JP7206556B2 - Non-aqueous electrolyte for batteries and lithium secondary batteries - Google Patents

Non-aqueous electrolyte for batteries and lithium secondary batteries Download PDF

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Description

本開示は、電池用非水電解液及びリチウム二次電池に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to non-aqueous electrolytes for batteries and lithium secondary batteries.

電池用非水電解液を含む電池(例えばリチウム二次電池)の性能を改善するために、電池用非水電解液に対し、種々の添加剤を含有させることが行われている。 In order to improve the performance of a battery containing a non-aqueous battery electrolyte (for example, a lithium secondary battery), various additives are added to the non-aqueous battery electrolyte.

例えば、特許文献1には、安全性に優れ、かつ伝導度が高く、粘度が低い非水電解液として、[A]フッ素化カーボネートと、環状カーボネートと、鎖状カーボネートとを含み、(i)環状カーボネートの含有量が2~63モル%であり、(ii)鎖状カーボネートの含有量が2~63モル%であり、(iii)フッ素化カーボネートの含有量が60~96モル%(ただし(i)~(iii)の合計は100モル%を越えない)であり、フッ素化カーボネートが特定の化学構造を有する化合物である非水溶媒と、[B]電解質と、からなることを特徴とする非水電解液が開示されている。 For example, in Patent Document 1, as a non-aqueous electrolytic solution with excellent safety, high conductivity, and low viscosity, [A] includes a fluorinated carbonate, a cyclic carbonate, and a chain carbonate, and (i) The content of cyclic carbonate is 2 to 63 mol%, (ii) the content of chain carbonate is 2 to 63 mol%, and (iii) the content of fluorinated carbonate is 60 to 96 mol% (however, ( The total of i) to (iii) does not exceed 100 mol %), and is characterized by comprising a non-aqueous solvent in which the fluorinated carbonate is a compound having a specific chemical structure, and [B] an electrolyte. Non-aqueous electrolytes are disclosed.

また、特許文献2には、満充電状態の正極電位が金属リチウムの電位に対して4.35V以上である電気化学素子(特に高電圧系リチウム二次電池)において、高温での充放電サイクルに伴う電池の容量低下が少なく、かつ、高温保存時のガス発生の少ない非水電解液として、環状カーボネートおよび鎖状カーボネートを主たる成分として含有する非水溶媒と電解質溶質からなり、環状カーボネートの60重量%以上が4-フルオロエチレンカーボネートであり、鎖状カーボネートの25重量%以上がメチル-2,2,2-トリフルオロエチルカーボネート、エチル-2,2,2-トリフルオロエチルカーボネートおよびジ-2,2,2-トリフルオロエチルカーボネートよりなる群から選ばれた少なくとも一つのフッ素化鎖状カーボネートであり、且つ環状カーボネートと鎖状カーボネートの重量比率が3:97~35:65である満充電状態の正極電位が金属リチウムの電位を基準として4.35V以上である電気化学素子用の非水電解液が開示されている。 In addition, in Patent Document 2, in an electrochemical element (especially a high-voltage lithium secondary battery) in which the positive electrode potential in a fully charged state is 4.35 V or more with respect to the potential of metallic lithium, As a non-aqueous electrolytic solution that causes little decrease in battery capacity and generates little gas during high-temperature storage, it is composed of a non-aqueous solvent containing cyclic carbonate and chain carbonate as main components and an electrolyte solute, and 60% by weight of cyclic carbonate. % or more is 4-fluoroethylene carbonate, and 25% or more by weight of the linear carbonate is methyl-2,2,2-trifluoroethyl carbonate, ethyl-2,2,2-trifluoroethyl carbonate and di-2,2,2-trifluoroethyl carbonate. At least one fluorinated chain carbonate selected from the group consisting of 2,2-trifluoroethyl carbonate, and the weight ratio of the cyclic carbonate to the chain carbonate is 3:97 to 35:65. A non-aqueous electrolytic solution for an electrochemical device is disclosed in which the positive electrode potential is 4.35 V or more with respect to the potential of metallic lithium.

また、特許文献3には、リチウム二次電池に用いた場合にエネルギー密度が高く、さらに安全性に優れた非水電解液として、非水溶媒とリチウム電解質を含む非水電解液において、該非水溶媒として、トリス(トリメチルシリル)ホスフェート、ビス(トリメチルシリル)メチルホスフェート、ジメチルトリメチルシリルホスフェートおよびジエチルトリメチルシリルホスフェートから選ばれるリン酸化合物を添加し、リン酸化合物の量が非水電解液全体を100体積%として、0.01~40体積%であることを特徴とする非水電解液が開示されている。 Further, Patent Document 3 describes a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent and a lithium electrolyte as a non-aqueous electrolyte having a high energy density and excellent safety when used in a lithium secondary battery. As a solvent, a phosphoric acid compound selected from tris(trimethylsilyl) phosphate, bis(trimethylsilyl) methyl phosphate, dimethyltrimethylsilyl phosphate and diethyltrimethylsilyl phosphate is added, and the amount of the phosphoric acid compound is 100% by volume of the entire non-aqueous electrolyte, A non-aqueous electrolyte is disclosed which is characterized by 0.01 to 40% by volume.

特許第4392726号公報Japanese Patent No. 4392726 特許第4976715号公報Japanese Patent No. 4976715 特許第4538886号公報Japanese Patent No. 4538886

しかし、従来の電池用非水電解液及び電池に対し、保存後の電池抵抗を低減し、かつ、保存時の開放電圧の低下を抑制することが求められる場合がある。
従って、本開示の課題は、保存後の電池抵抗を低減でき、かつ、保存時の開放電圧の低下を抑制できる電池用非水電解液、並びに、この電池用非水電解液を用いたリチウム二次電池を提供することである。
However, in some cases, it is required to reduce the battery resistance after storage and to suppress the decrease in the open-circuit voltage during storage for conventional non-aqueous electrolyte solutions for batteries and batteries.
Therefore, the subject of the present disclosure is a non-aqueous electrolyte for batteries that can reduce battery resistance after storage and can suppress a decrease in open-circuit voltage during storage, and a lithium ion battery using this non-aqueous electrolyte for batteries. It is to provide the next battery.

上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 電解質と、
非水溶媒と、
下記式(A)で表される化合物である添加剤Aと、
下記式(B)で表される化合物である添加剤Bと、
を含有する電池用非水電解液。
Means for solving the above problems include the following aspects.
<1> an electrolyte,
a non-aqueous solvent;
Additive A, which is a compound represented by the following formula (A);
an additive B which is a compound represented by the following formula (B);
A non-aqueous electrolyte for batteries containing

Figure 0007206556000001
Figure 0007206556000001

式(A)中、Ra1は、炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表し、Ra2は、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (A), R a1 represents a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R a2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. show.

Figure 0007206556000002
Figure 0007206556000002

式(B)中、Rb1~Rb9は、それぞれ独立に、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (B), R b1 to R b9 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.

<2> 前記添加剤Aの含有量が、電池用非水電解液の全量に対し、0.001質量%~30質量%であり、
前記添加剤Bの含有量が、電池用非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%である<1>に記載の電池用非水電解液。
<3> 前記非水溶媒が、環状カーボネート化合物と、前記式(A)で表される化合物以外の鎖状カーボネート化合物と、を含む<1>又は<2>に記載の電池用非水電解液。
<4> 前記非水溶媒中に占める、前記環状カーボネート化合物と前記式(A)で表される化合物以外の鎖状カーボネート化合物との合計の割合が、80質量%以上である<3>に記載の電池用非水電解液。
<5> 電池用非水電解液中に占める前記非水溶媒の割合が、60質量%以上である<1>~<4>のいずれか1つに記載の電池用非水電解液。
<2> The content of the additive A is 0.001% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of the battery non-aqueous electrolyte,
The non-aqueous electrolyte for batteries according to <1>, wherein the content of the additive B is 0.001% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte for batteries.
<3> The non-aqueous electrolyte for a battery according to <1> or <2>, wherein the non-aqueous solvent contains a cyclic carbonate compound and a chain carbonate compound other than the compound represented by the formula (A). .
<4> Described in <3>, wherein the total ratio of the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound other than the compound represented by the formula (A) in the non-aqueous solvent is 80% by mass or more. non-aqueous electrolyte for batteries.
<5> The non-aqueous electrolyte for batteries according to any one of <1> to <4>, wherein the proportion of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte for batteries is 60% by mass or more.

<6> 正極と、
金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、
<1>~<5>のいずれか1つに記載の電池用非水電解液と、
を含むリチウム二次電池。
<7> <6>に記載のリチウム二次電池を充放電させて得られたリチウム二次電池。
<6> a positive electrode;
Metallic lithium, lithium-containing alloys, metals or alloys that can be alloyed with lithium, oxides that can be doped/dedoped with lithium ions, transition metal nitrides that can be doped/dedoped with lithium ions, and lithium a negative electrode containing, as a negative electrode active material, at least one selected from the group consisting of carbon materials capable of ion doping and dedoping;
The non-aqueous electrolyte for batteries according to any one of <1> to <5>,
Lithium secondary battery including.
<7> A lithium secondary battery obtained by charging and discharging the lithium secondary battery according to <6>.

本開示によれば、保存後の電池抵抗を低減でき、かつ、保存時の開放電圧の低下を抑制できる電池用非水電解液、並びに、この電池用非水電解液を用いたリチウム二次電池が提供される。 According to the present disclosure, a non-aqueous electrolyte for batteries that can reduce battery resistance after storage and suppress a decrease in open-circuit voltage during storage, and a lithium secondary battery using this non-aqueous electrolyte for batteries is provided.

本開示のリチウム二次電池の一例である、ラミネート型電池の一例を示す概略斜視図である。1 is a schematic perspective view showing an example of a laminate type battery, which is an example of a lithium secondary battery of the present disclosure; FIG. 図1に示すラミネート型電池に収容される積層型電極体の、厚さ方向の概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of a laminated electrode body housed in the laminated battery shown in FIG. 1; 本開示のリチウム二次電池の別の一例である、コイン型電池の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a coin-type battery, which is another example of the lithium secondary battery of the present disclosure;

本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
In this specification, a numerical range represented by "to" means a range including the numerical values before and after "to" as lower and upper limits.
As used herein, the amount of each component in the composition refers to the total amount of the multiple substances present in the composition unless otherwise specified when there are multiple substances corresponding to each component in the composition. means

〔電池用非水電解液〕
本開示の電池用非水電解液(以下、単に「非水電解液」ともいう)は、下記式(A)で表される化合物である添加剤Aと、式(B)で表される化合物である添加剤Bと、
を含有する。
[Non-aqueous electrolyte for batteries]
The non-aqueous electrolyte for a battery of the present disclosure (hereinafter also simply referred to as "non-aqueous electrolyte") includes an additive A which is a compound represented by the following formula (A) and a compound represented by the formula (B) an additive B that is
contains

Figure 0007206556000003
Figure 0007206556000003

式(A)中、Ra1は、炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表し、Ra2は、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (A), R a1 represents a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R a2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. show.

Figure 0007206556000004
Figure 0007206556000004

式(B)中、Rb1~Rb9は、それぞれ独立に、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (B), R b1 to R b9 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.

本開示の非水電解液によれば、保存後の電池抵抗を低減でき、かつ、保存時の開放電圧の低下を抑制できる。
かかる効果が奏される理由は明らかではないが、電池の保存前において添加剤Aと添加剤Bとの組み合わせによって電極上に被膜が形成され、かつ、電池の保存時において上記被膜の劣化が少ないためと考えられる。
According to the non-aqueous electrolyte solution of the present disclosure, it is possible to reduce the battery resistance after storage and to suppress the decrease in open-circuit voltage during storage.
Although the reason why such an effect is exhibited is not clear, the combination of the additive A and the additive B forms a coating on the electrode before the battery is stored, and the coating is less deteriorated during storage of the battery. It is considered to be for

以下、本開示の非水電解液の各成分について説明する。 Each component of the non-aqueous electrolyte of the present disclosure will be described below.

<添加剤A>
添加剤Aは、下記式(A)で表される化合物である。
添加剤Aは、下記式(A)で表される化合物に該当する1種のみの化合物であってもよいし、下記式(A)で表される化合物に該当する2種以上の化合物であってもよい。
<Additive A>
Additive A is a compound represented by the following formula (A).
Additive A may be only one compound corresponding to the compound represented by the following formula (A), or may be two or more compounds corresponding to the compound represented by the following formula (A). may

Figure 0007206556000005
Figure 0007206556000005

式(A)中、Ra1は、炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表し、Ra2は、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (A), R a1 represents a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R a2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. show.

式(A)中、炭素数1~6のフッ化炭化水素基とは、少なくとも1つのフッ素原子によって置換された炭素数1~6の炭化水素基を意味する。炭素数1~6のフッ化炭化水素基は、パーフルオロ炭化水素基に限定されるものではない。 In formula (A), the C 1-6 fluorohydrocarbon group means a C 1-6 hydrocarbon group substituted with at least one fluorine atom. The fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms is not limited to the perfluorohydrocarbon group.

式(A)中、Ra1で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基は、直鎖フッ化炭化水素基であっても分岐フッ化炭化水素基であっても環状フッ化炭化水素基であってもよい。 In the formula (A), the fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R a1 is a cyclic fluorohydrocarbon group whether it is a linear fluorohydrocarbon group or a branched fluorohydrocarbon group. It may be a hydrogen group.

式(A)中、Ra1で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基としては、例えば;
フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、1,1,2,2-テトラフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、パーフルオロプロピル基、パーフルオロブチル基、パーフルオロペンチル基、パーフルオロヘキシル基、パーフルオロイソプロピル基、パーフルオロイソブチル基等のフルオロアルキル基;
2-フルオロエテニル基、2,2-ジフルオロエテニル基、2-フルオロ-2-プロペニル基、3,3-ジフルオロ-2-プロペニル基、2,3-ジフルオロ-2-プロペニル基、3,3-ジフルオロ-2-メチル-2-プロペニル基、3-フルオロ-2-ブテニル基、パーフルオロビニル基、パーフルオロプロペニル基、パーフルオロブテニル基等のフルオロアルケニル基;
等が挙げられる。
a1で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基としては、炭素数1~6のフルオロアルキル基が好ましく、炭素数1~3のフルオロアルキル基がより好ましく、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、2,2,2-トリフルオロエチル基、1,1,2,2-テトラフルオロエチル基、パーフルオロエチル基、2,2,3,3-テトラフルオロプロピル基、又はパーフルオロプロピル基が更に好ましく、2,2,2-トリフルオロエチル基が特に好ましい。
In the formula (A), examples of the fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R a1 include:
fluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2,2,3,3- Fluoroalkyl groups such as a tetrafluoropropyl group, a perfluoropropyl group, a perfluorobutyl group, a perfluoropentyl group, a perfluorohexyl group, a perfluoroisopropyl group, and a perfluoroisobutyl group;
2-fluoroethenyl group, 2,2-difluoroethenyl group, 2-fluoro-2-propenyl group, 3,3-difluoro-2-propenyl group, 2,3-difluoro-2-propenyl group, 3,3 - Difluoro-2-methyl-2-propenyl group, 3-fluoro-2-butenyl group, perfluorovinyl group, perfluoropropenyl group, fluoroalkenyl group such as perfluorobutenyl group;
etc.
The fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R a1 is preferably a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably a fluoroalkyl group having 1 to 3 carbon atoms, a fluoromethyl group, a difluoro methyl group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl group, perfluoroethyl group, 2,2,3,3-tetrafluoropropyl group, Or a perfluoropropyl group is more preferred, and a 2,2,2-trifluoroethyl group is particularly preferred.

式(A)中、Ra2で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基の具体例及び好ましい態様は、Ra1で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基の具体例及び好ましい態様は In formula (A), specific examples and preferred embodiments of the fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R a2 are specific examples of the fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R a1 Examples and preferred embodiments are

式(A)中、Ra2で表される炭素数1~6の炭化水素基としては、例えば;
メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、1-エチルプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、2-メチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基等のアルキル基;
ビニル基、1-プロペニル基、アリル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、イソプロペニル基、2-メチル-2-プロペニル基、1-メチル-2-プロペニル基、2-メチル-1-プロペニル基等のアルケニル基;
等が挙げられる。
a2で表される炭素数1~6の炭化水素基としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましく、メチル基が特に好ましい。
In the formula (A), examples of hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms represented by R a2 include:
methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, 1-ethylpropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, 2-methylbutyl group, 3,3-dimethylbutyl group , n-pentyl group, isopentyl group, neopentyl group, 1-methylpentyl group, n-hexyl group, isohexyl group, sec-hexyl group, alkyl group such as tert-hexyl group;
vinyl group, 1-propenyl group, allyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, pentenyl group, hexenyl group, isopropenyl group, 2-methyl-2-propenyl group, 1-methyl-2 - alkenyl groups such as a propenyl group and a 2-methyl-1-propenyl group;
etc.
The hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R a2 is preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and further preferably a methyl group or an ethyl group. Methyl groups are particularly preferred.

式(A)中、Ra2としては、炭素数1~6の炭化水素基が好ましく、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、炭素数1~3のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましく、メチル基が特に好ましい。 In formula (A), R a2 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, methyl group or ethyl groups are more preferred, and methyl groups are particularly preferred.

式(F2)で表される化合物としては、
2,2,2-トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネート、パーフルオロエチルメチルカーボネート、又はビス(パーフルオロエチル)カーボネートが好ましく、
2,2,2-トリフルオロエチルメチルカーボネート(以下、「MFEC」と称することがある)が特に好ましい。
As the compound represented by formula (F2),
2,2,2-trifluoroethylmethyl carbonate, bis(2,2,2-trifluoroethyl)carbonate, perfluoroethylmethylcarbonate, or bis(perfluoroethyl)carbonate are preferred,
2,2,2-trifluoroethylmethyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as "MFEC") is particularly preferred.

添加剤Aの含有量(添加剤Aが2種以上の化合物である場合は総含有量)は、非水電解液の全量に対して、0.001質量%~30質量%であることが好ましく、0.001質量%~20質量%であることがより好ましく、0.01質量%~10質量%であることが更に好ましい。 The content of additive A (the total content when additive A is two or more compounds) is preferably 0.001% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte. , more preferably 0.001% by mass to 20% by mass, and even more preferably 0.01% by mass to 10% by mass.

<添加剤B>
添加剤Bは、下記式(B)で表される化合物である。
添加剤Bは、下記式(B)で表される化合物に該当する1種のみの化合物であってもよいし、下記式(B)で表される化合物に該当する2種以上の化合物であってもよい。
<Additive B>
Additive B is a compound represented by the following formula (B).
Additive B may be a single compound corresponding to the compound represented by the following formula (B), or two or more compounds corresponding to the compound represented by the following formula (B). may

Figure 0007206556000006
Figure 0007206556000006

式(B)中、Rb1~Rb9は、それぞれ独立に、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (B), R b1 to R b9 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.

式(B)中、Rb1~Rb9で表される炭素数1~6の炭化水素基は、それぞれ、式(A)中のRa2で表される炭素数1~6の炭化水素基と同義であり、好ましい態様も同様である。
式(B)中、Rb1~Rb9で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基は、それぞれ、式(A)中のRa1で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基と同義であり、好ましい態様も同様である。
In formula (B), the hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms represented by R b1 to R b9 are respectively the hydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms represented by R a2 in formula (A). They are synonymous, and preferred embodiments are also the same.
In formula (B), each of the fluorohydrocarbon groups having 1 to 6 carbon atoms represented by R b1 to R b9 is a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R a1 in formula (A). It is synonymous with hydrocarbon group, and preferred embodiments are also the same.

式(B)で表される化合物としては、
トリス(トリメチルシリル)ホスフェート、トリス(トリエチルシリル)ホスフェート、トリス(トリプロピルシリル)ホスフェート、トリス(トリビニルシリル)ホスフェート、又はトリス(トリフルオロメチルシリル)ホスフェートが好ましく、
トリス(トリメチルシリル)ホスフェート(以下、「TMSP」と称することがある)が特に好ましい。
As the compound represented by the formula (B),
tris(trimethylsilyl) phosphate, tris(triethylsilyl) phosphate, tris(tripropylsilyl) phosphate, tris(trivinylsilyl) phosphate or tris(trifluoromethylsilyl) phosphate is preferred,
Tris(trimethylsilyl)phosphate (hereinafter sometimes referred to as "TMSP") is particularly preferred.

添加剤Bの含有量(添加剤Bが2種以上の化合物である場合は総含有量;以下同じ)は、非水電解液の全量に対して、0.001質量%~10質量%であることが好ましく、0.001質量%~5質量%であることが好ましく、0.001質量%~3質量%であることがより好ましく、0.01質量%~3質量%であることが更に好ましく、0.1~3質量%であることが更に好ましく、0.1~2質量%であることが更に好ましく、0.1~1質量%であることが更に好ましい。 The content of additive B (the total content when additive B is a compound of two or more types; the same applies hereinafter) is 0.001% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte. is preferably 0.001% by mass to 5% by mass, more preferably 0.001% by mass to 3% by mass, even more preferably 0.01% by mass to 3% by mass , more preferably 0.1 to 3% by mass, more preferably 0.1 to 2% by mass, even more preferably 0.1 to 1% by mass.

非水電解液中、添加剤Aに対する添加剤Bの含有質量比(以下、含有質量比〔添加剤B/添加剤A〕)は、本開示の非水電解液による前述した効果がより効果的に奏される観点から、好ましくは0.01以上2.0以下であり、更に好ましくは0.01以上1.0未満であり、更に好ましくは0.01以上0.5以下であり、更に好ましくは0.01以上0.2以下である。 In the non-aqueous electrolyte, the content mass ratio of additive B to additive A (hereinafter, content mass ratio [additive B/additive A]) is such that the above-described effects of the non-aqueous electrolyte of the present disclosure are more effective. From the viewpoint of performance, it is preferably 0.01 or more and 2.0 or less, more preferably 0.01 or more and less than 1.0, still more preferably 0.01 or more and 0.5 or less, and still more preferably is 0.01 or more and 0.2 or less.

<添加剤C>
本開示の非水電解液は、更に、下記式(C)で表される化合物である添加剤Cを含有してもよい。
<Additive C>
The non-aqueous electrolyte of the present disclosure may further contain an additive C, which is a compound represented by formula (C) below.

Figure 0007206556000007
Figure 0007206556000007

式(C)中、Rc1及びRc2は、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。 In formula (C), R c1 and R c2 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.

式(C)で表される化合物としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、ブロピルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、ジエチルビニレンカーボネート、ジプロピルビニレンカーボネートなどが例示される。
これらのうちでビニレンカーボネート(式(C)中、Rc1及びRc2がいずれも水素原子である化合物)が特に好ましい。
Examples of the compound represented by formula (C) include vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, ethylvinylene carbonate, bropylvinylene carbonate, dimethylvinylene carbonate, diethylvinylene carbonate, dipropylvinylene carbonate, and the like.
Among these, vinylene carbonate (a compound in which R c1 and R c2 are both hydrogen atoms in formula (C)) is particularly preferred.

本開示の非水電解液が添加剤Cを含有する場合、添加剤Cの含有量は、非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%が好ましく、0.001質量%~5質量%がより好ましく、0.001質量%~3質量%であることが更に好ましく、0.01質量%~3質量%であることが更に好ましく、0.1~3質量%であることが更に好ましく、0.1~2質量%であることが更に好ましく、0.1~1質量%であることが特に好ましい。 When the non-aqueous electrolyte of the present disclosure contains additive C, the content of additive C is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, and 0.001% by mass, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. ~5% by mass is more preferable, more preferably 0.001% by mass to 3% by mass, even more preferably 0.01% by mass to 3% by mass, and 0.1 to 3% by mass is more preferable, 0.1 to 2% by mass is more preferable, and 0.1 to 1% by mass is particularly preferable.

次に、非水電解液の他の成分について説明する。
非水電解液は、非水溶媒と電解質とを含有する。
Next, other components of the non-aqueous electrolyte will be described.
The non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent and an electrolyte.

<非水溶媒>
非水電解液は、非水溶媒を含有する。
非水電解液に含有される非水溶媒は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
非水溶媒としては、種々公知のものを適宜選択することができる。
非水溶媒としては、例えば、特開2017-45723号公報の段落0069~0087に記載の非水溶媒を用いることができる。
<Non-aqueous solvent>
The non-aqueous electrolyte contains a non-aqueous solvent.
The number of non-aqueous solvents contained in the non-aqueous electrolyte may be one, or two or more.
As the non-aqueous solvent, various known solvents can be appropriately selected.
As the non-aqueous solvent, for example, non-aqueous solvents described in paragraphs 0069 to 0087 of JP-A-2017-45723 can be used.

非水溶媒は、環状カーボネート化合物、及び、式(A)で表される化合物以外の鎖状カーボネート化合物(以下、「特定鎖状カーボネート化合物」ともいう)を含むことが好ましい。
この場合、非水溶媒に含まれる環状カーボネート化合物及び特定鎖状カーボネート化合物は、それぞれ、1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。
The non-aqueous solvent preferably contains a cyclic carbonate compound and a chain carbonate compound other than the compound represented by formula (A) (hereinafter also referred to as "specific chain carbonate compound").
In this case, each of the cyclic carbonate compound and the specific chain carbonate compound contained in the non-aqueous solvent may be one kind or two or more kinds.

環状カーボネート化合物としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネート等が挙げられる。
これらのうち、誘電率が高い、エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートが好適である。黒鉛を含む負極活物質を使用した電池の場合は、非水溶媒は、エチレンカーボネートを含むことがより好ましい。
Cyclic carbonate compounds include, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate and 2,3-pentylene carbonate.
Among these, ethylene carbonate and propylene carbonate, which have high dielectric constants, are preferred. In the case of a battery using a negative electrode active material containing graphite, the non-aqueous solvent more preferably contains ethylene carbonate.

特定鎖状カーボネート化合物としては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、メチルペンチルカーボネート、エチルペンチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、メチルヘプチルカーボネート、エチルヘプチルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、メチルヘキシルカーボネート、エチルヘキシルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、メチルオクチルカーボネート、エチルオクチルカーボネート、ジオクチルカーボネート、等が挙げられる。 Specific chain carbonate compounds include dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, methyl pentyl carbonate, ethyl Pentyl carbonate, dipentyl carbonate, methylheptyl carbonate, ethylheptyl carbonate, diheptyl carbonate, methylhexyl carbonate, ethylhexyl carbonate, dihexyl carbonate, methyloctyl carbonate, ethyloctyl carbonate, dioctyl carbonate, and the like.

環状カーボネートと特定鎖状カーボネートの組み合わせとして、具体的には、エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、プロピレンカーボネートとジメチルカーボネート、プロピレンカーボネートとメチルエチルカーボネート、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとメチルエチルカーボネート、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとメチルエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとメチルエチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとメチルエチルカーボネート、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとメチルエチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートとジメチルカーボネートとメチルエチルカーボネートとジエチルカーボネートなどが挙げられる。 Specific combinations of cyclic carbonates and specific chain carbonates include ethylene carbonate and dimethyl carbonate, ethylene carbonate and methylethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, propylene carbonate and dimethyl carbonate, propylene carbonate and methylethyl carbonate, and propylene carbonate. and diethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate and methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate and dimethyl carbonate and methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and propylene carbonate and methyl ethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, methylethyl carbonate, diethyl carbonate, and the like.

環状カーボネート化合物と特定鎖状カーボネート化合物の混合割合は、質量比で表して、環状カーボネート化合物:特定鎖状カーボネート化合物が、例えば5:95~80:20、好ましくは10:90~70:30、更に好ましくは15:85~55:45である。このような比率にすることによって、非水電解液の粘度上昇を抑制し、電解質の解離度を高めることができるため、電池の充放電特性に関わる非水電解液の伝導度を高めることができる。また、電解質の溶解度をさらに高めることができる。よって、常温または低温での電気伝導性に優れた非水電解液とすることができるため、常温から低温での電池の負荷特性を改善することができる。 The mixing ratio of the cyclic carbonate compound and the specific chain carbonate compound is, in terms of mass ratio, cyclic carbonate compound:specific chain carbonate compound, for example, 5:95 to 80:20, preferably 10:90 to 70:30, It is more preferably 15:85 to 55:45. By setting such a ratio, it is possible to suppress the viscosity increase of the non-aqueous electrolyte and increase the degree of dissociation of the electrolyte, so that the conductivity of the non-aqueous electrolyte, which is related to the charge and discharge characteristics of the battery, can be increased. . Also, the solubility of the electrolyte can be further increased. Therefore, a non-aqueous electrolyte having excellent electrical conductivity at room temperature or low temperature can be obtained, so that the load characteristics of the battery can be improved from room temperature to low temperature.

非水溶媒は、環状カーボネート化合物及び特定鎖状カーボネート化合物以外のその他の化合物を含んでいてもよい。
この場合、非水溶媒に含まれるその他の化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
その他の化合物としては、環状カルボン酸エステル化合物(例えばγブチロラクトン)、環状スルホン化合物、環状エーテル化合物、鎖状カルボン酸エステル化合物、鎖状エーテル化合物、鎖状リン酸エステル化合物、アミド化合物、鎖状カーバメート化合物、環状アミド化合物、環状ウレア化合物、ホウ素化合物、ポリエチレングリコール誘導体、等が挙げられる。
これらの化合物については、特開2017-45723号公報の段落0069~0087の記載を適宜参照できる。
The non-aqueous solvent may contain compounds other than the cyclic carbonate compound and the specific chain carbonate compound.
In this case, the other compound contained in the non-aqueous solvent may be of only one type, or may be of two or more types.
Other compounds include cyclic carboxylic acid ester compounds (e.g., γ-butyrolactone), cyclic sulfone compounds, cyclic ether compounds, chain carboxylic acid ester compounds, chain ether compounds, chain phosphate compounds, amide compounds, and chain carbamates. compounds, cyclic amide compounds, cyclic urea compounds, boron compounds, polyethylene glycol derivatives, and the like.
For these compounds, the description in paragraphs 0069 to 0087 of JP-A-2017-45723 can be referred to as appropriate.

非水溶媒中に占める、環状カーボネート化合物及び特定鎖状カーボネート化合物の割合は、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、更に好ましくは95質量%以上である。
非水溶媒中に占める、環状カーボネート化合物及び特定鎖状カーボネート化合物の割合は、100質量%であってもよい。
The ratio of the cyclic carbonate compound and the specific chain carbonate compound in the non-aqueous solvent is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and still more preferably 95% by mass or more.
The ratio of the cyclic carbonate compound and the specific chain carbonate compound in the non-aqueous solvent may be 100% by mass.

非水電解液中に占める非水溶媒の割合は、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上である。
非水電解液中に占める非水溶媒の割合の上限は、他の成分(添加剤A、添加剤B、電解質、等)の含有量にもよるが、上限は、例えば99質量%であり、好ましくは97質量%であり、更に好ましくは90質量%である。
The proportion of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more.
The upper limit of the ratio of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte depends on the content of other components (additive A, additive B, electrolyte, etc.), but the upper limit is, for example, 99% by mass, It is preferably 97% by mass, more preferably 90% by mass.

<電解質>
本開示の非水電解液は、電解質を含有する。
電解質としては、通常、非水電解液用電解質として使用されているものであれば、いずれをも使用することができる。
<Electrolyte>
The non-aqueous electrolytic solution of the present disclosure contains an electrolyte.
Any electrolyte can be used as long as it is commonly used as an electrolyte for non-aqueous electrolytes.

電解質の具体例としては、(CNPF、(CNBF、(CNClO、(CNAsF、(CSiF、(CNOSO(2k+1)(k=1~8の整数)、(CNPF[C(2k+1)(6-n)(n=1~5、k=1~8の整数)などのテトラアルキルアンモニウム塩、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiSiF、LiOSO(2k+1)(k=1~8の整数)、LiPF[C(2k+1)(6-n)(n=1~5、k=1~8の整数)などのリチウム塩が挙げられる。また、次の一般式で表されるリチウム塩も使用することができる。 Specific examples of the electrolyte include ( C2H5 ) 4NPF6 , ( C2H5 ) 4NBF4 , ( C2H5 ) 4NClO4 , ( C2H5 ) 4NAsF6 , ( C2 H 5 ) 4 N 2 SiF 6 , (C 2 H 5 ) 4 NOSO 2 C k F (2k+1) (k=an integer from 1 to 8), (C 2 H 5 ) 4 NPF n [C k F (2k+1) ] (6-n) Tetraalkylammonium salts such as (n = 1 to 5, k = an integer of 1 to 8), LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO 2 CkF (2k+1) (k=an integer of 1 to 8), LiPF n [C k F (2k+1) ] (6−n) (n=1 to 5, k=an integer of 1 to 8) and the like. . Lithium salts represented by the following general formula can also be used.

LiC(SO)(SO)(SO)、LiN(SOOR10)(SOOR11)、LiN(SO12)(SO13)(ここでR~R13は互いに同一でも異なっていてもよく、フッ素原子又は炭素数1~8のパーフルオロアルキル基である)。これらの電解質は単独で使用してもよく、また2種類以上を混合してもよい。
これらのうち、特にリチウム塩が望ましく、さらには、LiPF、LiBF、LiOSO(2k+1)(k=1~8の整数)、LiClO、LiAsF、LiNSO[C(2k+1)(k=1~8の整数)、LiPF[C(2k+1)(6-n)(n=1~5、k=1~8の整数)が好ましい。
LiC ( SO2R7 )( SO2R8 )( SO2R9 ), LiN ( SO2OR10 ) ( SO2OR11 ), LiN ( SO2R12 ) ( SO2R13 ) ( where R 7 to R 13 may be the same or different and each is a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms). These electrolytes may be used alone or in combination of two or more.
Among these, lithium salts are particularly desirable, and LiPF 6 , LiBF 4 , LiOSO 2 C k F (2k+1) (k=an integer of 1 to 8), LiClO 4 , LiAsF 6 , LiNSO 2 [C k F ( 2k+1) ] 2 (k=an integer of 1 to 8) and LiPF n [C k F (2k+1) ] (6−n) (n=1 to 5, k=an integer of 1 to 8) are preferred.

電解質は、通常は、非水電解液中に0.1mol/L~3mol/L、好ましくは0.5mol/L~2mol/Lの濃度で含まれることが好ましい。 The electrolyte is usually contained in the non-aqueous electrolyte at a concentration of 0.1 mol/L to 3 mol/L, preferably 0.5 mol/L to 2 mol/L.

本開示の非水電解液において、非水溶媒として、γ-ブチロラクトンなどの環状カルボン酸エステルを併用する場合には、特にLiPFを含有することが望ましい。LiPFは、解離度が高いため、電解液の伝導度を高めることができ、さらに負極上での電解液の還元分解反応を抑制する作用がある。LiPFは単独で使用してもよいし、LiPFとそれ以外の電解質を使用してもよい。それ以外の電解質としては、通常、非水電解液用電解質として使用されるものであれば、いずれも使用することができるが、前述のリチウム塩の具体例のうちLiPF以外のリチウム塩が好ましい。
具体例としては、LiPFとLiBF、LiPFとLiN[SO(2k+1)(k=1~8の整数)、LiPFとLiBFとLiN[SO(2k+1)](k=1~8の整数)などが例示される。
In the non-aqueous electrolyte solution of the present disclosure, when a cyclic carboxylic acid ester such as γ-butyrolactone is used together as a non-aqueous solvent, it is particularly desirable to contain LiPF 6 . Since LiPF 6 has a high degree of dissociation, it can increase the conductivity of the electrolyte and also has the effect of suppressing the reductive decomposition reaction of the electrolyte on the negative electrode. LiPF 6 may be used alone, or LiPF 6 and other electrolytes may be used. As other electrolytes, any of those that are usually used as electrolytes for non-aqueous electrolytes can be used, but among the specific examples of the lithium salts described above, lithium salts other than LiPF 6 are preferable. .
Specific examples include LiPF 6 and LiBF 4 , LiPF 6 and LiN[SO 2 C k F (2k+1) ] 2 (k=an integer of 1 to 8), LiPF 6 and LiBF 4 and LiN[SO 2 C k F ( 2k+1) ] (k=an integer from 1 to 8).

リチウム塩中に占めるLiPFの比率は、好ましくは1質量%~100質量%、より好ましくは10質量%~100質量%、さらに好ましくは50質量%~100質量%である。このような電解質は、0.1mol/L~3mol/L、好ましくは0.5mol/L~2mol/Lの濃度で非水電解液中に含まれることが好ましい。 The proportion of LiPF 6 in the lithium salt is preferably 1% to 100% by mass, more preferably 10% to 100% by mass, still more preferably 50% to 100% by mass. Such an electrolyte is preferably contained in the non-aqueous electrolyte at a concentration of 0.1 mol/L to 3 mol/L, preferably 0.5 mol/L to 2 mol/L.

本開示の非水電解液は、リチウム二次電池用の非水電解液として好適であるばかりでなく、一次電池用の非水電解液、電気化学キャパシタ用の非水電解液、電気二重層キャパシタ、アルミ電解コンデンサー用の電解液としても用いることができる。 The nonaqueous electrolyte of the present disclosure is not only suitable as a nonaqueous electrolyte for lithium secondary batteries, but also a nonaqueous electrolyte for primary batteries, a nonaqueous electrolyte for electrochemical capacitors, and an electric double layer capacitor. It can also be used as an electrolyte for aluminum electrolytic capacitors.

〔リチウム二次電池〕
本開示のリチウム二次電池は、正極と、負極と、本開示の非水電解液と、を含む。
[Lithium secondary battery]
A lithium secondary battery of the present disclosure includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte of the present disclosure.

(負極)
負極は、負極活物質及び負極集電体を含んでもよい。
負極における負極活物質としては、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属もしくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれた少なくとも1種(単独で用いてもよいし、これらの2種以上を含む混合物を用いてもよい)を用いることができる。
リチウム(又はリチウムイオン)との合金化が可能な金属もしくは合金としては、シリコン、シリコン合金、スズ、スズ合金などを挙げることができる。また、チタン酸リチウムでもよい。
これらの中でもリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料が好ましい。このような炭素材料としては、カーボンブラック、活性炭、黒鉛材料(人造黒鉛、天然黒鉛)、非晶質炭素材料、等が挙げられる。上記炭素材料の形態は、繊維状、球状、ポテト状、フレーク状いずれの形態であってもよい。
(negative electrode)
The negative electrode may include a negative electrode active material and a negative electrode current collector.
The negative electrode active material in the negative electrode includes metal lithium, lithium-containing alloys, metals or alloys that can be alloyed with lithium, oxides that can be doped/dedoped with lithium ions, and lithium ions that can be doped/dedoped. At least one selected from the group consisting of transition metal nitrides and carbon materials capable of doping and dedoping lithium ions (may be used alone, or a mixture containing two or more of these may be used. good) can be used.
Examples of metals or alloys that can be alloyed with lithium (or lithium ions) include silicon, silicon alloys, tin, and tin alloys. Lithium titanate may also be used.
Among these, a carbon material capable of doping/dedoping lithium ions is preferable. Examples of such carbon materials include carbon black, activated carbon, graphite materials (artificial graphite, natural graphite), amorphous carbon materials, and the like. The carbon material may be fibrous, spherical, potato-like, or flake-like.

上記非晶質炭素材料として具体的には、ハードカーボン、コークス、1500℃以下に焼成したメソカーボンマイクロビーズ(MCMB)、メソフェーズピッチカーボンファイバー(MCF)などが例示される。
上記黒鉛材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。人造黒鉛としては、黒鉛化MCMB、黒鉛化MCFなどが用いられる。また、黒鉛材料としては、ホウ素を含有するものなども用いることができる。また、黒鉛材料としては、金、白金、銀、銅、スズなどの金属で被覆したもの、非晶質炭素で被覆したもの、非晶質炭素と黒鉛を混合したものも使用することができる。
Specific examples of the amorphous carbon material include hard carbon, coke, mesocarbon microbeads (MCMB) fired at 1500° C. or lower, and mesophase pitch carbon fiber (MCF).
Examples of the graphite material include natural graphite and artificial graphite. Graphitized MCMB, graphitized MCF, and the like are used as artificial graphite. As the graphite material, one containing boron can also be used. As the graphite material, those coated with metals such as gold, platinum, silver, copper, and tin, those coated with amorphous carbon, and those in which amorphous carbon and graphite are mixed can be used.

これらの炭素材料は、1種類で使用してもよく、2種類以上混合して使用してもよい。
上記炭素材料としては、特にX線解析で測定した(002)面の面間隔d(002)が0.340nm以下の炭素材料が好ましい。また、炭素材料としては、真密度が1.70g/cm以上である黒鉛又はそれに近い性質を有する高結晶性炭素材料も好ましい。以上のような炭素材料を使用すると、電池のエネルギー密度をより高くすることができる。
These carbon materials may be used singly or in combination of two or more.
As the above-mentioned carbon material, a carbon material in which the interplanar spacing d(002) of the (002) plane measured by X-ray analysis is 0.340 nm or less is particularly preferable. As the carbon material, graphite having a true density of 1.70 g/cm 3 or more or a highly crystalline carbon material having properties close thereto is also preferable. The energy density of the battery can be increased by using the above carbon materials.

負極における負極集電体の材質には特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができる。
負極集電体の具体例としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられる。中でも、加工しやすさの点から特に銅が好ましい。
The material of the negative electrode current collector in the negative electrode is not particularly limited, and any known material can be used.
Specific examples of the negative electrode current collector include metal materials such as copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel. Among them, copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing.

(正極)
正極は、正極活物質及び正極集電体を含んでもよい。
正極における正極活物質としては、MoS、TiS、MnO、Vなどの遷移金属酸化物又は遷移金属硫化物、LiCoO、LiMnO、LiMn、LiNiO、LiNiCo(1-X)〔0<X<1〕、α-NaFeO型結晶構造を有するLi1+αMe1-α(Meは、Mn、Ni及びCoを含む遷移金属元素、1.0≦(1+α)/(1-α)≦1.6)、LiNiCoMn〔x+y+z=1、0<x<1、0<y<1、0<z<1〕(例えば、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiNi0.5Co0.2Mn0.3等)、LiFePO、LiMnPOなどのリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアセン、ジメルカプトチアジアゾール、ポリアニリン複合体などの導電性高分子材料等が挙げられる。これらの中でも、特にリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリチウム金属又はリチウム合金である場合は、正極として炭素材料を用いることもできる。また、正極として、リチウムと遷移金属との複合酸化物と、炭素材料と、の混合物を用いることもできる。
正極活物質は、1種類で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。正極活物質は導電性が不充分である場合には、導電性助剤とともに使用して正極を構成することができる。導電性助剤としては、カーボンブラック、アモルファスウィスカー、グラファイトなどの炭素材料を例示することができる。
(positive electrode)
The positive electrode may include a positive electrode active material and a positive electrode current collector.
Examples of positive electrode active materials for the positive electrode include transition metal oxides or sulfides such as MoS 2 , TiS 2 , MnO 2 and V 2 O 5 , LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNiXCo (1−X) O 2 [0<X<1], α-NaFeO Li 1+α Me 1-α O 2 having a 2 -type crystal structure (Me is a transition metal element including Mn, Ni and Co, 1.0 ≦(1+α)/(1−α)≦1.6), LiNi x Co y Mn z O 2 [x+y+z=1, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1] (for example, composite oxides composed of lithium and a transition metal such as LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , LiFePO4 , LiMnPO4 ; Examples thereof include conductive polymer materials such as polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyacene, dimercaptothiadiazole, and polyaniline complexes. Among these, a composite oxide composed of lithium and a transition metal is particularly preferred. Carbon materials can also be used as the positive electrode when the negative electrode is lithium metal or a lithium alloy. A mixture of a composite oxide of lithium and a transition metal and a carbon material can also be used as the positive electrode.
One type of positive electrode active material may be used, or two or more types may be mixed and used. If the positive electrode active material has insufficient conductivity, it can be used together with a conductive aid to form the positive electrode. Examples of conductive aids include carbon materials such as carbon black, amorphous whiskers, and graphite.

正極における正極集電体の材質には特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができる。
正極集電体の具体例としては、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、タンタルなどの金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパーなどの炭素材料;等が挙げられる。
The material of the positive electrode current collector in the positive electrode is not particularly limited, and any known material can be used.
Specific examples of the positive electrode current collector include metal materials such as aluminum, aluminum alloys, stainless steel, nickel, titanium, and tantalum; carbon materials such as carbon cloth and carbon paper; and the like.

(セパレータ)
本開示のリチウム二次電池は、負極と正極との間にセパレータを含むことが好ましい。
セパレータは、正極と負極とを電気的に絶縁し且つリチウムイオンを透過する膜であって、多孔性膜や高分子電解質が例示される。
多孔性膜としては微多孔性高分子フィルムが好適に使用され、材質としてポリオレフィン、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル等が例示される。
特に、多孔性ポリオレフィンが好ましく、具体的には多孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィルム、又は多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとの多層フィルムを例示することができる。多孔性ポリオレフィンフィルム上には、熱安定性に優れる他の樹脂がコーティングされてもよい。
高分子電解質としては、リチウム塩を溶解した高分子や、電解液で膨潤させた高分子等が挙げられる。
本開示の非水電解液は、高分子を膨潤させて高分子電解質を得る目的で使用してもよい。
(separator)
The lithium secondary battery of the present disclosure preferably includes a separator between the negative electrode and the positive electrode.
The separator is a film that electrically insulates the positive electrode and the negative electrode and allows lithium ions to pass through, and is exemplified by a porous film and a polymer electrolyte.
A microporous polymer film is preferably used as the porous membrane, and examples of the material include polyolefin, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyester, and the like.
In particular, porous polyolefin is preferable, and specific examples include porous polyethylene film, porous polypropylene film, or multilayer film of porous polyethylene film and polypropylene film. Other resins having excellent thermal stability may be coated on the porous polyolefin film.
Examples of polymer electrolytes include polymers in which lithium salts are dissolved and polymers swollen with an electrolytic solution.
The non-aqueous electrolyte of the present disclosure may be used for the purpose of swelling a polymer to obtain a polymer electrolyte.

(電池の構成)
本開示のリチウム二次電池は、種々公知の形状をとることができ、円筒型、コイン型、角型、ラミネート型、フィルム型その他任意の形状に形成することができる。しかし、電池の基本構造は、形状によらず同じであり、目的に応じて設計変更を施すことができる。
(Battery configuration)
The lithium secondary battery of the present disclosure can take various known shapes, such as cylindrical, coin, square, laminate, film, and other arbitrary shapes. However, the basic structure of the battery is the same regardless of the shape, and the design can be changed depending on the purpose.

本開示のリチウム二次電池(非水電解液二次電池)の例として、ラミネート型電池が挙げられる。
図1は、本開示のリチウム二次電池の一例であるラミネート型電池の一例を示す概略斜視図であり、図2は、図1に示すラミネート型電池に収容される積層型電極体の厚さ方向の概略断面図である。
図1に示すラミネート型電池は、内部に非水電解液(図1中では不図示)及び積層型電極体(図1中では不図示)が収納され、且つ、周縁部が封止されることにより内部が密閉されたラミネート外装体1を備える。ラミネート外装体1としては、例えばアルミニウム製のラミネート外装体が用いられる。
ラミネート外装体1に収容される積層型電極体は、図2に示されるように、正極板5と負極板6とがセパレータ7を介して交互に積層されてなる積層体と、この積層体の周囲を囲むセパレータ8と、を備える。正極板5、負極板6、セパレータ7、及びセパレータ8には、本開示の非水電解液が含浸されている。
上記積層型電極体における複数の正極板5は、いずれも正極タブを介して正極端子2と電気的に接続されており(不図示)、この正極端子2の一部が上記ラミネート外装体1の周端部から外側に突出している(図1)。ラミネート外装体1の周端部において正極端子2が突出する部分は、絶縁シール4によってシールされている。
同様に、上記積層型電極体における複数の負極板6は、いずれも負極タブを介して負極端子3と電気的に接続されており(不図示)、この負極端子3の一部が上記ラミネート外装体1の周端部から外側に突出している(図1)。ラミネート外装体1の周端部において負極端子3が突出する部分は、絶縁シール4によってシールされている。
なお、上記一例に係るラミネート型電池では、正極板5の数が5枚、負極板6の数が6枚となっており、正極板5と負極板6とがセパレータ7を介し、両側の最外層がいずれも負極板6となる配置で積層されている。しかし、ラミネート型電池における、正極板の数、負極板の数、及び配置については、この一例には限定されず、種々の変更がなされてもよいことは言うまでもない。
An example of the lithium secondary battery (non-aqueous electrolyte secondary battery) of the present disclosure is a laminate type battery.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a laminate type battery, which is an example of the lithium secondary battery of the present disclosure, and FIG. 2 shows the thickness of the laminated electrode body housed in the laminate type battery shown in FIG. 1 is a schematic sectional view in a direction; FIG.
The laminated battery shown in FIG. 1 contains a non-aqueous electrolyte (not shown in FIG. 1) and a laminated electrode assembly (not shown in FIG. 1), and the peripheral portion is sealed. It has a laminated exterior body 1 whose inside is sealed by. As the laminated exterior body 1, for example, a laminated exterior body made of aluminum is used.
As shown in FIG. 2, the laminated electrode body housed in the laminated outer package 1 is composed of a laminated body in which a positive electrode plate 5 and a negative electrode plate 6 are alternately laminated with separators 7 interposed therebetween, and this laminated body. a surrounding separator 8; The positive electrode plate 5, the negative electrode plate 6, the separator 7, and the separator 8 are impregnated with the non-aqueous electrolyte of the present disclosure.
Each of the plurality of positive electrode plates 5 in the laminated electrode body is electrically connected to the positive electrode terminal 2 via a positive electrode tab (not shown), and a part of the positive electrode terminal 2 is the laminated outer body 1. It protrudes outward from the peripheral edge (Fig. 1). A portion of the peripheral end portion of the laminate package 1 where the positive electrode terminal 2 protrudes is sealed with an insulating seal 4 .
Similarly, each of the plurality of negative electrode plates 6 in the laminated electrode body is electrically connected to the negative electrode terminal 3 via a negative electrode tab (not shown). It protrudes outward from the peripheral edge of the body 1 (Fig. 1). A portion where the negative terminal 3 protrudes from the peripheral end portion of the laminate outer package 1 is sealed with an insulating seal 4 .
In the laminate type battery according to the above example, the number of positive electrode plates 5 is five and the number of negative electrode plates 6 is six. The outer layers are laminated in such a manner that all of them serve as the negative electrode plate 6 . However, the number of positive plates and the number and arrangement of negative plates in the laminate type battery are not limited to this example, and it goes without saying that various modifications may be made.

本開示のリチウム二次電池の別の一例として、コイン型電池も挙げられる。
図3は、本開示のリチウム二次電池の別の一例であるコイン型電池の一例を示す概略斜視図である。
図3に示すコイン型電池では、円盤状負極12、非水電解液を注入したセパレータ15、円盤状正極11、必要に応じて、ステンレス、又はアルミニウムなどのスペーサー板17、18が、この順序に積層された状態で、正極缶13(以下、「電池缶」ともいう)と封口板14(以下、「電池缶蓋」ともいう)との間に収納される。正極缶13と封口板14とはガスケット16を介してかしめ密封する。
この一例では、セパレータ15に注入される非水電解液として、本開示の非水電解液を用いる。
Another example of the lithium secondary battery of the present disclosure is a coin-type battery.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of a coin-type battery, which is another example of the lithium secondary battery of the present disclosure.
In the coin-type battery shown in FIG. 3, a disk-shaped negative electrode 12, a separator 15 filled with a non-aqueous electrolyte, a disk-shaped positive electrode 11, and optionally spacer plates 17 and 18 made of stainless steel or aluminum are arranged in this order. In a stacked state, they are accommodated between the positive electrode can 13 (hereinafter also referred to as "battery can") and the sealing plate 14 (hereinafter also referred to as "battery can cover"). The positive electrode can 13 and the sealing plate 14 are caulked and sealed with a gasket 16 interposed therebetween.
In this example, the non-aqueous electrolytic solution of the present disclosure is used as the non-aqueous electrolytic solution injected into the separator 15 .

なお、本開示のリチウム二次電池は、負極と、正極と、上記本開示の非水電解液と、を含むリチウム二次電池(充放電前のリチウム二次電池)を、充放電させて得られたリチウム二次電池であってもよい。
即ち、本開示のリチウム二次電池は、まず、負極と、正極と、上記本開示の非水電解液と、を含む充放電前のリチウム二次電池を作製し、次いで、この充放電前のリチウム二次電池を1回以上充放電させることによって作製されたリチウム二次電池(充放電されたリチウム二次電池)であってもよい。
The lithium secondary battery of the present disclosure is obtained by charging and discharging a lithium secondary battery (lithium secondary battery before charging and discharging) containing the negative electrode, the positive electrode, and the non-aqueous electrolyte of the present disclosure. It may be a lithium secondary battery.
That is, in the lithium secondary battery of the present disclosure, first, a lithium secondary battery before charging and discharging including the negative electrode, the positive electrode, and the non-aqueous electrolyte of the present disclosure is produced, and then the lithium secondary battery before charging and discharging is produced. It may be a lithium secondary battery produced by charging and discharging a lithium secondary battery one or more times (charged and discharged lithium secondary battery).

本開示のリチウム二次電池の用途は特に限定されず、種々公知の用途に用いることができる。例えば、ノート型パソコン、モバイルパソコン、携帯電話、ヘッドホンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、電子手帳、電卓、ラジオ、バックアップ電源用途、モーター、自動車、電気自動車、バイク、電動バイク、自転車、電動自転車、照明器具、ゲーム機、時計、電動工具、カメラ等、小型携帯機器、大型機器を問わず広く利用可能なものである。 Applications of the lithium secondary battery of the present disclosure are not particularly limited, and can be used for various known applications. For example, notebook computers, mobile computers, mobile phones, headphone stereos, video movies, liquid crystal televisions, handy cleaners, electronic notebooks, calculators, radios, backup power supply applications, motors, automobiles, electric vehicles, motorcycles, electric motorcycles, bicycles, electric It can be widely used in small mobile devices and large devices such as bicycles, lighting equipment, game machines, clocks, power tools, and cameras.

以下、本開示の実施例を示すが、本開示は以下の実施例によって制限されるものではない。
以下の実施例において、「添加量」は、最終的に得られる非水電解液中における含有量(即ち、最終的に得られる非水電解液全量に対する量)を意味する。
また、「wt%」は、質量%を意味する。
Examples of the present disclosure are shown below, but the present disclosure is not limited to the following examples.
In the following examples, the "addition amount" means the content in the finally obtained non-aqueous electrolyte (that is, the amount relative to the total amount of the finally obtained non-aqueous electrolyte).
Moreover, "wt%" means mass%.

〔実施例1〕
以下の手順にて、リチウム二次電池であるコイン型電池(試験用電池)を作製した。
<負極の作製>
アモルファスコート天然黒鉛(97質量部)、カルボキシメチルセルロース(1質量部)及びSBRラテックス(2質量部)を水溶媒で混練してペースト状の負極合剤スラリーを調製した。
次に、この負極合剤スラリーを厚さ10μmの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して負極集電体と負極活物質層からなるシート状の負極を得た。このときの負極活物質層の塗布密度は10mg/cmであり、充填密度は1.5g/mlであった。
[Example 1]
A coin-type battery (test battery), which is a lithium secondary battery, was produced in the following procedure.
<Production of negative electrode>
Amorphous coated natural graphite (97 parts by mass), carboxymethyl cellulose (1 part by mass) and SBR latex (2 parts by mass) were kneaded with a water solvent to prepare a pasty negative electrode mixture slurry.
Next, this negative electrode mixture slurry is applied to a negative electrode current collector made of strip-shaped copper foil with a thickness of 10 μm, dried, and then compressed by a roll press to form a sheet-like negative electrode composed of a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer. got At this time, the negative electrode active material layer had a coating density of 10 mg/cm 2 and a filling density of 1.5 g/ml.

<正極の作製>
LiNi0.5Co0.2Mn0.3(90質量部)、アセチレンブラック(5質量部)及びポリフッ化ビニリデン(5質量部)を、N-メチルピロリジノンを溶媒として混練してペースト状の正極合剤スラリーを調製した。
次に、この正極合剤スラリーを厚さ20μmの帯状アルミ箔の正極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して正極集電体と正極活物質層とからなるシート状の正極を得た。このときの正極活物質層の塗布密度は30mg/cmであり、充填密度は2.5g/mlであった。
<Preparation of positive electrode>
LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (90 parts by mass), acetylene black (5 parts by mass) and polyvinylidene fluoride (5 parts by mass) were kneaded using N-methylpyrrolidinone as a solvent to form a paste. A positive electrode mixture slurry was prepared.
Next, this positive electrode mixture slurry is applied to a positive electrode current collector made of a strip-shaped aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried, and then compressed by a roll press to form a sheet-like positive electrode comprising a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer. got At this time, the coating density of the positive electrode active material layer was 30 mg/cm 2 and the filling density was 2.5 g/ml.

<非水電解液の調製>
非水溶媒として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とメチルエチルカーボネート(EMC)とをそれぞれ30:30:40(質量比)の割合で混合し、混合溶媒を得た。
得られた混合溶媒中に、電解質としてのLiPFを、最終的に得られる非水電解液中におけるLiPFの濃度が1.0mol/Lとなるように溶解させた。
上記で得られた溶液に対して、
添加剤Aである2,2,2-トリフルオロエチルメチルカーボネート(MFEC)(添加量10質量%)、及び
添加剤Bであるトリス(トリメチルシリル)ホスフェート(TMSP)(添加量0.5質量%)
を添加し、非水電解液を得た。
得られた非水電解液中に占める非水溶媒(即ち、上述した、EC、DMC及びEMCの混合溶媒)の割合は、79.5質量%である。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
As non-aqueous solvents, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate (EMC) were mixed at a ratio of 30:30:40 (mass ratio), respectively, to obtain a mixed solvent.
LiPF 6 as an electrolyte was dissolved in the obtained mixed solvent so that the concentration of LiPF 6 in the finally obtained non-aqueous electrolytic solution was 1.0 mol/L.
For the solution obtained above,
2,2,2-trifluoroethylmethyl carbonate (MFEC) as additive A (addition amount 10% by mass), and tris(trimethylsilyl)phosphate (TMSP) as additive B (addition amount 0.5% by mass)
was added to obtain a non-aqueous electrolyte.
The proportion of the non-aqueous solvent (that is, the mixed solvent of EC, DMC and EMC described above) in the obtained non-aqueous electrolyte was 79.5% by mass.

<コイン型電池の作製>
上述の負極を直径14mmで、上述の正極を直径13mmで、それぞれ円盤状に打ち抜き、コイン状の負極及びコイン状の正極をそれぞれ得た。また、厚さ20μmの微多孔性ポリエチレンフィルムを直径17mmの円盤状に打ち抜き、セパレータを得た。
得られたコイン状の負極、セパレータ、及びコイン状の正極を、この順序でステンレス製の電池缶(2032サイズ)内に積層し、次いで、この電池缶内に、上述の非水電解液20μLを注入し、セパレータと正極と負極とに含漬させた。
次に、正極上にアルミニウム製の板(厚さ1.2mm、直径16mm)及びバネを乗せ、ポリプロピレン製のガスケットを介して、電池缶蓋をかしめることにより電池を密封した。
以上により、直径20mm、高さ3.2mmの図3で示す構成を有するコイン型電池(即ち、コイン型のリチウム二次電池)を得た。
<Production of coin-type battery>
The above-mentioned negative electrode and the above-mentioned positive electrode were punched into discs each having a diameter of 14 mm and a diameter of 13 mm to obtain a coin-shaped negative electrode and a coin-shaped positive electrode, respectively. Also, a microporous polyethylene film with a thickness of 20 μm was punched out into a disk shape with a diameter of 17 mm to obtain a separator.
The obtained coin-shaped negative electrode, separator, and coin-shaped positive electrode were stacked in this order in a battery can made of stainless steel (2032 size), and then 20 μL of the above non-aqueous electrolyte was added to the battery can. It was injected and impregnated into the separator, the positive electrode, and the negative electrode.
Next, an aluminum plate (thickness: 1.2 mm, diameter: 16 mm) and a spring were placed on the positive electrode, and the battery was sealed by crimping the battery can lid via a polypropylene gasket.
As a result, a coin-shaped battery (that is, a coin-shaped lithium secondary battery) having the configuration shown in FIG. 3 and having a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm was obtained.

<電池抵抗の評価>
得られたコイン型電池に対し、コンディショニングを施し、コンディショニング後のコイン型電池について、電池抵抗の評価を行った。
ここで、「コンディショニング」とは、コイン型電池を、恒温槽内で25℃にて、2.75Vと4.2Vとの間で充放電を三回繰り返すことを指す。
以下、「高温保存」とは、コイン型電池を、恒温槽内で、80℃で48時間保存する操作を意味する。
以下、電池抵抗(DCIR)は、25℃及び-20℃の2つの温度条件の各々にて測定した。
<Evaluation of battery resistance>
The obtained coin-type battery was conditioned, and the battery resistance of the conditioned coin-type battery was evaluated.
Here, “conditioning” refers to charging and discharging the coin battery three times between 2.75 V and 4.2 V at 25° C. in a constant temperature bath.
Hereinafter, "high-temperature storage" means an operation of storing a coin-type battery at 80°C for 48 hours in a constant temperature bath.
Below, the battery resistance (DCIR) was measured under two temperature conditions of 25°C and -20°C.

(高温保存前の電池抵抗(DCIR)の測定)
コンディショニング後のコイン型電池のSOC(State of Charge)を80%に調整し、次いで、以下の方法により、コイン型電池の高温保存前のDCIR(Direct current internal resistance;直流抵抗)を測定した。
上述のSOC80%に調整されたコイン型電池を用い、放電レート0.2CでのCC10s放電、300秒間の休止、放電レート1CでのCC10s放電、300秒間の休止、放電レート2CでのCC10s放電、300秒間の休止、及び、放電レート5CでのCC10s放電をこの順に行った。
なお、CC10s放電とは、定電流(Constant Current)にて10秒間放電することを意味する。
各放電レートと、各放電レートでの放電開始後10秒目の電圧と、の関係に基づき直流抵抗を求め、得られた直流抵抗(Ω)を、コイン型電池の高温保存前の電池抵抗(Ω)とした。
結果を表1(「保存前」欄)に示す。
(Measurement of battery resistance (DCIR) before high temperature storage)
The SOC (State of Charge) of the coin-shaped battery after conditioning was adjusted to 80%, and then the DCIR (Direct current internal resistance) of the coin-shaped battery before high-temperature storage was measured by the following method.
Using the coin-type battery adjusted to SOC 80% as described above, discharge CC10s at a discharge rate of 0.2C, rest for 300 seconds, discharge CC10s at a discharge rate of 1C, rest for 300 seconds, discharge CC10s at a discharge rate of 2C, A pause of 300 seconds and CC10s discharge at a discharge rate of 5C were performed in this order.
In addition, CC10s discharge means discharging for 10 seconds with a constant current (Constant Current).
The DC resistance is obtained based on the relationship between each discharge rate and the voltage at 10 seconds after the start of discharge at each discharge rate. Ω).
The results are shown in Table 1 (“before storage” column).

(高温保存後の電池抵抗(DCIR)の測定)
コンディショニング後であってSOCを80%に調整する前のコイン型電池に対し、恒温槽内で25℃にて充電レート0.2Cで4.25VまでCC-CV充電し、次いで高温保存を施す操作を追加したこと以外は前述の高温保存前の電池抵抗の測定と同様にして、高温保存後の電池抵抗(Ω)を測定した。
結果を表1(「保存後」欄)に示す。
ここで、CC-CV充電とは、定電流定電圧(Constant Current - Constant Voltage)を意味する。
(Measurement of battery resistance (DCIR) after high temperature storage)
After conditioning and before adjusting the SOC to 80%, the coin-type battery is CC-CV charged to 4.25 V at a charge rate of 0.2 C at 25 ° C. in a constant temperature chamber, and then subjected to high temperature storage. The battery resistance (Ω) after high-temperature storage was measured in the same manner as the measurement of the battery resistance before high-temperature storage described above, except that the was added.
The results are shown in Table 1 ("After storage" column).
Here, CC-CV charging means constant current-constant voltage.

(高温保存前の放電容量(0.2C);保存前容量)
コンディショニング後のコイン型電池を恒温槽内で25℃にて充電レート0.2Cで4.25VまでCC-CV充電し、次いで、25℃にて、放電レート0.2Cにて、高温保存後の放電容量(0.2C)(mAh)を測定した。
結果を表1(「保存前」欄)に示す。
(Discharge capacity (0.2C) before high temperature storage; capacity before storage)
The conditioned coin-type battery was CC-CV charged to 4.25 V at a charge rate of 0.2 C at 25 ° C. in a constant temperature bath, and then at a discharge rate of 0.2 C at 25 ° C., after high temperature storage. Discharge capacity (0.2C) (mAh) was measured.
The results are shown in Table 1 (“before storage” column).

(高温保存後の放電容量(残存容量;0.2C))
上記で得られたコイン型電池に対し、コンディショニングを施した。
コンディショニング後のコイン型電池を恒温槽内で25℃にて充電レート0.2Cで4.25VまでCC-CV充電した後、高温保存した。
高温保存後のコイン型電池について、25℃で、放電レート0.2CにてCC放電させて高温保存後の放電容量(残存容量;0.2C)を測定した。
結果を表1(「残存」欄)に示す。
(Discharge capacity after high temperature storage (residual capacity; 0.2C))
Conditioning was applied to the coin-type battery obtained above.
After the conditioning, the coin-type battery was CC-CV charged to 4.25 V at a charge rate of 0.2 C in a constant temperature bath at 25° C., and then stored at a high temperature.
The coin-type battery after high-temperature storage was subjected to CC discharge at a discharge rate of 0.2C at 25°C, and the discharge capacity (remaining capacity: 0.2C) after high-temperature storage was measured.
The results are shown in Table 1 ("Remaining" column).

(高温保存後の放電容量(回復容量;0.2C))
上記で得られたコイン型電池に上記のコンディショニングを施した。
コンディショニング後のコイン型電池を恒温槽内で25℃にて充電レート0.2Cで4.25VまでCC-CV充電した後、コイン型電池を高温保存した。
高温保存後のコイン型電池を、恒温槽内で25℃にて、SOCが0%となるまで放電レート0.2CでCC放電させ、次いで充電レート0.2Cで4.2VまでCC-CV充電し、次いで放電レート0.2CにてCC放電させて高温保存後の放電容量(回復容量;0.2C)を測定した。
結果を表1(「回復」欄)に示す。
(Discharge capacity after high temperature storage (recovery capacity; 0.2C))
The above conditioning was applied to the coin-type battery obtained above.
After the conditioned coin-type battery was CC-CV charged to 4.25 V at a charge rate of 0.2 C in a constant temperature bath at 25° C., the coin-type battery was stored at a high temperature.
The coin-type battery after high-temperature storage is CC-discharged at a discharge rate of 0.2 C until the SOC becomes 0% at 25 ° C. in a constant temperature bath, and then CC-CV charged to 4.2 V at a charge rate of 0.2 C. Then, CC discharge was performed at a discharge rate of 0.2 C, and the discharge capacity (recovery capacity; 0.2 C) after high temperature storage was measured.
The results are shown in Table 1 ("Recovery" column).

(高温保存後のOCV低下(mV))
上記で得られたコイン型電池に上記のコンディショニングを施した。
コンディショニング後のコイン型電池を恒温槽内で25℃にて充電レート0.2Cで4.25VまでCC-CV充電した後、コイン型電池を高温保存した。
高温保存後のコイン型電池について、25℃にて、コイン型電池の開放電圧(Open Circuit Voltage;OCV)[V]を測定し、下式によりOCV低下(mV)を計算した。
結果を表1に示す。
OCV低下(mV)=4250(mV)-高温保存後の開放電圧(mV)
(OCV decrease after high temperature storage (mV))
The above conditioning was applied to the coin-type battery obtained above.
After the conditioned coin-type battery was CC-CV charged to 4.25 V at a charge rate of 0.2 C in a constant temperature bath at 25° C., the coin-type battery was stored at a high temperature.
The open circuit voltage (OCV) [V] of the coin-type battery after high-temperature storage was measured at 25° C., and the OCV decrease (mV) was calculated by the following formula.
Table 1 shows the results.
OCV decrease (mV) = 4250 (mV) - open circuit voltage after high temperature storage (mV)

〔比較例1〕
非水電解液の調製において、添加剤Aを用いず、かつ、添加剤Bの添加量0.5質量%が維持されるように、添加剤Bの量を調整したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
In the preparation of the non-aqueous electrolytic solution, the amount of additive B was adjusted so that additive A was not used and the amount of additive B added was maintained at 0.5% by mass. A similar operation was performed.
Table 1 shows the results.

〔比較例2〕
非水電解液の調製において、添加剤Bを用いず、かつ、添加剤Aの添加量10質量%が維持されるように、添加剤Aの量を調整したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
[Comparative Example 2]
In the preparation of the non-aqueous electrolyte, the same procedure as in Example 1 was performed except that additive B was not used and the amount of additive A was adjusted so that the amount of additive A added was maintained at 10% by mass. performed the operation.
Table 1 shows the results.

Figure 0007206556000008
Figure 0007206556000008

表1に示すように、非水電解液が添加剤A及び添加剤Bを両方含有する実施例1では、非水電解液が添加剤Aを含有しない比較例1、及び、非水電解液が添加剤Bを含有しない比較例2と比較して、保存後の電池抵抗が低減され、かつ、保存時の開放電圧(OCV)低下が軽減されていた。
実施例1は、比較例1及び2と比較して、電池容量も同等であった。
As shown in Table 1, in Example 1 in which the non-aqueous electrolyte contains both additive A and additive B, Comparative Example 1 in which the non-aqueous electrolyte does not contain additive A, and Compared to Comparative Example 2 containing no additive B, the battery resistance after storage was reduced, and the decrease in open circuit voltage (OCV) during storage was reduced.
In Example 1, compared with Comparative Examples 1 and 2, the battery capacity was also equivalent.

1 ラミネート外装体
2 正極端子
3 負極端子
4 絶縁シール
5 正極板
6 負極板
7、8 セパレータ
11 正極
12 負極
13 正極缶
14 封口板
15 セパレータ
16 ガスケット
17、18 スペーサー板
1 Laminated exterior body 2 Positive electrode terminal 3 Negative electrode terminal 4 Insulating seal 5 Positive electrode plate 6 Negative electrode plates 7, 8 Separator 11 Positive electrode 12 Negative electrode 13 Positive electrode can 14 Sealing plate 15 Separator 16 Gaskets 17, 18 Spacer plate

Claims (7)

電解質と、
非水溶媒と、
下記式(A)で表される化合物である添加剤Aと、
下記式(B)で表される化合物である添加剤Bと、
を含有し、
含フッ素環状カーボネートを含有しない、
電池用非水電解液。
Figure 0007206556000009

〔式(A)中、Ra1は、炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表し、Ra2は、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。〕
Figure 0007206556000010

〔式(B)中、Rb1~Rb9は、それぞれ独立に、炭素数1~6の炭化水素基又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。
an electrolyte;
a non-aqueous solvent;
Additive A, which is a compound represented by the following formula (A);
an additive B which is a compound represented by the following formula (B);
contains
does not contain a fluorine-containing cyclic carbonate,
Non-aqueous electrolyte for batteries.
Figure 0007206556000009

[In the formula (A), R a1 represents a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, and R a2 represents a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. represents ]
Figure 0007206556000010

[In formula (B), R b1 to R b9 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms or a fluorohydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. ]
前記添加剤Aの含有量が、電池用非水電解液の全量に対し、0.001質量%~30質量%であり、
前記添加剤Bの含有量が、電池用非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%である請求項1に記載の電池用非水電解液。
The content of the additive A is 0.001% by mass to 30% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte for batteries,
2. The non-aqueous electrolyte for batteries according to claim 1, wherein the content of said additive B is 0.001% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte for batteries.
前記非水溶媒が、環状カーボネート化合物と、前記式(A)で表される化合物以外の鎖状カーボネート化合物と、を含む請求項1又は請求項2に記載の電池用非水電解液。 3. The non-aqueous electrolyte for a battery according to claim 1, wherein the non-aqueous solvent contains a cyclic carbonate compound and a chain carbonate compound other than the compound represented by formula (A). 前記非水溶媒中に占める、前記環状カーボネート化合物と前記式(A)で表される化合物以外の鎖状カーボネート化合物との合計の割合が、80質量%以上である請求項3に記載の電池用非水電解液。 4. The battery according to claim 3, wherein the total ratio of the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound other than the compound represented by the formula (A) in the non-aqueous solvent is 80% by mass or more. Non-aqueous electrolyte. 電池用非水電解液中に占める前記非水溶媒の割合が、60質量%以上である請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。 The non-aqueous electrolyte for batteries according to any one of claims 1 to 4, wherein the proportion of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte for batteries is 60% by mass or more. 正極と、
金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、
請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の電池用非水電解液と、
を含むリチウム二次電池。
a positive electrode;
Metallic lithium, lithium-containing alloys, metals or alloys that can be alloyed with lithium, oxides that can be doped/dedoped with lithium ions, transition metal nitrides that can be doped/dedoped with lithium ions, and lithium a negative electrode containing, as a negative electrode active material, at least one selected from the group consisting of carbon materials capable of ion doping and dedoping;
The non-aqueous electrolyte for batteries according to any one of claims 1 to 5,
Lithium secondary battery including.
請求項6に記載のリチウム二次電池を充放電させて得られたリチウム二次電池。 A lithium secondary battery obtained by charging and discharging the lithium secondary battery according to claim 6 .
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