JP7016020B2 - 非水電解液電池用電解液、及びこれを用いた非水電解液電池 - Google Patents
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Description
特定のシラン化合物と、
特定の構造の含フッ素化合物(特定の構造のフルオロリン酸塩、特定の構造のフルオロホスホリル構造及び/又はフルオロスルホニル構造を有するイミド塩)からなる群から選ばれる少なくとも1種とを含有させることにより、該電解液を非水電解液電池に用いた場合に、優れた低温特性や高温サイクル特性、及び高温貯蔵特性を発揮することができることを見出し、本発明に至った。
少なくとも、非水溶媒、溶質、
第1の化合物として、下記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラン化合物、及び、
第2の化合物として、下記一般式(2)~(9)で示される含フッ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種
を含有することを特徴とする、非水電解液電池用電解液(以降、単純に「非水電解液」又は「電解液」と記載する場合がある)を提供するものである。
[一般式(1)中、R1はそれぞれ互いに独立して炭素-炭素不飽和結合を有する基を表す。R2はそれぞれ互いに独立して炭素数が1~10の直鎖あるいは分岐状のアルキル基を示し、これらの基はフッ素原子及び/又は酸素原子を有していても良い。aは2~4である。一般式(2)~(4)、及び(6)~(8)中、R3~R6はそれぞれ互いに独立して、フッ素原子、炭素数が1~10の直鎖あるいは分岐状のアルコキシ基、炭素数が2~10のアルケニルオキシ基、炭素数が2~10のアルキニルオキシ基、炭素数が3~10のシクロアルコキシ基、炭素数が3~10のシクロアルケニルオキシ基、及び、炭素数が6~10のアリールオキシ基から選ばれる有機基であり、その有機基中にフッ素原子、酸素原子、不飽和結合が存在することもできる。一般式(4)、(5)、(8)及び(9)中、X1及びX2はそれぞれ互いに独立して、フッ素原子、炭素数が1~10の直鎖あるいは分岐状のアルキル基、炭素数が2~10のアルケニル基、炭素数が2~10のアルキニル基、炭素数が3~10のシクロアルキル基、炭素数が3~10のシクロアルケニル基、炭素数が6~10のアリール基、炭素数が1~10の直鎖あるいは分岐状のアルコキシ基、炭素数が2~10のアルケニルオキシ基、炭素数が2~10のアルキニルオキシ基、炭素数が3~10のシクロアルコキシ基、炭素数が3~10のシクロアルケニルオキシ基、及び、炭素数が6~10のアリールオキシ基から選ばれる有機基であり、その有機基中にフッ素原子、酸素原子、不飽和結合が存在することもできる。また、一般式(2)~(9)中には少なくとも一つのP-F結合及び/又はS-F結合を含む。M1、M2はそれぞれ互いに独立して、プロトン、金属カチオン又はオニウムカチオンである。]
また、上記アルコキシ基が、2,2,2-トリフルオロエトキシ基、2,2,3,3-テトラフルオロプロポキシ基、1,1,1-トリフルオロイソプロポキシ基、及び1,1,1,3,3,3-ヘキサフルオロイソプロポキシ基からなる群から選択され、上記アルケニルオキシ基が、1-プロペニルオキシ基、2-プロペニルオキシ基、及び3-ブテニルオキシ基からなる群から選択され、上記アルキニルオキシ基が、2-プロピニルオキシ基、及び1,1-ジメチル-2-プロピニルオキシ基からなる群から選ばれることがより好ましい。
また、上記アルコキシ基が、メトキシ基、エトキシ基、及びプロポキシ基からなる群から選択され、上記アルケニルオキシ基が、1-プロペニルオキシ基、2-プロペニルオキシ基、及び3-ブテニルオキシ基からなる群から選択され、上記アルキニルオキシ基が、2-プロピニルオキシ基、及び1,1-ジメチル-2-プロピニルオキシ基からなる群から選ばれる基であることが好ましい。
少なくとも、非水溶媒、溶質、
第1の化合物として、上記一般式(1)で示される少なくとも1種のシラン化合物、及び、
第2の化合物として、上記一般式(2)~(9)で示される含フッ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種
を含有することを特徴とする、非水電解液電池用電解液である。
上記一般式(1)において、R1で表される炭素-炭素不飽和結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、イソプロペニル基、2-ブテニル基、1,3-ブタジエニル基等の炭素原子数2~8のアルケニル基及びこれらの基から誘導されるアルケニルオキシ基、エチニル基、2-プロピニル基、1,1-ジメチル-2-プロピニル基等の炭素原子数2~8のアルキニル基及びこれらの基から誘導されるアルキニルオキシ基、フェニル基、トリル基、キシリル基等の炭素原子数6~12のアリール基及びこれらの基から誘導されるアリールオキシ基が挙げられる。また、上記の基はフッ素原子及び/又は酸素原子を有していても良い。それらの中でも、炭素数が6以下の炭素-炭素不飽和結合を含有する基が好ましい。上記炭素数が6より多いと、電極上に皮膜を形成した際の抵抗が比較的大きい傾向がある。具体的には、ビニル基、アリル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、エチニル基、及び2-プロピニル基からなる群から選択される基が好ましい。
上記一般式(2)~(9)において、P-F結合及び/又はS-F結合を少なくとも一つ含むことが本発明の目的を達成する上で重要である。P-F結合やS-F結合を含まない場合、低温特性を向上することができない。P-F結合やS-F結合の数が多いほど、より優れた低温特性が得られるため好ましい。
本発明の非水電解液電池用電解液に用いる非水溶媒の種類は、特に限定されず、任意の非水溶媒を用いることができる。具体例としては、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート等の環状カーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン等の環状エステル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル等の鎖状エステル、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、ジオキサン等の環状エーテル、ジメトキシエタン、ジエチルエーテル等の鎖状エーテル、ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホン化合物やスルホキシド化合物等が挙げられる。また、非水溶媒とはカテゴリーが異なるがイオン液体等も挙げることができる。また、本発明に用いる非水溶媒は、一種類を単独で用いても良く、二種類以上を用途に合わせて任意の組み合わせ、比率で混合して用いても良い。これらの中ではその酸化還元に対する電気化学的な安定性と熱や溶質との反応に関わる化学的安定性の観点から、特にプロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートが好ましい。
本発明の非水電解液電池用電解液に用いる溶質の種類は、特に限定されず、任意の電解質塩を用いることができる。具体例としては、リチウム電池及びリチウムイオン電池の場合には、LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiSbF6、LiCF3SO3、LiN(CF3SO2)2、LiN(FSO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(CF3SO2)(C4F9SO2)、LiC(CF3SO2)3、LiPF3(C3F7)3、LiB(CF3)4、LiBF3(C2F5)、LiN(POF2)2など、ナトリウムイオン電池の場合には、NaPF6、NaBF4、NaCF3SO3、NaN(CF3SO2)2、NaN(FSO2)2、NaN(POF2)2などに代表される電解質塩が挙げられる。これらの溶質は、一種類を単独で用いても良く、二種類以上を用途に合わせて任意の組み合わせ、比率で混合して用いても良い。中でも、電池としてのエネルギー密度、出力特性、寿命等から考えると、LiPF6、LiBF4、LiN(CF3SO2)2、LiN(FSO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(POF2)2、NaPF6、NaBF4、NaN(CF3SO2)2、NaN(FSO2)2、NaN(POF2)2が好ましい。
非水溶媒としてエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートの体積比2:1:4:3の混合溶媒を用い、該溶媒中に溶質としてLiPF6を1.0mol/Lの濃度となるように溶解した。その後、第1の化合物として上記化合物No.2を0.5質量%の濃度となるように、第2の化合物として上記化合物No.15のリチウム塩を1.0質量%の濃度となるように添加、撹拌し、電解液No.1を調製した。なお、上記の調製は、液温を25℃に維持しながら行った。電解液No.1の調製条件を表1に示す。
また、第1の化合物の種類や濃度、第2の化合物の種類や濃度、及び対カチオンを表1、及び表2のように変えて、それ以外は上記と同様の手順で電解液No.2~129を調製した。なお、電解液No.117~119の調製で第1の化合物として用いた化合物No.51~53、及び、電解液No.120~129の調製で第2の化合物として用いた化合物No.54~63の陰イオンを以下に示す。
非水電解液として電解液No.1を用いて、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2を正極材料、黒鉛を負極材料としてセルを作製し、実際に電池の高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性を評価した。試験用セルは以下のように作製した。
以上のような方法で作製したセルを用いて充放電試験を実施し、後述の方法で高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性を評価した。評価結果を表3に示す。
50℃の環境温度での充放電試験を実施し、サイクル特性を評価した。充電は4.3Vまで、放電は3.0Vまで行い、電流密度1.9mA/cm2で充放電サイクルを繰り返した。そして、200サイクル後の放電容量維持率でセルの劣化の具合を評価した(サイクル特性評価)。放電容量維持率は下記式で求めた。
<200サイクル後の放電容量維持率>
放電容量維持率(%)=(200サイクル後の放電容量/初放電容量)×100
なお、表3に記載の200サイクル後の放電容量維持率の数値は、比較例1-1の200サイクル後の放電容量維持率を100とした場合の相対値である。
上記サイクル試験後、25℃の環境温度において充電上限電圧4.3Vまで定電流定電圧法で、電流密度0.38mA/cm2で充電した後、50℃の環境温度で10日間保存した。その後、放電終止電圧3.0Vまで電流密度0.38mA/cm2の定電流で放電し、この放電容量の初期の放電容量(上記サイクル試験後50℃保存前に測っておいた放電容量)に対する割合を残存容量比とし、セルの貯蔵特性を評価した。なお、表3に記載の残存容量比の数値は、比較例1-1の残存容量比を100とした場合の相対値である。
上記貯蔵試験後、25℃の環境温度において充電上限電圧4.3Vまで定電流定電圧法で、電流密度0.38mA/cm2で充電した後、-30℃の環境温度で放電下限電圧3.0Vまで定電流法で、電流密度9.5mA/cm2で放電し、その際の平均放電電圧を測定した。なお、表2に記載の平均放電電圧の数値は、比較例1-1の平均放電電圧を100とした場合の相対値である。
電解液No.1の代わりに、それぞれ、電解液No.2~129を用いて、実施例1-1と同様のセルを作製し、同様に高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性を評価した。評価結果を表3、及び表4に示す。
一方、比較例1-52、1-53のように、一般式(1)で表される第1の化合物のR2が、炭素数が1~10の直鎖あるいは分岐状のアルキル基でない場合(比較例1-52ではフッ素基を有し、比較例1-53ではメトキシ基を有する)は、低温出力特性が低下し、高温サイクル特性及び高温貯蔵特性の向上も確認できなかった。また、比較例1-54のように、炭素-炭素不飽和結合を有する基が1つ以下では高温サイクル特性、高温貯蔵特性および低温出力特性の向上は確認できなかった。
また、比較例1-55~1-58のように、第2の化合物中にP-F結合やS-F結合を含まない場合には、高温サイクル特性、高温貯蔵特性および低温出力特性の向上は確認できなかった。また、比較例1-59~1-64のように、第2の化合物が、P-F結合やS-F結合を含むものの、P原子に結合する置換基として、酸素原子を介在する炭化水素基(例えば、アルコキシ基等)を含む構造ではなく、酸素原子を介在しない炭化水素基(例えば、アルキル基等)を含む構造である場合には、低温出力特性が低下し、高温サイクル特性及び高温貯蔵特性の向上も確認できなかった。
実施例2-1~2-43及び比較例2-1~2-20においては、表6に示すように、負極体及び電解液を変えたこと以外は実施例1-1と同様に非水電解液電池用電解液を調製し、セルを作製し、電池の評価を実施した。なお、負極活物質がLi4Ti5O12である実施例2-1~2-13及び比較例2-1~2-5において、負極体は、Li4Ti5O12粉末90質量%に、バインダーとして5質量%のPVDF、導電剤としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストを銅箔上に塗布して、乾燥させることにより作製し、電池評価の際の充電終止電圧を2.8V、放電終止電圧を1.5Vとした。また、負極活物質が黒鉛(ケイ素含有)である実施例2-14~2-30及び比較例2-6~2-15において、負極体は、黒鉛粉末81質量%、ケイ素粉末9質量%に、バインダーとして5質量%のPVDF、導電材としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストを銅箔上に塗布して、乾燥させることにより作製し、電池評価の際の充電終止電圧と放電終止電圧は実施例1-1と同様とした。また、負極活物質がハードカーボンである実施例2-31~2-43及び比較例2-16~2-20において、負極体は、ハードカーボン粉末90質量%に、バインダーとして5質量%のPVDF、導電剤としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストを銅箔上に塗布して、乾燥させることにより作製し、電池評価の際の充電終止電圧を4.2V、放電終止電圧を2.2Vとした。
また、実施例2-27において使用した電解液は以下のように調製した。非水溶媒としてエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートの体積比2.5:0.5:4:3の混合溶媒を用い、該溶媒中に溶質としてLiPF6を1.0mol/Lの濃度となるように溶解した。その後、第1の化合物として上記化合物No.2を0.5質量%の濃度となるように、第2の化合物として上記化合物No.15のリチウム塩を1.0質量%の濃度となるように添加、撹拌し、電解液No.130を調製した。なお、上記の調製は、液温を25℃に維持しながら行った。電解液No.130の調製条件を表5に示す。また、第1の化合物、第2の化合物の種類等を表5のように変えて、それ以外は上記と同様の手順で電解液No.131~138を調製した。
高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性の評価結果を表6に示す。なお、表6において、実施例2-1~2-26、実施例2-31~2-43、比較例2-1~2-10、比較例2-16~2-20の評価結果(200サイクル後の放電容量維持率の数値、残存容量比の数値、平均放電電圧の数値)は、各電極構成において、電解液No.66の電解液を用いた比較例の評価結果を100とした場合の相対値である。また、表6において、実施例2-27~2-30、比較例2-11~2-15の評価結果(200サイクル後の放電容量維持率の数値、残存容量比の数値、平均放電電圧の数値)は、電解液No.134の電解液を用いた比較例の評価結果を100とした場合の相対値である。
実施例3-1~3-52及び比較例3-1~3-20においては、表7及び表8に示すように、正極体、負極体及び電解液を変えたこと以外は実施例1-1と同様に非水電解液電池用電解液を調製し、セルを作製し、電池の評価を実施した。なお、正極活物質がLiCoO2である正極体は、LiCoO2粉末90質量%にバインダーとして5質量%のPVDF、導電材としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストをアルミニウム箔上に塗布して、乾燥させることにより作製した。実施例1-1と同様に負極活物質が黒鉛である実施例3-1~3-13及び比較例3-1~3-5において、電池評価の際の充電終止電圧を4.2V、放電終止電圧を3.0Vとした。実施例2-1と同様に負極活物質がLi4Ti5O12である実施例3-14~3-26及び比較例3-6~3-10において、電池評価の際の充電終止電圧を2.7V、放電終止電圧を1.5Vとした。実施例2-14と同様に負極活物質が黒鉛(ケイ素9質量%含有)である実施例3-27~3-39及び比較例3-11~3-15において、電池評価の際の充電終止電圧を4.2V、放電終止電圧を3.0Vとした。実施例2-31と同様に負極活物質がハードカーボンである実施例3-40~3-52及び比較例3-16~3-20において、電池評価の際の充電終止電圧を4.1V、放電終止電圧を2.2Vとした。高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性の評価結果を表7及び表8に示す。なお、表7及び表8中の評価結果(200サイクル後の放電容量維持率の数値、残存容量比の数値、平均放電電圧の数値)は、各電極構成において、電解液No.66の電解液を用いた比較例の評価結果を100とした場合の相対値である。
実施例4-1~4-39及び比較例4-1~4-15においては、表9に示すように、正極体及び電解液を変えたこと以外は実施例1-1と同様に非水電解液電池用電解液を調製し、セルを作製し、電池の評価を実施した。なお、正極活物質がLiNi0.8Co0.15Al0.05O2である実施例4-1~4-13及び比較例4-1~4-5において、正極体は、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2粉末90質量%にバインダーとして5質量%のPVDF、導電材としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストをアルミニウム箔上に塗布して、乾燥させることにより作製し、電池評価の際の充電終止電圧を4.3V、放電終止電圧を3.0Vとした。また、正極活物質がLiMn2O4である実施例4-14~4-26及び比較例4-6~4-10において、正極体は、LiMn2O4粉末90質量%にバインダーとして5質量%のPVDF、導電材としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストをアルミニウム箔上に塗布して、乾燥させることにより作製し、電池評価の際の充電終止電圧を4.2V、放電終止電圧を3.0Vとした。また、正極活物質がLiFePO4である実施例4-27~4-39及び比較例4-11~4-15において、正極体は、非晶質炭素で被覆されたLiFePO4粉末90質量%にバインダーとして5質量%のPVDF、導電材としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストをアルミニウム箔上に塗布して、乾燥させることにより作製し、電池評価の際の充電終止電圧を4.2V、放電終止電圧を2.5Vとした。高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性の評価結果を表9に示す。なお、表9中の評価結果(200サイクル後の放電容量維持率の数値、残存容量比の数値、平均放電電圧の数値)は、各電極構成において、電解液No.66の電解液を用いた比較例の評価結果を100とした場合の相対値である。
また、上記のように、正極活物質として、LiCoO2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiMn2O4、及びLiFePO4を用いたいずれの実施例においても、本発明の非水電解液電池用電解液を用いることによって、それぞれの対応する比較例に比べて、高温サイクル特性、高温貯蔵特性および低温出力特性を向上させることが確認された。したがって、本発明の非水電解液電池用電解液を用いることで、正極活物質の種類によらず、優れた高温サイクル特性、高温貯蔵特性および低温出力特性を示す非水電解液電池を得られることが示された。
非水溶媒としてエチレンカーボネートとジエチルカーボネートの体積比1:1の混合溶媒を用い、該溶媒中に、溶質としてNaPF6を1.0mol/Lの濃度となるように溶解した。その後、第1の化合物として上記化合物No.2を0.5質量%の濃度となるように、第2の化合物として上記化合物No.15のナトリウム塩を1.0質量%の濃度となるように添加、撹拌し、電解液No.139を調製した。電解液の調製条件を表10に示す。
この電解液を用いてNaFe0.5Co0.5O2を正極材料、ハードカーボンを負極材料とした以外は実施例1-1と同様にセルの作製を行い、実施例1-1と同様に高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性の評価を実施した。なお、正極活物質がNaFe0.5Co0.5O2である正極体は、NaFe0.5Co0.5O2粉末90質量%にバインダーとして5質量%のPVDF、導電材としてアセチレンブラックを5質量%混合し、さらにN-メチルピロリドンを添加し、得られたペーストをアルミニウム箔上に塗布して、乾燥させることにより作製し、電池評価の際の充電終止電圧を3.8V、放電終止電圧を1.5Vとした。評価結果を表11に示す。
実施例5-2~5-13及び比較例5-1~5-6においては、表10に示すように、第1の化合物及び第2の化合物の種類を変えたこと以外は実施例5-1と同様に非水電解液電池用電解液を調製し、セルを作製し、電池の評価を実施した。高温サイクル特性、高温貯蔵特性、及び低温出力特性の評価結果を表11に示す。なお、表11中の評価結果(200サイクル後の放電容量維持率の数値、残存容量比の数値、平均放電電圧の数値)は、比較例5-1の評価結果を100とした場合の相対値である。
また、比較例5-5のように、第2の化合物中にP-F結合やS-F結合を含まない場合には、高温サイクル特性、高温貯蔵特性および低温出力特性の向上は確認できなかった。
また、比較例5-6のように、第2の化合物が、P-F結合を含むものの、P原子に結合する置換基として、酸素原子を介在する炭化水素基(例えば、アルコキシ基等)を含む構造ではなく、酸素原子を介在しない炭化水素基(例えば、アルキル基等)を含む構造である場合には、低温出力特性が低下し、高温サイクル特性及び高温貯蔵特性の向上も確認できなかった。
Claims (22)
- 少なくとも、非水溶媒、溶質、第1の化合物として、下記化合物No.1~13から選択される少なくとも1種のシラン化合物、及び、第2の化合物として、下記一般式(2)~(9)で示される含フッ素化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含有し、前記溶質の濃度が、0.5mol/L~2.5mol/Lである非水電解液電池用電解液であって、
[ 一般式(2)~(4)及び(6)~(8)中、
R3~R6は、それぞれ互いに独立して、フッ素原子、又は炭素数が1~10の直鎖もしくは分岐状のアルコキシ基、炭素数が2~10のアルケニルオキシ基、炭素数が2~10のアルキニルオキシ基、炭素数が3~10のシクロアルコキシ基、炭素数が3~10のシクロアルケニルオキシ基、及び、炭素数が6~10のアリールオキシ基から選ばれる有機基であり、その有機基中にフッ素原子、酸素原子又は不飽和結合が存在することもできる。
一般式(4)、(5)、(8)及び(9)中、
X1及びX2は、それぞれ互いに独立して、フッ素原子、又は炭素数が1~10の直鎖もしくは分岐状のアルキル基、炭素数が2~10のアルケニル基、炭素数が2~10のアルキニル基、炭素数が3~10のシクロアルキル基、炭素数が3~10のシクロアルケニル基、炭素数が6~10のアリール基、炭素数が1~10の直鎖もしくは分岐状のアルコキシ基、炭素数が2~10のアルケニルオキシ基、炭素数が2~10のアルキニルオキシ基、炭素数が3~10のシクロアルコキシ基、炭素数が3~10のシクロアルケニルオキシ基、及び、炭素数が6~10のアリールオキシ基から選ばれる有機基であり、その有機基中にフッ素原子、酸素原子又は不飽和結合が存在することもできる。
また、一般式(4)~(9)は、少なくとも一つのP-F結合及び/又はS-F結合を含む。
M1及びM2は、それぞれ互いに独立して、プロトン、金属カチオン又はオニウムカチオンである。]
前記式(2)で示される含フッ素化合物のアニオンが、下記化合物No.14、
化合物No.14
であり、かつ前記式(3)で示される含フッ素化合物のアニオンが、下記化合物No.15~24、
からなる群から選択されることを特徴とする非水電解液電池用電解液。 - 前記非水溶媒が、環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状エステル、鎖状エステル、環状エーテル、鎖状エーテル、スルホン化合物、スルホキシド化合物、及びイオン液体からなる群から選ばれる少なくとも一つの非水溶媒である、請求項1~3のいずれかに記載の非水電解液電池用電解液。
- シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、t-ブチルベンゼン、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、ジフルオロアニソール、フルオロエチレンカーボネート、プロパンサルトン、スクシノニトリル及びジメチルビニレンカーボネートから選択される添加剤を更に含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の非水電解液電池用電解液。
- 前記一般式(2)~(9)のM1及びM2が、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、及びテトラアルキルホスホニウムイオンからなる群から選ばれる少なくとも一つのカチオンである、請求項1~5のいずれか1項に記載の非水電解液電池用電解液。
- 前記溶質が、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)、テトラフルオロホウ酸リチウム(LiBF4)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiN(CF3SO2)2)、ビス(フルオロスルホニル)イミドリチウム(LiN(FSO2)2)、ビス(ジフルオロホスホリル)イミドリチウム(LiN(POF2)2)、ヘキサフルオロリン酸ナトリウム(NaPF6)、テトラフルオロホウ酸ナトリウム(NaBF4)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドナトリウム(NaN(CF3SO2)2)、ビス(フルオロスルホニル)イミドナトリウム(NaN(FSO2)2)、及びビス(ジフルオロホスホリル)イミドナトリウム(NaN(POF2)2)からなる群から選ばれる少なくとも一つの溶質である、請求項1~6のいずれか1項に記載の非水電解液電池用電解液。
- 前記非水溶媒が、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートからなる群から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項1~7のいずれか1項に記載の非水電解液電池用電解液。
- 正極と、負極と、セパレータと、請求項1~8のいずれか1項に記載の非水電解液電池用電解液とを少なくとも含むことを特徴とする非水電解液電池。
- 前記負極用の負極材料が、リチウム金属、リチウム金属と他の金属との合金、リチウム金属と他の金属との金属間化合物、炭素材料、金属酸化物、金属窒化物、スズ(単体)、スズ化合物、ケイ素(単体)、ケイ素化合物及び導電性ポリマーからなる群から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項9に記載の非水電解液電池。
- 前記炭素材料が、人造黒鉛又は天然黒鉛である、請求項10に記載の非水電解液電池。
- 前記炭素材料が、易黒鉛化炭素、(002)面の面間隔が0.37nm以上の難黒鉛化炭素(ハードカーボン)又は(002)面の面間隔が0.34nm以下の黒鉛である、請求項10に記載の非水電解液電池。
- 前記炭素材料が、熱分解性炭素、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭又はカーボンブラックである、請求項10に記載の非水電解液電池。
- 前記炭素材料が、非晶質炭素又は非晶質炭素を表面に被覆した黒鉛材料である、請求項10に記載の非水電解液電池。
- 前記正極用の正極材料が、リチウム含有遷移金属複合酸化物、それらのリチウム含有遷移金属複合酸化物の遷移金属が複数混合したもの、それらのリチウム含有遷移金属複合酸化物の遷移金属の一部が遷移金属以外の他の金属で置換されたもの、遷移金属のリン酸化合物、TiO2、V2O5、MoO3、TiS2、FeS、導電性高分子、ラジカルを発生するポリマー、及びカーボン材料からなる群から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項9に記載の非水電解液電池。
- 前記正極用の正極材料が、リチウム含有遷移金属複合酸化物及びそれらのリチウム含有遷移金属複合酸化物のCo、Mn、Ni等の遷移金属が複数混合したものからなる群から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項15に記載の非水電解液電池。
- 前記リチウム含有遷移金属複合酸化物が、LiCoO2、LiNiO2、LiMnO2、LiMn2O4及びLiNi1/3Mn1/3Co1/3O2からなる群から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項15に記載の非水電解液電池。
- 前記遷移金属のリン酸化合物が、LiFePO4、LiCoPO4及びLiMnPO4からなる群から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項15に記載の非水電解液電池。
- 前記導電性高分子が、ポリアセチレン、ポリパラフェニレン、ポリアニリン及びポリピロールからなる群から選択される少なくとも一つの化合物である、請求項15に記載の非水電解液電池。
- 前記負極材料が、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維及び黒鉛からなる群から選択される少なくとも一つの導電材を更に含み、また、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン及びSBR樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの結着材を含む、請求項10に記載の非水電解液電池。
- 前記正極材料が、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維及び黒鉛からなる群から選択される少なくとも一つの導電材を更に含み、また、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン及びSBR樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの結着材を含む、請求項15に記載の非水電解液電池。
- 前記セパレータが、ポリプロピレン、ポリエチレン、紙又はガラス繊維で作られた不織布又は多孔質シートである、請求項9に記載の非水電解液電池。
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