JP7155719B2 - Nonaqueous electrolyte storage element and method for manufacturing nonaqueous electrolyte storage element - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質蓄電素子及び非水電解質蓄電素子の製造方法に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte storage element and a method for manufacturing the non-aqueous electrolyte storage element.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。上記非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間でイオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の非水電解質蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries, typified by lithium ion secondary batteries, are widely used in electronic devices such as personal computers, communication terminals, and automobiles because of their high energy density. The non-aqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes electrically isolated by a separator and a non-aqueous electrolyte interposed between the electrodes, and transfers ions between the electrodes. It is configured to be charged and discharged by Capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors are also widely used as non-aqueous electrolyte storage elements other than non-aqueous electrolyte secondary batteries.

非水電解質に用いられる電解質塩として、ヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF6)が広く用いられている。しかし、LiPF6は非水電解質蓄電素子に含まれる微量の水と反応しやすく、その結果発生するフッ化水素(HF)によって非水電解質蓄電素子の充放電性能が低下することが知られている。一方、非水電解質に用いられる電解質塩の一種として、リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)等のイミド塩も知られている。イミド塩は、LiPF6と比べてカチオンとアニオンとの解離性が高い。このため、これを適用した非水電解質蓄電素子は、低温環境下での良好な高率放電性能等が得られることが期待される。しかし、電解質塩としてイミド塩を用いた場合、正極の作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電により、非水電解質蓄電素子の正極基材等として用いられているアルミニウムの酸化腐食が生じ、充放電性能が低下することが知られている。これに対し、イミド塩を高濃度で用いることで、正極の作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電の際のアルミニウムの酸化腐食が抑制できることが報告されている(特許文献1、非特許文献1アブストラクト参照)。この抑制効果が得られる具体的なイミド塩の濃度に関して、例えば特許文献1の段落[0012]には、「電圧が4.5Vの場合は、LiFSIが1.5mol/L以上で腐食が確認されず、電圧が4.9Vと高い場合は、LiFSIが4mol/Lであれば腐食が確認されないことがわかった。」との記載がある。 Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is widely used as an electrolyte salt for non-aqueous electrolytes. However, it is known that LiPF 6 easily reacts with trace amounts of water contained in non-aqueous electrolyte storage elements, and the resultant hydrogen fluoride (HF) reduces the charge/discharge performance of non-aqueous electrolyte storage elements. . On the other hand, imide salts such as lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI) are also known as a kind of electrolyte salts used in non-aqueous electrolytes. The imide salt has a higher dissociation property between cations and anions than LiPF 6 . Therefore, the non-aqueous electrolyte storage element to which this is applied is expected to have good high-rate discharge performance and the like in a low-temperature environment. However, when an imide salt is used as an electrolyte salt, it is used as a positive electrode base material or the like for a non-aqueous electrolyte storage element by charging and discharging at a positive electrode operating potential of 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more. It is known that oxidation corrosion of aluminum occurs and charge/discharge performance deteriorates. On the other hand, it has been reported that by using a high concentration of imide salt, it is possible to suppress oxidation corrosion of aluminum during charging and discharging when the working potential of the positive electrode is 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more. (See patent document 1, non-patent document 1 abstract). Regarding the specific concentration of the imide salt at which this inhibitory effect is obtained, for example, paragraph [0012] of Patent Document 1 states, "When the voltage is 4.5 V, corrosion is confirmed at LiFSI of 1.5 mol/L or more. First, it was found that when the voltage is as high as 4.9 V, corrosion is not confirmed if LiFSI is 4 mol/L."

特開2015-79636号公報JP 2015-79636 A

Jianhui Wang他、「Superconcentrated electrolytes for a high-voltage lithium-ion battery」、Nature Communications、2016年、7:12032 doi:10.1038/ncomms12032Jianhui Wang et al., “Superconcentrated electronics for a high-voltage lithium-ion battery,” Nature Communications, 2016, 7:12032 doi:10.1038/ncomms12032

非水電解質蓄電素子において、上記のように電解質塩としてLiN(SO2F)2(LiFSI)、LiN(C25SO22(LiBETI)、LiN(CF3SO22(LiTFSI)等のイミド塩を1mol/kg前後の一般的な濃度で用いた場合は、正極が4.0V(vs.Li/Li+)以上の作動電位を発現したときにアルミニウムの酸化腐食が生じやすくなる。アルミニウムの酸化腐食が生じた場合、充放電に伴って非水電解質蓄電素子の充放電性能が大きく低下するため好ましくない。一方、高濃度のイミド塩を含む非水電解質を用いることにより、アルミニウムの酸化腐食を抑制できるが、この場合、非水電解質の粘度が増大し、イオン伝導度も小さくなる。非水電解質の粘度の増大は、イミド塩を用いる利点の一つである、これを適用した非水電解質蓄電素子の低温環境下での高率放電性能等を低下させうるため好ましくない。 LiN(SO 2 F) 2 (LiFSI), LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 (LiBETI), and LiN(CF 3 SO 2 ) 2 (LiTFSI) as electrolyte salts in the non-aqueous electrolyte storage element as described above. When an imide salt such as imide salt is used at a general concentration of around 1 mol/kg, oxidation corrosion of aluminum tends to occur when the positive electrode develops an operating potential of 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more. . Oxidation corrosion of aluminum is not preferable because the charge/discharge performance of the non-aqueous electrolyte power storage element is greatly reduced during charging/discharging. On the other hand, by using a nonaqueous electrolyte containing a high concentration of imide salt, oxidation corrosion of aluminum can be suppressed, but in this case, the viscosity of the nonaqueous electrolyte increases and the ionic conductivity also decreases. An increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte is one of the advantages of using an imide salt, and is not preferable because it can degrade the high-rate discharge performance, etc. in a low-temperature environment of a non-aqueous electrolyte storage element to which the imide salt is applied.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、低温環境下での良好な高率放電性能を有する非水電解質蓄電素子、及びこのような非水電解質蓄電素子の製造方法を提供することである。 The present invention has been made based on the circumstances as described above, and an object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte storage element having good high-rate discharge performance in a low-temperature environment, and such a non-aqueous electrolyte storage element. is to provide a manufacturing method of

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、リン原子を含む正極合剤を有する正極と、イミド塩及びフッ素化エーテルを含む非水電解質とを備え、上記正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する非水電解質蓄電素子である。 One aspect of the present invention, which has been made to solve the above problems, includes a positive electrode having a positive electrode mixture containing a phosphorus atom, and a non-aqueous electrolyte containing an imide salt and a fluorinated ether, and X-rays of the positive electrode mixture In the photoelectron spectroscopy spectrum, the peak attributed to P2p is present at a position of 135 eV or less.

本発明の他の一態様は、リンのオキソ酸を含む正極合剤ペーストを塗布して作製される正極合剤を有する正極を作製することと、イミド塩及びフッ素化エーテルを含む非水電解質を容器に注入することとを備える非水電解質蓄電素子の製造方法である。 Another aspect of the present invention is to prepare a positive electrode having a positive electrode mixture prepared by applying a positive electrode mixture paste containing an oxoacid of phosphorus, and a non-aqueous electrolyte containing an imide salt and a fluorinated ether. and injecting into a container.

本発明によれば、低温環境下での良好な高率放電性能を有する非水電解質蓄電素子、及びこのような非水電解質蓄電素子の製造方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the nonaqueous electrolyte electrical storage element which has favorable high rate discharge performance in a low-temperature environment, and the manufacturing method of such a nonaqueous electrolyte electrical storage element can be provided.

図1は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を示す外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view showing a non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a power storage device configured by assembling a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements according to one embodiment of the present invention.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、リン原子を含む正極合剤を有する正極と、イミド塩及びフッ素化エーテルを含む非水電解質とを備え、上記正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する非水電解質蓄電素子である。 A non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention includes a positive electrode having a positive electrode mixture containing phosphorus atoms, and a non-aqueous electrolyte containing an imide salt and a fluorinated ether, and X-ray photoelectrons of the positive electrode mixture It is a non-aqueous electrolyte power storage element in which a peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less in a spectroscopic spectrum.

当該非水電解質蓄電素子によれば、非水電解質中のイミド塩を高濃度としなくとも、アルミニウムの酸化腐食を抑制でき、低温環境下での良好な高率放電性能を得ることができる。当該非水電解質蓄電素子において上記効果が生じる理由は定かでは無いが以下の理由が推測される。リンのオキソ酸を含む正極合剤ペーストによって正極合剤を形成した場合、正極合剤表面および正極基材等としてのアルミニウムの表面に、このリンのオキソ酸に由来した、X線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する成分を含有する被膜が形成される。この被膜が正極基材等としてのアルミニウムの酸化腐食を抑制するため、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られるものと推測される。また、電解質塩にLiPF6を用いた非水電解質蓄電素子の充放電性能の低下の原因の一つとして、正極近傍に存在する微量のHFにより正極表面が腐食されることが挙げられる。この腐食により、正極活物質成分が正極表面から溶出して負極側に拡散し、正極活物質成分が負極上に析出する。これによって、負極の不可逆容量や抵抗が徐々に増加し、充放電性能が低下するとされている。上記微量のHFは、LiPF6の正極近傍での分解等によって生じると推測されている。一方、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子においては、正極合剤表面に形成された、リンのオキソ酸に由来した、X線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する成分を含有する被膜により、正極合剤表面における電解質塩の分解反応を抑制し、正極活物質成分の溶出を抑え、その結果、低温環境下での良好な高率放電性能が得られるものと推測される。さらに当該非水電解質蓄電素子においては、非水電解質に耐酸化性が高く、かつ、比較的低粘度であるフッ素化エーテルを含有させているため、非水電解質蓄電素子の充放電時に生じうる副反応(非水溶媒等の酸化分解等)を抑制することだけでなく、非水電解質の粘度の増大やイオン伝導度の低減を抑制すること等ができることからも、非水電解質蓄電素子の低温環境下でのより良好な高率放電性能を得ることができる。なお、理由は定かでは無いが、このように非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られる効果は、非水電解質がイミド塩及びフッ素化エーテルを含み、かつX線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極合剤を有する正極を用いる場合のみに生じる特異な効果である。また、当該非水電解質蓄電素子によれば、上述のようにイミド塩を高濃度にしなくとも正極基材等としてのアルミニウムの酸化腐食を抑制すること等ができる。このため、当該非水電解質蓄電素子は、従来の非水電解質の粘度の増大やイオン伝導度の低減といった高濃度のイミド塩を用いた非水電解質蓄電素子の好ましくない点が改善可能な、イミド塩を高濃度ではない濃度範囲とする設計としても好適に使用することができる。 According to the non-aqueous electrolyte storage element, even if the imide salt in the non-aqueous electrolyte does not have a high concentration, oxidation corrosion of aluminum can be suppressed, and good high-rate discharge performance can be obtained in a low-temperature environment. Although the reason why the above effect is produced in the non-aqueous electrolyte storage element is not clear, the following reason is presumed. When a positive electrode mixture is formed from a positive electrode mixture paste containing a phosphorus oxoacid, on the surface of the positive electrode mixture and on the surface of aluminum as a positive electrode base material, etc., there is an X-ray photoelectron spectroscopy spectrum derived from this phosphorus oxoacid. , P2p at positions below 135 eV. It is presumed that this film suppresses oxidation corrosion of aluminum as a positive electrode base material and the like, so that good high-rate discharge performance in a low-temperature environment of the non-aqueous electrolyte storage element can be obtained. Further, one of the causes of deterioration in charge/discharge performance of a non-aqueous electrolyte storage element using LiPF 6 as an electrolyte salt is corrosion of the surface of the positive electrode due to a minute amount of HF present in the vicinity of the positive electrode. Due to this corrosion, the positive electrode active material components are eluted from the surface of the positive electrode and diffused to the negative electrode side, and the positive electrode active material components are deposited on the negative electrode. It is said that this causes the irreversible capacity and resistance of the negative electrode to gradually increase and the charge/discharge performance to deteriorate. The trace amount of HF is presumed to be generated by decomposition of LiPF 6 in the vicinity of the positive electrode. On the other hand, in the non-aqueous electrolyte power storage device according to one embodiment of the present invention, the peak attributed to P2p in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum derived from the oxoacid of phosphorus formed on the surface of the positive electrode mixture is 135 eV. The film containing the components present in the following positions suppresses the decomposition reaction of the electrolyte salt on the surface of the positive electrode mixture, suppresses the elution of the positive electrode active material components, and as a result, achieves good high-rate discharge performance in low-temperature environments. is assumed to be obtained. Furthermore, in the non-aqueous electrolyte storage element, the non-aqueous electrolyte contains fluorinated ether, which has high oxidation resistance and relatively low viscosity. In addition to suppressing reactions (oxidative decomposition of non-aqueous solvents, etc.), it is also possible to suppress increases in the viscosity of non-aqueous electrolytes and decreases in ionic conductivity. Better high rate discharge performance can be obtained under Although the reason is not clear, the effect of obtaining good high-rate discharge performance in a low-temperature environment of the non-aqueous electrolyte storage element is that the non-aqueous electrolyte contains an imide salt and a fluorinated ether, and X This is a peculiar effect that occurs only when using a positive electrode having a positive electrode mixture in which a peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less in a line photoelectron spectroscopy spectrum. Further, according to the non-aqueous electrolyte storage element, it is possible to suppress oxidation corrosion of aluminum as a positive electrode base material and the like without increasing the concentration of the imide salt as described above. For this reason, the non-aqueous electrolyte storage element can improve the unfavorable points of the conventional non-aqueous electrolyte storage element using a high-concentration imide salt, such as an increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte and a decrease in the ionic conductivity. It can also be suitably used as a design in which the concentration range of salt is not high.

なお、X線光電子分光スペクトルの測定に用いる試料(正極合剤)は、次の方法により準備する。非水電解質蓄電素子を、0.1Cの電流で、通常使用時の放電終止電圧まで放電し、完全放電状態とする。完全放電状態の蓄電素子を解体して正極を取り出し、ジメチルカーボネートを用いて正極を充分に洗浄した後、室温にて減圧乾燥を行う。乾燥後の正極を、所定サイズ(例えば2×2cm)に切り出し、これをX線光電子分光スペクトルの測定における試料とする。非水電解質蓄電素子の解体からX線光電子分光スペクトルの測定における試料の作製までの作業は、露点-60℃以下のアルゴン雰囲気中で行い、作製した試料は、トランスファーベッセルに封入して露点-60℃以下のアルゴン雰囲気中に保持し、X線光電子分光スペクトルの測定装置の試料室に導入する。X線光電子分光スペクトルの測定における使用装置及び測定条件は以下のとおりである。
装置:KRATOS ANALYTICAL社の「AXIS NOVA」
X線源:単色化AlKα
加速電圧:15kV
分析面積:700μm×300μm
測定範囲:P2p=145~128eV、C1s=300~272eV
測定間隔:0.1eV
測定時間:P2p=72.3秒/回、C1s=70.0秒/回
積算回数:P2p=15回、C1s=8回
また、上記スペクトルにおけるピークの位置は、次のようにして求められる値とする。まず、sp2炭素に帰属されるC1sのピークの位置を284.8eVとし、得られたすべてのスペクトルの結合エネルギーを補正する。次に、補正されたスペクトルに対して、直線法を用いてバックグラウンドを除去することにより、水平化処理を行う。水平化処理後のスペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークの強度が最も高い値を示す結合エネルギーをP2pに帰属されるピークの位置とする。
A sample (positive electrode mixture) used for measurement of X-ray photoelectron spectroscopy is prepared by the following method. The non-aqueous electrolyte storage element is discharged with a current of 0.1 C to the final discharge voltage in normal use, and is brought into a completely discharged state. The fully discharged electric storage device is disassembled, the positive electrode is taken out, the positive electrode is thoroughly washed with dimethyl carbonate, and then dried under reduced pressure at room temperature. The dried positive electrode is cut into a predetermined size (for example, 2×2 cm), and this is used as a sample for measurement of X-ray photoelectron spectroscopy. The work from the dismantling of the non-aqueous electrolyte storage element to the preparation of the sample for the measurement of the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum is performed in an argon atmosphere with a dew point of -60 ° C. or less, and the prepared sample is enclosed in a transfer vessel and the dew point is -60. C. or below, and introduced into a sample chamber of an X-ray photoelectron spectroscopy spectrometer. The apparatus and measurement conditions used in the measurement of X-ray photoelectron spectroscopy are as follows.
Equipment: KRATOS ANALYTICAL "AXIS NOVA"
X-ray source: monochromatic AlKα
Accelerating voltage: 15 kV
Analysis area: 700 μm × 300 μm
Measurement range: P2p=145-128eV, C1s=300-272eV
Measurement interval: 0.1 eV
Measurement time: P2p = 72.3 seconds/time, C1s = 70.0 seconds/time Accumulation times: P2p = 15 times, C1s = 8 times Further, the peak positions in the above spectrum are obtained as follows. and First, the position of the C1s peak attributed to sp2 carbon is set to 284.8 eV, and the binding energies of all obtained spectra are corrected. A smoothing process is then performed on the corrected spectrum by removing the background using the linear method. In the spectrum after the flattening process, the binding energy showing the highest intensity of the peak attributed to P2p is taken as the position of the peak attributed to P2p.

当該非水電解質蓄電素子においては、上記非水電解質はフッ素化環状カーボネートをさらに含むことが好ましい。 In the non-aqueous electrolyte storage element, the non-aqueous electrolyte preferably further contains a fluorinated cyclic carbonate.

当該非水電解質蓄電素子においては、非水電解質に耐酸化性が高いフッ素化環状カーボネートをさらに含有させることによって、非水電解質蓄電素子の充放電時に生じうる副反応(非水溶媒等の酸化分解等)を抑制すること等ができる。そのため、フッ素化環状カーボネートをフッ素化エーテルと同時に含むことにより、低温環境下でのより良好な高率放電性能を得ることができる。 In the non-aqueous electrolyte storage element, by further containing a fluorinated cyclic carbonate with high oxidation resistance in the non-aqueous electrolyte, side reactions that may occur during charging and discharging of the non-aqueous electrolyte storage element (oxidative decomposition of non-aqueous solvents, etc.) etc.) can be suppressed. Therefore, by including a fluorinated cyclic carbonate and a fluorinated ether at the same time, better high-rate discharge performance can be obtained in a low-temperature environment.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子の製造方法は、リンのオキソ酸を含む正極合剤ペーストを塗布して作製される正極合剤を有する正極を作製することと、イミド塩及びフッ素化エーテルを含む非水電解質とを用いる非水電解質蓄電素子の製造方法である。 A method for producing a non-aqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention comprises preparing a positive electrode having a positive electrode mixture prepared by applying a positive electrode mixture paste containing an oxoacid of phosphorus, an imide salt and A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element using a non-aqueous electrolyte containing a fluorinated ether.

リンのオキソ酸を含む正極合剤ペーストを用いることで、X線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極合剤が得られる。従って、当該製造方法によれば、高濃度ではない濃度範囲のイミド塩を用いていても、低温環境下での良好な高率放電性能を有する非水電解質蓄電素子を製造することができる。 By using a positive electrode mixture paste containing a phosphorus oxoacid, a positive electrode mixture in which a peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less in an X-ray photoelectron spectroscopy spectrum can be obtained. Therefore, according to the production method, even if the concentration range of the imide salt is not high, it is possible to produce a non-aqueous electrolyte storage element having good high-rate discharge performance in a low-temperature environment.

以下、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子、及び非水電解質蓄電素子の製造方法について詳説する。 Hereinafter, a non-aqueous electrolyte storage element and a method for manufacturing the non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention will be described in detail.

<非水電解質蓄電素子>
本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、正極、負極及び非水電解質を有する。以下、非水電解質蓄電素子の一例として、非水電解質二次電池について説明する。上記正極及び負極は、通常、セパレータを介して積層又は巻回により交互に重畳された電極体を形成する。この電極体は容器に収納され、この容器内に上記非水電解質が充填される。上記非水電解質は、正極と負極との間に介在する。また、上記容器としては、非水電解質二次電池の容器として通常用いられる公知の金属容器、樹脂容器等を用いることができる。
<Non-aqueous electrolyte storage element>
A non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte secondary battery will be described below as an example of the non-aqueous electrolyte storage element. The positive electrode and the negative electrode generally form an electrode body alternately stacked by lamination or winding with a separator interposed therebetween. This electrode assembly is housed in a container, and the container is filled with the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode. As the container, known metal containers, resin containers, and the like, which are usually used as containers for non-aqueous electrolyte secondary batteries, can be used.

(正極)
上記正極は、正極基材、及びこの正極基材に直接又は中間層を介して配される正極合剤層を有する。
(positive electrode)
The positive electrode has a positive electrode substrate and a positive electrode material mixture layer disposed directly on the positive electrode substrate or via an intermediate layer.

上記正極基材は、導電性を有する。基材の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。また、上記正極基材がアルミニウム又はアルミニウム合金である場合、アルミニウムの酸化腐食を主たる原因とすると推測される、非水電解質蓄電素子の充放電性能の低下を抑制し、低温環境下での良好な高率放電性能を有するという効果をより十分に享受することができる。正極基材の形成形態としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極基材としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS-H-4000(2014年)に規定されるA1085P、A3003P等が例示できる。 The said positive electrode base material has electroconductivity. As the material of the substrate, metals such as aluminum, titanium, tantalum, stainless steel, or alloys thereof are used. Among these, aluminum and aluminum alloys are preferable from the viewpoint of balance between high conductivity and cost. In addition, when the positive electrode base material is aluminum or an aluminum alloy, it suppresses deterioration of the charge and discharge performance of the non-aqueous electrolyte storage element, which is presumed to be mainly caused by oxidation corrosion of aluminum, and provides good performance in a low temperature environment. It is possible to more fully enjoy the effect of having high rate discharge performance. Forms of formation of the positive electrode substrate include foil, deposited film, and the like, and foil is preferable from the viewpoint of cost. In other words, aluminum foil is preferable as the positive electrode substrate. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085P and A3003P defined in JIS-H-4000 (2014).

上記中間層は、正極基材の表面の被覆層であり、炭素粒子等の導電性粒子を含むことで正極基材と正極合剤層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば樹脂バインダ及び導電性粒子を含有する組成物により形成できる。なお、「導電性」を有するとは、JIS-H-0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が107Ω・cm以下であることを意味し、「非導電性」とは、上記体積抵抗率が107Ω・cm超であることを意味する。 The intermediate layer is a coating layer on the surface of the positive electrode substrate, and contains conductive particles such as carbon particles to reduce the contact resistance between the positive electrode substrate and the positive electrode mixture layer. The structure of the intermediate layer is not particularly limited, and can be formed, for example, from a composition containing a resin binder and conductive particles. The term “conductivity” means that the volume resistivity measured according to JIS-H-0505 (1975) is 10 7 Ω·cm or less. means that the volume resistivity is greater than 10 7 Ω·cm.

上記正極合剤層は、正極合剤から形成されている層である。この正極合剤は、正極活物質及びリン原子を含み、さらにその他必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー、分散剤等の任意成分を含む。上記正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークは135eV以下の位置に存在する。正極合剤層は、通常、正極活物質及びリンのオキソ酸等を含む正極合剤ペーストの塗工及び乾燥により正極基材表面に形成される。但し、当該非水電解質蓄電素子中において、リンのオキソ酸の一部又は全部は変性していてもよい。また、上記リン原子は、正極合剤表面に形成される被膜中に存在すると推測される。すなわち、リンのオキソ酸に由来するリン原子が、正極合剤表面に形成される被膜中に存在することによって、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在することとなると推測される。 The positive electrode mixture layer is a layer formed from a positive electrode mixture. This positive electrode mixture contains a positive electrode active material and phosphorus atoms, and optionally other optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, a filler, and a dispersant. In the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture, a peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less. The positive electrode mixture layer is usually formed on the surface of the positive electrode substrate by coating and drying a positive electrode mixture paste containing a positive electrode active material, phosphorus oxoacid, and the like. However, part or all of the phosphorus oxoacid may be denatured in the non-aqueous electrolyte storage element. Also, the phosphorus atoms are presumed to exist in the film formed on the surface of the positive electrode mixture. That is, the presence of the phosphorus atoms derived from the oxoacid of phosphorus in the film formed on the surface of the positive electrode mixture causes the peak attributed to P2p to be 135 eV or less in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture. It is presumed that it will exist in the position.

上記正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物や、ポリアニオン化合物が挙げられる。リチウム遷移金属複合酸化物としては、例えばLixMOy(Mは少なくとも一種の遷移金属を表す)で表される複合酸化物(層状のα―NaFeO2型結晶構造を有するLixCoO2,LixNiO2,LixMnO3,LixNiαCo(1-α)2,LixNiαCoβAl(1-α-β)2、LixNiαMnβCo(1-α-β)2,Li1+x(NiαMnβCo(1-α-β)1-x2等、スピネル型結晶構造を有するLixMn24,LixNiαMn(2-α)4等)が挙げられる。また、ポリアニオン化合物としては、LiwMex(XOyz(Meは少なくとも一種の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、V等を表す)で表されるポリアニオン化合物(LiFePO4,LiMnPO4,LiNiPO4,LiCoPO4,Li32(PO43,Li2MnSiO4,Li2CoPO4F等)が挙げられる。これらの化合物中の元素又はポリアニオンは、他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。正極合剤層においては、これら化合物の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the positive electrode active material include lithium-transition metal composite oxides and polyanion compounds. Lithium transition metal composite oxides include, for example, composite oxides represented by Li x MO y (M represents at least one transition metal) ( Li x CoO 2 , Li xNiO2 , LixMnO3 , LixNiαCo (1- α ) O2 , LixNiαCoβAl (1- α - β ) O2 , LixNiαMnβCo ( 1 - α Li x Mn 2 O 4 , Li x Ni α Mn ( _ 2-α) O 4 etc.). As the polyanion compound, a polyanion compound ( LiFePO4 , LiMnPO4 , LiNiPO4 , LiCoPO4 , Li3V2 ( PO4 ) 3 , Li2MnSiO4 , Li2CoPO4F , etc.). Elements or polyanions in these compounds may be partially substituted with other elements or anionic species. In the positive electrode mixture layer, one kind of these compounds may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

上記正極活物質は、非水電解質蓄電素子の通常使用時の充電終止電圧における正極電位が4.0V(vs.Li/Li+)より貴となり得る正極活物質を含むことが好ましい。このような正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。当該非水電解質蓄電素子は、正極の最大到達電位が4.0V(vs.Li/Li+)より貴となる使用においても、低温環境下での良好な高率放電性能を有する。従って、正極作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となり得る正極活物質を用いることで、エネルギー密度が高まり、かつ低温環境下での良好な高率放電性能を有する非水電解質蓄電素子とすることができる。ここで、通常使用時とは、当該非水電解質蓄電素子において推奨され、又は指定される充放電条件を採用して当該非水電解質蓄電素子を使用する場合をいう。充電条件に関しては、当該非水電解質蓄電素子のための充電器が用意されている場合は、その充電器を適用して当該非水電解質蓄電素子を使用する場合を通常使用時という。 The positive electrode active material preferably contains a positive electrode potential that can be nobler than 4.0 V (vs. Li/Li + ) at the end-of-charge voltage during normal use of the non-aqueous electrolyte storage element. A lithium-transition metal composite oxide is preferable as such a positive electrode active material. The non-aqueous electrolyte storage element has good high-rate discharge performance in a low-temperature environment even in use where the maximum potential of the positive electrode reaches 4.0 V (vs. Li/Li + ). Therefore, by using a positive electrode active material that can have a positive electrode working potential of 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more, the energy density is increased, and a non-aqueous electrolyte having good high-rate discharge performance in a low-temperature environment. A power storage element can be used. Here, the term "during normal use" refers to the case where the non-aqueous electrolyte storage element is used under the charging/discharging conditions recommended or specified for the non-aqueous electrolyte storage element. Regarding charging conditions, when a charger for the non-aqueous electrolyte storage element is prepared, the case where the non-aqueous electrolyte storage element is used by applying the charger is referred to as normal use.

全正極活物質に占めるリチウム遷移金属複合酸化物の含有割合の下限としては、50質量%が好ましく、90質量%がより好ましく、99質量%がさらに好ましい。正極活物質は、実質的にリチウム遷移金属複合酸化物のみから構成されていてもよい。このようにリチウム遷移金属複合酸化物の含有割合を高めることで、低温環境下での良好な高率放電性能を有しつつ、よりエネルギー密度を高めることができる。 The lower limit of the content of the lithium-transition metal composite oxide in the total positive electrode active material is preferably 50% by mass, more preferably 90% by mass, and even more preferably 99% by mass. The positive electrode active material may be substantially composed of only the lithium-transition metal composite oxide. By increasing the content of the lithium-transition metal composite oxide in this way, it is possible to further increase the energy density while maintaining favorable high-rate discharge performance in a low-temperature environment.

上記正極活物質は、非水電解質蓄電素子の通常使用時の充電終止電圧における正極作動電位が4.4V(vs.Li/Li+)以上となり得る正極活物質を含むことがより好ましい。通常使用時の充電終止電圧における正極作動電位が4.4V(vs.Li/Li+)以上となり得る正極活物質とは、4.4V(vs.Li/Li+)以上の電位において可逆的なリチウムイオンの挿入脱離が可能な正極活物質であってよい。このような正極活物質としては、例えば、層状のα―NaFeO2型結晶構造を有するLi1+x(NiαMnβCo(1-α-β)1-x2(0<x<1、0≦α<0.5、0.5<β≦1、0≦1-α-β<0.5)や、スピネル型結晶構造を有するLixNiαMn(2-α)4の一例であるLiNi0.5Mn1.54、ポリアニオン化合物の一例であるLiNiPO4、LiCoPO4、Li2CoPO4F、Li2MnSiO4等を挙げることができる。 The positive electrode active material more preferably contains a positive electrode active material that can have a positive electrode operating potential of 4.4 V (vs. Li/Li + ) or more at the end-of-charge voltage during normal use of the non-aqueous electrolyte storage element. A positive electrode active material that can have a positive electrode operating potential of 4.4 V (vs. Li/Li + ) or higher at the end of charge voltage during normal use is a positive electrode active material that is reversible at a potential of 4.4 V (vs. Li/Li + ) or higher. It may be a positive electrode active material capable of intercalating and deintercalating lithium ions. As such a positive electrode active material, for example, Li 1+x (Ni α Mn β Co (1-α-β) ) 1-x O 2 ( 0 <x< 1, 0≦α<0.5, 0.5<β≦1, 0≦1-α-β<0.5) and Li x Ni α Mn (2-α) O 4 having a spinel crystal structure Examples include LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , and examples of polyanion compounds such as LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 2 CoPO 4 F and Li 2 MnSiO 4 .

上記正極合剤層における正極活物質の含有量としては、例えば80質量%以上98質量%以下とすることができ、90質量%以上であることが好ましい。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode mixture layer can be, for example, 80% by mass or more and 98% by mass or less, preferably 90% by mass or more.

正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークの位置の上限は、134eVであることが好ましい。一方、このピークの位置の下限は、130eVであってよく、132eVであってもよい。 In the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture, the upper limit of the position of the peak attributed to P2p is preferably 134 eV. On the other hand, the lower limit of the position of this peak may be 130 eV or 132 eV.

上記導電剤としては、蓄電素子性能に悪影響を与えない導電性材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、天然又は人造の黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、金属、導電性セラミックス等が挙げられ、アセチレンブラックが好ましい。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。 The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material that does not adversely affect the performance of the electric storage element. Examples of such a conductive agent include natural or artificial graphite, furnace black, acetylene black, carbon black such as ketjen black, metals, conductive ceramics, and the like, with acetylene black being preferred. The shape of the conductive agent may be powdery, fibrous, or the like.

上記バインダとしては、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子等が挙げられる。 Examples of the binder include fluorine resins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, and polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), sulfonated EPDM, styrene Elastomers such as butadiene rubber (SBR) and fluororubber; polysaccharide polymers;

上記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。 Examples of the thickener include polysaccharide polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and methylcellulose. Moreover, when the thickener has a functional group that reacts with lithium, it is preferable to deactivate the functional group in advance by methylation or the like.

上記フィラーとしては、蓄電素子性能に悪影響を与えないものであれば特に限定されない。フィラーの主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラス等が挙げられる。 The filler is not particularly limited as long as it does not adversely affect the performance of the electric storage device. Main components of the filler include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, silica, alumina, zeolite, and glass.

(負極)
上記負極は、負極基材、及びこの負極基材に直接又は中間層を介して配される負極合剤層を有する。上記中間層は正極の中間層と同様の構成とすることができる。
(negative electrode)
The negative electrode has a negative electrode substrate and a negative electrode mixture layer that is disposed directly on the negative electrode substrate or via an intermediate layer. The intermediate layer can have the same structure as the intermediate layer of the positive electrode.

上記負極基材は、正極基材と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。 The negative electrode substrate can have the same structure as the positive electrode substrate, but as a material, a metal such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, or an alloy thereof is used, and copper or a copper alloy is used. preferable. That is, copper foil is preferable as the negative electrode substrate. Examples of the copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

上記負極合剤層は、負極活物質を含む負極合剤から形成される。また、負極合剤層を形成する負極合剤は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー、分散剤等の任意成分を含む。導電剤、結着剤、増粘剤、フィラー、分散剤等の任意成分は、正極合剤層と同様のものを用いることができる。 The negative electrode mixture layer is formed from a negative electrode mixture containing a negative electrode active material. Moreover, the negative electrode mixture forming the negative electrode mixture layer contains optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, a filler, and a dispersant, if necessary. Optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, a filler, and a dispersant may be the same as those used for the positive electrode mixture layer.

上記負極活物質としては、通常、リチウムイオン等を吸蔵及び放出することができる材質が用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばSi、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;ポリリン酸化合物;黒鉛(グラファイト)、非黒鉛質炭素(易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素)等の炭素材料等が挙げられる。 As the negative electrode active material, a material capable of intercalating and deintercalating lithium ions and the like is usually used. Specific negative electrode active materials include, for example, metals or semimetals such as Si and Sn; metal oxides such as Si oxides and Sn oxides or semimetal oxides; polyphosphate compounds; Examples thereof include carbon materials such as carbon (easily graphitizable carbon or non-graphitizable carbon).

さらに、負極合剤(負極合剤層)は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等の遷移金属元素を含有してもよい。 Furthermore, the negative electrode mixture (negative electrode mixture layer) includes typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, and Ge. and transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, and W.

(セパレータ)
上記セパレータの材質としては、例えば織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が用いられる。これらの中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、非水電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。上記セパレータの主成分としては、強度の観点から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が好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。また、これらの樹脂を複合してもよい。
(separator)
As the material of the separator, for example, a woven fabric, a nonwoven fabric, a porous resin film, or the like is used. Among these, a porous resin film is preferred from the viewpoint of strength, and a non-woven fabric is preferred from the viewpoint of retention of a non-aqueous electrolyte. As the main component of the separator, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable from the viewpoint of strength, and polyimide, aramid, and the like are preferable from the viewpoint of oxidative decomposition resistance. Also, these resins may be combined.

なお、セパレータと電極(通常、正極)との間に、無機絶縁物層が配設されていてもよい。この無機絶縁物層は、耐熱層等とも呼ばれる多孔質の層である。また、多孔質樹脂フィルムの一方又は両方の面に無機絶縁物層が形成されたセパレータを用いることもできる。上記無機絶縁物層は、通常、無機絶縁物粒子及びバインダとで構成され、その他の成分が含有されていてもよい。無機絶縁物粒子としては、Al23、SiO2、アルミノシリケート等が好ましい。 An inorganic insulator layer may be provided between the separator and the electrode (usually the positive electrode). This inorganic insulating layer is a porous layer that is also called a heat-resistant layer. A separator having an inorganic insulating layer formed on one or both surfaces of a porous resin film can also be used. The inorganic insulator layer is usually composed of inorganic insulator particles and a binder, and may contain other components. As the inorganic insulating particles, Al 2 O 3 , SiO 2 , aluminosilicate and the like are preferable.

(非水電解質)
上記非水電解質は、イミド塩と、このイミド塩を溶解しているフッ素化エーテルを含有する非水溶媒とを含む。なお、上記非水電解質は、液体状のものに限定されるものではない。すなわち、上記非水電解質は、固体状やゲル状のもの等も含まれる。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte contains an imide salt and a non-aqueous solvent containing a fluorinated ether in which the imide salt is dissolved. In addition, the non-aqueous electrolyte is not limited to liquid. That is, the above-mentioned non-aqueous electrolyte includes solid and gel electrolytes.

(イミド塩)
イミド塩としては、リチウムイミド塩、ナトリウムイミド塩、カリウムイミド塩等を挙げることができるが、リチウムイミド塩が好ましい。
(Imide salt)
Examples of the imide salt include lithium imide salt, sodium imide salt, potassium imide salt and the like, and lithium imide salt is preferred.

上記リチウムイミド塩としては、LiN(SO2F)2(リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド:LiFSI)、LiN(CF3SO22(リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド:LiTFSI)、LiN(C25SO22(リチウムビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミド:LiBETI)、LiN(C49SO22(リチウムビス(ノナフルオロブタンスルホニル)イミド)、FSO2-N-SO2-C49Li、CF3-SO2-N-SO2-C49Li、CF3-SO2-N-SO2-N-SO2CF3Li2、CF3-SO2-N-SO2-CF2-SO2-N-SO2-CF3Li2、CF3-SO2-N-SO2-CF2-SO3Li2、CF3-SO2-N-SO2-CF2-SO2-C(-SO2CF32Li2等のリチウムスルホニルイミド塩;LiN(POF22(リチウムビス(ジフルオロホスホニル)イミド:LiDFPI)等のリチウムホスホニルイミド塩等を挙げることができる。リチウムイミド塩は、1種又は2種以上を用いることができる。 LiN(SO 2 F) 2 (lithium bis(fluorosulfonyl)imide: LiFSI), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 (lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide: LiTFSI), LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 (lithium bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide: LiBETI), LiN(C 4 F 9 SO 2 ) 2 (lithium bis(nonafluorobutanesulfonyl) imide), FSO 2 --N--SO 2 -C4F9Li , CF3 -SO2 - N - SO2 - C4F9Li , CF3 - SO2 - N - SO2 - N - SO2CF3Li2 , CF3 - SO2- N-SO2-CF2-SO2 - N-SO2 - CF3Li2 , CF3 - SO2 - N - SO2 - CF2 - SO3Li2 , CF3 - SO2 - N - SO2 Lithium sulfonylimide salts such as —CF 2 —SO 2 —C(—SO 2 CF 3 ) 2 Li 2 ; Lithium phosphonylimide salts such as LiN(POF 2 ) 2 (lithium bis(difluorophosphonyl)imide: LiDFPI) etc. can be mentioned. Lithium imide salts can be used alone or in combination of two or more.

リチウムイミド塩は、フッ素原子を有することが好ましく、具体的には例えばフルオロスルホニル基、ジフルオロホスホニル基、フルオロアルキル基等を有することが好ましい。リチウムイミド塩の中でも、リチウムスルホニルイミド塩が好ましく、LiFSI、LiTFSI及びLiBETIがより好ましく、LiFSIがさらに好ましい。これらのイミド塩は、正極の作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電の際にアルミニウムの酸化腐食を比較的生じさせやすいイミド塩である。従って、このようなイミド塩を用いた場合、正極の作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電におけるアルミニウムの酸化腐食を抑制し、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能を有するという本発明の利点が、特に効果的に得られる。 The lithium imide salt preferably has a fluorine atom, and specifically preferably has, for example, a fluorosulfonyl group, a difluorophosphonyl group, a fluoroalkyl group, or the like. Among the lithium imide salts, lithium sulfonyl imide salts are preferred, LiFSI, LiTFSI and LiBETI are more preferred, and LiFSI is even more preferred. These imide salts are imide salts that relatively easily cause oxidation corrosion of aluminum during charging and discharging when the operating potential of the positive electrode is 4.0 V (vs. Li/Li + ) or higher. Therefore, when such an imide salt is used, oxidation corrosion of aluminum is suppressed during charging and discharging when the working potential of the positive electrode is 4.0 V (vs. Li/Li + ) or higher, and the low-temperature environment of the non-aqueous electrolyte storage element The advantage of the present invention, having good high rate discharge performance under low temperature conditions, is obtained particularly effectively.

当該非水電解質蓄電素子においては、上記非水電解質における上記イミド塩の含有量としては特に制限されないが、上記非水電解質における上記イミド塩の含有量の下限は、例えば0.5mol dm-3が好ましく、0.8mol dm-3がより好ましい。イミド塩の含有量を上記下限以上とすることで、充放電性能を高めることができる。一方、この含有量の上限は、2mol dm-3が好ましく、1.4mol dm-3がより好ましく、1.2mol dm-3がさらに好ましく、1.1mol dm-3がよりさらに好ましい。イミド塩の含有量を上記上限以下とすることで、非水電解質蓄電素子の低温環境下での特に良好な高率放電性能が得られることが期待される。当該非水電解質蓄電素子によれば、イミド塩をこのような高濃度ではない濃度範囲で用いても正極の作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電におけるアルミニウムの酸化腐食は抑制される。従って、当該非水電解質蓄電素子においては、イミド塩を高濃度で用いる必要がなくなる。また、通常、イミド塩を高濃度で用いた場合、非水電解質の粘度が増大する。これに対し、当該非水電解質蓄電素子においては、非水電解質におけるイミド塩の濃度を上記範囲のように高濃度ではない濃度範囲とすることで、非水電解質の高粘度化を抑制できるため、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能等を得られることが期待される。 In the non-aqueous electrolyte storage element, the content of the imide salt in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but the lower limit of the content of the imide salt in the non-aqueous electrolyte is, for example, 0.5 mol dm -3 . Preferably, 0.8 mol dm -3 is more preferred. By making the content of the imide salt equal to or higher than the above lower limit, the charge/discharge performance can be enhanced. On the other hand, the upper limit of this content is preferably 2 mol dm -3 , more preferably 1.4 mol dm -3 , still more preferably 1.2 mol dm -3 , and even more preferably 1.1 mol dm -3 . By setting the content of the imide salt to the above upper limit or less, it is expected that particularly good high-rate discharge performance in a low-temperature environment of the non-aqueous electrolyte storage element can be obtained. According to the non-aqueous electrolyte storage element, even if the imide salt is used in a concentration range that is not such a high concentration, the working potential of the positive electrode is 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more. Oxidative corrosion is suppressed. Therefore, in the non-aqueous electrolyte storage element, there is no need to use the imide salt at a high concentration. Moreover, the viscosity of the non-aqueous electrolyte usually increases when the imide salt is used at a high concentration. On the other hand, in the non-aqueous electrolyte storage element, by setting the concentration of the imide salt in the non-aqueous electrolyte to a concentration range that is not as high as the above range, the increase in the viscosity of the non-aqueous electrolyte can be suppressed. It is expected that good high-rate discharge performance and the like can be obtained in a low-temperature environment of non-aqueous electrolyte storage devices.

(他の電解質塩)
上記非水電解質には、上記イミド塩以外の電解質塩がさらに含有されていてもよいし、含有されていなくてもよい。このような電解質塩としては、イミド塩以外のリチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等を挙げることができる。イミド塩以外の電解質塩が含有されている場合、上記非水電解質におけるイミド塩以外の電解質塩の含有量の上限としては、1mol dm-3が好ましいことがあり、0.1mol dm-3がより好ましいことがあり、0.01mol dm-3がさらに好ましいことがある。イミド塩以外の電解質塩の含有量を上記上限以下とすることで、非水電解質蓄電素子の低温環境下での特に良好な高率放電性能を得ることができる。
(other electrolyte salts)
The non-aqueous electrolyte may or may not contain an electrolyte salt other than the imide salt. Examples of such electrolyte salts include lithium salts, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, and onium salts other than imide salts. When an electrolyte salt other than an imide salt is contained, the upper limit of the content of the electrolyte salt other than the imide salt in the non-aqueous electrolyte may be preferably 1 mol dm -3 , and more preferably 0.1 mol dm -3 . Sometimes preferred, sometimes 0.01 mol dm −3 is even more preferred. By setting the content of the electrolyte salt other than the imide salt to the above upper limit or less, it is possible to obtain particularly good high-rate discharge performance of the non-aqueous electrolyte storage element in a low-temperature environment.

なお、他の電解質塩としてLiPF6が用いられている場合、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいて、LiPF6に由来するP2pに帰属されるピークは135eVを超える位置(通常、135eV超138eV以下の範囲)に存在する。従って、ピーク位置の違いにより、LiPF6に由来するP2pに帰属するピークは、リンのオキソ酸に由来するP2pに帰属するピークと区別することができる。 In addition, when LiPF 6 is used as another electrolyte salt, the peak attributed to P2p derived from LiPF 6 in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture is at a position exceeding 135 eV (usually, more than 135 eV and 138 eV or less range). Therefore, the peak attributed to P2p derived from LiPF 6 can be distinguished from the peak attributed to P2p derived from the oxoacid of phosphorus due to the difference in peak positions.

(非水溶媒)
非水溶媒は、少なくともフッ素化エーテルを含有する。
(Non-aqueous solvent)
The non-aqueous solvent contains at least a fluorinated ether.

(フッ素化エーテル)
上記フッ素化エーテルとしては、1,1,2,2-テトラフルオロ-2,2,2-トリフルオロエチルエーテル(TFEE)、1,1,2,2-テトラフルオロエチル-エチルエーテル、1,1,2,2-テトラフルオロエチル-2,2,3,3-テトラフルオロプロピルエーテル(HFE)、1,1,2,2-テトラフルオロエチル-2,2,3,3,3-ペンタフルオロプロピルエーテル、1,1,2,2-テトラフルオロプロピル-1,1,2,3,3,3-ヘキサフルオロプロピルエーテル等を挙げることができる。上記フッ素化エーテルは、1種又は2種以上を用いることができる。上記フッ素化エーテルは、低い粘度を備えると共に、電解質塩の溶解度が低すぎないものであることが求められる。従って、分子中に含まれるフッ素原子の割合が大きすぎないものが好ましく、分子量が大きすぎないものが好ましい。この観点から、1,1,2,2-テトラフルオロ-2,2,2-トリフルオロエチルエーテル(TFEE)及び1,1,2,2-テトラフルオロエチル-2,2,3,3-テトラフルオロプロピルエーテル(HFE)が好ましく、1,1,2,2-テトラフルオロ-2,2,2-トリフルオロエチルエーテル(TFEE)が特に好ましい。
(fluorinated ether)
Examples of the fluorinated ether include 1,1,2,2-tetrafluoro-2,2,2-trifluoroethyl ether (TFEE), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-ethyl ether, 1,1 , 2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetrafluoropropyl ether (HFE), 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl Ether, 1,1,2,2-tetrafluoropropyl-1,1,2,3,3,3-hexafluoropropyl ether and the like can be mentioned. One or more of the fluorinated ethers may be used. The fluorinated ether is required to have a low viscosity and not too low solubility of the electrolyte salt. Therefore, it is preferable that the proportion of fluorine atoms contained in the molecule is not too high, and that the molecular weight is not too high. From this point of view, 1,1,2,2-tetrafluoro-2,2,2-trifluoroethyl ether (TFEE) and 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,3,3-tetra Fluoropropyl ether (HFE) is preferred and 1,1,2,2-tetrafluoro-2,2,2-trifluoroethyl ether (TFEE) is particularly preferred.

上記フッ素化エーテルの含有量としては特に制限されないが、全非水溶媒に占めるフッ素化エーテルの含有量の下限は、10体積%が好ましく、15体積%がより好ましく、20体積%がさらに好ましい。一方、フッ素化エーテルの含有量の上限としては、95体積%が好ましく、90体積%がより好ましく、80体積%がさらに好ましく、60体積%がさらにより好ましい。このようにフッ素化エーテルの合計含有量を上記下限以上とすることで、特に正極の作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電時における非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能を得ることができる。一方、フッ素化エーテルの含有量を上記上限以下とすることにより、非水電解質の粘度やリチウムイオンの伝導性等を好適化することができる。 The content of the fluorinated ether is not particularly limited, but the lower limit of the content of the fluorinated ether in the total non-aqueous solvent is preferably 10% by volume, more preferably 15% by volume, and even more preferably 20% by volume. On the other hand, the upper limit of the content of the fluorinated ether is preferably 95% by volume, more preferably 90% by volume, still more preferably 80% by volume, and even more preferably 60% by volume. By setting the total content of the fluorinated ether to the above lower limit or more in this way, the low temperature of the non-aqueous electrolyte storage element during charge and discharge when the working potential of the positive electrode is 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more Good high-rate discharge performance under environmental conditions can be obtained. On the other hand, by setting the content of the fluorinated ether to the above upper limit or less, the viscosity of the nonaqueous electrolyte, the conductivity of lithium ions, and the like can be optimized.

(フッ素化環状カーボネート)
上記非水溶媒は、フッ素化環状カーボネートをさらに含むことが好ましい。上記フッ素化環状カーボネートとしては、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、フルオロメチルエチレンカーボネート、トリフルオロエチルエチレンカーボネート、等を挙げることができる。上記フッ素化環状カーボネートは、1種又は2種以上を用いることができる。上記フッ素化カーボネートは、特に4.0V(vs.Li/Li+)以上の電位での充放電時に生じうる副反応を抑制することができ、フッ素化エーテルとの相乗効果によって、低温環境下での特に良好な高率放電性能を得ることができる。この観点から、フルオロエチレンカーボネート(FEC)が好ましい。
(fluorinated cyclic carbonate)
The non-aqueous solvent preferably further contains a fluorinated cyclic carbonate. Examples of the fluorinated cyclic carbonate include fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), fluoromethylethylene carbonate, trifluoroethylethylene carbonate, and the like. One or more of the fluorinated cyclic carbonates may be used. The fluorinated carbonate can suppress side reactions that can occur during charging and discharging, particularly at a potential of 4.0 V (vs. Li/Li + ) or higher. can obtain particularly good high-rate discharge performance. From this point of view, fluoroethylene carbonate (FEC) is preferred.

上記フッ素化環状カーボネートの含有量としては特に制限されないが、全非水溶媒に占めるフッ素化環状カーボネートの含有量の下限は、5体積%が好ましく、10体積%がより好ましく、20体積%がさらに好ましい。一方、この上限としては、70体積%が好ましく、50体積%がより好ましく、30体積%がさらに好ましい。このように、フッ素化環状カーボネートの含有量を上記下限以上とすることにより、非水電解質蓄電素子の充放電時に生じうる副反応をより効果的に抑制することができる。一方、フッ素化環状カーボネートの含有量を上記上限以下とすることにより、非水電解質の粘度やリチウムイオンの伝導性等を好適化することができる。 The content of the fluorinated cyclic carbonate is not particularly limited, but the lower limit of the content of the fluorinated cyclic carbonate in the total non-aqueous solvent is preferably 5% by volume, more preferably 10% by volume, and further 20% by volume. preferable. On the other hand, the upper limit is preferably 70% by volume, more preferably 50% by volume, and even more preferably 30% by volume. By making the content of the fluorinated cyclic carbonate equal to or higher than the above lower limit in this manner, it is possible to more effectively suppress side reactions that may occur during charging and discharging of the non-aqueous electrolyte power storage element. On the other hand, by setting the content of the fluorinated cyclic carbonate to the upper limit or less, the viscosity of the non-aqueous electrolyte, the conductivity of lithium ions, and the like can be optimized.

(その他の非水溶媒)
その他、フッ素化エーテル及びフッ素化環状カーボネート以外のその他の非水溶媒としては、一般的な蓄電素子用非水電解質の非水溶媒として通常用いられる公知の非水溶媒を用いることができる。上記非水溶媒としては、カーボネート(環状カーボネート及び鎖状カーボネート)、エステル、エーテル、アミド、スルホン、ラクトン、ニトリル等を挙げることができる。これらの内、カーボネートを少なくとも用いることが好ましい。なお、カーボネートは、環状カーボネートであってもよく、鎖状カーボネートであってもよい。また、カーボネートは、置換基を有さないカーボネートであってもよく、置換基を有するカーボネートであってもよい。この置換基としては、ヒドロキシ基、ハロゲン原子等を挙げることができる。上記カーボネートは、1種又は2種以上を用いることができる。
(Other non-aqueous solvents)
In addition to the fluorinated ether and the fluorinated cyclic carbonate, other non-aqueous solvents that can be used include known non-aqueous solvents that are commonly used as non-aqueous solvents for general non-aqueous electrolytes for electric storage elements. Examples of the nonaqueous solvent include carbonates (cyclic carbonates and chain carbonates), esters, ethers, amides, sulfones, lactones, nitriles, and the like. Among these, it is preferable to use at least carbonate. The carbonate may be a cyclic carbonate or a chain carbonate. Further, the carbonate may be a carbonate having no substituent or a carbonate having a substituent. A hydroxyl group, a halogen atom, etc. can be mentioned as this substituent. One or more of the above carbonates can be used.

上記環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、クロロエチレンカーボネート、スチレンカーボネート、カテコールカーボネート、1-フェニルビニレンカーボネート、1,2-ジフェニルビニレンカーボネート等を挙げることができる。 Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), vinylethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, styrene carbonate, catechol carbonate, 1-phenyl vinylene carbonate, 1,2-diphenyl vinylene carbonate, and the like.

上記鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジフェニルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート(TFEMC)、ビス(トリフルオロエチル)カーボネート(FDEC)等を挙げることができる。 Examples of the chain carbonate include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethylmethyl carbonate (EMC), diphenyl carbonate, trifluoroethylmethyl carbonate (TFEMC), bis(trifluoroethyl) carbonate (FDEC), and the like. can be mentioned.

上記カーボネートは、低い粘度を備えると共に、電解質塩の溶解度が低すぎないものであることが求められる。従って、低粘度である鎖状カーボネートが好ましく、分子量が大きすぎないカーボネートであることも好ましく、置換基を有さないカーボネートであることも好ましい。この観点から、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)が好ましい。 The carbonate is required to have a low viscosity and not have too low an electrolyte salt solubility. Therefore, a chain carbonate having a low viscosity is preferable, a carbonate having a molecular weight not too large is also preferable, and a carbonate having no substituent is also preferable. From this point of view, diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), and ethylmethyl carbonate (EMC) are preferred.

上記フッ素化環状カーボネートを含めた環状カーボネートと鎖状カーボネートとは、併用することができ、それぞれ1種又は2種以上を用いることができる。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、上記フッ素化環状カーボネートを含めない環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比(環状カーボネート:鎖状カーボネート)としては、特に限定されないが、例えば5:95以上50:50以下とすることができる。また、上記カーボネートの含有量としては特に制限されないが、全非水溶媒に占める上記フッ素化環状カーボネートを含めた環状カーボネートの含有量の下限としては、5体積%が好ましく、10体積%がより好ましく、20体積%がさらに好ましい。一方、この上限としては、70体積%が好ましく、50体積%がより好ましく、40体積%がさらに好ましい。さらに、全非水溶媒に占める鎖状カーボネートの含有量の下限としては、20体積%が好ましく、40体積%がより好ましい。一方、この上限としては、85体積%が好ましく、80体積%がより好ましい。 Cyclic carbonates including the above-mentioned fluorinated cyclic carbonates and chain carbonates can be used in combination, and each can be used alone or in combination of two or more. When a cyclic carbonate and a chain carbonate are used in combination, the volume ratio of the cyclic carbonate not including the fluorinated cyclic carbonate and the chain carbonate (cyclic carbonate:chain carbonate) is not particularly limited, but is, for example, 5:95. 50:50 or less. The content of the carbonate is not particularly limited, but the lower limit of the content of the cyclic carbonate including the fluorinated cyclic carbonate in the total non-aqueous solvent is preferably 5% by volume, more preferably 10% by volume. , 20% by volume is more preferred. On the other hand, the upper limit is preferably 70% by volume, more preferably 50% by volume, and even more preferably 40% by volume. Furthermore, the lower limit of the content of chain carbonate in the total non-aqueous solvent is preferably 20% by volume, more preferably 40% by volume. On the other hand, the upper limit is preferably 85% by volume, more preferably 80% by volume.

上記非水電解質には、その他の添加剤が添加されていてもよい。但し、上記非水電解質における上記イミド塩を含む電解質塩、及び上記フッ素化エーテルを含む非水溶媒以外の成分の含有量の上限としては、5質量%が好ましい場合があり、1質量%がより好ましい場合があり、0.1質量%がさらに好ましい場合がある。 Other additives may be added to the non-aqueous electrolyte. However, the upper limit of the content of components other than the electrolyte salt containing the imide salt and the non-aqueous solvent containing the fluorinated ether in the non-aqueous electrolyte may be preferably 5% by mass, and more preferably 1% by mass. In some cases, 0.1% by weight is more preferred.

(非水電解質蓄電素子の作動電圧)
当該非水電解質蓄電素子においては、正極の最大到達電位の下限は、例えば4.0V(vs.Li/Li+)であってもよく、4.2V(vs.Li/Li+)であってもよいが、4.4V(vs.Li/Li+)であってもよく、4.5V(vs.Li/Li+)であってもよく、4.6V(vs.Li/Li+)であってもよく、4.7V(vs.Li/Li+)であってもよい。なお、この正極の最大到達電位の上限は、例えば5.4V(vs.Li/Li+)であってもよく、5.0V(vs.Li/Li+)であってもよい。当該非水電解質蓄電素子は、通常、イミド塩を用いたときにアルミニウムの酸化腐食が顕著に生じやすい、正極の最大到達電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電の際に、非水電解質蓄電素子の低温環境下での高率放電性能の低下が抑制されるため、正極を4.0V(vs.Li/Li+)以上の作動電位で用いることができる。このように正極の最大到達電位が高いことにより、非水電解質蓄電素子の高エネルギー密度化を図ることができる。
(Operating voltage of non-aqueous electrolyte storage element)
In the non-aqueous electrolyte storage element, the lower limit of the maximum potential of the positive electrode may be, for example, 4.0 V (vs. Li/Li + ), or 4.2 V (vs. Li/Li + ). may be 4.4 V (vs. Li/Li + ), may be 4.5 V (vs. Li/Li + ), and may be 4.6 V (vs. Li/Li + ) It may be 4.7 V (vs. Li/Li + ). In addition, the upper limit of the maximum attainable potential of the positive electrode may be, for example, 5.4 V (vs. Li/Li + ) or 5.0 V (vs. Li/Li + ). The non-aqueous electrolyte storage element is generally susceptible to oxidation corrosion of aluminum when an imide salt is used, and the maximum potential of the positive electrode is 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more. In this case, the positive electrode can be used at an operating potential of 4.0 V (vs. Li/Li + ) or higher because the deterioration of the high-rate discharge performance of the non-aqueous electrolyte storage element in a low-temperature environment is suppressed. Since the maximum potential of the positive electrode is thus high, the energy density of the non-aqueous electrolyte storage element can be increased.

上記正極の最大到達電位は、通常使用時における非水電解質蓄電素子の充電終止電圧における正極電位であることが好ましい。一般的に、充放電の繰り返しによって頻繁に正極が高電位となる場合、低温環境下での高率放電性能の低下が生じやすい。そのため、充放電の繰り返しによって頻繁に正極の最大到達電位が例えば4.4V(vs.Li/Li+)以上となる場合に、当該非水電解質蓄電素子の効果がより顕著に発現される。 The maximum attainable potential of the positive electrode is preferably the positive electrode potential at the end-of-charge voltage of the non-aqueous electrolyte storage element during normal use. In general, when the potential of the positive electrode frequently rises to a high potential due to repeated charging and discharging, the high-rate discharge performance tends to deteriorate in a low-temperature environment. Therefore, when the maximum potential of the positive electrode frequently reaches, for example, 4.4 V (vs. Li/Li + ) or more due to repeated charging and discharging, the effect of the non-aqueous electrolyte storage element is more pronounced.

<非水電解質蓄電素子の製造方法>
当該非水電解質蓄電素子は、以下の方法により製造することが好ましい。すなわち、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子の製造方法は、リンのオキソ酸を含む正極合剤ペーストを塗布して作製される正極合剤を有する正極を作製すること(正極作製工程)と、イミド塩及びフッ素化エーテルを含む非水電解質を容器に注入すること(非水電解質注入工程)とを備える非水電解質蓄電素子の製造方法である。
<Method for producing non-aqueous electrolyte storage element>
The non-aqueous electrolyte storage element is preferably produced by the following method. That is, a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention includes manufacturing a positive electrode having a positive electrode mixture prepared by applying a positive electrode mixture paste containing an oxoacid of phosphorus (positive electrode preparation step) and injecting a nonaqueous electrolyte containing an imide salt and a fluorinated ether into a container (nonaqueous electrolyte injection step).

(正極作製工程)
上記正極合剤ペーストは、通常、リンのオキソ酸以外に、正極活物質及びバインダを含み、必要に応じさらにその他の成分を含む。正極合剤ペーストは、これらの成分を混合することにより得ることができる。この正極合剤ペーストを正極基材表面に塗布し、乾燥させることにより、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいて、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極が得られる。
(Positive electrode manufacturing process)
The positive electrode material mixture paste usually contains a positive electrode active material and a binder in addition to the oxoacid of phosphorus, and further contains other components as necessary. A positive electrode mixture paste can be obtained by mixing these components. This positive electrode mixture paste is applied to the surface of the positive electrode substrate and dried to obtain a positive electrode in which the peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture.

上記リンのオキソ酸とは、リン原子にヒドロキシ基(-OH)とオキシ基(=O)とが結合した構造を有する化合物を指す。上記リンのオキソ酸としては、リン酸(H3PO4)、ホスホン酸(H3PO3)、ホスフィン酸(H3PO2)、ピロリン酸(H427)、ポリリン酸等が挙げられる。これらの中でも、リン酸及びホスホン酸が好ましく、ホスホン酸がより好ましい。このリンのオキソ酸により、正極にリン原子を含む被膜が形成される。 The phosphorus oxoacid refers to a compound having a structure in which a hydroxyl group (--OH) and an oxy group (=O) are bonded to a phosphorus atom. Examples of the phosphorus oxoacid include phosphoric acid (H 3 PO 4 ), phosphonic acid (H 3 PO 3 ), phosphinic acid (H 3 PO 2 ), pyrophosphoric acid (H 4 P 2 O 7 ), polyphosphoric acid, and the like. mentioned. Among these, phosphoric acid and phosphonic acid are preferred, and phosphonic acid is more preferred. This phosphorus oxoacid forms a film containing phosphorus atoms on the positive electrode.

上記正極合剤ペーストにおけるリンのオキソ酸の含有量(添加量)の下限としては、正極活物質100質量部に対して、0.05質量部が好ましく、0.1質量部がより好ましく、0.3質量部がさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、5質量部が好ましく、3質量部がより好ましく、2質量部がさらに好ましい。リンのオキソ酸の含有量を上記範囲とすることで、低温環境下での特に良好な高率放電性能を得ることができる。 The lower limit of the content (addition amount) of the phosphorus oxoacid in the positive electrode mixture paste is preferably 0.05 parts by mass, more preferably 0.1 parts by mass, and 0 .3 parts by weight is more preferred. On the other hand, the upper limit of this content is preferably 5 parts by mass, more preferably 3 parts by mass, and even more preferably 2 parts by mass. By setting the content of the oxoacid of phosphorus within the above range, it is possible to obtain particularly good high-rate discharge performance in a low-temperature environment.

上記正極合剤ペーストには、通常、分散媒として、有機溶媒が用いられる。この有機溶媒としては、例えばN-メチル-2-ピロリドン(NMP)、アセトン、エタノール等の極性溶媒や、キシレン、トルエン、シクロヘキサン等の無極性溶媒を挙げることができる。 An organic solvent is usually used as a dispersion medium for the positive electrode mixture paste. Examples of the organic solvent include polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), acetone and ethanol, and non-polar solvents such as xylene, toluene and cyclohexane.

上記正極合剤ペーストの塗布方法としては特に限定されず、ローラーコーティング、スクリーンコーティング、スピンコーティング等の公知の方法により行うことができる。 The method of applying the positive electrode material mixture paste is not particularly limited, and can be performed by known methods such as roller coating, screen coating, and spin coating.

(非水電解質注入工程)
上記非水電解質注入工程は、公知の方法により行うことができる。すなわち、所望する組成の非水電解質を調製し、調製した非水電解質を容器に注入すればよい。
(Non-aqueous electrolyte injection step)
The non-aqueous electrolyte injection step can be performed by a known method. That is, a non-aqueous electrolyte having a desired composition is prepared, and the prepared non-aqueous electrolyte is poured into a container.

当該製造方法は、上記正極作製工程及び非水電解質注入工程の他、以下の工程等を有していてもよい。すなわち、当該製造方法は、例えば、負極を作製する工程、正極及び負極を、セパレータを介して積層又は巻回することにより交互に重畳された電極体を形成する工程、並びに正極及び負極(電極体)を容器に収容する工程を備えることができる。通常、電極体を容器に収容した後、非水電解質を容器に注入するが、この順番は逆であってもよい。これらの工程の後、注入口を封止することにより非水電解質蓄電素子を得ることができる。 The manufacturing method may include the following steps, etc., in addition to the positive electrode preparation step and the non-aqueous electrolyte injection step. That is, the manufacturing method includes, for example, a step of producing a negative electrode, a step of forming an alternately stacked electrode body by laminating or winding the positive electrode and the negative electrode with a separator interposed therebetween, and a positive electrode and a negative electrode (electrode body ) into a container. Usually, the non-aqueous electrolyte is injected into the container after the electrode assembly is placed in the container, but this order may be reversed. After these steps, a non-aqueous electrolyte storage element can be obtained by sealing the injection port.

<その他の実施形態>
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば、上記正極又は負極において、中間層を設けなくてもよい。また、当該非水電解質蓄電素子の正極において、正極合剤は明確な層を形成していなくてもよい。例えば上記正極は、メッシュ状の正極基材に正極合剤が担持された構造等であってもよい。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various modified and improved modes in addition to the above-described modes. For example, the intermediate layer may not be provided in the positive electrode or negative electrode. Moreover, in the positive electrode of the non-aqueous electrolyte storage element, the positive electrode mixture does not have to form a distinct layer. For example, the positive electrode may have a structure in which a positive electrode mixture is supported on a mesh-shaped positive electrode base material.

また、上記実施の形態においては、非水電解質蓄電素子が非水電解質二次電池である形態を中心に説明したが、その他の非水電解質蓄電素子であってもよい。その他の非水電解質蓄電素子としては、キャパシタ(電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ)等が挙げられる。 Further, in the above embodiments, the non-aqueous electrolyte storage element is mainly a non-aqueous electrolyte secondary battery, but other non-aqueous electrolyte storage elements may be used. Other non-aqueous electrolyte storage elements include capacitors (electric double layer capacitors, lithium ion capacitors) and the like.

図1に、本発明に係る非水電解質蓄電素子の一実施形態である矩形状の非水電解質蓄電素子1の概略図を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。図1に示す非水電解質蓄電素子1は、電極体2が容器3に収納されている。電極体2は、正極合剤を備える正極と、負極合剤を備える負極とが、セパレータを介して捲回されることにより形成されている。正極は、正極リード4’を介して正極端子4と電気的に接続され、負極は、負極リード5’を介して負極端子5と電気的に接続されている。また、容器3には、非水電解質が注入されている。 FIG. 1 shows a schematic diagram of a rectangular non-aqueous electrolyte storage element 1 that is an embodiment of the non-aqueous electrolyte storage element according to the present invention. In addition, the same figure is taken as the figure which saw through the inside of a container. In the non-aqueous electrolyte storage element 1 shown in FIG. 1, the electrode body 2 is accommodated in the container 3 . The electrode body 2 is formed by winding a positive electrode containing a positive electrode mixture and a negative electrode containing a negative electrode mixture with a separator interposed therebetween. The positive electrode is electrically connected to a positive terminal 4 via a positive lead 4', and the negative electrode is electrically connected to a negative terminal 5 via a negative lead 5'. Further, the container 3 is filled with a non-aqueous electrolyte.

本発明に係る非水電解質蓄電素子の構成については特に限定されるものではなく、円筒型電池、角型電池(矩形状の電池)、扁平型電池等が一例として挙げられる。本発明は、上記の非水電解質蓄電素子を複数備える蓄電装置としても実現することができる。蓄電装置の一実施形態を図2に示す。図2において、蓄電装置30は、複数の蓄電ユニット20を備えている。それぞれの蓄電ユニット20は、複数の非水電解質蓄電素子1を備えている。上記蓄電装置30は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源として搭載することができる。 The configuration of the non-aqueous electrolyte storage element according to the present invention is not particularly limited, and examples thereof include cylindrical batteries, prismatic batteries (rectangular batteries), flat batteries, and the like. The present invention can also be implemented as a power storage device including a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements described above. One embodiment of a power storage device is shown in FIG. In FIG. 2 , the power storage device 30 includes a plurality of power storage units 20 . Each power storage unit 20 includes a plurality of nonaqueous electrolyte power storage elements 1 . The power storage device 30 can be mounted as a power supply for automobiles such as electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HEV), and plug-in hybrid vehicles (PHEV).

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples.

(正極P1の作製)
正極活物質として、α―NaFeO2構造を有し、Li1+αMe1-α2で表されるリチウム遷移金属複合酸化物(MeはMnを含む遷移金属、0.1<α<0.2、Meに対するMnのモル比Mn/Meが0.5<Mn/Me)を用いた。分散媒としてN-メチルピロリドン(NMP)を用い、上記正極活物質、導電剤としてのアセチレンブラック(AB)、バインダとしてのポリフッ化ビニリデン(PVDF)、及びホスホン酸(H3PO3)を固形分換算で93.5:4.5:1.5:0.5の質量比で混合し、正極合剤ペーストを得た。この正極合剤ペーストを、正極基材であるアルミニウム箔の片面に塗布し、乾燥することにより、正極基材上に正極合剤層を形成した。また、アルミニウム箔の反対側の面にも同様に正極合剤ペーストを塗布し、乾燥した。この反対側の面に形成した正極合剤層は、乾燥後剥離した。このようにして正極P1を得た。
(Preparation of positive electrode P1)
As a positive electrode active material, a lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 structure and represented by Li 1+ αMe 1 -αO 2 (Me is a transition metal including Mn, 0.1<α<0 .2, the molar ratio of Mn to Me (Mn/Me is 0.5<Mn/Me). N-methylpyrrolidone (NMP) was used as a dispersion medium, and the positive electrode active material, acetylene black (AB) as a conductive agent, polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder, and phosphonic acid (H 3 PO 3 ) were added as solids. They were mixed at a mass ratio of 93.5:4.5:1.5:0.5 in conversion to obtain a positive electrode mixture paste. This positive electrode mixture paste was applied to one side of an aluminum foil serving as a positive electrode substrate and dried to form a positive electrode mixture layer on the positive electrode substrate. Also, the positive electrode material mixture paste was applied to the opposite side of the aluminum foil in the same manner and dried. The positive electrode mixture layer formed on the opposite side was peeled off after drying. Thus, the positive electrode P1 was obtained.

(正極P2の作製)
正極合剤ペーストにホスホン酸を混合しなかったこと以外は、上記「正極P1の作製」と同様にして、正極P2を得た。
(Preparation of positive electrode P2)
A positive electrode P2 was obtained in the same manner as in the above “preparation of positive electrode P1” except that phosphonic acid was not mixed in the positive electrode mixture paste.

(負極の作製)
負極活物質としてグラファイトを用いた負極を作製した。
(Preparation of negative electrode)
A negative electrode was produced using graphite as a negative electrode active material.

[実施例1]
(非水電解質の調製)
フッ素化エーテルである1,1,2,2-テトラフルオロ-2,2,2-トリフルオロエチルエーテル(TFEE)と、フッ素化環状カーボネートであるフルオロエチレンカーボネート(FEC)と、その他の溶媒として置換基を有さない鎖状カーボネートであるエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比60:20:20の割合で混合した混合溶媒に、電解質塩としてリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiFSI)を1.0mol dm-3の濃度で溶解させ、非水電解質を調製した。
[Example 1]
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
1,1,2,2-tetrafluoro-2,2,2-trifluoroethyl ether (TFEE), which is a fluorinated ether, and fluoroethylene carbonate (FEC), which is a fluorinated cyclic carbonate, and other solvents substituted Lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiFSI) was added as an electrolyte salt to a mixed solvent obtained by mixing ethyl methyl carbonate (EMC), which is a chain carbonate having no group, at a volume ratio of 60:20:20. A non-aqueous electrolyte was prepared by dissolving at a concentration of 0 mol dm −3 .

(非水電解質蓄電素子の作製)
ポリオレフィン製微多孔膜であるセパレータを介して、上記正極P1と上記負極とを積層することにより電極体を作製した。この電極体を金属樹脂複合フィルム製の容器に収納し、内部に上記非水電解質を注入した後、熱溶着により封口し、実施例1の非水電解質蓄電素子(ラミネート型の非水電解質二次電池)を得た。
(Preparation of non-aqueous electrolyte storage element)
An electrode assembly was produced by laminating the positive electrode P1 and the negative electrode via a separator, which is a polyolefin microporous film. This electrode body is housed in a container made of a metal-resin composite film, the non-aqueous electrolyte is injected into the interior, and the opening is sealed by heat welding. battery).

[実施例2~3、比較例1~7]
正極及び電解質塩の種類、並びに溶媒の種類及び混合体積比を表1に示すとおりとしたこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2~3、及び比較例1~7の各非水電解質蓄電素子を得た。
[Examples 2-3, Comparative Examples 1-7]
In the same manner as in Example 1, except that the types of the positive electrode and electrolyte salt, and the type and mixing volume ratio of the solvent were as shown in Table 1, each non-metallic material of Examples 2-3 and Comparative Examples 1-7 was prepared. A water electrolyte storage device was obtained.

なお、表中の溶媒は、以下の化合物を示す。 In addition, the solvent in a table|surface shows the following compounds.

FEC:フルオロエチレンカーボネート
TFEE:1,1,2,2-テトラフルオロエチル-2,2,2-トリフルオロエチルエーテル
EMC:エチルメチルカーボネート
EC:エチレンカーボネート
TFEMC:トリフルオロエチルメチルカーボネート
FEC: fluoroethylene carbonate TFEE: 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-2,2,2-trifluoroethyl ether EMC: ethyl methyl carbonate EC: ethylene carbonate TFEMC: trifluoroethyl methyl carbonate

[電池評価]
(初期充放電)
得られた実施例1~3、及び比較例1~7の各非水電解質蓄電素子について、以下の条件にて初期充放電を行った。25℃で4.5Vまで充電電流0.1Cの定電流にて充電したのちに、4.5Vの定電圧にて充電した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。充電後に10分間の休止を設けた後に、25℃で2.0Vまで0.1Cの定電流にて放電した。
[Battery evaluation]
(initial charge/discharge)
The obtained non-aqueous electrolyte storage elements of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 7 were initially charged and discharged under the following conditions. After charging at a constant current of 0.1C to 4.5V at 25°C, the battery was charged at a constant voltage of 4.5V. The charging termination condition was until the charging current reached 0.05C. After a rest period of 10 minutes was provided after charging, the battery was discharged at a constant current of 0.1 C to 2.0 V at 25°C.

(X線光電子分光測定)
初期充放電後の完全放電状態の各非水電解質蓄電素子を露点-60℃以下のアルゴン雰囲気中にて解体して正極を取り出し、ジメチルカーボネートを用いて正極を洗浄したのち、室温にて減圧乾燥した。得られた正極をアルゴン雰囲気中にてトランスファーベッセルに封入し、X線光電子分光スペクトルの測定装置の試料室に導入し、上記した条件にて正極の正極合剤表面のX線光電子分光測定を行った。得られたスペクトルから、上記した方法により、P2pに帰属されるピーク位置を求めた。正極合剤ペーストにホスホン酸を用いた実施例1~3及び比較例3~6の正極合剤(P1)においては、P2pに帰属されるピークは133から134eVの間に存在した。正極合剤ペーストにホスホン酸を用いていない比較例1、2及び7の正極合剤(P2)においては、135eV以下の範囲にはP2pに帰属されるピークが確認できなかった。なお、電解質塩としてLiPF6を用いた比較例5~7の正極合剤においては、136eVにLiPF6に由来するP2pに帰属されるピークが確認できた。
(X-ray photoelectron spectroscopy)
Each non-aqueous electrolyte storage element in a completely discharged state after the initial charge and discharge is dismantled in an argon atmosphere with a dew point of −60° C. or less, the positive electrode is taken out, the positive electrode is washed with dimethyl carbonate, and then dried under reduced pressure at room temperature. did. The obtained positive electrode was sealed in a transfer vessel in an argon atmosphere, introduced into a sample chamber of an X-ray photoelectron spectroscopy spectrum measuring device, and subjected to X-ray photoelectron spectroscopy measurement of the surface of the positive electrode mixture of the positive electrode under the conditions described above. rice field. From the obtained spectrum, the peak position attributed to P2p was determined by the method described above. In the positive electrode mixtures (P1) of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 3 to 6 in which phosphonic acid was used in the positive electrode mixture paste, the peak attributed to P2p was present between 133 and 134 eV. In the positive electrode mixtures (P2) of Comparative Examples 1, 2 and 7 in which phosphonic acid was not used in the positive electrode mixture paste, no peak attributed to P2p was observed in the range of 135 eV or less. In the positive electrode mixtures of Comparative Examples 5 to 7 using LiPF 6 as the electrolyte salt, a peak attributed to P2p derived from LiPF 6 was confirmed at 136 eV.

(低温高率放電試験)
初期充放電後の各非水電解質蓄電素子を、25℃の恒温槽内に2時間保管した後、4.5Vまで充電電流0.1Cの定電流にて充電したのちに、4.5Vの定電圧にて充電した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。充電終止時の正極電位(=正極の最大到達電位)は、4.6V(vs.Li/Li+)であった。充電後に10分間の休止を設けた後に、2.0Vまで放電電流2.0Cの定電流にて放電した。この時の放電容量を「25℃2C容量」とする。さらに放電後に10分間の休止を設けた後に、2.0Vまで放電電流0.1Cの定電流にて放電した。放電後に10分間の休止を設けた。続いて、4.5Vまで充電電流0.1Cの定電流にて充電したのちに、4.5Vの定電圧にて充電した。充電の終了条件は、充電電流が0.05Cとなるまでとした。充電後の各非水電解質蓄電素子を0℃の恒温槽内に5時間保管した後、2.0Vまで放電電流2.0Cの定電流にて放電した。この時の放電容量を「0℃2C容量」とする。さらに放電後に25℃の恒温槽内に5時間保管した後、2.0Vまで放電電流0.1Cの定電流にて放電した。放電後に10分間の休止を設けた。
(Low temperature high rate discharge test)
Each non-aqueous electrolyte storage element after the initial charge/discharge was stored in a constant temperature bath at 25° C. for 2 hours, charged to 4.5 V at a constant current of 0.1 C, and then charged at a constant current of 4.5 V. charged with voltage. The charging termination condition was until the charging current reached 0.05C. The positive electrode potential (=maximum attainable potential of the positive electrode) at the end of charging was 4.6 V (vs. Li/Li + ). After a rest period of 10 minutes was provided after charging, the battery was discharged to 2.0 V at a constant discharge current of 2.0C. The discharge capacity at this time is defined as "25°C 2C capacity". Further, after a rest period of 10 minutes was provided after the discharge, the battery was discharged to 2.0V at a constant current of 0.1C. A rest period of 10 minutes was provided after discharge. Subsequently, the batteries were charged to 4.5V at a constant current of 0.1C, and then charged at a constant voltage of 4.5V. The charging termination condition was until the charging current reached 0.05C. Each non-aqueous electrolyte storage element after charging was stored in a constant temperature bath at 0° C. for 5 hours, and then discharged to 2.0 V at a constant current of 2.0 C. The discharge capacity at this time is defined as "0° C. 2C capacity". Further, after discharging, the battery was stored in a constant temperature bath at 25° C. for 5 hours, and then discharged to 2.0 V at a constant current of 0.1 C. A rest period of 10 minutes was provided after discharge.

(低温高率放電性能の評価)
各非水電解質蓄電素子について、上記「25℃2C容量」に対する「0℃2C容量」の比を計算し、「0℃/25℃比」(%)とする。これを低温高率放電性能として表1に示す。
(Evaluation of low-temperature high-rate discharge performance)
For each non-aqueous electrolyte storage element, the ratio of "0° C. 2C capacity" to the above "25° C. 2C capacity" is calculated and defined as "0° C./25° C. ratio" (%). This is shown in Table 1 as low-temperature high-rate discharge performance.

Figure 0007155719000001
Figure 0007155719000001

上記表1の実施例1と比較例1との対比からわかるように、非水電解質が電解質塩としてイミド塩を含有し、非水溶媒としてフッ素化エーテルを含有する非水電解質蓄電素子においては、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいてP2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極P1を用いることで、P2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在しない正極P2を用いた場合と比較して0℃/25℃比が高く、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られることがわかる。なお、実施例1は、比較例1と比べて25℃2C容量は同等であり、0℃2C容量が大きかったため、0℃/25℃比が高くなったものである。これは、電解質塩としてイミド塩を用いた場合の正極の作動電位が4.0V(vs.Li/Li+)以上となる充放電の際に生じやすいアルミニウムの酸化腐食が、上記正極合剤に形成されたリンのオキソ酸に由来する被膜によって抑制されたことと、非水溶媒として耐酸化性が高く比較的低粘度であるフッ素化エーテルを含有させることによって、非水電解質蓄電素子の充放電時に生じうる副反応(非水溶媒等の酸化分解等)が抑制されたこと、および非水電解質の粘度の増大やイオン伝導度の低減が抑制されたために発揮された効果であると考えられる。 As can be seen from the comparison between Example 1 and Comparative Example 1 in Table 1 above, in the non-aqueous electrolyte storage element in which the non-aqueous electrolyte contains an imide salt as an electrolyte salt and a fluorinated ether as a non-aqueous solvent, By using the positive electrode P1 in which the peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture, the positive electrode P2 in which the peak attributed to P2p does not exist at a position of 135 eV or less was used. It can be seen that the 0° C./25° C. ratio is higher than in the case of the non-aqueous electrolyte storage element, and that good high-rate discharge performance can be obtained in a low-temperature environment. Note that, in Example 1, the 25° C. 2C capacity was equivalent to that of Comparative Example 1, and the 0° C. 2C capacity was larger, so the 0° C./25° C. ratio was higher. This is because oxidation corrosion of aluminum, which is likely to occur during charging and discharging when the working potential of the positive electrode is 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more when an imide salt is used as the electrolyte salt, is caused by the positive electrode mixture. The charging and discharging of the non-aqueous electrolyte storage element is suppressed by the formed film derived from the oxoacid of phosphorus, and the inclusion of a fluorinated ether that has high oxidation resistance and relatively low viscosity as a non-aqueous solvent. It is considered that this effect is achieved by suppressing side reactions (such as oxidative decomposition of non-aqueous solvents, etc.) that may sometimes occur, and by suppressing increases in viscosity and decreases in ionic conductivity of non-aqueous electrolytes.

また、比較例2と比較例3との対比からわかるように、非水電解質が電解質塩としてイミド塩を含有する非水電解質蓄電素子においては、非水溶媒としてフッ素化エーテルを含有しなくても、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいてP2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極P1を用いることで、0℃/25℃比が高くなる傾向があることがわかるが、非水溶媒としてフッ素化エーテルを含有する実施例1では、さらに良好な低温環境下での高率放電性能が得られることがわかる。すなわち、イミド塩の適用による低温環境下での良好な高率放電性能が得られる効果は、非水溶媒として耐酸化性が高く比較的低粘度であるフッ素化エーテルを適用することによって、より顕著に生じる効果であるといえる。 Further, as can be seen from the comparison between Comparative Examples 2 and 3, in the non-aqueous electrolyte storage element in which the non-aqueous electrolyte contains an imide salt as an electrolyte salt, even if the non-aqueous solvent does not contain a fluorinated ether, , It can be seen that the 0 ° C./25 ° C. ratio tends to increase by using the positive electrode P1 in which the peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture. It can be seen that in Example 1, which contains a fluorinated ether as the water solvent, even better high-rate discharge performance can be obtained in a low-temperature environment. That is, the effect of obtaining good high-rate discharge performance in a low-temperature environment by applying an imide salt is more pronounced by applying a fluorinated ether that has high oxidation resistance and relatively low viscosity as a non-aqueous solvent. It can be said that it is an effect that occurs in

一方、比較例4と比較例5との対比からわかるように、非水電解質にフッ素化エーテルが含まれていない場合、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいてP2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極P1を用いて、非水電解質の電解質塩をLiPF6からイミド塩に換えても、0℃/25℃比は同等以下であり、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られないことがわかる。ここで、比較例4及び比較例5は、非水溶媒に耐酸化性が高く比較的低粘度であるフッ素化エーテルではなく、耐酸化性が高いものの比較的高粘度であるフッ素化鎖状カーボネートであるTFEMCを用いているため、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られなかったものと考えられる。このように、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいてP2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極を用い、電解質塩としてイミド塩を含有し、非水溶媒としてフッ素化エーテルを含有する非水電解質を用いた非水電解質蓄電素子が、低温環境下での良好な高率放電性能を有するという効果は、これらを組み合わせたときに初めて生じる従来の知見からは全く予測できなかった特異な効果であるといえる。 On the other hand, as can be seen from the comparison between Comparative Examples 4 and 5, when the non-aqueous electrolyte does not contain a fluorinated ether, the peak attributed to P2p in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture is 135 eV or less. Even if the electrolyte salt of the non-aqueous electrolyte is changed from LiPF 6 to imide salt, the 0° C./25° C. ratio is the same or less, and in the low-temperature environment of the non-aqueous electrolyte storage element It can be seen that good high-rate discharge performance cannot be obtained. Here, Comparative Examples 4 and 5 are not fluorinated ethers with high oxidation resistance and relatively low viscosity in non-aqueous solvents, but fluorinated linear carbonates with high oxidation resistance but relatively high viscosity. It is considered that good high-rate discharge performance in a low-temperature environment of the non-aqueous electrolyte storage element was not obtained because TFEMC was used. Thus, a positive electrode in which the peak attributed to P2p in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture exists at a position of 135 eV or less, contains an imide salt as an electrolyte salt, and a fluorinated ether as a non-aqueous solvent. The effect that a non-aqueous electrolyte storage device using a non-aqueous electrolyte has good high-rate discharge performance in a low-temperature environment is a peculiarity that was completely unpredictable from conventional knowledge that occurs only when these are combined. It can be said that it is a good effect.

さらに、比較例6と比較例7との対比からわかるように、電解質塩としてLiPF6を用いた場合は、非水溶媒としてフッ素化エーテルを含み、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいてP2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極P1を用いても、0℃/25℃比は同等であり、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られないことがわかる。以上のことから、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られるという本発明の効果は、電解質塩としてのイミド塩と、非水溶媒としてのフッ素化エーテルと、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいてP2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極P1とを組み合わせたときに初めて生じる特異な効果であり、特に、非水溶媒としてのフッ素化エーテルとを組み合わせたときに、より顕著に生じる効果であるといえる。 Furthermore, as can be seen from the comparison between Comparative Examples 6 and 7, when LiPF 6 was used as the electrolyte salt, the fluorinated ether was included as the non-aqueous solvent, and the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture showed P2p. The 0° C./25° C. ratio is the same even when the positive electrode P1 whose attributed peak exists at a position of 135 eV or less is used, and good high-rate discharge performance in a low-temperature environment of the non-aqueous electrolyte storage element can be obtained. I know not. From the above, the effect of the present invention that good high-rate discharge performance in a low-temperature environment of a non-aqueous electrolyte storage element can be obtained is that the imide salt as the electrolyte salt, the fluorinated ether as the non-aqueous solvent, It is a peculiar effect that occurs only when combined with the positive electrode P1, in which the peak attributed to P2p exists at a position of 135 eV or less in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the positive electrode mixture. It can be said that this effect is more pronounced when combined with

なお、その他の実施例2~3からも示されるように、イミド塩及びフッ素化エーテルを含む非水電解質と、正極合剤のX線光電子分光スペクトルにおいてP2pに帰属されるピークが135eV以下の位置に存在する正極P1を用いることで、非水電解質蓄電素子の低温環境下での良好な高率放電性能が得られる効果は、非水電解質がイミド塩及びフッ素化エーテルを含むことにより生じるため、非水溶媒組成によらず発揮されるが、実施例2と実施例3との対比からわかるように、フッ素化環状カーボネートをフッ素化エーテルと同時に含むことにより、より効果的に発揮されるといえる。 As shown in other Examples 2 and 3, the peak attributed to P2p in the X-ray photoelectron spectroscopy spectrum of the non-aqueous electrolyte containing the imide salt and the fluorinated ether and the positive electrode mixture is at a position of 135 eV or less. By using the positive electrode P1 present in the non-aqueous electrolyte storage element, the effect of obtaining good high-rate discharge performance in a low-temperature environment is caused by the non-aqueous electrolyte containing an imide salt and a fluorinated ether. Although it is exhibited regardless of the composition of the non-aqueous solvent, as can be seen from the comparison between Example 2 and Example 3, it can be said that it is exhibited more effectively by including the fluorinated cyclic carbonate at the same time as the fluorinated ether. .

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等の電源として使用される非水電解質蓄電素子等に適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to electronic devices such as personal computers and communication terminals, and non-aqueous electrolyte storage elements used as power sources for automobiles and the like.

1 非水電解質蓄電素子
2 電極体
3 容器
4 正極端子
4’ 正極リード
5 負極端子
5’ 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置
1 non-aqueous electrolyte storage element 2 electrode body 3 container 4 positive electrode terminal 4' positive electrode lead 5 negative electrode terminal 5' negative electrode lead 20 storage unit 30 storage device

Claims (2)

リンのオキソ酸を含む正極合剤ペーストを塗布して作製される正極合剤を有する正極を作製することと、
イミド塩及びフッ素化エーテルを含む非水電解質(但し、上記非水電解質におけるイミド塩の含有量が5.0質量%以下のものを除く)を容器に注入することと
を備える非水電解質蓄電素子の製造方法。
preparing a positive electrode having a positive electrode mixture prepared by applying a positive electrode mixture paste containing an oxoacid of phosphorus;
Injecting a non-aqueous electrolyte containing an imide salt and a fluorinated ether (excluding those having an imide salt content of 5.0% by mass or less in the non-aqueous electrolyte) into a container. manufacturing method.
請求項1に記載の非水電解質蓄電素子の製造方法により得られる非水電解質蓄電素子。A non-aqueous electrolyte storage element obtained by the method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element according to claim 1 .

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