JP7272044B2 - Non-aqueous electrolyte, non-aqueous electrolyte storage element, water-solubilizing agent for non-aqueous electrolyte, and method for producing non-aqueous electrolyte - Google Patents

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Description

本発明は、非水電解質、非水電解質蓄電素子、非水電解質の水溶性化剤、及び非水電解質の製造方法に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte storage element, a water-solubilizing agent for the non-aqueous electrolyte, and a method for producing the non-aqueous electrolyte.

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.

一般的に上記非水電解質蓄電素子の非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解する電解質塩とを含む。この非水電解質においては、性能改善のために、各種溶媒や添加剤が選択されて用いられている。例えば、非水溶媒として鎖状カーボネートと環状カーボネートとの混合溶媒が用いられた非水電解質が広く知られている(特許文献1、2参照)。 Generally, the nonaqueous electrolyte of the nonaqueous electrolyte storage element includes a nonaqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in the nonaqueous solvent. In this non-aqueous electrolyte, various solvents and additives are selected and used for performance improvement. For example, a non-aqueous electrolyte using a mixed solvent of a chain carbonate and a cyclic carbonate as a non-aqueous solvent is widely known (see Patent Documents 1 and 2).

特開2016-207633号公報JP 2016-207633 A 特開2011-009230号公報JP 2011-009230 A

蓄電素子用の非水電解質は、通常、消防法における危険物第四類(引火性液体)に該当する。消防法上の規制により、日本国内において指定数量を超える量の危険物は、貯蔵所以外の場所で貯蔵すること、並びに製造所、貯蔵所及び取扱所以外の場所で取り扱うことができない。危険物の内、危険物第四類の第一石油類、第二石油類及び第三石油類は、非水溶性液体と水溶性液体とで指定数量が異なり、水溶性液体の指定数量は非水溶性液体の2倍である。例えば、上述の鎖状カーボネートと環状カーボネートとの混合溶媒を含む非水電解質である、エチレンカーボネート(EC)とプロピレンカーボネート(PC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比30:10:60で混合してなる非水溶媒に、電解質塩としてヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)を1.2mol/Lの含有量となるように混合した非水電解質は、指定数量が1000Lである第二石油類非水溶性液体に該当する。ここで、第二石油類に該当する非水電解質が水溶性液体である場合、指定数量が2000Lとなり、2倍の量を貯蔵所以外の場所で貯蔵し、製造所、貯蔵所及び取扱所以外の場所で取り扱うことができるため、産業上有益である。 Non-aqueous electrolytes for power storage devices generally fall under Category 4 (flammable liquids) of hazardous materials under the Fire Defense Law. Due to the Fire Service Act regulations, hazardous materials exceeding the specified quantity in Japan cannot be stored at places other than storage facilities and cannot be handled at places other than manufacturing facilities, storage facilities and handling facilities. Of the dangerous goods, the specified quantity of non-water-soluble liquids and water-soluble liquids are different for Class 4 dangerous goods Class 1 petroleum, Class 2 petroleum, and Class 3 petroleum. twice that of water-soluble liquids. For example, ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and ethyl methyl carbonate (EMC), which are non-aqueous electrolytes containing a mixed solvent of the chain carbonate and the cyclic carbonate, are mixed at a volume ratio of 30:10:60. The non-aqueous electrolyte obtained by mixing lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt so that the content of lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt is 1.2 mol / L in the mixed non-aqueous solvent is 1000 L. It corresponds to a non-aqueous liquid. Here, if the non-aqueous electrolyte corresponding to Class 2 petroleum is a water-soluble liquid, the specified quantity is 2000 L, and the double amount is stored at a place other than the storage place, and It is industrially useful because it can be handled at any location.

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、水溶性液体である蓄電素子用の非水電解質、このような非水電解質の製造方法、このような非水電解質を備える非水電解質蓄電素子、及び非水電解質の水溶性化剤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 for a power storage device which is a water-soluble liquid, a method for producing such a non-aqueous electrolyte, and a method for producing such a non-aqueous electrolyte. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte storage element having an electrolyte and a water-solubilizing agent for the non-aqueous electrolyte.

上記課題を解決するためになされた本発明の一態様は、エチルメチルカーボネートを含む非水溶媒、及び炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有し、上記非水溶媒に占める上記エチルメチルカーボネートの含有量が65体積%以下である、蓄電素子用の非水電解質(A)である。 One aspect of the present invention, which has been made to solve the above problems, contains a non-aqueous solvent containing ethyl methyl carbonate, and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms, A non-aqueous electrolyte (A) for a power storage device, wherein the ethyl methyl carbonate content in the non-aqueous solvent is 65% by volume or less.

本発明の他の一態様は、非水溶媒及び炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有し、水溶性液体である、蓄電素子用の非水電解質(B)である。 Another aspect of the present invention is a non-aqueous electrolyte for a power storage device, which is a water-soluble liquid containing a non-aqueous solvent and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms ( B).

本発明の他の一態様は、当該非水電解質(A)又は当該非水電解質(B)を備える非水電解質蓄電素子である。 Another aspect of the present invention is a non-aqueous electrolyte storage element including the non-aqueous electrolyte (A) or the non-aqueous electrolyte (B).

本発明の他の一態様は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有する、非水電解質の水溶性化剤である。 Another aspect of the present invention is a water-solubilizing agent for a non-aqueous electrolyte containing a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms.

本発明の他の一態様は、エチルメチルカーボネートを含む非水溶媒と、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩とを混合することを備え、上記非水溶媒に占める上記エチルメチルカーボネートの含有量が65体積%以下である、蓄電素子用の非水電解質の製造方法である。 Another aspect of the present invention comprises mixing a non-aqueous solvent containing ethyl methyl carbonate and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms, wherein the non-aqueous solvent A method for producing a non-aqueous electrolyte for a power storage device, wherein the content of the ethyl methyl carbonate in the battery is 65% by volume or less.

本発明の他の一態様は、非水溶媒と、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩とを混合することを備える、水溶性液体である蓄電素子用の非水電解質の製造方法である。 Another aspect of the present invention is to mix a non-aqueous solvent with a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. A method for producing a non-aqueous electrolyte.

本発明によれば、水溶性液体である非水電解質、このような非水電解質の製造方法、このような非水電解質を備える非水電解質蓄電素子、及び非水電解質の水溶性化剤を提供することができる。 The present invention provides a non-aqueous electrolyte that is a water-soluble liquid, a method for producing such a non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte storage element comprising such a non-aqueous electrolyte, and a water-solubilizing agent for the non-aqueous electrolyte. can do.

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.

本発明の一態様に係る非水電解質は、エチルメチルカーボネート(EMC)を含む非水溶媒、及び炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有し、上記非水溶媒に占める上記EMCの含有量が65体積%以下である、蓄電素子用の非水電解質(A)である。 A non-aqueous electrolyte according to one aspect of the present invention contains a non-aqueous solvent containing ethyl methyl carbonate (EMC) and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms, A non-aqueous electrolyte (A) for a power storage device, wherein the EMC content in the water solvent is 65% by volume or less.

当該非水電解質(A)は、上記組成を有することにより水溶性液体となる。当該非水電解質(A)が水溶性液体となる理由は定かでは無いが、以下の理由が推測される。炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンは、疎水基であるフッ素化炭化水素基と親水基であるスルホン酸基とを有するアニオンである。特に、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基は、フッ素化されており、かつ炭素数が多いことから、高い疎水性を示す。また、高い電子吸引性を有するフッ素化炭化水素基の存在により、スルホン酸基のアニオン性(カチオンとの解離性)が高くなる。このため、このスルホン酸アニオンを有する塩の優れた界面活性作用により、非水溶媒と水との相溶性を高めているものと推測される。また、粘度調整のため等に必要なEMCの含有量が多すぎると水溶性が低下する傾向にあるが、当該非水電解質(A)においては、非水溶媒に占めるEMCの含有量を65体積%以下としていることにより、水溶性が高まり、水溶性液体となる。また、当該非水電解質(A)は、水溶性液体であるため、指定数量が大きくなり、産業上有益である。 The non-aqueous electrolyte (A) becomes a water-soluble liquid by having the above composition. Although the reason why the non-aqueous electrolyte (A) becomes a water-soluble liquid is not clear, the following reasons are presumed. A sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms is an anion having a fluorinated hydrocarbon group that is a hydrophobic group and a sulfonic acid group that is a hydrophilic group. In particular, a fluorinated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms exhibits high hydrophobicity because it is fluorinated and has a large number of carbon atoms. In addition, the presence of the highly electron-withdrawing fluorinated hydrocarbon group increases the anionicity (dissociation with cations) of the sulfonic acid group. For this reason, it is presumed that the excellent surface activity of the salt having this sulfonate anion enhances the compatibility between the non-aqueous solvent and water. In addition, if the EMC content required for viscosity adjustment is too high, the water solubility tends to decrease. % or less, the water-solubility is enhanced and a water-soluble liquid is obtained. Moreover, since the non-aqueous electrolyte (A) is a water-soluble liquid, the specified quantity is large, which is industrially beneficial.

さらに当該非水電解質(A)は、以下のような理由から、蓄電素子用の非水電解質として有用である。非水溶媒として広く用いられている鎖状カーボネートと環状カーボネートとを比べると、比誘電率の高い環状カーボネートの方が、水溶性が高い。そのため、例えば環状カーボネートのみから構成されている非水電解質は、水溶性液体となる可能性がある。しかし、鎖状カーボネートを含有しない非水電解質は、粘度が高すぎ、良好な蓄電素子性能を発揮することができない。また、鎖状カーボネートの中では、炭素数の最も少ないジメチルカーボネート(DMC)は比較的水溶性が高い傾向にあり、DMCの含有割合を高めることで水溶性液体となる可能性もある。しかし、DMCは、耐酸化性に劣り、高電圧で作動させる蓄電素子の非水電解質に用いることが困難である。一方、ジエチルカーボネート(DEC)等炭素数の多い鎖状カーボネートは、耐酸化性は高いものの水溶性が低い。そこで、当該非水電解質(A)は、粘度調整等のための鎖状カーボネートとして、耐酸化性と水溶性とのバランスの点から、EMCを含有させていることにより、蓄電素子用の非水電解質として有用に機能する。さらに当該非水電解質(A)は、スルホン酸アニオンを有する塩の添加により、蓄電素子の初期抵抗を低減できる点からも有用である。 Further, the non-aqueous electrolyte (A) is useful as a non-aqueous electrolyte for electric storage elements for the following reasons. When chain carbonates and cyclic carbonates, which are widely used as non-aqueous solvents, are compared, cyclic carbonates, which have a high dielectric constant, are more water-soluble. Therefore, for example, a non-aqueous electrolyte composed only of cyclic carbonate may become a water-soluble liquid. However, a non-aqueous electrolyte that does not contain a chain carbonate has too high a viscosity and cannot exhibit good performance of an electric storage device. Among chain carbonates, dimethyl carbonate (DMC), which has the lowest number of carbon atoms, tends to have relatively high water solubility, and there is a possibility that increasing the content of DMC may result in a water-soluble liquid. However, DMC has poor oxidation resistance and is difficult to use as a non-aqueous electrolyte for a storage element operated at high voltage. On the other hand, chain carbonates with a large number of carbon atoms, such as diethyl carbonate (DEC), have high oxidation resistance but low water solubility. Therefore, the non-aqueous electrolyte (A) contains EMC as a chain carbonate for viscosity adjustment and the like from the viewpoint of the balance between oxidation resistance and water solubility. It functions usefully as an electrolyte. Furthermore, the non-aqueous electrolyte (A) is useful in that the addition of a salt having a sulfonate anion can reduce the initial resistance of the storage element.

本発明の他の一態様に係る非水電解質は、非水溶媒及び炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有し、水溶性液体である、蓄電素子用の非水電解質(B)である。当該非水電解質(B)は、水溶性液体であるため、指定数量が大きくなり、産業上有益である。さらに当該非水電解質(B)は、スルホン酸アニオンを有する塩の添加により、蓄電素子の初期抵抗を低減できる点からも有用である。 A non-aqueous electrolyte according to another aspect of the present invention is a water-soluble liquid containing a non-aqueous solvent and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms, for a power storage device. is a non-aqueous electrolyte (B). Since the non-aqueous electrolyte (B) is a water-soluble liquid, the specified quantity is large, which is industrially beneficial. Furthermore, the non-aqueous electrolyte (B) is useful in that the addition of a salt having a sulfonate anion can reduce the initial resistance of the storage element.

なお、「水溶性液体」とは、危険物の規制に関する政令別表第3における「水溶性液体」に該当するものをいい、1気圧において、温度20℃で同容量の純水と穏やかにかきまぜた場合に、流動がおさまった後も当該混合液が均一な外観を維持するものであることをいう。なお、危険物の規制に関する政令は、消防法の規定に基づき制定された政令である。なお、本願明細書において、「同容量の純水と穏やかにかき混ぜる」とは、10mLの純水と10mLの非水電解質とを50mLのビーカーに注ぎ、攪拌棒を用い、回転速度60rpmで、20回かき混ぜることにより行うことをいう。また、「流動がおさまった後」とは、かき混ぜた後、30秒以上静置し、目視で流動が認められなくなったことを確認した後をいう。 In addition, "water-soluble liquid" refers to the one corresponding to "water-soluble liquid" in Cabinet Order Appended Table 3 on Regulation of Hazardous Materials. In some cases, it means that the mixed liquid maintains a uniform appearance even after the flow stops. The government ordinance on the regulation of hazardous materials is a government ordinance enacted based on the provisions of the Fire Service Act. In the specification of the present application, "gently stirring with the same volume of pure water" means pouring 10 mL of pure water and 10 mL of non-aqueous electrolyte into a 50 mL beaker, using a stirring rod, rotating at 60 rpm, 20 It means to carry out by stirring twice. Moreover, "after the flow subsides" refers to the time after stirring, allowing to stand for 30 seconds or longer, and visually confirming that no flow is observed.

非水電解質(A)及び非水電解質(B)において、上記非水溶媒に占めるDMCの含有量が10体積%以下であることが好ましい。このように、耐酸化性に劣るDMCの含有割合を低くすることで、非水電解質の耐酸化性が高まり、高電圧の蓄電素子に好適に用いることができる。 In the non-aqueous electrolyte (A) and the non-aqueous electrolyte (B), the content of DMC in the non-aqueous solvent is preferably 10% by volume or less. In this way, by reducing the content of DMC, which is inferior in oxidation resistance, the oxidation resistance of the non-aqueous electrolyte is increased, and it can be suitably used for high-voltage storage elements.

本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、当該非水電解質(A)又は当該非水電解質(B)を備える非水電解質蓄電素子(以下、単に「蓄電素子」ともいう。)である。当該蓄電素子は、水溶性液体である非水電解質が用いられているため、指定数量が大きくなり、産業上有益である。 A non-aqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention is a non-aqueous electrolyte storage element (hereinafter also simply referred to as "storage element") including the non-aqueous electrolyte (A) or the non-aqueous electrolyte (B). be. Since the storage element uses a non-aqueous electrolyte that is a water-soluble liquid, the specified quantity is large, which is industrially beneficial.

当該蓄電素子における通常使用時の充電終止電圧における正極電位が、4.3V(vs.Li/Li)以上であることが好ましい。通常使用時の充電終止電圧における正極電位が、4.3V(vs.Li/Li)以上であることにより、高電圧の蓄電素子として機能する。また、本発明の一実施形態に係る非水電解質は、耐酸化性の低いDMCを用いなくとも、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩により、水溶性液体となっている。このため、本発明の一実施形態に係る非水電解質は、耐酸化性を高めることができ、このような非水電解質を用いた蓄電素子は、通常使用時の充電終止電圧における正極電位が、4.3V(vs.Li/Li)以上であっても十分に機能する。 It is preferable that the positive electrode potential at the end-of-charge voltage in normal use of the storage element is 4.3 V (vs. Li/Li + ) or more. Since the positive electrode potential at the charging end voltage during normal use is 4.3 V (vs. Li/Li + ) or more, the element functions as a high-voltage storage element. Further, the non-aqueous electrolyte according to one embodiment of the present invention is a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms without using DMC with low oxidation resistance. It has become. For this reason, the non-aqueous electrolyte according to one embodiment of the present invention can improve the oxidation resistance, and the electric storage element using such a non-aqueous electrolyte has a positive electrode potential at the charging end voltage during normal use of It works well even at 4.3 V (vs. Li/Li + ) or higher.

ここで、通常使用時とは、当該蓄電素子について推奨され、又は指定される充電条件を採用して当該蓄電素子を使用する場合であり、当該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蓄電素子を使用する場合をいう。なお、例えば、黒鉛を負極活物質とする蓄電素子では、設計にもよるが、充電終止電圧が4.25Vのとき、正極電位は約4.35V(vs.Li/Li)である。 Here, the term "during normal use" refers to the case where the storage element is used under the charging conditions recommended or specified for the storage element, and when a charger for the storage element is prepared. refers to the case of using the storage device by applying the charger. For example, in a storage device using graphite as a negative electrode active material, the positive electrode potential is about 4.35 V (vs. Li/Li + ) when the final charging voltage is 4.25 V, although this depends on the design.

本発明の一実施形態に係る水溶性化剤は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有する、非水電解質の水溶性化剤である。当該水溶性化剤によれば、上記スルホン酸アニオンを有する塩により、非水電解質の水溶性を高めることができる。すなわち、例えば当該水溶性化剤を非水溶性液体である所定の非水電解質に加えることで、水溶性液体である非水電解質を得ることができる。 A water-solubilizing agent according to an embodiment of the present invention is a water-solubilizing agent for a non-aqueous electrolyte containing a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. According to the water-solubilizing agent, the salt having the sulfonate anion can enhance the water-solubility of the non-aqueous electrolyte. That is, for example, by adding the water-solubilizing agent to a predetermined non-aqueous electrolyte that is a non-aqueous liquid, a non-aqueous electrolyte that is a water-soluble liquid can be obtained.

本発明の一実施形態に係る非水電解質の製造方法は、EMCを含む非水溶媒と、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩とを混合することを備え、上記非水溶媒に占める上記EMCの含有量が65体積%以下である、蓄電素子用の非水電解質の製造方法である。当該非水電解質の製造方法によれば、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩と、所定の非水溶媒とを用いることで、水溶性液体である非水電解質を得ることができる。 A method for producing a non-aqueous electrolyte according to an embodiment of the present invention comprises mixing a non-aqueous solvent containing EMC with a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. and a method for producing a non-aqueous electrolyte for a power storage device, wherein the EMC content in the non-aqueous solvent is 65% by volume or less. According to the method for producing a non-aqueous electrolyte, a non-aqueous Electrolyte can be obtained.

本発明の一実施形態に係る非水電解質の製造方法は、非水溶媒と、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩とを混合することを備える、水溶性液体である蓄電素子用の非水電解質の製造方法である。当該非水電解質の製造方法によれば、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を用いることで、水溶性液体である非水電解質を得ることができる。 A method for producing a non-aqueous electrolyte according to one embodiment of the present invention comprises mixing a non-aqueous solvent with a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms. A method for producing a liquid non-aqueous electrolyte for a power storage device. According to the method for producing a non-aqueous electrolyte, a non-aqueous electrolyte that is a water-soluble liquid can be obtained by using a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms.

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

<非水電解質>
本発明の一実施形態に係る非水電解質(A)は、蓄電素子の非水電解質として用いられる。当該非水電解質(A)は、非水溶媒、及び炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有する。
<Non-aqueous electrolyte>
A non-aqueous electrolyte (A) according to one embodiment of the present invention is used as a non-aqueous electrolyte for a power storage device. The non-aqueous electrolyte (A) contains a non-aqueous solvent and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms.

(非水溶媒)
非水溶媒は、EMCを含む。EMCは鎖状カーボネートの一つであり、低粘度の溶媒である。このため、非水溶媒にEMCを用いることで、当該非水電解質(A)は好適な粘性を示し、蓄電素子用の非水電解質としての良好な特性が発揮される。また、鎖状カーボネートの中でも、EMCを用いることで、当該非水電解質(A)の耐酸化性と水溶性とを両立させることができる。
(Non-aqueous solvent)
Non-aqueous solvents include EMC. EMC is one of chain carbonates and a low-viscosity solvent. Therefore, by using EMC as the non-aqueous solvent, the non-aqueous electrolyte (A) exhibits suitable viscosity and exhibits excellent characteristics as a non-aqueous electrolyte for a power storage element. In addition, by using EMC among chain carbonates, both oxidation resistance and water solubility of the non-aqueous electrolyte (A) can be achieved.

非水溶媒に占めるEMCの含有量の上限は、65体積%であり、60体積%が好ましい。EMCの含有量を上記上限以下とすることで、良好な水溶性を示す非水電解質とすることができる。一方、非水溶媒に占めるEMCの含有量の下限は特に限定されないが、10体積%が好ましく、30体積%がより好ましく、50体積%がさらに好ましい。EMCの含有量を上記下限以上とすることで、好適な粘性等を有する非水電解質とすることができる。また、これらの理由から、非水溶媒に占めるEMCの含有量は、上記のいずれかの下限以上かつ上記のいずれかの上限以下の範囲内であることが好ましい。 The upper limit of the EMC content in the non-aqueous solvent is 65% by volume, preferably 60% by volume. By setting the EMC content to the above upper limit or less, a non-aqueous electrolyte exhibiting good water solubility can be obtained. On the other hand, the lower limit of the EMC content in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is preferably 10% by volume, more preferably 30% by volume, and even more preferably 50% by volume. By setting the EMC content to the above lower limit or more, a non-aqueous electrolyte having suitable viscosity and the like can be obtained. For these reasons, the content of EMC in the non-aqueous solvent is preferably in the range of any one of the above lower limits or more and any one of the above upper limits or less.

非水溶媒には、EMC以外の他の鎖状カーボネートが含有されていてもよい。他の鎖状カーボネートとしては、DMC、DEC等を挙げることができる。但し、耐酸化性の点から、非水溶媒に占めるDMCの含有量の上限は、10体積%が好ましく、5体積%がより好ましく、1体積%がさらに好ましく、実質的にDMCが含有されていないことがよりさらに好ましい。 The non-aqueous solvent may contain chain carbonates other than EMC. Other chain carbonates include DMC and DEC. However, from the viewpoint of oxidation resistance, the upper limit of the content of DMC in the non-aqueous solvent is preferably 10% by volume, more preferably 5% by volume, even more preferably 1% by volume, and substantially contains DMC. Even more preferably not.

また、水溶性、耐酸化性等の観点から、全鎖状カーボネートに占めるEMCの含有量の下限は、80体積%が好ましく、90体積%がより好ましく、95体積%がさらに好ましく、99体積%がよりさらに好ましく、鎖状カーボネートとしては実質的にEMCのみであることが特に好ましい。 In addition, from the viewpoint of water solubility, oxidation resistance, etc., the lower limit of the EMC content in the total chain carbonate is preferably 80% by volume, more preferably 90% by volume, further preferably 95% by volume, and 99% by volume. is more preferable, and it is particularly preferable that the chain carbonate is substantially only EMC.

非水溶媒は、環状カーボネートをさらに含有することが好ましい。環状カーボネートにより、当該非水電解質(A)の水溶性を高めることができる。環状カーボネートは、水素原子の一部又は全部がフッ素等の置換基で置換されたものであってもよい。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)、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、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)等が挙げられる。環状カーボネートとしては、EC、PC及びBCが好ましく、EC及びPCがより好ましく、ECとPCとを併用することがさらに好ましい。 The non-aqueous solvent preferably further contains a cyclic carbonate. The cyclic carbonate can enhance the water solubility of the non-aqueous electrolyte (A). The cyclic carbonate may be one in which some or all of the hydrogen atoms are substituted with substituents such as fluorine. Cyclic carbonates include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), fluoroethylene carbonate (FEC), vinylene carbonate (VC), vinylethylene carbonate (VEC) and the like. As the cyclic carbonate, EC, PC and BC are preferred, EC and PC are more preferred, and EC and PC are more preferably used in combination.

非水溶媒に占める環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、30体積%がより好ましく、35体積%がさらに好ましく、40体積%がよりさらに好ましい。環状カーボネートの含有量を上記下限以上とすることで、水溶性をより高めることができる。一方、適度な粘度に調整すること等から、非水溶媒に占める環状カーボネートの含有量の上限は、70体積%が好ましく、50体積%が好ましい。また、これらの理由から、非水溶媒に占める環状カーボネートの含有量は、上記のいずれかの下限以上かつ上記のいずれかの上限以下の範囲内であることが好ましい。 The lower limit of the cyclic carbonate content in the non-aqueous solvent is preferably 20% by volume, more preferably 30% by volume, even more preferably 35% by volume, and even more preferably 40% by volume. By making the content of the cyclic carbonate equal to or higher than the above lower limit, the water solubility can be further enhanced. On the other hand, the upper limit of the content of the cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 70% by volume, more preferably 50% by volume, in order to adjust the viscosity to an appropriate level. For these reasons, the content of the cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is preferably within the range of any one of the above lower limits or more and any of the above upper limits or less.

環状カーボネートに占めるECの体積比率の下限としては、50体積%が好ましく、60体積%がより好ましい。一方、この含有量の上限としては、100体積%であってもよく、90体積%が好ましく、80体積%がより好ましい。また、環状カーボネートに占めるECの体積比率は、上記のいずれかの下限以上かつ上記のいずれかの上限以下の範囲内であることが好ましい。 The lower limit of the volume ratio of EC to the cyclic carbonate is preferably 50% by volume, more preferably 60% by volume. On the other hand, the upper limit of this content may be 100% by volume, preferably 90% by volume, and more preferably 80% by volume. Moreover, the volume ratio of EC to the cyclic carbonate is preferably in the range of any of the above lower limits or more and any of the above upper limits or less.

環状カーボネートに占めるPCの体積比率の下限としては、0体積%であってもよく、10体積%が好ましく、20体積%がより好ましい。一方、この含有量の上限としては、50体積%が好ましく、35体積%がより好ましい。また、環状カーボネートに占めるPCの体積比率は、上記のいずれかの下限以上かつ上記のいずれかの上限以下の範囲内であることが好ましい。 The lower limit of the volume ratio of PC to the cyclic carbonate may be 0% by volume, preferably 10% by volume, and more preferably 20% by volume. On the other hand, the upper limit of this content is preferably 50% by volume, more preferably 35% by volume. Moreover, the volume ratio of PC in the cyclic carbonate is preferably in the range of any one of the above lower limits or more and any one of the above upper limits or less.

非水溶媒は、鎖状カーボネート及び環状カーボネート以外の他の非水溶媒をさらに含んでいてもよい。他の非水溶媒としては、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。但し、非水溶媒における鎖状カーボネート及び環状カーボネートの合計含有量の下限としては、90体積%が好ましく、99体積%がより好ましい。また、非水溶媒におけるEMC及び環状カーボネートの合計含有量の下限としては、90体積%が好ましく、99体積%がより好ましい。さらに、非水溶媒におけるEMC、EC及びPCの合計含有量の下限としては、90体積%が好ましく、99体積%がより好ましい。このように、他の非水溶媒の含有量が少ない組成とすることで、水溶性、粘度、耐酸化性等がより良好な非水電解質とすることができる。 The nonaqueous solvent may further contain a nonaqueous solvent other than the chain carbonate and the cyclic carbonate. Other non-aqueous solvents can include esters, ethers, amides, sulfones, lactones, nitriles, and the like. However, the lower limit of the total content of chain carbonate and cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 90% by volume, more preferably 99% by volume. The lower limit of the total content of EMC and cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 90% by volume, more preferably 99% by volume. Furthermore, the lower limit of the total content of EMC, EC and PC in the non-aqueous solvent is preferably 90% by volume, more preferably 99% by volume. In this way, the non-aqueous electrolyte having better water-solubility, viscosity, oxidation resistance, etc. can be obtained by using a composition with a small content of other non-aqueous solvents.

(スルホン酸アニオンを有する塩)
当該非水電解質(A)に含有されるスルホン酸アニオンを有する塩は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩である限り特に限定されるものでは無い。スルホン酸アニオンを有する塩は、1つのフッ素化炭化水素基と1つのスルホン酸基(-SO )とからなるスルホン酸アニオンを有する塩であることが好ましい。
(Salt with sulfonate anion)
The salt having a sulfonate anion contained in the non-aqueous electrolyte (A) is not particularly limited as long as it is a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. The salt having a sulfonate anion is preferably a salt having a sulfonate anion consisting of one fluorinated hydrocarbon group and one sulfonate group ( --SO.sub.3.sup.- ) .

炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を構成する炭化水素基としては、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基のいずれであってもよいが、脂肪族炭化水素基が好ましい。脂肪族炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基等の脂肪族鎖状炭化水素基や、シクロアルキル基等の脂肪族環状炭化水素基を挙げることができるが、脂肪族鎖状炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好ましい。また、炭化水素基の炭素数の上限は特に限定されないが、例えば16が好ましく、10がより好ましい。なお、炭素数が8のフッ素化炭化水素基を有するリチウムヘプタデカフルオロオクタンスルホネートは、化学物質の審査及び製造等の規制に関する法律における第一種特定化学物質に指定されており、日本国内において工業的に使用することができない。従って、工業的に有用である点から、フッ素化炭化水素基の炭素数は8以外が好ましく、7以下であることがより好ましい。 The hydrocarbon group constituting the fluorinated hydrocarbon group having 4 or more carbon atoms may be either an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, but an aliphatic hydrocarbon group is preferred. Examples of the aliphatic hydrocarbon group include aliphatic chain hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups and alkynyl groups, and aliphatic cyclic hydrocarbon groups such as cycloalkyl groups. A hydrogen group is preferred, and an alkyl group is more preferred. Moreover, although the upper limit of carbon number of a hydrocarbon group is not specifically limited, 16 is preferable and 10 is more preferable, for example. Lithium heptadecafluorooctanesulfonate, which has a fluorinated hydrocarbon group with 8 carbon atoms, is designated as a Class 1 Specified Chemical Substance under the Law Concerning the Examination and Regulation of Manufacture, etc. of Chemical Substances. cannot be used as intended. Therefore, from the viewpoint of industrial utility, the number of carbon atoms in the fluorinated hydrocarbon group is preferably other than 8, more preferably 7 or less.

フッ素化炭化水素基が有するフッ素原子の数は、1以上であればよいが、5以上が好ましく、9以上がより好ましい。このフッ素原子の数の上限は特に限定されないが、例えば33が好ましく、21がより好ましい。フッ素化炭化水素基は、例えばパーフルオロアルキル基等、炭化水素基の全ての水素原子がフッ素原子で置換されたものであることが特に好ましい。 The number of fluorine atoms in the fluorinated hydrocarbon group may be 1 or more, preferably 5 or more, more preferably 9 or more. Although the upper limit of the number of fluorine atoms is not particularly limited, for example, 33 is preferable, and 21 is more preferable. The fluorinated hydrocarbon group is particularly preferably a hydrocarbon group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms, such as a perfluoroalkyl group.

スルホン酸アニオンを有する塩を構成するカチオンとしては、アルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオン、アンモニウムイオン等を挙げることができるが、アルカリ金属イオンが好ましく、リチウムイオン、ナトリウムイオン又はカリウムイオンがより好ましい。 Examples of cations constituting a salt having a sulfonate anion include alkali metal ions, alkaline earth metal ions, and ammonium ions. Alkali metal ions are preferred, and lithium ions, sodium ions, and potassium ions are more preferred. .

好ましいスルホン酸アニオンを有する塩の一例としては、C2n+1SOAで表される化合物を挙げることができる。上記式中、nは、4以上の整数であり、4以上10以下の整数が好ましく、4以上7以下の整数がより好ましい。Aは、アルカリ金属であり、リチウム、ナトリウム又はカリウムであることが好ましく、リチウム又はカリウムであることがより好ましい。 A preferred example of a salt having a sulfonate anion is a compound represented by CnF2n + 1SO3A . In the above formula, n is an integer of 4 or more, preferably an integer of 4 or more and 10 or less, and more preferably an integer of 4 or more and 7 or less. A is an alkali metal, preferably lithium, sodium or potassium, more preferably lithium or potassium.

当該非水電解質(A)におけるスルホン酸アニオンを有する塩の含有量の下限としては、0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましい。スルホン酸アニオンを有する塩の含有量を上記下限以上とすることで、非水電解質(A)の水溶性をより高めることができる。一方、このスルホン酸アニオンを有する塩の含有量の上限は、例えば10質量%であってよく、6質量%であってもよく、3質量%であってもよい。また、これらの理由から、非水電解質(A)におけるスルホン酸アニオンを有する塩の含有量は、上記のいずれかの下限以上かつ上記のいずれかの上限以下の範囲内であることが好ましい。蓄電素子の初期抵抗をより低減させる観点からは、スルホン酸アニオンを有する塩の含有量は1質量%未満であってもよい。 The lower limit of the content of the salt having a sulfonate anion in the non-aqueous electrolyte (A) is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.5% by mass. By setting the content of the salt having a sulfonate anion to the above lower limit or more, the water solubility of the non-aqueous electrolyte (A) can be further enhanced. On the other hand, the upper limit of the content of the salt having a sulfonate anion may be, for example, 10% by mass, 6% by mass, or 3% by mass. For these reasons, the content of the salt having a sulfonate anion in the non-aqueous electrolyte (A) is preferably in the range of any one of the above lower limits and above any of the above upper limits. From the viewpoint of further reducing the initial resistance of the electric storage element, the content of the salt having a sulfonate anion may be less than 1% by mass.

(電解質塩)
当該非水電解質(A)は、通常、非水溶媒に溶解している電解質塩を含有する。なお、この電解質塩には、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩は含まれないものとする。電解質塩としては、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が、リチウム塩が好ましい。上記リチウム塩としては、LiPF、LiPO、LiBF、LiPF(C、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のフッ化炭化水素基を有するリチウム塩等を挙げることができる。
(electrolyte salt)
The non-aqueous electrolyte (A) usually contains an electrolyte salt dissolved in a non-aqueous solvent. The electrolyte salt does not include a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. Examples of electrolyte salts include lithium salts, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, onium salts and the like, with lithium salts being preferred. Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , LiClO 4 , LiN(SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN ( SO2CF3 ) 2 , LiN( SO2C2F5 ) 2 , LiN( SO2CF3 ) ( SO2C4F9 ) , LiC( SO2CF3 ) 3 , LiC ( SO2C2F 5 ) Lithium salts having a fluorohydrocarbon group such as 3 can be mentioned.

上記リチウム塩の中でも、無機リチウム塩が好ましく、LiPFがより好ましい。 Among the above lithium salts, inorganic lithium salts are preferred, and LiPF 6 is more preferred.

当該非水電解質(A)における電解質塩の含有量の下限としては、0.1mol/Lが好ましく、0.5mol/Lがより好ましく、1mol/Lがさらに好ましく、1.2mol/Lが特に好ましい。一方、この上限としては、特に限定されないが、2.5mol/Lが好ましく、2mol/Lがより好ましく、1.5mol/Lがさらに好ましい。非水電解質(A)における電解質塩の含有量は、0.1mol/L以上2.5mol/L以下が好ましく、0.5mol/L以上2mol/L以下がより好ましい。 The lower limit of the content of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte (A) is preferably 0.1 mol/L, more preferably 0.5 mol/L, still more preferably 1 mol/L, and particularly preferably 1.2 mol/L. . On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 2.5 mol/L, more preferably 2 mol/L, and even more preferably 1.5 mol/L. The content of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte (A) is preferably 0.1 mol/L or more and 2.5 mol/L or less, more preferably 0.5 mol/L or more and 2 mol/L or less.

当該非水電解質(A)には、非水溶媒、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩、及び電解質塩以外の他の成分が添加剤として添加されていてもよい。このような添加剤としては、一般的な蓄電素子用の非水電解質に含有される各種添加剤を挙げることができる。上記添加剤としては、4-メチルスルホニルオキシメチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4,4’-ビス(2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン)等の環状サルフェート構造を有する化合物、1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン等のスルトン構造を有する化合物、スクシノニトリル等のニトリル系化合物、ジフルオロリン酸リチウム、リチウムテトラフルオロオキサレートホスフェート等のリン含有化合物、リチウムビスオキサレートボラート等のホウ素含有化合物等を挙げることができる。これらの中でも、環状サルフェート構造を有する化合物、及びリン含有化合物が好ましい。 To the non-aqueous electrolyte (A), a non-aqueous solvent, a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms, and other components other than the electrolyte salt are added as additives. good too. Examples of such additives include various additives contained in general non-aqueous electrolytes for electric storage elements. Examples of the above additives include 4-methylsulfonyloxymethyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4,4′-bis(2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane), and the like. Compounds having a cyclic sulfate structure, compounds having a sultone structure such as 1,3-propanesultone and 1,4-butanesultone, nitrile compounds such as succinonitrile, phosphorus such as lithium difluorophosphate and lithium tetrafluorooxalate phosphate boron-containing compounds such as boron-containing compounds, lithium bisoxalate borate, and the like. Among these, compounds having a cyclic sulfate structure and phosphorus-containing compounds are preferred.

当該非水電解質(A)が上記添加剤を含有する場合、その含有量の下限としては、例えば0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましい。一方、この含有量の上限としては、5質量%が好ましく、2質量%がより好ましい場合があり、1質量%がさらに好ましい場合もある。 When the non-aqueous electrolyte (A) contains the additive, the lower limit of the content is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.5% by mass. On the other hand, the upper limit of this content is preferably 5% by mass, more preferably 2% by mass, and even more preferably 1% by mass in some cases.

<非水電解質(B)>
本発明の一実施形態に係る非水電解質(B)は、蓄電素子用の非水電解質として用いられる。当該非水電解質(B)は、非水溶媒及び炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有し、水溶性液体である。
<Non-aqueous electrolyte (B)>
A non-aqueous electrolyte (B) according to one embodiment of the present invention is used as a non-aqueous electrolyte for a power storage device. The non-aqueous electrolyte (B) is a water-soluble liquid containing a non-aqueous solvent and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms.

当該非水電解質(B)の組成は、非水溶媒及び炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有すること以外は特に限定されるものでは無い。当該非水電解質(B)の好適な具体的組成は、上述した非水電解質(A)の組成を適用することができる。 The composition of the non-aqueous electrolyte (B) is not particularly limited except that it contains a non-aqueous solvent and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. A preferred specific composition of the non-aqueous electrolyte (B) is the composition of the non-aqueous electrolyte (A) described above.

<非水電解質の製造方法>
本発明の一実施形態に係る非水電解質の製造方法は、EMCを含む非水溶媒と、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩とを混合することを備え、上記非水溶媒に占める上記EMCの含有量が65体積%以下である、蓄電素子用の非水電解質の製造方法である。本発明の他の実施形態に係る非水電解質の製造方法は、非水溶媒と、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩とを混合することを備える。このような製造方法により、上述した非水電解質(A)や非水電解質(B)といった、水溶性液体である蓄電素子用の非水電解質を得ることができる。
<Method for producing non-aqueous electrolyte>
A method for producing a non-aqueous electrolyte according to an embodiment of the present invention comprises mixing a non-aqueous solvent containing EMC with a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. and a method for producing a non-aqueous electrolyte for a power storage device, wherein the EMC content in the non-aqueous solvent is 65% by volume or less. A method for producing a non-aqueous electrolyte according to another embodiment of the present invention comprises mixing a non-aqueous solvent with a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. By such a manufacturing method, it is possible to obtain a non-aqueous electrolyte for a power storage device, which is a water-soluble liquid, such as the above-described non-aqueous electrolyte (A) and non-aqueous electrolyte (B).

当該製造方法に用いる非水溶媒及びスルホン酸アニオンを有する塩の具体例は、非水電解質(A)の実施形態として上述したとおりである。非水溶媒とスルホン酸アニオンを有する塩の混合方法も特に限定されず、従来公知の方法で行うことができる。また、この混合の際には、非水溶媒及びスルホン酸アニオンを有する塩以外の他の成分をさらに加えてもよい。スルホン酸アニオンを有する塩と、他の成分が加えられた非水溶媒とを混合してもよい。非水溶媒とスルホン酸アニオンを有する塩との混合後、この混合物に他の成分を添加し、非水電解質としてもよい。上記他の成分としては、上記電解質塩であってよい。 Specific examples of the non-aqueous solvent and the salt having a sulfonate anion used in the production method are as described above as the embodiments of the non-aqueous electrolyte (A). The method for mixing the non-aqueous solvent and the salt having a sulfonate anion is not particularly limited, either, and conventionally known methods can be used. Further, during this mixing, other components than the non-aqueous solvent and the salt having the sulfonate anion may be added. A salt having a sulfonate anion may be mixed with a non-aqueous solvent to which other ingredients have been added. After mixing the non-aqueous solvent and the salt having a sulfonate anion, other components may be added to the mixture to form a non-aqueous electrolyte. The other component may be the electrolyte salt.

<非水電解質の水溶性化剤>
本発明の一実施形態に係る水溶性化剤は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有する、非水電解質の水溶性化剤である。当該水溶性化剤は、水溶性液体である非水電解質の製造の際の添加剤として好適に用いることができる。
<Water-solubilizing agent for non-aqueous electrolyte>
A water-solubilizing agent according to an embodiment of the present invention is a water-solubilizing agent for a non-aqueous electrolyte containing a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. The water-solubilizing agent can be suitably used as an additive in the production of a non-aqueous electrolyte that is a water-soluble liquid.

当該水溶性化剤に含まれるスルホン酸アニオンを有する塩の具体例は、非水電解質(A)の成分として上述したスルホン酸アニオンを有する塩と同様である。当該水溶化剤は、スルホン酸アニオンを有する塩以外の成分がさらに含まれていてもよいが、実質的にスルホン酸アニオンを有する塩のみから構成されていているものであってよい。当該水溶性化剤に占めるスルホン酸アニオンを有する塩の含有量は、90質量%以上100質量%以下であってよく、99質量%以上100質量%以下であってもよい。 Specific examples of the salt having a sulfonate anion contained in the water-solubilizing agent are the same as the salt having a sulfonate anion described above as the component of the non-aqueous electrolyte (A). The water-soluble agent may further contain a component other than the salt having a sulfonate anion, but may consist essentially of a salt having a sulfonate anion. The content of the salt having a sulfonate anion in the water-solubilizing agent may be 90% by mass or more and 100% by mass or less, or may be 99% by mass or more and 100% by mass or less.

<非水電解質蓄電素子>
本発明の一実施形態に係る蓄電素子は、正極、負極及び非水電解質を有する。以下、蓄電素子の一例として、二次電池について説明する。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、この容器内に非水電解質が充填される。非水電解質は、正極と負極との間に介在する。また、容器としては、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 power storage device according to one embodiment of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. A secondary battery will be described below as an example of the storage element. The positive electrode and the negative electrode normally form an electrode assembly alternately stacked or wound with a separator interposed therebetween. This electrode assembly is housed in a container, and the container is filled with a non-aqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Moreover, as a container, a known metal container, resin container, or the like, which is usually used as a container for a secondary battery, can be used.

(正極)
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活物質層を有する。
(positive electrode)
The positive electrode has a positive electrode base material and a positive electrode active material layer disposed directly on the positive electrode base material or via an intermediate layer.

正極基材は、導電性を有する。「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10Ω・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10Ω・cm超であることを意味する。正極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これらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ、及びコストの観点からアルミニウム又はアルミニウム合金が好ましい。正極基材としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、正極基材としてはアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましい。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A1085、A3003等が例示できる。 A positive electrode base material has electroconductivity. Having “conductivity” means having a volume resistivity of 10 7 Ω·cm or less as measured in accordance with JIS-H-0505 (1975), and “non-conductivity” It means that the volume resistivity is more than 10 7 Ω·cm. As the material for the positive electrode substrate, metals such as aluminum, titanium, tantalum and stainless steel, or alloys thereof are used. Among these, aluminum or an aluminum alloy is preferable from the viewpoint of potential resistance, high conductivity, and cost. Examples of positive electrode substrates include foils and deposited films, and foils are preferred from the viewpoint of cost. Therefore, aluminum foil or aluminum alloy foil is preferable as the positive electrode substrate. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085 and A3003 defined in JIS-H-4000 (2014).

正極基材の平均厚さの下限としては、5μmが好ましく、10μmがより好ましい。正極基材の平均厚さの上限としては、50μmが好ましく、40μmがより好ましい。正極基材の平均厚さを上記下限以上とすることで、正極基材の強度を高めることができる。正極基材の平均厚さが上記上限以下とすることで、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。また、これらの理由から、正極基材の平均厚さは5μm以上50μm以下とすることが好ましく、10μm以上40μm以下とすることがより好ましい。「平均厚さ」とは、任意の十点において測定した厚さの平均値をいう。他の部材等に対して「平均厚さ」を用いる場合にも同様に定義される。 The lower limit of the average thickness of the positive electrode substrate is preferably 5 μm, more preferably 10 μm. The upper limit of the average thickness of the positive electrode substrate is preferably 50 μm, more preferably 40 μm. By making the average thickness of the positive electrode base material equal to or more than the above lower limit, the strength of the positive electrode base material can be increased. By making the average thickness of the positive electrode substrate equal to or less than the above upper limit, the energy density per volume of the secondary battery can be increased. For these reasons, the average thickness of the positive electrode substrate is preferably 5 μm or more and 50 μm or less, more preferably 10 μm or more and 40 μm or less. "Average thickness" refers to the average thickness measured at ten arbitrary points. The same definition applies when using the "average thickness" for other members or the like.

中間層は、正極基材と正極活物質層との間に配される層である。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を有する粒子を含む。中間層は、例えば、炭素粒子等の導電性を有する粒子を含むことで正極基材と正極活物質層との接触抵抗を低減する。 The intermediate layer is a layer arranged between the positive electrode substrate and the positive electrode active material layer. The structure of the intermediate layer is not particularly limited, and includes, for example, a resin binder and conductive particles. The intermediate layer reduces the contact resistance between the positive electrode substrate and the positive electrode active material layer, for example, by containing conductive particles such as carbon particles.

正極活物質層は、正極活物質を含む。正極活物質層は、通常、正極活物質を含むいわゆる正極合剤から形成される層である。正極活物質層を形成する正極合剤は、必要に応じて導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分を含んでいてよい。 The positive electrode active material layer contains a positive electrode active material. The positive electrode active material layer is usually a layer formed from a so-called positive electrode mixture containing a positive electrode active material. The positive electrode mixture forming the positive electrode active material layer may contain arbitrary components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, if necessary.

正極活物質としては、リチウムイオン二次電池等に通常用いられる公知の正極活物質の中から適宜選択できる。上記正極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。例えば、α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物、ポリアニオン化合物、カルコゲン化合物、硫黄等が挙げられる。α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物として、例えば、Li[LiNi1-x]O(0≦x<0.5)、Li[LiNiγCo(1-x-γ)]O(0≦x<0.5、0<γ<1)、Li[LiNiγMnβCo(1-x-γ-β]O(0≦x<0.5、0<γ、0<β、0.5<γ+β<1)等が挙げられる。スピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属酸化物として、LiMn,LiNiγMn(2-γ)等が挙げられる。ポリアニオン化合物として、LiFePO,LiMnPO,LiNiPO,LiCoPO,Li(PO,LiMnSiO,LiCoPOF等が挙げられる。カルコゲン化合物として、二硫化チタン、二硫化モリブデン、二酸化モリブデン等が挙げられる。これらの材料中の原子又はポリアニオンは、他の元素からなる原子又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。正極活物質層においては、これら正極活物質の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。 The positive electrode active material can be appropriately selected from known positive electrode active materials commonly used in lithium ion secondary batteries and the like. A material capable of intercalating and deintercalating lithium ions is usually used as the positive electrode active material. Examples thereof include lithium transition metal composite oxides having an α-NaFeO 2 type crystal structure, lithium transition metal oxides having a spinel crystal structure, polyanion compounds, chalcogen compounds, and sulfur. Li[Li x Ni 1 -x ]O 2 (0≦x<0.5), Li[Li x Ni γ Co (1− x-γ) ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ<1), Li[Li x Ni γ Mn β Co (1-x-γ-β ) ]O 2 (0≦x<0.5, 0<γ<1) 5, 0<γ, 0<β, 0.5<γ+β<1), etc. Lithium transition metal oxides having a spinel crystal structure include Li x Mn 2 O 4 , Li x Ni γ Mn (2 -γ) O 4 etc. Polyanion compounds include LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoPO 4 F etc. Chalcogen compounds include titanium disulfide, molybdenum disulfide, molybdenum dioxide, etc. Atoms or polyanions in these materials may be partially substituted with atoms or anionic species of other elements. In the positive electrode active material layer, one kind of these positive electrode active materials may be used alone, or two or more kinds may be mixed and used.

正極活物質の平均粒径は、例えば、0.1μm以上20μm以下とすることが好ましい。正極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、正極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。正極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、正極活物質層の電子伝導性が向上する。ここで、「平均粒径」とは、JIS-Z-8825(2013年)に準拠し、粒子を溶媒で希釈した希釈液に対しレーザ回折・散乱法により測定した粒径分布に基づき、JIS-Z-8819-2(2001年)に準拠し計算される体積基準積算分布が50%となる値を意味する。 The average particle size of the positive electrode active material is preferably, for example, 0.1 μm or more and 20 μm or less. By making the average particle size of the positive electrode active material equal to or more than the above lower limit, manufacturing or handling of the positive electrode active material becomes easy. By setting the average particle size of the positive electrode active material to the above upper limit or less, the electron conductivity of the positive electrode active material layer is improved. Here, the "average particle size" is based on the particle size distribution measured by a laser diffraction/scattering method for a diluted solution in which the particles are diluted with a solvent in accordance with JIS-Z-8825 (2013). Z-8819-2 (2001) means the value at which the volume-based integrated distribution calculated according to 50%.

正極活物質等の粒子を所定の形状で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法として、例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェトミル、旋回気流型ジェットミル又は篩等を用いる方法が挙げられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、篩や風力分級機等が、乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。 A pulverizer, a classifier, or the like is used to obtain particles of a positive electrode active material or the like in a predetermined shape. Pulverization methods include, for example, methods using a mortar, ball mill, sand mill, vibrating ball mill, planetary ball mill, jet mill, counter jet mill, whirling jet mill, sieve, and the like. At the time of pulverization, wet pulverization in which water or an organic solvent such as hexane is allowed to coexist can also be used. As a classification method, a sieve, an air classifier, or the like is used as necessary, both dry and wet.

正極活物質層における正極活物質の含有量の下限としては、70質量%が好ましく、80質量%がより好ましく、90質量%がさらに好ましい。正極活物質の含有量の上限としては、98質量%が好ましく、96質量%がより好ましい。正極活物質の含有量を上記範囲とすることで、二次電池の電気容量をより大きくすることができる。 The lower limit of the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 70% by mass, more preferably 80% by mass, and even more preferably 90% by mass. The upper limit of the content of the positive electrode active material is preferably 98% by mass, more preferably 96% by mass. By setting the content of the positive electrode active material within the above range, the electric capacity of the secondary battery can be increased.

導電剤は、導電性を有する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、例えば、黒鉛;ファーネスブラック、アセチレ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る。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。これらの中でも、電子伝導性及び塗工性の観点よりアセチレンブラックが好ましい。 The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material. Examples of such conductive agents include graphite; carbon blacks such as furnace black and acetylene black; metals; and conductive ceramics. The shape of the conductive agent may be powdery, fibrous, or the like. Among these, acetylene black is preferable from the viewpoint of electronic conductivity and coatability.

正極活物質層における導電剤の含有量の下限としては、1質量%が好ましく、2質量%がより好ましい。導電剤の含有量の上限としては、10質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。導電剤の含有量を上記範囲とすることで、二次電池の電気容量を高めることができる。また、これらの理由から、導電剤の含有量は1質量%以上10質量%以下とすることが好ましく、2質量%以上5質量%以下とすることがより好ましい。 The lower limit of the content of the conductive agent in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass. The upper limit of the content of the conductive agent is preferably 10% by mass, more preferably 5% by mass. By setting the content of the conductive agent within the above range, the electric capacity of the secondary battery can be increased. For these reasons, the content of the conductive agent is preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 5% by mass or less.

バインダとしては、例えば、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 binders include fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, and polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), sulfonated EPDM, Elastomers such as styrene-butadiene rubber (SBR) and fluororubbers; polysaccharide polymers;

正極活物質層におけるバインダの含有量の下限としては、1質量%が好ましく、2質量%がより好ましい。バインダの含有量の上限としては、10質量%が好ましく、5質量%がより好ましい。バインダの含有量を上記範囲とすることで、活物質を安定して保持することができる。また、これらの理由から、バインダの含有量は1質量%以上10質量%とすることが好ましく、2質量%以上5質量%以下とすることがより好ましい。 The lower limit of the binder content in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass, more preferably 2% by mass. The upper limit of the binder content is preferably 10% by mass, more preferably 5% by mass. By setting the content of the binder within the above range, the active material can be stably retained. For these reasons, the content of the binder is preferably 1% by mass or more and 10% by mass, more preferably 2% by mass or more and 5% by mass or less.

増粘剤としては、例えば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。増粘剤がリチウム等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もよい。 Examples of thickeners include polysaccharide polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and methylcellulose. When the thickener has a functional group that reacts with lithium or the like, the functional group may be previously deactivated by methylation or the like.

フィラーは、特に限定されない。フィラーとしては、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、アルミナシリケイト等が挙げられる。 A filler is not specifically limited. Examples of fillers include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, silica, alumina, zeolite, glass, and alumina silicate.

正極活物質層は、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、Nb、W等の遷移金属元素を正極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤及びフィラー以外の成分として含有してもよい。 The positive electrode active material layer contains typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I; typical metal elements such as Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, and Ge; , Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Nb, W, etc., as components other than the positive electrode active material, conductive agent, binder, thickener and filler. may

(負極)
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活物質層を有する。負極の中間層の構成は特に限定されず、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 active material layer disposed directly on the negative electrode substrate or via an intermediate layer. The structure of the intermediate layer of the negative electrode is not particularly limited, and may have the same structure as that of the intermediate layer of the positive electrode.

負極基材は、導電性を有する。負極基材の材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼、アルミニウム等の金属又はこれらの合金が用いられる。これらの中でも銅又は銅合金が好ましい。負極基材としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの観点から箔が好ましい。したがって、負極基材としては銅箔又は銅合金箔が好ましい。銅箔の例としては、圧延銅箔、電解銅箔等が挙げられる。 A negative electrode base material has electroconductivity. As the material of the negative electrode base material, metals such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, and aluminum, or alloys thereof are used. Among these, copper or a copper alloy is preferred. Examples of negative electrode substrates include foils and vapor deposition films, and foils are preferred from the viewpoint of cost. Therefore, copper foil or copper alloy foil is preferable as the negative electrode substrate. Examples of copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

負極基材の平均厚さの下限としては、3μmが好ましく、5μmがより好ましい。負極基材の平均厚さの上限としては、30μmが好ましく、20μmがより好ましい。負極基材の平均厚さを上記下限以上とすることで、負極基材の強度を高めることができる。負極基材の平均厚さを上記上限以下とすることで、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。また、これらの理由から、負極基材の平均厚さは、3μm以上30μm以下とすることが好ましく、5μm以上20μm以下とすることがより好ましい。 The lower limit of the average thickness of the negative electrode substrate is preferably 3 μm, more preferably 5 μm. The upper limit of the average thickness of the negative electrode substrate is preferably 30 μm, more preferably 20 μm. By making the average thickness of the negative electrode base material equal to or greater than the above lower limit, the strength of the negative electrode base material can be increased. The energy density per volume of the secondary battery can be increased by setting the average thickness of the negative electrode substrate to the above upper limit or less. For these reasons, the average thickness of the negative electrode substrate is preferably 3 μm or more and 30 μm or less, more preferably 5 μm or more and 20 μm or less.

負極活物質層は、負極活物質を含む。負極活物質層は、通常、負極活物質を含むいわゆる負極合剤から形成される層である。負極活物質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、フィラー等の任意成分を含んでいてよい。導電剤、バインダ、増粘剤、フィラー等の任意成分は、正極活物質層と同様のものを用いることができる。 The negative electrode active material layer contains a negative electrode active material. The negative electrode active material layer is usually a layer formed from a so-called negative electrode mixture containing a negative electrode active material. The negative electrode mixture forming the negative electrode active material layer may contain optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, if necessary. Optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler may be the same as those used for the positive electrode active material layer.

負極活物質としては、リチウムイオン二次電池等に通常用いられる公知の負極活物質の中から適宜選択できる。上記負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。負極活物質としては、例えば、金属Li;Si、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Ti酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;LiTi12、LiTiO2、TiNb等のチタン含有酸化物;ポリリン酸化合物;炭化ケイ素;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。これらの材料の中でも、黒鉛及び非黒鉛質炭素が好ましい。負極活物質層においては、これら材料の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。 The negative electrode active material can be appropriately selected from known negative electrode active materials commonly used in lithium ion secondary batteries and the like. A material capable of intercalating and deintercalating lithium ions is usually used as the negative electrode active material. Examples of the negative electrode active material include metal Li; metals or metalloids such as Si and Sn; metal oxides and metalloid oxides such as Si oxide, Ti oxide and Sn oxide; Li 4 Ti 5 O 12 ; Titanium-containing oxides such as LiTiO 2 and TiNb 2 O 7 ; polyphosphate compounds; silicon carbide; carbon materials such as graphite and non-graphitizable carbon (easily graphitizable carbon or non-graphitizable carbon) be done. Among these materials, graphite and non-graphitic carbon are preferred. In the negative electrode active material layer, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

「黒鉛」とは、充放電前又は放電状態において、X線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.33nm以上0.34nm未満の炭素材料をいう。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。安定した物性の材料を入手できるという観点で、人造黒鉛が好ましい。 “Graphite” refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane determined by X-ray diffraction before charging/discharging or in a discharged state of 0.33 nm or more and less than 0.34 nm. Graphite includes natural graphite and artificial graphite. Artificial graphite is preferable from the viewpoint that a material with stable physical properties can be obtained.

「非黒鉛質炭素」とは、充放電前又は放電状態においてX線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.34nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。非黒鉛質炭素の結晶子サイズLcは、通常、0.80~2.0nmである。非黒鉛質炭素としては、難黒鉛化性炭素や、易黒鉛化性炭素が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、例えば、樹脂由来の材料、石油ピッチ由来の材料、アルコール由来の材料等が挙げられる。 “Non-graphitic carbon” means a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane determined by X-ray diffraction before charging/discharging or in a discharged state of 0.34 nm or more and 0.42 nm or less. say. The crystallite size Lc of non-graphitic carbon is typically between 0.80 and 2.0 nm. Non-graphitizable carbon includes non-graphitizable carbon and graphitizable carbon. Examples of non-graphitic carbon include resin-derived materials, petroleum pitch-derived materials, and alcohol-derived materials.

ここで、「放電状態」とは、負極活物質として炭素材料を含む負極を作用極として、金属Liを対極として用いた単極電池において、開回路電圧が0.7V以上である状態をいう。開回路状態での金属Li対極の電位は、Liの酸化還元電位とほぼ等しいため、上記単極電池における開回路電圧は、Liの酸化還元電位に対する炭素材料を含む負極の電位とほぼ同等である。つまり、上記単極電池における開回路電圧が0.7V以上であることは、負極活物質である炭素材料から、充放電に伴い吸蔵放出可能なリチウムイオンが十分に放出されていることを意味する。 Here, the term “discharged state” refers to a state in which the open circuit voltage is 0.7 V or more in a single electrode battery using a negative electrode containing a carbon material as a negative electrode active material as a working electrode and metal Li as a counter electrode. Since the potential of the metal Li counter electrode in the open circuit state is approximately equal to the oxidation-reduction potential of Li, the open-circuit voltage in the above monopolar battery is approximately the same as the potential of the negative electrode containing the carbon material with respect to the oxidation-reduction potential of Li. . In other words, the open circuit voltage of 0.7 V or higher in the above monopolar battery means that lithium ions that can be inserted and extracted are sufficiently released from the carbon material that is the negative electrode active material during charging and discharging. .

「難黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.36nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。難黒鉛化性炭素は、通常、非黒鉛質炭素の中でも、3次元的な積層規則性を持つ黒鉛構造が生成し難い性質を有する。 The term “non-graphitizable carbon” refers to a carbon material having a d 002 of 0.36 nm or more and 0.42 nm or less. The non-graphitizable carbon generally has a property of being difficult to form a graphite structure having a three-dimensional stacking regularity among non-graphitic carbons.

「易黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.34nm以上0.36nm未満の炭素材料をいう。易黒鉛化性炭素は、通常、非黒鉛質炭素の中でも、3次元的な積層規則性を持つ黒鉛構造が生成し易い性質を有する。 “Graphitizable carbon” refers to a carbon material having a d 002 of 0.34 nm or more and less than 0.36 nm. Graphitizable carbon usually has the property of easily forming a graphite structure having a three-dimensional stacking regularity among non-graphitic carbons.

負極活物質の平均粒径は、例えば、1μm以上100μm以下とすることができる。負極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、負極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。負極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、負極活物質層の電子伝導性が向上する。負極活物質の粒子を所定の形状で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法及び粉級方法は、例えば、上記正極で例示した方法から選択できる。 The average particle size of the negative electrode active material can be, for example, 1 μm or more and 100 μm or less. By making the average particle size of the negative electrode active material equal to or greater than the above lower limit, the production or handling of the negative electrode active material is facilitated. By making the average particle size of the negative electrode active material equal to or less than the above upper limit, the electron conductivity of the negative electrode active material layer is improved. A pulverizer, a classifier, or the like is used to obtain particles of the negative electrode active material in a predetermined shape. The pulverization method and the powder class method can be selected from, for example, the methods exemplified for the positive electrode.

負極活物質層は、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負極活物質、導電剤、バインダ、増粘剤及びフィラー以外の成分として含有してもよい。 The negative electrode active material layer contains typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I; typical metal elements such as Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, and Ge; , Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, W and other transition metal elements other than negative electrode active materials, conductive agents, binders, thickeners and fillers. It may be contained as a component.

(セパレータ)
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、無機層が配設されていても良い。この無機層は、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の面に無機層が形成されたセパレータを用いることもできる。上記無機層は、通常、無機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。無機粒子としては、Al、SiO、アルミノシリケート等が好ましい。 An inorganic layer may be provided between the separator and the electrode (usually the positive electrode). This inorganic layer is a porous layer that is also called a heat-resistant layer or the like. A separator having an inorganic layer formed on one surface of a porous resin film can also be used. The inorganic layer is generally composed of inorganic particles and a binder, and may contain other components. As inorganic particles, Al 2 O 3 , SiO 2 , aluminosilicate and the like are preferable.

(非水電解質)
当該二次電池(蓄電素子)に用いられる非水電解質は、上述した本発明の一実施形態に係る非水電解質(A)又は非水電解質(B)である。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte used in the secondary battery (power storage element) is the non-aqueous electrolyte (A) or the non-aqueous electrolyte (B) according to one embodiment of the present invention described above.

非水電解質の非水溶媒に占めるDMCの含有量が10体積%以下の場合等は、非水電解質は高い耐酸化性を有する。従って当該二次電池(蓄電素子)がこのような非水電解質を備える場合、当該二次電池を高い作動電圧で用いることができる。例えば、当該二次電池の通常使用時の充電終止電圧における正極電位は、例えば4.0V(vs.Li/Li)以上であってもよいが、4.3V(vs.Li/Li)以上が好ましい。一方、この通常使用時の充電終止電圧における正極電位の上限は、例えば5.2V(vs.Li/Li)であり、5.0V(vs.Li/Li)であってもよい。 When the content of DMC in the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte is 10% by volume or less, the non-aqueous electrolyte has high oxidation resistance. Therefore, when the secondary battery (power storage element) includes such a non-aqueous electrolyte, the secondary battery can be used at a high operating voltage. For example, the positive electrode potential at the charging end voltage during normal use of the secondary battery may be, for example, 4.0 V (vs. Li/Li + ) or more, but may be 4.3 V (vs. Li/Li + ). The above is preferable. On the other hand, the upper limit of the positive electrode potential at the charge termination voltage during normal use is, for example, 5.2 V (vs. Li/Li + ), and may be 5.0 V (vs. Li/Li + ).

<非水電解質蓄電素子の製造方法>
本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、公知の方法により製造することができる。当該蓄電素子は、例えば、正極を作製すること、負極を作製すること、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こと、正極及び負極(電極体)を容器に収容すること、並びに非水電解質を容器に注入することを備える製造方法により製造することができる。これらの工程の後、注入口を封止することにより二次電池(蓄電素子)を得ることができる。
<Method for producing non-aqueous electrolyte storage element>
A non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention can be manufactured by a known method. For example, the electric storage element is manufactured by manufacturing a positive electrode, manufacturing a negative electrode, laminating or winding the positive electrode and the negative electrode with a separator interposed therebetween to form an alternately superimposed electrode body, It can be manufactured by a manufacturing method comprising housing the (electrode body) in a container and injecting a non-aqueous electrolyte into the container. After these steps, a secondary battery (power storage element) can be obtained by sealing the inlet.

<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及び負極は、明確な層構造を有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活物質が担持された構造などであってもよい。
<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, the positive electrode and the negative electrode of the non-aqueous electrolyte storage element may not have a definite layer structure. For example, the positive electrode may have a structure in which a positive electrode active material 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(非水電解質二次電池)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、正極合材を備える正極と、負極合材を備える負極とが、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、本発明の一実施形態に係る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 (non-aqueous electrolyte secondary battery) that is one 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 including a positive electrode mixture and a negative electrode including 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 according to one embodiment of the present invention.

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.

実施例及び比較例で用いた非水溶媒及びスルホン酸アニオンを有する塩等の略称を以下に示す。
(非水溶媒)
EC :エチレンカーボネート
PC :プロピレンカーボネート
EMC:エチルメチルカーボネート
Abbreviations of non-aqueous solvents and salts having sulfonate anions used in Examples and Comparative Examples are shown below.
(Non-aqueous solvent)
EC: Ethylene carbonate PC: Propylene carbonate EMC: Ethyl methyl carbonate

(スルホン酸アニオンを有する塩等)
LiTFMS:リチウムトリフルオロメタンスルホネート
LiNFBS:リチウムノナフルオロ-1-ブタンスルホネート
KNFBS :カリウムノナフルオロ-1-ブタンスルホネート
LiPFOS:リチウムヘプタデカフルオロ-1-オクタンスルホネート
HTMABr:ヘキシルトリメチルアンモニウムブロマイド
NaBS :ナトリウム1-ブタンスルホネート
PFHA :ウンデカフルオロヘキサン酸
DMOSPAH:ジメチル(n-オクチル)(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド分子内塩
(Salt having a sulfonate anion, etc.)
LiTFMS: lithium trifluoromethanesulfonate LiNFBS: lithium nonafluoro-1-butanesulfonate KNFBS: potassium nonafluoro-1-butanesulfonate LiPFOS: lithium heptadecafluoro-1-octane sulfonate HTMABr: hexyltrimethylammonium bromide NaBS: sodium 1-butanesulfonate PFHA: undecafluorohexanoic acid DMOSPAH: dimethyl(n-octyl)(3-sulfopropyl)ammonium hydroxide inner salt

[実施例1]
(非水電解質の調製)
ECとPCとEMCとを体積比30:10:60で混合してなる非水溶媒に、電解質塩としてヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)を1.2mol/Lの含有量となるように混合した溶液を作製した。この溶液に、スルホン酸アニオンを有する塩としてLiNFBSを2質量%の含有量となるように混合し、非水電解質を調製した。
[Example 1]
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt was mixed in a non-aqueous solvent obtained by mixing EC, PC, and EMC at a volume ratio of 30:10:60 so that the content was 1.2 mol/L. A solution was prepared. This solution was mixed with LiNFBS as a salt having a sulfonate anion so as to have a content of 2% by mass to prepare a non-aqueous electrolyte.

[実施例2~6、比較例1~8]
非水溶媒の種類及び体積比、電解質塩の含有量、並びにスルホン酸アニオンを有する塩等(スルホン酸アニオンを有する塩又はその代替の塩)の種類及び含有量を表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2~6及び比較例1~8の各非水電解質を得た。なお、表中の「-」は相当する成分を用いていないことを示す。
[Examples 2 to 6, Comparative Examples 1 to 8]
The type and volume ratio of the non-aqueous solvent, the content of the electrolyte salt, and the type and content of the salt having a sulfonate anion (salt having a sulfonate anion or a substitute salt thereof) are as shown in Table 1. Non-aqueous electrolytes of Examples 2 to 6 and Comparative Examples 1 to 8 were obtained in the same manner as in Example 1 except for the above. "-" in the table indicates that the corresponding component was not used.

[評価](水溶性評価)
得られた各非水電解質について、以下の水溶性評価を行った。1気圧20℃の雰囲気下、10mLの純水と10mLの非水電解質とを50mLのビーカーに注ぎ、穏やかにかき混ぜた。具体的には、攪拌棒を用い、回転速度60rpmで、20回かき混ぜた。かき混ぜた後、30秒以上静置し、目視で流動が認められなくなったことを確認した。流動がおさまった後も混合液が均一な外観を維持するものを水溶性液体、二相に分離したものを非水溶性液体と評価した。評価結果を表1に示す。
[Evaluation] (Evaluation of water solubility)
Each of the obtained non-aqueous electrolytes was evaluated for water solubility as follows. In an atmosphere of 1 atm and 20° C., 10 mL of pure water and 10 mL of nonaqueous electrolyte were poured into a 50 mL beaker and gently stirred. Specifically, using a stirring rod, the mixture was stirred 20 times at a rotational speed of 60 rpm. After stirring, the mixture was allowed to stand still for 30 seconds or more, and it was visually confirmed that no flow was observed. A mixture that maintained a uniform appearance after the flow stopped was evaluated as a water-soluble liquid, and a mixture that separated into two phases was evaluated as a non-water-soluble liquid. Table 1 shows the evaluation results.

Figure 0007272044000001
Figure 0007272044000001

上記表1に示されるように、スルホン酸アニオンを有する塩等を含有していない比較例1、炭素数が1のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩であるLiTFMSを含有する比較例2、及びスルホン酸アニオンを有する塩以外の塩を含有する比較例3~6の各非水電解質は、いずれも非水溶性液体であった。さらに、非水溶媒におけるEMCの含有量が65体積%を超える比較例7、8の非水電解質は、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有しているにも拘らず、非水溶性液体であった。これに対し、非水溶媒に占めるEMCの含有量が65体積%以下であり、かつ炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有する実施例1~6の非水電解質は、水溶性液体となった。 As shown in Table 1 above, Comparative Example 1 containing no salt having a sulfonate anion, etc., and a comparison containing LiTFMS, which is a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 1 carbon number Each of the nonaqueous electrolytes of Example 2 and Comparative Examples 3 to 6 containing salts other than salts having a sulfonate anion were water-insoluble liquids. Furthermore, the non-aqueous electrolytes of Comparative Examples 7 and 8, in which the EMC content in the non-aqueous solvent exceeds 65% by volume, contain a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms. However, it was a water-insoluble liquid. On the other hand, in Examples 1 to 6, the EMC content in the non-aqueous solvent is 65% by volume or less, and the salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms is contained. The non-aqueous electrolyte became a water-soluble liquid.

[実施例7]
(非水電解質の調製)
ECとPCとEMCとを体積比30:10:60で混合してなる非水溶媒に、電解質塩としてヘキサフルオロリン酸リチウム(LiPF)を1.2mol/Lの含有量となるように混合した溶液を作製した。この溶液に、スルホン酸アニオンを有する塩としてLiNFBSを0.5質量%の含有量となるように混合し、非水電解質を調製した。
[Example 7]
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
Lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) as an electrolyte salt was mixed in a non-aqueous solvent obtained by mixing EC, PC, and EMC at a volume ratio of 30:10:60 so that the content was 1.2 mol/L. A solution was prepared. This solution was mixed with LiNFBS as a salt having a sulfonate anion so as to have a content of 0.5% by mass to prepare a non-aqueous electrolyte.

(正極の作製)
正極活物質として、α-NaFeO型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物であるLiNi1/3Mn1/3Co1/3を用いた。質量比で、正極活物質:アセチレンブラック(AB):ポリフッ化ビニリデン(PVDF)=93:4:3の割合(固形物換算)で含み、N-メチルピロリドン(NMP)を分散媒とする正極ペーストを作製した。この正極ペーストを正極基材としての帯状のアルミニウム箔の両面に塗布し、乾燥させてNMPを除去した。これをローラープレス機により加圧して正極活物質層を成型した後、100℃で14時間減圧乾燥して、極板中の水分を除去した。このようにして正極を得た。
(Preparation of positive electrode)
LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , which is a lithium transition metal composite oxide having an α-NaFeO 2 -type crystal structure, was used as the positive electrode active material. A positive electrode paste containing a positive electrode active material: acetylene black (AB): polyvinylidene fluoride (PVDF) at a mass ratio of 93:4:3 (in terms of solid matter) and using N-methylpyrrolidone (NMP) as a dispersion medium. was made. This positive electrode paste was applied to both sides of a strip-shaped aluminum foil as a positive electrode substrate and dried to remove NMP. After pressurizing this with a roller press to mold a positive electrode active material layer, it was dried under reduced pressure at 100° C. for 14 hours to remove moisture in the electrode plate. Thus, a positive electrode was obtained.

(負極の作製)
負極活物質として、黒鉛を用いた。質量比で、負極活物質(黒鉛):スチレンブタジエンゴム(SBR):カルボキシメチルセルロース(CMC)=97:2:1の割合(固形分換算)で含み、水を分散媒とする負極ペーストを作製した。この負極ペーストを負極基材としての帯状の銅箔集電体の両面に塗布し、乾燥させて水を除去した。これをローラープレス機により加圧して負極活物質層を成型した後、100℃で12時間減圧乾燥して、極板中の水分を除去した。このようにして負極を得た。
(Preparation of negative electrode)
Graphite was used as a negative electrode active material. A negative electrode paste containing negative electrode active material (graphite): styrene-butadiene rubber (SBR): carboxymethyl cellulose (CMC) at a mass ratio of 97:2:1 (in terms of solid content) and using water as a dispersion medium was prepared. . This negative electrode paste was applied to both sides of a strip-shaped copper foil current collector as a negative electrode substrate, and dried to remove water. After pressurizing this with a roller press to form a negative electrode active material layer, it was dried under reduced pressure at 100° C. for 12 hours to remove moisture in the electrode plate. Thus, a negative electrode was obtained.

(非水電解質蓄電素子の作製)
セパレータとして、無機層が塗工されたポリオレフィン製微多孔膜を用いた。このセパレータを介して、上記正極と上記負極とを積層することにより電極体を作製した。この電極体をアルミニウム製の角形電槽缶に収納し、正極端子及び負極端子を取り付けた。この容器(角形電槽缶)内部に上記非水電解質を注入した後、封口し、実施例7の非水電解質蓄電素子(二次電池)を得た。
(Preparation of non-aqueous electrolyte storage element)
A polyolefin microporous membrane coated with an inorganic layer was used as a separator. An electrode body was produced by laminating the positive electrode and the negative electrode with the separator interposed therebetween. This electrode body was housed in an aluminum rectangular container can, and a positive electrode terminal and a negative electrode terminal were attached. After the non-aqueous electrolyte was injected into the container (rectangular battery can), the container was sealed to obtain a non-aqueous electrolyte storage element (secondary battery) of Example 7.

[実施例8~10、比較例9]
スルホン酸アニオンを有する塩の種類及び含有量を表2に示すとおりとしたこと以外は、実施例7と同様にして、実施例8~10及び比較例9の各非水電解質及び非水電解質蓄電素子を得た。なお、表の添加剤の欄中の「-」は相当するスルホン酸アニオンを有する塩を用いていないことを示す。
[Examples 8 to 10, Comparative Example 9]
Each nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte power storage of Examples 8 to 10 and Comparative Example 9 were prepared in the same manner as in Example 7, except that the type and content of the salt having a sulfonate anion were as shown in Table 2. I got the device. In addition, "-" in the column of additive in the table indicates that the corresponding salt having a sulfonate anion was not used.

[評価](初期充放電及びACRの測定)
得られた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。1サイクル目は、25℃で4.25Vまで充電電流0.2Cの定電流にて充電したのちに、4.25Vで定電圧充電(CCCV)した。充電の終了条件は、電流値が0.02Cに至った時点とした。その後、25℃で2.75Vまで0.2Cの定電流で放電した。2サイクル目は、25℃で4.25Vまで1Cの定電流充電したのちに、4.25Vで定電圧充電した。充電の終了条件は、電流値が0.02Cに至った時点とした。その後、25℃で2.75Vまで1Cの定電流で放電した。全てのサイクルにおいて、充電後及び放電後に、10分間の休止時間を設定した。その後、25℃で2.75Vまで0.2Cの定電流で放電した。
上記初期充放電後の各非水電解質蓄電素子について、1kHzの初期交流抵抗(ACR)を求めた。比較例9の非水電解質蓄電素子のACRを基準(100%)とした相対値として、各非水電解質蓄電素子のACRを表2に示す。
[Evaluation] (Initial charge/discharge and ACR measurement)
Initial charge/discharge was performed on each obtained non-aqueous electrolyte storage element under the following conditions. In the first cycle, the battery was charged at a constant current of 0.2C to 4.25V at 25°C and then constant voltage charge (CCCV) at 4.25V. The termination condition of charging was when the current value reached 0.02C. After that, the battery was discharged at a constant current of 0.2C to 2.75V at 25°C. In the second cycle, the battery was charged at a constant current of 1C to 4.25V at 25°C and then charged at a constant voltage of 4.25V. The termination condition of charging was when the current value reached 0.02C. After that, the battery was discharged at a constant current of 1C to 2.75V at 25°C. A rest period of 10 minutes was set after charging and after discharging for all cycles. After that, the battery was discharged at a constant current of 0.2C to 2.75V at 25°C.
An initial AC resistance (ACR) of 1 kHz was obtained for each non-aqueous electrolyte storage element after the initial charge/discharge. Table 2 shows the ACR of each non-aqueous electrolyte storage element as a relative value with the ACR of the non-aqueous electrolyte storage element of Comparative Example 9 as the reference (100%).

Figure 0007272044000002
Figure 0007272044000002

表2に示されるように、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有する非水電解質を用いることで、蓄電素子の初期抵抗を下げることができることがわかる。 As shown in Table 2, by using a non-aqueous electrolyte containing a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms, it can be seen that the initial resistance of the storage element can be lowered. .

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 (6)

エチルメチルカーボネートを含む非水溶媒、及び
炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩
を含有し、
上記非水溶媒に占める上記エチルメチルカーボネートの含有量が60体積%以下である、蓄電素子用の非水電解質。
A non-aqueous solvent containing ethyl methyl carbonate, and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms,
A non-aqueous electrolyte for a power storage device, wherein the ethyl methyl carbonate content in the non-aqueous solvent is 60 % by volume or less.
上記非水溶媒に占めるジメチルカーボネートの含有量が10体積%以下である請求項1の非水電解質。 2. The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the content of dimethyl carbonate in said non-aqueous solvent is 10% by volume or less. 請求項1又は請求項の非水電解質を備える非水電解質蓄電素子。 A non-aqueous electrolyte storage element comprising the non-aqueous electrolyte according to claim 1 or 2 . 通常使用時の充電終止電圧における正極電位が4.3V(vs.Li/Li)以上である請求項の非水電解質蓄電素子。 4. The non-aqueous electrolyte storage element according to claim 3 , wherein the positive electrode potential at the end-of-charge voltage during normal use is 4.3 V (vs. Li/Li + ) or more. 炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩を含有し、
エチルメチルカーボネートを含む非水溶媒を含有し、且つ上記非水溶媒に占める上記エチルメチルカーボネートの含有量が60体積%以下である非水電解質に添加されるよう用いられる、非水電解質の水溶性化剤。
Containing a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms,
An aqueous solution of a non-aqueous electrolyte used to be added to a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent containing ethyl methyl carbonate and having a content of the ethyl methyl carbonate in the non-aqueous solvent of 60% by volume or less. sexual agent.
エチルメチルカーボネートを含む非水溶媒と、炭素数が4以上のフッ素化炭化水素基を有するスルホン酸アニオンを有する塩とを混合することを備え、
上記非水溶媒に占める上記エチルメチルカーボネートの含有量が60体積%以下である、蓄電素子用の非水電解質の製造方法。
Mixing a non-aqueous solvent containing ethyl methyl carbonate and a salt having a sulfonate anion having a fluorinated hydrocarbon group with 4 or more carbon atoms,
A method for producing a non-aqueous electrolyte for a power storage device, wherein the ethyl methyl carbonate content in the non-aqueous solvent is 60 % by volume or less.
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