JP7342028B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery Download PDF

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Description

本発明は、非水系電解液、及び非水系電解液電池に関し、詳しくは特定の化合物を含有する非水系電解液、及びこの非水系電解液を用いた非水系電解液電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte battery, and more particularly to a non-aqueous electrolyte containing a specific compound and a non-aqueous electrolyte battery using this non-aqueous electrolyte.

近年、電気自動車用等の駆動用車載電源の用途において、リチウム二次電池等の非水系電解液電池が実用化されている。
非水系電解液電池の電池特性を改善する手段として、正極や負極の活物質、非水系電解液の添加剤分野において数多くの検討がなされている。
例えば、特許文献1には、非水系電解液にイソシアヌル酸誘導体を含有させることにより、保存時の自己放電を抑制し、保存特性を改善する検討が開示されている。
BACKGROUND ART In recent years, non-aqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries have been put into practical use as in-vehicle power sources for driving electric vehicles and the like.
As a means of improving the battery characteristics of non-aqueous electrolyte batteries, many studies have been made in the fields of active materials for positive and negative electrodes and additives for non-aqueous electrolytes.
For example, Patent Document 1 discloses a study in which self-discharge during storage is suppressed and storage characteristics are improved by incorporating an isocyanuric acid derivative into a non-aqueous electrolytic solution.

特開平7-192757号Japanese Patent Application Publication No. 7-192757

近年、電気自動車の車載用途電源に用いられるリチウム二次電池の高容量化が加速されており、電池ケース内に構成部材以外の空隙が少なくなっている。そのため、高温保存時に発生するガスにより電池が膨れてしまう。また、電池内の電解液量も少なくなるため、例えば、高温保存により電極上に堆積している被膜が溶出した場合の補修成分の量が少なくなる。そのため、被膜が溶出した場合、電解液の連続的な分解反応が進行することで被膜の厚みが増加し、電池の抵抗が増加する2つの問題点があった。このため、高温保存におけるガスの発生のみならず、電池の抵抗増加も抑制することが重要である。 In recent years, the capacity of lithium secondary batteries used as on-vehicle power supplies for electric vehicles has been increasing at an accelerated pace, and the number of voids other than those for constituent members in a battery case is decreasing. Therefore, the battery swells due to the gas generated during high-temperature storage. Furthermore, since the amount of electrolyte in the battery is also reduced, the amount of repair component is reduced when, for example, a film deposited on the electrode is eluted due to high temperature storage. Therefore, when the coating is eluted, there are two problems: the thickness of the coating increases due to continuous decomposition reactions of the electrolytic solution, and the resistance of the battery increases. Therefore, it is important to suppress not only the generation of gas during high-temperature storage but also the increase in resistance of the battery.

しかし、本発明者等の検討によれば、特許文献1に開示された重合性官能基を分子内に有するイソシアヌル酸化合物を含む電解液を用いると、高温保存におけるガス発生は抑制される一方、非水系電解液電池の電池抵抗が増加する問題があることがわかった。 However, according to studies by the present inventors, when an electrolytic solution containing an isocyanuric acid compound having a polymerizable functional group in the molecule disclosed in Patent Document 1 is used, gas generation during high-temperature storage is suppressed; It has been found that non-aqueous electrolyte batteries have a problem of increased battery resistance.

本発明者らは、上記目的を達成するために種々の検討を重ねた結果、特定の化合物を電解液中に含有させることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。本発明は以下の態様を提供する。
[1]下記一般式(A)で表される化合物を含有する非水系電解液。
As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors discovered that the above problem could be solved by incorporating a specific compound into the electrolytic solution, and thus completed the present invention. . The present invention provides the following aspects.
[1] A non-aqueous electrolyte containing a compound represented by the following general formula (A).

Figure 0007342028000001
Figure 0007342028000001

(式(A)中、R~Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~12の炭化水素基を示し、Xは置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキレン基を示す。)
[2]前記一般式(A)中、R~Rの少なくとも1つは、炭素-炭素不飽和結合を有する炭素数1~12の炭化水素基である、[1]に記載の非水系電解液。
[3]前記炭素-炭素不飽和結合を有する炭素数1~12の炭化水素基が、アリル基又はメタリル基である、[2]に記載の非水系電解液。
[4]前記一般式(A)で表される化合物の含有量が、前記非水系電解液の全量に対して0.001質量%以上10質量%以下である、[1]~[3]のいずれか1に記載の非水系電解液。
[5]前記非水系電解液が、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素原子を有する環状カーボネート、シアノ基を有する化合物、ジイソシアネート化合物、環状スルホン酸エステル、フッ素化された塩及びオキサラート塩からなる群Wより選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する、[1]~[4]のいずれか1に記載の非水系電解液。
[6]正極及び負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液電池であって、該非水系電解液が、[1]~[5]のいずれか1に記載の非水系電解液である、非水系電解液電池。
[7]前記負極が負極活物質を含み、該負極活物質が炭素を含有する、[6]に記載の非水系電解液電池。
[8]前記負極が負極活物質を含み、該負極活物質が、ケイ素(Si)またはスズ(Sn)を含有する、[6]に記載の非水系電解液電池。
[9]前記負極が負極活物質を含み、該負極活物質が、ケイ素(Si)もしくはスズ(Sn)を含有する粒子と黒鉛粒子の混合物及び/または複合体である、[6]に記載の非水系電解液電池。
[10]前記正極が正極活物質を含み、該正極活物質が下記組成式(1)で表される金属酸化物を含有する、[6]~[9]のいずれか1に記載の非水系電解液電池。
(In formula (A), R 1 to R 4 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent, and X may have a substituent. (Indicates an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.)
[2] The non-aqueous system according to [1], wherein in the general formula (A), at least one of R 1 to R 4 is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and having a carbon-carbon unsaturated bond. Electrolyte.
[3] The non-aqueous electrolyte according to [2], wherein the hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and having a carbon-carbon unsaturated bond is an allyl group or a methallyl group.
[4] The content of the compound represented by the general formula (A) is 0.001% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the non-aqueous electrolyte, [1] to [3] The non-aqueous electrolyte according to any one of the above.
[5] The nonaqueous electrolyte is a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, a cyclic carbonate having a fluorine atom, a compound having a cyano group, a diisocyanate compound, a cyclic sulfonic acid ester, a fluorinated salt, and an oxalate salt. The non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [4], which contains at least one compound selected from Group W consisting of:
[6] A non-aqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is the non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [5]. A non-aqueous electrolyte battery.
[7] The non-aqueous electrolyte battery according to [6], wherein the negative electrode includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material contains carbon.
[8] The nonaqueous electrolyte battery according to [6], wherein the negative electrode includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material contains silicon (Si) or tin (Sn).
[9] The negative electrode includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material is a mixture and/or composite of graphite particles and particles containing silicon (Si) or tin (Sn). Non-aqueous electrolyte battery.
[10] The nonaqueous system according to any one of [6] to [9], wherein the positive electrode contains a positive electrode active material, and the positive electrode active material contains a metal oxide represented by the following composition formula (1). electrolyte battery.

Lia1Nib1Coc1d1・・・(1)
(上記式(1)中、a1、b1、c1及びd1は、0.90≦a1≦1.10、0.50≦b1≦0.98、0.01≦c1<0.50、0.01≦d1<0.50の数値を示し、b1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 ...(1)
(In the above formula (1), a1, b1, c1 and d1 are 0.90≦a1≦1.10, 0.50≦b1≦0.98, 0.01≦c1<0.50, 0.01 Indicates a numerical value of ≦d1<0.50, and satisfies b1+c1+d1=1.M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)

本発明また、かかる非水系電解液を用いることで、高温保存におけるガス発生の抑制だけでなく、非水系電解液電池の内部抵抗(以下、単に電池抵抗と記載する)の増加も抑制できる非水系電解液電池を提供することができる。 The present invention also provides a non-aqueous electrolyte that can suppress not only gas generation during high-temperature storage but also an increase in internal resistance (hereinafter simply referred to as battery resistance) of a non-aqueous electrolyte battery. An electrolyte battery can be provided.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。以下の実施の形態は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はこれらに限定されるものではない。また、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲内で任意に変更して実施することができる。
<1.非水系電解液>
<1-1.一般式(A)で表される化合物>
本発明の一実施形態に係る非水系電解液は下記一般式(A)で表される化合物を含有する。
Embodiments of the present invention will be described in detail below. The following embodiments are examples (representative examples) of the embodiments of the present invention, and the present invention is not limited thereto. Moreover, the present invention can be implemented with arbitrary changes within the scope without departing from the gist thereof.
<1. Non-aqueous electrolyte>
<1-1. Compound represented by general formula (A)>
A non-aqueous electrolytic solution according to one embodiment of the present invention contains a compound represented by the following general formula (A).

Figure 0007342028000002
Figure 0007342028000002

式(A)中、R~Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~12の炭化水素基を示し、Xは置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキレン基を示す。
ここで、前記置換基としては、シアノ基、イソシアナト基、アシル基(-(C=O)-Ra)、アシルオキシ基(-O(C=O)-Ra)、アルコキシカルボニル基(-(C=O)O-Ra)、スルホニル基(-SO-Ra)、スルホニルオキシ基(-O(SO)-Ra)、アルコキシスルホニル基(-(SO)-O-Ra)、アルコキシカルボニルオキシ基(-O-(C=O)-O-Ra)、エーテル基(-O-Ra)、アクリル基、メタクリル基、ハロゲン(好ましくは、フッ素)、トリフルオロメチル基等が挙げられる。なお、Raは、炭素数1~10のアルキル基、炭素数2~10のアルケニル基又は炭素数2~10のアルキニル基を示す。Raの具体例としては、後述のものが挙げられる。
In formula (A), R 1 to R 4 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent, and X is a carbon atom which may have a substituent. Indicates an alkylene group having numbers 1 to 12.
Here, the substituents include a cyano group, an isocyanato group, an acyl group (-(C=O)-Ra), an acyloxy group (-O(C=O)-Ra), an alkoxycarbonyl group (-(C= O)O-Ra), sulfonyl group (-SO 2 -Ra), sulfonyloxy group (-O(SO 2 )-Ra), alkoxysulfonyl group (-(SO 2 )-O-Ra), alkoxycarbonyloxy group (-O-(C=O)-O-Ra), ether group (-O-Ra), acrylic group, methacryl group, halogen (preferably fluorine), trifluoromethyl group, and the like. Note that Ra represents an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms. Specific examples of Ra include those described below.

これらの置換基の中でも好ましくは、シアノ基、イソシアナト基、アシルオキシ基(-O(C=O)-Ra)、アルコキシカルボニル基(-(C=O)O-Ra)、スルホニル基(-SO-Ra)、スルホニルオキシ基(-O(SO)-Ra)、アルコキシスルホニル基(-(SO)-O-Ra)、アクリル基又はメタクリル基である。Among these substituents, preferred are a cyano group, an isocyanato group, an acyloxy group (-O(C=O)-Ra), an alkoxycarbonyl group (-(C=O)O-Ra), and a sulfonyl group (-SO 2 -Ra), a sulfonyloxy group (-O(SO 2 )-Ra), an alkoxysulfonyl group (-(SO 2 )-O-Ra), an acrylic group, or a methacryl group.

前記炭素数1~12の炭化水素基の具体例としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アルキレン基を介していてもよいアリール基が挙げられる。これらの中でも好ましくは、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基であり、さらに好ましくは、アルケニル基又はアルキニル基であり、特に好ましくは、アルケニル基である。 Specific examples of the hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms include an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group which may have an alkylene group interposed therebetween. Among these, an alkyl group, an alkenyl group, or an alkynyl group is preferred, an alkenyl group or an alkynyl group is more preferred, and an alkenyl group is particularly preferred.

前記アルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、s-ブチル基、i-ブチル基、t-ブチル基、n-ペンチル基、t-アミル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、エチル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基又はヘキシル基であり、より好ましくは、エチル基、n-プロピル基又はn-ブチル基である。 Specific examples of the alkyl group include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, s-butyl group, i-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, Examples include t-amyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl group, and decyl group. Among these, preferred are ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, or hexyl group, and more preferred are ethyl group, n-propyl group, or n-butyl group.

前記シクロアルキル基の具体例としては、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、アダマンチル基等が挙げられ、シクロヘキシル基又はアダマンチル基が好ましい。
前記アルケニル基の具体例としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、2-ブテニル基、3-メチル2-ブテニル基、3-ブテニル基、4-ペンテニル基等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、ビニル基、アリル基、メタリル基又は2-ブテニル基であり、さらに好ましくは、ビニル基、アリル基又はメタリル基であり、特に好ましくは、アリル基又はメタリル基であり、最も好ましくはアリル基である。炭化水素基がこのようなアルケニル基であると、立体障害が適切であり、且つ一般式(A)の化合物が電極上で反応して電極抵抗が増大することを好適な程度に調整できるためである。
Specific examples of the cycloalkyl group include a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, a cyclooctyl group, and an adamantyl group, with a cyclohexyl group or an adamantyl group being preferred.
Specific examples of the alkenyl group include vinyl group, allyl group, methallyl group, 2-butenyl group, 3-methyl-2-butenyl group, 3-butenyl group, and 4-pentenyl group. Among these, vinyl group, allyl group, methallyl group or 2-butenyl group are preferred, vinyl group, allyl group or methallyl group is more preferred, allyl group or methallyl group is particularly preferred, and most preferred is vinyl group, allyl group or methallyl group. Preferably it is an allyl group. This is because when the hydrocarbon group is such an alkenyl group, steric hindrance is appropriate and the increase in electrode resistance caused by the reaction of the compound of general formula (A) on the electrode can be adjusted to a suitable degree. be.

前記アルキニル基の具体例としては、エチニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、4-ペンチニル基、5-ヘキシニル基等が挙げられる。これらの中でも好ましくは、エチニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基又は3-ブチニル基であり、さらに好ましくは、2-プロピニル基又は3-ブチニル基であり、特に好ましくは、2-プロピニル基である。炭化水素基がこのようなアルキニル基であると、立体障害が適切であり、且つ一般式(A)の化合物が電極上で反応することによる電極抵抗の増加を好適な程度に調整できるためである。 Specific examples of the alkynyl group include ethynyl group, 2-propynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 4-pentynyl group, 5-hexynyl group, and the like. Among these, preferred are ethynyl group, 2-propynyl group, 2-butynyl group, or 3-butynyl group, more preferred are 2-propynyl group or 3-butynyl group, and particularly preferred are 2-propynyl group. It is. This is because when the hydrocarbon group is such an alkynyl group, steric hindrance is appropriate and the increase in electrode resistance due to the reaction of the compound of general formula (A) on the electrode can be adjusted to a suitable level. .

前記アルキレン基を介していてもよいアリール基の具体例としては、フェニル基、トリル基、ベンジル基、フェネチル基等が挙げられる。 Specific examples of the aryl group which may be interposed through the alkylene group include phenyl group, tolyl group, benzyl group, phenethyl group, and the like.

前記R~Rは、好ましくは、置換基を有していてもよいアルキル基、アリル基又はメタリル基であり、被膜形成能の観点からアリル基が特に好ましい。
また、前記R~Rの少なくとも1つは、炭素-炭素不飽和結合を有する炭素数1~12の炭化水素基であることが好ましい。炭素-炭素不飽和結合を有する炭化水素基は、置換基に炭素-炭素不飽和結合を有していてもよく、好ましくは末端に炭素-炭素不飽和結合を有する基を含み、より好ましくはアリル基、メタリル基及びブテニル基からなる群より選ばれる少なくとも1種を含み、さらに好ましくはアリル基又はメタリル基である。
The R 1 to R 4 are preferably an alkyl group, an allyl group, or a methallyl group which may have a substituent, and an allyl group is particularly preferable from the viewpoint of film-forming ability.
Further, at least one of R 1 to R 4 is preferably a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and having a carbon-carbon unsaturated bond. The hydrocarbon group having a carbon-carbon unsaturated bond may have a carbon-carbon unsaturated bond in a substituent, preferably includes a group having a carbon-carbon unsaturated bond at the terminal, and more preferably allyl. , a methallyl group, and a butenyl group, and more preferably an allyl group or a methallyl group.

また、R~Rは、それぞれ同一でも異なっていてもよいが、好ましくはRとRとが同一の基又はRとRとが同一の基であり、より好ましくはRとRとが同一の基かつRとRとが同一の基であり、特に好ましくはR~Rの全てが同一の基である。RとRとが同一の基及び/又はRとRとが同一の基であると、負極上で一般式(A)で表される化合物が均一に反応し、絶縁性被膜を好適に形成できるため、好ましい。
前記Xの炭素数は2~8が好ましく、2~6が更に好ましい。Xが有していてもよい置換基は、炭化水素基が有していてもよい置換基と同様の置換基が挙げられ、好ましい置換基も同様の基であるが、前記Xは置換基を有さないことが好ましい。
Further, R 1 to R 4 may be the same or different, but preferably R 1 and R 2 are the same group or R 3 and R 4 are the same group, and more preferably R 1 and R 2 are the same group, and R 3 and R 4 are the same group, particularly preferably all of R 1 to R 4 are the same group. When R 1 and R 2 are the same group and/or R 3 and R 4 are the same group, the compound represented by the general formula (A) reacts uniformly on the negative electrode, forming an insulating film. It is preferable because it can be formed suitably.
The number of carbon atoms in X is preferably 2 to 8, more preferably 2 to 6. Examples of the substituent that X may have include the same substituents as the substituents that a hydrocarbon group may have, and preferred substituents are also the same groups, but the above-mentioned X has no substituent. It is preferable not to have it.

本実施形態に用いる一般式(A)で表される化合物の具体的な例としては以下の構造の化合物が挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the general formula (A) used in this embodiment include compounds having the following structures.

Figure 0007342028000003
Figure 0007342028000003

Figure 0007342028000004
Figure 0007342028000004

Figure 0007342028000005
Figure 0007342028000005

一般式(A)で表される化合物としては、中でも、好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。 Among the compounds represented by the general formula (A), compounds having the following structures are preferably mentioned.

Figure 0007342028000006
Figure 0007342028000006

Figure 0007342028000007
Figure 0007342028000007

一般式(A)で表される化合物としては、さらに好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。 More preferable examples of the compound represented by the general formula (A) include compounds having the following structures.

Figure 0007342028000008
Figure 0007342028000008

Figure 0007342028000009
Figure 0007342028000009

一般式(A)で表される化合物としては、特に好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。 Particularly preferred examples of the compound represented by the general formula (A) include compounds having the following structures.

Figure 0007342028000010
Figure 0007342028000010

一般式(A)で表される化合物としては、最も好ましくは、以下の構造の化合物が挙げられる。 The compound represented by the general formula (A) is most preferably a compound having the following structure.

Figure 0007342028000011
Figure 0007342028000011

本実施形態に用いる一般式(A)で表される化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
本実施形態の非水系電解液全体に対する一般式(A)で表される化合物の含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上であり、また、通常10質量%以下、好ましくは2.00質量%以下、より好ましくは1.50質量%以下、さらに好ましくは1.00質量%以下、特に好ましくは0.75質量%以下、最も好ましくは0.60質量%以下である。一般式(A)で表される化合物の含有量がこの範囲であれば高温保存におけるガスの発生が抑制できるだけでなく、電池抵抗の増加も抑制できる。非水系電解液中の一般式(A)で表される化合物の含有量の測定方法は、例えば、H-NMRが挙げられる。
The compounds represented by the general formula (A) used in this embodiment may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
The content of the compound represented by general formula (A) in the entire nonaqueous electrolyte of this embodiment is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more in 100% by mass of the nonaqueous electrolyte. , more preferably 0.05% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 2.00% by mass or less, more preferably 1.50% by mass or less, still more preferably 1.00% by mass or less, Particularly preferably 0.75% by mass or less, most preferably 0.60% by mass or less. If the content of the compound represented by general formula (A) is within this range, not only can gas generation during high-temperature storage be suppressed, but also an increase in battery resistance can be suppressed. A method for measuring the content of the compound represented by the general formula (A) in the non-aqueous electrolyte includes, for example, 1 H-NMR.

一般式(A)で表される化合物を含有する非水系電解液を用いることにより、高温保存におけるガス発生の抑制だけでなく、電池抵抗の増加も抑制できるメカニズムは明らかではないが、以下の様に推測する。
非水系電解液の構成成分であるリチウム塩や溶媒であるカーボネート化合物は、初期充電時に負極と電気化学的に反応し、分解反応が進行する。一般式(A)で表される化合物は構造内に、それら還元分解物と反応する部位を有するため、負極上に一般式(A)で表される化合物と電解液成分の分解物から成る複合的な被膜を形成する。この被膜は高温下での絶縁性が高いため、高温保存時の負極での副反応を抑え、ガス発生を抑制する。また、従来用いられてきた、例えば、特許文献1に記載された重合性官能基を分子内に有するイソシアヌル酸化合物は、初回充電時に反応が十分に進行せずに構造内の反応部位が残っている場合は、高温保存時に電解液の還元分解物と残存している反応部位との反応が過剰に進行し、電池抵抗が増大してしまうと考えられる。一方、一般式(A)で表される化合物は、還元分解物との反応性を有するユニットの間にアルキレン鎖を有するため、例え、初回充電時に反応が十分に進行せずに構造内の反応部位が残ってしまっている場合でも、高温保存試験中に被膜形成反応が均一に進行し、局所的な抵抗増大を抑制することに成功したものと推測する。これにより、高温保存におけるガス発生の抑制だけでなく、電池抵抗の増加抑制の両方を実現することができたものと推測する。
Although the mechanism by which the use of a non-aqueous electrolyte containing the compound represented by general formula (A) not only suppresses gas generation during high-temperature storage but also suppresses increases in battery resistance is not clear, it is explained below. I guess.
The lithium salt, which is a component of the non-aqueous electrolyte, and the carbonate compound, which is a solvent, electrochemically react with the negative electrode during initial charging, and a decomposition reaction progresses. Since the compound represented by the general formula (A) has a site within its structure that reacts with these reductive decomposition products, a composite consisting of the compound represented by the general formula (A) and the decomposition products of the electrolyte components is placed on the negative electrode. Forms a protective film. Since this coating has high insulation properties at high temperatures, it suppresses side reactions at the negative electrode during high-temperature storage and suppresses gas generation. In addition, in conventionally used isocyanuric acid compounds that have a polymerizable functional group in the molecule, such as that described in Patent Document 1, the reaction does not proceed sufficiently during the first charge, and reactive sites within the structure remain. If so, it is thought that the reaction between the reductive decomposition product of the electrolyte and the remaining reaction sites proceeds excessively during high-temperature storage, resulting in an increase in battery resistance. On the other hand, the compound represented by the general formula (A) has an alkylene chain between units that are reactive with the reductive decomposition product, so even if the reaction does not proceed sufficiently during the initial charging, the reaction within the structure may occur. Even if some portions remain, it is presumed that the film-forming reaction progressed uniformly during the high-temperature storage test, successfully suppressing local increases in resistance. It is presumed that this made it possible not only to suppress gas generation during high-temperature storage, but also to suppress an increase in battery resistance.

一般式(A)で表される化合物の製造方法は、特に限定されず、例えば特開2015-151413号公報に開示された方法等、公知の方法により製造可能である。
なお、本実施形態の非水系電解液に、一般式(A)で表される化合物を含有させる方法は、特に制限されない。上記化合物を直接電解液に添加する方法の他に、電池内又は電解液中において上記化合物を発生させる方法が挙げられる。
本実施形態における一般式(A)で表される化合物の含有量とは、非水系電解液の製造時点、非水系電解液の電池への注液時点又は電池として出荷された何れかの時点での含有量を意味する。
The method for producing the compound represented by the general formula (A) is not particularly limited, and it can be produced by a known method, such as the method disclosed in JP-A No. 2015-151413.
Note that there are no particular restrictions on the method of incorporating the compound represented by general formula (A) into the non-aqueous electrolyte of this embodiment. In addition to the method of directly adding the above compound to the electrolyte, there is a method of generating the above compound in the battery or in the electrolyte.
In this embodiment, the content of the compound represented by general formula (A) refers to the content at the time of manufacturing the non-aqueous electrolyte, the time of injecting the non-aqueous electrolyte into the battery, or the time of shipping the battery. means the content of

<1-2.添加剤>
本実施形態の非水系電解液は、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、各種の添加剤を含有していてもよい。添加剤は、従来公知のものを任意に用いることができる。添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
添加剤としては、なかでも、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素原子を有する環状カーボネート、シアノ基を有する化合物、ジイソシアネート化合物、環状スルホン酸エステル、フッ素化された塩及びオキサラート塩からなる群Wより選ばれる少なくとも1種の化合物が好ましい。
<1-2. Additive>
The non-aqueous electrolyte of the present embodiment may contain various additives as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Any conventionally known additives can be used as the additive. One type of additive may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
As additives, among others, cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond, cyclic carbonates having a fluorine atom, compounds having a cyano group, diisocyanate compounds, cyclic sulfonic acid esters, fluorinated salts and oxalate salts are used. At least one compound selected from group W is preferred.

<1-2-1.炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート>
前記群Wにおける炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート(以下、「不飽和環状カーボネート」と記載する場合がある)としては、炭素-炭素二重結合または炭素-炭素三重結合を有する環状カーボネートであれば、特に制限はなく、任意の不飽和環状カーボネートを用いることができる。なお、芳香環を有する環状カーボネートも、不飽和環状カーボネートに包含されることとする。
<1-2-1. Cyclic carbonate with carbon-carbon unsaturated bond>
The cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond in Group W (hereinafter sometimes referred to as "unsaturated cyclic carbonate") is a cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond. If so, any unsaturated cyclic carbonate can be used without any particular limitation. Note that cyclic carbonates having aromatic rings are also included in unsaturated cyclic carbonates.

不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート類;芳香環、炭素-炭素二重結合または炭素-炭素三重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類;フェニル基を有する環状カーボネート類;ビニル基を有する環状カーボネート類;アリル基を有する環状カーボネート類;カテコール基を有する環状カーボネート類等が挙げられる。好ましくは、ビニレンカーボネート類;ビニル基を有するエチレンカーボネート類;アリル基を有するエチレンカーボネート類;フェニル基を有するエチレンカーボネート類;である。 Examples of unsaturated cyclic carbonates include vinylene carbonates; ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring, a carbon-carbon double bond, or a carbon-carbon triple bond; cyclic carbonates having a phenyl group; having a vinyl group Examples include cyclic carbonates; cyclic carbonates having an allyl group; cyclic carbonates having a catechol group; and the like. Preferred are vinylene carbonates; ethylene carbonates having a vinyl group; ethylene carbonates having an allyl group; and ethylene carbonates having a phenyl group.

ビニレンカーボネート類としては、
ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5-ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、4,5-ジフェニルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、4,5-ジビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、4,5-ジアリルビニレンカーボネート、4-フルオロビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-メチルビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-フェニルビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-ビニルビニレンカーボネート、4-アリル-5-フルオロビニレンカーボネート等が挙げられる。
As vinylene carbonates,
Vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, 4,5-diphenyl vinylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, 4,5-divinyl vinylene carbonate, allyl vinylene carbonate, 4,5-diallyl vinylene carbonate , 4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate, etc. .

芳香環、炭素-炭素二重結合または炭素-炭素三重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類の具体例としては、
ビニルエチレンカーボネート、4,5-ジビニルエチレンカーボネート、4-メチル-5-ビニルエチレンカーボネート、4-アリル-5-ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、4,5-ジエチニルエチレンカーボネート、4-メチル-5-エチニルエチレンカーボネート、4-ビニル-5-エチニルエチレンカーボネート、4-アリル-5-エチニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、4,5-ジフェニルエチレンカーボネート、4-フェニル-5-ビニルエチレンカーボネート、4-アリル-5-フェニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、4,5-ジアリルエチレンカーボネート、4-メチル-5-アリルエチレンカーボネート等が挙げられる。
Specific examples of ethylene carbonates substituted with substituents having aromatic rings, carbon-carbon double bonds or carbon-carbon triple bonds include:
Vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, 4-methyl-5-vinyl ethylene carbonate, 4-allyl-5-vinyl ethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, 4,5-diethynyl ethylene carbonate, 4-methyl-5 -Ethynylethylene carbonate, 4-vinyl-5-ethynylethylene carbonate, 4-allyl-5-ethynylethylene carbonate, phenylethylene carbonate, 4,5-diphenylethylene carbonate, 4-phenyl-5-vinylethylene carbonate, 4-allyl -5-phenylethylene carbonate, allylethylene carbonate, 4,5-diallylethylene carbonate, 4-methyl-5-allylethylene carbonate and the like.

中でも、好ましい不飽和環状カーボネートとしては、
ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5-ジメチルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、4,5-ジビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、4,5-ジアリルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、4,5-ジビニルエチレンカーボネート、4-メチル-5-ビニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、4,5-ジアリルエチレンカーボネート、4-メチル-5-アリルエチレンカーボネート、4-アリル-5-ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、4,5-ジエチニルエチレンカーボネート、4-メチル-5-エチニルエチレンカーボネート、4-ビニル-5-エチニルエチレンカーボネートが挙げられる。
Among these, preferable unsaturated cyclic carbonates are:
Vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, 4,5-divinyl vinylene carbonate, allyl vinylene carbonate, 4,5-diallyl vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate , 4-methyl-5-vinylethylene carbonate, allylethylene carbonate, 4,5-diallylethylene carbonate, 4-methyl-5-allylethylene carbonate, 4-allyl-5-vinylethylene carbonate, ethynylethylene carbonate, 4,5 -diethynylethylene carbonate, 4-methyl-5-ethynylethylene carbonate, and 4-vinyl-5-ethynylethylene carbonate.

また、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネートはさらに安定な界面保護被膜を形成するので、特に好ましい。
不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。前記分子量は、好ましくは80以上、より好ましくは85以上であり、また、好ましくは250以下、より好ましくは150以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が十分に発現されやすい。不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。また、市販品を入手して使用してもよい。
Furthermore, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, and ethynyl ethylene carbonate are particularly preferred since they form a more stable interfacial protective film.
The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. The molecular weight is preferably 80 or more, more preferably 85 or more, and preferably 250 or less, more preferably 150 or less. Within this range, the solubility of the unsaturated cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte can be easily ensured, and the effects of the present invention can be fully exhibited. The method for producing the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and any known method can be selected to produce the unsaturated cyclic carbonate. Alternatively, commercially available products may be obtained and used.

不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、本実施形態の非水系電解液全体に対する不飽和環状カーボネートの含有量は、非水系電解液100質量%中、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、5.0質量%以下、好ましくは4.0質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下、特に好ましくは2.0質量%以下である。不飽和環状カーボネートの含有量がこの範囲内であれば、高温保存時に電池抵抗が増大するといった事態を回避しやすい。不飽和環状カーボネートを2種以上併用する場合には、不飽和環状カーボネートの合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 One type of unsaturated cyclic carbonate may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. Further, the content of the unsaturated cyclic carbonate in the entire non-aqueous electrolyte of the present embodiment is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more based on 100% by mass of the non-aqueous electrolyte. , and is 5.0% by mass or less, preferably 4.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, particularly preferably 2.0% by mass or less. If the content of unsaturated cyclic carbonate is within this range, it is easy to avoid a situation where battery resistance increases during high temperature storage. When two or more types of unsaturated cyclic carbonates are used in combination, the total amount of the unsaturated cyclic carbonates may satisfy the above range.

<1-2-2.フッ素原子を有する環状カーボネート>
前記群Wにおけるフッ素原子を有する環状カーボネートとしては、炭素原子数2~6のアルキレン基を有する環状カーボネートのフッ素化物、及びその誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネートのフッ素化物、及びその誘導体が挙げられる。エチレンカーボネートのフッ素化物の誘導体としては、例えば、アルキル基(例えば、炭素原子数1~4個のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられる。中でもフッ素原子を1~8個有するエチレンカーボネート、及びその誘導体が好ましい。
<1-2-2. Cyclic carbonate with fluorine atom>
Examples of the cyclic carbonate having a fluorine atom in Group W include fluorinated cyclic carbonates having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms and derivatives thereof, such as fluorinated ethylene carbonate and derivatives thereof. . Examples of fluorinated ethylene carbonate derivatives include fluorinated ethylene carbonate substituted with an alkyl group (eg, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms). Among these, ethylene carbonate having 1 to 8 fluorine atoms and derivatives thereof are preferred.

具体的には、
モノフルオロエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロエチレンカーボネート、4-フルオロ-4-メチルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ-4-メチルエチレンカーボネート、4-フルオロ-5-メチルエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロ-5-メチルエチレンカーボネート、4-(フルオロメチル)-エチレンカーボネート、4-(ジフルオロメチル)-エチレンカーボネート、4-(トリフルオロメチル)-エチレンカーボネート、4-(フルオロメチル)-4-フルオロエチレンカーボネート、4-(フルオロメチル)-5-フルオロエチレンカーボネート、4-フルオロ-4,5-ジメチルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ-4,5-ジメチルエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロ-5,5-ジメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。
in particular,
Monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-methylethylene carbonate, 4-fluoro-5-methyl Ethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methylethylene carbonate, 4-(fluoromethyl)-ethylene carbonate, 4-(difluoromethyl)-ethylene carbonate, 4-(trifluoromethyl)-ethylene carbonate, 4-(fluoromethyl)-ethylene carbonate methyl)-4-fluoroethylene carbonate, 4-(fluoromethyl)-5-fluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4, Examples include 4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate.

中でも、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロエチレンカーボネート及び4,5-ジフルオロエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種が、非水系電解液に高イオン伝導性を与え、かつ好適に界面保護被膜を形成する点でより好ましい。 Among them, at least one selected from the group consisting of monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoroethylene carbonate imparts high ionic conductivity to the nonaqueous electrolyte and also provides suitable interface protection. It is more preferred in terms of forming a film.

フッ素原子を有する環状カーボネート化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。実施形態非水系電解液全体に対するフッ素原子を有する環状カーボネートの含有量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上、特に好ましくは1質量%以上であり、また、通常50.0質量%以下、好ましくは30.0質量%以下、より好ましくは20.0質量%以下、更に好ましくは10.0質量%以下である。フッ素原子を有する環状カーボネート化合物を2種以上併用する場合には、フッ素原子を有する環状カーボネート化合物の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 The cyclic carbonate compounds having a fluorine atom may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio. Embodiment There is no limit to the content of the cyclic carbonate having a fluorine atom in the entire non-aqueous electrolyte, and it is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but it is usually 0.001 mass% in 100 mass% of the non-aqueous electrolyte. % or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, even more preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more, and usually 50.0% by mass. The content is preferably 30.0% by mass or less, more preferably 20.0% by mass or less, even more preferably 10.0% by mass or less. When using two or more types of cyclic carbonate compounds having a fluorine atom, the total amount of the cyclic carbonate compounds having a fluorine atom may satisfy the above range.

<1-2-3.シアノ基を有する化合物>
前記群Wにおけるシアノ基を有する化合物としては、分子内にシアノ基を有している化合物であれば特にその種類は限定されないが、下記一般式(11)で表される化合物がより好ましい。シアノ基を有する化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
<1-2-3. Compounds having a cyano group>
The compound having a cyano group in Group W is not particularly limited in type as long as it has a cyano group in the molecule, but a compound represented by the following general formula (11) is more preferable. The method for producing a compound having a cyano group is not particularly limited, and any known method can be selected for production.

Figure 0007342028000012
Figure 0007342028000012

一般式(11)中、Tは、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子およびリン原子からなる群から選ばれる原子で構成された有機基を表し、Uは置換基を有していてもよい炭素数1から10のV価の有機基である。Vは1以上の整数であり、Vが2以上の場合は、Tは互いに同一であっても異なっていてもよい。
シアノ基を有する化合物の分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。シアノ基を有する化合物の分子量は、通常40以上であり、好ましくは45以上、より好ましくは50以上であり、また、通常200以下、好ましくは180以下、より好ましくは170以下である。シアノ基を有する化合物の分子量がこの範囲であれば、非水系電解液に対するシアノ基を有する化合物の溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。
In general formula (11), T represents an organic group composed of atoms selected from the group consisting of carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, and phosphorus atom, and U even if it has a substituent. It is a good V-valent organic group having 1 to 10 carbon atoms. V is an integer of 1 or more, and when V is 2 or more, T may be the same or different.
The molecular weight of the compound having a cyano group is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. The molecular weight of the compound having a cyano group is usually 40 or more, preferably 45 or more, more preferably 50 or more, and usually 200 or less, preferably 180 or less, more preferably 170 or less. If the molecular weight of the compound having a cyano group is within this range, the solubility of the compound having a cyano group in the nonaqueous electrolyte can be easily ensured, and the effects of the present invention can be easily exhibited.

一般式(11)で表される化合物の具体例としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、ラウロニトリル、2-メチルブチロニトリル、トリメチルアセトニトリル、ヘキサンニトリル、シクロペンタンカルボニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、クロトノニトリル、3-メチルクロトノニトリル、2-メチル-2-ブテン二トリル、2-ペンテンニトリル、2-メチル-2-ペンテンニトリル、3-メチル-2-ペンテンニトリル、2-ヘキセンニトリル、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、トリフルオロアセトニトリル、2-フルオロプロピオニトリル、3-フルオロプロピオニトリル、2,2-ジフルオロプロピオニトリル、2,3-ジフルオロプロピオニトリル、3,3-ジフルオロプロピオニトリル、2,2,3-トリフルオロプロピオニトリル、3,3,3-トリフルオロプロピオニトリル、3,3’-オキシジプロピオニトリル、3,3’-チオジプロピオニトリル、1,2,3-プロパントリカルボニトリル、1,3,5-ペンタントリカルボニトリル、ペンタフルオロプロピオニトリル等のシアノ基を1つ有する化合物; Specific examples of the compound represented by the general formula (11) include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, isovaleronitrile, lauronitrile, 2-methylbutyronitrile, trimethylacetonitrile. , hexanenitrile, cyclopentanecarbonitrile, cyclohexanecarbonitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, crotononitrile, 3-methylcrotononitrile, 2-methyl-2-butenenitrile, 2-pentenenitrile, 2-methyl-2 -Pentenenitrile, 3-methyl-2-pentenenitrile, 2-hexenenitrile, fluoroacetonitrile, difluoroacetonitrile, trifluoroacetonitrile, 2-fluoropropionitrile, 3-fluoropropionitrile, 2,2-difluoropropionitrile , 2,3-difluoropropionitrile, 3,3-difluoropropionitrile, 2,2,3-trifluoropropionitrile, 3,3,3-trifluoropropionitrile, 3,3'-oxydipropionitrile , 3,3'-thiodipropionitrile, 1,2,3-propanetricarbonitrile, 1,3,5-pentanetricarbonitrile, a compound having one cyano group such as pentafluoropropionitrile;

マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert-ブチルマロノニトリル、メチルスクシノニトリル、2,2-ジメチルスクシノニトリル、2,3-ジメチルスクシノニトリル、トリメチルスクシノニトリル、テトラメチルスクシノニトリル、3,3’-(エチレンジオキシ)ジプロピオニトリル、3,3’-(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル等のシアノ基を2つ有する化合物;
1,2,3-トリス(2-シアノエトキシ)プロパン、トリス(2-シアノエチル)アミン等のシアノ基を3つ有する化合物;
Malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimelonitrile, suberonitrile, azelanitrile, sebaconitrile, undecanedinitrile, dodecanedinitrile, methylmalononitrile, ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, tert-butylmalononitrile, methylsuccinonitrile , 2,2-dimethylsuccinonitrile, 2,3-dimethylsuccinonitrile, trimethylsuccinonitrile, tetramethylsuccinonitrile, 3,3'-(ethylenedioxy)dipropionitrile, 3,3'-( Compounds having two cyano groups such as ethylenedithio)dipropionitrile;
Compounds having three cyano groups such as 1,2,3-tris(2-cyanoethoxy)propane and tris(2-cyanoethyl)amine;

メチルシアネート、エチルシアネート、プロピルシアネート、ブチルシアネート、ペンチルシアネート、ヘキシルシアネート、ヘプチルシアネートなどのシアネート化合物;
メチルチオシアネート、エチルチオシアネート、プロピルチオシアネート、ブチルチオシアネート、ペンチルチオシアネート、ヘキシルチオシアネート、ヘプチルチオシアネート、メタンスルホニルシアニド、エタンスルホニルシアニド、プロパンスルホニルシアニド、ブタンスルホニルシアニド、ペンタンスルホニルシアニド、ヘキサンスルホニルシアニド、ヘプタンスルホニルシアニド、メチルスルフロシアニダート、エチルスルフロシアニダート、プロピルスルフロシアニダート、ブチルスルフロシアニダート、ペンチルスルフロシアニダート、ヘキシルスルフロシアニダート、ヘプチルスルフロシアニダートなどの含硫黄化合物;
Cyanate compounds such as methyl cyanate, ethyl cyanate, propyl cyanate, butyl cyanate, pentyl cyanate, hexyl cyanate, heptyl cyanate;
Methyl thiocyanate, ethyl thiocyanate, propyl thiocyanate, butyl thiocyanate, pentyl thiocyanate, hexyl thiocyanate, heptyl thiocyanate, methanesulfonyl cyanide, ethanesulfonyl cyanide, propanesulfonyl cyanide, butanesulfonyl cyanide, pentanesulfonyl cyanide, hexane sulfonyl cyanide , heptanesulfonyl cyanide, methylsulfurocyanidate, ethylsulfurocyanidate, propylsulfurocyanidate, butylsulfurocyanidate, pentylsulfurocyanidate, hexylsulfurocyanidate, heptylsulfurocyanidate Sulfur-containing compounds such as furocyanidate;

シアノジメチルホスフィン、シアノジメチルホスフィンオキシド、シアノメチルホスフィン酸メチル、シアノメチル亜ホスフィン酸メチル、ジメチルホスフィン酸シアニド、ジメチル亜ホスフィン酸シアニド、シアノホスホン酸ジメチル、シアノ亜ホスホン酸ジメチル、メチルホスホン酸シアノメチル、メチル亜ホスホン酸シアノメチル、リン酸シアノジメチル亜リン酸シアノジメチルなどの含リン化合物;
等が挙げられる。
Cyanodimethylphosphine, cyanodimethylphosphine oxide, methyl cyanomethylphosphine, methyl cyanomethylphosphinate, dimethylphosphinic acid cyanide, dimethylphosphinic acid cyanide, dimethyl cyanophosphonate, dimethyl cyanophosphonite, cyanomethyl methylphosphonate, methylphosphonite Phosphorus-containing compounds such as cyanomethyl acid, cyanodimethyl phosphate and cyanodimethyl phosphite;
etc.

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

シアノ基を有する化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。本実施形態の非水系電解液全体に対するシアノ基を有する化合物の含有量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、前記非水系電解液に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下の濃度で含有させる。上記範囲を満たした場合は、低温出力特性や充放電レート特性、サイクル特性、高温保存特性等の効果がより向上する。 The compounds having a cyano group may be used alone or in combination of two or more in any ratio. There is no limit to the content of the compound having a cyano group in the entire non-aqueous electrolytic solution of this embodiment, and it is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but it is usually 0.001% in the non-aqueous electrolytic solution. Mass % or more, preferably 0.01 mass % or more, more preferably 0.1 mass % or more, even more preferably 0.3 mass % or more, and usually 10 mass % or less, preferably 5 mass % or less, more preferably is contained at a concentration of 3% by mass or less. When the above range is satisfied, effects such as low-temperature output characteristics, charge/discharge rate characteristics, cycle characteristics, and high-temperature storage characteristics are further improved.

<1-2-4.ジイソシアネート化合物>
前記群Wにおけるジイソシアネート化合物としては、分子内に、窒素原子をイソシアナト基にのみ有し、また、イソシアナト基を2つ有していて、下記一般式(12)で表される化合物が好ましい。
<1-2-4. Diisocyanate compound>
As the diisocyanate compound in the above group W, a compound having a nitrogen atom only in the isocyanato group or two isocyanato groups in the molecule and represented by the following general formula (12) is preferable.

Figure 0007342028000013
Figure 0007342028000013

上記一般式(12)において、Yは環状構造を含み、かつ炭素数2以上15以下の有機基である。Yの炭素数は、通常2以上、好ましくは3以上、より好ましくは4以上であり、また、通常15以下、好ましくは14以下、より好ましくは12以下、さらに好ましくは10以下、特に好ましくは8以下である。
上記一般式(12)中、Yは、炭素数4~6のシクロアルキレン基あるいは芳香族炭化水素基を1つ以上有する、炭素数4~15の有機基であることが特に好ましい。このとき、シクロアルキレン基上の水素原子はメチル基またはエチル基で置換されていてもよい。上記環状構造を有するジイソシアネート化合物は、立体的に嵩高い分子であるため、正極上での副反応が起こりにくく、その結果、サイクル特性ならびに高温保存特性が向上する。
In the above general formula (12), Y is an organic group containing a cyclic structure and having 2 or more and 15 or less carbon atoms. The carbon number of Y is usually 2 or more, preferably 3 or more, more preferably 4 or more, and usually 15 or less, preferably 14 or less, more preferably 12 or less, still more preferably 10 or less, particularly preferably 8 It is as follows.
In the above general formula (12), Y is particularly preferably an organic group having 4 to 15 carbon atoms and having one or more cycloalkylene groups having 4 to 6 carbon atoms or one or more aromatic hydrocarbon groups. At this time, the hydrogen atom on the cycloalkylene group may be substituted with a methyl group or an ethyl group. Since the diisocyanate compound having a cyclic structure is a sterically bulky molecule, side reactions on the positive electrode are less likely to occur, and as a result, cycle characteristics and high temperature storage characteristics are improved.

シクロアルキレン基あるいは芳香族炭化水素基に結合する基の結合部位は特段限定されず、メタ位、パラ位、オルト位のいずれであってもよいが、メタ位又はパラ位が、皮膜間架橋距離が適切となることでリチウムイオン伝導性に有利となり、抵抗を低下させやすいために好ましい。また、シクロアルキレン基はシクロペンチレン基又はシクロへキシレン基であることが、ジイソシアネート化合物自体が副反応を起こしにくい観点で好ましく、シクロへキシレン基であることが、分子運動性の影響により抵抗を低下させやすいことからより好ましい。 The bonding site of the group bonding to the cycloalkylene group or aromatic hydrocarbon group is not particularly limited, and may be any of the meta, para, or ortho positions. This is preferable because it is advantageous for lithium ion conductivity and makes it easier to reduce resistance. In addition, it is preferable that the cycloalkylene group is a cyclopentylene group or a cyclohexylene group from the viewpoint that the diisocyanate compound itself is less likely to cause side reactions, and a cyclohexylene group is preferable because it reduces resistance due to the influence of molecular mobility. It is more preferable because it is easy to reduce the amount.

また、シクロアルキレン基あるいは芳香族炭化水素基とイソシアナト基との間には炭素数1~3のアルキレン基を有していることが好ましい。アルキレン基を有することで立体的に嵩高くなるため、正極上での副反応が起こりにくくなる。さらにアルキレン基が炭素数1~3であれば全分子量に対するイソシアナト基の占める割合が大きく変化しないため、本発明の効果が顕著に発現しやすくなる。 Further, it is preferable that an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is present between the cycloalkylene group or aromatic hydrocarbon group and the isocyanato group. Having an alkylene group increases steric bulk, making side reactions less likely to occur on the positive electrode. Furthermore, if the alkylene group has 1 to 3 carbon atoms, the ratio of isocyanato groups to the total molecular weight does not change significantly, making it easier to achieve the effects of the present invention.

上記一般式(12)で表されるジイソシアネート化合物の分子量は特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。前記分子量は、通常80以上であり、好ましくは115以上、より好ましくは170以上であり、また、通常300以下であり、好ましくは230以下である。ジイソシアネート化合物の分子量がこの範囲であれば、非水系電解液に対するジイソシアネート化合物の溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。 The molecular weight of the diisocyanate compound represented by the above general formula (12) is not particularly limited, and may be arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. The molecular weight is usually 80 or more, preferably 115 or more, more preferably 170 or more, and usually 300 or less, preferably 230 or less. If the molecular weight of the diisocyanate compound is within this range, the solubility of the diisocyanate compound in the non-aqueous electrolyte can be easily ensured, and the effects of the present invention can be easily exhibited.

ジイソシアネート化合物の具体例としては、例えば、1,2-ジイソシアナトシクロペンタン、1,3-ジイソシアナトシクロペンタン、1,2-ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3-ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4-ジイソシアナトシクロヘキサン、1,2-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン-2,2’-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-2,4’-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-3,3’-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、等のシクロアルカン環含有ジイソシアネート類; Specific examples of diisocyanate compounds include 1,2-diisocyanatocyclopentane, 1,3-diisocyanatocyclopentane, 1,2-diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1, 4-diisocyanatocyclohexane, 1,2-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, dicyclohexylmethane-2,2' - cycloalkane ring-containing diisocyanates such as diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,4'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-3,3'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate;

1,2-フェニレンジイソシアネート、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、トリレン-2,3-ジイソシアネート、トリレン-2,4-ジイソシアネート、トリレン-2,5-ジイソシアネート、トリレン-2,6-ジイソシアネート、トリレン-3,4-ジイソシアネート、トリレン-3,5-ジイソシアネート、1,2-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、2,4-ジイソシアナトビフェニル、2,6-ジイソシアナトビフェニル、2,2’-ジイソシアナトビフェニル、3,3’-ジイソシアナトビフェニル、4,4’-ジイソシアナト-2-メチルビフェニル、4,4’-ジイソシアナト-3-メチルビフェニル、4,4’-ジイソシアナト-3,3’-ジメチルビフェニル、4,4’-ジイソシアナトジフェニルメタン、4,4’-ジイソシアナト-2-メチルジフェニルメタン、4,4’-ジイソシアナト-3-メチルジフェニルメタン、4,4’-ジイソシアナト-3,3’-ジメチルジフェニルメタン、1,5-ジイソシアナトナフタレン、1,8-ジイソシアナトナフタレン、2,3-ジイソシアナトナフタレン、1,5-ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン、1,8-ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン、2,3-ビス(イソシアナトメチル)ナフタレン等の芳香環含有ジイソシアネート類;などが挙げられる。 1,2-phenylene diisocyanate, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, tolylene-2,3-diisocyanate, tolylene-2,4-diisocyanate, tolylene-2,5-diisocyanate, tolylene-2,6 -diisocyanate, tolylene-3,4-diisocyanate, tolylene-3,5-diisocyanate, 1,2-bis(isocyanatomethyl)benzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)benzene, 1,4-bis(isocyanatomethyl)benzene (natomethyl)benzene, 2,4-diisocyanatobiphenyl, 2,6-diisocyanatobiphenyl, 2,2'-diisocyanatobiphenyl, 3,3'-diisocyanatobiphenyl, 4,4'-diisocyanato- 2-methylbiphenyl, 4,4'-diisocyanato-3-methylbiphenyl, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethylbiphenyl, 4,4'-diisocyanatodiphenylmethane, 4,4'-diisocyanato-2 -Methyldiphenylmethane, 4,4'-diisocyanato-3-methyldiphenylmethane, 4,4'-diisocyanato-3,3'-dimethyldiphenylmethane, 1,5-diisocyanatonaphthalene, 1,8-diisocyanatonaphthalene, 2 , 3-diisocyanatonaphthalene, 1,5-bis(isocyanatomethyl)naphthalene, 1,8-bis(isocyanatomethyl)naphthalene, 2,3-bis(isocyanatomethyl)naphthalene, and other aromatic ring-containing diisocyanates. ; etc.

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

これらの中でも、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3-フェニレンジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、1,2-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,3-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼン、1,4-ビス(イソシアナトメチル)ベンゼンが、その分子の対称性から負極上にリチウムイオン伝導性に有利な皮膜が形成され、その結果、低温出力特性及びサイクル特性等の電池特性がさらに向上するため、より好ましい。 Among these, 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,3-phenylene diisocyanate, 1,4-phenylene diisocyanate, 1,2-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, Methyl)benzene, 1,3-bis(isocyanatomethyl)benzene, and 1,4-bis(isocyanatomethyl)benzene form a film on the negative electrode that is advantageous for lithium ion conductivity due to the symmetry of their molecules. As a result, battery characteristics such as low-temperature output characteristics and cycle characteristics are further improved, which is more preferable.

また上述したジイソシアネート化合物は、1種類を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
本実施形態の非水系電解液において、前記ジイソシアネート化合物の含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本実施形態の非水系電解液全体に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、また、通常5質量%以下、好ましくは4質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下である。前記ジイソシアネート化合物の含有量が上記範囲内であると、低温出力及びサイクル特性等の電池特性がさらに向上する傾向にある。
なお、ジイソシアネート化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。また、市販品を用いてもよい。
Moreover, the above-mentioned diisocyanate compounds may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
In the non-aqueous electrolytic solution of the present embodiment, the content of the diisocyanate compound is not particularly limited and may be arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. Usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, even more preferably 0.3% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 4% by mass. The content is more preferably 3% by mass or less, further preferably 2% by mass or less. When the content of the diisocyanate compound is within the above range, battery characteristics such as low-temperature output and cycle characteristics tend to be further improved.
Note that the method for producing the diisocyanate compound is not particularly limited, and any known method can be selected to produce the diisocyanate compound. Alternatively, commercially available products may be used.

<1-2-5.環状スルホン酸エステル>
前記群Wにおける環状スルホン酸エステルについては、特にその種類は限定されない。
環状スルホン酸エステルの具体例としては、例えば、
1,3-プロパンスルトン、1-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、2-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、3-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、1-メチル-1,3-プロパンスルトン、2-メチル-1,3-プロパンスルトン、3-メチル-1,3-プロパンスルトン、1-プロペン-1,3-スルトン、2-プロペン-1,3-スルトン、1-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、2-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、3-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、1-フルオロ-2-プロペン-1,3-スルトン、2-フルオロ-2-プロペン-1,3-スルトン、3-フルオロ-2-プロペン-1,3-スルトン、1-メチル-1-プロペン-1,3-スルトン、2-メチル-1-プロペン-1,3-スルトン、3-メチル-1-プロペン-1,3-スルトン、1-メチル-2-プロペン-1,3-スルトン、2-メチル-2-プロペン-1,3-スルトン、3-メチル-2-プロペン-1,3-スルトン、1,4-ブタンスルトン、1-フルオロ-1,4-ブタンスルトン、2-フルオロ-1,4-ブタンスルトン、3-フルオロ-1,4-ブタンスルトン、4-フルオロ-1,4-ブタンスルトン、1-メチル-1,4-ブタンスルトン、2-メチル-1,4-ブタンスルトン、3-メチル-1,4-ブタンスルトン、4-メチル-1,4-ブタンスルトン、1-ブテン-1,4-スルトン、2-ブテン-1,4-スルトン、3-ブテン-1,4-スルトン、1-フルオロ-1-ブテン-1,4-スルトン、2-フルオロ-1-ブテン-1,4-スルトン、3-フルオロ-1-ブテン-1,4-スルトン、4-フルオロ-1-ブテン-1,4-スルトン、1-フルオロ-2-ブテン-1,4-スルトン、2-フルオロ-2-ブテン-1,4-スルトン、3-フルオロ-2-ブテン-1,4-スルトン、4-フルオロ-2-ブテン-1,4-スルトン、1-フルオロ-3-ブテン-1,4-スルトン、2-フルオロ-3-ブテン-1,4-スルトン、3-フルオロ-3-ブテン-1,4-スルトン、4-フルオロ-3-ブテン-1,4-スルトン、1-メチル-1-ブテン-1,4-スルトン、2-メチル-1-ブテン-1,4-スルトン、3-メチル-1-ブテン-1,4-スルトン、4-メチル-1-ブテン-1,4-スルトン、1-メチル-2-ブテン-1,4-スルトン、2-メチル-2-ブテン-1,4-スルトン、3-メチル-2-ブテン-1,4-スルトン、4-メチル-2-ブテン-1,4-スルトン、1-メチル-3-ブテン-1,4-スルトン、2-メチル-3-ブテン-1,4-スルトン、3-メチル-3-ブテン-1,4-スルトン、4-メチル-3-ブテン-1,4-スルトン、1,5-ペンタンスルトン、1-フルオロ-1,5-ペンタンスルトン、2-フルオロ-1,5-ペンタンスルトン、3-フルオロ-1,5-ペンタンスルトン、4-フルオロ-1,5-ペンタンスルトン、5-フルオロ-1,5-ペンタンスルトン、1-メチル-1,5-ペンタンスルトン、2-メチル-1,5-ペンタンスルトン、3-メチル-1,5-ペンタンスルトン、4-メチル-1,5-ペンタンスルトン、5-メチル-1,5-ペンタンスルトン、1-ペンテン-1,5-スルトン、2-ペンテン-1,5-スルトン、3-ペンテン-1,5-スルトン、4-ペンテン-1,5-スルトン、1-フルオロ-1-ペンテン-1,5-スルトン、2-フルオロ-1-ペンテン-1,5-スルトン、3-フルオロ-1-ペンテン-1,5-スルトン、4-フルオロ-1-ペンテン-1,5-スルトン、5-フルオロ-1-ペンテン-1,5-スルトン、1-フルオロ-2-ペンテン-1,5-スルトン、2-フルオロ-2-ペンテン-1,5-スルトン、3-フルオロ-2-ペンテン-1,5-スルトン、4-フルオロ-2-ペンテン-1,5-スルトン、5-フルオロ-2-ペンテン-1,5-スルトン、1-フルオロ-3-ペンテン-1,5-スルトン、2-フルオロ-3-ペンテン-1,5-スルトン、3-フルオロ-3-ペンテン-1,5-スルトン、4-フルオロ-3-ペンテン-1,5-スルトン、5-フルオロ-3-ペンテン-1,5-スルトン、1-フルオロ-4-ペンテン-1,5-スルトン、2-フルオロ-4-ペンテン-1,5-スルトン、3-フルオロ-4-ペンテン-1,5-スルトン、4-フルオロ-4-ペンテン-1,5-スルトン、5-フルオロ-4-ペンテン-1,5-スルトン、1-メチル-1-ペンテン-1,5-スルトン、2-メチル-1-ペンテン-1,5-スルトン、3-メチル-1-ペンテン-1,5-スルトン、4-メチル-1-ペンテン-1,5-スルトン、5-メチル-1-ペンテン-1,5-スルトン、1-メチル-2-ペンテン-1,5-スルトン、2-メチル-2-ペンテン-1,5-スルトン、3-メチル-2-ペンテン-1,5-スルトン、4-メチル-2-ペンテン-1,5-スルトン、5-メチル-2-ペンテン-1,5-スルトン、1-メチル-3-ペンテン-1,5-スルトン、2-メチル-3-ペンテン-1,5-スルトン、3-メチル-3-ペンテン-1,5-スルトン、4-メチル-3-ペンテン-1,5-スルトン、5-メチル-3-ペンテン-1,5-スルトン、1-メチル-4-ペンテン-1,5-スルトン、2-メチル-4-ペンテン-1,5-スルトン、3-メチル-4-ペンテン-1,5-スルトン、4-メチル-4-ペンテン-1,5-スルトン、5-メチル-4-ペンテン-1,5-スルトンなどのスルトン化合物;
<1-2-5. Cyclic sulfonic acid ester>
The type of the cyclic sulfonic acid ester in Group W is not particularly limited.
Specific examples of cyclic sulfonic acid esters include, for example,
1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-methyl-1,3-propane sultone , 2-methyl-1,3-propane sultone, 3-methyl-1,3-propane sultone, 1-propene-1,3-sultone, 2-propene-1,3-sultone, 1-fluoro-1-propene -1,3-sultone, 2-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 3-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 1-fluoro-2-propene-1,3-sultone, 2 -Fluoro-2-propene-1,3-sultone, 3-fluoro-2-propene-1,3-sultone, 1-methyl-1-propene-1,3-sultone, 2-methyl-1-propene-1 ,3-sultone, 3-methyl-1-propene-1,3-sultone, 1-methyl-2-propene-1,3-sultone, 2-methyl-2-propene-1,3-sultone, 3-methyl -2-propene-1,3-sultone, 1,4-butanesultone, 1-fluoro-1,4-butanesultone, 2-fluoro-1,4-butanesultone, 3-fluoro-1,4-butanesultone, 4-fluoro -1,4-butanesultone, 1-methyl-1,4-butanesultone, 2-methyl-1,4-butanesultone, 3-methyl-1,4-butanesultone, 4-methyl-1,4-butanesultone, 1-butene -1,4-sultone, 2-butene-1,4-sultone, 3-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 2-fluoro-1-butene-1 , 4-sultone, 3-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-1-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 2-fluoro -2-butene-1,4-sultone, 3-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-2-butene-1,4-sultone, 1-fluoro-3-butene-1,4 -sultone, 2-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 3-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 4-fluoro-3-butene-1,4-sultone, 1-methyl-1 -Butene-1,4-sultone, 2-methyl-1-butene-1,4-sultone, 3-methyl-1-butene-1,4-sultone, 4-methyl-1-butene-1,4-sultone , 1-methyl-2-butene-1,4-sultone, 2-methyl-2-butene-1,4-sultone, 3-methyl-2-butene-1,4-sultone, 4-methyl-2-butene -1,4-sultone, 1-methyl-3-butene-1,4-sultone, 2-methyl-3-butene-1,4-sultone, 3-methyl-3-butene-1,4-sultone, 4 -Methyl-3-butene-1,4-sultone, 1,5-pentane sultone, 1-fluoro-1,5-pentane sultone, 2-fluoro-1,5-pentane sultone, 3-fluoro-1,5- Pentane sultone, 4-fluoro-1,5-pentane sultone, 5-fluoro-1,5-pentane sultone, 1-methyl-1,5-pentane sultone, 2-methyl-1,5-pentane sultone, 3-methyl -1,5-pentane sultone, 4-methyl-1,5-pentane sultone, 5-methyl-1,5-pentane sultone, 1-pentene-1,5-sultone, 2-pentene-1,5-sultone, 3-pentene-1,5-sultone, 4-pentene-1,5-sultone, 1-fluoro-1-pentene-1,5-sultone, 2-fluoro-1-pentene-1,5-sultone, 3- Fluoro-1-pentene-1,5-sultone, 4-fluoro-1-pentene-1,5-sultone, 5-fluoro-1-pentene-1,5-sultone, 1-fluoro-2-pentene-1, 5-sultone, 2-fluoro-2-pentene-1,5-sultone, 3-fluoro-2-pentene-1,5-sultone, 4-fluoro-2-pentene-1,5-sultone, 5-fluoro- 2-Pentene-1,5-sultone, 1-fluoro-3-pentene-1,5-sultone, 2-fluoro-3-pentene-1,5-sultone, 3-fluoro-3-pentene-1,5- Sulton, 4-fluoro-3-pentene-1,5-sultone, 5-fluoro-3-pentene-1,5-sultone, 1-fluoro-4-pentene-1,5-sultone, 2-fluoro-4- Pentene-1,5-sultone, 3-fluoro-4-pentene-1,5-sultone, 4-fluoro-4-pentene-1,5-sultone, 5-fluoro-4-pentene-1,5-sultone, 1-Methyl-1-pentene-1,5-sultone, 2-methyl-1-pentene-1,5-sultone, 3-methyl-1-pentene-1,5-sultone, 4-methyl-1-pentene- 1,5-sultone, 5-methyl-1-pentene-1,5-sultone, 1-methyl-2-pentene-1,5-sultone, 2-methyl-2-pentene-1,5-sultone, 3- Methyl-2-pentene-1,5-sultone, 4-methyl-2-pentene-1,5-sultone, 5-methyl-2-pentene-1,5-sultone, 1-methyl-3-pentene-1, 5-sultone, 2-methyl-3-pentene-1,5-sultone, 3-methyl-3-pentene-1,5-sultone, 4-methyl-3-pentene-1,5-sultone, 5-methyl- 3-pentene-1,5-sultone, 1-methyl-4-pentene-1,5-sultone, 2-methyl-4-pentene-1,5-sultone, 3-methyl-4-pentene-1,5- sultone compounds such as sultone, 4-methyl-4-pentene-1,5-sultone, and 5-methyl-4-pentene-1,5-sultone;

メチレンスルフェート、エチレンスルフェート、プロピレンスルフェートなどのスルフェート化合物;
メチレンメタンジスルホネート、エチレンメタンジスルホネートなどのジスルホネート化合物;
1,2,3-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、3H-1,2,3-オキサチアゾール-2,2-ジオキシド、5H-1,2,3-オキサチアゾール-2,2-ジオキシド、1,2,4-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、4-メチル-1,2,4-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、3H-1,2,4-オキサチアゾール-2,2-ジオキシド、5H-1,2,4-オキサチアゾール-2,2-ジオキシド、1,2,5-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、5-メチル-1,2,5-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、3H-1,2,5-オキサチアゾール-2,2-ジオキシド、5H-1,2,5-オキサチアゾール-2,2-ジオキシド、1,2,3-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、5,6-ジヒドロ-1,2,3-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、1,2,4-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、4-メチル-1,2,4-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、5,6-ジヒドロ-1,2,4-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、3,6-ジヒドロ-1,2,4-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、3,4-ジヒドロ-1,2,4-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、1,2,5-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、5-メチル-1,2,5-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、5,6-ジヒドロ-1,2,5-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、3,6-ジヒドロ-1,2,5-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、3,4-ジヒドロ-1,2,5-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、1,2,6-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、6-メチル-1,2,6-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、5,6-ジヒドロ-1,2,6-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、3,4-ジヒドロ-1,2,6-オキサチアジン-2,2-ジオキシド、5,6-ジヒドロ-1,2,6-オキサチアジン-2,2-ジオキシドなどの含窒素化合物;
Sulfate compounds such as methylene sulfate, ethylene sulfate, propylene sulfate;
Disulfonate compounds such as methylenemethanedisulfonate and ethylenemethanedisulfonate;
1,2,3-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3H-1,2,3-oxathiazole-2,2-dioxide , 5H-1,2,3-oxathiazole-2,2-dioxide, 1,2,4-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiazolidine-2,2- Dioxide, 3H-1,2,4-oxathiazole-2,2-dioxide, 5H-1,2,4-oxathiazole-2,2-dioxide, 1,2,5-oxathiazolidine-2,2-dioxide , 5-methyl-1,2,5-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3H-1,2,5-oxathiazole-2,2-dioxide, 5H-1,2,5-oxathiazole-2, 2-dioxide, 1,2,3-oxathiazinane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiazinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,3-oxathiazine- 2,2-dioxide, 1,2,4-oxathiazinane-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiazinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,4- Oxathiazine-2,2-dioxide, 3,6-dihydro-1,2,4-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,4-dihydro-1,2,4-oxathiazine-2,2-dioxide, 1, 2,5-oxathiazinane-2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiazinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,5-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,6-dihydro-1,2,5-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,4-dihydro-1,2,5-oxathiazine-2,2-dioxide, 1,2,6-oxathiazinane-2, 2-dioxide, 6-methyl-1,2,6-oxathiazinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,6-oxathiazine-2,2-dioxide, 3,4-dihydro-1, Nitrogen-containing compounds such as 2,6-oxathiazine-2,2-dioxide and 5,6-dihydro-1,2,6-oxathiazine-2,2-dioxide;

1,2,3-オキサチアホスホラン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアホスホラン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアホスホラン-2,2,3-トリオキシド、3-メトキシ-1,2,3-オキサチアホスホラン-2,2,3-トリオキシド、1,2,4-オキサチアホスホラン-2,2-ジオキシド、4-メチル-1,2,4-オキサチアホスホラン-2,2-ジオキシド、4-メチル-1,2,4-オキサチアホスホラン-2,2,4-トリオキシド、4-メトキシ-1,2,4-オキサチアホスホラン-2,2,4-トリオキシド、1,2,5-オキサチアホスホラン-2,2-ジオキシド、5-メチル-1,2,5-オキサチアホスホラン-2,2-ジオキシド、5-メチル-1,2,5-オキサチアホスホラン-2,2,5-トリオキシド、5-メトキシ-1,2,5-オキサチアホスホラン-2,2,5-トリオキシド、1,2,3-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、3-メトキシ-1,2,3-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、1,2,4-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、4-メチル-1,2,4-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、4-メチル-1,2,4-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、4-メチル-1,5,2,4-ジオキサチアホスフィナン-2,4-ジオキシド、4-メトキシ-1,5,2,4-ジオキサチアホスフィナン-2,4-ジオキシド、3-メトキシ-1,2,4-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、1,2,5-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、5-メチル-1,2,5-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、5-メチル-1,2,5-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、5-メトキシ-1,2,5-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、1,2,6-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、6-メチル-1,2,6-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、6-メチル-1,2,6-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、6-メトキシ-1,2,6-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシドなどの含リン化合物;
が挙げられる。
1,2,3-oxathiaphosphorane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiaphosphorane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathia Phosphorane-2,2,3-trioxide, 3-methoxy-1,2,3-oxathiaphosphorane-2,2,3-trioxide, 1,2,4-oxathiaphosphorane-2,2-dioxide , 4-methyl-1,2,4-oxathiaphosphorane-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiaphosphorane-2,2,4-trioxide, 4-methoxy-1 , 2,4-oxathiaphosphorane-2,2,4-trioxide, 1,2,5-oxathiaphosphorane-2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiaphosphorane- 2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiaphosphorane-2,2,5-trioxide, 5-methoxy-1,2,5-oxathiaphosphorane-2,2,5- trioxide, 1,2,3-oxathiaphosphinane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiaphosphinane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3- Oxathiaphosphinane-2,2,3-trioxide, 3-methoxy-1,2,3-oxathiaphosphinane-2,2,3-trioxide, 1,2,4-oxathiaphosphinane-2,2 -dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiaphosphinane-2,2-dioxide, 4-methyl-1,2,4-oxathiaphosphinane-2,2,3-trioxide, 4-methyl -1,5,2,4-dioxathiophosphinane-2,4-dioxide, 4-methoxy-1,5,2,4-dioxathiophosphinane-2,4-dioxide, 3-methoxy-1 , 2,4-oxathiaphosphinane-2,2,3-trioxide, 1,2,5-oxathiaphosphinane-2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiaphosphinane- 2,2-dioxide, 5-methyl-1,2,5-oxathiaphosphinane-2,2,3-trioxide, 5-methoxy-1,2,5-oxathiaphosphinane-2,2,3- trioxide, 1,2,6-oxathiaphosphinane-2,2-dioxide, 6-methyl-1,2,6-oxathiaphosphinane-2,2-dioxide, 6-methyl-1,2,6- Phosphorus-containing compounds such as oxathiaphosphinane-2,2,3-trioxide and 6-methoxy-1,2,6-oxathiaphosphinane-2,2,3-trioxide;
can be mentioned.

これらのうち、1,3-プロパンスルトン、1-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、2-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、3-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、1-プロペン-1,3-スルトン、1-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、2-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、3-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、1,4-ブタンスルトン、メチレンメタンジスルホネート、エチレンメタンジスルホネートが非水系電解液の保存特性向上の点から好ましく、
1,3-プロパンスルトン、1-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、2-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、3-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、1-プロペン-1,3-スルトン、メチレンメタンジスルホネートがより好ましい。
Among these, 1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-propene-1, 3-sultone, 1-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 2-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 3-fluoro-1-propene-1,3-sultone, 1,4- Butane sultone, methylene methane disulfonate, and ethylene methane disulfonate are preferred from the viewpoint of improving the storage properties of the non-aqueous electrolyte.
1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-propene-1,3-sultone, More preferred is methylenemethane disulfonate.

環状スルホン酸エステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。本実施形態の非水系電解液全体に対する環状スルホン酸エステルの含有量に特に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、特に好ましくは2質量%以下、最も好ましくは1質量%以下である。上記範囲を満たした場合は、非水系電解液電池の出力特性、負荷特性、低温特性、サイクル特性、高温保存特性等の効果がより向上する。 One type of cyclic sulfonic acid ester may be used alone, or two or more types may be used together in any combination and ratio. The content of the cyclic sulfonic acid ester in the entire non-aqueous electrolyte of the present embodiment is not particularly limited and may be arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but it is usually 0.001% in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte. At least 10% by mass, preferably at least 0.01% by mass, more preferably at least 0.1% by mass, and usually at most 10% by mass, preferably at most 5% by mass, more preferably at most 3% by mass, particularly preferably at most 3% by mass. is 2% by mass or less, most preferably 1% by mass or less. When the above range is satisfied, effects such as output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, and high temperature storage characteristics of the nonaqueous electrolyte battery are further improved.

<1-2-6.フッ素化された塩>
前記群Wにおけるフッ素化された塩に特に制限はないが、構造内に脱離性の高いフッ素原子を有しているため、例えば、一般式(A)で表される化合物が還元反応を受け生成するアニオン(求核種)と好適に反応し、複合的被膜を形成することができることから、ジフルオロリン酸塩、フルオロスルホン酸塩又はビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩が好ましい。フッ素原子の脱離性が特に高いこと、求核種との反応が好適に進行することから、ジフルオロリン酸塩又はフルオロスルホン酸塩がより好ましい。以下、これらの各種塩について説明する。
<1-2-6. Fluorinated salt>
The fluorinated salt in Group W is not particularly limited, but since it has a highly eliminable fluorine atom in its structure, for example, the compound represented by general formula (A) may undergo a reduction reaction. A difluorophosphate, a fluorosulfonate, or a salt having a bisfluorosulfonylimide structure is preferred because it can react favorably with the generated anion (nucleophilic species) and form a composite film. Difluorophosphates or fluorosulfonates are more preferred because they have a particularly high ability to eliminate fluorine atoms and their reactions with nucleophiles proceed favorably. These various salts will be explained below.

<<ジフルオロリン酸塩>>
ジフルオロリン酸塩のカウンターカチオンとしては特に限定はないが、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム、及び、NR13141516(式中、R13~R16は、各々独立に、水素原子又は炭素数1~12の有機基を表わす。)で表されるアンモニウム等がその例として挙げられる。
<<Difluorophosphate>>
Counter cations of difluorophosphate are not particularly limited, but include lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, barium, and NR 13 R 14 R 15 R 16 (in the formula, R 13 to R 16 each independently represents a hydrogen atom or an organic group having 1 to 12 carbon atoms.

上記アンモニウムのR13~R16で表わされる炭素数1~12の有機基としては特に限定はないが、例えば、ハロゲン原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基で置換されていてもよいアリール基、置換基を有していてもよい窒素原子含有複素環基等が挙げられる。中でもR13~R16が、それぞれ独立に、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基、又は窒素原子含有複素環基であることが好ましい。The organic group having 1 to 12 carbon atoms represented by R 13 to R 16 of the above ammonium is not particularly limited, but for example, an alkyl group that may be substituted with a halogen atom, a halogen atom, or an alkyl group substituted with a halogen atom. Examples include a cycloalkyl group which may be optionally substituted, an aryl group which may be substituted with a halogen atom or an alkyl group, and a nitrogen atom-containing heterocyclic group which may have a substituent. Among these, it is preferable that R 13 to R 16 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group, a cycloalkyl group, or a nitrogen atom-containing heterocyclic group.

ジフルオロリン酸塩の具体例としては、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸ナトリウム、ジフルオロリン酸カリウム等が挙げられ、ジフルオロリン酸リチウムが好ましい。
ジフルオロリン酸塩は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Specific examples of the difluorophosphate include lithium difluorophosphate, sodium difluorophosphate, potassium difluorophosphate, and the like, with lithium difluorophosphate being preferred.
One type of difluorophosphate may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.

本実施形態の非水系電解液全体に対するジフルオロリン酸塩の含有量は特に限定されないが、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下、最も好ましくは1質量%以下である。ジフルオロリン酸塩を2種以上併用する場合には、ジフルオロリン酸塩の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。
ジフルオロリン酸塩の含有量がこの範囲内であれば、充放電に伴う非水系電解液電池の膨れを好適に抑制できる。
The content of difluorophosphate in the entire nonaqueous electrolyte of the present embodiment is not particularly limited, but is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, based on 100% by mass of the nonaqueous electrolyte. The content is preferably 0.1% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 2% by mass or less, and most preferably 1% by mass or less. When two or more types of difluorophosphates are used in combination, the total amount of difluorophosphates may satisfy the above range.
If the content of difluorophosphate is within this range, swelling of the non-aqueous electrolyte battery due to charging and discharging can be suitably suppressed.

<<フルオロスルホン酸塩>>
フルオロスルホン酸塩のカウンターカチオンとしては前記ジフルオロリン酸塩の場合と同様の説明が適用される。
フルオロスルホン酸塩の具体例としては、フルオロスルホン酸リチウム、フルオロスルホン酸ナトリウム、フルオロスルホン酸カリウム、フルオロスルホン酸ルビジウム、フルオロスルホン酸セシウム等が挙げられ、フルオロスルホン酸リチウムが好ましい。
<<Fluorosulfonate>>
As for the counter cation of the fluorosulfonate, the same explanation as in the case of the difluorophosphate described above applies.
Specific examples of the fluorosulfonate include lithium fluorosulfonate, sodium fluorosulfonate, potassium fluorosulfonate, rubidium fluorosulfonate, cesium fluorosulfonate, and the like, with lithium fluorosulfonate being preferred.

フルオロスルホン酸塩は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、本実施形態の非水系電解液全体に対するフルオロスルホン酸塩の含有量は特に限定されないが、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下、最も好ましくは1質量%以下である。フルオロスルホン酸塩を2種以上併用する場合には、フルオロスルホン酸塩の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。
フルオロスルホン酸塩の含有量がこの範囲内であれば、充放電に伴う非水系電解液電池の膨れを好適に抑制できる。
The fluorosulfonate salts may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio. Further, the content of the fluorosulfonate in the entire non-aqueous electrolyte of the present embodiment is not particularly limited, but is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte. , more preferably 0.1% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, and most preferably 1% by mass or less. be. When two or more types of fluorosulfonates are used in combination, the total amount of the fluorosulfonates may satisfy the above range.
If the content of the fluorosulfonate is within this range, swelling of the non-aqueous electrolyte battery due to charging and discharging can be suitably suppressed.

<<ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩>>
ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩のカウンターカチオンとしては前記ジフルオロリン酸塩の場合と同様の説明が適用される。
ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩としては、リチウムビスフルオロスルホニルイミド、ナトリウムビスフルオロスルホニルイミド、カリウムビスフルオロスルホニルイミド等が挙げられ、リチウムビスフルオロスルホニルイミドが好ましい。
<<Salt having bisfluorosulfonylimide structure>>
As for the counter cation of the salt having a bisfluorosulfonylimide structure, the same explanation as in the case of the difluorophosphate described above applies.
Examples of the salt having a bisfluorosulfonylimide structure include lithium bisfluorosulfonylimide, sodium bisfluorosulfonylimide, potassium bisfluorosulfonylimide, and the like, with lithium bisfluorosulfonylimide being preferred.

本実施形態の非水系電解液全体に対するビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩の含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、通常10質量%以下、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩を2種以上併用する場合には、ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。
ビスフルオロスルホニルイミド構造を有する塩の含有量がこの範囲内であれば、充放電に伴う非水系電解液電池の膨れを好適に抑制できる。
The content of the salt having a bisfluorosulfonylimide structure in the entire nonaqueous electrolyte of the present embodiment is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, based on 100% by mass of the nonaqueous electrolyte. The content is preferably 0.1% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. When using two or more types of salts having a bisfluorosulfonylimide structure, the total amount of the salts having a bisfluorosulfonylimide structure may satisfy the above range.
If the content of the salt having a bisfluorosulfonylimide structure is within this range, swelling of the non-aqueous electrolyte battery due to charging and discharging can be suitably suppressed.

<1-2-7.オキサラート塩>
オキサラート塩のカウンターカチオンとしては前記ジフルオロリン酸塩の場合と同様の説明が適用される。
前記群Wにおけるオキサラート塩の具体例としては、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート等が挙げられ、
リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェートが好ましい。
<1-2-7. Oxalate salt>
As for the counter cation of the oxalate salt, the same explanation as in the case of the difluorophosphate salt applies.
Specific examples of the oxalate salts in Group W include lithium difluorooxalatoborate, lithium bis(oxalato)borate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tris(oxalato)phosphate, and the like. are mentioned,
Lithium bis(oxalato)borate and lithium difluorobis(oxalato)phosphate are preferred.

オキサラート塩は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また、本実施形態の非水系電解液全体に対するオキサラート塩の含有量は、非水系電解液100質量%中、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、通常8質量%未満、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下、最も好ましくは1.5質量%以下である。オキサラート塩を2種以上併用する場合には、オキサラート塩の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。
オキサラート塩の含有量がこの範囲内であれば、非水系電解液電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。
One type of oxalate salt may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. Further, the content of the oxalate salt in the entire nonaqueous electrolyte of the present embodiment is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, and more preferably 0.01% by mass or more, based on 100% by mass of the nonaqueous electrolyte. The content is 1% by weight or more, and usually less than 8% by weight, preferably 5% by weight or less, more preferably 3% by weight or less, even more preferably 2% by weight or less, and most preferably 1.5% by weight or less. When using two or more oxalate salts in combination, the total amount of the oxalate salts may satisfy the above range.
If the content of oxalate salt is within this range, the non-aqueous electrolyte battery will easily exhibit sufficient cycle characteristic improvement effects, and the high-temperature storage characteristics will decrease, the amount of gas generated will increase, and the discharge capacity retention rate will decrease. This makes it easy to avoid situations where the

<1-3.電解質>
本実施形態の非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様、通常はその成分として、電解質を含有する。本実施形態の非水系電解液に用いられる電解質について特に制限は無く、公知の電解質を用いることができる。以下、電解質の具体例について詳述する。
<1-3. Electrolyte>
The non-aqueous electrolytic solution of this embodiment usually contains an electrolyte as a component, like a general non-aqueous electrolytic solution. There are no particular limitations on the electrolyte used in the non-aqueous electrolyte of this embodiment, and any known electrolyte can be used. Specific examples of electrolytes will be described in detail below.

<リチウム塩>
本実施形態の非水系電解液における電解質としては、通常、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。
<Lithium salt>
As the electrolyte in the non-aqueous electrolyte of this embodiment, a lithium salt is usually used. As the lithium salt, there is no particular restriction as long as it is known to be used for this purpose, and any salt can be used, and specific examples include the following.

例えば、LiBF、LiClO、LiAlF、LiSbF、LiTaF、LiWF等の無機リチウム塩;
LiPF等のフルオロリン酸リチウム塩類;
LiWOF等のタングステン酸リチウム塩類;
HCOLi、CHCOLi、CHFCOLi、CHFCOLi、CFCOLi、CFCHCOLi、CFCFCOLi、CFCFCFCOLi、CFCFCFCFCOLi等のカルボン酸リチウム塩類;
CHSOLi等のスルホン酸リチウム塩類;
LiN(FCO、LiN(FCO)(FSO)、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CFSO)(CSO)等のリチウムイミド塩類;
LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO等のリチウムメチド塩類;
リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート等のリチウムオキサラート塩類;
その他、LiPF(CF、LiPF(C、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBFCF、LiBF、LiBF、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩類;
等が挙げられる。
For example, inorganic lithium salts such as LiBF 4 , LiClO 4 , LiAlF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , LiWF 7 ;
Lithium fluorophosphate salts such as LiPF 6 ;
Lithium tungstate salts such as LiWOF 5 ;
HCO2Li , CH3CO2Li , CH2FCO2Li , CHF2CO2Li , CF3CO2Li , CF3CH2CO2Li , CF3CF2CO2Li , CF3CF2CF2 _ _ _ Carboxylic acid lithium salts such as CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 CO 2 Li;
Sulfonic acid lithium salts such as CH 3 SO 3 Li;
LiN( FCO2 ) 2 , LiN(FCO)( FSO2 ), LiN( FSO2 ) 2 , LiN( FSO2 ) ( CF3SO2 ) , LiN( CF3SO2 ) 2 , LiN( C2F5 Lithium imides such as SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide, LiN(CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 SO 2 ) salts;
Lithium methide salts such as LiC( FSO2 ) 3 , LiC( CF3SO2 ) 3 , LiC ( C2F5SO2 ) 3 ;
Lithium oxalate salts such as lithium difluorooxalatoborate, lithium bis(oxalato)borate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tris(oxalato)phosphate;
Others include LiPF4 ( CF3 ) 2 , LiPF4 ( C2F5 ) 2 , LiPF4 ( CF3SO2 ) 2 , LiPF4 ( C2F5SO2 ) 2 , LiBF3CF3 , LiBF3C 2F5 , LiBF3C3F7 , LiBF2 ( CF3 ) 2 , LiBF2 ( C2F5 ) 2 , LiBF2 ( CF3SO2 ) 2 , LiBF2 ( C2F5SO2 ) 2 Fluorine-containing organolithium salts such as;
etc.

本実施形態で得られる高温保存時のガス発生抑制及び電池抵抗抑制の効果に加え、充放電レート特性、インピーダンス特性の向上効果を更に高める点から、無機リチウム塩類、フルオロリン酸リチウム塩類、スルホン酸リチウム塩類、リチウムイミド塩類、リチウムオキサラート塩類、の中から選ばれるものが好ましい。
中でも、LiPF、LiBF、LiSbF、LiTaF、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート等が低温出力特性やハイレート充放電特性、インピーダンス特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点から特に好ましい。また、上記電解質塩は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
In addition to the effects of suppressing gas generation and suppressing battery resistance during high-temperature storage obtained in this embodiment, inorganic lithium salts, lithium fluorophosphate salts, and sulfonic acid Preferred are those selected from lithium salts, lithium imide salts, and lithium oxalate salts.
Among them, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , LiN(FSO 2 ) 2 , LiN( FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , Lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, Lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide, LiC(FSO 2 ) 3 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiC(C 2 F 5 SO 2 ) 3 , lithium difluorooxalatoborate, lithium bis(oxalato)borate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tris(oxalato)phosphate, etc. have low-temperature output characteristics and high rates. It is particularly preferred since it has the effect of improving charge/discharge characteristics, impedance characteristics, high temperature storage characteristics, cycle characteristics, and the like. Moreover, the above-mentioned electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more kinds.

非水系電解液中のこれらの電解質の総濃度は、特に制限はないが、非水系電解液の全量に対して、通常8質量%以上、好ましくは8.5質量%以上、より好ましくは9質量%以上である。また、その上限は、通常18質量%以下、好ましくは17質量%以下、より好ましくは16質量%以下である。電解質の総濃度が上記範囲内であると、電気伝導率が電池動作に適正となるため、十分な出力特性が得られる傾向にある。
本実施形態の非水系電解液において、リチウムイオンの含有量に対する一般式(A)で表される化合物の含有量の質量比は、本発明の効果を著しく損なわない限り、特に限定されないが、0.0001以上が好ましく、0.001以上であることがより好ましく、0.01以上であることが特に好ましい。また、上限値としては、0.5以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましく、0.1以下であることが特に好ましい。上述の化合物の前記質量比が上記の好ましい範囲内であると、一般式(A)で表される化合物により絶縁性被膜が電極表面上に均一に形成されるため、電池の抵抗と高温保存時のガス発生量のバランスが良いという点で好ましい。
The total concentration of these electrolytes in the nonaqueous electrolyte is not particularly limited, but is usually 8% by mass or more, preferably 8.5% by mass or more, and more preferably 9% by mass based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. % or more. Moreover, the upper limit is usually 18% by mass or less, preferably 17% by mass or less, and more preferably 16% by mass or less. When the total concentration of the electrolyte is within the above range, the electrical conductivity becomes appropriate for battery operation, and therefore sufficient output characteristics tend to be obtained.
In the non-aqueous electrolytic solution of the present embodiment, the mass ratio of the content of the compound represented by the general formula (A) to the content of lithium ions is not particularly limited as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. It is preferably .0001 or more, more preferably 0.001 or more, and particularly preferably 0.01 or more. Further, the upper limit value is preferably 0.5 or less, more preferably 0.2 or less, and particularly preferably 0.1 or less. When the mass ratio of the above-mentioned compounds is within the above-mentioned preferable range, an insulating film is uniformly formed on the electrode surface by the compound represented by the general formula (A), which improves the resistance of the battery and during high-temperature storage. This is preferable in that the gas generation amount is well balanced.

<1-4.非水溶媒>
本実施形態の非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様、通常はその主成分として、上述した電解質を溶解する非水溶媒を含有する。ここで用いる非水溶媒について特に制限はなく、公知の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート、エーテル系化合物、スルホン系化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。これらは、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
<1-4. Non-aqueous solvent>
The non-aqueous electrolytic solution of this embodiment, like a general non-aqueous electrolytic solution, usually contains as its main component a non-aqueous solvent that dissolves the above-mentioned electrolyte. There are no particular limitations on the nonaqueous solvent used here, and any known organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include saturated cyclic carbonates, chain carbonates, ether compounds, sulfone compounds, etc., but are not particularly limited thereto. These can be used alone or in combination of two or more.

<1-4-1.飽和環状カーボネート>
飽和環状カーボネートとしては、通常炭素数2~4のアルキレン基を有するものが挙げられ、リチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から炭素数2~3の飽和環状カーボネートが好ましく用いられる。
飽和環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。中でも、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートが好ましく、酸化・還元されにくいエチレンカーボネートがより好ましい。飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。
<1-4-1. Saturated cyclic carbonate>
Examples of the saturated cyclic carbonate include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and saturated cyclic carbonates having 2 to 3 carbon atoms are preferably used from the viewpoint of improving battery characteristics due to improved degree of lithium ion dissociation. .
Examples of the saturated cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, and the like. Among these, ethylene carbonate and propylene carbonate are preferred, and ethylene carbonate, which is less likely to be oxidized and reduced, is more preferred. One type of saturated cyclic carbonate may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.

飽和環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、1種を単独で用いる場合の含有量の下限は、非水系電解液の溶媒全量に対して、通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上である。飽和環状カーボネートの合計含有量も特に限定されないが、非水系電解液の溶媒全量に対して、通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上である。この範囲とすることで、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液電池の大電流放電特性、負極に対する安定性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。また、飽和環状カーボネートの合計含有量は、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。この範囲とすることで、非水系電解液の酸化・還元耐性が向上し、高温保存時の安定性が向上する傾向にある。
尚、本明細書における体積%とは25℃、1気圧における体積を意味する。
The content of the saturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but when one type is used alone, the lower limit of the content is based on the total amount of solvent in the non-aqueous electrolyte. The amount is usually 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more. The total content of saturated cyclic carbonates is also not particularly limited, but is usually 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more, based on the total amount of the solvent in the nonaqueous electrolyte. By setting this range, a decrease in electrical conductivity due to a decrease in the dielectric constant of the nonaqueous electrolyte can be avoided, and the large current discharge characteristics, stability with respect to the negative electrode, and cycle characteristics of the nonaqueous electrolyte battery can be maintained within a good range. It becomes easier to Further, the total content of saturated cyclic carbonates is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, more preferably 80% by volume or less. Within this range, the oxidation/reduction resistance of the non-aqueous electrolyte tends to improve, and the stability during high-temperature storage tends to improve.
Incidentally, the volume % in this specification means the volume at 25° C. and 1 atmosphere.

<1-4-2.鎖状カーボネート>
鎖状カーボネートとしては、通常炭素数3~7のものが用いられ、電解液の粘度を適切な範囲に調整するために、炭素数3~5の鎖状カーボネートが好ましく用いられる。
具体的には、鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n-プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネート、n-ブチルメチルカーボネート、イソブチルメチルカーボネート、t-ブチルメチルカーボネート、エチル-n-プロピルカーボネート、n-ブチルエチルカーボネート、イソブチルエチルカーボネート、t-ブチルエチルカーボネート等が挙げられる。
<1-4-2. Chain carbonate>
As the chain carbonate, one having 3 to 7 carbon atoms is usually used, and in order to adjust the viscosity of the electrolytic solution to an appropriate range, a chain carbonate having 3 to 5 carbon atoms is preferably used.
Specifically, the chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, n-butyl methyl carbonate, Examples include isobutyl methyl carbonate, t-butyl methyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, n-butylethyl carbonate, isobutylethyl carbonate, t-butylethyl carbonate, and the like.

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

フッ素化ジメチルカーボネート誘導体としては、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロ)メチルカーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート等が挙げられる。
フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体としては、2-フルオロエチルメチルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、2,2-ジフルオロエチルメチルカーボネート、2-フルオロエチルフルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチルカーボネート、2,2,2-トリフルオロエチルメチルカーボネート、2,2-ジフルオロエチルフルオロメチルカーボネート、2-フルオロエチルジフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート等が挙げられる。
Examples of fluorinated dimethyl carbonate derivatives include fluoromethylmethyl carbonate, difluoromethylmethyl carbonate, trifluoromethylmethyl carbonate, bis(fluoromethyl) carbonate, bis(difluoro)methyl carbonate, bis(trifluoromethyl) carbonate, and the like.
Examples of fluorinated ethylmethyl carbonate derivatives include 2-fluoroethylmethyl carbonate, ethylfluoromethyl carbonate, 2,2-difluoroethylmethyl carbonate, 2-fluoroethylfluoromethyl carbonate, ethyldifluoromethyl carbonate, and 2,2,2-trifluoromethyl carbonate. Examples include fluoroethyl methyl carbonate, 2,2-difluoroethyl fluoromethyl carbonate, 2-fluoroethyl difluoromethyl carbonate, ethyl trifluoromethyl carbonate, and the like.

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

鎖状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
鎖状カーボネートの含有量は特に限定されないが、非水系電解液の溶媒全量に対して、通常15体積%以上であり、好ましくは20体積%以上、より好ましくは25体積%以上である。また、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。鎖状カーボネートの含有量を上記範囲とすることによって、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液電池の出力特性を良好な範囲としやすくなる。鎖状カーボネートを2種以上併用する場合には、鎖状カーボネートの合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。
One type of chain carbonate may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
The content of chain carbonate is not particularly limited, but is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, more preferably 25% by volume or more, based on the total amount of the solvent in the nonaqueous electrolyte. Moreover, it is usually 90 volume% or less, preferably 85 volume% or less, and more preferably 80 volume% or less. By setting the content of chain carbonate within the above range, it is possible to maintain the viscosity of the non-aqueous electrolyte in an appropriate range, suppress a decrease in ionic conductivity, and, in turn, make it easier to maintain the output characteristics of the non-aqueous electrolyte battery within a favorable range. Become. When using two or more types of chain carbonates in combination, the total amount of chain carbonates may satisfy the above range.

さらに、特定の鎖状カーボネートに対して、エチレンカーボネートを特定の含有量で組み合わせることにより、電池性能を著しく向上させることができる。
例えば、特定の鎖状カーボネートとしてジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを選択した場合、エチレンカーボネートの含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の溶媒全量に対して、通常15体積%以上、好ましくは20体積%、また通常45体積%以下、好ましくは40体積%以下であり、ジメチルカーボネートの含有量は、非水系電解液の溶媒全量に対して、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下であり、エチルメチルカーボネートの含有量は通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下である。含有量を上記範囲内とすることで、高温安定性に優れ、ガス発生が抑制される傾向がある。
Furthermore, by combining ethylene carbonate in a specific content with a specific linear carbonate, battery performance can be significantly improved.
For example, when dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are selected as specific chain carbonates, the content of ethylene carbonate is not particularly limited and can be set arbitrarily as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. The content of dimethyl carbonate is usually 15% by volume or more, preferably 20% by volume, and usually 45% by volume or less, preferably 40% by volume or less, based on the total amount of the solvent, and the content of dimethyl carbonate is based on the total amount of the solvent in the non-aqueous electrolyte. The content of ethyl methyl carbonate is usually 20 volume% or more, preferably 30 volume% or more, and usually 50 volume% or less, preferably 45 volume% or less, and the content of ethyl methyl carbonate is usually 20 volume% or more, preferably 30 volume% or more. , and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less. When the content is within the above range, high temperature stability is excellent and gas generation tends to be suppressed.

<1-4-3.エーテル系化合物>
エーテル系化合物としては、炭素数3~10の鎖状エーテル、及び炭素数3~6の環状エーテルが好ましい。
炭素数3~10の鎖状エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジ(2-フルオロエチル)エーテル、ジ(2,2-ジフルオロエチル)エーテル、ジ(2,2,2-トリフルオロエチル)エーテル、エチル(2-フルオロエチル)エーテル、エチル(2,2,2-トリフルオロエチル)エーテル、エチル(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)エーテル、(2-フルオロエチル)(2,2,2-トリフルオロエチル)エーテル、(2-フルオロエチル)(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)エーテル、(2,2,2-トリフルオロエチル)(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)エーテル、エチル-n-プロピルエーテル、エチル(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、エチル(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、エチル(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、2-フルオロエチル-n-プロピルエーテル、(2-フルオロエチル)(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(2-フルオロエチル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2-フルオロエチル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2-フルオロエチル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、2,2,2-トリフルオロエチル-n-プロピルエーテル、(2,2,2-トリフルオロエチル)(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(2,2,2-トリフルオロエチル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2,2,2-トリフルオロエチル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2,2,2-トリフルオロエチル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、1,1,2,2-テトラフルオロエチル-n-プロピルエーテル、(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、ジ-n-プロピルエーテル、(n-プロピル)(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(n-プロピル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(n-プロピル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、ジ(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(3-フルオロ-n-プロピル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3-フルオロ-n-プロピル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3-フルオロ-n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、ジ(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジメトキシメタン、エトキシメトキシメタン、メトキシ(2-フルオロエトキシ)メタン、メトキシ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)メタン、メトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジエトキシメタン、エトキシ(2-フルオロエトキシ)メタン、エトキシ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)メタン、エトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(2-フルオロエトキシ)メタン、(2-フルオロエトキシ)(2,2,2-トリフルオロエトキシ)メタン、(2-フルオロエトキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)メタン、(2,2,2-トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、メトキシ(2-フルオロエトキシ)エタン、メトキシ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン、メトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、ジエトキシエタン、エトキシ(2-フルオロエトキシ)エタン、エトキシ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン、エトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2-フルオロエトキシ)エタン、(2-フルオロエトキシ)(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン、(2-フルオロエトキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン、(2,2,2-トリフルオロエトキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。
<1-4-3. Ether compounds>
As the ether compound, chain ethers having 3 to 10 carbon atoms and cyclic ethers having 3 to 6 carbon atoms are preferred.
Examples of chain ethers having 3 to 10 carbon atoms include diethyl ether, di(2-fluoroethyl)ether, di(2,2-difluoroethyl)ether, di(2,2,2-trifluoroethyl)ether, and ethyl ether. (2-fluoroethyl)ether, ethyl(2,2,2-trifluoroethyl)ether, ethyl(1,1,2,2-tetrafluoroethyl)ether, (2-fluoroethyl)(2,2,2 -trifluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl)(1,1,2,2-tetrafluoroethyl)ether, (2,2,2-trifluoroethyl)(1,1,2,2-tetrafluoro ethyl) ether, ethyl-n-propyl ether, ethyl (3-fluoro-n-propyl) ether, ethyl (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3- Tetrafluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2-fluoroethyl-n-propyl ether, (2-fluoroethyl)(3-fluoro -n-propyl) ether, (2-fluoroethyl)(3,3,3-trifluoro-n-propyl)ether, (2-fluoroethyl)(2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ) ether, (2-fluoroethyl)(2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl)ether, 2,2,2-trifluoroethyl-n-propyl ether, (2,2,2 -trifluoroethyl)(3-fluoro-n-propyl)ether, (2,2,2-trifluoroethyl)(3,3,3-trifluoro-n-propyl)ether, (2,2,2- (trifluoroethyl)(2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl)ether, (2,2,2-trifluoroethyl)(2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ) ether, 1,1,2,2-tetrafluoroethyl-n-propyl ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl)(3-fluoro-n-propyl)ether, (1,1,2 ,2-tetrafluoroethyl)(3,3,3-trifluoro-n-propyl)ether,(1,1,2,2-tetrafluoroethyl)(2,2,3,3-tetrafluoro-n- propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl)(2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl)ether, di-n-propyl ether, (n-propyl)( 3-fluoro-n-propyl) ether, (n-propyl)(3,3,3-trifluoro-n-propyl)ether, (n-propyl)(2,2,3,3-tetrafluoro-n- (propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di(3-fluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl)ether, (3-fluoro-n-propyl)(2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl)ether, (3-fluoro-n-propyl)ether, (3-fluoro-n-propyl)(2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl)ether, propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di(3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (3,3,3-trifluoro-n -propyl)(2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl)ether, (3,3,3-trifluoro-n-propyl)(2,2,3,3,3-pentafluoro-n -propyl)ether, di(2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl)ether, (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl)(2,2,3,3,3 -pentafluoro-n-propyl) ether, di(2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di-n-butyl ether, dimethoxymethane, ethoxymethoxymethane, methoxy(2-fluoroethoxy ) methane, methoxy(2,2,2-trifluoroethoxy)methane, methoxy(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)methane, diethoxymethane, ethoxy(2-fluoroethoxy)methane, ethoxy(2, 2,2-trifluoroethoxy)methane, ethoxy(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)methane, di(2-fluoroethoxy)methane, (2-fluoroethoxy)(2,2,2-trifluoro ethoxy)methane, (2-fluoroethoxy)(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)methane, di(2,2,2-trifluoroethoxy)methane, (2,2,2-trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)methane, di(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)methane, dimethoxyethane, methoxyethoxyethane, methoxy(2-fluoroethoxy)ethane, methoxy(2-fluoroethoxy)ethane, ,2,2-trifluoroethoxy)ethane, methoxy(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)ethane, diethoxyethane, ethoxy(2-fluoroethoxy)ethane, ethoxy(2,2,2-trifluoroethoxy)ethane ethoxy)ethane, ethoxy(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)ethane, di(2-fluoroethoxy)ethane, (2-fluoroethoxy)(2,2,2-trifluoroethoxy)ethane, (2 -fluoroethoxy)(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)ethane, di(2,2,2-trifluoroethoxy)ethane, (2,2,2-trifluoroethoxy)(1,1,2 , 2-tetrafluoroethoxy)ethane, di(1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)ethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and the like.

炭素数3~6の環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、3-メチルテトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、2-メチル-1,3-ジオキサン、4-メチル-1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン等、及びこれらのフッ素化化合物が挙げられる。
これらの中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離性を向上させる点で好ましい。特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。
Examples of the cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, 1 , 4-dioxane, etc., and fluorinated compounds thereof.
Among these, dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether have a high ability to solvate lithium ions and have a high ionic dissociation property. This is preferable in that it improves performance. Particularly preferred are dimethoxymethane, diethoxymethane, and ethoxymethoxymethane because they have low viscosity and provide high ionic conductivity.

エーテル系化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
エーテル系化合物の含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水溶媒100体積%中、通常1体積%以上、好ましくは2体積%以上、より好ましくは3体積%以上、また、通常30体積%以下、好ましくは25体積%以下、より好ましくは20体積%以下である。エーテル系化合物を2種以上併用する場合には、エーテル系化合物の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。エーテル系化合物の含有量が前記好ましい範囲内であれば、リチウムイオン解離度の向上と鎖状エーテルの粘度低下に由来するイオン伝導度の向上効果を確保しやすい。また、負極活物質が炭素質材料の場合、鎖状エーテルがリチウムイオンと共に共挿入される現象を抑制できることから、入出力特性や充放電レート特性を適正な範囲とすることができる。
The ether compounds may be used alone or in combination of two or more in any desired ratio.
The content of the ether compound is not particularly limited and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but it is usually at least 1% by volume, preferably at least 2% by volume, more preferably at least 2% by volume based on 100% by volume of the nonaqueous solvent. is 3% by volume or more, and usually 30% by volume or less, preferably 25% by volume or less, more preferably 20% by volume or less. When two or more types of ether compounds are used in combination, the total amount of the ether compounds may satisfy the above range. If the content of the ether compound is within the above-mentioned preferred range, it is easy to ensure the effect of improving the ionic conductivity resulting from the improvement in the degree of lithium ion dissociation and the decrease in the viscosity of the chain ether. Furthermore, when the negative electrode active material is a carbonaceous material, the phenomenon in which chain ether is co-inserted with lithium ions can be suppressed, so that input/output characteristics and charge/discharge rate characteristics can be kept within appropriate ranges.

<1-4-4.スルホン系化合物>
スルホン系化合物としては、環状スルホン、鎖状スルホンであっても特に制限されないが、環状スルホンの場合、通常炭素数が3~6、好ましくは炭素数が3~5であり、鎖状スルホンの場合、通常炭素数が2~6、好ましくは炭素数が2~5である化合物が好ましい。また、スルホン系化合物1分子中のスルホニル基の数は、特に制限されないが、通常1又は2である。
<1-4-4. Sulfone compounds>
The sulfone compound is not particularly limited, even if it is a cyclic sulfone or a chain sulfone, but in the case of a cyclic sulfone, the number of carbon atoms is usually 3 to 6, preferably 3 to 5, and in the case of a chain sulfone. , compounds having usually 2 to 6 carbon atoms, preferably 2 to 5 carbon atoms are preferred. Further, the number of sulfonyl groups in one molecule of the sulfone compound is not particularly limited, but is usually 1 or 2.

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

スルホラン類としては、スルホラン及び/又はスルホラン誘導体(以下、スルホランも含めて「スルホラン類」と略記する場合がある。)が好ましい。スルホラン誘導体としては、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子の1以上がフッ素原子やアルキル基で置換されたものが好ましい。
中でも、2-メチルスルホラン、3-メチルスルホラン、2-フルオロスルホラン、3-フルオロスルホラン、2,2-ジフルオロスルホラン、2,3-ジフルオロスルホラン、2,4-ジフルオロスルホラン、2,5-ジフルオロスルホラン、3,4-ジフルオロスルホラン、2-フルオロ-3-メチルスルホラン、2-フルオロ-2-メチルスルホラン、3-フルオロ-3-メチルスルホラン、3-フルオロ-2-メチルスルホラン、4-フルオロ-3-メチルスルホラン、4-フルオロ-2-メチルスルホラン、5-フルオロ-3-メチルスルホラン、5-フルオロ-2-メチルスルホラン、2-フルオロメチルスルホラン、3-フルオロメチルスルホラン、2-ジフルオロメチルスルホラン、3-ジフルオロメチルスルホラン、2-トリフルオロメチルスルホラン、3-トリフルオロメチルスルホラン、2-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)スルホラン、3-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)スルホラン、4-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)スルホラン、5-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)スルホラン等がイオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。
As the sulfolanes, sulfolanes and/or sulfolane derivatives (hereinafter, sulfolanes may also be abbreviated as "sulfolanes") are preferred. As the sulfolane derivative, one in which one or more of the hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the sulfolane ring is substituted with a fluorine atom or an alkyl group is preferable.
Among them, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane, 3-fluorosulfolane, 2,2-difluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2,4-difluorosulfolane, 2,5-difluorosulfolane, 3,4-difluorosulfolane, 2-fluoro-3-methylsulfolane, 2-fluoro-2-methylsulfolane, 3-fluoro-3-methylsulfolane, 3-fluoro-2-methylsulfolane, 4-fluoro-3-methyl Sulfolane, 4-fluoro-2-methylsulfolane, 5-fluoro-3-methylsulfolane, 5-fluoro-2-methylsulfolane, 2-fluoromethylsulfolane, 3-fluoromethylsulfolane, 2-difluoromethylsulfolane, 3-difluoro Methylsulfolane, 2-trifluoromethylsulfolane, 3-trifluoromethylsulfolane, 2-fluoro-3-(trifluoromethyl)sulfolane, 3-fluoro-3-(trifluoromethyl)sulfolane, 4-fluoro-3-( Trifluoromethyl)sulfolane, 5-fluoro-3-(trifluoromethyl)sulfolane, and the like are preferred because they have high ionic conductivity and high input/output.

また、鎖状スルホンとしては、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n-プロピルメチルスルホン、n-プロピルエチルスルホン、ジ-n-プロピルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、イソプロピルエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、n-ブチルメチルスルホン、n-ブチルエチルスルホン、t-ブチルメチルスルホン、t-ブチルエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、パーフルオロエチルメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、ジ(トリフルオロエチル)スルホン、パーフルオロジエチルスルホン、フルオロメチル-n-プロピルスルホン、ジフルオロメチル-n-プロピルスルホン、トリフルオロメチル-n-プロピルスルホン、フルオロメチルイソプロピルスルホン、ジフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル-n-プロピルスルホン、トリフルオロエチルイソプロピルスルホン、ペンタフルオロエチル-n-プロピルスルホン、ペンタフルオロエチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル-n-ブチルスルホン、トリフルオロエチル-t-ブチルスルホン、トリフルオロメチル-n-ブチルスルホン、トリフルオロメチル-t-ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル-n-ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル-t-ブチルスルホン等が挙げられる。 In addition, as chain sulfones, dimethylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, n-propylmethylsulfone, n-propylethylsulfone, di-n-propylsulfone, isopropylmethylsulfone, isopropylethylsulfone, diisopropylsulfone, n- Butylmethylsulfone, n-butylethylsulfone, t-butylmethylsulfone, t-butylethylsulfone, monofluoromethylmethylsulfone, difluoromethylmethylsulfone, trifluoromethylmethylsulfone, monofluoroethylmethylsulfone, difluoroethylmethylsulfone, Trifluoroethylmethylsulfone, pentafluoroethylmethylsulfone, ethyl monofluoromethylsulfone, ethyldifluoromethylsulfone, ethyltrifluoromethylsulfone, perfluoroethylmethylsulfone, ethyltrifluoroethylsulfone, ethylpentafluoroethylsulfone, di(trifluoroethylsulfone) fluoroethyl) sulfone, perfluorodiethyl sulfone, fluoromethyl-n-propylsulfone, difluoromethyl-n-propylsulfone, trifluoromethyl-n-propylsulfone, fluoromethylisopropylsulfone, difluoromethylisopropylsulfone, trifluoromethylisopropylsulfone , trifluoroethyl-n-propylsulfone, trifluoroethylisopropylsulfone, pentafluoroethyl-n-propylsulfone, pentafluoroethylisopropylsulfone, trifluoroethyl-n-butylsulfone, trifluoroethyl-t-butylsulfone, Examples include fluoromethyl-n-butylsulfone, trifluoromethyl-t-butylsulfone, pentafluoroethyl-n-butylsulfone, and pentafluoroethyl-t-butylsulfone.

中でも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n-プロピルメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、n-ブチルメチルスルホン、t-ブチルメチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、トリフルオロメチル-n-プロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル-n-ブチルスルホン、トリフルオロエチル-t-ブチルスルホン、トリフルオロメチル-n-ブチルスルホン、トリフルオロメチル-t-ブチルスルホン等が電解液の高温保存安定性が向上する点で好ましい。 Among them, dimethylsulfone, ethylmethylsulfone, diethylsulfone, n-propylmethylsulfone, isopropylmethylsulfone, n-butylmethylsulfone, t-butylmethylsulfone, monofluoromethylmethylsulfone, difluoromethylmethylsulfone, trifluoromethylmethylsulfone. , monofluoroethyl methyl sulfone, difluoroethyl methyl sulfone, trifluoroethyl methyl sulfone, pentafluoroethyl methyl sulfone, ethyl monofluoromethyl sulfone, ethyl difluoromethyl sulfone, ethyl trifluoromethyl sulfone, ethyl trifluoroethyl sulfone, ethyl pentafluoro Ethylsulfone, trifluoromethyl-n-propylsulfone, trifluoromethylisopropylsulfone, trifluoroethyl-n-butylsulfone, trifluoroethyl-t-butylsulfone, trifluoromethyl-n-butylsulfone, trifluoromethyl-t - Butyl sulfone and the like are preferable because they improve the high-temperature storage stability of the electrolyte.

スルホン系化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
スルホン系化合物の含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の溶媒全量に対して、通常0.3体積%以上、好ましくは0.5体積%以上、より好ましくは1体積%以上であり、また、通常40体積%以下、好ましくは35体積%以下、より好ましくは30体積%以下である。スルホン系化合物を2種以上併用する場合には、スルホン系化合物の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。スルホン系化合物の含有量が前記範囲内であれば、高温保存安定性に優れた電解液が得られる傾向にある。
One type of sulfone compound may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
The content of the sulfone compound is not particularly limited and may be arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually 0.3% by volume or more, preferably 0.3% by volume or more, based on the total amount of the solvent in the non-aqueous electrolyte. The content is 5% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, and usually 40% by volume or less, preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less. When two or more sulfone compounds are used in combination, the total amount of the sulfone compounds may satisfy the above range. If the content of the sulfone compound is within the above range, an electrolytic solution with excellent high-temperature storage stability tends to be obtained.

<1-5.助剤>
本実施形態の非水系電解液において、本発明の効果を奏する範囲で以下の助剤を含有してもよい。
エリスリタンカーボネート、スピロ-ビス-ジメチレンカーボネート、メトキシエチル-メチルカーボネート等のカーボネート化合物;
メチル-2-プロピニルオギザレート、エチル-2-プロピニルオギザレート、ビス(2-プロピニル)オギザレート、2-プロピニルアセテート、2-プロピニルホルメート、2-プロピニルメタクリレート、ジ(2-プロピニル)グルタレート、メチル-2-プロピニルカーボネート、エチル-2-プロピニルカーボネート、ビス(2-プロピニル)カーボネート、2-ブチン-1,4-ジイル-ジメタンスルホネート、2-ブチン-1,4-ジイル-ジエタンスルホネート、2-ブチン-1,4-ジイル-ジホルメート、2-ブチン-1,4-ジイル-ジアセテート、2-ブチン-1,4-ジイル-ジプロピオネート、4-ヘキサジイン-1,6-ジイル-ジメタンスルホネート、2-プロピニル-メタンスルホネート、1-メチル-2-プロピニル-メタンスルホネート、1,1-ジメチル-2-プロピニル-メタンスルホネート、2-プロピニル-エタンスルホネート、2-プロピニル-ビニルスルホネート、2-プロピニル-2-(ジエトキシホスホリル)アセテート、1-メチル-2-プロピニル-2-(ジエトキシホスホリル)アセテート、1,1-ジメチル-2-プロピニル-2-(ジエトキシホスホリル)アセテート等の三重結合含有化合物;
<1-5. Auxiliary agent>
The non-aqueous electrolytic solution of this embodiment may contain the following auxiliary agents within a range that achieves the effects of the present invention.
Carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate;
Methyl-2-propynyl oxalate, ethyl-2-propynyl oxalate, bis(2-propynyl) oxalate, 2-propynyl acetate, 2-propynyl formate, 2-propynyl methacrylate, di(2-propynyl) glutarate, Methyl-2-propynyl carbonate, ethyl-2-propynyl carbonate, bis(2-propynyl) carbonate, 2-butyne-1,4-diyl-dimethanesulfonate, 2-butyne-1,4-diyl-diethanesulfonate, 2-Butyne-1,4-diyl-diformate, 2-butyne-1,4-diyl-diacetate, 2-butyne-1,4-diyl-dipropionate, 4-hexadiyne-1,6-diyl-dimethanesulfonate , 2-propynyl-methanesulfonate, 1-methyl-2-propynyl-methanesulfonate, 1,1-dimethyl-2-propynyl-methanesulfonate, 2-propynyl-ethanesulfonate, 2-propynyl-vinylsulfonate, 2-propynyl- Triple bond-containing compounds such as 2-(diethoxyphosphoryl) acetate, 1-methyl-2-propynyl-2-(diethoxyphosphoryl) acetate, 1,1-dimethyl-2-propynyl-2-(diethoxyphosphoryl) acetate ;

2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン、3,9-ジビニル-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;
エチレンサルファイト、フルオロスルホン酸メチル、フルオロスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホレン、硫酸エチレン、硫酸ビニレン、ジフェニルスルホン、N,N-ジメチルメタンスルホンアミド、N,N-ジエチルメタンスルホンアミド、メチル硫酸トリメチルシリル、エチル硫酸トリメチルシリル、2-プロピニル-トリメチルシリルスルフェート等の含硫黄化合物;
2-イソシアナトエチルアクリレート、2-イソシアナトエチルメタクリレート、2-イソシアナトエチルクロトネート、2-(2-イソシアナトエトキシ)エチルアクリレート、2-(2-イソシアナトエトキシ)エチルメタクリレート、2-(2-イソシアナトエトキシ)エチルクロトネート等のイソシアネート化合物;
1-メチル-2-ピロリジノン、1-メチル-2-ピペリドン、3-メチル-2-オキサゾリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン及びN-メチルスクシンイミド等の含窒素化合物;
Spiro compounds such as 2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane and 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane;
Ethylene sulfite, methyl fluorosulfonate, ethyl fluorosulfonate, methyl methanesulfonate, ethyl methanesulfonate, busulfan, sulfolene, ethylene sulfate, vinylene sulfate, diphenylsulfone, N,N-dimethylmethanesulfonamide, N,N- Sulfur-containing compounds such as diethylmethanesulfonamide, trimethylsilyl methylsulfate, trimethylsilyl ethylsulfate, 2-propynyl-trimethylsilylsulfate;
2-isocyanatoethyl acrylate, 2-isocyanatoethyl methacrylate, 2-isocyanatoethyl crotonate, 2-(2-isocyanatoethoxy)ethyl acrylate, 2-(2-isocyanatoethoxy)ethyl methacrylate, 2-(2 - Isocyanate compounds such as isocyanatoethoxy)ethyl crotonate;
Nitrogen-containing compounds such as 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methylsuccinimide;

ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物;
フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド、オルトフルオロトルエン、メタフルオロトルエン、パラフルオロトルエン、1,2-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1-トリフルオロメチル-2-ジフルオロメチルベンゼン、1,3-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1-トリフルオロメチル-3-ジフルオロメチルベンゼン、1,4-ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン、1-トリフルオロメチル-4-ジフルオロメチルベンゼン、1,3,5-トリス(トリフルオロメチル)ベンゼン、ペンタフルオロフェニルメタンスルホネート、ペンタフルオロフェニルトリフルオロメタンスルホネート、酢酸ペンタフルオロフェニル、トリフルオロ酢酸ペンタフルオロフェニル、メチルペンタフルオロフェニルカーボネート等の含フッ素芳香族化合物;
Hydrocarbon compounds such as heptane, octane, nonane, decane, cycloheptane;
Fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluorobenzene, benzotrifluoride, orthofluorotoluene, metafluorotoluene, parafluorotoluene, 1,2-bis(trifluoromethyl)benzene, 1-trifluoromethyl-2-difluoromethylbenzene, 1,3-bis(trifluoromethyl)benzene, 1-trifluoromethyl-3-difluoromethylbenzene, 1,4-bis(trifluoromethyl)benzene, 1-trifluoromethyl-4-difluoromethylbenzene, 1, Fluorine-containing aromatic compounds such as 3,5-tris(trifluoromethyl)benzene, pentafluorophenyl methanesulfonate, pentafluorophenyl trifluoromethanesulfonate, pentafluorophenyl acetate, pentafluorophenyl trifluoroacetate, methylpentafluorophenyl carbonate;

ホウ酸トリス(トリメチルシリル)、ホウ酸トリス(トリメトキシシリル)、リン酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリメトキシシリル)、ジメトキシアルミノキシトリメトキシシラン、ジエトキシアルミノキシトリエトキシシラン、ジプロポキシアルミノキシトリエトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリメトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、チタンテトラキス(トリメチルシロキシド)、チタンテトラキス(トリエチルシロキシド)、
等のシラン化合物;
Tris borate (trimethylsilyl), tris borate (trimethoxysilyl), tris phosphate (trimethylsilyl), tris phosphate (trimethoxysilyl), dimethoxyaluminoxytrimethoxysilane, diethoxyaluminoxytriethoxysilane, dipropoxyalumino Oxytriethoxysilane, dibutoxyaluminoxytrimethoxysilane, dibutoxyaluminoxytriethoxysilane, titanium tetrakis (trimethyl siloxide), titanium tetrakis (triethyl siloxide),
Silane compounds such as;

2-(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2-プロピニル、2-(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2-メチル、2-(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2-エチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2-プロピニル、メタンスルホニルオキシ酢酸2-メチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2-エチル等のエステル化合物;
リチウムエチルメチルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチルエチルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチル-2-プロピニルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチル-1-メチル-2-プロピニルオキシカルボニルホスホネート、リチウムエチル-1,1-ジメチル-2-プロピニルオキシカルボニルホスホネート等のリチウム塩;
等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。
2-Propynyl 2-(methanesulfonyloxy)propionate, 2-methyl 2-(methanesulfonyloxy)propionate, 2-ethyl 2-(methanesulfonyloxy)propionate, 2-propynyl methanesulfonyloxyacetate, methanesulfonyloxy Ester compounds such as 2-methyl acetate and 2-ethyl methanesulfonyloxyacetate;
Lithium ethylmethyloxycarbonylphosphonate, lithium ethyl ethyloxycarbonylphosphonate, lithium ethyl-2-propynyloxycarbonylphosphonate, lithium ethyl-1-methyl-2-propynyloxycarbonylphosphonate, lithium ethyl-1,1-dimethyl-2-propynyl Lithium salts such as oxycarbonylphosphonate;
etc. These may be used alone or in combination of two or more. By adding these auxiliaries, capacity retention characteristics and cycle characteristics after high-temperature storage can be improved.

その他の助剤の含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。その他の助剤の含有量は、非水系電解液の全量に対して、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上であり、また、通常5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは1質量%以下である。助剤の含有量がこの範囲であれば、その他助剤の効果が十分に発現させやすく、高温保存安定性が向上する傾向にある。その他の助剤を2種以上併用する場合には、その他の助剤の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 The content of other auxiliary agents is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. The content of other auxiliaries is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte, and It is usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less. If the content of the auxiliary agent is within this range, the effects of the other auxiliary agents can be sufficiently expressed, and the high temperature storage stability tends to be improved. When two or more types of other auxiliaries are used in combination, the total amount of the other auxiliaries may satisfy the above range.

<2.非水系電解液電池>
本発明の一実施形態に係る非水系電解液電池は、集電体及び該集電体上に設けられた正極活物質層を有する正極と、集電体及び該集電体上に設けられた負極活物質層を有しかつ金属イオンを吸蔵及び放出し得る負極と、上述した本発明の一実施形態に係る非水系電解液とを備えるものである。
<2. Non-aqueous electrolyte battery>
A non-aqueous electrolyte battery according to an embodiment of the present invention includes a positive electrode having a current collector and a positive electrode active material layer provided on the current collector; The device includes a negative electrode having a negative electrode active material layer and capable of occluding and releasing metal ions, and the above-described non-aqueous electrolyte according to an embodiment of the present invention.

<2-1.電池構成>
本実施形態の非水系電解液電池は、上述した本発明の一実施形態に係る非水系電解液以外の構成については、従来公知の非水系電解液電池と同様である。通常は、上述した非水系電解液が含浸されている多孔膜(セパレータ)を介して正極と負極とが積層され、これらがケース(外装体)に収納された形態を有する。従って、本実施形態の非水系電解液電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
<2-1. Battery configuration>
The non-aqueous electrolyte battery of this embodiment is the same as a conventionally known non-aqueous electrolyte battery except for the non-aqueous electrolyte according to the embodiment of the present invention described above. Usually, a positive electrode and a negative electrode are laminated with a porous membrane (separator) impregnated with the above-mentioned non-aqueous electrolytic solution interposed therebetween, and these are housed in a case (exterior body). Therefore, the shape of the non-aqueous electrolyte battery of the present embodiment is not particularly limited, and may be any one of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

<2-2.非水系電解液>
非水系電解液としては、上述の本発明の一実施形態に係る非水系電解液を用いる。なお、本実施形態の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の一実施形態に係る非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を配合して用いることも可能である。
<2-2. Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte, the above-described non-aqueous electrolyte according to one embodiment of the present invention is used. Note that it is also possible to mix and use other non-aqueous electrolytes with the non-aqueous electrolyte according to one embodiment of the present invention without departing from the spirit of the present embodiment.

<2-3.負極>
以下に負極に使用される負極活物質について述べる。負極活物質としては、電気化学的に金属イオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。具体例としては、炭素質材料などの構成元素として炭素を有するもの、合金系材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
<2-3. Negative electrode>
The negative electrode active material used in the negative electrode will be described below. The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release metal ions. Specific examples include carbonaceous materials having carbon as a constituent element, alloy materials, and the like. These may be used alone or in any combination of two or more.

<2-3-1.負極活物質>
負極活物質としては、前記の通り炭素質材料、合金系材料等が挙げられる。
前記炭素質材料としては、(1)天然黒鉛、(2)人造黒鉛、(3)非晶質炭素、(4)炭素被覆黒鉛、(5)黒鉛被覆黒鉛、(6)樹脂被覆黒鉛等が挙げられる。
<2-3-1. Negative electrode active material>
As described above, examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials, alloy materials, and the like.
Examples of the carbonaceous material include (1) natural graphite, (2) artificial graphite, (3) amorphous carbon, (4) carbon-coated graphite, (5) graphite-coated graphite, (6) resin-coated graphite, etc. It will be done.

(1)天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土壌黒鉛及び/又はこれらの黒鉛を原料に球形化や緻密化等の処理を施して得られた黒鉛粒子等が挙げられる。これらの中でも、粒子の充填性や充放電レート特性の観点から、球形化処理を施した球状もしくは楕円体状の黒鉛が特に好ましい。
前記球形化処理に用いる装置としては、例えば、衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることができる。
(1) Examples of natural graphite include scaly graphite, flaky graphite, soil graphite, and/or graphite particles obtained by subjecting these graphites as raw materials to processes such as spheroidization and densification. Among these, from the viewpoint of particle filling properties and charge/discharge rate characteristics, spherical or ellipsoidal graphite that has been subjected to spheroidization treatment is particularly preferred.
As the device used for the spheroidization process, for example, a device that repeatedly applies mechanical effects such as compression, friction, and shear force, mainly impact force but also particle interaction, to the particles can be used.

具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された天然黒鉛(1)の原料に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、球形化処理を行なう装置が好ましい。また、原料を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有する装置が好ましい。 Specifically, the casing has a rotor with many blades installed inside it, and as the rotor rotates at high speed, it applies impact compression, friction, and shear forces to the raw material of natural graphite (1) introduced inside. It is preferable to use an apparatus that applies a mechanical action such as the above to perform a spheronization process. Moreover, an apparatus having a mechanism for repeatedly applying mechanical action by circulating the raw material is preferable.

例えば前述の装置を用いて球形化処理する場合は、回転するローターの周速度を30~100m/秒に設定するのが好ましく、40~100m/秒に設定するのがより好ましく、50~100m/秒に設定するのが更に好ましい。また、球形化処理は、単に原料を通過させるだけでも可能であるが、30秒以上装置内を循環又は滞留させて処理するのが好ましく、1分以上装置内を循環又は滞留させて処理するのがより好ましい。 For example, when performing spheronizing treatment using the above-mentioned apparatus, the circumferential speed of the rotating rotor is preferably set to 30 to 100 m/sec, more preferably 40 to 100 m/sec, and 50 to 100 m/sec. More preferably, it is set to seconds. Although the spheroidization process can be carried out by simply passing the raw material through, it is preferable to circulate or retain the material in the apparatus for 30 seconds or more, and it is preferable to perform the process by circulating or retaining the raw material in the apparatus for 1 minute or more. is more preferable.

(2)人造黒鉛としては、コールタールピッチ、石炭系重質油、常圧残油、石油系重質油、芳香族炭化水素、窒素含有環状化合物、硫黄含有環状化合物、ポリフェニレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリビニルブチラール、天然高分子、ポリフェニレンサイルファイド、ポリフェニレンオキシド、フルフリルアルコール樹脂、フェノール-ホルムアルデヒド樹脂、イミド樹脂等の有機化合物を、通常2500℃以上、通常3200℃以下の範囲の温度で黒鉛化し、必要に応じて粉砕及び/又は分級して製造されたものが挙げられる。 (2) Artificial graphite includes coal tar pitch, coal-based heavy oil, atmospheric residual oil, petroleum-based heavy oil, aromatic hydrocarbons, nitrogen-containing cyclic compounds, sulfur-containing cyclic compounds, polyphenylene, polyvinyl chloride, Organic compounds such as polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polyvinyl butyral, natural polymers, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide, furfuryl alcohol resin, phenol-formaldehyde resin, imide resin, etc. are heated at a temperature usually above 2500°C and usually below 3200°C. Examples include those manufactured by graphitizing at high temperature and pulverizing and/or classifying as necessary.

この際、ケイ素含有化合物やホウ素含有化合物等を黒鉛化触媒として用いることもできる。また、ピッチの熱処理過程で分離したメソカーボンマイクロビーズを黒鉛化して得た人造黒鉛が挙げられる。更に一次粒子からなる造粒粒子の人造黒鉛も挙げられる。例えば、メソカーボンマイクロビーズや、コークス等の黒鉛化可能な炭素質材料粉体とタール、ピッチ等の黒鉛化可能な結着剤と黒鉛化触媒を混合し、黒鉛化し、必要に応じて粉砕することで得られる、扁平状の粒子を複数、配向面が非平行となるように集合又は結合した黒鉛粒子が挙げられる。 At this time, a silicon-containing compound, a boron-containing compound, or the like can also be used as a graphitization catalyst. Another example is artificial graphite obtained by graphitizing mesocarbon microbeads separated during the heat treatment process of pitch. Furthermore, artificial graphite in the form of granulated particles consisting of primary particles may also be mentioned. For example, a graphitizable carbonaceous material powder such as mesocarbon microbeads or coke, a graphitizable binder such as tar or pitch, and a graphitization catalyst are mixed, graphitized, and crushed as necessary. Examples include graphite particles obtained by aggregating or bonding a plurality of flat particles such that their orientation planes are non-parallel.

(3)非晶質炭素としては、タール、ピッチ等の易黒鉛化性炭素前駆体を原料に用い、黒鉛化しない温度領域(400~2200℃の範囲)で1回以上熱処理した非晶質炭素粒子や、樹脂等の難黒鉛化性炭素前駆体を原料に用いて熱処理した非晶質炭素粒子が挙げられる。 (3) Amorphous carbon is amorphous carbon that has been heat-treated at least once in a temperature range that does not cause graphitization (range 400 to 2200°C) using a graphitizable carbon precursor such as tar or pitch as a raw material. Examples include particles and amorphous carbon particles heat-treated using a non-graphitizable carbon precursor such as a resin as a raw material.

(4)炭素被覆黒鉛としては、以下のようにして得られるものが挙げられる。天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の有機化合物である炭素前駆体とを混合し、400~2300℃の範囲で1回以上熱処理する。得られた天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、これを非晶質炭素により被覆して炭素黒鉛複合体を得る。この炭素黒鉛複合体が炭素被覆黒鉛(4)として挙げられる。 (4) Examples of carbon-coated graphite include those obtained as follows. Natural graphite and/or artificial graphite and a carbon precursor, which is an organic compound such as tar, pitch, or resin, are mixed and heat-treated at least once in the range of 400 to 2300°C. The obtained natural graphite and/or artificial graphite is used as nuclear graphite, and this is coated with amorphous carbon to obtain a carbon graphite composite. This carbon-graphite composite is listed as carbon-coated graphite (4).

また、前記複合の形態は、核黒鉛の表面全体又は一部を非晶質炭素が被覆した形態でも、複数の一次粒子を前記炭素前駆体起源の炭素を結着剤として複合させた形態であってもよい。また、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛にベンゼン、トルエン、メタン、プロパン、芳香族系の揮発分等の炭化水素系ガス等を高温で反応させ、黒鉛表面に炭素を堆積(CVD)させることでも、前記炭素黒鉛複合体を得ることができる。 Further, the composite form may be a form in which the entire or part of the surface of nuclear graphite is coated with amorphous carbon, or a form in which a plurality of primary particles are combined with carbon originating from the carbon precursor as a binder. It's okay. Alternatively, natural graphite and/or artificial graphite can be reacted with hydrocarbon gas such as benzene, toluene, methane, propane, aromatic volatiles, etc. at high temperature to deposit carbon on the graphite surface (CVD). The carbon graphite composite can be obtained.

(5)黒鉛被覆黒鉛としては、以下のようにして得られるものが挙げられる。天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、タール、ピッチや樹脂等の易黒鉛化性の有機化合物の炭素前駆体とを混合し、2400~3200℃程度の範囲で1回以上熱処理する。得られた天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、黒鉛化物でその核黒鉛の表面全体又は一部を被覆して黒鉛被覆黒鉛(5)が得られる。 (5) Examples of graphite-coated graphite include those obtained as follows. Natural graphite and/or artificial graphite and a carbon precursor of an easily graphitizable organic compound such as tar, pitch, or resin are mixed and heat-treated at least once in the range of about 2400 to 3200°C. The obtained natural graphite and/or artificial graphite is used as core graphite, and the entire or part of the surface of the core graphite is coated with a graphitized substance to obtain graphite-coated graphite (5).

(6)樹脂被覆黒鉛は、例えば、天然黒鉛及び/又は人造黒鉛と、樹脂等を混合し、400℃未満の温度で乾燥して得られる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛を核黒鉛とし、樹脂等でその核黒鉛を被覆することで得られる。
また、以上説明した(1)~(6)の炭素質材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(6) Resin-coated graphite is, for example, natural graphite and/or artificial graphite obtained by mixing natural graphite and/or artificial graphite with resin, etc., and drying at a temperature of less than 400°C as core graphite, and resin etc. It can be obtained by coating the nuclear graphite with
Furthermore, the carbonaceous materials (1) to (6) described above may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.

上記(2)~(5)の炭素質材料に用いられるタール、ピッチや樹脂等の有機化合物としては、石炭系重質油、直流系重質油、分解系石油重質油、芳香族炭化水素、N環化合物、S環化合物、ポリフェニレン、有機合成高分子、天然高分子、熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂からなる群より選ばれた炭化可能な有機化合物等が挙げられる。また、原料有機化合物は混合時の粘度を調整するため、低分子有機溶媒に溶解させて用いてもよい。 Organic compounds such as tar, pitch, and resin used in the carbonaceous materials (2) to (5) above include coal-based heavy oil, DC-based heavy oil, cracked petroleum heavy oil, and aromatic hydrocarbons. , N-ring compounds, S-ring compounds, polyphenylene, organic synthetic polymers, natural polymers, thermoplastic resins, and thermosetting resins. Further, the raw material organic compound may be used after being dissolved in a low-molecular organic solvent in order to adjust the viscosity during mixing.

また、核黒鉛の原料となる天然黒鉛及び/又は人造黒鉛としては、球形化処理を施した天然黒鉛が好ましい。
次に、負極活物質として用いられる上記合金系材料は、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、リチウム単体、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物のいずれであってもよく、特に制限されない。リチウム合金を形成する単体金属及び合金は、13族及び14族の金属・半金属元素(即ち炭素を除く)を含む材料であることが好ましく、
より好ましくはアルミニウム、ケイ素及びスズの単体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物であり、
更に好ましくはケイ素及びスズの単体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物などの、ケイ素又はスズを構成元素として有るものである。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Furthermore, as the natural graphite and/or artificial graphite that is a raw material for nuclear graphite, natural graphite subjected to spheroidization treatment is preferable.
Next, the above-mentioned alloy-based materials used as negative electrode active materials may be lithium alone, single metals and alloys forming lithium alloys, or their oxides, carbides, nitrides, silicones, etc., as long as they can absorb and release lithium. It may be any compound such as a compound, a sulfide or a phosphide, and is not particularly limited. The elemental metals and alloys forming the lithium alloy are preferably materials containing metals and metalloid elements of groups 13 and 14 (i.e. excluding carbon),
More preferred are elemental metals of aluminum, silicon and tin, and alloys or compounds containing these atoms,
More preferably, silicon or tin is used as a constituent element, such as elemental metals of silicon and tin, and alloys or compounds containing these atoms.
One type of these may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.

<Liと合金化可能な金属粒子>
リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物を負極活物質として使用する場合、Liと合金化可能な金属は、粒子形態である。金属粒子が、Liと合金化可能な金属粒子であることを確認するための手法としては、X線回折による金属粒子相の同定、電子顕微鏡による粒子構造の観察及び元素分析、蛍光X線による元素分析等が挙げられる。
<Metal particles that can be alloyed with Li>
When using single metals and alloys forming lithium alloys, or compounds such as their oxides, carbides, nitrides, silicides, sulfides, or phosphides as negative electrode active materials, the metals that can be alloyed with Li are: It is in particle form. Methods for confirming that metal particles are metal particles that can be alloyed with Li include identification of the metal particle phase using X-ray diffraction, observation and elemental analysis of particle structure using an electron microscope, and elemental analysis using fluorescent X-rays. Examples include analysis.

Liと合金化可能な金属粒子としては、従来公知のいずれのものも使用可能であるが、非水系電解液電池の容量とサイクル寿命の点から、前記金属粒子は、例えば、Fe、Co、Sb、Bi、Pb、Ni、Ag、Si、Sn、Al、Zr、Cr、P、S、V、Mn、As、Nb、Mo、Cu、Zn、Ge、In、Ti及びWからなる群から選ばれる金属又はその化合物であることが好ましい。また、2種以上の金属からなる合金を使用してもよく、金属粒子が、2種以上の金属元素により形成された合金粒子であってもよい。これらの中でも、Si、Sn、As、Sb、Al、Zn及びWからなる群から選ばれる金属又はその金属化合物が好ましい。 Any conventionally known metal particles that can be alloyed with Li can be used, but from the viewpoint of the capacity and cycle life of the non-aqueous electrolyte battery, the metal particles include, for example, Fe, Co, and Sb. , Bi, Pb, Ni, Ag, Si, Sn, Al, Zr, Cr, P, S, V, Mn, As, Nb, Mo, Cu, Zn, Ge, In, Ti, and W. Preferably, it is a metal or a compound thereof. Moreover, an alloy consisting of two or more types of metals may be used, and the metal particles may be alloy particles formed of two or more types of metal elements. Among these, metals selected from the group consisting of Si, Sn, As, Sb, Al, Zn and W or metal compounds thereof are preferred.

前記金属化合物としては、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等が挙げられる。また、2種以上の金属からなる合金を使用してもよい。
Liと合金可能な金属粒子の中でも、Si又はSi金属化合物が好ましい。Si金属化合物は、Si金属酸化物であることが好ましい。Si又はSi金属化合物は、電池の高容量化の点で、好ましい。本明細書では、Si又はSi金属化合物を総称してSi化合物と呼ぶ。Si化合物としては、具体的には、SiO,SiN,SiC、SiZ(Z=C、N)等が挙げられる。Si化合物は、好ましくは、Si金属酸化物であり、Si金属酸化物は、一般式で表すとSiOである。この一般式SiOは、二酸化Si(SiO)と金属Si(Si)とを原料として得られるが、そのxの値は通常0≦x<2である。SiOは、黒鉛と比較して理論容量が大きく、更に非晶質SiあるいはナノサイズのSi結晶は、リチウムイオン等のアルカリイオンの出入りがしやすく、高容量を得ることが可能となる。
Examples of the metal compound include metal oxides, metal nitrides, metal carbides, and the like. Furthermore, an alloy consisting of two or more metals may be used.
Among metal particles that can be alloyed with Li, Si or a Si metal compound is preferred. The Si metal compound is preferably a Si metal oxide. Si or a Si metal compound is preferable from the viewpoint of increasing the capacity of the battery. In this specification, Si or Si metal compounds are collectively referred to as Si compounds. Specific examples of the Si compound include SiO x , SiN x , SiC x , SiZ x O y (Z=C, N), and the like. The Si compound is preferably a Si metal oxide, and the Si metal oxide is represented by the general formula SiO x . This general formula SiO x is obtained using Si dioxide (SiO 2 ) and metal Si (Si) as raw materials, and the value of x is usually 0≦x<2. SiO x has a larger theoretical capacity than graphite, and amorphous Si or nano-sized Si crystals allow alkali ions such as lithium ions to enter and exit easily, making it possible to obtain a high capacity.

Si金属酸化物は、具体的には、SiOと表されるものであり、xは0≦x<2であり、より好ましくは、0.2以上1.8以下、更に好ましくは、0.4以上1.6以下、特に好ましくは、0.6以上1.4以下である。SiOのxがこの範囲であれば、電池が高容量であると同時に、Liと酸素との結合による不可逆容量を低減させることが可能となる。The Si metal oxide is specifically expressed as SiO x , where x is 0≦x<2, more preferably 0.2 or more and 1.8 or less, and even more preferably 0. It is 4 or more and 1.6 or less, particularly preferably 0.6 or more and 1.4 or less. If x of SiO x is within this range, the battery will have a high capacity and at the same time it will be possible to reduce the irreversible capacity due to the bond between Li and oxygen.

・Liと合金化可能な金属粒子の含有酸素量
Liと合金化可能な金属粒子の含有酸素量は、特に制限はないが、通常0.01~8質量%であり、0.05~5質量%であることが好ましい。粒子内の酸素分布状態は、表面近傍に存在、粒子内部に存在、粒子内一様に存在のいずれでもかまわないが、特に表面近傍に存在していることが好ましい。Liと合金化可能な金属粒子の含有酸素量が前記範囲内であると、金属粒子とOの強い結合により、非水系電解液二次充放電に伴う体積膨張が抑制され、サイクル特性に優れるので好ましい。
・Amount of oxygen contained in metal particles that can be alloyed with Li The amount of oxygen contained in metal particles that can be alloyed with Li is not particularly limited, but is usually 0.01 to 8% by mass, and 0.05 to 5% by mass. % is preferable. The oxygen distribution within the particles may be present near the surface, within the particles, or uniformly within the particles, but oxygen is preferably present near the surface. When the amount of oxygen contained in the metal particles that can be alloyed with Li is within the above range, the strong bond between the metal particles and O suppresses volumetric expansion accompanying secondary charging and discharging of the non-aqueous electrolyte, resulting in excellent cycle characteristics. preferable.

<Liと合金可能な金属粒子と黒鉛粒子とを含有する負極活物質>
負極活物質は、Liと合金化可能な金属粒子と黒鉛粒子とを含有するものであってもよい。その負極活物質とは、Liと合金化可能な金属粒子と黒鉛粒子とが互いに独立した粒子の状態で混合されている混合物でもよいし、Liと合金化可能な金属粒子が黒鉛粒子の表面及び/又は内部に存在している複合体でもよい。
<Negative electrode active material containing metal particles and graphite particles that can be alloyed with Li>
The negative electrode active material may contain metal particles and graphite particles that can be alloyed with Li. The negative electrode active material may be a mixture in which metal particles that can be alloyed with Li and graphite particles are mixed in the state of independent particles, or metal particles that can be alloyed with Li are mixed on the surface of graphite particles. /or it may be a complex existing internally.

上記Liと合金化可能な金属粒子と黒鉛粒子との複合体(複合粒子ともいう)とは、特に、Liと合金化可能な金属粒子及び黒鉛粒子が含まれている粒子であれば特に制限はないが、好ましくは、Liと合金化可能な金属粒子及び黒鉛粒子が物理的及び/又は化学的な結合によって一体化した粒子である。より好ましい形態としては、Liと合金化可能な金属粒子及び黒鉛粒子が、少なくとも複合粒子表面及びバルク内部の何れにも存在する程度に各々の固体成分が粒子内で分散して存在している状態にあり、それらを物理的及び/又は化学的な結合によって一体化させるために、黒鉛粒子が存在しているような形態である。更に具体的な好ましい形態は、Liと合金化可能な金属粒子と黒鉛粒子から少なくとも構成される複合材であって、黒鉛粒子、好ましくは、天然黒鉛が曲面を有する折り畳まれた構造を持つ粒子内に、該構造内の間隙にLiと合金化可能な金属粒子が存在していることを特徴とする複合材(負極活物質)である。また、間隙は空隙であってもよいし、非晶質炭素や黒鉛質物、樹脂等、Liと合金化可能な金属粒子の膨張、収縮を緩衝するような物質が、前記間隙中に存在していてもよい。 The above-mentioned composite of metal particles and graphite particles that can be alloyed with Li (also referred to as composite particles) is not particularly limited as long as it contains metal particles and graphite particles that can be alloyed with Li. However, particles in which metal particles and graphite particles that can be alloyed with Li are integrated through physical and/or chemical bonding are preferable. A more preferable form is a state in which the metal particles and graphite particles that can be alloyed with Li are dispersed within the particles to the extent that the metal particles and graphite particles are present at least both on the surface of the composite particle and inside the bulk. It is in such a form that graphite particles are present to unite them through physical and/or chemical bonding. A more specific preferred form is a composite material composed of at least metal particles that can be alloyed with Li and graphite particles, wherein the graphite particles, preferably natural graphite, have a curved surface and a folded structure. The composite material (negative electrode active material) is characterized in that metal particles capable of alloying with Li are present in the gaps within the structure. Further, the gap may be a void, or a substance such as amorphous carbon, graphite material, resin, etc. that buffers the expansion and contraction of metal particles that can be alloyed with Li is present in the gap. It's okay.

・Liと合金化可能な金属粒子の含有割合
Liと合金化可能な金属粒子と黒鉛粒子の合計に対するLiと合金化可能な金属粒子の含有割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは0.5質量%以上、より好ましくは、1.0質量%以上、更に好ましくは2.0質量%以上である。また、通常99質量%以下、好ましくは50質量%以下、より好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、より更に好ましくは25質量%以下、より更に好ましくは20質量%以下、特に好ましくは15質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。この範囲であると、Si表面での副反応の制御が可能であり、非水系電解液電池において十分な容量を得ることが可能となる点で好ましい。
・Content ratio of metal particles that can be alloyed with Li The content ratio of metal particles that can be alloyed with Li based on the total of metal particles that can be alloyed with Li and graphite particles is usually 0.1% by mass or more, preferably 0. The content is .5% by mass or more, more preferably 1.0% by mass or more, even more preferably 2.0% by mass or more. Also, usually 99% by mass or less, preferably 50% by mass or less, more preferably 40% by mass or less, even more preferably 30% by mass or less, even more preferably 25% by mass or less, even more preferably 20% by mass or less, especially Preferably it is 15% by mass or less, most preferably 10% by mass or less. This range is preferable because side reactions on the Si surface can be controlled and sufficient capacity can be obtained in a non-aqueous electrolyte battery.

(被覆率)
本実施形態の負極活物質は、炭素質物又は黒鉛質物で被覆されていてもよい。この中でも非晶質炭素質物で被覆されていることが、リチウムイオンの受入性の点から好ましい。この被覆率は、通常0.5%以上30%以下、好ましくは1%以上25%以下、より好ましくは、2%以上20%以下である。被覆率の上限は、電池を組んだ際の可逆容量の観点から、被覆率の下限は、核となる炭素質材料が非晶質炭素によって均一にコートされ強固な造粒がされるという観点、焼成後に粉砕した際、得られる粒子の粒径の観点から、上記範囲とすることが好ましい。
(Coverage rate)
The negative electrode active material of this embodiment may be coated with a carbonaceous material or a graphite material. Among these, coating with an amorphous carbonaceous material is preferable from the viewpoint of acceptance of lithium ions. This coverage is usually 0.5% or more and 30% or less, preferably 1% or more and 25% or less, and more preferably 2% or more and 20% or less. The upper limit of the coverage rate is determined from the viewpoint of reversible capacity when the battery is assembled, and the lower limit of the coverage rate is determined from the viewpoint that the core carbonaceous material is uniformly coated with amorphous carbon and formed into strong granules. From the viewpoint of the particle size of the particles obtained when pulverized after firing, the above range is preferable.

なお、最終的に得られる負極活物質の有機化合物由来の炭化物の被覆率(含有率)は、負極活物質の量と、有機化合物の量及びJIS K 2270に準拠したミクロ法により測定される残炭率により、下記式で算出することができる。
式:有機化合物由来の炭化物の被覆率(%)=(有機化合物の質量×残炭率×100)/{負極活物質の質量+(有機化合物の質量×残炭率)}
The coverage (content) of carbides derived from organic compounds in the finally obtained negative electrode active material is determined by the amount of negative electrode active material, the amount of organic compounds, and the residual amount measured by the micro method in accordance with JIS K 2270. It can be calculated using the following formula depending on the charcoal ratio.
Formula: Coverage rate (%) of carbide derived from organic compound = (mass of organic compound × residual carbon rate × 100) / {mass of negative electrode active material + (mass of organic compound × residual carbon rate)}

(内部間隙率)
負極活物質の内部間隙率は通常1%以上、好ましくは3%以上、より好ましく5%以上、更に好ましくは7%以上である。また通常50%未満、好ましくは40%以下、より好ましくは30%以下、更に好ましくは20%以下である。この内部間隙率が小さすぎると、非水系電解液電池において負極活物質の粒子内の液量が少なくなる傾向がある。一方、内部間隙率が大きすぎると、電極にした場合に粒子間間隙が少なくなる傾向にある。内部間隙率の下限は充放電特性の観点から、上限は非水系電解液の拡散の観点から上記範囲とすることが好ましい。また、上述したように、この間隙は空隙であってもよいし、非晶質炭素や黒鉛質物、樹脂等、Liと合金化可能な金属粒子の膨張、収縮を緩衝するような物質が、間隙中に存在又は間隙がこれらにより満たされていてもよい。
(internal porosity)
The internal porosity of the negative electrode active material is usually 1% or more, preferably 3% or more, more preferably 5% or more, still more preferably 7% or more. Further, it is usually less than 50%, preferably 40% or less, more preferably 30% or less, even more preferably 20% or less. If this internal porosity is too small, the amount of liquid within the particles of the negative electrode active material tends to decrease in a non-aqueous electrolyte battery. On the other hand, if the internal porosity is too large, the interparticle gaps tend to decrease when used as an electrode. It is preferable that the lower limit of the internal porosity is in the above range from the viewpoint of charge/discharge characteristics, and the upper limit is in the above range from the viewpoint of diffusion of the non-aqueous electrolyte. Further, as described above, this gap may be a void, or a material such as amorphous carbon, graphite material, resin, etc. that buffers the expansion and contraction of metal particles that can be alloyed with Li may be used in the gap. They may exist or gaps may be filled with these.

<2-3-2.負極の構成と作製法>
負極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法をも用いることができる。例えば、負極活物質に、結着剤、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。
<2-3-2. Configuration and manufacturing method of negative electrode>
For producing the negative electrode, any known method can be used as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to the negative electrode active material to form a slurry, applying this to a current collector, drying it, and then pressing it. can do.

また、合金系材料負極は、公知のいずれの方法を用いても製造することが可能である。具体的に、負極の製造方法としては、例えば、上述の負極活物質に結着剤や導電材等を加えたものをそのままロール成型してシート電極とする方法や、圧縮成形してペレット電極とする方法も挙げられるが、通常は負極用の集電体(以下「負極集電体」という場合がある。)上に塗布法、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法が用いられる。この場合、上述の負極活物質に結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、これを負極集電体に塗布、乾燥した後にプレスして高密度化することにより、負極集電体上に負極活物質層を形成する。 Further, the alloy material negative electrode can be manufactured using any known method. Specifically, negative electrode manufacturing methods include, for example, adding a binder, a conductive material, etc. to the negative electrode active material described above and then roll-molding it as it is to make a sheet electrode, or compression molding it to make a pellet electrode. Although methods such as coating, vapor deposition, sputtering, plating, etc. on a negative electrode current collector (hereinafter sometimes referred to as "negative electrode current collector"), the above-mentioned negative electrode A method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing an active material is used. In this case, a binder, a thickener, a conductive material, a solvent, etc. are added to the above-mentioned negative electrode active material to form a slurry, and this is applied to the negative electrode current collector, dried, and then pressed to increase the density. , forming a negative electrode active material layer on the negative electrode current collector;

負極集電体の材質としては、鋼、銅、銅合金、ニッケル、ニッケル合金、ステンレス等が挙げられる。これらのうち、薄膜に加工し易いという点及びコストの点から、銅箔が好ましい。
負極集電体の厚さは、通常1μm以上、好ましくは5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下である。負極集電体の厚さが厚過ぎると、非水系電解液電池全体の容量が低下し過ぎることがあり、逆に薄過ぎると取り扱いが困難になることがある。
Examples of the material of the negative electrode current collector include steel, copper, copper alloy, nickel, nickel alloy, stainless steel, and the like. Among these, copper foil is preferred in terms of ease of processing into a thin film and cost.
The thickness of the negative electrode current collector is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less. If the negative electrode current collector is too thick, the capacity of the nonaqueous electrolyte battery as a whole may decrease too much, while if it is too thin, it may become difficult to handle.

なお、表面に形成される負極活物質層との結着効果を向上させるため、これら負極集電体の表面は、予め粗面化処理しておくことが好ましい。表面の粗面化方法としては、ブラスト処理、粗面ロールによる圧延、研磨剤粒子を固着した研磨布紙、砥石、エメリバフ、鋼線等を備えたワイヤーブラシ等で集電体表面を研磨する機械的研磨法、電解研磨法、化学研磨法等が挙げられる。 Note that in order to improve the binding effect with the negative electrode active material layer formed on the surface, the surfaces of these negative electrode current collectors are preferably roughened in advance. Surface roughening methods include blasting, rolling with a rough roll, coated abrasive paper to which abrasive particles are fixed, a grindstone, an emery buff, a machine that polishes the current collector surface with a wire brush equipped with a steel wire, etc. Examples include mechanical polishing method, electrolytic polishing method, chemical polishing method, etc.

また、負極集電体の質量を低減させて電池の質量当たりのエネルギー密度を向上させるために、エキスパンドメタルやパンチングメタルのような穴あきタイプの負極集電体を使用することもできる。このタイプの負極集電体は、その開口率を変更することで、質量も自在に変更可能である。また、このタイプの負極集電体の両面に負極活物質層を形成させた場合、この穴を通してのリベット効果により、負極活物質層の剥離が更に起こり難くなる。しかし、開口率があまりに高くなった場合には、負極活物質層と負極集電体との接触面積が小さくなるため、かえって接着強度は低くなることがある。 Furthermore, in order to reduce the mass of the negative electrode current collector and improve the energy density per mass of the battery, a perforated negative electrode current collector such as expanded metal or punched metal can also be used. The mass of this type of negative electrode current collector can be freely changed by changing its aperture ratio. Further, when negative electrode active material layers are formed on both sides of this type of negative electrode current collector, peeling of the negative electrode active material layer becomes more difficult to occur due to the rivet effect through the holes. However, if the aperture ratio becomes too high, the contact area between the negative electrode active material layer and the negative electrode current collector becomes small, so that the adhesive strength may decrease on the contrary.

負極活物質層を形成するためのスラリーは、通常は負極材に対して結着剤、増粘剤等を加えて作製される。なお、本明細書における「負極材」とは、負極活物質と導電材とを合わせた材料を指すものとする。
負極材中における負極活物質の含有量は、通常70質量%以上、好ましくは75質量%以上、また、通常97質量%以下であり、95質量%以下であることが好ましい。負極活物質の含有量が少な過ぎると、得られる負極を用いた二次電池の容量が不足する傾向があり、多過ぎると相対的に導電材の含有量が不足することにより、負極としての電気伝導性を確保しづらい傾向にある。なお、二以上の負極活物質を併用する場合には、負極活物質の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。
A slurry for forming a negative electrode active material layer is usually prepared by adding a binder, a thickener, etc. to the negative electrode material. Note that the "negative electrode material" in this specification refers to a material that is a combination of a negative electrode active material and a conductive material.
The content of the negative electrode active material in the negative electrode material is usually 70% by mass or more, preferably 75% by mass or more, and usually 97% by mass or less, preferably 95% by mass or less. If the content of the negative electrode active material is too small, the capacity of the secondary battery using the obtained negative electrode tends to be insufficient, and if it is too large, the content of the conductive material is relatively insufficient, resulting in a lack of electricity as a negative electrode. It tends to be difficult to ensure conductivity. Note that when two or more negative electrode active materials are used together, the total amount of the negative electrode active materials may satisfy the above range.

負極に用いられる導電材としては、銅やニッケル等の金属材料;黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。特に、導電材として炭素材料を用いると、炭素材料が活物質としても作用するため好ましい。負極材中における導電材の含有量は、通常3質量%以上、好ましくは5質量%以上、また、通常30質量%以下であり、25質量%以下であることが好ましい。導電材の含有量が少な過ぎると導電性が不足する傾向があり、多過ぎると相対的に負極活物質等の含有量が不足することにより、電池容量や強度が低下する傾向となる。なお、二以上の導電材を併用する場合には、導電材の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 Examples of the conductive material used for the negative electrode include metal materials such as copper and nickel; carbon materials such as graphite and carbon black. One type of these may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. In particular, it is preferable to use a carbon material as the conductive material because the carbon material also acts as an active material. The content of the conductive material in the negative electrode material is usually 3% by mass or more, preferably 5% by mass or more, and usually 30% by mass or less, preferably 25% by mass or less. If the content of the conductive material is too small, the conductivity tends to be insufficient, and if the content is too large, the content of the negative electrode active material etc. tends to be relatively insufficient, resulting in a tendency for the battery capacity and strength to decrease. In addition, when two or more electrically conductive materials are used together, the total amount of the electrically conductive materials may satisfy the above range.

負極に用いられる結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安全な材料であれば、任意のものを使用することができる。例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、スチレン・ブタジエンゴム・イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。結着剤の含有量は、負極材100質量部に対して通常0.5質量部以上、好ましくは1質量部以上、また、通常10質量部以下であり、8質量部以下であることが好ましい。結着剤の含有量が少な過ぎると得られる負極の強度が不足する傾向があり、多過ぎると相対的に負極活物質等の含有量が不足することにより、電池容量や導電性が不足する傾向となる。なお、二以上の結着剤を併用する場合には、結着剤の合計量が上記範囲を満たすようにすればよい。 As the binder used in the negative electrode, any material can be used as long as it is safe for the solvent and electrolyte used during electrode manufacture. Examples include polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene, styrene/butadiene rubber/isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene/acrylic acid copolymer, ethylene/methacrylic acid copolymer, and the like. One type of these may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. The content of the binder is usually 0.5 parts by mass or more, preferably 1 part by mass or more, and usually 10 parts by mass or less, preferably 8 parts by mass or less, based on 100 parts by mass of the negative electrode material. . If the binder content is too low, the resulting negative electrode tends to lack strength, and if it is too high, the battery capacity and conductivity tend to be insufficient due to a relative lack of negative electrode active material, etc. becomes. In addition, when using two or more binders together, the total amount of the binders may satisfy the above range.

負極に用いられる増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。増粘剤は必要に応じて使用すればよいが、使用する場合には、負極活物質層中における増粘剤の含有量が通常0.5質量%以上、5質量%以下の範囲で用いることが好ましい。 Examples of the thickener used in the negative electrode include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, and casein. One type of these may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. A thickener may be used as necessary, but when used, the content of the thickener in the negative electrode active material layer should generally be in the range of 0.5% by mass or more and 5% by mass or less. is preferred.

負極活物質層を形成するためのスラリーは、上記負極活物質に、必要に応じて導電材や結着剤、増粘剤を混合して、水系溶媒又は有機溶媒を分散媒として用いて調製される。水系溶媒としては、通常、水が用いられるが、これにエタノール等のアルコール類、N-メチルピロリドン等の環状アミド類等の有機溶媒を、水に対して30質量%以下の範囲で併用することもできる。また、有機溶媒としては、N-メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類、アニソール、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、ブタノール、シクロヘキサノール等のアルコール類が挙げられ、中でも、N-メチルピロリドン等の環状アミド類、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等の直鎖状アミド類等が好ましい。なお、これらは何れか1種を単独で使用してもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
得られたスラリーを上述の負極集電体上に塗布し、乾燥した後、プレスすることにより、負極活物質層が形成され、負極が得られる。塗布の手法は特に制限されず、それ自体既知の方法を用いることができる。乾燥の手法も特に制限されず、自然乾燥、加熱乾燥、減圧乾燥等の公知の手法を用いることができる。
The slurry for forming the negative electrode active material layer is prepared by mixing the above negative electrode active material with a conductive material, a binder, and a thickener as necessary, and using an aqueous solvent or an organic solvent as a dispersion medium. Ru. Water is usually used as the aqueous solvent, but alcohols such as ethanol and organic solvents such as cyclic amides such as N-methylpyrrolidone may be used in combination in an amount of 30% by mass or less based on water. You can also do it. In addition, organic solvents include cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N,N-dimethylformamide and N,N-dimethylacetamide, and aromatic hydrocarbons such as anisole, toluene, and xylene. Among them, cyclic amides such as N-methylpyrrolidone, linear amides such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, etc. are preferred. In addition, any one type of these may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
The obtained slurry is applied onto the above-mentioned negative electrode current collector, dried, and then pressed to form a negative electrode active material layer and obtain a negative electrode. The coating method is not particularly limited, and any known method can be used. The drying method is not particularly limited either, and known methods such as natural drying, heat drying, reduced pressure drying, etc. can be used.

(電極密度)
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm-3以上が好ましく、1.2g・cm-3以上がさらに好ましく、1.3g・cm-3以上が特に好ましく、また、2.2g・cm-3以下が好ましく、2.1g・cm-3以下がより好ましく、2.0g・cm-3以下がさらに好ましく、1.9g・cm-3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲を上回ると、負極活物質粒子が破壊され、非水系電解液電池の初期不可逆容量の増加や、集電体/負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する場合がある。
(electrode density)
The electrode structure when the negative electrode active material is made into an electrode is not particularly limited, but the density of the negative electrode active material present on the current collector is preferably 1 g·cm -3 or more, and 1.2 g·cm -3 or more. is more preferably 1.3 g·cm -3 or more, particularly preferably 2.2 g·cm -3 or less, more preferably 2.1 g·cm -3 or less, and 2.0 g·cm -3 or less. More preferably, it is 1.9 g·cm −3 or less. If the density of the negative electrode active material present on the current collector exceeds the above range, the negative electrode active material particles will be destroyed, resulting in an increase in the initial irreversible capacity of the non-aqueous electrolyte battery, or a decrease in the current collector/negative electrode active material. This may lead to deterioration of high current density charge/discharge characteristics due to decreased permeability of the non-aqueous electrolyte near the interface. Moreover, when it is less than the above range, the conductivity between negative electrode active materials may decrease, battery resistance may increase, and capacity per unit volume may decrease.

<2-4.正極>
以下に本実施形態の非水系電解液電池に使用される正極について説明する。
<2-4-1.正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質について説明する。
<2-4. Positive electrode>
The positive electrode used in the non-aqueous electrolyte battery of this embodiment will be described below.
<2-4-1. Cathode active material>
The positive electrode active material used in the positive electrode will be explained below.

(1)組成
正極活物質としては、コバルト酸リチウムや、少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物であり、電気化学的に金属イオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はないが、例えば、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものが好ましく、リチウムと少なくともNiとCoを含有し、遷移金属のうち50モル%以上がNiとCoである遷移金属酸化物が好ましい。Ni及びCoは、酸化還元の電位が二次電池の正極材として用いるのに好適であり、高容量用途に適しているためである。
(1) Composition The positive electrode active material is lithium cobalt oxide or a transition metal oxide containing at least Ni and Co, in which 50 mol% or more of the transition metals are Ni and Co. There is no particular restriction as long as it can intercalate and deintercalate lithium ions, but for example, it is preferable to use a material that can electrochemically intercalate and deintercalate lithium ions, containing lithium and at least Ni and Co, and containing 50 mol of transition metals. Transition metal oxides in which Ni and Co account for at least % are preferred. This is because Ni and Co have a redox potential suitable for use as a positive electrode material of a secondary battery and are suitable for high capacity applications.

リチウム遷移金属酸化物の金属成分としては、必須遷移金属元素として、NiとCoが含まれるが、その他の金属元素としてMn、V、Ti、Cr、Fe、Cu、Al、Mg、Zr、Er等が挙げられ、Mn、Ti、Fe、Al、Mg、Zr等が好ましい。リチウム遷移金属酸化物の具体例としては、例えば、LiCoO、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.80Co0.15Al0.05、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、Li1.05Ni0.33Mn0.33Co0.33、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、Li1.05Ni0.50Mn0.29Co0.21、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1等が挙げられる。The metal components of the lithium transition metal oxide include Ni and Co as essential transition metal elements, and other metal elements such as Mn, V, Ti, Cr, Fe, Cu, Al, Mg, Zr, Er, etc. Mn, Ti, Fe, Al, Mg, Zr, etc. are preferred. Specific examples of lithium transition metal oxides include, for example, LiCoO 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , Li 1.05 Ni 0.33 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , Li 1.05 Ni 0.50 Mn 0.29 Co 0.21 O 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 and the like.

中でも、下記組成式(1)で示される遷移金属酸化物であることが好ましい。
Lia1Nib1Coc1d1・・・(1)
(式(1)中、0.90≦a1≦1.10、0.50≦b1≦0.98、0.01≦c1<0.50、0.01≦d1<0.50の数値を示し、b1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(1)中、0.1≦d1<0.5の数値を示すことが好ましい。
Among these, a transition metal oxide represented by the following compositional formula (1) is preferable.
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 ...(1)
(In formula (1), the numerical values are 0.90≦a1≦1.10, 0.50≦b1≦0.98, 0.01≦c1<0.50, 0.01≦d1<0.50. , b1+c1+d1=1.M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
In the compositional formula (1), it is preferable that 0.1≦d1<0.5.

NiやCoの組成比およびその他の金属種の組成比が所定の通りであることで、正極から遷移金属が溶出しにくく、かつ、たとえ溶出したとしてもNiやCoは非水系二次電池内での悪影響が小さいためである。
中でも、下記組成式(2)で示される遷移金属酸化物であることがより好ましい。
Lia2Nib2Coc2d2・・・(2)
(式(2)中、0.90≦a2≦1.10、0.50≦b2≦0.89、0.10≦c2<0.50、0.01≦d2<0.40の数値を示し、b2+c2+d2=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(2)中、0.10≦d2<0.40の数値を示すことが好ましい。
By keeping the composition ratios of Ni and Co and the composition ratios of other metals as specified, transition metals are difficult to elute from the positive electrode, and even if they do, Ni and Co will remain in the non-aqueous secondary battery. This is because the negative effects of
Among these, a transition metal oxide represented by the following compositional formula (2) is more preferable.
Li a2 Ni b2 Co c2 M d2 O 2 ...(2)
(In formula (2), the numerical values are 0.90≦a2≦1.10, 0.50≦b2≦0.89, 0.10≦c2<0.50, 0.01≦d2<0.40. , b2+c2+d2=1.M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
In compositional formula (2), it is preferable that the numerical value is 0.10≦d2<0.40.

NiおよびCoが主成分であり、かつNiの組成比がCoの組成比より大きいことで、非水系電解液電池の正極として用いた際に、安定であり、かつ高容量を取り出すことが可能となるからである。
中でも、下記組成式(3)で示される遷移金属酸化物であることがさらに好ましい。
Lia3Nib3Coc3d3・・・(3)
(式(3)中、0.90≦a3≦1.10、0.50≦b3≦0.89、0.1≦c3≦0.2、0.01≦d3≦0.3の数値を示し、b3+c3+d3=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(3)中、0.10≦d3≦0.3の数値を示すことが好ましい。
Since Ni and Co are the main components and the composition ratio of Ni is larger than the composition ratio of Co, it is stable and can provide high capacity when used as a positive electrode in a non-aqueous electrolyte battery. Because it will be.
Among these, a transition metal oxide represented by the following compositional formula (3) is more preferable.
Li a3 Ni b3 Co c3 M d3 O 2 ...(3)
(In formula (3), the numerical values are 0.90≦a3≦1.10, 0.50≦b3≦0.89, 0.1≦c3≦0.2, 0.01≦d3≦0.3. , b3+c3+d3=1.M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
In compositional formula (3), it is preferable that the numerical value is 0.10≦d3≦0.3.

上記の組成であることで、非水系二次電池正極として用いた際に、特に高容量を取り出すことが可能となるからである。
また、上記の正極活物質のうち2種類以上を混合して使用してもよい。同様に、上記の正極活物質のうち少なくとも1種以上と他の正極活物質を混合して使用してもよい。他の正極活物質の例としては、上記に挙げられていない遷移金属酸化物、遷移金属燐酸化合物、遷移金属ケイ酸化合物、遷移金属ホウ酸化合物が挙げられる。
This is because the above composition makes it possible to obtain particularly high capacity when used as a positive electrode for a non-aqueous secondary battery.
Furthermore, two or more of the above positive electrode active materials may be used in combination. Similarly, at least one of the above positive electrode active materials and other positive electrode active materials may be mixed and used. Examples of other positive electrode active materials include transition metal oxides, transition metal phosphate compounds, transition metal silicate compounds, and transition metal borate compounds not listed above.

中でも、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物やオリビン型構造を有するリチウム含有遷移金属燐酸化合物が好ましい。具体的にはスピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物として、LiMn、LiMn1.8Al0.2、LiMn1.5Ni0.5等が挙げられる。中でも最も構造が安定であり、非水系電解液電池の異常時にも酸素放出しにくく、安全性に優れるためである。Among these, lithium-manganese composite oxides having a spinel-type structure and lithium-containing transition metal phosphoric acid compounds having an olivine-type structure are preferred. Specifically, examples of the lithium manganese composite oxide having a spinel structure include LiMn 2 O 4 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like. This is because it has the most stable structure and is less likely to release oxygen even in the event of an abnormality in a non-aqueous electrolyte battery, offering excellent safety.

また、リチウム含有遷移金属燐酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例として、例えば、LiFePO、LiFe(PO、LiFeP等の燐酸鉄類、LiCoPO等の燐酸コバルト類、LiMnPO等の燐酸マンガン類、これらのリチウム遷移金属燐酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。The transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, etc. Specific examples include LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 , iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , manganese phosphates such as LiMnPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are replaced with Al, Ti, Examples include those substituted with other metals such as V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn, and W.

中でも、リチウム鉄燐酸化合物が好ましい、鉄は資源量も豊富で極めて安価な金属であり、かつ有害性も少ないためである。すなわち、上記の具体例のうち、LiFePOをより好ましい具体例として挙げることができる。Among these, lithium iron phosphate compounds are preferred because iron is an extremely inexpensive metal with abundant resources and is less harmful. That is, among the above specific examples, LiFePO 4 can be cited as a more preferable specific example.

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

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

正極活物質の表面に付着している表面付着物質の質量は、正極活物質の質量に対して、好ましくは0.1ppm以上であり、1ppm以上がより好ましく、10ppm以上が更に好ましい。また、好ましくは20%以下であり、10%以下がより好ましく、5%以下が更に好ましい。
表面付着物質により、正極活物質表面での非水系電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができる。また、付着量が上記範囲内にあると、その効果を十分に発現することができ、リチウムイオンの出入りを阻害することなく抵抗も増加し難くなる。
The mass of the surface-attached substance adhering to the surface of the positive electrode active material is preferably 0.1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, and even more preferably 10 ppm or more, based on the mass of the positive electrode active material. Moreover, it is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, and even more preferably 5% or less.
The surface-attached substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte on the surface of the positive electrode active material, and can improve battery life. Further, when the amount of adhesion is within the above range, the effect can be fully exhibited, and the resistance will not increase easily without inhibiting the ingress and egress of lithium ions.

(3)形状
正極活物質粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が用いられる。また、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状又は楕円球状であってもよい。
(3) Shape The shape of the positive electrode active material particles may be a lump, a polyhedron, a sphere, an ellipsoid, a plate, a needle, a column, etc., which are conventionally used. Further, primary particles may aggregate to form secondary particles, and the shape of the secondary particles may be spherical or ellipsoidal.

(4)正極活物質の製造法
正極活物質の製造法としては、本実施形態の要旨を超えない範囲で特には制限されないが、いくつかの方法が挙げられ、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
特に球状ないし楕円球状の活物質を作製するには種々の方法が考えられるが、例えばその1例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作製回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。
(4) Method for manufacturing the positive electrode active material The method for manufacturing the positive electrode active material is not particularly limited as long as it does not go beyond the gist of this embodiment, but there are several methods that are commonly used as methods for manufacturing inorganic compounds. methods are used.
In particular, various methods can be considered to produce a spherical or ellipsoidal active material. For example, one method is to use a transition metal raw material such as a transition metal nitrate or sulfate, and raw materials of other elements as necessary. is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to prepare and collect a spherical precursor. After drying this as necessary, LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO A method of obtaining an active material by adding a Li source such as No. 3 and firing at a high temperature can be mentioned.

また、別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。In addition, as an example of another method, transition metal raw materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, oxides, etc., and raw materials of other elements as necessary, are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. A method of obtaining an active material by drying and molding it with a spray dryer or the like to obtain a spherical or ellipsoidal precursor, adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , or LiNO 3 to this and firing at a high temperature. can be mentioned.

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

<2-4-2.正極構造と作製法>
以下に、本実施形態に使用される正極の構成及びその作製法について説明する。
(正極の作製法)
正極は、正極活物質粒子と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製される。正極活物質を用いる正極の製造は、公知のいずれの方法でも作製することができる。例えば、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成させることにより正極を得ることができる。
<2-4-2. Positive electrode structure and manufacturing method>
Below, the structure of the positive electrode used in this embodiment and its manufacturing method will be explained.
(Production method of positive electrode)
The positive electrode is produced by forming a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles and a binder on a current collector. A positive electrode using a positive electrode active material can be manufactured by any known method. For example, a positive electrode active material, a binder, and if necessary a conductive material, a thickener, etc. are mixed together in a dry process and formed into a sheet, which is then pressed onto a positive electrode current collector, or these materials are mixed in a liquid medium. A positive electrode can be obtained by dissolving or dispersing the slurry, applying it to a positive electrode current collector, and drying it to form a positive electrode active material layer on the current collector.

正極活物質の正極活物質層中の含有量は、好ましくは60質量%以上であり、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは99.9質量%以下であり、99質量%以下がより好ましい。正極活物質の含有量が、上記範囲内であると、電気容量を十分確保できる。さらに、正極の強度も十分なものとなる。なお、本実施形態における正極活物質粉体は、1種を単独で用いてもよく、異なる組成又は異なる粉体物性の2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。2種以上の活物質を組み合わせて用いる際は、前記リチウムとマンガンを含有する複合酸化物を粉体の成分として用いることが好ましい。コバルト又はニッケルは、資源量も少なく高価な金属であり、自動車用途等の高容量が必要とされる大型電池では活物質の使用量が大きくなることから、コストの点で好ましくないため、より安価な遷移金属としてマンガンを主成分に用いることが望ましいためである。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, even more preferably 80% by mass or more, and preferably 99.9% by mass or less. Yes, and more preferably 99% by mass or less. When the content of the positive electrode active material is within the above range, sufficient electric capacity can be ensured. Furthermore, the strength of the positive electrode is also sufficient. Note that the positive electrode active material powder in this embodiment may be used alone, or two or more types having different compositions or different powder physical properties may be used in any combination and ratio. When using two or more types of active materials in combination, it is preferable to use the composite oxide containing lithium and manganese as a powder component. Cobalt or nickel is an expensive metal with few resources, and large batteries that require high capacity, such as those used in automobiles, require a large amount of active material, which is undesirable from a cost standpoint, so they are less expensive. This is because it is desirable to use manganese as a main component as a transition metal.

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

正極活物質層中の導電材の含有量は、好ましくは0.01質量%以上であり、0.1質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは50質量%以下であり、30質量%以下がより好ましく、15質量%以下が更に好ましい。含有量が上記範囲内であると、導電性を十分確保できる。さらに、電池容量の低下も防ぎやすい。 The content of the conductive material in the positive electrode active material layer is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, even more preferably 1% by mass or more, and preferably 50% by mass or less. The content is more preferably 30% by mass or less, and even more preferably 15% by mass or less. When the content is within the above range, sufficient electrical conductivity can be ensured. Furthermore, it is easy to prevent a decrease in battery capacity.

(結着剤)
正極活物質層の製造に用いる結着剤は、非水系電解液や電極製造時用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に限定されない。
塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であれば特に限定されないが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック-1,2-ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(binder)
The binder used for producing the positive electrode active material layer is not particularly limited as long as it is a material that is stable to the non-aqueous electrolyte and the solvent used during electrode production.
In the case of the coating method, there are no particular limitations as long as the material is dissolved or dispersed in the liquid medium used during electrode production, but specific examples include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, and cellulose. , resin-based polymers such as nitrocellulose; rubber-like polymers such as SBR (styrene-butadiene rubber), NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), fluororubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene-propylene rubber; styrene-butadiene rubber; Styrene block copolymer or its hydrogenated product, EPDM (ethylene-propylene-diene terpolymer), styrene-ethylene-butadiene-ethylene copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer or its hydrogenated product Thermoplastic elastomeric polymers such as syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene/vinyl acetate copolymers, propylene/α-olefin copolymers, etc.; polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene/ethylene copolymer, and other fluorine-based polymers; polymer compositions with ionic conductivity for alkali metal ions (particularly lithium ions), etc. can be mentioned. Note that these substances may be used alone or in combination of two or more in any desired ratio.

正極活物質層中の結着剤の含有量は、好ましくは0.1質量%以上であり、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは80質量%以下であり、60質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましく、10質量%以下が特に好ましい。結着剤の割合が、上記範囲内であると、正極活物質を十分保持でき、正極の機械的強度を確保できるため、サイクル特性等の電池性能が良好となる。さらに、電池容量や導電性の低下を回避することにもつながる。 The content of the binder in the positive electrode active material layer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, even more preferably 3% by mass or more, and preferably 80% by mass or less. The content is more preferably 60% by mass or less, even more preferably 40% by mass or less, and particularly preferably 10% by mass or less. When the ratio of the binder is within the above range, the positive electrode active material can be sufficiently retained and the mechanical strength of the positive electrode can be ensured, resulting in good battery performance such as cycle characteristics. Furthermore, it also helps avoid deterioration in battery capacity and conductivity.

(液体媒体)
正極活物質層を形成するためのスラリーの調製に用いる液体媒体としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
(liquid medium)
The liquid medium used to prepare the slurry for forming the positive electrode active material layer is capable of dissolving or dispersing the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the thickener used as necessary. There is no particular restriction on the type of solvent as long as it is a solvent, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

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

(増粘剤)
スラリーを形成するための液体媒体として水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調正するために使用される。
増粘剤としては、本発明の効果を著しく制限しない限り制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、燐酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(thickener)
When an aqueous medium is used as a liquid medium for forming a slurry, it is preferable to use a thickener and a latex such as styrene-butadiene rubber (SBR) to form a slurry. Thickeners are commonly used to adjust the viscosity of slurries.
The thickener is not limited as long as it does not significantly limit the effect of the present invention, but specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. etc. These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.

増粘剤を使用する場合には、正極活物質に対する増粘剤の割合は、好ましくは0.1質量%以上であり、0.5質量%以上がより好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは5質量%以下であり、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。上記範囲内であると、塗布性が良好となり、さらに、正極活物質層に占める活物質の割合が十分なものとなるため、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題を回避し易くなる。 When using a thickener, the ratio of the thickener to the positive electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and even more preferably 0.6% by mass or more. Preferably, the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and even more preferably 2% by mass or less. If it is within the above range, the coating properties will be good, and the ratio of the active material in the positive electrode active material layer will be sufficient, which will reduce the problem of battery capacity reduction and increase the resistance between the positive electrode active materials. It becomes easier to avoid problems.

(圧密化)
集電体への上記スラリーの塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、1g・cm-3以上が好ましく、1.5g・cm-3以上が更に好ましく、2g・cm-3以上が特に好ましく、また、4g・cm-3以下が好ましく、3.5g・cm-3以下が更に好ましく、3g・cm-3以下が特に好ましい。
正極活物質層の密度が、上記範囲内であると、集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性が低下することなく、特に高電流密度での充放電特性が良好となる。さらに、活物質間の導電性が低下し難くなり、電池抵抗が増大し難くなる。
(consolidation)
The positive electrode active material layer obtained by coating and drying the slurry on a current collector is preferably compacted by hand pressing, roller pressing, etc. in order to increase the packing density of the positive electrode active material. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1 g·cm -3 or more, more preferably 1.5 g·cm -3 or more, particularly preferably 2 g·cm -3 or more, and preferably 4 g·cm -3 or less, It is more preferably 3.5 g·cm -3 or less, particularly preferably 3 g·cm -3 or less.
When the density of the positive electrode active material layer is within the above range, the permeability of the non-aqueous electrolyte to the vicinity of the current collector/active material interface will not decrease, and the charging and discharging characteristics will be particularly good at high current densities. Become. Furthermore, the conductivity between active materials is less likely to decrease, and battery resistance is less likely to increase.

(集電体)
正極集電体の材質としては特に制限は無く、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素質材料が挙げられる。中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。
(current collector)
There are no particular limitations on the material of the positive electrode current collector, and any known material can be used. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; carbonaceous materials such as carbon cloth and carbon paper. Among these, metal materials, particularly aluminum, are preferred.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素質材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。
集電体の厚さは任意であるが、好ましくは1μm以上であり、3μm以上がより好ましく、5μm以上が更に好ましく、また、好ましくは1mm以下であり、100μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。集電体の厚さが、上記範囲内であると、集電体として必要な強度を十分確保することができる。さらに、取り扱い性も良好となる。
In the case of metal materials, examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, foamed metal, etc. In the case of carbonaceous materials, examples include carbon plate, Examples include carbon thin films and carbon cylinders. Among these, metal thin films are preferred. Note that the thin film may be formed into a mesh shape as appropriate.
The thickness of the current collector is arbitrary, but is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, even more preferably 5 μm or more, and preferably 1 mm or less, more preferably 100 μm or less, and even more preferably 50 μm or less. preferable. When the thickness of the current collector is within the above range, the strength required for the current collector can be sufficiently ensured. Furthermore, handling properties are also improved.

集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、(非水系電解液注液直前の片面の活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)が、好ましくは150以下であり、20以下がより好ましく、10以下が特に好ましく、また、好ましくは0.1以上であり、0.4以上がより好ましく、1以上が特に好ましい。
集電体と正極活物質層の厚さの比が、上記範囲内であると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じ難くなる。さらに、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し難くなり、電池容量の低下を防ぐことができる。
Although the ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is not particularly limited, it is preferably (thickness of the active material layer on one side immediately before pouring the non-aqueous electrolyte)/(thickness of the current collector). It is 150 or less, more preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less, also preferably 0.1 or more, more preferably 0.4 or more, and particularly preferably 1 or more.
When the ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is within the above range, the current collector is less likely to generate heat due to Joule heat during high current density charging and discharging. Furthermore, the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material becomes difficult to increase, and a decrease in battery capacity can be prevented.

(電極面積)
高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、非水系電解液電池の外装の表面積に対する前記正極の電極面積の総和を、面積比で20倍以上とすることが好ましく、更に40倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。
(electrode area)
From the viewpoint of increasing stability at high output and high temperature, it is preferable that the area of the positive electrode active material layer be larger than the outer surface area of the battery outer case. Specifically, the total area of the positive electrode relative to the surface area of the exterior of the non-aqueous electrolyte battery is preferably 20 times or more, more preferably 40 times or more, in terms of area ratio. In the case of a square shape with a bottom, the outer surface area of the outer case refers to the total area calculated from the length, width, and thickness of the case filled with the power generation element, excluding the protruding parts of the terminals. . In the case of a cylindrical shape with a bottom, the geometric surface area is approximated by assuming that the case portion filled with the power generation element excluding the protruding portion of the terminal is a cylinder. The total electrode area of the positive electrode is the geometric surface area of the positive electrode composite material layer facing the composite material layer containing the negative electrode active material. , refers to the sum of the areas calculated for each surface separately.

(放電容量)
本発明の一実施形態に係る非水系電解液を用いる場合、非水系電解液電池の1個の電池外装に収納される電池要素のもつ電気容量(電池を満充電状態から放電状態まで放電したときの電気容量)が、1アンペアーアワー(Ah)以上であると、低温放電特性の向上効果が大きくなるため好ましい。そのため、正極板は、放電容量が満充電で、好ましくは3Ah(アンペアアワー)であり、より好ましくは4Ah以上、また、好ましくは100Ah以下であり、より好ましくは70Ah以下であり、特に好ましくは50Ah以下になるように設計する。
(discharge capacity)
When using the non-aqueous electrolyte according to an embodiment of the present invention, the electrical capacity of the battery element housed in one battery exterior of the non-aqueous electrolyte battery (when the battery is discharged from a fully charged state to a discharged state) It is preferable that the electric capacity (electric capacity) is 1 ampere hour (Ah) or more because the effect of improving low temperature discharge characteristics becomes large. Therefore, the discharge capacity of the positive electrode plate is preferably 3Ah (ampere hour) when fully charged, more preferably 4Ah or more, and preferably 100Ah or less, more preferably 70Ah or less, and particularly preferably 50Ah. Design as follows.

上記範囲内であると、大電流の取り出し時に電極反応抵抗による電圧低下が大きくなり過ぎず、電力効率の悪化を防ぐことができる。さらに、パルス充放電時の電池内部発熱による温度分布が大きくなり過ぎず、充放電繰り返しの耐久性が劣り、また、過充電や内部短絡等の異常時の急激な発熱に対して放熱効率も悪くなるといった現象を回避することができる。 Within the above range, voltage drop due to electrode reaction resistance does not become too large when drawing a large current, and deterioration of power efficiency can be prevented. Furthermore, the temperature distribution due to heat generated inside the battery during pulse charging and discharging does not become too large, resulting in poor durability for repeated charging and discharging, and heat dissipation efficiency is poor in response to sudden heat generation during abnormalities such as overcharging and internal short circuits. It is possible to avoid this phenomenon.

(正極板の厚さ)
正極板の厚さは、特に限定されないが、高容量かつ高出力、高レート特性の観点から、集電体の厚さを差し引いた正極活物質層の厚さは、集電体の片面に対して、10μm以上が好ましく、20μm以上がより好ましく、また、200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。
(Thickness of positive electrode plate)
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity, high output, and high rate characteristics, the thickness of the positive electrode active material layer after subtracting the thickness of the current collector should be The thickness is preferably 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and preferably 200 μm or less, and more preferably 100 μm or less.

<2-5.セパレータ>
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
セパレータの材料や形状については特に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、上述の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。
<2-5. Separator>
A separator is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent short circuits. In this case, the separator is usually impregnated with the non-aqueous electrolyte.
There are no particular restrictions on the material or shape of the separator, and any known material can be used as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. Among them, resins, glass fibers, inorganic materials, etc. made of materials that are stable against the above-mentioned non-aqueous electrolytes are used, and porous sheets or non-woven fabrics with excellent liquid retention properties are used. preferable.

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

上記セパレータの厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、5μm以上が好ましく、10μm以上がより好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、非水系電解液電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。 The thickness of the separator is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, more preferably 10 μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, and more preferably 30 μm or less. If the separator is too thin than the above range, the insulation properties and mechanical strength may decrease. Moreover, if the thickness is too thick than the above range, not only battery performance such as rate characteristics may deteriorate, but also the energy density of the non-aqueous electrolyte battery as a whole may decrease.

さらに、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常20%以上であり、35%以上が好ましく、45%以上がより好ましく、また、通常90%以下であり、85%以下が好ましく、75%以下がより好ましい。空孔率が、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。 Furthermore, when using a porous material such as a porous sheet or nonwoven fabric as a separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, Further, it is usually 90% or less, preferably 85% or less, and more preferably 75% or less. If the porosity is too smaller than the above range, the membrane resistance tends to increase and the rate characteristics tend to deteriorate. Moreover, if it is too large than the above range, the mechanical strength of the separator tends to decrease and the insulation properties tend to decrease.

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常0.5μm以下であり、0.2μm以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。
一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物類、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。
Further, the average pore diameter of the separator is also arbitrary, but it is usually 0.5 μm or less, preferably 0.2 μm or less, and usually 0.05 μm or more. When the average pore diameter exceeds the above range, short circuits tend to occur. Moreover, if it falls below the above range, the film resistance may increase and the rate characteristics may deteriorate.
On the other hand, as inorganic materials, for example, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. things are used.

形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01~1μm、厚さが5~50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤として多孔層を形成させることが挙げられる。 As for the form, those in the form of a thin film such as nonwoven fabric, woven fabric, and microporous film are used. In the case of a thin film, one having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferably used. In addition to the independent thin film shape described above, a separator can be used in which a composite porous layer containing the inorganic particles is formed on the surface layer of the positive electrode and/or negative electrode using a resin binder. For example, a porous layer may be formed on both sides of the positive electrode using alumina particles having a 90% particle size of less than 1 μm and a fluororesin as a binder.

<2-6.電池設計>
[電極群]
電極群は、前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のものの何れでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する。)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、80%以下が好ましい。電極群占有率の下限は、電池容量の観点から、上記範囲とすることが好ましい。また、電極群占有率の上限は、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性の観点、内部圧力を外に逃がすガス放出弁の作動回避の観点から、間隙スペースを確保するために上記範囲とすることが好ましい。間隙スペースが少な過ぎると、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、さらには、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。
<2-6. Battery design>
[Electrode group]
The electrode group has a laminated structure in which the above-mentioned positive electrode plate and negative electrode plate are interposed with the above-mentioned separator in between, and an electrode group in which the above-mentioned positive electrode plate and negative electrode plate are spirally wound with the above-mentioned separator interposed in between. Either is fine. The ratio of the volume of the electrode group to the internal battery volume (hereinafter referred to as electrode group occupancy) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, and 80% or less. preferable. The lower limit of the electrode group occupancy is preferably within the above range from the viewpoint of battery capacity. In addition, the upper limit of the electrode group occupancy rate is set in order to secure the gap space, from the viewpoint of various characteristics such as the repeated charging and discharging performance of the battery and high temperature storage, and from the viewpoint of avoiding activation of the gas release valve that releases internal pressure to the outside. It is preferable to set it as the said range. If the gap space is too small, the battery's high temperature will cause the components to expand and the vapor pressure of the liquid electrolyte to increase, increasing the internal pressure, which will affect the battery's charge/discharge cycle performance and high-temperature storage. This may reduce properties or even activate a gas release valve that releases internal pressure to the outside.

[集電構造]
集電構造は特に限定されるものではないが、本発明の一実施形態に係る非水系電解液による高温保存時のガス発生抑制及び電池の内部抵抗増加の抑制をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にすることが好ましい。この様に内部抵抗を低減させた場合、上述の非水系電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
[Current collection structure]
Although the current collecting structure is not particularly limited, in order to more effectively suppress gas generation during high-temperature storage and suppress an increase in internal resistance of the battery using the non-aqueous electrolyte according to an embodiment of the present invention, It is preferable to adopt a structure that reduces the resistance of wiring portions and bonding portions. When the internal resistance is reduced in this way, the effects of using the above-mentioned non-aqueous electrolyte are particularly well exhibited.

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

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

[外装体]
本実施形態の非水系電解液電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体(外装ケース)内に収納して構成される。この外装体に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り公知のものを任意に採用することができる。
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に限定されるものではない。具体的に、ニッケルメッキ鋼板、ステンレス、アルミニウム若しくはアルミニウム合金、マグネシウム合金、ニッケル、チタン等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム(ラミネートフィルム)が好適に用いられる。
[Exterior body]
The non-aqueous electrolyte battery of this embodiment is usually configured by housing the above-mentioned non-aqueous electrolyte, a negative electrode, a positive electrode, a separator, etc. in an exterior body (exterior case). There is no limit to this exterior body, and any known exterior body can be used as long as it does not significantly impair the effects of the present invention.
The material of the outer case is not particularly limited as long as it is stable to the non-aqueous electrolyte used. Specifically, metals such as nickel-plated steel sheets, stainless steel, aluminum or aluminum alloys, magnesium alloys, nickel, and titanium, or laminated films of resin and aluminum foil are preferably used.

上記金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、又は、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。上記ラミネートフィルムを用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、上記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。
また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
For exterior cases using the above metals, the metals are welded together using laser welding, resistance welding, or ultrasonic welding to create a hermetically sealed structure, or the metals are caulked using a resin gasket. There are things that do. Examples of exterior cases using the above-mentioned laminate film include those in which resin layers are heat-sealed to each other to form a hermetically sealed structure. In order to improve sealing performance, a resin different from the resin used for the laminate film may be interposed between the resin layers. In particular, when creating a sealed structure by heat-sealing a resin layer via a current collector terminal, the metal and resin are joined, so the intervening resin may be a resin with a polar group or a modified resin with a polar group introduced. Resin is preferably used.
Further, the shape of the exterior body is also arbitrary, and may be, for example, cylindrical, square, laminated, coin-shaped, large-sized, or the like.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
本実施例及び比較例に使用した化合物1~3を以下に示す。化合物1は本発明細書における一般式(A)で表される化合物に相当する。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples; however, the present invention is not limited to these Examples unless the gist thereof is exceeded.
Compounds 1 to 3 used in the Examples and Comparative Examples are shown below. Compound 1 corresponds to the compound represented by general formula (A) in the specification of the present invention.

Figure 0007342028000014
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Figure 0007342028000015
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Figure 0007342028000016
Figure 0007342028000016

<実施例1-1~1-2、比較例1-1~1-3>
[正極の作製]
正極活物質としてリチウム・ニッケル・コバルト・マンガン複合酸化物(Li1.0Ni0.5Co0.2Mn0.3)90質量部と、導電材としてアセチレンブラック7質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)3質量部とを、N-メチルピロリドン溶媒中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、プレスして正極とした。
<Examples 1-1 to 1-2, Comparative Examples 1-1 to 1-3>
[Preparation of positive electrode]
90 parts by mass of lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxide (Li 1.0 Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 ) as a positive electrode active material, 7 parts by mass of acetylene black as a conductive material, and a 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as an adhesive was mixed in an N-methylpyrrolidone solvent using a disperser to form a slurry. This was applied uniformly to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then pressed to obtain a positive electrode.

[負極の作製]
天然黒鉛98質量部に、増粘剤及び結着剤として、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)1質量部及びスチレン・ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン・ブタジエンゴムの濃度50質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔の片面に塗布して乾燥した後、プレスして負極とした。
[Preparation of negative electrode]
98 parts by mass of natural graphite, 1 part by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of sodium carboxymethylcellulose 1% by mass) and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene-butadiene rubber) as thickeners and binders. 1 part by mass (concentration 50% by mass) was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed to form a negative electrode.

[非水系電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)の混合物(体積比EC:DEC:EMC=3:6:1)に、電解質として十分に乾燥させたLiPFを1.15mol/L(非水系電解液中の濃度として、14質量%)溶解させ、さらに、モノフルオロエチレンカーボネート(FEC)を1.15質量%、メチレンメタンジスルホネート(MMDS)を1.0質量%(非水系電解液中の濃度として)添加した(以下、これを基準電解液1と呼ぶ)。基準電解液1に対して、下記表1に記載の含有量で化合物1~3を添加剤として加えて非水系電解液を調製した。なお、表中の「含有量(質量%)」は、各非水系電解液全体を100質量%とした時の含有量である。
[Preparation of non-aqueous electrolyte]
Under a dry argon atmosphere, sufficiently dried LiPF was added as an electrolyte to a mixture of ethylene carbonate (EC), diethyl carbonate (DEC), and ethyl methyl carbonate (EMC) (volume ratio EC:DEC:EMC=3:6:1). 6 was dissolved at 1.15 mol/L (14% by mass as the concentration in the non-aqueous electrolyte), and 1.15% by mass of monofluoroethylene carbonate (FEC) and 1.1% by mass of methylenemethane disulfonate (MMDS) were dissolved. 0% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolytic solution) was added (hereinafter, this will be referred to as reference electrolytic solution 1). A non-aqueous electrolyte solution was prepared by adding Compounds 1 to 3 as additives to the reference electrolyte solution 1 in the contents shown in Table 1 below. In addition, "content (mass %)" in the table is the content when the entire non-aqueous electrolyte is 100 mass %.

[非水系電解液電池の製造]
上記の正極、負極及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内から正極と負極の端子が突設するように挿入した後、上記調製後の非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行い、ラミネート型の非水系電解液電池を作製した。
[Manufacture of non-aqueous electrolyte battery]
A battery element was produced by laminating the above positive electrode, negative electrode, and polyethylene separator in the order of negative electrode, separator, and positive electrode. After inserting this battery element into a bag made of a laminate film made of aluminum (40 μm thick) coated with resin layers on both sides so that the positive and negative terminals protrude, the non-aqueous electrolyte prepared above is poured into the bag. A laminated non-aqueous electrolyte battery was fabricated by injecting the solution into the battery and vacuum-sealing it.

<非水系電解液電池の評価>
[初期コンディショニング]
25℃の恒温槽中、上記の方法で作製した非水系電解液電池を、0.1C(1Cとは、充電または放電に1時間かかる電流値のことを示す。以下同様。)に相当する電流で3.2Vまで定電流充電した後、0.2Cで4.2Vまで定電流-定電圧充電(以下、CC-CV充電と記載)を行った。その後、45℃に120時間保持しエージングを実施した。その後、0.2Cで2.5Vまで放電し、非水系電解液電池を安定させた。さらに、0.2Cで4.2VまでCC-CV充電を行った後、0.2Cで2.5Vまで放電し(この時の放電容量を初期放電容量とする)、初期コンディショニングを行った。
<Evaluation of non-aqueous electrolyte batteries>
[Initial conditioning]
The non-aqueous electrolyte battery prepared by the above method was heated in a constant temperature bath at 25°C with a current equivalent to 0.1C (1C refers to the current value that takes 1 hour to charge or discharge. The same applies hereinafter). After constant current charging to 3.2V at 0.2C, constant current-constant voltage charging (hereinafter referred to as CC-CV charging) was performed to 4.2V at 0.2C. Thereafter, aging was carried out by holding at 45° C. for 120 hours. Thereafter, the battery was discharged to 2.5V at 0.2C to stabilize the non-aqueous electrolyte battery. Further, after performing CC-CV charging at 0.2C to 4.2V, initial conditioning was performed by discharging to 2.5V at 0.2C (the discharge capacity at this time is defined as the initial discharge capacity).

初期コンディショニング後の電池を0.2Cで初期放電容量の半分の容量となるようCC-CV充電を行った。これを25℃において各々1.0C、2.0C、3.0Cで放電させ、その5秒時の電圧を測定した。得られた1.0C、2.0C、3.0Cにおける電流-電圧直線の傾きの平均値を初期内部抵抗とした。 After initial conditioning, the battery was charged by CC-CV at 0.2C to half the initial discharge capacity. This was discharged at 1.0 C, 2.0 C, and 3.0 C at 25° C., and the voltage at 5 seconds was measured. The average value of the slopes of the current-voltage straight lines obtained at 1.0C, 2.0C, and 3.0C was taken as the initial internal resistance.

<非水系電解液電池の評価>
[高温保存試験]
初期コンディショニング後のラミネート型の非水系電解液電池を再度、0.2Cで4.2VまでCC-CV充電を行った後、60℃、168時間の条件で高温保存を行った。非水系電解液電池を十分に冷却させた後、エタノール浴中に浸して体積を測定し、保存試験前後の体積変化から発生ガス量を求め、これを高温保存ガス量とした。
<Evaluation of non-aqueous electrolyte batteries>
[High temperature storage test]
After initial conditioning, the laminated non-aqueous electrolyte battery was again CC-CV charged at 0.2C to 4.2V, and then stored at high temperature at 60°C for 168 hours. After the non-aqueous electrolyte battery was sufficiently cooled, it was immersed in an ethanol bath and its volume was measured, and the amount of gas generated was determined from the change in volume before and after the storage test, and this was taken as the amount of high-temperature storage gas.

また、保存試験後のセルを0.2Cで2.5Vまで放電し、0.2Cで初期放電容量の半分の容量となるようCC-CV充電を行い、上記と同様に電池内部抵抗を求め、これを保存試験後内部抵抗とした。下記式(4)から「内部抵抗増加率」を算出した。
内部抵抗増加率=[(保存試験後内部抵抗)/(初期内部抵抗)]×100%(4)
下記表1に、比較例1-1の高温保存ガス量、内部抵抗増加率を、それぞれ100とした際の高温保存ガス量の比、及び内部抵抗増加率の比を示す。
In addition, the cell after the storage test was discharged to 2.5V at 0.2C, CC-CV charged to half the initial discharge capacity at 0.2C, and the internal resistance of the battery was determined in the same manner as above. This was taken as the internal resistance after the storage test. The "internal resistance increase rate" was calculated from the following formula (4).
Internal resistance increase rate = [(internal resistance after storage test)/(initial internal resistance)] x 100% (4)
Table 1 below shows the ratio of the high temperature storage gas amount and the internal resistance increase rate when the high temperature storage gas amount and internal resistance increase rate of Comparative Example 1-1 are each set to 100.

Figure 0007342028000017
Figure 0007342028000017

一般式(A)で表される化合物に相当する、化合物1を含む実施例1-1~1-2はいずれも、比較例1-1に対し高温保存ガス量を大きく低減させることができたとともに、内部抵抗増加率も低くすることができた。
一方、化合物2を含む比較例1-2~1-3は、比較例1-1に対し高温保存ガス量は低減できているものの、実施例1-1ほどの改善幅は得られておらず、内部抵抗はかえって増加してしまう結果となった。
All of Examples 1-1 to 1-2 containing Compound 1, which corresponds to the compound represented by general formula (A), were able to significantly reduce the amount of high-temperature storage gas compared to Comparative Example 1-1. At the same time, the rate of increase in internal resistance was also reduced.
On the other hand, in Comparative Examples 1-2 to 1-3 containing Compound 2, although the amount of high-temperature storage gas was reduced compared to Comparative Example 1-1, the improvement range was not as great as in Example 1-1. However, the internal resistance actually increased.

本出願は、2018年12月12日出願の日本特許出願(特願2018-232347)に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。 This application is based on a Japanese patent application (Japanese Patent Application No. 2018-232347) filed on December 12, 2018, the contents of which are incorporated herein by reference.

本発明に係る非水系電解液を用いることにより、非水系電解液電池の高温保存時の発生ガス量を抑制でき、かつ電池抵抗を低減できる。したがって、本発明に係る非水系電解液はラミネート型電池用の非水系電解液として好適に使用できる。
また、本発明に係る非水系電解液及びこれを用いた非水系電解液電池は、非水系電解液電池を用いる公知の各種用途に用いることが可能である。具体例としては、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、家庭用バックアップ電源、事業所用バックアップ電源、負荷平準化用電源、自然エネルギー貯蔵電源、リチウムイオンキャパシタ等が挙げられる。
By using the non-aqueous electrolyte according to the present invention, the amount of gas generated during high-temperature storage of a non-aqueous electrolyte battery can be suppressed, and battery resistance can be reduced. Therefore, the nonaqueous electrolyte according to the present invention can be suitably used as a nonaqueous electrolyte for laminated batteries.
Further, the non-aqueous electrolyte according to the present invention and the non-aqueous electrolyte battery using the same can be used in various known applications using non-aqueous electrolyte batteries. Specific examples include notebook computers, pen input computers, mobile computers, e-book players, mobile phones, mobile fax machines, mobile copiers, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD televisions, handy cleaners, portable CDs, and mini discs. , transceivers, electronic organizers, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, motorcycles, motorized bicycles, bicycles, lighting equipment, toys, game equipment, watches, power tools, strobes, cameras, home backups Examples include power sources, backup power sources for business offices, power sources for load leveling, natural energy storage power sources, and lithium ion capacitors.

Claims (10)

下記一般式(A)で表される化合物を含有する非水系電解液。
Figure 0007342028000018
(式(A)中、R~Rは、それぞれ独立に、置換基を有していてもよい炭素数1~12の炭化水素基を示し、Xは置換基を有していてもよい炭素数1~12のアルキレン基を示す。)
A non-aqueous electrolytic solution containing a compound represented by the following general formula (A).
Figure 0007342028000018
(In formula (A), R 1 to R 4 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms which may have a substituent, and X may have a substituent. (Indicates an alkylene group having 1 to 12 carbon atoms.)
前記一般式(A)中、R~Rの少なくとも1つは、炭素-炭素不飽和結合を有する炭素数1~12の炭化水素基である、請求項1に記載の非水系電解液。The non-aqueous electrolytic solution according to claim 1, wherein at least one of R 1 to R 4 in the general formula (A) is a hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and having a carbon-carbon unsaturated bond. 前記炭素-炭素不飽和結合を有する炭素数1~12の炭化水素基が、アリル基又はメタリル基である、請求項2に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte according to claim 2, wherein the hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms and having a carbon-carbon unsaturated bond is an allyl group or a methallyl group. 前記一般式(A)で表される化合物の含有量が、前記非水系電解液の全量に対して0.001質量%以上10質量%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の非水系電解液。 According to any one of claims 1 to 3, the content of the compound represented by the general formula (A) is 0.001% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. Non-aqueous electrolyte as described. 前記非水系電解液が、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素原子を有する環状カーボネート、シアノ基を有する化合物、ジイソシアネート化合物、環状スルホン酸エステル、フッ素化された塩及びオキサラート塩からなる群Wより選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する、請求項1~4のいずれか1項に記載の非水系電解液。 The nonaqueous electrolyte is a group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, a cyclic carbonate having a fluorine atom, a compound having a cyano group, a diisocyanate compound, a cyclic sulfonic acid ester, a fluorinated salt, and an oxalate salt. The non-aqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 4, containing at least one compound selected from W. 正極及び負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液電池であって、該非水系電解液が、請求項1~5のいずれか1項に記載の非水系電解液である、非水系電解液電池。 A non-aqueous electrolyte battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte being the non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 5. electrolyte battery. 前記負極が負極活物質を含み、該負極活物質が炭素を含有する、請求項6に記載の非水系電解液電池。 The non-aqueous electrolyte battery according to claim 6, wherein the negative electrode includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material contains carbon. 前記負極が負極活物質を含み、該負極活物質が、ケイ素(Si)またはスズ(Sn)を含有する、請求項6に記載の非水系電解液電池。 The non-aqueous electrolyte battery according to claim 6, wherein the negative electrode includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material contains silicon (Si) or tin (Sn). 前記負極が負極活物質を含み、該負極活物質が、ケイ素(Si)もしくはスズ(Sn)を含有する粒子と黒鉛粒子の混合物及び/または複合体である、請求項6に記載の非水系電解液電池。 The nonaqueous electrolyte according to claim 6, wherein the negative electrode includes a negative electrode active material, and the negative electrode active material is a mixture and/or composite of graphite particles and particles containing silicon (Si) or tin (Sn). liquid battery. 前記正極が正極活物質を含み、該正極活物質が下記組成式(1)で表される金属酸化物を含有する、請求項6~9のいずれか1項に記載の非水系電解液電池。
Lia1Nib1Coc1d1・・・(1)
(上記式(1)中、a1、b1、c1及びd1は、0.90≦a1≦1.10、0.50≦b1≦0.98、0.01≦c1<0.50、0.01≦d1<0.50の数値を示し、b1+c1+d1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
The nonaqueous electrolyte battery according to any one of claims 6 to 9, wherein the positive electrode contains a positive electrode active material, and the positive electrode active material contains a metal oxide represented by the following compositional formula (1).
Li a1 Ni b1 Co c1 M d1 O 2 ...(1)
(In the above formula (1), a1, b1, c1 and d1 are 0.90≦a1≦1.10, 0.50≦b1≦0.98, 0.01≦c1<0.50, 0.01 Indicates a numerical value of ≦d1<0.50, and satisfies b1+c1+d1=1.M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
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