である。二価の炭化水素基の種類は特に制限されない。すなわち、脂肪族基でも芳香族基でもよく、脂肪族基と芳香族基とが結合したものでもよい。脂肪族基の場合、飽和基でも不飽和基でもよい。また、鎖状基でも環状基でもよく、鎖状基の場合は直鎖状基でも分岐鎖状基でもよい。さらには鎖状基と環状基とが結合したものでもよい。 Further, when R 1 and R 2 are bonded to each other to form a cyclic structure, the hydrocarbon group formed by bonding R 1 and R 2 to each other is divalent. The type of divalent hydrocarbon group is not particularly limited. That is, it may be an aliphatic group or an aromatic group, or may be a combination of an aliphatic group and an aromatic group. In the case of an aliphatic group, it may be a saturated group or an unsaturated group. Further, it may be a chain group or a cyclic group, and in the case of a chain group, it may be a linear group or a branched chain group. Further, a chain group and a cyclic group may be bonded.

また、R,Rの炭化水素基が置換基を有する場合、その置換基の種類は、特に制限されない。その具体例としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子が挙げられ、その中でも好ましくはフッ素原子である。また、ハロゲン原子以外の置換基として、エステル基、シアノ基、カルボニル基、エーテル基等の官能基を有する置換基等も挙げられ、その中もも好ましくはシアノ基、カルボニル基である。R,Rの炭化水素基は、これらの置換基を一つのみ有していてもよく、二つ以上有していてもよい。二つ以上の置換基を有する場合、それらの置換基は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。 When the hydrocarbon groups of R 1 and R 2 have a substituent, the type of the substituent is not particularly limited. Specific examples thereof include halogen atoms such as fluorine atom, chlorine atom, bromine atom and iodine atom, and among them, fluorine atom is preferable. Further, examples of the substituent other than the halogen atom include a substituent having a functional group such as an ester group, a cyano group, a carbonyl group and an ether group, and among them, a cyano group and a carbonyl group are preferable. The hydrocarbon groups of R 1 and R 2 may have only one of these substituents, or may have two or more of them. When having two or more substituents, the substituents may be the same or different from each other.

,Rの各々の炭化水素基の炭素数は、通常1以上であり、また通常15以下、好ましくは12以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは9以下である。RとRとが互いに結合して二価の炭化水素基を形成している場合は、その二価の炭化水素基の炭素数が、通常2以上であり、また通常15以下、好ましくは13以下、より好ましくは10以下、さらに好ましくは8以下である。なお、R,Rの炭化水素基が炭素原子を含有する置換基を有する場合は、その置換基も含めたR,R全体の炭素数が上記範囲を満たしていることが好ましい。 The carbon number of each hydrocarbon group of R 1 and R 2 is usually 1 or more, and is usually 15 or less, preferably 12 or less, more preferably 10 or less, and further preferably 9 or less. When R 1 and R 2 are bonded to each other to form a divalent hydrocarbon group, the number of carbon atoms of the divalent hydrocarbon group is usually 2 or more, and usually 15 or less, preferably 15 or less. It is 13 or less, more preferably 10 or less, still more preferably 8 or less. When the hydrocarbon groups of R 1 and R 2 have a substituent containing a carbon atom, it is preferable that the total number of carbon atoms of R 1 and R 2 including the substituent satisfies the above range.

次いで、上記一般式(5)で表わされるカルボン酸無水物の具体例について説明する。なお、以下の例示において「類縁体」とは、例示される酸無水物の構造の一部を、別の構造に置き換えることにより得られるカルボン酸無水物を意味し、例えば複数のカルボン酸無水物からなる二量体、三量体及び四量体等、又は、置換基の炭素数が同じではあるが分岐鎖を有する等構造異性のもの、置換基がカルボン酸無水物に結合する部位が異なるもの等が挙げられる。 Next, a specific example of the carboxylic acid anhydride represented by the general formula (5) will be described. In the following examples, the "related material" means a carboxylic acid anhydride obtained by replacing a part of the structure of the exemplified acid anhydride with another structure, for example, a plurality of carboxylic acid anhydrides. Dimers, trimerics, tetramers, etc. consisting of, or isostructural heterogeneous ones having the same number of carbon atoms but having a branched chain, and different sites where the substituents bind to carboxylic acid anhydrides. Things etc. can be mentioned.

まず、R,Rが同一であるカルボン酸無水物の具体例を以下に挙げる。 First, specific examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are the same are given below.

,Rが鎖状アルキル基であるカルボン酸無水物の具体例としては、無水酢酸、プロピオン酸無水物、ブタン酸無水物、2−メチルプロピオン酸無水物、2,2−ジメチルプロピオン酸無水物、2−メチルブタン酸無水物、3−メチルブタン酸無水物、2,2−ジメチルブタン酸無水物、2,3−ジメチルブタン酸無水物、3,3−ジメチルブタン酸無水物、2,2,3−トリメチルブタン酸無水物、2,3,3−トリメチルブタン酸無水物、2,2,3,3−テトラメチルブタン酸無水物、2−エチルブタン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are chain alkyl groups include acetic anhydride, propionic anhydride, butanoic anhydride, 2-methylpropionic anhydride, and 2,2-dimethylpropionic acid. Anhydrous, 2-methylbutanoic anhydride, 3-methylbutanoic anhydride, 2,2-dimethylbutanoic anhydride, 2,3-dimethylbutanoic anhydride, 3,3-dimethylbutanoic anhydride, 2,2 , 3-trimethylbutanoic anhydride, 2,3,3-trimethylbutanoic anhydride, 2,2,3,3-tetramethylbutanoic anhydride, 2-ethylbutanoic anhydride, etc., and their analogs, etc. Can be mentioned.

,Rが環状アルキル基であるカルボン酸無水物の具体例としては、シクロプロパンカルボン酸無水物、シクロペンタンカルボン酸無水物、シクロヘキサンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid anhydride in which R 1 and R 2 are cyclic alkyl groups include cyclopropanecarboxylic acid anhydride, cyclopentanecarboxylic acid anhydride, cyclohexanecarboxylic acid anhydride, and their analogs. Be done.

,Rがアルケニル基であるカルボン酸無水物の具体例としては、アクリル酸無水物、2−メチルアクリル酸無水物、3−メチルアクリル酸無水物、2,3−ジメチルアクリル酸無水物、3,3−ジメチルアクリル酸無水物、2,3,3−トリメチルアクリル酸無水物、2−フェニルアクリル酸無水物、3−フェニルアクリル酸無水物、2,3−ジフェニルアクリル酸無水物、3,3−ジフェニルアクリル酸無水物、3−ブテン酸無水物、2−メチル−3−ブテン酸無水物、2,2−ジメチル−3−ブテン酸無水物、3−メチル−3−ブテン酸無水物、2−メチル−3−メチル−3−ブテン酸無水物、2,2−ジメチル−3−メチル−3−ブテン酸無水物、3−ペンテン酸無水物、4−ペンテン酸無水物、2−シクロペンテンカルボン酸無水物、3−シクロペンテンカルボン酸無水物、4−シクロペンテンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are alkenyl groups include acrylate anhydride, 2-methyl acrylate anhydride, 3-methyl acrylate anhydride, and 2,3-dimethyl acrylate anhydride. , 3,3-Dimethylacrylic anhydride, 2,3,3-trimethylacrylic anhydride, 2-phenylacrylic anhydride, 3-phenylacrylic anhydride, 2,3-diphenylacrylic anhydride, 3 , 3-Diphenylacrylic anhydride, 3-butenoic anhydride, 2-methyl-3-butenoic anhydride, 2,2-dimethyl-3-butenoic anhydride, 3-methyl-3-butenoic anhydride , 2-Methyl-3-methyl-3-butenoic anhydride, 2,2-dimethyl-3-methyl-3-butenoic anhydride, 3-pentenoic anhydride, 4-pentenoic anhydride, 2-cyclopentene Examples thereof include carboxylic acid anhydride, 3-cyclopentenecarboxylic acid anhydride, 4-cyclopentenecarboxylic acid anhydride and the like, and analogs thereof.

,Rがアルキニル基であるカルボン酸無水物の具体例としては、プロピン酸無水物、3−フェニルプロピン酸無水物、2−ブチン酸無水物、2−ペンチン酸無水物、3−ブチン酸無水物、3−ペンチン酸無水物、4−ペンチン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are alkynyl groups include propic acid anhydride, 3-phenylpropic acid anhydride, 2-butynic acid anhydride, 2-pentyne anhydride, and 3-butyne. Examples thereof include acid anhydrides, 3-pentanoic anhydrides, 4-pentanoic anhydrides and the like, and their analogs.

,Rがアリール基であるカルボン酸無水物の具体例としては、安息香酸無水物、4−メチル安息香酸無水物、4−エチル安息香酸無水物、4−tert−ブチル安息香酸無水物、2−メチル安息香酸無水物、2,4,6−トリメチル安息香酸無水物、1−ナフタレンカルボン酸無水物、2−ナフタレンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are aryl groups include benzoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid anhydride, 4-ethyl benzoic acid anhydride, and 4-tert-butyl benzoic acid anhydride. , 2-Methylbenzoic acid anhydride, 2,4,6-trimethylbenzoic acid anhydride, 1-naphthalenecarboxylic acid anhydride, 2-naphthalenecarboxylic acid anhydride and the like, and their analogs and the like.

また、R,Rがハロゲン原子で置換されたカルボン酸無水物の例として、主にフッ素原子で置換されたカルボン酸無水物の例を以下に挙げるが、これらのフッ素原子の一部又は全部を塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子に置換して得られるカルボン酸無水物も、例示化合物に含まれるものとする。 Further, as an example of a carboxylic acid anhydride in which R 1 and R 2 are substituted with a halogen atom, an example of a carboxylic acid anhydride in which R 1 and R 2 are mainly substituted with a fluorine atom is given below, and some of these fluorine atoms or Carboxylic acid anhydrides obtained by substituting all of them with chlorine atoms, bromine atoms and iodine atoms are also included in the exemplary compounds.

,Rがハロゲン原子で置換された鎖状アルキル基であるカルボン酸無水物の例としては、フルオロ酢酸無水物、ジフルオロ酢酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、2−フルオロプロピオン酸無水物、2,2−ジフルオロプロピオン酸無水物、2,3−ジフルオロプロピオン酸無水物、2,2,3−トリフルオロプロピオン酸無水物、2,3,3−トリフルオロプロピオン酸無水物、2,2,3,3−テトラプロピオン酸無水物、2,3,3,3−テトラプロピオン酸無水物、3−フルオロプロピオン酸無水物、3,3−ジフルオロプロピオン酸無水物、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸無水物、パーフルオロプロピオン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are chain alkyl groups substituted with halogen atoms include fluoroacetic anhydride, difluoroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, and 2-fluoropropionic anhydride. , 2,2-Difluoropropionic acid anhydride, 2,3-difluoropropionic acid anhydride, 2,2,3-trifluoropropionic acid anhydride, 2,3,3-trifluoropropionic acid anhydride, 2,2 , 3,3-Tetrapropionic acid anhydride, 2,3,3,3-tetrapropionic acid anhydride, 3-fluoropropionic acid anhydride, 3,3-difluoropropionic acid anhydride, 3,3,3-tri Fluoropropionic anhydride, perfluoropropionic anhydride and the like, and their analogs and the like can be mentioned.

,Rがハロゲン原子で置換された環状アルキル基であるカルボン酸無水物の例としては、2−フルオロシクロペンタンカルボン酸無水物、3−フルオロシクロペンタンカルボン酸無水物、4−フルオロシクロペンタンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる Examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are cyclic alkyl groups substituted with halogen atoms include 2-fluorocyclopentanecarboxylic acid anhydride, 3-fluorocyclopentanecarboxylic acid anhydride, and 4-fluorocyclo. Examples thereof include pentancarboxylic acid anhydrides and their analogs.

,Rがハロゲン原子で置換されたアルケニル基であるカルボン酸無水物の例としては、2−フルオロアクリル酸無水物、3−フルオロアクリル酸無水物、2,3−ジフルオロアクリル酸無水物、3,3−ジフルオロアクリル酸無水物、2,3,3−トリフルオロアクリル酸無水物、2−(トリフルオロメチル)アクリル酸無水物、3−( トリフルオロメチル)アクリル酸無水物、2,3−ビス(トリフルオロメチル)アクリル酸無水物、2,3,3−トリス(トリフルオロメチル)アクリル酸無水物、2−(4−フルオロフェニル)アクリル酸無水物、3−(4−フルオロフェニル)アクリル酸無水物、2,3−ビス(4−フルオロフェニル)アクリル酸無水物、3,3−ビス(4−フルオロフェニル)アクリル酸無水物、2−フルオロ−3−ブテン酸無水物、2,2−ジフルオロ−3−ブテン酸無水物、3−フルオロ−2−ブテン酸無水物、4−フルオロ−3−ブテン酸無水物、3,4−ジフルオロ−3−ブテン酸無水物、3,3,4−トリフルオロ−3−ブテン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are alkenyl groups substituted with halogen atoms are 2-fluoroacrylic acid anhydride, 3-fluoroacrylic acid anhydride, and 2,3-difluoroacrylic acid anhydride. , 3,3-Difluoroacrylic anhydride, 2,3,3-trifluoroacrylic anhydride, 2- (trifluoromethyl) acrylic anhydride, 3- (trifluoromethyl) acrylic anhydride, 2, 3-Bis (trifluoromethyl) acrylate anhydride, 2,3,3-tris (trifluoromethyl) acrylate anhydride, 2- (4-fluorophenyl) acrylate anhydride, 3- (4-fluorophenyl) ) Acrylic anhydride, 2,3-bis (4-fluorophenyl) acrylic anhydride, 3,3-bis (4-fluorophenyl) acrylic anhydride, 2-fluoro-3-butenoic anhydride, 2 , 2-Difluoro-3-butenoic anhydride, 3-fluoro-2-butenoic anhydride, 4-fluoro-3-butenoic anhydride, 3,4-difluoro-3-butenoic anhydride, 3,3 , 4-Trifluoro-3-butenoic anhydride and the like, and their analogs and the like.

,Rがハロゲン原子で置換されたアルキニル基であるカルボン酸無水物の例としては、3−フルオロ−2−プロピン酸無水物、3−(4−フルオロフェニル)−2−プロピン酸無水物、3−(2,3,4,5,6−ペンタフルオロフェニル)−2−プロピン酸無水物、4−フルオロ−2−ブチン酸無水物、4,4−ジフルオロ−2−ブチン酸無水物、4,4,4−トリフルオロ−2−ブチン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are alkynyl groups substituted with halogen atoms include 3-fluoro-2-propic anhydride and 3- (4-fluorophenyl) -2-propic anhydride. , 3- (2,3,4,5,6-pentafluorophenyl) -2-propic anhydride, 4-fluoro-2-butanoic anhydride, 4,4-difluoro-2-butanoic anhydride , 4,4,4-Trifluoro-2-butylic anhydride and the like, and their analogs and the like.

,Rがハロゲン原子で置換されたアリール基であるカルボン酸無水物の例としては、4−フルオロ安息香酸無水物、2,3,4,5,6−ペンタフルオロ安息香酸無水物、4−トリフルオロメチル安息香酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are aryl groups substituted with halogen atoms include 4-fluorobenzoic anhydride, 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoic anhydride, Examples thereof include 4-trifluoromethylbenzoic anhydride and the like, and their analogs and the like.

,Rがエステル、ニトリル、ケトン、エーテル等の官能基を有する置換基を有しているカルボン酸無水物の例としては、メトキシギ酸無水物、エトキシギ酸無水物、メチルシュウ酸無水物、エチルシュウ酸無水物、2−シアノ酢酸無水物、2−オキソプロピオン酸無水物、3−オキソブタン酸無水物、4−アセチル安息香酸無水物、メトキシ酢酸無水物、4−メトキシ安息香酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 have substituents having functional groups such as esters, nitriles, ketones, and ethers include methoxygenic acid anhydrides, ethoxysilic acid anhydrides, and methyl oxalic acid anhydrides. , Ethyl oxalic anhydride, 2-cyanoacetic anhydride, 2-oxopropionic anhydride, 3-oxobutanoic anhydride, 4-acetylbenzoic anhydride, methoxyacetic anhydride, 4-methoxybenzoic anhydride, etc. , And their relatives and the like.

続いて、R,Rが互いに異なるカルボン酸無水物の具体例を以下に挙げる。 Subsequently, specific examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are different from each other will be given below.

,Rとしては上に挙げた例、及びそれらの類縁体の全ての組み合わせが考えられるが、以下に代表的な例を挙げる。 As R 1 and R 2 , the above-mentioned examples and all combinations of their analogs can be considered, and typical examples are given below.

鎖状アルキル基同士の組み合わせの例としては、酢酸プロピオン酸無水物、酢酸ブタン酸無水物、ブタン酸プロピオン酸無水物、酢酸2−メチルプロピオン酸無水物、
等が挙げられる。
Examples of combinations of chain alkyl groups include propionic acetate anhydride, butanoic anhydride, butane propionic anhydride, 2-methylpropionic anhydride,
And so on.

鎖状アルキル基と環状アルキル基の組み合わせの例としては、酢酸シクロペンタン酸無水物、酢酸シクロヘキサン酸無水物、シクロペンタン酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the chain alkyl group and the cyclic alkyl group include cyclopentanoic acid anhydride, cyclohexaneic acid acetate anhydride, propionic anhydride, and the like.

鎖状アルキル基とアルケニル基の組み合わせの例としては、酢酸アクリル酸無水物、酢酸3−メチルアクリル酸無水物、酢酸3−ブテン酸無水物、アクリル酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the chain alkyl group and the alkenyl group include acrylic anhydride, 3-methylacrylic acetate, 3-butenoic acid anhydride, propionic anhydride and the like.

鎖状アルキル基とアルキニル基の組み合わせの例としては、酢酸プロピン酸無水物、酢酸2−ブチン酸無水物、酢酸3−ブチン酸無水物、酢酸3−フェニルプロピン酸無水物、プロピオン酸プロピン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of chain alkyl groups and alkynyl groups include propicic anhydride, 2-butynic acetate anhydride, 3-butynic acetate anhydride, 3-phenylpropic anhydride acetate, and propionic propionate anhydride. Things, etc. can be mentioned.

鎖状アルキル基とアリール基の組み合わせの例としては、酢酸安息香酸無水物、酢酸4−メチル安息香酸無水物、酢酸1−ナフタレンカルボン酸無水物、安息香酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the chain alkyl group and the aryl group include benzoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid anhydride, 1-naphthalenecarboxylic acid anhydride, propionic anhydride and the like.

鎖状アルキル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、酢酸フルオロ酢酸無水物、酢酸トリフルオロ酢酸無水物、酢酸4−フルオロ安息香酸無水物、フルオロ酢酸プロピオン酸無水物、酢酸アルキルシュウ酸無水物、酢酸2−シアノ酢酸無水物、酢酸2−オキソプロピオン酸無水物、酢酸メトキシ酢酸無水物、メトキシ酢酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of a chain alkyl group and a hydrocarbon group having a functional group include fluoroacetic acid anhydride, trifluoroacetic acid anhydride, 4-fluorobenzoic acid anhydride, fluoropropionic acid anhydride, and alkyl acetate. Examples thereof include oxalic acid anhydride, 2-cyanoacetic acid anhydride, 2-oxopropionic acid acetate anhydride, methoxyacetylacetic acid anhydride, methoxypropionic acid anhydride and the like.

環状アルキル基同士の組み合わせの例としては、シクロペンタン酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of cyclic alkyl groups include cyclopentanoic acid cyclohexaneic anhydride and the like.

環状アルキル基とアルケニル基の組み合わせの例としては、アクリル酸シクロペンタン酸無水物、3−メチルアクリル酸シクロペンタン酸無水物、3−ブテン酸シクロペンタン酸無水物、アクリル酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of cyclic alkyl groups and alkenyl groups include cyclopentanoic anhydride, 3-methylacrylate cyclopentanoic anhydride, 3-butenoic cyclopentanoic anhydride, cyclohexaneic anhydride, etc. Can be mentioned.

環状アルキル基とアルキニル基の組み合わせの例としては、プロピン酸シクロペンタン酸無水物、2−ブチン酸シクロペンタン酸無水物、プロピン酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the cyclic alkyl group and the alkynyl group include cyclopentanoic anhydride, 2-butynate cyclopentanoic anhydride, cyclohexaneic anhydride, and the like.

環状アルキル基とアリール基の組み合わせの例としては、安息香酸シクロペンタン酸無水物、4−メチル安息香酸シクロペンタン酸無水物、安息香酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the cyclic alkyl group and the aryl group include cyclopentanoic anhydride of benzoate, cyclopentanoic anhydride of 4-methylbenzoate, cyclohexaneic anhydride of benzoate, and the like.

環状アルキル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、フルオロ酢酸シクロペンタン酸無水物、シクロペンタン酸トリフルオロ酢酸無水物、シクロペンタン酸2−シアノ酢酸無水物、シクロペンタン酸メトキシ酢酸無水物、シクロヘキサン酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of cyclic alkyl groups and hydrocarbon groups with functional groups include cyclopentanoic anhydride, cyclopentanoic acid trifluoroacetic anhydride, cyclopentanoic 2-cyanoacetic anhydride, and methoxyacetic anhydride. Anhydride, cyclohexanoic acid fluoroacetic anhydride, and the like can be mentioned.

アルケニル基同士の組み合わせの例としては、アクリル酸2−メチルアクリル酸無水物、アクリル酸3−メチルアクリル酸無水物、アクリル酸3−ブテン酸無水物、2−メチルアクリル酸3−メチルアクリル酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of alkenyl groups include 2-methylacrylic anhydride of acrylate, 3-methylacrylic anhydride of acrylate, 3-butenoic anhydride of acrylate, and 3-methylacrylic anhydride of 2-methylacrylate. Things, etc. can be mentioned.

アルケニル基とアルキニル基の組み合わせの例としては、アクリル酸プロピン酸無水物、アクリル酸2−ブチン酸無水物、2−メチルアクリル酸プロピン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the alkenyl group and the alkynyl group include acrylic acid propicic anhydride, acrylic acid 2-butynic anhydride, 2-methylacrylic acid propicic anhydride, and the like.

アルケニル基とアリール基の組み合わせの例としては、アクリル酸安息香酸無水物、アクリル酸4−メチル安息香酸無水物、2−メチルアクリル酸安息香酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the alkenyl group and the aryl group include acrylic acid benzoic acid anhydride, acrylic acid 4-methylbenzoic acid anhydride, 2-methylacrylic acid benzoic acid anhydride, and the like.

アルケニル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、アクリル酸フルオロ酢酸無水物、アクリル酸トリフルオロ酢酸無水物、アクリル酸2−シアノ酢酸無水物、アクリル酸メトキシ酢酸無水物、2−メチルアクリル酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of an alkenyl group and a hydrocarbon group having a functional group include fluoroacetic acid anhydride, trifluoroacetic acid anhydride, 2-cyanoacetic acid anhydride, methoxyacetic acid anhydride, 2-. Examples thereof include methyl acrylate fluoroacetic acid anhydride.

アルキニル基同士の組み合わせの例としては、プロピン酸2−ブチン酸無水物、プロピン酸3−ブチン酸無水物、2−ブチン酸3−ブチン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of alkynyl groups include propanoic acid 2-butynic anhydride, propic acid 3-butynic anhydride, 2-butynic acid 3-butynic anhydride, and the like.

アルキニル基とアリール基の組み合わせの例としては、安息香酸プロピン酸無水物、4−メチル安息香酸プロピン酸無水物、安息香酸2−ブチン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of the combination of the alkynyl group and the aryl group include benzoic acid propicic anhydride, 4-methylbenzoic acid propicic anhydride, benzoic acid 2-butynic anhydride, and the like.

アルキニル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、プロピン酸フルオロ酢酸無水物、プロピン酸トリフルオロ酢酸無水物、プロピン酸2−シアノ酢酸無水物、プロピン酸メトキシ酢酸無水物、2−ブチン酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of an alkynyl group and a hydrocarbon group having a functional group include fluoroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, 2-cyanoacetic anhydride, 2-cyanoacetic anhydride, methoxyacetic anhydride, 2-. Fluoroacetic anhydride, butynate, and the like can be mentioned.

アリール基同士の組み合わせの例としては、安息香酸4−メチル安息香酸無水物、安息香酸1−ナフタレンカルボン酸無水物、4−メチル安息香酸1−ナフタレンカルボン酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of aryl groups include 4-methylbenzoic acid anhydride, 1-naphthalenecarboxylic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid 1-naphthalenecarboxylic acid anhydride, and the like.

アリール基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、安息香酸フルオロ酢酸無水物、安息香酸トリフルオロ酢酸無水物、安息香酸2−シアノ酢酸無水物、安息香酸メトキシ酢酸無水物、4−メチル安息香酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of an aryl group and a hydrocarbon group having a functional group include fluoroacetic anhydride of benzoate, trifluoroacetic anhydride of benzoate, 2-cyanoacetate anhydride of benzoate, methoxyacetic anhydride of benzoate, 4- Fluoroacetic anhydride of methylbenzoate, and the like can be mentioned.

官能基を有する炭化水素基同士の組み合わせの例としては、フルオロ酢酸トリフルオロ酢酸無水物、フルオロ酢酸2−シアノ酢酸無水物、フルオロ酢酸メトキシ酢酸無水物、トリフルオロ酢酸2−シアノ酢酸無水物、等が挙げられる。 Examples of combinations of hydrocarbon groups having functional groups include trifluoroacetic acid anhydride, fluoroacetic acid 2-cyanoacetate anhydride, fluoroacetic acid methoxyacetic acid anhydride, trifluoroacetic acid 2-cyanoacetate anhydride, and the like. Can be mentioned.

上記の鎖状構造を形成しているカルボン酸無水物のうち好ましくは、
無水酢酸、プロピオン酸無水物、2−メチルプロピオン酸無水物、シクロペンタンカルボン酸無水物、シクロヘキサンカルボン酸無水物等、アクリル酸無水物、2−メチルアクリル酸無水物、3−メチルアクリル酸無水物、2,3−ジメチルアクリル酸無水物、3,3−ジメチルアクリル酸無水物、3−ブテン酸無水物、2−メチル−3−ブテン酸無水物、プロピン酸無水物、2−ブチン酸無水物、安息香酸無水物、2−メチル安息香酸無水物、4−メチル安息香酸無水物、4−tert−ブチル安息香酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、3,3,3−トリフルオロプロピオン酸無水物、2−(トリフルオロメチル)アクリル酸無水物、2−(4−フルオロフェニル)アクリル酸無水物、4−フルオロ安息香酸無水物、2,3,4,5,6−ペンタフルオロ安息香酸無水物、メトキシギ酸無水物、エトキシギ酸無水物、
であり、より好ましくは、
アクリル酸無水物、2−メチルアクリル酸無水物、3−メチルアクリル酸無水物、安息香酸無水物、2−メチル安息香酸無水物、4−メチル安息香酸無水物、4−tert−ブチル安息香酸無水物、4−フルオロ安息香酸無水物、2,3,4,5,6−ペンタフルオロ安息香酸無水物、メトキシギ酸無水物、エトキシギ酸無水物である。
Of the carboxylic acid anhydrides forming the above chain structure, preferably
Acetic anhydride, propionic acid anhydride, 2-methylpropionic acid anhydride, cyclopentanecarboxylic acid anhydride, cyclohexanecarboxylic acid anhydride, etc., acrylic acid anhydride, 2-methylacrylic acid anhydride, 3-methylacrylic acid anhydride , 2,3-dimethylacrylic acid anhydride, 3,3-dimethylacrylic acid anhydride, 3-butenoic acid anhydride, 2-methyl-3-butenoic acid anhydride, propic acid anhydride, 2-butanoic acid anhydride , Anhydrous benzoate, 2-Methyl benzoate anhydride, 4-Methyl benzoate anhydride, 4-tert-butyl benzoic acid anhydride, trifluoroacetate anhydride, 3,3,3-trifluoropropionic acid anhydride , 2- (Trifluoromethyl) acrylate anhydride, 2- (4-fluorophenyl) acrylate anhydride, 4-fluorobenzoic acid anhydride, 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoic acid anhydride , Methoxysilic anhydride, ethoxysilic anhydride,
And more preferably
Acrylic acid anhydride, 2-methylacrylic acid anhydride, 3-methylacrylic acid anhydride, benzoic acid anhydride, 2-methylbenzoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid anhydride, 4-tert-butyl benzoic acid anhydride The product, 4-fluorobenzoic acid anhydride, 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoic acid anhydride, methoxycirate anhydride, ethoxygeic acid anhydride.

これらのカルボン酸無水物は、適切にリチウムオキサラート塩との結合を形成して耐久性に優れる皮膜を形成することで、特に耐久試験後の充放電レート特性、入出力特性、インピーダンス特性を向上させることができる観点で好ましい。 These carboxylic acid anhydrides appropriately form bonds with lithium oxalate salts to form a film having excellent durability, thereby improving charge / discharge rate characteristics, input / output characteristics, and impedance characteristics especially after the durability test. It is preferable from the viewpoint that it can be discharged.

続いて、RとRとが互いに結合して環状構造を形成しているカルボン酸無水物の具体例を以下に挙げる。 Subsequently, specific examples of the carboxylic acid anhydride in which R 1 and R 2 are bonded to each other to form a cyclic structure will be given below.

まず、RとRとが互いに結合して5員環構造を形成しているカルボン酸無水物の具体例としては、無水コハク酸、4−メチルコハク酸無水物、4,4−ジメチルコハク酸無水物、4,5−ジメチルコハク酸無水物、4,4,5−トリメチルコハク酸無水物、4,4,5,5−テトラメチルコハク酸無水物、4−ビニルコハク酸無水物、4,5−ジビニルコハク酸無水物、4−フェニルコハク酸無水物、4,5−ジフェニルコハク酸無水物、4,4−ジフェニルコハク酸無水物、シトラコン酸無水物、無水マレイン酸、4−メチルマレイン酸無水物、4,5−ジメチルマレイン酸無水物、4−フェニルマレイン酸無水物、4,5−ジフェニルマレイン酸無水物、イタコン酸無水物、5−メチルイタコン酸無水物、5,5−ジメチルイタコン酸無水物、無水フタル酸、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 First, specific examples of the carboxylic acid anhydride in which R 1 and R 2 are bonded to each other to form a 5-membered ring structure include succinic anhydride, 4-methylsuccinic anhydride, and 4,4-dimethylsuccinic acid. Anhydride, 4,5-dimethylsuccinic anhydride, 4,4,5-trimethylsuccinic anhydride, 4,4,5,5-tetramethylsuccinic anhydride, 4-vinylsuccinic anhydride, 4,5 − Divinyl succinic anhydride, 4-phenylsuccinic anhydride, 4,5-diphenylsuccinic anhydride, 4,4-diphenylsuccinic anhydride, citraconic acid anhydride, maleic anhydride, 4-methylmaleic anhydride , 4,5-dimethylmaleic anhydride, 4-phenylmaleic anhydride, 4,5-diphenylmaleic anhydride, itaconic acid anhydride, 5-methylitaconic acid anhydride, 5,5-dimethylitaconic acid Anhydride, phthalic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride and the like, and their analogs and the like can be mentioned.

とRとが互いに結合して6員環構造を形成しているカルボン酸無水物の具体例としては、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、グルタル酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid anhydride in which R 1 and R 2 are bonded to each other to form a 6-membered ring structure include cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid anhydride and 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid. Examples thereof include acid anhydrides, glutaric acid anhydrides, and their analogs.

とRとが互いに結合してその他の環状構造を形成しているカルボン酸無水物の具体例としては、5−ノルボルネン−2,3−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、ピロメリット酸無水物、ジグリコール酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid anhydride in which R 1 and R 2 are bonded to each other to form another cyclic structure are 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride and cyclopentanetetracarboxylic dianhydride. Examples thereof include substances, pyromellitic anhydrides, diglycolic acid anhydrides, and their analogs.

とRとが互いに結合して環状構造を形成するとともに、ハロゲン原子で置換されたカルボン酸無水物の具体例としては、4−フルオロコハク酸無水物、4,4−ジフルオロコハク酸無水物、4,5−ジフルオロコハク酸無水物、4,4,5−トリフルオロコハク酸無水物、4,4,5,5−テトラフルオロコハク酸無水物、4−フルオロマレイン酸無水物、4,5−ジフルオロマレイン酸無水物、5−フルオロイタコン酸無水物、5,5−ジフルオロイタコン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。 Specific examples of carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are bonded to each other to form a cyclic structure and are substituted with halogen atoms include 4-fluorosuccinic anhydride and 4,4-difluorosuccinic anhydride. , 4,5-Difluorosuccinic anhydride, 4,4,5-trifluorosuccinic anhydride, 4,4,5,5-tetrafluorosuccinic anhydride, 4-fluoromaleic anhydride, 4, Examples thereof include 5-difluoromaleic anhydride, 5-fluoroitaconic anhydride, 5,5-difluoroitaconic anhydride, and their analogs.

上記のRとRとが結合しているカルボン酸無水物のうち好ましくは、
無水コハク酸、4−メチルコハク酸無水物、4−ビニルコハク酸無水物、4−フェニルコハク酸無水物、シトラコン酸無水物、無水マレイン酸、4−メチルマレイン酸無水物、4−フェニルマレイン酸無水物、イタコン酸無水物、5−メチルイタコン酸無水物、グルタル酸無水物、無水フタル酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−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、ピロメリット酸無水物、4−フルオロコハク酸無水物、4−フルオロマレイン酸無水物、5−フルオロイタコン酸無水物、
であり、より好ましくは、
無水コハク酸、4−メチルコハク酸無水物、4−ビニルコハク酸無水物、シトラコン酸無水物、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、5−ノルボルネン−2,3−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、ピロメリット酸無水物、4−フルオロコハク酸無水物である。これらの化合物は、適切にリチウムオキサラート塩との結合を形成して耐久性に優れる皮膜を形成することで、特に耐久試験後の容量維持率が向上するために好ましい。
Of the carboxylic acid anhydrides in which R 1 and R 2 are bonded, preferably
Succinic anhydride, 4-methylsuccinic anhydride, 4-vinylsuccinic anhydride, 4-phenylsuccinic anhydride, citraconic acid anhydride, maleic anhydride, 4-methylmaleic anhydride, 4-phenylmaleic anhydride , Itaconic Acid Anhydride, 5-Methylitaconic Acid Anhydride, Gluteric Acid Anhydride, Phthalic Anhydride, Cyclohexane-1,2-Dicarboxylic Acid Anhydride, 5-Norbornen-2,3-dicarboxylic Acid Anhydride, Cyclopentanetetra Carboxydic dianhydride, pyromellitic anhydride, 4-fluorosuccinic anhydride, 4-fluoromaleic anhydride, 5-fluoroitaconic acid anhydride,
And more preferably
Succinic anhydride, 4-methylsuccinic anhydride, 4-vinylsuccinic anhydride, citraconic acid anhydride, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, cyclopentanetetra It is a carboxylic acid dianhydride, a pyromellitic anhydride, and a 4-fluorosuccinic anhydride. These compounds are preferable because they appropriately form a bond with the lithium oxalate salt to form a film having excellent durability, and thus the capacity retention rate after the durability test is improved.

なお、カルボン酸無水物の分子量に制限はなく、任意であるが、通常90以上、好ましくは95以上であり、一方、通常300以下、好ましくは200以下である。カルボン酸無水物の分子量が上記範囲内であると、非水系電解液の粘度上昇が抑制され、かつ皮膜密度が適正化されて耐久性が適切に向上する傾向にある。 The molecular weight of the carboxylic acid anhydride is not limited and is arbitrary, but is usually 90 or more, preferably 95 or more, while usually 300 or less, preferably 200 or less. When the molecular weight of the carboxylic acid anhydride is within the above range, the increase in viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is suppressed, the film density is optimized, and the durability tends to be appropriately improved.

また、前記カルボン酸無水物の製造方法にも特に制限はなく、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。以上説明したカルボン酸無水物は、本実施形態の非水系電解液中に、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Further, the method for producing the carboxylic acid anhydride is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production. As the carboxylic acid anhydride described above, any one of them may be used alone or two or more of them may be used in any combination and ratio in the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment.

また、本実施形態の非水系電解液に対するカルボン酸無水物の含有量は、特に限定されず、任意であるが、本実施形態の非水系電解液に対して、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、また、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下の濃度で含有させることが望ましい。カルボン酸無水物の含有量が上記範囲内であると、サイクル特性向上効果が発現され易く、また反応性が好適となり電池特性が向上する傾向にある。 The content of the carboxylic acid anhydride in the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment is not particularly limited and is arbitrary, but is usually 0.01% by mass or more with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment. It is preferably contained in a concentration of 0.1% by mass or more, usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less. When the content of the carboxylic acid anhydride is within the above range, the effect of improving the cycle characteristics is likely to be exhibited, the reactivity is preferable, and the battery characteristics tend to be improved.

<2−4−7.過充電防止剤>
本実施形態の非水系電解液において、リチウム電池等が過充電等の状態になった際に電池の破裂・発火を効果的に抑制するために、過充電防止剤を用いることができる。
<2-4-7. Overcharge inhibitor >
In the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment, an overcharge inhibitor can be used in order to effectively suppress the explosion and ignition of the lithium battery when the lithium battery or the like is in a state of overcharging or the like.

過充電防止剤としては、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、ジフェニルシクロヘキサン、1,1,3−トリメチル−3−フェニルインダン等の芳香族化合物;2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分フッ素化物;2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、3,5−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等;3−プロピルフェニルアセテート、2−エチルフェニルアセテート、ベンジルフェニルアセテート、メチルフェニルアセテート、ベンジルアセテート、フェネチルフェニルアセテート等の芳香族アセテート類;ジフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネート等の芳香族カーボネート類が挙げられる。中でも、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、ジフェニルシクロヘキサン、1,1,3−トリメチル−3−フェニルインダン、3−プロピルフェニルアセテート、2−エチルフェニルアセテート、ベンジルフェニルアセテート、メチルフェニルアセテート、ベンジルアセテート、フェネチルフェニルアセテート、ジフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネートが好ましい。これらは1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。2種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとt−ブチルベンゼン又はt−アミルベンゼンとの組み合わせ、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種と、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれる少なくとも1種とを併用するのが、過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。 Examples of the overcharge inhibitor include biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, a partially hydride of terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran, diphenylcyclohexane, 1,1,3-trimethyl. Aromatic compounds such as -3-phenylindan; partially fluorinated compounds of the above aromatic compounds such as 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene; 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoro Fluoro-containing anisole compounds such as anisole, 2,6-difluoroanisole and 3,5-difluoroanisole; 3-propylphenylacetate, 2-ethylphenylacetate, benzylphenylacetate, methylphenylacetate, benzylacetate, phenethylphenylacetate and the like. Aromatic acetates; Examples thereof include aromatic carbonates such as diphenyl carbonate and methylphenyl carbonate. Among them, biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydride of terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran, diphenylcyclohexane, 1,1,3-trimethyl-3-phenylindan. , 3-propylphenylacetate, 2-ethylphenylacetate, benzylphenylacetate, methylphenylacetate, benzylacetate, phenethylphenylacetate, diphenylcarbonate, methylphenylcarbonate are preferred. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio. When two or more kinds are used in combination, in particular, a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene, a partially hydride of biphenyl, alkylbiphenyl, tarphenyl, or tarphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, It is the overcharge prevention property and high temperature that at least one selected from oxygen-free aromatic compounds such as t-amylbenzene and at least one selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran are used in combination. It is preferable from the viewpoint of the balance of storage characteristics.

過充電防止剤の含有量は、特に制限されず、任意である。過充電防止剤の含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.1質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上、さらに好ましくは0.5質量%以上であり、また、通常5質量%以下、好ましくは4.8質量%以下、より好ましくは4.5質量%以下である。この範囲内であれば、過充電防止剤の効果が十分に発現され易く、また、高温保存特性等の電池特性が向上する傾向にある。 The content of the overcharge inhibitor is not particularly limited and is arbitrary. The content of the overcharge inhibitor is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and further preferably 0.% by mass in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. It is 5% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 4.8% by mass or less, and more preferably 4.5% by mass or less. Within this range, the effect of the overcharge inhibitor is likely to be sufficiently exhibited, and the battery characteristics such as high temperature storage characteristics tend to be improved.

<2−4−8.その他の助剤>
本実施形態の非水系電解液には、公知のその他の助剤を用いることができる。その他の助剤としては、
エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物;
メチル−2−プロピニルオギザレート、エチル−2−プロピニルオギザレート、ビス(2−プロピニル)オギザレート、2−プロピニルアセテート、2−プロピニルホルメート、2−プロピニルメタクリレート、ジ(2−プロピニル)グルタレート、メチル−2−プロピニルカーボネート、エチル−2−プロピニルカーボネート、ビス(2−プロピニル)カーボネート、2−ブチン−1,4−ジイル−ジメタンスルホネート、2−ブチン−1,4−ジイル−ジエタンスルホネート、2−ブチン−1,4−ジイル−ジホルメート、2−ブチン−1,4−ジイル−ジアセテート、2−ブチン−1,4−ジイル−ジプロピオネート、4−ヘキサジイン−1,6−ジイル−ジメタンスルホネート、2−プロピニル−メタンスルホネート、1−メチル−2−プロピニル−メタンスルホネート、1,1−ジメチル−2−プロピニル−メタンスルホネート、2−プロピニル−エタンスルホネート、2−プロピニル−ビニルスルホネート、2−プロピニル−2−(ジエトキシホスホリル)アセテート、1−メチル−2−プロピニル−2−(ジエトキシホスホリル)アセテート、1,1−ジメチル−2−プロピニル−2−(ジエトキシホスホリル)アセテート等の三重結合含有化合物;
2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9−ジビニル−2,4,8,10−テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;
エチレンサルファイト、フルオロスルホン酸メチル、フルオロスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホレン、硫酸エチレン、硫酸ビニレン、ジフェニルスルホン、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド、メチル硫酸トリメチルシリル、エチル硫酸トリメチルシリル、2−プロピニル−トリメチルシリルスルフェート等の含硫黄化合物;
2−イソシアナトエチルアクリレート、2−イソシアナトエチルメタクリレート、2−イソシアナトエチルクロトネート、2−(2−イソシアナトエトキシ)エチルアクリレート、2−(2−イソシアナトエトキシ)エチルメタクリレート、2−(2−イソシアナトエトキシ)エチルクロトネート等のイソシアネート化合物;
1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン及びN−メチルスクシンイミド等の含窒素化合物;
ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物;
フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド、1,2−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,3−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1,4−ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ペンタフルオロフェニルメタンスルホネート、ペンタフルオロフェニルトリフルオロメタンスルホネート、酢酸ペンタフルオロフェニル、トリフルオロ酢酸ペンタフルオロフェニル、メチルペンタフルオロフェニルカーボネート等の含フッ素芳香族化合物;
ホウ酸トリス(トリメチルシリル)、ホウ酸トリス(トリメトキシシリル)、リン酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリメトキシシリル)、ジメトキシアルミノキシトリメトキシシラン、ジエトキシアルミノキシトリエトキシシラン、ジプロポキシアルミノキシトリエトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリメトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、チタンテトラキス(トリメチルシロキシド)、チタンテトラキス(トリエチルシロキシド)等のシラン化合物;
2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2−プロピニル、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2−メチル、2−(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2−エチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2−プロピニル、メタンスルホニルオキシ酢酸2−メチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2−エチル等のエステル化合物;
リチウムエチルメチルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチルエチルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチル−2−プロピニルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチル−1−メチル−2−プロピニルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチル−1,1−ジメチル−2−プロピニルオキシカルボニルホスホネート、メチル硫酸リチウム、エチル硫酸リチウム等のリチウム塩;
等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性が向上する傾向にある。
<2-4-8. Other auxiliaries>
Other known auxiliaries can be used for the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment. Other auxiliaries include
Carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate;
Methyl-2-propynyl oxalate, ethyl-2-propynyl oxalate, bis (2-propynyl) oxalate, 2-propynyl acetate, 2-propynylformate, 2-propynyl methacrylate, di (2-propynyl) glutarate, Methyl-2-propynyl carbonate, ethyl-2-propynyl carbonate, bis (2-propynyl) carbonate, 2-butin-1,4-diyl-dimethanesulfonate, 2-butin-1,4-diyl-diethanesulfonate, 2-Butin-1,4-diyl-diformate, 2-butin-1,4-diyl-diacetate, 2-butine-1,4-diyl-dipropionate, 4-hexadiyne-1,6-diyl-dimethanesulfonate , 2-Propinyl-methanesulfonate, 1-methyl-2-propynyl-methanesulfonate, 1,1-dimethyl-2-propynyl-methanesulfonate, 2-propynyl-ethanesulfonate, 2-propynyl-vinylsulfonate, 2-propynyl- Triple bond-containing compounds such as 2- (diethoxyphosphoryl) acetate, 1-methyl-2-propynyl-2- (diethoxyphosphoryl) acetate, 1,1-dimethyl-2-propynyl-2- (diethoxyphosphoryl) acetate ;
Spiro compounds such as 2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane, 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro [5.5] undecane;
Ethylene sulfide, methyl fluorosulfonate, ethyl fluorosulfonate, methyl methane sulfonate, ethyl methane sulfonate, busulfane, sulfolene, ethylene sulfate, vinylene sulfate, diphenyl sulfone, N, N-dimethylmethane sulfonamide, N, N- Sulfur-containing compounds such as diethylmethanesulfonamide, trimethylsilyl methylsulfate, trimethylsilyl ethylsulfate, 2-propynyl-trimethylsilylsulfate;
2-Isocyanatoethyl acrylate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, 2-isocyanatoethyl crotonate, 2- (2-isocyanatoethoxy) ethyl acrylate, 2- (2-isocyanatoethoxy) ethyl methacrylate, 2- (2) -Isocyanate ethoxy) Isocyanate compounds such as ethyl crotonate;
Nitrogen-containing compounds such as 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methylsuccinimide;
Hydrocarbon compounds such as heptane, octane, nonane, decane, cycloheptane;
Fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluorobenzene, benzotrifluoride, 1,2-bis (trifluoromethyl) benzene, 1,3-bis (trifluoromethyl) benzene, 1,4-bis (trifluoromethyl) benzene, Fluorine-containing aromatic compounds such as pentafluorophenylmethane sulfonate, pentafluorophenyl trifluoromethanesulfonate, pentafluorophenyl acetate, pentafluorophenyl trifluoroacetate, and methyl pentafluorophenyl carbonate;
Tris borate (trimethylsilyl), tris borate (trimethoxysilyl), tris phosphate (trimethylsilyl), tris phosphate (trimethoxysilyl), dimethoxyaluminoxytrimethoxysilane, diethoxyaluminoxytriethoxysilane, dipropoxyalumino Silane compounds such as xytriethoxysilane, dibutoxyaluminoxytrimethoxysilane, dibutoxyaluminoxytriethoxysilane, titanium tetrakis (trimethylsiloxide), titanium tetrakis (triethylsiloxide);
2-Propinyl 2- (methanesulfonyloxy) propionic acid, 2-methyl 2- (methanesulfonyloxy) propionic acid, 2-ethyl 2- (methanesulfonyloxy) propionic acid, 2-propynyl methanesulfonyloxyacetic acid, methanesulfonyloxy Ester compounds such as 2-methyl acetate and 2-ethyl methanesulfonyloxy acetate;
Lithium Ethyl Methyloxycarbonylphosphonate, Lithium Ethyl Ethyloxycarbonylphosphonate, Lithium Ethyl-2-Propinyloxycarbonylphosphonate, Lithium Ethyl-1-Methyl-2-Propinyloxycarbonylphosphonate, Lithium Ethyl-1,1-dimethyl-2-Propinyl Lithium salts such as oxycarbonylphosphonate, lithium methylsulfate, lithium ethylsulfate;
And so on. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio. By adding these auxiliaries, the capacity retention characteristics and cycle characteristics after high temperature storage tend to be improved.

その他の助剤の含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。その他の助剤の含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上であり、また、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。この範囲内であれば、その他助剤の含有効果が十分に発現され易く、高負荷放電特性等の電池特性が向上する傾向にある。 The content of the other auxiliary agent is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. The content of the other auxiliary agent is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and usually, in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution. It is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less. Within this range, the effect of containing other auxiliaries is likely to be sufficiently exhibited, and battery characteristics such as high load discharge characteristics tend to be improved.

以上に記載してきた非水系電解液は、非水系電解液電池の内部に存在するものも含まれる。具体的には、リチウム塩や溶媒、助剤等の非水系電解液の構成要素を別途合成し、実質的に単離されたものから非水系電解液を調製し、下記に記載する方法にて別途組み立てた電池内に注液して得た非水系電解液電池内の非水系電解液である場合や、本実施形態の非水系電解液の構成要素を個別に電池内に入れておき、電池内にて混合させることにより本実施形態の非水系電解液と同じ組成を得る場合、さらには、本実施形態の非水系電解液を構成する化合物を該非水系電解液電池内で発生させて、本実施形態の非水系電解液と同じ組成を得る場合も含まれるものとする。 The non-aqueous electrolyte solution described above includes those existing inside the non-aqueous electrolyte battery. Specifically, the components of the non-aqueous electrolyte solution such as lithium salt, solvent, and auxiliary agent are separately synthesized, and the non-aqueous electrolyte solution is prepared from the substantially isolated one, and the method described below is used. Non-aqueous electrolyte solution obtained by injecting liquid into a separately assembled battery When it is a non-aqueous electrolyte solution in a battery, or when the components of the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment are individually put in the battery, the battery When the same composition as the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment is obtained by mixing in the battery, the compound constituting the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment is further generated in the non-aqueous electrolyte battery to generate the present invention. The case where the same composition as the non-aqueous electrolyte solution of the embodiment is obtained is also included.

<3.非水系電解液を用いた蓄電デバイス>
本実施形態の非水系電解液を用いた蓄電デバイスは、正極と、負極と、電解質として非水溶媒に上述した一般式LiBFn(NCO)4−nで表されるリチウム塩が溶解されている非水系電解液とを備えることを特徴とする。
<3. Power storage device using non-aqueous electrolyte solution>
The power storage device using the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment has a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous solvent as an electrolyte in which the lithium salt represented by the above-mentioned general formula LiBFn (NCO) 4-n is dissolved. It is characterized by being provided with an aqueous electrolytic solution.

本実施形態の非水系電解液を用いた蓄電デバイスは、非水系電解液二次電池としてのリチウム電池、多価カチオン電池、金属空気二次電池、後述するs−ブロック金属を用いた二次電池、リチウムイオンキャパシタであることが好ましく、リチウム電池とリチウムイオンキャパシタがより好ましく、リチウム電池がさらに好ましい。 The power storage device using the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment includes a lithium battery as a non-aqueous electrolyte secondary battery, a polyvalent cation battery, a metal air secondary battery, and a secondary battery using an s-block metal described later. , Lithium ion capacitors are preferred, lithium batteries and lithium ion capacitors are more preferred, and lithium batteries are even more preferred.

なお、これらの蓄電デバイスに用いられる非水系電解液は、高分子やフィラー等で疑似的に固体化された、所謂ゲル電解質であることも好ましい。また、上述した一般式LiBFn(NCO)4−nで表されるリチウム塩は、固体電解質の電解質塩としても使用することができる。 It is also preferable that the non-aqueous electrolyte solution used in these power storage devices is a so-called gel electrolyte that is pseudo-solidified with a polymer, a filler, or the like. Further, the lithium salt represented by the above-mentioned general formula LiBFn (NCO) 4-n can also be used as an electrolyte salt of a solid electrolyte.

<3−1.リチウム電池>
本実施形態の非水系電解液を用いたリチウム電池は、集電体及び該集電体上に設けられた正極活物質層を有する正極と、集電体及び該集電体上に設けられた負極活物質層を有しかつイオンを吸蔵及び放出し得る負極と、上述した本実施形態の非水系電解液とを備えるものである。なお、本実施形態におけるリチウム電池とは、リチウム一次電池とリチウム二次電池の総称である。
<3-1. Lithium battery >
The lithium battery using the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment is provided on the current collector and the positive electrode having a positive electrode active material layer provided on the current collector, and on the current collector and the current collector. It includes a negative electrode having a negative electrode active material layer and capable of occluding and releasing ions, and the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment described above. The lithium battery in the present embodiment is a general term for a lithium primary battery and a lithium secondary battery.

<3−1−1.電池構成>
本実施形態のリチウム電池は、上述した本実施形態の非水系電解液以外の構成については、従来公知のリチウム電池と同様である。通常は、本実施形態の非水系電解液が含浸されている多孔膜(セパレータ)を介して正極と負極とが積層され、これらがケース(外装体)に収納された形態を有する。したがって、本実施形態のリチウム電池の形状は、特に制限されるものではなく、任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。
<3-1-1. Battery configuration>
The lithium battery of the present embodiment is the same as the conventionally known lithium battery except for the above-described non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment. Usually, the positive electrode and the negative electrode are laminated via a porous membrane (separator) impregnated with the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment, and these are housed in a case (exterior body). Therefore, the shape of the lithium battery of the present embodiment is not particularly limited and may be arbitrary, for example, a cylindrical type, a square shape, a laminated type, a coin type, a large size, or the like.

<3−1−2.非水系電解液>
非水系電解液としては、上述の本実施形態の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、該非水系電解液に対し、その他の非水系電解液をさらに配合してもよい。
<3-1-2. Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte solution, the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment described above is used. In addition, other non-aqueous electrolytic solutions may be further added to the non-aqueous electrolytic solution as long as the gist of the present invention is not deviated.

<3−1−3.負極>
負極は、集電体上に負極活物質層を有するものであり、負極活物質層は負極活物質を含有する。以下、負極活物質について述べる。
負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。その具体例としては、炭素質材料、金属合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
<3-1-3. Negative electrode >
The negative electrode has a negative electrode active material layer on the current collector, and the negative electrode active material layer contains a negative electrode active material. Hereinafter, the negative electrode active material will be described.
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. Specific examples thereof include carbonaceous materials, metal alloy materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

<3−1−3−1.炭素質材料>
負極活物質として用いられる炭素質材料としては、特に限定されないが、下記(ア)〜(エ)から選ばれるものが、初期不可逆容量、高電流密度充放電特性のバランスがよいため好ましい。また、(ア)〜(エ)の炭素質材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
<3-1-3-1. Carbon material>
The carbonaceous material used as the negative electrode active material is not particularly limited, but one selected from the following (a) to (d) is preferable because it has a good balance between initial irreversible capacitance and high current density charge / discharge characteristics. Further, as the carbonaceous materials (a) to (d), one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.

(ア)天然黒鉛
(イ)人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を400から3200℃の範囲で一回以上熱処理した炭素質材料
(ウ)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる結晶性を有する炭素質から成り立ちかつ/又はその異なる結晶性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料
(エ)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる配向性を有する炭素質から成り立ちかつ/又はその異なる配向性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料
(A) Natural graphite (B) Carbonaceous material obtained by heat-treating artificial carbonaceous material and artificial graphite material at least once in the range of 400 to 3200 ° C. (C) Negative electrode active material layer has at least two different crystalline properties. Carbon material consisting of carbonaceous material and / or having an interface in which different crystalline carbonaceous materials are in contact (d) The negative electrode active material layer is composed of at least two or more kinds of carbonic material having different orientations / Or a carbonaceous material having an interface where the carbonaceous materials of different orientations are in contact with each other.

上記(ア)の人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質の具体的な例としては、天然黒鉛、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチ、石油系ピッチ、或いはこれらピッチを酸化処理したもの;ニードルコークス、ピッチコークス及びこれらを一部黒鉛化した炭素材;ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等の有機物の熱分解物;炭化可能な有機物、及びこれらの炭化物;炭化可能な有機物をベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、n−へキサン等の低分子有機溶媒に溶解させた溶液及びこれらの炭化物;等が挙げられる。 Specific examples of the artificial carbonic material and the artificial graphite material in (a) above include natural graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch, petroleum-based pitch, or those obtained by oxidizing these pitches; Needle coke, pitch coke and partially graphitized carbon material; thermal decomposition products of organic substances such as furnace black, acetylene black and pitch carbon fibers; carbonizable organic substances and their carbonized substances; carbonizable organic substances are benzene , A solution dissolved in a low molecular weight organic solvent such as toluene, xylene, quinoline, n-hexane, and carbides thereof; and the like.

<3−1−3−2.炭素質負極の構成、物性、調製方法>
その他、上記(ア)〜(エ)の炭素質材料はいずれも従来公知であり、その製造方法は当業者によく知られており、またこれらの市販品を購入することもできる。炭素質材料についての性質や炭素質材料を含有する負極電極及び電極化手法、集電体、リチウム電池については、次に示す(1)〜(13)のいずれか1項又は複数項を同時に満たしていることが望ましい。
<3-1-3-2. Composition, physical properties, preparation method of carbonic negative electrode >
In addition, all of the above carbonaceous materials (a) to (d) are conventionally known, their manufacturing methods are well known to those skilled in the art, and these commercially available products can also be purchased. Regarding the properties of the carbonaceous material, the negative electrode containing the carbonaceous material, the electrode conversion method, the current collector, and the lithium battery, any one or more of the following items (1) to (13) are satisfied at the same time. It is desirable to have.

(1)X線パラメータ
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が、通常0.335〜0.340nmであり、特に0.335〜0.338nm、とりわけ0.335〜0.337nmであるものが好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイズ(Lc)は、通常1.0nm以上、好ましくは1.5nm以上、特に好ましくは2nm以上である。
(1) X-ray parameters The d value (interlayer distance) of the lattice planes (002 planes) obtained by X-ray diffraction of carbonaceous materials is usually 0.335 to 0.340 nm, particularly 0.335. It is preferably about 0.338 nm, particularly 0.335 to 0.337 nm. The crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is usually 1.0 nm or more, preferably 1.5 nm or more, and particularly preferably 2 nm or more.

(2)体積基準平均粒径
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)が、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がさらに好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、通常100μm以下であり、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下がさらに好ましく、25μm以下が特に好ましい。
(2) Volume-based average particle diameter As for the volume-based average particle diameter of the carbonaceous material, the volume-based average particle diameter (median diameter) obtained by the laser diffraction / scattering method is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more. It is more preferably 5 μm or more, particularly preferably 7 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, further preferably 30 μm or less, and particularly preferably 25 μm or less.

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

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

ラマンR値が上記範囲内にあると、粒子表面の結晶性が適度な範囲となり、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトの減少を抑制でき、充電受入性が低下し難くなる傾向にある。また、集電体に後述する負極形成材料(スラリー)を塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合には、リチウム電池等の負荷特性の低下を招き難くなる。さらに、効率の低下やガス発生の増加を招き難くなる。 When the Raman R value is within the above range, the crystallinity of the particle surface is in an appropriate range, the decrease of sites where Li enters between layers with charging and discharging can be suppressed, and the charge acceptability tends to be difficult to decrease. .. Further, when the negative electrode forming material (slurry) described later is applied to the current collector and then pressed to increase the density of the negative electrode, the load characteristics of the lithium battery or the like are less likely to deteriorate. Furthermore, it is less likely to cause a decrease in efficiency and an increase in gas generation.

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

ラマン半値幅が上記範囲内にあると、粒子表面の結晶性が適度な範囲となり、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトの減少を抑制でき、充電受入性が低下し難くなる。また、集電体に負極形成材料を塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合には、リチウム電池等の負荷特性の低下を招き難くなる。さらに、効率の低下やガス発生の増加を招き難くなる。 When the Raman half-value width is within the above range, the crystallinity of the particle surface becomes an appropriate range, the decrease of sites where Li enters between layers with charging and discharging can be suppressed, and the charge acceptability is less likely to decrease. Further, when the negative electrode is increased in density by applying the negative electrode forming material to the current collector and then pressing the current collector, the load characteristics of the lithium battery and the like are less likely to be deteriorated. Furthermore, it is less likely to cause a decrease in efficiency and an increase in gas generation.

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

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

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

BET比表面積の値が上記範囲内にあると、炭素質材料を負極活物質として用いた場合の充電時にリチウム等のカチオンの受け入れ性がよく、リチウム等が電極表面で析出し難くなり、リチウム電池等の安定性低下を回避し易い傾向にある。さらに、非水系電解液との反応性が抑制され、ガス発生が少なく、好ましいリチウム電池等が得られ易い傾向にある。 When the value of the BET specific surface area is within the above range, the acceptability of cations such as lithium during charging when a carbonaceous material is used as the negative electrode active material is good, and lithium and the like are less likely to precipitate on the electrode surface, resulting in a lithium battery. It tends to be easy to avoid a decrease in stability such as. Further, the reactivity with the non-aqueous electrolyte solution is suppressed, gas generation is small, and a preferable lithium battery or the like tends to be easily obtained.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本明細書における炭素質材料のBET比表面積と定義する。 To measure the specific surface area by the BET method, a surface area meter (fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken) is used to pre-dry the sample at 350 ° C for 15 minutes under nitrogen flow, and then the nitrogen to atmospheric pressure is measured. Using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the relative pressure value is 0.3, the nitrogen adsorption BET 1-point method by the gas flow method is used. The specific surface area obtained by the measurement is defined as the BET specific surface area of the carbonaceous material in the present specification.

(5)円形度
炭素質材料の球形の程度として円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
(5) Circularity When the circularity is measured as the degree of sphere of the carbonaceous material, it is preferably within the following range. The circularity is defined by "circularity = (peripheral length of a corresponding circle having the same area as the projected particle shape) / (actual peripheral length of the projected particle shape)", and is theoretical when the circularity is 1. Become a true sphere.

炭素質材料の粒径が3〜40μmの範囲にある粒子の円形度は1に近いほど望ましく、また、0.1以上が好ましく、中でも0.5以上がより好ましく、0.8以上がさらに好ましく、0.85以上が特に好ましく、0.9以上が最も好ましい。 The circularity of the particles in which the particle size of the carbonaceous material is in the range of 3 to 40 μm is preferably closer to 1, and preferably 0.1 or more, more preferably 0.5 or more, still more preferably 0.8 or more. , 0.85 or more is particularly preferable, and 0.9 or more is most preferable.

リチウム電池等の高電流密度充放電特性は、円形度が大きいほど向上する。したがって、円形度が上記範囲を下回ると、負極活物質の充填性が低下し、粒子間の抵抗が増大して、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。 The high current density charge / discharge characteristics of lithium batteries and the like improve as the circularity increases. Therefore, when the circularity is lower than the above range, the filling property of the negative electrode active material is lowered, the resistance between the particles is increased, and the high current density charge / discharge characteristics for a short time may be lowered.

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

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

(6)タップ密度
炭素質材料のタップ密度は、特に限定されないが、通常0.1g・cm−3以上であり、0.5g・cm−3以上が好ましく、0.7g・cm−3以上がさらに好ましく、1g・cm−3以上が特に好ましく、また、2g・cm−3以下が好ましく、1.8g・cm−3以下がさらに好ましく、1.6g・cm−3以下が特に好ましい。
(6) Tap density The tap density of the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 0.1 g · cm -3 or more, preferably 0.5 g · cm -3 or more, and 0.7 g · cm -3 or more. More preferably, 1 g · cm -3 or more is particularly preferable, 2 g · cm -3 or less is preferable, 1.8 g · cm -3 or less is further preferable, and 1.6 g · cm -3 or less is particularly preferable.

タップ密度が、上記範囲内であると、負極として用いた場合に充填密度を十分確保でき、高容量のリチウム電池等が得られ易い傾向にある。さらに、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎず、粒子間の導電性が確保されやすく、好ましい電池特性が得られ易い傾向にある。 When the tap density is within the above range, a sufficient filling density can be secured when used as a negative electrode, and a high-capacity lithium battery or the like tends to be easily obtained. Further, the voids between the particles in the electrode are not excessively reduced, the conductivity between the particles is easily ensured, and preferable battery characteristics tend to be easily obtained.

タップ密度の測定は、以下の通り行う。試料を目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、そのときの体積と試料の質量からタップ密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本明細書における炭素質材料のタップ密度として定義する。 The tap density is measured as follows. After passing the sample through a sieve with an opening of 300 μm and dropping the sample into a tapping cell of 20 cm 3 to fill the sample up to the upper end surface of the cell, a powder density measuring instrument (for example, a tap denser manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) is used. Using this, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the tap density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the carbonaceous material in the present specification.

(7)配向比
炭素質材料の配向比は、特に限定されないが、通常0.005以上であり、0.01以上が好ましく、0.015以上がより好ましく、また、通常0.67以下である。配向比が、上記範囲内にあると、より高い高密度充放電特性が得られ易い傾向にある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。
(7) Orientation ratio The orientation ratio of the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, more preferably 0.015 or more, and usually 0.67 or less. .. When the orientation ratio is within the above range, higher high-density charge / discharge characteristics tend to be easily obtained. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit of the orientation ratio of the carbonaceous material.

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

X線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :
発散スリット=0.5度
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. In addition, "2θ" indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator ・ Slit:
Divergence slit = 0.5 degrees Light receiving slit = 0.15 mm
Scattering slit = 0.5 degrees ・ Measurement range and step angle / measurement time:
(110) Surface: 75 degrees ≤ 2θ ≤ 80 degrees 1 degree / 60 seconds (004) Surface: 52 degrees ≤ 2θ ≤ 57 degrees 1 degree / 60 seconds

(8)アスペクト比(粉)
炭素質材料のアスペクト比は、特に限定されないが、通常1以上、また、通常10以下であり、8以下が好ましく、5以下がより好ましい。アスペクト比が、上記範囲を上回ると、極板化時にスジ引きや、均一な塗布面が得られず、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の下限は、炭素質材料のアスペクト比の理論下限値である。
(8) Aspect ratio (powder)
The aspect ratio of the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 1 or more, usually 10 or less, preferably 8 or less, and more preferably 5 or less. If the aspect ratio exceeds the above range, streaks or a uniform coated surface cannot be obtained at the time of plate formation, and the high current density charge / discharge characteristics may deteriorate. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit of the aspect ratio of the carbonaceous material.

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

(9)電極作製
負極の製造は、公知のいずれの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリー状の負極形成材料とし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって、負極活物質層を形成することができる。
(9) Electrode manufacturing Any known method can be used for manufacturing the negative electrode. For example, a binder, a solvent, a thickener, a conductive material, a filler, and the like are added to the negative electrode active material to form a slurry-like negative electrode forming material, which is applied to a current collector, dried, and then pressed. Thereby, the negative electrode active material layer can be formed.

リチウム電池等の非水系電解液注液工程直前の段階での片面あたりの負極活物質層の厚さは、特に限定されないが、通常15μm以上であり、20μm以上が好ましく、30μm以上がより好ましく、また、通常150μm以下であり、120μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。負極活物質の厚さが、この範囲内にあると、集電体界面付近まで非水系電解液が浸透され易く、高電流密度充放電特性が向上する傾向にある。さらに、負極活物質に対する集電体の体積比が過度に大きくならないため、電池の容量を高く維持し易い傾向にある。なお、負極活物質をロール成形してシート電極としてもよく、圧縮成形によりペレット電極としてもよい。 The thickness of the negative electrode active material layer per side at the stage immediately before the non-aqueous electrolyte injection step of a lithium battery or the like is not particularly limited, but is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more, more preferably 30 μm or more. Further, it is usually 150 μm or less, preferably 120 μm or less, and more preferably 100 μm or less. When the thickness of the negative electrode active material is within this range, the non-aqueous electrolyte solution easily permeates to the vicinity of the current collector interface, and the high current density charge / discharge characteristics tend to be improved. Further, since the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material does not become excessively large, the capacity of the battery tends to be kept high. The negative electrode active material may be roll-molded to form a sheet electrode, or may be compression-molded to form a pellet electrode.

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

また、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、さらに好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔がある。 When the current collector is made of a metal material, the shape of the current collector may be, for example, a metal foil, a metal column, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foamed metal, or the like. Among these, a metal thin film is preferable, a copper foil is more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolytic copper foil by an electrolytic method are more preferable.

また、銅箔の厚さが25μmよりも薄い場合、純銅よりも強度の高い銅合金(リン青銅、チタン銅、コルソン合金、Cu−Cr−Zr合金等)を用いることができる。 When the thickness of the copper foil is thinner than 25 μm, a copper alloy having higher strength than pure copper (phosphor bronze, titanium copper, Corson alloy, Cu—Cr—Zr alloy, etc.) can be used.

集電体の厚さは、特に限定されず、任意であるが、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。金属皮膜の厚さがこの範囲内にあると、強度を維持し易く変形が防止され、また、負極活物質の塗布性が向上する傾向にある。なお、集電体は、メッシュ状でもよい。 The thickness of the current collector is not particularly limited and is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, preferably 50 μm or less. Is more preferable. When the thickness of the metal film is within this range, the strength is easily maintained, deformation is prevented, and the coatability of the negative electrode active material tends to be improved. The current collector may be in the form of a mesh.

(11)集電体と負極活物質層の厚さの比
集電体と負極活物質層の厚さの比は、特に限定されないが、「(非水系電解液注液直前の片面の負極活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)」の値は、通常150以下、20以下が好ましく、10以下がより好ましく、また、通常0.1以上、0.4以上が好ましく、1以上がより好ましい。
(11) Ratio of thickness between current collector and negative electrode active material layer The ratio of thickness between current collector and negative electrode active material layer is not particularly limited, but "(Negative electrode activity on one side immediately before injection of non-aqueous electrolyte solution) The value of "material layer thickness) / (thickness of current collector)" is usually preferably 150 or less, 20 or less, more preferably 10 or less, and usually 0.1 or more, 0.4 or more, 1 The above is more preferable.

集電体と負極活物質層の厚さの比が、上記範囲内にあると、高電流密度充放電時のジュール熱による発熱を抑制し易く、また、負極活物質に対する集電体の体積比が過度に大きくならないため、電池の容量を高く維持し易い傾向にある。 When the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer is within the above range, it is easy to suppress heat generation due to Joule heat during high current density charging / discharging, and the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material. Does not become excessively large, so that it tends to be easy to maintain a high battery capacity.

(12)電極密度
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に限定されないが、集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上がより好ましく、1.3g・cm−3以上がさらに好ましく、また、2.2g・cm−3以下が好ましく、2.1g・cm−3以下がより好ましく、2.0g・cm−3以下がさらに好ましく、1.9g・cm−3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲内であると、負極活物質粒子が破壊され難く、リチウム電池等の初期不可逆容量の増加や、集電体/負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性の悪化が抑制される傾向にある。さらに、負極活物質間の導電性を確保することができ、電池抵抗を増大させずに、単位容積当たりの電池容量を稼ぐことができる。
(12) Electrode density The electrode structure when the negative electrode active material is converted into an electrode is not particularly limited, but the density of the negative electrode active material existing on the current collector is preferably 1 g · cm -3 or more, preferably 1.2 g. Cm- 3 or more is more preferable, 1.3 g cm- 3 or more is further preferable, 2.2 g cm- 3 or less is preferable, 2.1 g cm- 3 or less is more preferable, and 2.0 g. cm -3 and more preferably less, 1.9 g · cm -3 or less are particularly preferred. When the density of the negative electrode active material existing on the current collector is within the above range, the negative electrode active material particles are not easily destroyed, the initial irreversible capacity of a lithium battery or the like is increased, and the current collector / negative electrode active material is increased. Deterioration of high current density charge / discharge characteristics due to a decrease in permeability of the non-aqueous electrolyte solution to the vicinity of the interface tends to be suppressed. Further, the conductivity between the negative electrode active materials can be ensured, and the battery capacity per unit volume can be increased without increasing the battery resistance.

(13)バインダー
負極活物質層を形成するためのスラリーは、特に限定されないが、通常、負極活物質に対して、溶媒にバインダー(結着剤)、増粘剤等を混合したものを加えて調製される。負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
(13) Binder The slurry for forming the negative electrode active material layer is not particularly limited, but usually, a solvent mixed with a binder (binder), a thickener, or the like is added to the negative electrode active material. Prepared. The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a non-aqueous electrolyte solution or a material stable to the solvent used in electrode production.

具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Specific examples include resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, and NBR ( Acrylonitrile-butadiene rubber), rubber-like polymers such as ethylene-propylene rubber; styrene-butadiene-styrene block copolymer or hydrogen additive thereof; EPDM (ethylene-propylene-diene ternary copolymer), styrene-ethylene- Thermoplastic elastomeric polymers such as butadiene / styrene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer Soft resinous polymers such as coalesced and propylene / α-olefin copolymers; fluoropolymers such as polyvinylidene polyvinylidene, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers; alkalis Examples thereof include a polymer composition having ionic conductivity of metal ions (particularly lithium ions). These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。 The type of solvent for forming the slurry is particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener and the conductive material used as required. However, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

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

特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤等を含有させ、SBR等のラテックスを用いてスラリー化することが好ましい。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to include a dispersant or the like in addition to the thickener and slurry using a latex such as SBR. As these solvents, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.

負極活物質に対するバインダーの割合は、特に限定されないが、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、0.6質量%以上がさらに好ましく、また、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下がさらに好ましく、8質量%以下が特に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が、上記範囲内であれば、電池容量に寄与しないバインダーの割合が多くならないので、電池容量の低下を招き難くなる。さらに、負極電極の強度低下も招き難くなる。 The ratio of the binder to the negative electrode active material is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, further preferably 0.6% by mass or more, and 20% by mass or less. It is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 8% by mass or less. If the ratio of the binder to the negative electrode active material is within the above range, the ratio of the binder that does not contribute to the battery capacity does not increase, so that the battery capacity is unlikely to decrease. Further, the strength of the negative electrode is less likely to decrease.

特に、負極形成材料であるスラリーがSBRに代表されるゴム状高分子を主要成分として含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がより好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。 In particular, when the slurry as the negative electrode forming material contains a rubber-like polymer typified by SBR as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more. Yes, 0.5% by mass or more is preferable, 0.6% by mass or more is more preferable, and usually 5% by mass or less, 3% by mass or less is preferable, and 2% by mass or less is more preferable.

また、スラリーがポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分として含有する場合、負極活物質に対する割合は、特に限定されないが、通常1質量%以上であり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、また、通常15質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましい。 When the slurry contains a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride as a main component, the ratio to the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more. 3% by mass or more is more preferable, and usually 15% by mass or less, 10% by mass or less is preferable, and 8% by mass or less is more preferable.

増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Thickeners are commonly used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples thereof include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

増粘剤を用いる場合、負極活物質に対する増粘剤の割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がさらに好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がさらに好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲内にあると、スラリーの塗布性が良好となる傾向にある。また、負極活物質層に占める負極活物質の割合も適度なものとなり、電池容量の低下や負極活物質間の抵抗増大が抑制される傾向にある。 When a thickener is used, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.6% by mass or more. It is preferable, and usually it is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is within the above range, the coating property of the slurry tends to be good. Further, the ratio of the negative electrode active material to the negative electrode active material layer is also appropriate, and the decrease in battery capacity and the increase in resistance between the negative electrode active materials tend to be suppressed.

<3−1−3−3.金属化合物系材料、及び金属化合物系材料を用いた負極の構成、物性、調製方法>
負極活物質として用いられる金属化合物系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、燐化物等の化合物のいずれであっても特に限定はされない。このような金属化合物としては、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn等の金属を含有する化合物が挙げられる。なかでも、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金であることが好ましく、13族又は14族の金属・半金属元素(すなわち炭素を除く。また以降では、金属及び半金属をまとめて「金属」と呼ぶ。)を含む材料あることがより好ましく、さらには、ケイ素(Si)、スズ(Sn)又は鉛(Pb)(以下、これら3種の元素を「特定金属元素」という場合がある。)の単体金属若しくはこれら原子を含む合金、又は、それらの金属(特定金属元素)の化合物であることが好ましい。ケイ素の単体金属、合金及び化合物、並びにスズの単体金属、合金及び化合物が特に好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
<3-1-3-3. Composition, physical properties, preparation method of metal compound material and negative electrode using metal compound material>
As the metal compound-based material used as the negative electrode active material, if lithium can be occluded and released, a single metal or alloy forming a lithium alloy, or their oxides, carbides, nitrides, silices, sulfides, etc. It is not particularly limited to any compound such as a phosphate. Examples of such metal compounds include compounds containing metals such as Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Sr, and Zn. Among them, it is preferable that it is a simple substance metal or alloy forming a lithium alloy, and a metal / metalloid element of Group 13 or 14 (that is, excluding carbon. Hereinafter, the metal and the metalloid are collectively referred to as "metal". It is more preferable to have a material containing (referred to as), and further, silicon (Si), tin (Sn) or lead (Pb) (hereinafter, these three elements may be referred to as "specific metal elements"). It is preferably a simple substance metal, an alloy containing these atoms, or a compound of those metals (specific metal element). Elemental metals, alloys and compounds of silicon, and elemental metals, alloys and compounds of tin are particularly preferred. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

特定金属元素から選ばれる少なくとも1種の原子を有する負極活物質の例としては、いずれか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素からなる合金、1種又は2種以上の特定金属元素とその他の1種又は2種以上の金属元素とからなる合金、並びに、1種又は2種以上の特定金属元素を含有する化合物、又は、その化合物の酸化物・炭化物・窒化物・珪化物・硫化物・燐化物等の複合化合物が挙げられる。負極活物質としてこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、リチウム電池等の高容量化が可能である。 Examples of a negative electrode active material having at least one atom selected from a specific metal element include a single metal of any one specific metal element, an alloy consisting of two or more specific metal elements, and one or two or more types. Specified metal element and other alloys consisting of one or more metal elements, compounds containing one or more specified metal elements, or oxides, carbides, nitrides of the compounds. -Examples include complex compounds such as siliceous substances, sulfides, and phosphors. By using these metal simple substances, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, it is possible to increase the capacity of lithium batteries and the like.

また、これらの複合化合物が、金属単体、合金、又は非金属元素等の数種の元素と複雑に結合した化合物も例として挙げることができる。より具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負極として動作しない金属との合金を用いることができる。また例えばスズでは、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、さらに負極として動作しない金属と、非金属元素との組み合わせで5〜6種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。 Further, a compound in which these composite compounds are complicatedly bonded to several kinds of elements such as a simple substance of a metal, an alloy, or a non-metal element can be mentioned as an example. More specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used. Further, for example, in tin, a complex compound containing 5 to 6 kinds of elements in combination with a metal that acts as a negative electrode other than tin and silicon, a metal that does not act as a negative electrode, and a non-metal element can also be used. ..

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

また、金属単体又は合金を用いるよりはリチウム電池等の単位質量当たりの容量には劣るものの、サイクル特性に優れることから、ケイ素及び/又はスズを含有する以下の化合物も好ましい。 Further, although the capacity per unit mass of a lithium battery or the like is inferior to that of using a simple substance or an alloy, the following compounds containing silicon and / or tin are also preferable because they are excellent in cycle characteristics.

・ケイ素及び/又はスズと酸素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの酸化物」。
・ケイ素及び/又はスズと窒素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの窒化物」。
・ケイ素及び/又はスズと炭素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、より好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、より好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの炭化物」。
-The element ratio of silicon and / or tin to oxygen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. “Silicon and / or tin oxide” of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
-The element ratio of silicon and / or tin to nitrogen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. "Silicon and / or tin nitride" of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
-The element ratio of silicon and / or tin to carbon is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. "Carbides of silicon and / or tin" of 3 or less, more preferably 1.1 or less.

なお、上述の負極活物質は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 As the above-mentioned negative electrode active material, any one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.

本実施形態のリチウム電池における負極は、公知のいずれの方法を用いて製造することが可能である。負極の製造方法としては、例えば、上述の負極活物質に結着剤や導電材等を加えたものをそのままロール成型してシート電極とする方法や、圧縮成形してペレット電極とする方法が挙げられるが、通常は負極用の集電体(以下「負極集電体」という場合がある。)上に塗布法、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法が用いられる。この場合、上述の負極活物質に結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、これを負極集電体に塗布、乾燥した後にプレスして高密度化することにより、負極集電体上に負極活物質層を形成する。 The negative electrode in the lithium battery of the present embodiment can be manufactured by any known method. Examples of the method for manufacturing the negative electrode include a method in which the above-mentioned negative electrode active material with a binder, a conductive material, etc. added is directly rolled to form a sheet electrode, and a method in which compression molding is performed to obtain a pellet electrode. However, usually, the above-mentioned negative electrode active material is contained on a current collector for a negative electrode (hereinafter, may be referred to as a “negative electrode current collector”) by a method such as a coating method, a vapor deposition method, a sputtering method, or a plating method. A method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) is used. In this case, a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, etc. are added to the above-mentioned negative electrode active material to form a slurry, which is applied to the negative electrode current collector, dried, and then pressed to increase the density. , A negative electrode active material layer is formed on the negative electrode current collector.

負極集電体の材質としては、鋼、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス等が挙げられる。これらのうち、薄膜に加工し易いという点及びコストの点から、銅箔が好ましい。 Examples of the material of the negative electrode current collector include steel, copper alloy, nickel, nickel alloy, stainless steel and the like. Of these, copper foil is preferable from the viewpoint of easy processing into a thin film and cost.

負極集電体の厚さは、特に限定されないが、電池全体の容量を確保するとともに取扱性を担保する観点から、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下である。 The thickness of the negative electrode current collector is not particularly limited, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less from the viewpoint of ensuring the capacity of the entire battery and ensuring handleability. is there.

なお、表面に形成される負極活物質層との結着効果を向上させるため、これら負極集電体の表面は、予め粗面化処理しておくことが好ましい。表面の粗面化方法としては、特に限定されず、公知の方法を適用可能である。例えば、ブラスト処理、粗面ロールによる圧延、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線等を備えたワイヤーブラシ等で集電体表面を研磨する機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法等が挙げられる。 In addition, in order to improve the binding effect with the negative electrode active material layer formed on the surface, it is preferable that the surface of these negative electrode current collectors is roughened in advance. The method for roughening the surface is not particularly limited, and a known method can be applied. For example, blasting, rolling with a rough surface roll, mechanical polishing method for polishing the surface of a current collector with a polishing cloth paper to which abrasive particles are fixed, a grindstone, emeri buff, a wire brush equipped with a steel wire, etc., electrolytic polishing method , Chemical polishing method and the like.

負極活物質層を形成するためのスラリーは、通常は負極材に対して結着剤、増粘剤等を加えて作製される。なお、本明細書における「負極材」とは、負極活物質と導電材とを合わせた材料を指すものとする。 The slurry for forming the negative electrode active material layer is usually prepared by adding a binder, a thickener, or the like to the negative electrode material. The term "negative electrode material" as used herein refers to a material in which the negative electrode active material and the conductive material are combined.

負極材中における負極活物質の含有量は、特に限定されないが、通常70質量%以上、特に75質量%以上が好ましく、また、通常97質量%以下、特に95質量%以下が好ましい。負極活物質の含有量が上記範囲内にあると、リチウム電池等の容量を確保し易く、また、負極の強度も確保し易い。なお、2以上の負極活物質を併用する場合には、負極活物質の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 The content of the negative electrode active material in the negative electrode material is not particularly limited, but is usually 70% by mass or more, particularly preferably 75% by mass or more, and usually 97% by mass or less, particularly preferably 95% by mass or less. When the content of the negative electrode active material is within the above range, it is easy to secure the capacity of the lithium battery or the like, and it is easy to secure the strength of the negative electrode. When two or more negative electrode active materials are used in combination, the total amount of the negative electrode active materials may satisfy the above range.

負極に用いられる導電材としては、特に限定されないが、銅やニッケル等の金属材料;黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。特に、導電材として炭素材料を用いると、炭素材料が活物質としても作用するため好ましい。負極材中における導電材の含有量は、特に限定されないが、通常3質量%以上、特に5質量%以上が好ましく、また、通常30質量%以下、特に25質量%以下が好ましい。導電材の含有量が上記範囲内にあると、導電性を確保し易く、また、電池容量や強度も確保しやすい傾向にある。なお、2以上の導電材を併用する場合には、導電材の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 The conductive material used for the negative electrode is not particularly limited, and examples thereof include metal materials such as copper and nickel; carbon materials such as graphite and carbon black. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio. In particular, it is preferable to use a carbon material as the conductive material because the carbon material also acts as an active material. The content of the conductive material in the negative electrode material is not particularly limited, but is usually preferably 3% by mass or more, particularly preferably 5% by mass or more, and usually 30% by mass or less, particularly preferably 25% by mass or less. When the content of the conductive material is within the above range, it is easy to secure the conductivity, and it is easy to secure the battery capacity and strength. When two or more conductive materials are used in combination, the total amount of the conductive materials may satisfy the above range.

負極に用いられる結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安全な材料であれば、任意のものを使用することができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン・ブタジエンゴム・イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。結着剤の含有量は、特に限定されないが、負極材100質量部に対して通常0.5質量部以上、特に1質量部以上が好ましく、また、通常10質量部以下、特に8質量部以下が好ましい。結着剤の含有量が上記範囲内であると、負極の強度を維持しやすく、また、電池容量や導電性を確保しやすい傾向にある。なお、2以上の結着剤を併用する場合には、結着剤の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 As the binder used for the negative electrode, any binder can be used as long as it is a material that is safe for the solvent and electrolytic solution used in the production of the electrode. For example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, styrene / butadiene rubber / isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene / methacrylic acid copolymer and the like can be mentioned in particular. Not limited. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio. The content of the binder is not particularly limited, but is usually 0.5 parts by mass or more, particularly preferably 1 part by mass or more, and usually 10 parts by mass or less, particularly 8 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the negative electrode material. Is preferable. When the content of the binder is within the above range, it is easy to maintain the strength of the negative electrode, and it is easy to secure the battery capacity and conductivity. When two or more binders are used in combination, the total amount of the binders may satisfy the above range.

負極に用いられる増粘剤としては、特に限定されないが、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。増粘剤は必要に応じて使用すればよいが、使用する場合には、負極活物質層中における増粘剤の含有量が通常0.5質量%以上、5質量%以下の範囲で用いることが好ましい。 The thickener used for the negative electrode is not particularly limited, and examples thereof include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, and casein. One of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio. The thickener may be used as needed, but when used, the content of the thickener in the negative electrode active material layer is usually in the range of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. Is preferable.

負極活物質層を形成するためのスラリーは、上記負極活物質に、必要に応じて導電材や結着剤、増粘剤を混合し、水系溶媒又は有機溶媒を分散媒として用いて調製することができる。水系溶媒としては、通常は水が用いられるが、エタノール等のアルコール類やN−メチルピロリドン等の環状アミド類等の水以外の溶媒を、水に対して30質量%以下程度の割合で併用することもできる。また、有機溶媒としては、通常、N−メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類、アニソール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ブタノール、シクロヘキサノール等のアルコール類が挙げられ、これらの中でも、N−メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類等が好ましい。なお、これらはいずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 The slurry for forming the negative electrode active material layer is prepared by mixing the negative electrode active material with a conductive material, a binder, and a thickener as necessary, and using an aqueous solvent or an organic solvent as a dispersion medium. Can be done. Water is usually used as the aqueous solvent, but a solvent other than water such as alcohols such as ethanol and cyclic amides such as N-methylpyrrolidone is used in combination with water at a ratio of about 30% by mass or less. You can also do it. The organic solvent is usually cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide, and aromatic carbides such as anisole, toluene and xylene. Examples thereof include alcohols such as hydrogens, butanol and cyclohexanol, and among these, cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N, N-dimethylformamide and N, N-dimethylacetamide and the like. Is preferable. It should be noted that any one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

スラリーの粘度は、集電体上に塗布することが可能な粘度であれば、特に制限されない。塗布が可能な粘度となるように、スラリーの調製時に溶媒の使用量等を変えて、適宜調整すればよい。 The viscosity of the slurry is not particularly limited as long as it can be applied onto the current collector. The amount of the solvent used may be changed at the time of preparing the slurry so that the viscosity can be applied, and the slurry may be appropriately adjusted.

得られたスラリーを上述の負極集電体上に塗布し、乾燥した後、プレスすることにより、負極活物質層が形成される。塗布の手法は特に制限されず、それ自体既知の方法を用いることができる。乾燥の手法も特に制限されず、自然乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥等の公知の手法を用いることができる。 The obtained slurry is applied onto the above-mentioned negative electrode current collector, dried, and then pressed to form a negative electrode active material layer. The method of application is not particularly limited, and a method known per se can be used. The drying method is not particularly limited, and known methods such as natural drying, heat drying, and vacuum drying can be used.

上記手法により負極活物質を電極化した際の電極構造は特には限定されないが、集電体上に存在している活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上がさらに好ましく、1.3g・cm−3以上が特に好ましく、また、2.2g・cm−3以下が好ましく、2.1g・cm−3以下がより好ましく、2.0g・cm−3以下がさらに好ましく、1.9g・cm−3以下が特に好ましい。 The electrode structure when the negative electrode active material is made into an electrode by the above method is not particularly limited, but the density of the active material existing on the current collector is preferably 1 g · cm -3 or more, preferably 1.2 g · cm. -3 or more is more preferable, 1.3 g · cm -3 or more is particularly preferable, 2.2 g · cm -3 or less is preferable, 2.1 g · cm -3 or less is more preferable, and 2.0 g · cm −. 3 or less is more preferable, and 1.9 g · cm -3 or less is particularly preferable.

集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲内であると、負極活物質粒子が破壊され難く、リチウム電池等の初期不可逆容量の増加や、集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性の悪化が抑制される傾向にある。さらに、負極活物質間の導電性確保することができ、電池抵抗が増大することなく、単位容積当たりの容量を稼ぐことができる。 When the density of the negative electrode active material existing on the current collector is within the above range, the negative electrode active material particles are not easily destroyed, the initial irreversible capacity of the lithium battery or the like is increased, and the current collector / active material interface is increased. Deterioration of high current density charge / discharge characteristics due to a decrease in permeability of the non-aqueous electrolyte solution to the vicinity tends to be suppressed. Further, the conductivity between the negative electrode active materials can be ensured, and the capacity per unit volume can be increased without increasing the battery resistance.

<3−1−3−4.炭素質材料と金属化合物系材料を用いた負極の構成、物性、調製方法>
負極活物質として、金属化合物系材料と前記炭素質材料を含有してもよい。ここで、金属化合物系材料と炭素質材料を含有する負極活物質とは、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物等の化合物のいずれかと、炭素質材料が互いに独立した粒子の状態で混合されている混合物でもよいし、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物等の化合物が炭素質材料の表面又は内部に存在している複合体でもよい。本明細書において、複合体は、特に、金属化合物系材料及び炭素質材料を含んでいればよく、その性状及び形態は特に制限されないが、金属化合物系材料及び炭素質材料が物理的及び/又は化学的な結合によって一体化しているものが好ましい。より好ましい形態としては、金属化合物系材料及び炭素質材料が、少なくとも複合体表面及びバルク内部のいずれにも存在する程度に各々の固体成分が分散して存在している状態にあり、それらを物理的及び/又は化学的な結合によって一体化させるために、炭素質材料が存在しているような形態である。
<3-1-3-4. Composition, physical properties, preparation method of negative electrode using carbonaceous material and metal compound material>
As the negative electrode active material, a metal compound-based material and the carbonaceous material may be contained. Here, the negative electrode active material containing the metal compound-based material and the carbonaceous material is a single metal or alloy forming a lithium alloy, or a compound such as an oxide, a carbide, a nitride, a silice, or a sulfide thereof. Any of them may be a mixture in which carbonaceous materials are mixed in the state of particles independent of each other, a single metal or alloy forming a lithium alloy, or oxides, carbides, nitrides, silices, sulfides and the like thereof. The compound may be a composite in which the above compound is present on the surface or inside of a carbonaceous material. In the present specification, the composite may particularly contain a metal compound-based material and a carbonaceous material, and the properties and forms thereof are not particularly limited, but the metal compound-based material and the carbonaceous material are physically and / or Those that are integrated by chemical bonding are preferable. In a more preferable form, the metal compound-based material and the carbonaceous material are in a state in which each solid component is dispersed and present to the extent that they are present at least on the surface of the composite and inside the bulk, and they are physically present. It is in the form in which a carbonaceous material is present to integrate by target and / or chemical bond.

このような形態は、走査電子顕微鏡による粒子表面観察、粒子を樹脂に包埋させて樹脂の薄片を作製し粒子断面を切り出した後、或いは粒子からなる塗布膜をクロスセクションポリッシャーによる塗布膜断面を作製し粒子断面を切り出した後、走査電子顕微鏡による粒子断面観察等の観察方法にて、観察が可能である。 In such a form, the particle surface is observed with a scanning electron microscope, the particles are embedded in a resin to prepare a thin piece of the resin, and the particle cross section is cut out, or the coating film composed of the particles is formed with a cross section polisher. After producing and cutting out the particle cross section, observation is possible by an observation method such as particle cross section observation with a scanning electron microscope.

金属化合物系材料と炭素質材料を含有する負極活物質に用いられる金属化合物系材料の含有割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、より好ましくは1.5質量%以上、さらに好ましくは2質量%以上、特に好ましくは3質量%以上であり、また、通常99質量%以下、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、さらに好ましくは30質量%以下、よりさらに好ましくは25質量%以下、特に好ましくは15質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。この範囲内であると、十分な容量が得られ易い傾向にある。 The content ratio of the metal compound-based material used for the negative electrode active material containing the metal compound-based material and the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, and more preferably 1. .5% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, particularly preferably 3% by mass or more, and usually 99% by mass or less, preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, still more preferably. It is 30% by mass or less, more preferably 25% by mass or less, particularly preferably 15% by mass or less, and most preferably 10% by mass or less. Within this range, a sufficient capacity tends to be easily obtained.

金属化合物系材料と炭素質材料を含有する負極活物質に用いられる炭素質材料については、前記<3−1−3−2>に記載の要件を満たすことが好ましい。また、金属化合物系材料については、下記を満たすことが望ましい。 It is preferable that the carbonaceous material used for the negative electrode active material containing the metal compound-based material and the carbonaceous material satisfies the requirements described in <3-1-3-2> above. Further, it is desirable that the following conditions are satisfied for the metal compound-based material.

リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金としては、従来公知のいずれのものも使用可能であるが、容量とサイクル寿命の点から、リチウム合金を形成する単体金属は、例えば、Fe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Ag、Si、Sn、Al、Zr、Cr、P、S、V、Mn、Nb、Mo、Cu、Zn、Ge、In、Ti等からなる群から選ばれる金属又はその化合物が好ましい。また、リチウム合金を形成する合金としては、Si、Sn、As、Sb、Al、Zn及びWからなる群から選ばれる金属又はその化合物が好ましい。 As the elemental metal or alloy forming the lithium alloy, any conventionally known elemental metal can be used, but from the viewpoint of capacity and cycle life, the elemental metal forming the lithium alloy is, for example, Fe, Co, Sb, etc. A metal or a compound thereof selected from the group consisting of Bi, Pb, Ni, Ag, Si, Sn, Al, Zr, Cr, P, S, V, Mn, Nb, Mo, Cu, Zn, Ge, In, Ti and the like. Is preferable. Further, as the alloy for forming the lithium alloy, a metal selected from the group consisting of Si, Sn, As, Sb, Al, Zn and W or a compound thereof is preferable.

リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物等の化合物とは、金属酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属珪化物、金属硫化物等が挙げられる。また、2種以上の金属からなる合金を使用してもよい。この中でも、Si又はSi化合物が高容量化の点で、好ましい。本明細書では、Si又はSi化合物を総称してSi化合物と呼ぶ。Si化合物としては、具体的には、一般式で表すと、SiOx,SiNx,SiCx、SiZxOy(Zは、C又はNである。)等が挙げられ、好ましくはSiOxである。なお、上記一般式中のxの値は特に限定されないが、通常、0≦x<2である。上記一般式SiOxは、二酸化Si(SiO)と金属Si(Si)とを原料として得られる。SiOxは、黒鉛と比較して理論容量が大きく、さらに非晶質Si或いはナノサイズのSi結晶は、リチウムイオン等のアルカリイオンの出入りがしやすく、高容量を得ることが可能となる。 The single metals or alloys that form a lithium alloy, or compounds such as oxides, carbides, nitrides, silices, and sulfides thereof are metal oxides, metal carbides, metal nitrides, metal siliceates, and metal sulfides. And so on. Further, an alloy composed of two or more kinds of metals may be used. Among these, Si or a Si compound is preferable in terms of increasing the capacity. In the present specification, Si or Si compounds are collectively referred to as Si compounds. Specific examples of the Si compound include SiOx, SiNx, SiCx, SiZxOy (Z is C or N) and the like, preferably SiOx. The value of x in the above general formula is not particularly limited, but is usually 0 ≦ x <2. The general formula SiOx is obtained by using silicon dioxide (SiO 2 ) and metal Si (Si) as raw materials. SiOx has a larger theoretical capacity than graphite, and amorphous Si or nano-sized Si crystals allow alkaline ions such as lithium ions to easily enter and exit, making it possible to obtain a high capacity.

SiOx中のxの値は特に限定されないが、通常、xは0≦x<2であり、好ましくは0.2以上、より好ましくは0.4以上、さらに好ましくは0.6以上であり、また好ましくは1.8以下、より好ましくは1.6以下、さらに好ましくは1.4以下である。この範囲内であれば、高容量が確保され易く、それと同時に、Liと酸素との結合による不可逆容量が低減される傾向にある。 The value of x in SiOx is not particularly limited, but usually x is 0 ≦ x <2, preferably 0.2 or more, more preferably 0.4 or more, still more preferably 0.6 or more, and also. It is preferably 1.8 or less, more preferably 1.6 or less, and even more preferably 1.4 or less. Within this range, a high capacity is likely to be secured, and at the same time, the irreversible capacity due to the combination of Li and oxygen tends to be reduced.

なお、金属化合物系材料が、リチウムと合金化可能な金属材料であることを確認するための手法としては、特に限定されないが、X線回折による金属粒子相の同定、電子顕微鏡による粒子構造の観察及び元素分析、蛍光X線による元素分析等が挙げられる。 The method for confirming that the metal compound-based material is a metal material that can be alloyed with lithium is not particularly limited, but identification of the metal particle phase by X-ray diffraction and observation of the particle structure by an electron microscope. And elemental analysis, elemental analysis by fluorescent X-ray, and the like.

金属化合物系材料と炭素質材料を含有する負極活物質に用いられる金属化合物系材料の平均粒子径(d50)は、特に限定されないが、サイクル寿命の観点から、通常0.01μm以上、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.1μm以上、さらに好ましくは0.3μm以上であり、通常10μm以下、好ましくは9μm以下、より好ましくは8μm以下である。平均粒子径(d50)が前記範囲内であると、充放電に伴う体積膨張が低減され、充放電容量を維持しつつ、良好なサイクル特性の得ることができる。なお、本明細書において、金属化合物系材料の平均粒子径(d50)は、レーザー回折・散乱式粒度分布測定方法等で求められる値を意味する。 The average particle size (d50) of the metal compound-based material used for the negative electrode active material containing the metal compound-based material and the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 0.01 μm or more, preferably 0, from the viewpoint of cycle life. It is 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, still more preferably 0.3 μm or more, and usually 10 μm or less, preferably 9 μm or less, more preferably 8 μm or less. When the average particle size (d50) is within the above range, the volume expansion due to charge / discharge is reduced, and good cycle characteristics can be obtained while maintaining the charge / discharge capacity. In the present specification, the average particle size (d50) of the metal compound-based material means a value obtained by a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring method or the like.

金属化合物系材料と炭素質材料を含有する負極活物質に用いられる金属化合物系材料のBET法により比表面積は、特に限定されないが、通常0.5m/g以上、好ましくは1m/g以上、また、通常、60m/g以下、好ましくは40m/gである。Liと合金化可能な金属粒子のBET法による比表面積が前記範囲内であると、電池の充放電効率及び放電容量が高く、高速充放電においてリチウムの出し入れが速く、レート特性に優れるので好ましい。 The specific surface area is not particularly limited by the BET method of the metal compound-based material used for the negative electrode active material containing the metal compound-based material and the carbonaceous material, but is usually 0.5 m 2 / g or more, preferably 1 m 2 / g or more. In addition, it is usually 60 m 2 / g or less, preferably 40 m 2 / g. When the specific surface area of the metal particles that can be alloyed with Li by the BET method is within the above range, the charge / discharge efficiency and discharge capacity of the battery are high, lithium is taken in and out quickly in high-speed charge / discharge, and the rate characteristics are excellent, which is preferable.

金属化合物系材料と炭素質材料を含有する負極活物質に用いられる金属化合物系材料の含有酸素量は、特に制限はないが、通常0.01質量%以上、好ましくは0.05質量%以上、また、通常8質量%以下、好ましくは5質量%以下である。粒子内の酸素分布状態は、表面近傍に存在、粒子内部に存在、粒子内一様に存在していてもかまわないが、特に表面近傍に存在していることが好ましい。金属化合物系材料の含有酸素量が前記範囲内であると、SiとOの強い結合により、充放電に伴う体積膨張が抑制され、サイクル特性に優れるので好ましい。 The amount of oxygen contained in the metal compound-based material used for the negative electrode active material containing the metal compound-based material and the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.05% by mass or more. Further, it is usually 8% by mass or less, preferably 5% by mass or less. The oxygen distribution state in the particle may be present near the surface, inside the particle, or uniformly in the particle, but it is particularly preferable that the oxygen is present near the surface. When the oxygen content of the metal compound-based material is within the above range, the volume expansion due to charging / discharging is suppressed due to the strong bond between Si and O, and the cycle characteristics are excellent, which is preferable.

また、金属化合物系材料と炭素質材料を含有する負極活物質に用いられる金属化合物系材料の負極作成については、前記<3−1−3−2>炭素質材料に記載のものを用いることができる。 Further, for the preparation of the negative electrode of the metal compound-based material used for the negative electrode active material containing the metal compound-based material and the carbonaceous material, the one described in <3-1-3-2> carbonaceous material may be used. it can.

<3−1−3−5.リチウム含有金属複合酸化物材料、及びリチウム含有金属複合酸化物材料を用いた負極の構成、物性、調製方法>
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば特に限定はされないが、チタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が好ましく、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する。)が特に好ましい。すなわち、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、リチウム電池用負極活物質に含有させて用いると、出力抵抗が大きく低減するので特に好ましい。
<3-1-3-5. Composition, physical characteristics, preparation method of lithium-containing metal composite oxide material and negative electrode using lithium-containing metal composite oxide material>
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but a lithium-containing composite metal oxide material containing titanium is preferable, and composite oxidation of lithium and titanium is preferable. A substance (hereinafter, abbreviated as "lithium-titanium composite oxide") is particularly preferable. That is, it is particularly preferable to use a lithium titanium composite oxide having a spinel structure in a negative electrode active material for a lithium battery because the output resistance is greatly reduced.

また、リチウムチタン複合酸化物のリチウムやチタンが、他の金属元素、例えば、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されているものも好ましい。 Further, at least lithium or titanium of the lithium titanium composite oxide is selected from the group consisting of other metal elements such as Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn and Nb. Those substituted with one kind of element are also preferable.

負極活物質として好ましいリチウムチタン複合酸化物としては、下記一般式(6)で表されるリチウムチタン複合酸化物が挙げられる。 Preferred lithium-titanium composite oxide as the negative electrode active material includes lithium-titanium composite oxide represented by the following general formula (6).

LixTiyMzO (6)
[一般式(5)中、Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表わす。また、一般式(6)中、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイオンのドープ・脱ドープの際の構造が安定であることから好ましい。]
LixTiyMzO 4 (6)
[In the general formula (5), M represents at least one element selected from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn and Nb. Further, in the general formula (6), 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 ≦ y ≦ 2.3, and 0 ≦ z ≦ 1.6 are the cases of doping and dedoping of lithium ions. It is preferable because the structure of is stable. ]

上記の一般式(6)で表される組成の中でも、
(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
Among the compositions represented by the above general formula (6),
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
This structure is particularly preferable because it has a good balance of battery performance.

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

本実施形態における負極活物質としてのリチウムチタン複合酸化物は、上記した要件に加えて、さらに、下記の(1)〜(13)に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1種を満たしていることが好ましく、2種以上を同時に満たすことが特に好ましい。 In addition to the above requirements, the lithium-titanium composite oxide as the negative electrode active material in the present embodiment further has at least one of the characteristics such as physical properties and shape shown in the following (1) to (13). It is preferable to satisfy, and it is particularly preferable to satisfy two or more kinds at the same time.

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

BET比表面積が、上記範囲内であると、負極活物質の非水系電解液と接する反応面積が減少し難く、出力抵抗の増加が抑制される傾向にある。さらに、チタンを含有する金属酸化物の結晶の表面や端面の部分の増加を抑え、これに起因する結晶の歪も生じ難くなるため、好ましいリチウム電池等が得られ易くなる。 When the BET specific surface area is within the above range, the reaction area of the negative electrode active material in contact with the non-aqueous electrolyte solution is unlikely to decrease, and the increase in output resistance tends to be suppressed. Further, the increase of the surface and end face portions of the titanium-containing metal oxide crystal is suppressed, and the distortion of the crystal due to this is less likely to occur, so that a preferable lithium battery or the like can be easily obtained.

リチウムチタン複合酸化物のBET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下、350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本明細書におけるリチウムチタン複合酸化物のBET比表面積と定義する。 To measure the specific surface area of the lithium-titanium composite oxide by the BET method, the sample was pre-dried at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow using a surface meter (fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken). After that, the nitrogen adsorption BET 1-point method by the gas flow method is performed using a nitrogen-helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to the atmospheric pressure is 0.3. The specific surface area obtained by the measurement is defined as the BET specific surface area of the lithium titanium composite oxide in the present specification.

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

リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径は、特に限定されないが、通常0.1μm以上であり、0.5μm以上が好ましく、0.7μm以上がより好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、25μm以下がさらに好ましい。 The volume-based average particle size of the lithium-titanium composite oxide is not particularly limited, but is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 0.7 μm or more, and usually 50 μm or less, 40 μm. The following is preferable, 30 μm or less is more preferable, and 25 μm or less is further preferable.

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

リチウムチタン複合酸化物の体積平均粒径が、上記範囲内であると、負極作製時のバインダー使用量を抑えることができ、結果的に電池容量の低下を防ぎ易くなる。また負極極板化時に、均一な塗面になりやすく、電池製作工程を効率的に行うことができる利点も生じる。 When the volume average particle diameter of the lithium-titanium composite oxide is within the above range, the amount of the binder used at the time of producing the negative electrode can be suppressed, and as a result, it becomes easy to prevent a decrease in the battery capacity. Further, when the negative electrode plate is formed, the coated surface tends to be uniform, and there is an advantage that the battery manufacturing process can be efficiently performed.

(3)平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合においては、リチウムチタン複合酸化物の平均一次粒子径は、特に限定されないが、通常0.01μm以上であり、0.05μm以上が好ましく、0.1μm以上がより好ましく、0.2μm以上がさらに好ましく、また、通常2μm以下であり、1.6μm以下が好ましく、1.3μm以下がより好ましく、1μm以下がさらに好ましい。体積基準平均一次粒子径が、上記範囲内であると、球状の二次粒子を形成し易く、粉体充填性が向上し、比表面積を確保し易くなるため、出力特性等の電池性能の低下が抑制される傾向にある。
(3) Average primary particle size When the primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle size of the lithium titanium composite oxide is not particularly limited, but is usually 0.01 μm or more. 0.05 μm or more is preferable, 0.1 μm or more is more preferable, 0.2 μm or more is further preferable, and usually 2 μm or less, 1.6 μm or less is preferable, 1.3 μm or less is more preferable, and 1 μm or less is further preferable. preferable. When the volume-based average primary particle diameter is within the above range, spherical secondary particles are easily formed, powder filling property is improved, and specific surface area is easily secured, so that battery performance such as output characteristics is deteriorated. Tends to be suppressed.

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

(4)形状
リチウムチタン複合酸化物の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等のいずれでもよいが、中でも一次粒子が凝集して二次粒子を形成しており、その二次粒子の形状が球状ないし楕円球状であるものが好ましい。
(4) Shape The shape of the lithium-titanium composite oxide particles may be any of the conventionally used particles such as agglomerates, polyhedrons, spheres, elliptical spheres, plates, needles, and columns, and among them, the primary particles are aggregated. It is preferable that the secondary particles are formed in a spherical shape or an elliptical spherical shape.

通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる負極活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。したがって、一次粒子のみの単一粒子の負極活物質よりも、一次粒子が凝集して二次粒子を形成したものの方が、膨張収縮のストレスを緩和できるため、劣化が生じ難い傾向にある。 Normally, in an electrochemical element, the active material in the electrode expands and contracts with the charge and discharge, so that the stress tends to cause deterioration such as destruction of the negative electrode active material and breakage of the conductive path. Therefore, the stress of expansion and contraction can be alleviated in the case where the primary particles aggregate to form the secondary particles, as compared with the negative electrode active material of the single particles containing only the primary particles, so that deterioration tends to be less likely to occur.

また、板状等、軸配向性の粒子よりも、球状又は楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作製する際の導電材との混合においても、均一に混合され易いため好ましい。 In addition, since spherical or elliptical spherical particles have less orientation during molding of the electrode than axially oriented particles such as plate-shaped particles, the expansion and contraction of the electrode during charging and discharging is also smaller, and the electrode is manufactured. It is also preferable to mix it with the conductive material because it is easy to mix uniformly.

(5)タップ密度
リチウムチタン複合酸化物のタップ密度は、0.05g・cm−3以上が好ましく、0.1g・cm−3以上がより好ましく、0.2g・cm−3以上がさらに好ましく、0.4g・cm−3以上が特に好ましく、また、2.8g・cm−3以下がより好ましく、2.4g・cm−3以下がさらに好ましく、2g・cm−3以下が特に好ましい。リチウムチタン複合酸化物のタップ密度が、上記範囲内であると、負極として用いた場合に十分な充填密度を確保でき、また粒子間の接触面積を大きく確保できるため、粒子間の抵抗が増加し難く、リチウム電池等の出力抵抗の増加が抑制され易い傾向にある。また、電極中の粒子間の空隙も適度になり、非水系電解液の流路を確保できるため、出力抵抗の増加が抑制され易い傾向にある。
(5) Tap Density Tap density lithium-titanium composite oxide is preferably from 0.05 g · cm -3 or more, more preferably 0.1 g · cm -3 or more, more preferably 0.2 g · cm -3 or more, 0.4 g · cm -3 or more is particularly preferable, 2.8 g · cm -3 or less is more preferable, 2.4 g · cm -3 or less is further preferable, and 2 g · cm -3 or less is particularly preferable. When the tap density of the lithium-titanium composite oxide is within the above range, a sufficient packing density can be secured when used as a negative electrode, and a large contact area between particles can be secured, so that the resistance between particles increases. It is difficult, and the increase in output resistance of lithium batteries and the like tends to be suppressed. Further, since the voids between the particles in the electrode are also appropriate and the flow path of the non-aqueous electrolytic solution can be secured, the increase in output resistance tends to be suppressed easily.

リチウムチタン複合酸化物のタップ密度の測定は、以下のようにして行う。試料を目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、そのときの体積と試料の質量から密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本明細書におけるリチウムチタン複合酸化物のタップ密度として定義する。 The tap density of the lithium-titanium composite oxide is measured as follows. After passing the sample through a sieve with an opening of 300 μm and dropping the sample into a tapping cell of 20 cm 3 to fill the sample up to the upper end surface of the cell, a powder density measuring instrument (for example, a tap denser manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.) is used. Using this, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the lithium titanium composite oxide in the present specification.

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

リチウムチタン複合酸化物の円形度は、1に近いほど好ましく、通常0.10以上であり、0.80以上が好ましく、0.85以上がより好ましく、0.90以上がさらに好ましい。高電流密度充放電特性は、円形度が大きいほどが向上する。したがって、円形度が上記範囲内であると、負極活物質の充填性が低下することなく、粒子間の抵抗の増大を抑制して、短時間高電流密度充放電特性の低下を抑制することができる。 The circularity of the lithium-titanium composite oxide is preferably closer to 1, usually 0.10 or more, preferably 0.80 or more, more preferably 0.85 or more, still more preferably 0.90 or more. The high current density charge / discharge characteristics improve as the circularity increases. Therefore, when the circularity is within the above range, it is possible to suppress an increase in resistance between particles without deteriorating the filling property of the negative electrode active material and suppress a decrease in high current density charge / discharge characteristics for a short time. it can.

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

(7)アスペクト比
リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比は、特に限定されないが、通常1以上、また、通常5以下であり、4以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましい。アスペクト比が、上記範囲内であると、極板化時にスジ引きが発生し難くなり、均一な塗布面が得られ易いため、短時間高電流密度充放電特性の低下が抑制される傾向にある。なお、上記範囲の下限は、リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比の理論下限値である。
(7) Aspect ratio The aspect ratio of the lithium-titanium composite oxide is not particularly limited, but is usually 1 or more, usually 5 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less, still more preferably 2 or less. When the aspect ratio is within the above range, streaks are less likely to occur during electrode plate formation, and a uniform coated surface can be easily obtained, so that deterioration of high current density charge / discharge characteristics for a short time tends to be suppressed. .. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit of the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide.

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

(8)リチウムチタン複合酸化物の製造法
リチウムチタン複合酸化物の製造法としては、特には制限されないが、いくつかの方法が挙げられ、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
(8) Method for Producing Lithium-Titanium Composite Oxide The method for producing the lithium-titanium composite oxide is not particularly limited, but some methods are mentioned, and a general method is used as a method for producing an inorganic compound.

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

特に球状又は楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられる。一例として、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 In particular, various methods can be considered for producing a spherical or elliptical spherical active material. As an example, a titanium raw material such as titanium oxide and, if necessary, a raw material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to create a spherical precursor. Examples thereof include a method of recovering the mixture, drying it as necessary, adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 and Li NO 3 and firing at a high temperature to obtain an active material.

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

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

また、以上挙げた各種の方法における工程中において、Ti以外の元素、例えば、Al、Mn、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、C、Si、Sn、Agを、チタンを含有する金属酸化物構造中及び/又はチタンを含有する酸化物に接する形で存在させることも可能である。これらの元素を前記の形態で存在させ、負極活物質中に含有させることで、リチウム電池等のの作動電圧、容量を制御することが可能である。 Further, in the steps in the various methods described above, elements other than Ti, for example, Al, Mn, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, It is also possible to have C, Si, Sn, Ag present in the titanium-containing metal oxide structure and / or in contact with the titanium-containing oxide. By allowing these elements to exist in the above-mentioned form and containing them in the negative electrode active material, it is possible to control the operating voltage and capacity of a lithium battery or the like.

(9)電極作製
電極の製造は、公知のいずれの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって製造することができる。
(9) Electrode production Any known method can be used for electrode production. For example, it is produced by adding a binder, a solvent, and if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried, and then pressed. Can be done.

リチウム電池等における非水系電解液の注液工程直前の段階での片面あたりの負極活物質層の厚さは、特に限定されないが、通常15μm以上、好ましくは20μm以上、より好ましくは30μm以上であり、上限は150μm以下、好ましくは120μm以下、より好ましくは100μm以下である。上記の範囲内であると、非水系電解液を集電体界面付近まで浸透させ易いため、高電流密度充放電特性が高く維持され易い傾向にある。また、負極活物質に対する集電体の体積比を低く維持でき、電池容量を大きく維持し易い傾向にある。なお、負極活物質をロール成形してシート電極としてもよく、圧縮成形によりペレット電極としてもよい。 The thickness of the negative electrode active material layer per side at the stage immediately before the injection step of the non-aqueous electrolyte solution in a lithium battery or the like is not particularly limited, but is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more, and more preferably 30 μm or more. The upper limit is 150 μm or less, preferably 120 μm or less, and more preferably 100 μm or less. Within the above range, the non-aqueous electrolyte solution can easily permeate to the vicinity of the current collector interface, so that the high current density charge / discharge characteristics tend to be high and easily maintained. Further, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material can be kept low, and the battery capacity tends to be kept large. The negative electrode active material may be roll-molded to form a sheet electrode, or may be compression-molded to form a pellet electrode.

(10)集電体
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、具体的には、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられ、これらの中でも加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
(10) Current collector A known current collector can be arbitrarily used as the current collector for holding the negative electrode active material. Specific examples of the current collector of the negative electrode include metal materials such as copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel, and among these, copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.

また、集電体の形状は、特に限定されない。集電体が金属材料の場合は、例えば金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。これらの中でも、好ましくは銅(Cu)及び/又はアルミニウム(Al)を含有する金属箔膜であり、より好ましくは銅箔、アルミニウム箔であり、さらに好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔である。 Further, the shape of the current collector is not particularly limited. When the current collector is a metal material, examples thereof include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, and foamed metal. Among these, a metal foil film containing copper (Cu) and / or aluminum (Al) is preferable, a copper foil and an aluminum foil are more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolysis method are more preferable. It is an electrolytic copper foil by.

また、銅箔の厚さが25μmよりも薄い場合、純銅よりも強度の高い銅合金(リン青銅、チタン銅、コルソン合金、Cu−Cr−Zr合金等)を用いることができる。またアルミニウム箔は、その比重が軽いことから、集電体として用いた場合に、電池の質量を減少させることが可能であるため、好ましく用いることができる。 When the thickness of the copper foil is thinner than 25 μm, a copper alloy having higher strength than pure copper (phosphor bronze, titanium copper, Corson alloy, Cu—Cr—Zr alloy, etc.) can be used. Further, since the aluminum foil has a light specific gravity, it can reduce the mass of the battery when used as a current collector, and thus can be preferably used.

また、圧延銅箔は、銅結晶が圧延方向に並んでいるため、負極を密に丸めても、鋭角に丸めても割れ難いため、小型の円筒状電池に好適に用いることができる。 Further, since the rolled copper foil has copper crystals arranged in the rolling direction, it is difficult to crack even if the negative electrode is rounded densely or at an acute angle, so that it can be suitably used for a small cylindrical battery.

電解銅箔は、例えば、銅イオンが溶解された非水系電解液中に金属製のドラムを浸漬し、これを回転させながら電流を流すことにより、ドラムの表面に銅を析出させ、これを剥離して得ることができる。また、上記の圧延銅箔の表面に、電解法により銅を析出させていてもよい。銅箔の片面又は両面には、粗面化処理や表面処理(例えば、厚さが数nm〜1μm程度までのクロメート処理、Ti等の下地処理等)がなされていてもよい。 In the electrolytic copper foil, for example, a metal drum is immersed in a non-aqueous electrolytic solution in which copper ions are dissolved, and a current is passed while rotating the drum to deposit copper on the surface of the drum and peel it off. Can be obtained. Further, copper may be deposited on the surface of the rolled copper foil by an electrolytic method. One side or both sides of the copper foil may be roughened or surface-treated (for example, chromate treatment having a thickness of several nm to 1 μm, base treatment such as Ti, etc.).

集電体の厚さは、特に限定されず、任意である。通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。集電体の厚さが、上記範囲内であると、強度が向上し、負極形成材料(スラリー)の塗布性が向上し、また、電極の形状安定性が高められる傾向にある。 The thickness of the current collector is not particularly limited and is arbitrary. It is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. When the thickness of the current collector is within the above range, the strength tends to be improved, the coatability of the negative electrode forming material (slurry) is improved, and the shape stability of the electrode tends to be improved.

(11)集電体と活物質層の厚さの比
集電体と活物質層の厚さの比は、特には限定されないが、「(非水系電解液注液直前の片面の活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、通常150以下であり、20以下が好ましく、10以下がより好ましく、また、通常0.1以上であり、0.4以上が好ましく、1以上がより好ましい。
(11) Ratio of thickness between current collector and active material layer The ratio of thickness between current collector and active material layer is not particularly limited, but "(one-sided active material layer immediately before injection of non-aqueous electrolyte solution) (Thickness) / (Thickness of current collector) ”is usually 150 or less, preferably 20 or less, more preferably 10 or less, and usually 0.1 or more, 0.4 or more. Preferably, 1 or more is more preferable.

集電体と負極活性物質層の厚さの比が、上記範囲内であると、高電流密度充放電時のジュール熱による発熱が抑制される傾向にあり、また、負極活物質に対する集電体の体積比が過度に増加しないため、電池容量を高く維持し易い傾向にある。 When the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer is within the above range, heat generation due to Joule heat during high current density charging / discharging tends to be suppressed, and the current collector with respect to the negative electrode active material. Since the volume ratio of the battery does not increase excessively, it tends to be easy to maintain a high battery capacity.

(12)電極密度
負極活物質の電極化した際の電極構造は、特に限定されない。集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上がより好ましく、1.3g・cm−3以上がさらに好ましく、1.5g・cm−3以上が特に好ましく、また、3g・cm−3以下が好ましく、2.5g・cm−3以下がより好ましく、2.2g・cm−3以下がさらに好ましく、2g・cm−3以下が特に好ましい。
(12) Electrode Density The electrode structure when the negative electrode active material is converted into an electrode is not particularly limited. Density of the negative electrode active material present on the current collector is preferably 1 g · cm -3 or more, more preferably 1.2 g · cm -3 or more, more preferably 1.3 g · cm -3 or more, 1 .5 g · cm -3 or more is particularly preferable, 3 g · cm -3 or less is preferable, 2.5 g · cm -3 or less is more preferable, 2.2 g · cm -3 or less is further preferable, and 2 g · cm − 3 or less is particularly preferable.

集電体上に存在している活物質の密度が、上記範囲内にあると、集電体と負極活物質との結着性が維持され易いため、電極と負極活物質の乖離が抑制される傾向にある。また、負極活物質間の導電性を確保し易いため、電池抵抗の増大が抑制される傾向にある。 When the density of the active material existing on the current collector is within the above range, the binding property between the current collector and the negative electrode active material is easily maintained, so that the dissociation between the electrode and the negative electrode active material is suppressed. Tend to be. Further, since it is easy to secure the conductivity between the negative electrode active materials, the increase in battery resistance tends to be suppressed.

(13)バインダー・溶媒等
負極活物質層を形成するためのスラリーは、通常、負極活物質に対して、溶媒にバインダー(結着剤)、増粘剤等を混合したものを加えて調製される。負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
(13) Binder, solvent, etc. The slurry for forming the negative electrode active material layer is usually prepared by adding a mixture of a binder (binding agent), a thickener, etc. to the negative electrode active material. To. The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a non-aqueous electrolyte solution or a material stable to the solvent used in electrode production.

その具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体及びその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Specific examples thereof include resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate, polyimide, aromatic polyamide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, and fluororubber. , NBR (Acrylonitrile-butadiene rubber), rubber-like polymers such as ethylene-propylene rubber; styrene-butadiene-styrene block copolymer and its hydrogen additive; EPDM (ethylene-propylene-diene ternary copolymer), styrene Thermoplastic elastomeric polymers such as ethylene / butadiene / styrene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers and their hydrogenated products; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / acetic acid Soft resinous polymers such as vinyl copolymers and propylene / α-olefin copolymers; fluorine-based highs such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers. Molecular; Examples thereof include a polymer composition having ionic conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions). These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を、溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。 The type of solvent for forming the slurry is particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing a negative electrode active material, a binder, a thickener and a conductive material used as necessary. However, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

水系溶媒の例としては水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジメチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメリルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。特に水系溶媒を用いる場合、上述の増粘剤に併せて分散剤等を加え、SBR等のラテックスを用いてスラリー化することが好ましい。なお、これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Examples of aqueous solvents include water, alcohol and the like, and examples of organic solvents include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methylethylketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N. , N-Dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, dimethyl ether, dimethylacetamide, hexamerylphosphalamide, dimethylsulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane and the like. In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to add a dispersant or the like in addition to the above-mentioned thickener to form a slurry using latex such as SBR. In addition, these may use 1 type alone or 2 or more types in arbitrary combinations and ratios.

負極活物質に対するバインダーの割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がより好ましく、また、通常20質量%以下であり、15質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が、上記範囲内であると、電池容量に寄与しないバインダー割合が過度に大きくならないので、電池容量を高く維持でき、また負極電極の強度を維持し易いため、電池作製工程上好ましい。 The ratio of the binder to the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, and usually 20% by mass or less. It is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 8% by mass or less. When the ratio of the binder to the negative electrode active material is within the above range, the ratio of the binder that does not contribute to the battery capacity does not become excessively large, so that the battery capacity can be maintained high and the strength of the negative electrode can be easily maintained. It is preferable in the process.

特に、負極形成材料であるスラリーがSBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がより好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。 In particular, when the slurry as the negative electrode forming material contains a rubbery polymer typified by SBR as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more. Yes, 0.5% by mass or more is preferable, 0.6% by mass or more is more preferable, and usually 5% by mass or less, 3% by mass or less is preferable, and 2% by mass or less is more preferable.

また、負極形成材料であるスラリーがポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対する割合は、特に限定されないが、通常1質量%以上であり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、通常15質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下がより好ましい。 When the slurry which is the negative electrode forming material contains a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride as a main component, the ratio to the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 1% by mass or more. 2% by mass or more is preferable, 3% by mass or more is more preferable, usually 15% by mass or less, 10% by mass or less is preferable, and 8% by mass or less is more preferable.

増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Thickeners are commonly used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples thereof include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がより好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲内であると、スラリーの塗布性が良好になる傾向にある。また、負極活性物質層に占める活物質の割合も適度なものとなり、電池容量の低下や負極活性物質間の抵抗増大が抑制される傾向にある。 When a thickener is used, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and 0.6% by mass or more. Is more preferable, and is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is within the above range, the coatability of the slurry tends to be good. In addition, the ratio of the active material to the negative electrode active material layer becomes appropriate, and the decrease in battery capacity and the increase in resistance between the negative electrode active materials tend to be suppressed.

<3−1−4.正極>
正極は、集電体上に正極活物質層を有するものであり、正極活物質層は正極活物質を含有する。以下、正極活物質について述べる。
<3-1-4. Positive electrode>
The positive electrode has a positive electrode active material layer on the current collector, and the positive electrode active material layer contains a positive electrode active material. Hereinafter, the positive electrode active material will be described.

<3−1−4−1.正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質について説明する。
<3-1-4-1. Positive electrode active material>
The positive electrode active material used for the positive electrode will be described below.

(1)組成
正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はないが、例えば、リチウムと少なくとも1種の遷移金属を含有する物質が好ましい。具体例としては、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物、リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物、リチウム含有遷移金属ホウ酸化合物等が挙げられる。
(1) Composition The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions, but for example, a substance containing lithium and at least one transition metal is preferable. Specific examples include a lithium transition metal composite oxide, a lithium-containing transition metal phosphoric acid compound, a lithium-containing transition metal silicic acid compound, and a lithium-containing transition metal boric acid compound.

リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましい。複合酸化物の具体例としては、LiCoO等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiMnO、LiMn、LiMnO等のリチウム・マンガン複合酸化物、LiNiO等のリチウム・ニッケル複合酸化物等が挙げられる。また、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si等の他の金属で置換したもの等も挙げられる、その具体例としては、リチウム・コバルト・ニッケル複合酸化物、リチウム・コバルト・マンガン複合酸化物、リチウム・ニッケル・マンガン複合酸化物、リチウム・ニッケル・コバルト・マンガン複合酸化物等が挙げられる。 As the transition metal of the lithium transition metal composite oxide, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable. Specific examples of the complex oxide, lithium cobalt complex oxide such as LiCoO 2, LiMnO 2, LiMn 2 O 4 , Li 2 lithium-manganese composite oxides such as MnO 4, lithium-nickel composite oxide such as LiNiO 2 Things etc. can be mentioned. Further, some of the transition metal atoms that are the main constituents of these lithium transition metal composite oxides are Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si. Specific examples thereof include those substituted with other metals such as lithium-cobalt-nickel composite oxide, lithium-cobalt-manganese composite oxide, lithium-nickel-manganese composite oxide, and lithium-nickel composite oxide. -Cobalt-manganese composite oxides and the like can be mentioned.

置換されたものの具体例としては、例えば、Li1+aNi0.5Mn0.5、Li1+aNi0.8Co0.2、Li1+aNi0.85Co0.10Al0.05、Li1+aNi0.33Co0.33Mn0.33、Li1+aNi0.45Co0.45Mn0.1、Li1+aMn1.8Al0.2、Li1+aMn1.5Ni0.5、xLiMnO・(1−x)Li1+aMO(M=遷移金属)等が挙げられる(a=0<a≦3.0)。 Specific examples of the substituted ones include, for example, Li 1 + a Ni 0.5 Mn 0.5 O 2 , Li 1 + a Ni 0.8 Co 0.2 O 2 , Li 1 + a Ni 0.85 Co 0.10 Al 0. 05 O 2 , Li 1 + a Ni 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , Li 1 + a Ni 0.45 Co 0.45 Mn 0.1 O 2 , Li 1 + a Mn 1.8 Al 0.2 O 4 , Li 1 + a Mn 1.5 Ni 0.5 O 4 , xLi 2 MnO 3 , (1-x) Li 1 + a MO 2 (M = transition metal) and the like (a = 0 <a ≦ 3.0).

リチウム含有遷移金属リン酸化合物は、LixMPO(M=周期表の第4周期の4族〜11族の遷移金属からなる群より選ばれた一種の元素、xは0<x<1.2)を基本組成として表すことができ、上記遷移金属(M)としては、V,Ti,Cr,Mg,Zn,Ca,Cd,Sr,Ba,Co,Ni,Fe,Mn及びCuからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であることが好ましく、Co,Ni,Fe,Mnからなる群より選ばれる少なくとも一種の元素であることがより好ましい。例えば、LiFePO、LiFe(PO、LiFeP等のリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類、LiMnPO等のリン酸マンガン類、LiNiPO等のリン酸ニッケル類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 The lithium-containing transition metal phosphate compound is LixMPO 4 (M = a kind of element selected from the group consisting of transition metals of groups 4 to 11 of the 4th period of the periodic table, x is 0 <x <1.2). Can be expressed as the basic composition, and the transition metal (M) is selected from the group consisting of V, Ti, Cr, Mg, Zn, Ca, Cd, Sr, Ba, Co, Ni, Fe, Mn and Cu. It is preferably at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Fe, and Mn, and more preferably at least one element. For example, LiFePO 4, Li 3 Fe 2 (PO 4) 3, LiFeP 2 O 7 , etc. of phosphorus Santetsurui, cobalt phosphate such as LiCoPO 4, manganese phosphate such as LiMnPO 4, phosphoric acids such as LiNiPO 4 Nickel, some of the transition metal atoms that are the main constituents of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Examples thereof include those substituted with other metals such as Nb and Si.

なお、上述の「LixMPO」とは、その組成式で表される組成のものだけでなく、結晶構造における遷移金属(M)のサイトの一部を他の元素で置換したものも含むことを意味する。さらに、当該化学量論組成のものだけでなく、一部の元素が欠損等した非化学量論組成のものも含むことを意味する。上記他元素置換を行う場合は、特に限定されないが、通常0.1mol%であり、好ましくは0.2mol%以上である。また、通常5mol%以下であり、好ましくは2.5mol%以下である。 The above-mentioned "LixMPO 4 " includes not only those having a composition represented by the composition formula but also those in which a part of the transition metal (M) site in the crystal structure is replaced with another element. means. Further, it means that not only the stoichiometric composition but also the non-stoichiometric composition in which some elements are deleted or the like is included. When the above-mentioned other element substitution is performed, it is not particularly limited, but is usually 0.1 mol%, preferably 0.2 mol% or more. Further, it is usually 5 mol% or less, preferably 2.5 mol% or less.

上記正極活物質は、単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 The positive electrode active material may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.

(2)表面被覆
上記の正極活物質の表面に、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質(以後、適宜「表面付着物質」という。)が付着したものを、本実施形態における正極活物質として用いることもできる。表面付着物質の例としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。
(2) Surface Coating A substance having a composition different from that of the substance constituting the main positive electrode active material (hereinafter, appropriately referred to as “surface adhering substance”) is attached to the surface of the above positive electrode active material. It can also be used as a positive electrode active material in the form. Examples of surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide and other oxides, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, etc. Examples thereof include sulfates such as calcium sulfate and aluminum sulfate, and carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate.

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加させた後に乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加させた後に加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により、正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭素質を、例えば、活性炭等の形で後から機械的に付着させる方法も用いることができる。 These surface adhering substances are, for example, dissolved or suspended in a solvent, impregnated and added to the positive electrode active material, and then dried, or the surface adhering substance precursor is dissolved or suspended in the solvent and impregnated and added to the positive electrode active material. After that, it can be adhered to the surface of the positive electrode active material by a method of reacting by heating or the like, a method of adding to the positive electrode active material precursor and firing at the same time, or the like. When carbon is attached, a method of mechanically attaching the carbon substance later in the form of activated carbon or the like can also be used.

正極活物質の表面に付着している表面付着物質の質量は、特に限定されないが、正極活物質の質量と表面付着物質の質量の合計に対して、通常0.1ppm以上であり、1ppm以上が好ましく、10ppm以上がより好ましく、また、通常20質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましい。 The mass of the surface adhering substance adhering to the surface of the positive electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1 ppm or more, and 1 ppm or more, based on the total mass of the positive electrode active material and the surface adhering material. Preferably, 10 ppm or more is more preferable, and usually 20% by mass or less, 10% by mass or less is preferable, and 5% by mass or less is more preferable.

表面付着物質により、正極活物質表面での非水系電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができる。しかし、付着量が上記範囲内にあると、その効果を十分に発現させることができ、リチウム電池の抵抗の増加を抑制し易い傾向にある。 The surface-adhering substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte solution on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life. However, when the amount of adhesion is within the above range, the effect can be sufficiently exhibited, and the increase in resistance of the lithium battery tends to be easily suppressed.

(3)形状
正極活物質粒子の形状は、特に限定されず、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等のいずれであってもよい。これらの中でも、一次粒子が凝集して二次粒子を形成しており、その二次粒子の形状が球状又は楕円球状であるものが好ましい。
(3) Shape The shape of the positive electrode active material particles is not particularly limited, and may be any of the conventionally used lumps, polyhedrons, spheres, elliptical spheres, plates, needles, columns and the like. Among these, those in which the primary particles are aggregated to form secondary particles and the shape of the secondary particles is spherical or elliptical spherical are preferable.

通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる正極活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。したがって、一次粒子のみの単一粒子の正極活物質よりも、一次粒子が凝集して二次粒子を形成したものである方が、膨張収縮のストレスを緩和できるため、劣化が生じ難い傾向にある。 Normally, in an electrochemical element, the active material in the electrode expands and contracts with the charge and discharge, so that the stress tends to cause deterioration such as destruction of the positive electrode active material and breakage of the conductive path. Therefore, the stress of expansion and contraction can be relieved when the primary particles are aggregated to form the secondary particles, rather than the positive electrode active material which is a single particle containing only the primary particles, and therefore deterioration is less likely to occur. ..

また、板状等、軸配向性の粒子よりも、球状又は楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作成する際の導電材との混合においても、均一に混合され易いため好ましい。 In addition, since spherical or elliptical spherical particles have less orientation during molding of the electrode than axially oriented particles such as plate-shaped particles, the expansion and contraction of the electrode during charging and discharging is also smaller, and the electrode is created. It is also preferable to mix it with the conductive material because it is easy to mix uniformly.

(4)タップ密度
正極活物質のタップ密度は、特に限定されないが、通常0.4g・cm−3以上であり、0.6g・cm−3以上が好ましく、0.8g・cm−3以上がさらに好ましく、1.0g・cm−3以上が特に好ましく、また、通常4.0g・cm−3以下であり、3.8g・cm−3以下が好ましい。
(4) Tap Density Tap density positive electrode active material is not particularly limited, is usually 0.4 g · cm -3 or higher, preferably 0.6 g · cm -3 or more, 0.8 g · cm -3 or higher more preferably, particularly preferably 1.0 g · cm -3 or more, generally not more than 4.0g · cm -3, 3.8g · cm -3 or less.

タップ密度の高い正極活物質を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。したがって、正極活物質のタップ密度が上記範囲内にあると、正極活物質層形成時に必要な分散媒量が適度なものとなるため、導電材や結着剤の必要量も適量となる。このため、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約されることなく、電池容量への影響も少なくなる。また、タップ密度は一般に大きいほど好ましく特に上限はないが、上記範囲を下回ると、正極活物質層内における非水系電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下し易くなる場合がある。 By using a positive electrode active material having a high tap density, a high density positive electrode active material layer can be formed. Therefore, when the tap density of the positive electrode active material is within the above range, the amount of the dispersion medium required for forming the positive electrode active material layer is appropriate, so that the required amount of the conductive material and the binder is also appropriate. Therefore, the filling rate of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is not restricted, and the influence on the battery capacity is reduced. Further, the higher the tap density is, the more preferable it is, and there is no particular upper limit. However, if it is less than the above range, the diffusion of lithium ions through the non-aqueous electrolyte solution as a medium in the positive electrode active material layer becomes rate-determining, and the load characteristics tend to deteriorate. In some cases.

タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセル容積を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量から密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明における正極活物質のタップ密度として定義する。 To measure the tap density, pass a sieve with a mesh size of 300 μm, drop the sample into a tapping cell of 20 cm 3 to fill the cell volume, and then use a powder density measuring device (for example, a tap density manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using this, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the positive electrode active material in the present invention.

(5)メジアン径d50
正極活物質の粒子のメジアン径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
(5) Median diameter d50
The median diameter d50 of the particles of the positive electrode active material (secondary particle diameter when the primary particles are aggregated to form secondary particles) can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution measuring device. it can.

正極活物質のメジアン径d50は、特に限定されないが、通常0.1μm以上であり、0.5μm以上が好ましく、1μm以上がより好ましく、3μm以上がさらに好ましく、また、通常20μm以下であり、18μm以下が好ましく、16μm以下がより好ましく、15μm以下がさらに好ましい。メジアン径d50が、上記範囲内であると、高嵩密度品が得られ易い傾向にあり、また、粒子内のリチウムの拡散が短時間となり、電池特性が低下し難くなる傾向にある。また、リチウム電池等の正極作製時、すなわち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際には、スジ引き等も生じ難くなる傾向にある。 The median diameter d50 of the positive electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1 μm or more, preferably 0.5 μm or more, more preferably 1 μm or more, further preferably 3 μm or more, and usually 20 μm or less, 18 μm. The following is preferable, 16 μm or less is more preferable, and 15 μm or less is further preferable. When the median diameter d50 is within the above range, a high bulk density product tends to be easily obtained, and lithium in the particles tends to diffuse in a short time, so that the battery characteristics are less likely to deteriorate. Further, when producing a positive electrode of a lithium battery or the like, that is, when an active material and a conductive material, a binder or the like are slurried with a solvent and applied in a thin film form, streaks or the like tend to be less likely to occur.

なお、異なるメジアン径d50をもつ正極活物質を2種類以上、任意の比率で混合することで、正極作製時の充填性をさらに向上させることもできる。 By mixing two or more types of positive electrode active materials having different median diameters d50 at an arbitrary ratio, the filling property at the time of producing the positive electrode can be further improved.

正極活物質のメジアン径d50は、例えば0.1質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒として用い、粒度分布計(例えば堀場製作所社製LA−920)を用いて、正極活物質の分散液に対して5分間の超音波分散処理後に、測定屈折率1.24に設定して測定することができる。 For the median diameter d50 of the positive electrode active material, for example, a 0.1 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution is used as a dispersion medium, and a particle size distribution meter (for example, LA-920 manufactured by HORIBA, Ltd.) is used to the dispersion liquid of the positive electrode active material. After 5 minutes of ultrasonic dispersion treatment, the measured refractive index can be set to 1.24 for measurement.

(6)平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合、正極活物質の平均一次粒子径は、特に限定されないが、通常0.03μm以上であり、0.05μm以上が好ましく、0.08μm以上がより好ましく、0.1μm以上がさらに好ましく、また、通常5μm以下であり、4μm以下が好ましく、3μm以下がより好ましく、2μm以下がさらに好ましい。上記範囲内であると、球状の二次粒子を形成し易くなり、粉体充填性が適度なものとなる傾向にあり、また、比表面積を十分確保できるため、出力特性や充放電の可逆性等の電池性能の低下が抑制され易い傾向がある。
(6) Average primary particle size When the primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle size of the positive electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.03 μm or more, and 0.05 μm or more. Is preferable, 0.08 μm or more is more preferable, 0.1 μm or more is further preferable, and usually 5 μm or less, 4 μm or less is preferable, 3 μm or less is more preferable, and 2 μm or less is further preferable. Within the above range, spherical secondary particles are likely to be formed, the powder filling property tends to be appropriate, and the specific surface area can be sufficiently secured, so that the output characteristics and charge / discharge reversibility are reversible. There is a tendency that deterioration of battery performance such as the above is easily suppressed.

なお、正極活物質の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、10,000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、これらの平均値をとることにより求められる。 The average primary particle size of the positive electrode active material is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10,000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is obtained for any 50 primary particles, and the average value thereof is calculated. It is required by taking.

(7)BET比表面積
正極活物質のBET比表面積は、特に限定されないが、BET法を用いて測定した比表面積の値が、通常0.1m・g−1以上であり、0.2m・g−1以上が好ましく、0.3m・g−1以上がより好ましく、また、通常50m・g−1以下であり、40m・g−1以下が好ましく、30m・g−1以下がより好ましい。BET比表面積の値が、上記範囲内にあると、電池性能の低下が抑制される傾向にあり、また、十分なタップ密度が確保され、正極活物質層形成時の塗布性が良好となる傾向にある。
(7) BET Specific Surface Area The BET specific surface area of the positive electrode active material is not particularly limited, but the value of the specific surface area measured by the BET method is usually 0.1 m 2 · g -1 or more, and 0.2 m 2 · g -1 or more preferably, 0.3 m 2 · g -1 or more, and also is generally 50 m 2 · g -1 or less, 40 m 2 · g -1 or less are preferred, 30 m 2 · g -1 The following is more preferable. When the value of the BET specific surface area is within the above range, the deterioration of the battery performance tends to be suppressed, a sufficient tap density is secured, and the coatability at the time of forming the positive electrode active material layer tends to be good. It is in.

BET比表面積は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて測定する。具体的には、試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって比表面積を測定する。該測定で求められる比表面積を、本実施形態における正極活物質のBET比表面積と定義する。 The BET specific surface area is measured using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura RIKEN). Specifically, the sample was pre-dried at 150 ° C. for 30 minutes under nitrogen flow, and then the nitrogen helium mixed gas was accurately adjusted so that the relative pressure value of nitrogen with respect to atmospheric pressure was 0.3. The specific surface area is measured by the nitrogen adsorption BET 1-point method by the gas flow method. The specific surface area obtained by the measurement is defined as the BET specific surface area of the positive electrode active material in the present embodiment.

(8)正極活物質の製造法
正極活物質の製造法は、特に制限されず、各種公知の製造方法を適用することができる。好ましくは、いくつかの方法が挙げられるが、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
(8) Method for producing positive electrode active material The method for producing the positive electrode active material is not particularly limited, and various known production methods can be applied. Preferably, several methods are mentioned, but a general method is used as a method for producing an inorganic compound.

特に球状ないし楕円球状の活物質を作製するには種々の方法が考えられるが、例えばその1例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作製回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 In particular, various methods can be considered for producing spherical or elliptical spherical active materials. For example, as one example, transition metal raw materials such as transition metal nitrate and sulfate, and raw materials of other elements as necessary. Is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, the pH is adjusted while stirring to prepare and recover a spherical precursor, which is dried as necessary, and then LiOH, Li 2 CO 3 , Li NO. Examples thereof include a method of adding a Li source such as 3 and firing at a high temperature to obtain an active material.

また、別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 Further, as an example of another method, a transition metal raw material such as transition metal nitrate, sulfate, hydroxide, oxide and, if necessary, a raw material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. Then, it is dried and molded with a spray dryer or the like to form a spherical or elliptical spherical precursor, to which Li sources such as LiOH, Li 2 CO 3 and Li NO 3 are added and fired at a high temperature to obtain an active material. Can be mentioned.

さらに別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源と、必要に応じ他の元素の原料物質とを水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これを高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 As an example of yet another method, transition metal raw materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, and oxides, Li sources such as LiOH, Li 2 CO 3 , and LiNO 3 , and other elements as required. Is a method of dissolving or pulverizing and dispersing the raw material of the above in a solvent such as water, drying and molding it with a spray dryer or the like to obtain a spherical or elliptical spherical precursor, and firing this at a high temperature to obtain an active material. Can be mentioned.

<3−1−4−2.電極構造と作製法>
以下に、本実施形態に使用される正極の構成及びその作製法について説明する。
<3-1-4-2. Electrode structure and manufacturing method>
The configuration of the positive electrode used in this embodiment and the method for producing the positive electrode will be described below.

(1)正極の作製法
正極は、正極活物質粒子と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製される。正極活物質を用いる正極の製造は、公知のいずれの方法で作製することができる。例えば、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを集電体に圧着するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成させることにより、正極を得ることができる。
(1) Method for producing a positive electrode A positive electrode is produced by forming a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles and a binder on a current collector. The positive electrode using the positive electrode active material can be produced by any known method. For example, a positive electrode active material and a binder, and if necessary, a conductive material and a thickener are mixed in a dry manner to form a sheet, which is then pressure-bonded to a current collector, or these materials are used as a liquid medium. A positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on the current collector by dissolving or dispersing it as a slurry, applying it to a positive electrode current collector, and drying it.

正極活物質層中の正極活物質の含有量は、特に限定されないが、好ましくは80質量%以上、より好ましくは82質量%以上、さらに好ましくは84質量%以上である。また、その上限は、特に限定されないが、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下である。上記範囲内にあると、電池容量が十分に確保され易く、また、正極の強度も確保され易い傾向にある。なお、正極活物質粉体は、1種を単独で用いてもよく、異なる組成又は異なる粉体物性の2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, and further preferably 84% by mass or more. The upper limit thereof is not particularly limited, but is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less. When it is within the above range, the battery capacity tends to be sufficiently secured, and the strength of the positive electrode tends to be secured. As the positive electrode active material powder, one type may be used alone, or two or more types having different compositions or different powder physical characteristics may be used in any combination and ratio.

(2)導電材
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素質材料等が挙げられる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
(2) Conductive material As the conductive material, a known conductive material can be arbitrarily used. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite (graphite) such as natural graphite and artificial graphite; carbon black such as acetylene black; and carbonaceous materials such as amorphous carbon such as needle coke. In addition, these may use 1 type alone or may use 2 or more types in arbitrary combinations and ratios.

正極活物質層中の導電材の含有量は、特に限定されないが、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上、また、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下である。含有量が上記範囲内にあると、導電性が十分に確保され易く、また、電池容量が十分に確保され易い傾向にある。 The content of the conductive material in the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and usually 50% by mass or less. It is preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less. When the content is within the above range, the conductivity tends to be sufficiently secured, and the battery capacity tends to be sufficiently secured.

(3)結着剤
正極活物質層の製造に用いる結着剤は、非水系電解液や電極製造時用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に限定されない。
(3) Binder The binder used for producing the positive electrode active material layer is not particularly limited as long as it is a material stable to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used for producing the electrode.

塗布法の場合は、結着剤は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であればよい。具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 In the case of the coating method, the binder may be a material that is dissolved or dispersed in the liquid medium used in manufacturing the electrode. Specific examples include resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene / butadiene rubber), NBR (acrylonitrile / butadiene rubber), fluororubber, Rubber-like polymers such as isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogen additive thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene ternary copolymer), styrene / ethylene / Thermoplastic elastomeric polymers such as butadiene / ethylene copolymers, styrene / isoprene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinylidene fluoride, ethylene / vinyl acetate copolymer Soft resinous polymers such as coalesced products, propylene / α-olefin copolymers; polyvinylidene fluoride (PVdF), polyvinylidene fluoride, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers, etc. Molecular; Examples thereof include a polymer composition having ionic conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions). In addition, as these substances, 1 type may be used alone, and 2 or more types may be used in arbitrary combinations and ratios.

正極活物質層中の結着剤の割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上であり、1質量%以上が好ましく、3質量%以上がより好ましく、また、通常50質量%以下であり、30質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、8質量%以下がさらに好ましい。結着剤の割合が上記範囲内であると、正活性物質を十分保持でき、正極の機械的強度が保たれ、サイクル特性、電池容量及び導電性の低下が抑制される傾向にある。 The ratio of the binder in the positive electrode active material layer is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, more preferably 3% by mass or more, and usually 50% by mass or less. It is preferably 30% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 8% by mass or less. When the ratio of the binder is within the above range, the positively active substance can be sufficiently retained, the mechanical strength of the positive electrode is maintained, and the decrease in cycle characteristics, battery capacity and conductivity tends to be suppressed.

(4)液体媒体
スラリーを形成するための液体媒体としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
(4) Liquid medium The liquid medium for forming the slurry may be a solvent capable of dissolving or dispersing a positive electrode active material, a conductive material, a binder, and a thickener used as needed. For example, the type is not particularly limited, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

水系媒体の例としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体の例としては、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of organic media include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methylethylketone and cyclohexanone. Classes; esters such as methyl acetate and methyl acrylate; amines such as diethylenetriamine, N, N-dimethylaminopropylamine; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide , Amides such as dimethylacetamide; aprotonic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethylsulfoxide can be mentioned. In addition, these may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types by arbitrary combinations and ratios.

(5)増粘剤
スラリーを形成するための液体媒体として水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。
(5) Thickener When an aqueous medium is used as the liquid medium for forming the slurry, it is preferable to use a thickener and a latex such as styrene-butadiene rubber (SBR) to form a slurry. Thickeners are commonly used to adjust the viscosity of the slurry.

増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 The thickener is not particularly limited, and specific examples thereof include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

増粘剤を使用する場合には、正極活物質に対する増粘剤の割合は、特に限定されないが、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは0.6質量%以上、また、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下が望ましい。上記範囲内にあると、スラリーの塗布性が良好となり、また、正極活物質層に占める活物質の割合を維持でき、電池容量の低下や正極活物質間の抵抗の増大が抑制される傾向にある。 When a thickener is used, the ratio of the thickener to the positive electrode active material is not particularly limited, but is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.6% by mass. % Or more, usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. Within the above range, the coatability of the slurry becomes good, the ratio of the active material to the positive electrode active material layer can be maintained, and the decrease in battery capacity and the increase in resistance between the positive electrode active materials tend to be suppressed. is there.

(6)圧密化
集電体への上記スラリーの塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.5g・cm−3以上がより好ましく、2g・cm−3以上がさらに好ましく、また、4g・cm−3以下が好ましく、3.5g・cm−3以下がより好ましく、3g・cm−3以下がさらに好ましい。
(6) Consolidation The positive electrode active material layer obtained by applying and drying the above slurry to the current collector is preferably consolidated by a hand press, roller press, or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material. .. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1 g · cm -3 or more, more preferably 1.5 g · cm -3 or more, further preferably 2 g · cm -3 or more, and preferably 4 g · cm -3 or less. 3.5 g · cm -3 or less is more preferable, and 3 g · cm -3 or less is further preferable.

正極活物質層の密度が上記範囲内にあると、集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性が低下し難く、高電流密度での充放電特性の低下が抑制される傾向にある。また、活物質間の導電性が低下し難くなり、電池抵抗が増大し難くなる傾向にある。 When the density of the positive electrode active material layer is within the above range, the permeability of the non-aqueous electrolyte solution to the vicinity of the current collector / active material interface is unlikely to decrease, and the decrease in charge / discharge characteristics at a high current density is suppressed. There is a tendency. In addition, the conductivity between the active materials tends to be difficult to decrease, and the battery resistance tends to be difficult to increase.

(7)集電体
正極集電体の材質は、特に制限されず、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素質材料が挙げられる。これらの中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。
(7) Current collector The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and any known material can be used. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; carbonaceous materials such as carbon cloth and carbon paper. Among these, a metal material, particularly aluminum, is preferable.

集電体の形状も特に制限されない。例えば金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素質材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成されていてもよい。 The shape of the current collector is also not particularly limited. For example, in the case of a metal material, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foamed metal, etc. can be mentioned, and in the case of a carbonaceous material, a carbon plate, a carbon thin film, a carbon column, etc. Can be mentioned. Of these, a metal thin film is preferable. The thin film may be appropriately formed in a mesh shape.

集電体の厚さは、任意であり、特に限定されないが、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上がより好ましく、また、通常1mm以下であり、100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましい。上記範囲内であると、集電体として必要な強度を十分確保することができ、また、取り扱い性も良好になる傾向にある。 The thickness of the current collector is arbitrary and is not particularly limited, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, preferably 50 μm or less. More preferred. Within the above range, sufficient strength required as a current collector can be secured, and handleability tends to be good.

集電体と正極活物質層の厚さの比は、特には限定されないが、(電解液注液直前の片面の正極活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)の値は、通常20以下、好ましくは15以下、より好ましくは10以下であり、下限は、通常0.5以上、好ましくは0.8以上、より好ましくは1以上の範囲である。この範囲内にあると、高電流密度充放電時のジュール熱による集電体の発熱を抑制でき、また、正極活物質に対する集電体の体積比が低減されて、電池容量の低下が抑制される傾向にある。 The ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is not particularly limited, but the value of (thickness of the positive electrode active material layer on one side immediately before the electrolytic solution injection) / (thickness of the current collector) is , Usually 20 or less, preferably 15 or less, more preferably 10 or less, and the lower limit is usually 0.5 or more, preferably 0.8 or more, more preferably 1 or more. Within this range, heat generation of the current collector due to Joule heat during high current density charging / discharging can be suppressed, and the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material is reduced, so that a decrease in battery capacity is suppressed. Tend to be.

<3−1−5.セパレータ>
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、本実施形態の非水系電解液は、このセパレータに含浸させて用いることができる。
<3-1-5. Separator>
A separator is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. In this case, the non-aqueous electrolyte solution of the present embodiment can be used by impregnating the separator.

セパレータの材料や形状については特に制限はなく、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本実施形態の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いることが好ましく、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いることがより好ましい。 The material and shape of the separator are not particularly limited, and known ones can be arbitrarily adopted. Among them, it is preferable to use a resin, glass fiber, an inorganic substance or the like formed of a material stable to the non-aqueous electrolytic solution of the present embodiment, and a porous sheet or a non-woven fabric-like material having excellent liquid retention is used. Is more preferable to use.

樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。これらの中でも、好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、さらに好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。 As the material of the resin and the glass fiber separator, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polytetrafluoroethylene, polyether sulfone, glass filter and the like can be used. Among these, glass filters and polyolefins are preferable, and polyolefins are more preferable. One of these materials may be used alone, or two or more of these materials may be used in any combination and ratio.

上記セパレータの厚さは任意であり、特に限定されないが、通常1μm以上であり、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。上記範囲内にあると、絶縁性や機械的強度の低下が抑制される傾向にあり、また、レート特性等の電池性能の低下が抑制されるとともに、リチウム電池全体としてのエネルギー密度の低下も抑制される傾向にある。 The thickness of the separator is arbitrary and is not particularly limited, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, more preferably 30 μm or less. .. If it is within the above range, the decrease in insulation and mechanical strength tends to be suppressed, the decrease in battery performance such as rate characteristics is suppressed, and the decrease in energy density of the lithium battery as a whole is also suppressed. Tends to be.

さらに、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は、任意であり、特に限定されないが、通常20%以上であり、35%以上が好ましく、45%以上がより好ましく、また、通常90%以下であり、85%以下が好ましく、75%以下がより好ましい。上記範囲内にあると、膜抵抗が大きくなり過ぎずレート特性の悪化が抑制される傾向にある。また、セパレータの機械的強度も適度に維持され、絶縁性の低下も抑制される傾向にある。 Further, when a porous material such as a porous sheet or a non-woven fabric is used as the separator, the porosity of the separator is arbitrary and is not particularly limited, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, preferably 45%. The above is more preferable, and usually 90% or less, 85% or less is preferable, and 75% or less is more preferable. When it is within the above range, the film resistance does not become too large and the deterioration of the rate characteristics tends to be suppressed. In addition, the mechanical strength of the separator is maintained at an appropriate level, and the deterioration of the insulating property tends to be suppressed.

また、セパレータの平均孔径も、任意であり、特に限定されないが、通常0.5μm以下であり、0.2μm以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。上記範囲内にあると、短絡が生じ難くなり、膜抵抗も大きく過ぎず、レート特性の低下が抑制される傾向にある。 The average pore size of the separator is also arbitrary and is not particularly limited, but is usually 0.5 μm or less, preferably 0.2 μm or less, and usually 0.05 μm or more. If it is within the above range, a short circuit is unlikely to occur, the film resistance is not too large, and a decrease in rate characteristics tends to be suppressed.

一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物類、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が挙げられる。これらは、通常、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。 On the other hand, examples of the inorganic material include oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate. These are usually in the form of particles or fibers.

セパレータの形態としては、例えば不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものがあるが、その形態は特に限定されない。薄膜形状のセパレータとしては、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることもできる。例えば、正極の両面に、90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を使用し、フッ素樹脂を結着剤として使用して、多孔層を形成させたものが挙げられる。 The form of the separator includes, for example, a thin film such as a non-woven fabric, a woven fabric, and a microporous film, but the form is not particularly limited. As the thin film-shaped separator, a separator having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferably used. In addition to the independent thin film shape, a separator formed by forming a composite porous layer containing the inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can also be used. For example, alumina particles having a 90% particle size of less than 1 μm are used on both sides of the positive electrode, and a fluororesin is used as a binder to form a porous layer.

<3−1−6.電池設計>
[電極群]
電極群は、前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する。)は、特に限定されないが、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。電極群占有率が、上記範囲内にあると、電池容量及び空隙スペースを比較的に大きく維持でき、電池の高温化による部材の膨張や電解質の液成分の蒸気圧が高くなることに起因する内部圧力の上昇を抑制でき、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性の低下が抑制される傾向にある。
<3-1-6. Battery design>
[Electrode group]
The electrode group has a laminated structure in which the above-mentioned positive electrode plate and the negative electrode plate are formed by the above-mentioned separator, and a structure in which the above-mentioned positive electrode plate and the negative electrode plate are spirally wound through the above-mentioned separator. Either may be used. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupancy rate) is not particularly limited, but is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less. , 80% or less is preferable. When the electrode group occupancy rate is within the above range, the battery capacity and the void space can be maintained relatively large, and the inside is caused by the expansion of the member due to the high temperature of the battery and the increase in the vapor pressure of the liquid component of the electrolyte. The increase in pressure can be suppressed, and the deterioration of various characteristics such as repeated charge / discharge performance as a battery and high-temperature storage tends to be suppressed.

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

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

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

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

[保護素子]
前述の保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等が挙げられる。前記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、高出力の観点から、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
[Protective element]
As the above-mentioned protective elements, PTC (Positive Temperature Coafficient) whose resistance increases when abnormal heat generation or excessive current flows, thermal fuse, thermistor, and current flowing in the circuit due to a sudden rise in battery internal pressure or internal temperature during abnormal heat generation. A valve that shuts off the current (current cutoff valve) and the like can be mentioned. It is preferable to select the protective element under conditions that do not operate under normal use of high current, and from the viewpoint of high output, it is more preferable to design the protective element so as not to cause abnormal heat generation or thermal runaway even without the protective element.

[外装体]
本実施形態のリチウム電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体内に収納して構成される。この外装体に制限はなく、公知のものを任意に採用することができる。
[Exterior body]
The lithium battery of the present embodiment is usually configured by accommodating the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution, negative electrode, positive electrode, separator and the like inside the exterior. There is no limitation on this exterior body, and a known one can be arbitrarily adopted.

具体的に、外装体の材質は任意であるが、通常は、例えばニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。 Specifically, the material of the exterior body is arbitrary, but usually, for example, nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, or the like is used.

また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。 Further, the shape of the exterior body is also arbitrary, and may be any of, for example, a cylindrical type, a square type, a laminated type, a coin type, and a large size.

<3−2.多価カチオン電池>
本実施形態の多価カチオン電池では、正極に酸化物材料等を用い、負極にマグネシウム、カルシウム、アルミニウム等の金属や、これらの金属を含む化合物等を用いる。電解質には、負極の反応活物質種と同じ元素、すなわちマグネシウムイオンやカルシウムイオン、アルミニウムイオンを与えるように、マグネシウム塩やカルシウム塩、アルミニウム塩等を非水溶媒に溶解させた非水系電解液を用い、そこにLiBFNCO(4−n)を溶解させることにより、多価カチオン電池用非水系電解液を調製することができる。
<3-2. Multivalent cation battery>
In the polyvalent cation battery of the present embodiment, an oxide material or the like is used for the positive electrode, and a metal such as magnesium, calcium or aluminum or a compound containing these metals is used for the negative electrode. The electrolyte is a non-aqueous electrolyte solution in which magnesium salts, calcium salts, aluminum salts, etc. are dissolved in a non-aqueous solvent so as to give the same elements as the reaction active material species of the negative electrode, that is, magnesium ions, calcium ions, and aluminum ions. A non-aqueous electrolyte solution for a polyvalent cation battery can be prepared by dissolving LiBF n NCO (4-n) therein.

<3−3.金属空気電池>
本実施形態の金属空気電池では、負極に亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム等の金属や、これらの金属を含む化合物等を用いる。正極活物質は酸素であるため、正極は多孔質のガス拡散電極を用いる。多孔質材料は炭素が好ましい。電解質には、負極活物質種と同じ元素、すなわちリチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム等を与えるように、リチウム塩やナトリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、カルシウム塩等を非水溶媒に溶解させた非水系電解液を用い、そこにLiBFNCO(4−n)を溶解させることにより、金属空気電池用非水系電解液を調製することができる。
<3-3. Metal-air battery >
In the metal-air battery of the present embodiment, a metal such as zinc, lithium, sodium, magnesium, aluminum, calcium, or a compound containing these metals is used as the negative electrode. Since the positive electrode active material is oxygen, a porous gas diffusion electrode is used for the positive electrode. Carbon is preferable as the porous material. A lithium salt, a sodium salt, a magnesium salt, an aluminum salt, a calcium salt, etc. are dissolved in a non-aqueous solvent so that the same elements as the negative electrode active material species, that is, lithium, sodium, magnesium, aluminum, calcium, etc. are given to the electrolyte. A non-aqueous electrolyte solution for a metal-air battery can be prepared by dissolving LiBF n NCO (4-n) in the non-aqueous electrolyte solution.

<3−4.上記以外のs−ブロック金属を用いた二次電池>
s−ブロック元素とは、第1族元素(水素、アルカリ金属)、第2族元素(ベリリウム、マグネシウム及びアルカリ土類金属)及びヘリウムのことであり、s−ブロック金属二次電池とは、前記s−ブロック金属を負極及び又は電解質に用いた二次電池を意味する。上記以外のs−ブロック金属二次電池は、具体的には、正極に硫黄を用いたリチウム硫黄電池やナトリウム硫黄電池、またナトリウムイオン電池等が挙げられる。
<3-4. Secondary battery using s-block metal other than the above>
The s-block element is a group 1 element (hydrogen, alkali metal), a group 2 element (berylium, magnesium and alkaline earth metal) and helium, and the s-block metal secondary battery is described above. It means a secondary battery using an s-block metal as a negative electrode and / or an electrolyte. Specific examples of the s-block metal secondary battery other than the above include a lithium-sulfur battery and a sodium-sulfur battery using sulfur for the positive electrode, a sodium ion battery, and the like.

<3−5.リチウムイオンキャパシタ>
正極に電気二重層を形成できる材料を用い、負極にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な材料を用いる。正極材量としては活性炭が好ましい。また負極材料としては、炭素質材料が好ましい。非水系電解液には、LiBFNCO(4−n)を含有した非水系電解液を用いる。
<3-5. Lithium ion capacitor >
A material capable of forming an electric double layer is used for the positive electrode, and a material capable of occluding and releasing lithium ions is used for the negative electrode. Activated carbon is preferable as the amount of the positive electrode material. Further, as the negative electrode material, a carbonaceous material is preferable. As the non-aqueous electrolyte solution, a non-aqueous electrolyte solution containing LiBF n NCO (4-n) is used.

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

(実施例1)
[LiBF(NCO)4−n:nの平均値=3の調製]
・LiOCNの調製
1.53g(120mol)のLiSO・HOを5mlの純水に溶解し、得られた溶液を、1.62g(200mmol)のKOCNを5mlの純水に溶解した溶液と混合し、沈殿したKSOを濾別した。 30分ほど攪拌後、この水溶液に直接500mlのエタノールを加えて攪袢し、析出した塩を濾別した後、一旦この水を含むエタノール溶液から含水エタノールを留去し、45℃にて8時間ほど真空乾燥して、白色粉末を得た。この白色粉末を再度、500mlの乾燥エタノールに溶解し、不溶物を漉過後、エタノールを留去し及び45℃にて8時間ほど真空乾燥することにより、LiOCNを得た。
IC分析の結果、カチオン種は99%以上がLiであり、アニオン種はOCN以外検出されなかった。
(Example 1)
[Preparation of LiBF n (NCO) 4-n : mean value of n = 3]
-Preparation of LiOCN 1.53 g (120 mol) of Li 2 SO 4 · H 2 O was dissolved in 5 ml of pure water, and the obtained solution was dissolved in 1.62 g (200 mmol) of KOCN in 5 ml of pure water. The mixture was mixed with the solution and the precipitated K 2 SO 4 was filtered off. After stirring for about 30 minutes, 500 ml of ethanol was directly added to this aqueous solution to stir, and the precipitated salt was filtered off. Then, the hydrous ethanol was once distilled off from the ethanol solution containing water, and the temperature was 45 ° C. for 8 hours. It was vacuum dried to obtain a white powder. This white powder was dissolved again in 500 ml of dry ethanol, the insoluble material was strained, ethanol was distilled off, and the mixture was vacuum dried at 45 ° C. for about 8 hours to obtain LiOCN.
As a result of IC analysis, 99% or more of the cation species were Li + , and no anion species other than OCN were detected.

・BF/EtO錯体との混合
PFAフラスコ中、10mlのアセトニトリルに、LiOCN49mg(10mmol)を懸濁させ、市販のBF/EtO錯体126mg(10mmol)をゆっくりと滴下した。攪拌を続けることで、沈殿物は大幅に減少した。不溶物を濾別後、溶媒等の軽沸物を留去したところ、白色粉末が得られた。
-Mixing with BF 3 / Et 2 O complex In a PFA flask, 49 mg (10 mmol) of LiOCN was suspended in 10 ml of acetonitrile, and 126 mg (10 mmol) of a commercially available BF 3 / Et 2 O complex was slowly added dropwise. With continued stirring, the precipitate was significantly reduced. After the insoluble matter was filtered off, a light boiling material such as a solvent was distilled off to obtain a white powder.

図1に、19F−NMR測定結果を示す。また、図2に、11B−NMR測定結果を示す。19F−NMR測定では、BF、BF(NCO)アニオンと、BF(NCO)アニオンと推定されるB−F結合を持つアニオンのシグナルが観察され、さらに、低磁場側にB−F結合を持つ化合物が微量含まれていることを示唆するシグナルがわずかに観察された。11B−NMR測定結果からも、この結果が支持されている。
図3に、ESI−MS測定結果を示す。このESI−MS測定結果から、アニオン種として、BF、BF(NCO)、BF(NCO)、BF(NCO)、B(NCO)が検出されていることがわかる。
FIG. 1 shows the results of 19 F-NMR measurement. Further, FIG. 2 shows the 11 B-NMR measurement results. 19 In the F-NMR measurement, signals of BF 4 , BF 3 (NCO) anion and an anion having a BF bond presumed to be BF 2 (NCO) 2 anion were observed, and B- on the low magnetic field side. A slight signal was observed suggesting the inclusion of trace amounts of compounds with F-bonds. 11 This result is also supported by the B-NMR measurement results.
FIG. 3 shows the ESI-MS measurement results. From this ESI-MS measurement result, it can be seen that BF 4 , BF 3 (NCO), BF 2 (NCO) 2 , BF (NCO) 3 , and B (NCO) 4 are detected as anion species.

これらの結果及び19F−NMR積分比から、得られた白色粉末は、LiBF:LiBF(NCO):LiBF(NCO)≒20:40:20の比率で含み、さらにLiBF(NCO)とLiB(NCO)とを微量含むサンプルであることが示唆された。このサンプルを、リチウム塩Aとした。 From these results and the 19 F-NMR integration ratio, the white powder obtained contained a ratio of LiBF 4 : LiBF 3 (NCO): LiBF 2 (NCO) 2 ≈20: 40: 20, and further LiBF (NCO). It was suggested that the sample contained a small amount of 3 and LiB (NCO) 4 . This sample was designated as lithium salt A.

[負極の作製]
炭素質材料98質量部に、増粘剤及びバインダーとして、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)1質量部及びスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン−ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延して、銅箔上に負極活物質層を設けた積層板を作製した。この積層板から、幅30mm及び長さ40mmのサイズの負極活物質層、並びに、幅5mm及び長さ9mmのサイズの未塗工部を有する形状の切片を切り出して、負極を得た。
[Preparation of negative electrode]
98 parts by mass of carbonaceous material, 1 part by mass of aqueous dispersion of sodium carboxymethyl cellulose (concentration of sodium carboxymethyl cellulose 1% by mass) and aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (of styrene-butadiene rubber) as a thickener and binder. (Concentration 50% by mass) 1 part by mass was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and rolled with a press to prepare a laminated plate in which a negative electrode active material layer was provided on the copper foil. From this laminated board, a section having a negative electrode active material layer having a width of 30 mm and a length of 40 mm and an uncoated portion having a width of 5 mm and a length of 9 mm was cut out to obtain a negative electrode.

[正極の作製]
正極活物質としてLi(Ni1/3Mn1/3Co1/3)O(LNMC)90質量%と、導電材としてのアセチレンブラック5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、予め導電助剤を塗布した厚さ15μmのアルミ箔の片面に塗布して、乾燥し、プレス機にてロールプレスして、アルミ箔上に正極活物質層を設けた積層板を作製した。この積層板から、幅30mm及び長さ40mmのサイズの正極活物質層、並びに、幅5mm、長さ9mmのサイズの未塗工部を有する形状の切片を切り出して、正極を得た。
[Preparation of positive electrode]
90% by mass of Li (Ni 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 ) O 2 (LNMC) as a positive electrode active material, 5% by mass of acetylene black as a conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. ) 5% by mass was mixed in an N-methylpyrrolidone solvent to form a slurry. The obtained slurry was applied to one side of a 15 μm-thick aluminum foil coated with a conductive auxiliary agent in advance, dried, rolled and pressed with a press machine, and laminated with a positive electrode active material layer provided on the aluminum foil. A board was made. A section having a positive electrode active material layer having a width of 30 mm and a length of 40 mm and an uncoated portion having a width of 5 mm and a length of 9 mm was cut out from this laminated plate to obtain a positive electrode.

[電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とエチルメチルカーボネート(EMC)との混合物(体積比30:30:40)に、乾燥したLiPFを1mol/Lの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、上記リチウム塩Aを非水系電解液全量に対して0.5質量%含有させることで、実施例1の非水系電解液を調製した。
[Preparation of electrolyte]
In a dry argon atmosphere, add 1 mol / L of dried LiPF 6 to a mixture of ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio 30:30:40). The basic electrolyte was prepared by dissolving in. The non-aqueous electrolyte solution of Example 1 was prepared by adding 0.5% by mass of the lithium salt A to the basic electrolyte solution with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution.

[リチウム二次電池の製造]
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設させながら挿入した後、上記非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、4.2Vで満充電状態となる実施例1のシート状リチウム二次電池を作製した。
[Manufacturing of lithium secondary batteries]
The above positive electrode, negative electrode, and polyethylene separator were laminated in this order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode to prepare a battery element. After inserting this battery element into a bag made of a laminated film in which both sides of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer while projecting the positive electrode and negative electrode terminals, the non-aqueous electrolyte solution is injected into the bag. , Vacuum-sealed to produce a sheet-shaped lithium secondary battery of Example 1, which is fully charged at 4.2 V.

[慣らし運転]
リチウム二次電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、25℃において、0.2Cに相当する定電流で4.2Vまで充電した後、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。これを2サイクル行って電池を安定させ、3サイクル目は、0.2Cの定電流で4.2Vまで充電後、4.2Vの定電圧で電流値が0.05Cになるまで充電を実施し、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。これを2サイクル行って慣らし運転を完了させた。
[Run-in]
A lithium secondary battery is charged to 4.2 V at 25 ° C. with a constant current equivalent to 0.2 C in a state of being sandwiched between glass plates in order to improve adhesion between electrodes, and then a constant current of 0.2 C. Was discharged to 3.0V. This is performed for two cycles to stabilize the battery, and in the third cycle, the battery is charged to 4.2 V with a constant current of 0.2 C, and then charged with a constant voltage of 4.2 V until the current value reaches 0.05 C. , 0.2C constant current discharged to 3.0V. This was performed for two cycles to complete the break-in operation.

[初期−30℃出力特性の評価]
初期放電容量の評価が終了した電池を、25℃にて、0.2Cの定電流で初期放電容量の半分の容量となるよう充電した。これを−30℃において各々0.5C、1.0C、1.5C、2.0C、2.5Cで放電させ、その10秒時の電圧を測定した。電流−電圧直線より3.0Vにおける電流値を求め、3.0×(3.0Vにおける電流値)を出力(W)とした。比較例1の初期出力を100としたときの相対値(%)を表1に示す。
[Evaluation of initial -30 ° C output characteristics]
The battery for which the evaluation of the initial discharge capacity was completed was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.2 C so as to have a capacity half of the initial discharge capacity. This was discharged at 0.5C, 1.0C, 1.5C, 2.0C and 2.5C at −30 ° C., and the voltage at 10 seconds was measured. The current value at 3.0 V was obtained from the current-voltage straight line, and 3.0 × (current value at 3.0 V) was taken as the output (W). Table 1 shows the relative values (%) when the initial output of Comparative Example 1 is 100.

[初期−30℃入力特性の評価]
初期放電容量の評価が終了した電池を、25℃にて、0.2Cの定電流で初期放電容量の半分の容量となるよう充電した。これを−30℃において各々0.5C、1.0C、1.5C、2.0C、2.5Cで充電させ、その10秒時の電圧を測定した。電流−電圧直線より4.2Vにおける電流値を求め、4.2×(4.2Vにおける電流値)を出力(W)とした。比較例1の初期入力を100としたときの相対値(%)を表1に示す。
[Evaluation of initial -30 ° C input characteristics]
The battery for which the evaluation of the initial discharge capacity was completed was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.2 C so as to have a capacity half of the initial discharge capacity. This was charged at 0.5C, 1.0C, 1.5C, 2.0C and 2.5C at −30 ° C., and the voltage at 10 seconds was measured. The current value at 4.2 V was obtained from the current-voltage straight line, and 4.2 × (current value at 4.2 V) was taken as the output (W). Table 1 shows the relative value (%) when the initial input of Comparative Example 1 is 100.

[サイクル特性の評価]
初期放電容量の評価が試験の終了した電池のうち、初期出力及び初期入力がともに80%を超えている電池を対象に、2.0Cの定電流で4.2Vまで充電後、2Cの定電流で3.0Vまで放電した。これを60℃で500サイクル実施した。〔(500サイクル目の放電容量)÷(1サイクル目の放電容量)〕×100からサイクル放電容量維持率(%)を求めた。比較例1を100.0としたときの相対値(%)を表1に示す。
[Evaluation of cycle characteristics]
Among the batteries whose initial discharge capacity has been evaluated, the batteries whose initial output and initial input both exceed 80% are charged to 4.2V with a constant current of 2.0C, and then have a constant current of 2C. Was discharged to 3.0V. This was carried out at 60 ° C. for 500 cycles. The cycle discharge capacity retention rate (%) was obtained from [(discharge capacity in the 500th cycle) ÷ (discharge capacity in the first cycle)] × 100. Table 1 shows the relative value (%) when Comparative Example 1 is 100.0.

[サイクル後−30℃出力特性の評価]
初期放電容量の評価が終了した電池を、25℃にて、0.2Cの定電流で初期放電容量の半分の容量となるよう充電した。これを−30℃において各々0.5C、1.0C、1.5C、2.0C、2.5Cで放電させ、その10秒時の電圧を測定した。電流−電圧直線より3.0Vにおける電流値を求め、3.0×(3.0Vにおける電流値)を出力(W)とした。比較例1の初期出力を100としたときの相対値(%)を表1に示す。
[Evaluation of -30 ° C output characteristics after cycle]
The battery for which the evaluation of the initial discharge capacity was completed was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.2 C so as to have a capacity half of the initial discharge capacity. This was discharged at 0.5C, 1.0C, 1.5C, 2.0C and 2.5C at −30 ° C., and the voltage at 10 seconds was measured. The current value at 3.0 V was obtained from the current-voltage straight line, and 3.0 × (current value at 3.0 V) was taken as the output (W). Table 1 shows the relative values (%) when the initial output of Comparative Example 1 is 100.

[サイクル後−30℃入力の評価]
サイクル試験の評価が終了した電池を、25℃にて、0.2Cの定電流で初期放電容量の半分の容量となるよう充電した。これを−30℃において各々0.5C、1.0C、1.5C、2.0C、2.5Cで充電させ、その10秒時の電圧を測定した。電流−電圧直線より4.2Vにおける電流値を求め、4.2×(4.2Vにおける電流値)を入力(W)とした。比較例1の初期入力を100としたときの相対値(%)を表1に示す。
[Evaluation of -30 ° C input after cycle]
The battery for which the evaluation of the cycle test was completed was charged at 25 ° C. with a constant current of 0.2 C to half the capacity of the initial discharge capacity. This was charged at 0.5C, 1.0C, 1.5C, 2.0C and 2.5C at −30 ° C., and the voltage at 10 seconds was measured. The current value at 4.2 V was obtained from the current-voltage straight line, and 4.2 × (current value at 4.2 V) was used as the input (W). Table 1 shows the relative value (%) when the initial input of Comparative Example 1 is 100.

(比較例1)
実施例1の非水系電解液に代えて、上述した基本電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、比較例1のシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
A sheet-shaped lithium secondary battery of Comparative Example 1 was produced and evaluated in the same manner as in Example 1 except that the above-mentioned basic electrolytic solution was used instead of the non-aqueous electrolyte solution of Example 1. The results are shown in Table 1.

(比較例2)
実施例1の非水系電解液に代えて、上述した基本電解液にLiBFを非水系電解液全量に対して0.5質量%含有させた非水系電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、比較例2のシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 2)
Example 1 except that, instead of the non-aqueous electrolyte solution of Example 1, a non-aqueous electrolyte solution containing 0.5% by mass of LiBF 4 with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution is used in the above-mentioned basic electrolyte solution. In the same manner as in the above, a sheet-shaped lithium secondary battery of Comparative Example 2 was produced and evaluated. The results are shown in Table 1.

(比較例3)
実施例1の非水系電解液に代えて、上述した基本電解液にリチウム(オキサラト)ボレート(LiBOB)を0.5質量%含有させた非水系電解液を用いること以外は、実施例1と同様にして、比較例3のシート状リチウム二次電池を作製し、評価を行った。結果を表1に示す。
(Comparative Example 3)
Same as Example 1 except that a non-aqueous electrolyte solution containing 0.5% by mass of lithium (oxalate) borate (LiBOB) is used in the above-mentioned basic electrolyte solution instead of the non-aqueous electrolyte solution of Example 1. Then, the sheet-shaped lithium secondary battery of Comparative Example 3 was prepared and evaluated. The results are shown in Table 1.

表1から明らかなように、本発明のリチウム塩Aを含む実施例1は、リチウム塩Aを含まない比較例1及び比較例2よりも、初期出力、初期入力、サイクル後出力、サイクル後入力、及びサイクル容量維持率の全ての項目において優れることが分かる。特に、リチウム塩Aを含有させた非水系電解液は、リチウム塩Aと同様にアニオン構造中にホウ素原子を含有するリチウム塩と比較しても上記各特性に優れることから、本発明のリチウム塩及びこれを用いた非水系電解液の有用性が示された。 As is clear from Table 1, Example 1 containing the lithium salt A of the present invention has an initial output, an initial input, a post-cycle output, and a post-cycle input as compared with Comparative Example 1 and Comparative Example 2 not containing the lithium salt A. , And all items of cycle capacity retention rate are excellent. In particular, the non-aqueous electrolyte solution containing lithium salt A is superior to the lithium salt containing a boron atom in the anion structure as in the case of lithium salt A, and therefore, the lithium salt of the present invention is excellent in each of the above characteristics. And the usefulness of the non-aqueous electrolyte solution using this was shown.

以上詳述したとおり、本発明を詳細にまた特定の実施態様を参照して説明したが、本発明は、本発明の精神と範囲を逸脱することなく様々な変更や修正を加えることができることは当業者にとって明らかである。 As described in detail above, although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it is possible that the present invention may be modified or modified without departing from the spirit and scope of the invention. Obvious to those skilled in the art.

本発明のリチウム塩は、リチウム電池等の蓄電デバイスのサイクル容量維持率や、サイクル後の入出力特性を改善することのできる電解質用途一般において、広く且つ有効に利用可能である。また、本発明の非水系電解液及びこれを用いたリチウム電池等の蓄電デバイスは、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、家庭用バックアップ電源、事業所用バックアップ電源、負荷平準化用電源、自然エネルギー貯蔵電源、リチウムイオンキャパシタ等が挙げられる。 The lithium salt of the present invention can be widely and effectively used in general electrolyte applications that can improve the cycle capacity retention rate of power storage devices such as lithium batteries and the input / output characteristics after the cycle. Further, the non-aqueous electrolyte solution of the present invention and a power storage device such as a lithium battery using the same can be used for various known applications. Specific examples include, for example, laptop computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile fax machines, mobile copy, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, mini discs. , Transceivers, electronic notebooks, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, automobiles, bikes, motorized bicycles, bicycles, lighting equipment, toys, game equipment, watches, power tools, strobes, cameras, homes Examples include a backup power supply for business use, a backup power supply for business establishments, a power supply for load leveling, a natural energy storage power supply, and a lithium ion capacitor.

Claims (4)

下記一般式(1)で表される化合物を少なくとも1種以上含み、該一般式(1)で表される化合物の総含有量は0.01質量%以上5質量%以下であり、さらに前記一般式(1)で表される化合物とは別の電解質塩を1種以上含有し、前記別の電解質塩は無機リチウム塩類、フルオロリン酸リチウム塩類、スルホン酸リチウム塩類、リチウムイミド塩類、リチウムオキサラート塩類よりなる群から選ばれる少なくとも一種を含み、前記別の電解質塩の総含有量が8質量%以上18質量%以下であり、前記無機リチウム塩類がLiBF 、LiClO 、LiAlF 、LiSbF 、LiTaF 、LiWF のうち少なくとも一種であることを特徴とする非水系電解液。
LiBF(NCO)4−n ・・・(1)
(式中、nは0以上3以下の整数を表す。)
Includes a compound represented by a following general formula (1) at least one or more, the total content of the compound represented by the general formula (1) is 5 mass% or less than 0.01 mass%, further the general It contains one or more electrolyte salts different from the compound represented by the formula (1), and the other electrolyte salts are inorganic lithium salts, fluorophosphate lithium salts, sulfonic acid lithium salts, lithiumimide salts, lithium oxalates. comprises at least one selected from the group consisting of salts, Ri total content of 8% by mass to 18% by mass or less of the further electrolyte salt, wherein the inorganic lithium salt is LiBF 4, LiClO 4, LiAlF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6, non-aqueous electrolyte, wherein at least one der Rukoto of LiWF 7.
LiBF n (NCO) 4-n ... (1)
(In the formula, n represents an integer of 0 or more and 3 or less.)
下記一般式(1)で表される化合物を2種以上含有し、且つ、イソシアナト置換数4−nの平均値mが0.1〜3.9であることを特徴とする、請求項1に記載の非水系電解液。
LiBF(NCO)4−n ・・・(1)
(式中、nは0以上4以下の整数を表す。)
The first aspect of the present invention is characterized in that it contains two or more compounds represented by the following general formula (1) and the average value m of the isocyanato substitution number 4-n is 0.1 to 3.9. The non-aqueous electrolyte solution described.
LiBF n (NCO) 4-n ... (1)
(In the formula, n represents an integer of 0 or more and 4 or less.)
炭素−炭素不飽和結合及びフッ素原子の少なくとも一方を含有する環状カーボネートをさらに含有することを特徴とする
請求項1又は2に記載の非水系電解液。
The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 or 2 , further containing a cyclic carbonate containing at least one of a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine atom.
請求項1乃至請求項のいずれか一項に記載の非水系電解液を含む
蓄電デバイス。
A power storage device containing the non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 3 .
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020049982A1 (en) * 2018-09-04 2020-03-12 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Electrolytic solution for lithium-air batteries, and lithium-air battery using same
KR20200047365A (en) * 2018-10-26 2020-05-07 주식회사 엘지화학 Lithium-sulfur secondary battery
WO2020085811A1 (en) * 2018-10-26 2020-04-30 주식회사 엘지화학 Lithium-sulfur secondary battery
CN111276745B (en) * 2020-02-19 2023-12-26 中南大学 Lithium-sulfur battery electrolyte, application thereof and lithium-sulfur battery
CN113717205A (en) * 2020-05-26 2021-11-30 恒大新能源技术(深圳)有限公司 Preparation method of lithium oxalate borate and derivatives thereof, electrolyte and secondary battery
CN113717227A (en) * 2020-05-26 2021-11-30 恒大新能源技术(深圳)有限公司 Preparation method of lithium difluorobis (oxalato) phosphate and derivatives thereof, electrolyte and secondary battery
CN114075246A (en) * 2020-08-18 2022-02-22 恒大新能源技术(深圳)有限公司 Method for producing bisoxalato phosphate, bisoxalato phosphate derivative, method for producing bisoxalato phosphate derivative, and electrolyte salt
CN114075226A (en) * 2020-08-18 2022-02-22 恒大新能源技术(深圳)有限公司 Preparation method of oxalato borate, oxalato borate derivative, preparation method of oxalato borate derivative and electrolyte salt
EP4322279A1 (en) * 2022-01-10 2024-02-14 LG Energy Solution, Ltd. Non-aqueous electrolyte and electrochemical device comprising same
CN115558125B (en) * 2022-10-13 2024-02-23 海卓动力(北京)能源科技有限公司 Composite solvent and preparation method and application thereof

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4279976A (en) * 1980-07-07 1981-07-21 Exxon Research & Engineering Co. Pseudohalide-containing salts for electrolytes of alkali-metal electrochemical devices
JP6201485B2 (en) 2012-07-27 2017-09-27 三菱ケミカル株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP6036180B2 (en) 2012-10-31 2016-11-30 日亜化学工業株式会社 Ionic liquid
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