JP7351442B2 - Non-aqueous electrolytes for batteries and lithium secondary batteries - Google Patents

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Description

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

従来より、リチウム二次電池等の電池に用いられる電池用非水電解液について、種々の検討がなされている。
例えば、特許文献1には、優れた出力及び寿命特性を示すリチウム二次電池用電解液として、リチウム塩及び非水系溶媒を含むリチウム二次電池用電解液において、前記電解液に、シラン系物質が電解液の全重量を基準として0.1~20重量%の含量で添加されていることを特徴とする、リチウム二次電池用電解液が開示されている。この特許文献1には、シラン系物質として、トリメトキシシリルプロピルアニリン(TMSPA)、テトラメチルオルトシリケート、テトラエチルオルトシリケート、テトラプロピルオルトシリケート、テトラブチルオルトシリケート及びこれらの混合物で構成される群から選択されたいずれか1つであることが好ましいことも開示されている。
Conventionally, various studies have been made regarding nonaqueous electrolytes for batteries used in batteries such as lithium secondary batteries.
For example, Patent Document 1 describes an electrolytic solution for a lithium secondary battery that includes a lithium salt and a non-aqueous solvent as an electrolytic solution for a lithium secondary battery that exhibits excellent output and life characteristics. An electrolytic solution for a lithium secondary battery is disclosed, which is characterized in that 0.1 to 20% by weight is added to the electrolytic solution based on the total weight of the electrolytic solution. Patent Document 1 discloses that the silane-based material is selected from the group consisting of trimethoxysilylpropylaniline (TMSPA), tetramethylorthosilicate, tetraethylorthosilicate, tetrapropylorthosilicate, tetrabutylorthosilicate, and mixtures thereof. It is also disclosed that any one of the above is preferred.

特表2015-534707号公報Special table 2015-534707 publication

しかしながら、電池抵抗をより低減させることが求められる場合がある。
本開示の一態様の目的は、電池抵抗を低減できる電池用非水電解液を提供することである。
本開示の別の一態様の目的は、電池抵抗が低減されたリチウム二次電池を提供することである。
However, there are cases where it is required to further reduce battery resistance.
An object of one aspect of the present disclosure is to provide a non-aqueous electrolyte for batteries that can reduce battery resistance.
Another object of the present disclosure is to provide a lithium secondary battery with reduced battery resistance.

上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 下記式(1)で表される化合物を含有する電池用非水電解液。
Means for solving the above problems include the following aspects.
<1> A nonaqueous electrolyte for batteries containing a compound represented by the following formula (1).

式(1)中、
~Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、又はフェニル基を表し、
10は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、フェニル基、又は式(S1)で表される基を表す。
式(S1)中、
11~R13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、又はフェニル基を表し、
は、単結合又は酸素原子を表し、
*は、結合位置を表す。
In formula (1),
R 1 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a phenyl group,
R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or a group represented by formula (S1).
In formula (S1),
R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a phenyl group,
L 1 represents a single bond or an oxygen atom,
* represents the bonding position.

<2> 前記式(1)で表される化合物の含有量が、非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%である<1>に記載の電池用非水電解液。
<3> 更に、下記式(2)で表される化合物を含有する<1>又は<2>に記載の電池用非水電解液。
<2> The non-aqueous electrolyte for batteries according to <1>, wherein the content of the compound represented by formula (1) is 0.001% by mass to 10% by mass based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. .
<3> The nonaqueous electrolyte for a battery according to <1> or <2>, further containing a compound represented by the following formula (2).

式(2)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1~6の炭化水素基、又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (2), R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.

<4> 前記式(2)で表される化合物の含有量が、非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%である<3>に記載の電池用非水電解液。 <4> The non-aqueous electrolyte for batteries according to <3>, wherein the content of the compound represented by formula (2) is 0.001% by mass to 10% by mass based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. .

<5> 正極と、
金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、
<1>~<4>のいずれか1つに記載の電池用非水電解液と、
を含むリチウム二次電池。
<6> <5>に記載のリチウム二次電池を充放電させて得られたリチウム二次電池。
<5> A positive electrode,
Metallic lithium, lithium-containing alloys, metals or alloys that can be alloyed with lithium, oxides that can be doped and dedoped with lithium ions, transition metal nitrides that can be doped and dedoped with lithium ions, and lithium. a negative electrode containing as a negative electrode active material at least one member selected from the group consisting of carbon materials capable of doping and dedoping ions;
The nonaqueous electrolyte for batteries according to any one of <1> to <4>,
Lithium secondary batteries including.
<6> A lithium secondary battery obtained by charging and discharging the lithium secondary battery according to <5>.

本開示の一態様によれば、電池抵抗を低減できる電池用非水電解液が提供される。
本開示の別の一態様によれば、電池抵抗が低減されたリチウム二次電池が提供される。
According to one aspect of the present disclosure, a nonaqueous electrolyte for batteries that can reduce battery resistance is provided.
According to another aspect of the present disclosure, a lithium secondary battery with reduced battery resistance is provided.

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

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

〔電池用非水電解液〕
本開示の電池用非水電解液(以下、単に「非水電解液」ともいう)は、下記式(1)で表される化合物を含有する。
本開示の非水電解液によれば、電池抵抗、特に、正極抵抗を低減できる。
かかる効果が奏される理由は明らかではないが、下記式(1)で表される化合物を非水電解液に含有させることにより、正極上の非水電解液の分解物の増加を抑制し、抵抗上昇を抑制できるためと考えられる。
[Non-aqueous electrolyte for batteries]
The non-aqueous electrolyte for batteries (hereinafter also simply referred to as "non-aqueous electrolyte") of the present disclosure contains a compound represented by the following formula (1).
According to the non-aqueous electrolyte of the present disclosure, battery resistance, particularly positive electrode resistance, can be reduced.
Although the reason for this effect is not clear, by incorporating the compound represented by the following formula (1) into the non-aqueous electrolyte, the increase in decomposed products of the non-aqueous electrolyte on the positive electrode is suppressed, This is thought to be because the increase in resistance can be suppressed.

<式(1)で表される化合物> <Compound represented by formula (1)>

式(1)中、
~Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、又はフェニル基を表し、
10は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、フェニル基、又は式(S1)で表される基を表す。
式(S1)中、
11~R13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、又はフェニル基を表し、
は、単結合又は酸素原子を表し、
*は、結合位置を表す。
In formula (1),
R 1 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a phenyl group,
R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or a group represented by formula (S1).
In formula (S1),
R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a phenyl group,
L 1 represents a single bond or an oxygen atom,
* represents the bonding position.

式(1)中、R~R13で表される炭素数1~6のアルキル基としては、炭素数1~3のアルキル基がより好ましく、メチル基又はエチル基が更に好ましく、メチル基が更に好ましい。 In formula (1), the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 13 is more preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, even more preferably a methyl group or an ethyl group, and a methyl group is more preferable. More preferred.

式(1)中、R~R13で表される炭素数2~6のアルケニル基としては、炭素数2又は3のアルケニル基が好ましく、ビニル基又はアリル基がより好ましい。 In formula (1), the alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms represented by R 1 to R 13 is preferably an alkenyl group having 2 or 3 carbon atoms, and more preferably a vinyl group or an allyl group.

式(S1)中、Lは、単結合、又は、酸素原子(言い換えれば、エーテル結合(-O-))を表す。
式(S1)で表される基において、Lが単結合である態様は、下記式(S1A)で表される基であり、Lが酸素原子である態様は、下記式(S1B)で表される基である。
In formula (S1), L 1 represents a single bond or an oxygen atom (in other words, an ether bond (-O-)).
In the group represented by formula (S1), an embodiment in which L 1 is a single bond is a group represented by the following formula (S1A), and an embodiment in which L 1 is an oxygen atom is in the following formula (S1B). is the group represented.

式(S1A)中のR11~R13は、それぞれ、式(S1)中のR11~R13と同義であり、式(S1B)中のR11~R13は、それぞれ、式(S1)中のR11~R13と同義である。 R 11 to R 13 in formula (S1A) have the same meanings as R 11 to R 13 in formula (S1), respectively, and R 11 to R 13 in formula (S1B) each have the same meaning as R 11 to R 13 in formula (S1). It has the same meaning as R 11 to R 13 in the above.

式(S1)中のLは、単結合であることが好ましい。即ち、式(S1)で表される基は、式(S1A)で表される基であることが好ましい。 L 1 in formula (S1) is preferably a single bond. That is, the group represented by formula (S1) is preferably a group represented by formula (S1A).

以下、式(1)で表される化合物の具体例を示すが、式(1)で表される化合物は、以下の具体例には限定されない。 Specific examples of the compound represented by formula (1) will be shown below, but the compound represented by formula (1) is not limited to the following specific examples.

式(1)で表される化合物の含有量は、非水電解液の全量に対し、好ましくは0.001質量%~10質量%であり、より好ましくは0.01質量%~5質量%であり、更に好ましくは0.1質量%~2質量%であり、更に好ましくは0.1質量%~0.6質量%である。 The content of the compound represented by formula (1) is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.01% by mass to 5% by mass, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. The content is preferably 0.1% by mass to 2% by mass, and even more preferably 0.1% by mass to 0.6% by mass.

<式(2)で表される化合物>
本開示の非水電解液は、下記式(2)で表される化合物を含有することが好ましい。
<Compound represented by formula (2)>
The non-aqueous electrolyte of the present disclosure preferably contains a compound represented by the following formula (2).

式(2)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1~6の炭化水素基、又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。 In formula (2), R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms.

式(2)中、R21又はR22で表される炭素数1~6の炭化水素基は、直鎖の炭化水素基であってもよいし、分岐及び/又は環構造を有する炭化水素基であってもよい。
21又はR22で表される炭素数1~6の炭化水素基としては、アルキル基又はアリール基が好ましく、アルキル基が更に好ましい。
In formula (2), the hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 21 or R 22 may be a straight chain hydrocarbon group, or a hydrocarbon group having a branched and/or ring structure. It may be.
The hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 21 or R 22 is preferably an alkyl group or an aryl group, and more preferably an alkyl group.

式(2)中、R21又はR22で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基は、直鎖のフッ化炭化水素基であってもよいし、分岐及び/又は環構造を有するフッ化炭化水素基であってもよい。
21又はR22で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基としては、フッ化アルキル基又はフッ化アリール基が好ましく、フッ化アルキル基が更に好ましい。
In formula (2), the fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 21 or R 22 may be a linear fluorinated hydrocarbon group, or may have a branched and/or ring structure. It may also be a fluorinated hydrocarbon group.
The fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 21 or R 22 is preferably a fluorinated alkyl group or a fluorinated aryl group, and more preferably a fluorinated alkyl group.

式(2)中、R21又はR22で表される炭素数1~6のフッ化炭化水素基の炭素数としては、1~3がより好ましく、1又は2が更に好ましく、1が特に好ましい。 In formula (2), the number of carbon atoms in the fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms represented by R 21 or R 22 is more preferably 1 to 3, still more preferably 1 or 2, and particularly preferably 1. .

式(2)で表される化合物の具体例としては、下記式(2-1)~下記式(2-11)で表される化合物(以下、それぞれ、化合物(2-1)~化合物(2-11)ともいう)が挙げられるが、式(2)で表される化合物は、これらの具体例には限定されない。
これらのうち、化合物(2-1)(ビニレンカーボネート)が特に好ましい。
Specific examples of the compound represented by formula (2) include compounds represented by the following formulas (2-1) to (2-11) (hereinafter, compound (2-1) to compound (2), respectively). -11)), but the compound represented by formula (2) is not limited to these specific examples.
Among these, compound (2-1) (vinylene carbonate) is particularly preferred.

本開示の非水電解液が式(2)で表される化合物を含有する場合、非水電解液の全量に対する式(2)で表される化合物の含有量としては、0.001質量%~10質量%が好ましく、0.005質量%~5質量%がより好ましく、0.01質量%~5質量%が更に好ましく、0.1質量%~3質量%が特に好ましい。 When the non-aqueous electrolyte of the present disclosure contains the compound represented by formula (2), the content of the compound represented by formula (2) with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte is 0.001% by mass to The content is preferably 10% by weight, more preferably 0.005% by weight to 5% by weight, even more preferably 0.01% to 5% by weight, and particularly preferably 0.1% to 3% by weight.

本開示の非水電解液が式(2)で表される化合物を含有する場合、式(1)で表される化合物の含有質量に対する式(2)で表される化合物の含有質量の比(以下、「含有質量比〔式(2)で表される化合物/式(1)で表される化合物〕」ともいう)は、好ましくは0.1~10であり、より好ましくは0.2~5であり、更に好ましくは0.3~3であり、更に好ましくは0.5~2である。 When the nonaqueous electrolyte of the present disclosure contains a compound represented by formula (2), the ratio of the mass content of the compound represented by formula (2) to the mass content of the compound represented by formula (1) ( Hereinafter, the content mass ratio [compound represented by formula (2)/compound represented by formula (1)] is preferably 0.1 to 10, more preferably 0.2 to 10. 5, more preferably 0.3 to 3, still more preferably 0.5 to 2.

<その他の添加剤>
本開示の非水電解液は、上記式(1)で表される化合物及び上記式(2)で表される化合物以外のその他の添加剤を少なくとも1種含有してもよい。
その他の添加剤としては、非水電解液に含有され得る公知の添加剤が挙げられる。
その他の添加剤としては、例えば、
ジフルオロビス(オキサラト)リン酸リチウム、テトラフルオロ(オキサラト)リン酸リチウム、トリス(オキサラト)リン酸リチウム、ジフルオロ(オキサラト)ホウ酸リチウム、ビス(オキサラト)ホウ酸リチウム等のオキサラト化合物;
1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、1,3-プロペンスルトン、1-メチル-1,3-プロペンスルトン、2-メチル-1,3-プロペンスルトン、3-メチル-1,3-プロペンスルトン等のスルトン化合物;
カテコールサルフェート、1,2-シクロヘキシルサルフェート、2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4-メチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4-エチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4-プロピル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4-ブチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4-ペンチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4-ヘキシル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、
4-メチルスルホニルオキシメチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、4-エチルスルホニルオキシメチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、ビス((2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン-4-イル)メチル)サルフェート、4,4’-ビス(2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン)等の環状硫酸エステル化合物;
等が挙げられる。
<Other additives>
The non-aqueous electrolyte of the present disclosure may contain at least one other additive other than the compound represented by the above formula (1) and the compound represented by the above formula (2).
Other additives include known additives that can be contained in the non-aqueous electrolyte.
Other additives include, for example,
Oxalato compounds such as lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate, lithium tris(oxalato)phosphate, lithium difluoro(oxalato)borate, lithium bis(oxalato)borate;
1,3-propanesultone, 1,4-butanesultone, 1,3-propenesultone, 1-methyl-1,3-propenesultone, 2-methyl-1,3-propenesultone, 3-methyl-1,3- Sultone compounds such as propene sultone;
Catechol sulfate, 1,2-cyclohexyl sulfate, 2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-methyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-ethyl-2,2- Dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-propyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-butyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-pentyl- 2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-hexyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane,
4-Methylsulfonyloxymethyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, 4-ethylsulfonyloxymethyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, bis((2,2-dioxo Cyclic sulfate ester compounds such as -1,3,2-dioxathiolan-4-yl)methyl) sulfate and 4,4'-bis(2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane);
etc.

また、その他の添加剤としては、
亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、硫酸エチレン、硫酸プロピレン、硫酸ブテン、硫酸ヘキセン、硫酸ビニレン、3-スルホレン、ジビニルスルホン、硫酸ジメチル、硫酸ジエチル等のイオウ系化合物;ビニルボロン酸ジメチル、ビニルボロン酸ジエチル、ビニルボロン酸ジプロピル、ビニルボロン酸ジブチル等のビニルボロン酸化合物;
ジメチルホルムアミド等のアミド類;
メチル-N,N-ジメチルカーバメート等の鎖状カーバメート類;
N-メチルピロリドン等の環状アミド類;
N,N-ジメチルイミダゾリジノン等の環状ウレア類;
ホウ酸トリメチル、ホウ酸トリエチル、ホウ酸トリブチル、ホウ酸トリオクチル、ホウ酸トリ(トリメチルシリル)等のホウ酸エステル類;
ジフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸リチウム、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチル、リン酸トリ(トリメチルシリル)、リン酸トリフェニル等のリン酸エステル類;
エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ポリエチレングリコールジメチルエーテル等のエチレングリコール誘導体;
ビフェニル、フルオロビフェニル、o-ターフェニル、トルエン、エチルベンゼン、フルオロベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、2-フルオロアニソール、4-フルオロアニソール等の芳香族炭化水素;
無水マレイン酸、ノルボルネンジカルボン酸無水物等の炭素-炭素不飽和結合を有するカルボン酸無水物;
等も挙げられる。
In addition, other additives include:
Sulfur compounds such as ethylene sulfite, propylene sulfite, ethylene sulfate, propylene sulfate, butene sulfate, hexene sulfate, vinylene sulfate, 3-sulfolene, divinyl sulfone, dimethyl sulfate, diethyl sulfate; dimethyl vinyl boronate, diethyl vinyl boronate, dipropyl vinyl boronate , vinyl boronic acid compounds such as dibutyl vinyl boronate;
Amides such as dimethylformamide;
Chain carbamates such as methyl-N,N-dimethyl carbamate;
Cyclic amides such as N-methylpyrrolidone;
Cyclic ureas such as N,N-dimethylimidazolidinone;
Boric acid esters such as trimethyl borate, triethyl borate, tributyl borate, trioctyl borate, tri(trimethylsilyl) borate;
Phosphate esters such as lithium difluorophosphate, lithium monofluorophosphate, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, tributyl phosphate, trioctyl phosphate, tri(trimethylsilyl) phosphate, triphenyl phosphate;
Ethylene glycol derivatives such as ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, polyethylene glycol dimethyl ether;
Aromatic hydrocarbons such as biphenyl, fluorobiphenyl, o-terphenyl, toluene, ethylbenzene, fluorobenzene, cyclohexylbenzene, 2-fluoroanisole, 4-fluoroanisole;
Carboxylic acid anhydrides having carbon-carbon unsaturated bonds, such as maleic anhydride and norbornenedicarboxylic anhydride;
etc. can also be mentioned.

次に、非水電解液の他の成分について説明する。非水電解液は、一般的に、電解質と非水溶媒とを含有する。 Next, other components of the non-aqueous electrolyte will be explained. A non-aqueous electrolyte generally contains an electrolyte and a non-aqueous solvent.

<電解質>
本開示の非水電解液における電解質は、リチウム塩を含むことが好ましく、LiPFを含むことがより好ましい。
電解質がLiPFを含む場合、電解質中に占めるLiPFの比率は、好ましくは10質量%~100質量%、より好ましくは50質量%~100質量%、さらに好ましくは70質量%~100質量%である。
<Electrolyte>
The electrolyte in the non-aqueous electrolyte of the present disclosure preferably contains a lithium salt, and more preferably contains LiPF6 .
When the electrolyte contains LiPF 6 , the proportion of LiPF 6 in the electrolyte is preferably 10% by mass to 100% by mass, more preferably 50% by mass to 100% by mass, even more preferably 70% by mass to 100% by mass. be.

本開示の非水電解液における電解質の濃度は、0.1mol/L~3mol/Lが好ましく、0.5mol/L~2mol/Lがより好ましい。
また、本開示の非水電解液におけるLiPFの濃度は、0.1mol/L~3mol/Lが好ましく、0.5mol/L~2mol/Lがより好ましい。
The concentration of electrolyte in the non-aqueous electrolyte of the present disclosure is preferably 0.1 mol/L to 3 mol/L, more preferably 0.5 mol/L to 2 mol/L.
Further, the concentration of LiPF 6 in the non-aqueous electrolyte of the present disclosure is preferably 0.1 mol/L to 3 mol/L, more preferably 0.5 mol/L to 2 mol/L.

電解質がLiPFを含む場合、電解質は、LiPF以外の化合物を含んでいてもよい。
LiPF以外の化合物としては;
(CNPF、(CNBF、(CNClO、(CNAsF、(CSiF、(CNOSO(2k+1)(k=1~8の整数)、(CNPF[C(2k+1)(6-n)(n=1~5の整数、k=1~8の整数)などのテトラアルキルアンモニウム塩;
LiBF、LiClO、LiAsF、LiSiF、LiOSO(2k+1)(k=1~8の整数)、LiPF[C(2k+1)(6-n)(n=1~5、k=1~8の整数)、LiC(SO7X)(SO8X)(SO9X)、LiN(SOOR10X)(SOOR11X)、LiN(SO12X)(SO13X)(ここでR7X~R13Xは互いに同一でも異なっていてもよく、フッ素原子又は炭素数1~8のパーフルオロアルキル基である)等のリチウム塩(即ち、LiPF以外のリチウム塩);
等が挙げられる。
When the electrolyte contains LiPF 6 , the electrolyte may contain compounds other than LiPF 6 .
As compounds other than LiPF 6 ;
( C2H5 ) 4NPF6 , ( C2H5 ) 4NBF4 , ( C2H5 ) 4NClO4 , (C2H5 ) 4NAsF6 , ( C2H5 ) 4N2SiF 6 , (C 2 H 5 ) 4 NOSO 2 C k F (2k+1) (k=integer from 1 to 8), (C 2 H 5 ) 4 NPF n [C k F (2k+1) ] (6-n) ( tetraalkylammonium salts such as n = integer of 1 to 5, k = integer of 1 to 8);
LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO 2 C k F (2k+1) (k=integer from 1 to 8), LiPF n [C k F (2k+1) ] (6-n) (n= 1 to 5, k=an integer of 1 to 8), LiC (SO 2 R 7X ) (SO 2 R 8X ) (SO 2 R 9X ), LiN (SO 2 OR 10X ) (SO 2 OR 11X ), LiN (SO 2 R 12X ) (SO 2 R 13X ) (where R 7X to R 13X may be the same or different and are a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms) , lithium salt other than LiPF 6 );
etc.

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

非水溶媒は、環状カーボネート化合物及び鎖状カーボネート化合物を含むことが好ましい。
この場合、非水溶媒に含まれる環状カーボネート化合物及び鎖状カーボネート化合物は、それぞれ、1種のみであってもよいし2種以上であってもよい。
Preferably, the nonaqueous solvent contains a cyclic carbonate compound and a chain carbonate compound.
In this case, the number of cyclic carbonate compounds and chain carbonate compounds contained in the nonaqueous solvent may be one, or two or more.

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

鎖状カーボネート化合物としては、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、メチルペンチルカーボネート、エチルペンチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、メチルヘプチルカーボネート、エチルヘプチルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、メチルヘキシルカーボネート、エチルヘキシルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、メチルオクチルカーボネート、エチルオクチルカーボネート、ジオクチルカーボネート、等が挙げられる。 Examples of chain carbonate compounds include dimethyl carbonate, methylethyl carbonate, diethyl carbonate, methylpropyl carbonate, methylisopropyl carbonate, ethylpropyl carbonate, dipropyl carbonate, methylbutyl carbonate, ethylbutyl carbonate, dibutyl carbonate, methylpentyl carbonate, and ethylpentyl. carbonate, dipentyl carbonate, methylheptyl carbonate, ethylheptyl carbonate, diheptyl carbonate, methylhexyl carbonate, ethylhexyl carbonate, dihexyl carbonate, methyloctyl carbonate, ethyl octyl carbonate, dioctyl carbonate, and the like.

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

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

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

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

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

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

<負極>
負極は、負極活物質及び負極集電体を含んでもよい。
負極における負極活物質としては、金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属もしくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれた少なくとも1種(単独で用いてもよいし、これらの2種以上を含む混合物を用いてもよい)を用いることができる。
リチウム(又はリチウムイオン)との合金化が可能な金属もしくは合金としては、シリコン、シリコン合金、スズ、スズ合金などを挙げることができる。
リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物としては、チタン酸リチウム、酸化シリコン(好ましくはSiOx(Xは、0.5以上1.6未満を表す)、より好ましくはSiO)などを挙げることができる。
これらの中でもリチウムイオンをドープ・脱ドープすることが可能な炭素材料が好ましい。このような炭素材料としては、カーボンブラック、活性炭、黒鉛材料(人造黒鉛、天然黒鉛)、非晶質炭素材料、等が挙げられる。上記炭素材料の形態は、繊維状、球状、ポテト状、フレーク状のいずれの形態であってもよい。
<Negative electrode>
The negative electrode may include a negative electrode active material and a negative electrode current collector.
The negative electrode active materials in the negative electrode include metallic lithium, lithium-containing alloys, metals or alloys that can be alloyed with lithium, oxides that can dope and dedope lithium ions, and oxides that can dope and dedope lithium ions. At least one member selected from the group consisting of a transition metal nitride and a carbon material capable of doping and dedoping lithium ions (it may be used alone or a mixture containing two or more of these may be used) good) can be used.
Examples of metals or alloys that can be alloyed with lithium (or lithium ions) include silicon, silicon alloys, tin, and tin alloys.
Examples of oxides that can be doped and dedoped with lithium ions include lithium titanate, silicon oxide (preferably SiOx (X represents 0.5 or more and less than 1.6), more preferably SiO), etc. I can do it.
Among these, carbon materials that can be doped and dedoped with lithium ions are preferred. Examples of such carbon materials include carbon black, activated carbon, graphite materials (artificial graphite, natural graphite), amorphous carbon materials, and the like. The carbon material may be in any of fibrous, spherical, potato-like, and flake-like forms.

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

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

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

<正極>
正極は、正極活物質及び正極集電体を含んでもよい。
正極における正極活物質としては、MoS、TiS、MnO、Vなどの遷移金属酸化物又は遷移金属硫化物、LiCoO、LiMnO、LiMn、LiNiO、LiNiCo(1-X)〔0<X<1〕、α-NaFeO型結晶構造を有するLi1+αMe1-α(Meは、Mn、Ni及びCoを含む遷移金属元素、1.0≦(1+α)/(1-α)≦1.6)、LiNiCoMn〔x+y+z=1、0<x<1、0<y<1、0<z<1〕(例えば、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiNi0.5Co0.2Mn0.3等)、LiFePO、LiMnPOなどのリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアセン、ジメルカプトチアジアゾール、ポリアニリン複合体などの導電性高分子材料等が挙げられる。これらの中でも、特にリチウムと遷移金属とからなる複合酸化物が好ましい。負極がリチウム金属又はリチウム合金である場合は、正極として炭素材料を用いることもできる。また、正極として、リチウムと遷移金属との複合酸化物と、炭素材料と、の混合物を用いることもできる。
正極活物質は、1種類で使用してもよく、2種類以上を混合して使用してもよい。正極活物質は導電性が不充分である場合には、導電性助剤とともに使用して正極を構成することができる。導電性助剤としては、カーボンブラック、アモルファスウィスカー、グラファイトなどの炭素材料を例示することができる。
<Positive electrode>
The positive electrode may include a positive electrode active material and a positive electrode current collector.
As the positive electrode active material in the positive electrode, transition metal oxides or transition metal sulfides such as MoS 2 , TiS 2 , MnO 2 , V 2 O 5 , LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiNi X Co ( 1 -X) O 2 [0 < ≦(1+α)/(1-α)≦1.6), LiNi x Co y Mn z O 2 [x+y+z=1, 0<x<1, 0<y<1, 0<z<1] (for example, Composite oxides made of lithium and transition metals such as LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 etc.), LiFePO 4 and LiMnPO 4 ; Examples include conductive polymer materials such as polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyacene, dimercaptothiadiazole, and polyaniline composites. Among these, a composite oxide consisting of lithium and a transition metal is particularly preferred. When the negative electrode is lithium metal or lithium alloy, a carbon material can also be used as the positive electrode. Moreover, a mixture of a composite oxide of lithium and a transition metal and a carbon material can also be used as the positive electrode.
One type of positive electrode active material may be used, or two or more types may be used in combination. If the positive electrode active material has insufficient electrical conductivity, it can be used together with a conductive additive to form a positive electrode. Examples of the conductive aid include carbon materials such as carbon black, amorphous whiskers, and graphite.

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

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

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

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

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

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

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

以下、本開示の実施例を示すが、本開示は以下の実施例によって制限されるものではない。
なお、以下の実施例において、「添加量」は、最終的に得られる非水電解液の全量に対する含有量を意味し、「wt%」は、質量%を意味し、「式(1)化合物」は、式(1)で表される化合物を意味し、「式(2)化合物」は、式(2)で表される化合物を意味する。
Examples of the present disclosure will be shown below, but the present disclosure is not limited to the following examples.
In addition, in the following examples, "addition amount" means the content with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte finally obtained, "wt%" means mass%, ” means a compound represented by formula (1), and “formula (2) compound” means a compound represented by formula (2).

〔実施例1〕
以下の手順にて、図3に示す構成を有するコイン型のリチウム二次電池(以下、「コイン型電池」とも称する)を作製した。
[Example 1]
A coin-shaped lithium secondary battery (hereinafter also referred to as a "coin-shaped battery") having the configuration shown in FIG. 3 was produced using the following procedure.

<正極の作製>
LiNi0.5Mn0.3Co0.2(90質量部)、アセチレンブラック(5質量部)及びポリフッ化ビニリデン(5質量部)を、N-メチルピロリジノンを溶媒として混練してペースト状の正極合剤スラリーを調製した。
次に、この正極合剤スラリーを厚さ20μmの帯状アルミ箔の正極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して正極集電体と正極活物質層とからなるシート状の正極を得た。このときの正極活物質層の塗布密度は22mg/cmであり、充填密度は2.5g/mLであった。
<Preparation of positive electrode>
LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 (90 parts by mass), acetylene black (5 parts by mass) and polyvinylidene fluoride (5 parts by mass) were kneaded using N-methylpyrrolidinone as a solvent to form a paste. A positive electrode mixture slurry was prepared.
Next, this positive electrode mixture slurry is applied to a positive electrode current collector made of a strip of aluminum foil with a thickness of 20 μm, dried, and then compressed with a roll press to form a sheet-like positive electrode consisting of a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer. I got it. The coating density of the positive electrode active material layer at this time was 22 mg/cm 2 and the packing density was 2.5 g/mL.

<負極の作製>
アモルファスコート天然黒鉛(97質量部)、カルボキシメチルセルロース(1質量部)及びSBRラテックス(2質量部)を水溶媒で混練してペースト状の負極合剤スラリーを調製した。
次に、この負極合剤スラリーを厚さ10μmの帯状銅箔製の負極集電体に塗布し乾燥した後に、ロールプレスで圧縮して負極集電体と負極活物質層からなるシート状の負極を得た。このときの負極活物質層の塗布密度は12mg/cmであり、充填密度は1.5g/mLであった。
<Preparation of negative electrode>
A paste-like negative electrode mixture slurry was prepared by kneading amorphous coated natural graphite (97 parts by mass), carboxymethyl cellulose (1 part by mass), and SBR latex (2 parts by mass) with a water solvent.
Next, this negative electrode mixture slurry is applied to a 10 μm thick strip-shaped copper foil negative electrode current collector, dried, and then compressed with a roll press to form a sheet-like negative electrode consisting of the negative electrode current collector and negative electrode active material layer. I got it. The coating density of the negative electrode active material layer at this time was 12 mg/cm 2 and the packing density was 1.5 g/mL.

<非水電解液の調製>
非水溶媒として、エチレンカーボネート(EC)とジメチルカーボネート(DMC)とメチルエチルカーボネート(EMC)とをそれぞれ30:35:35(質量比)の割合で混合し、混合溶媒を得た。
得られた混合溶媒中に、電解質としてのLiPFを、最終的に調製される非水電解液中における電解質濃度が1.2モル/リットルとなるように溶解させた。
得られた溶液に対して、添加剤として、
式(1)で表される化合物(以下、「式(1)化合物」ともいう)の具体例である化合物(1-5)を、最終的に調製される非水電解液全質量に対する含有量が0.5質量%となるように添加し(即ち、添加量0.5質量%にて添加し)、
非水電解液を得た。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
As a nonaqueous solvent, ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and methyl ethyl carbonate (EMC) were mixed at a ratio of 30:35:35 (mass ratio), respectively, to obtain a mixed solvent.
LiPF 6 as an electrolyte was dissolved in the obtained mixed solvent so that the electrolyte concentration in the finally prepared non-aqueous electrolyte was 1.2 mol/liter.
As an additive to the obtained solution,
The content of compound (1-5), which is a specific example of the compound represented by formula (1) (hereinafter also referred to as "formula (1) compound"), relative to the total mass of the non-aqueous electrolyte finally prepared. is added so that it is 0.5% by mass (that is, added at an amount of 0.5% by mass),
A non-aqueous electrolyte was obtained.

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

<評価>
得られたコイン型電池について、以下の評価を実施した。
評価結果を表1に示す。
表1では、各実施例における電池抵抗(直流抵抗)及び正極抵抗(正極インピーダンス)を、それぞれ、後述の比較例1における値を100とした場合の相対値として示す。
<Evaluation>
The following evaluations were performed on the obtained coin-type battery.
The evaluation results are shown in Table 1.
In Table 1, the battery resistance (DC resistance) and positive electrode resistance (positive electrode impedance) in each example are shown as relative values when the value in Comparative Example 1, which will be described later, is set to 100.

以下において、
「コンディショニング」とは、コイン型電池を、恒温槽内で25℃にて、2.75Vと4.25Vとの間で充放電を三回繰り返すことを意味し、
「高温保存」とは、コイン型電池を、恒温槽内で、80℃で2日間保存する操作を意味する。
以下、直流抵抗は-20℃の温度条件にて測定し、インピーダンスは-10℃の温度条件にて測定した。
In the following,
"Conditioning" means repeating charging and discharging of a coin-type battery three times between 2.75V and 4.25V at 25°C in a constant temperature bath,
"High-temperature storage" refers to an operation in which a coin-type battery is stored at 80° C. for 2 days in a constant temperature bath.
Hereinafter, DC resistance was measured at a temperature of -20°C, and impedance was measured at a temperature of -10°C.

(高温保存前の電池抵抗(直流抵抗)の測定)
上記コイン型電池に対し、コンディショニングを施した。
コンディショニングを施したコイン型電池を、定電圧3.9Vまで充電し、次いで、この充電後のコイン型電池を恒温槽内で-20℃に冷却し、-20℃において0.2mA定電流で放電し、放電開始から10秒間における電位低下を測定することにより、コイン型電池の高温保存前の電池抵抗(直流抵抗(-20℃))を測定した。後述の比較例1のコイン型電池についても同様にして、高温保存前の電池抵抗(直流抵抗(-20℃))を測定した。
表1に、高温保存前の電池抵抗(直流抵抗)を、比較例1における値を100とした場合の相対値として示す。
(Measurement of battery resistance (DC resistance) before high temperature storage)
Conditioning was applied to the above coin-type battery.
The conditioned coin-type battery is charged to a constant voltage of 3.9V, then the charged coin-type battery is cooled to -20°C in a thermostatic oven, and discharged at -20°C with a constant current of 0.2mA. Then, the battery resistance (DC resistance (-20°C)) of the coin-type battery before high-temperature storage was measured by measuring the potential drop in 10 seconds from the start of discharge. The battery resistance (DC resistance (-20°C)) before high-temperature storage was similarly measured for the coin-shaped battery of Comparative Example 1, which will be described later.
Table 1 shows the battery resistance (DC resistance) before high temperature storage as a relative value when the value in Comparative Example 1 is taken as 100.

(高温保存後の電池抵抗(直流抵抗)の測定)
コンディショニング後であって定電圧3.9Vまで充電する前のコイン型電池に対し、恒温槽内で25℃にて充電レート0.2Cで4.25VまでCC-CV充電し、次いで高温保存(即ち、80℃での2日間の保存)を施す操作を追加したこと以外は前述の高温保存前の電池抵抗(直流抵抗)の測定と同様にして、高温保存後の電池抵抗(直流抵抗)を測定した。
表1に、高温保存後の電池抵抗(直流抵抗)を、比較例1における値を100とした場合の相対値として示す。
(Measurement of battery resistance (DC resistance) after high temperature storage)
After conditioning and before charging to a constant voltage of 3.9V, the coin-type battery was CC-CV charged to 4.25V at a charging rate of 0.2C at 25°C in a thermostatic chamber, and then stored at high temperature (i.e. Measure the battery resistance (DC resistance) after high-temperature storage in the same manner as the measurement of battery resistance (DC resistance) before high-temperature storage described above, except for adding the operation of storing the battery at 80°C for 2 days. did.
Table 1 shows the battery resistance (DC resistance) after high temperature storage as a relative value when the value in Comparative Example 1 is taken as 100.

(高温保存前の正極抵抗(正極インピーダンス)の測定)
上記コイン型電池に対し、コンディショニングを施した。
コンディショニング後のコイン型電池を、SOC(State of Charge)100%に調整し、次いで、0.1Hz~100000Hzの範囲の周波数fにて、コイン型電池のインピーダンスを測定した。得られた結果に基づき、周波数fとインピーダンスとの関係を示すグラフを作成し、得られたグラフにおいて、0.1Hzでのインピーダンスを、正極インピーダンスとした。
得られた結果を表1に、比較例1における値を100とした場合の相対値として示す。
(Measurement of positive electrode resistance (positive electrode impedance) before high temperature storage)
Conditioning was applied to the above coin-type battery.
The coin-shaped battery after conditioning was adjusted to 100% SOC (State of Charge), and then the impedance of the coin-shaped battery was measured at a frequency f in the range of 0.1 Hz to 100,000 Hz. Based on the obtained results, a graph showing the relationship between frequency f and impedance was created, and in the obtained graph, the impedance at 0.1 Hz was defined as the positive electrode impedance.
The obtained results are shown in Table 1 as relative values when the value in Comparative Example 1 is set as 100.

(高温保存後の正極抵抗(正極インピーダンス)の測定)
コンディショニング後であってSOC100%に調整する前のコイン型電池に対し、恒温槽内で25℃にて充電レート0.2Cで4.25VまでCC-CV充電し、次いで高温保存(即ち、80℃での2日間の保存)を施す操作を追加したこと以外は前述の高温保存前の正極抵抗(正極インピーダンス)の測定と同様にして、高温保存後の正極抵抗(正極インピーダンス)を測定した。
得られた結果を表1に、比較例1における値を100とした場合の相対値として示す。
(Measurement of positive electrode resistance (positive electrode impedance) after high temperature storage)
After conditioning and before adjusting the SOC to 100%, the coin-type battery was CC-CV charged to 4.25V at a charging rate of 0.2C at 25°C in a thermostatic chamber, and then stored at high temperature (i.e., at 80°C). The positive electrode resistance (positive electrode impedance) after high-temperature storage was measured in the same manner as the measurement of the positive electrode resistance (positive electrode impedance) before high-temperature storage described above, except that the operation of performing 2-day storage) was added.
The obtained results are shown in Table 1 as relative values when the value in Comparative Example 1 is set as 100.

〔実施例2~6〕
非水電解液における式(1)化合物の種類を、表1に示すように変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
表1中の式(1)化合物の種類は、前述の具体例の化合物番号に対応する。
[Examples 2 to 6]
The same operation as in Example 1 was performed except that the type of compound of formula (1) in the non-aqueous electrolyte was changed as shown in Table 1.
The results are shown in Table 1.
The types of compounds of formula (1) in Table 1 correspond to the compound numbers of the specific examples described above.

〔比較例1〕
非水電解液に式(1)化合物を含有させなかったこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
結果を表1に示す。
[Comparative example 1]
The same operation as in Example 1 was performed except that the compound of formula (1) was not contained in the non-aqueous electrolyte.
The results are shown in Table 1.

表1に示すように、式(1)化合物を含有する電池用非水電解液を用いた実施例1~6では、式(1)化合物を含有しない電池用非水電解液を用いた比較例1と比較して、電池抵抗及び正極抵抗が低減されていた。 As shown in Table 1, in Examples 1 to 6 using a battery non-aqueous electrolyte containing the compound of formula (1), Comparative Examples using a battery non-aqueous electrolyte not containing the formula (1) compound Compared to No. 1, the battery resistance and positive electrode resistance were reduced.

〔実施例101~107〕
非水電解液における添加剤(式(1)化合物)を、表2に示す添加剤(式(1)化合物及び式(2)化合物)に変更したこと以外は実施例1と同様の操作を行った。
但し、電池抵抗及び正極抵抗の各々は、後述する比較例101の値を100とした場合の相対値で表した。
結果を表2に示す。
[Examples 101 to 107]
The same operation as in Example 1 was performed except that the additive (formula (1) compound) in the non-aqueous electrolyte was changed to the additive (formula (1) compound and formula (2) compound) shown in Table 2. Ta.
However, each of the battery resistance and the positive electrode resistance was expressed as a relative value when the value of Comparative Example 101, which will be described later, was set to 100.
The results are shown in Table 2.

〔比較例101〕
非水電解液に式(1)化合物を含有させなかったこと以外は実施例101と同様の操作を行った。
結果を表2に示す。
[Comparative example 101]
The same operation as in Example 101 was performed except that the non-aqueous electrolyte did not contain the compound of formula (1).
The results are shown in Table 2.

表2に示すように、式(1)化合物及び式(2)化合物を含有する電池用非水電解液を用いた実施例101~107では、式(2)化合物を含有するが式(1)化合物を含有しない電池用非水電解液を用いた比較例101と比較して、電池抵抗及び正極抵抗が低減されていた。 As shown in Table 2, in Examples 101 to 107 using non-aqueous electrolytes for batteries containing the compound of formula (1) and the compound of formula (2), the compound of formula (2) was used, but the compound of formula (1) Compared to Comparative Example 101 using a non-aqueous battery electrolyte containing no compound, the battery resistance and positive electrode resistance were reduced.

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

Claims (9)

下記式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-8)、式(1-9)及び式(1-10)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1つを含有する電池用非水電解液。

The following formula (1-1), formula (1-2), formula (1-3), formula (1-4), formula (1-5), formula (1-6), formula (1-8), A non-aqueous electrolyte for batteries containing at least one selected from the group consisting of compounds represented by formula (1-9) and formula (1-10) .

前記式(1-1)、式(1-2)、式(1-3)、式(1-4)、式(1-5)、式(1-6)、式(1-8)、式(1-9)及び式(1-10)で表される化合物からなる群から選択される少なくとも1つの含有量が、非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%である請求項1に記載の電池用非水電解液。 The formula (1-1), formula (1-2), formula (1-3), formula (1-4), formula (1-5), formula (1-6), formula (1-8), The content of at least one selected from the group consisting of compounds represented by formula (1-9) and formula (1-10) is 0.001% by mass to 10% by mass based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. %. The non-aqueous electrolyte for batteries according to claim 1. 下記式(1-7)で表される化合物を含有し、前記式(1-7)で表される化合物の含有量が、非水電解液の全量に対し、0.1質量%~0.6質量%である電池用非水電解液。It contains a compound represented by the following formula (1-7), and the content of the compound represented by the formula (1-7) is 0.1% by mass to 0.1% by mass based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. A non-aqueous electrolyte for batteries having a concentration of 6% by mass.

更に、下記式(2)で表される化合物を含有する請求項1請求項3のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。


〔式(2)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1~6の炭化水素基、又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。〕
The nonaqueous electrolyte for batteries according to any one of claims 1 to 3, further comprising a compound represented by the following formula (2).


[In formula (2), R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. ]
下記式(1)で表される化合物を含有し、更に、下記式(2)で表される化合物を含有する電池用非水電解液。


〔式(1)中、
~Rは、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、又はフェニル基を表し、
10は、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、フェニル基、又は式(S1)で表される基を表す。
式(S1)中、
11~R13は、それぞれ独立に、水素原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、又はフェニル基を表し、
は、単結合又は酸素原子を表し、
*は、結合位置を表す。〕


〔式(2)中、R21及びR22は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、炭素数1~6の炭化水素基、又は炭素数1~6のフッ化炭化水素基を表す。〕
A non-aqueous electrolyte for batteries containing a compound represented by the following formula (1) and further containing a compound represented by the following formula (2).


[In formula (1),
R 1 to R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a phenyl group,
R 10 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, a phenyl group, or a group represented by formula (S1).
In formula (S1),
R 11 to R 13 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a phenyl group,
L 1 represents a single bond or an oxygen atom,
* represents the bonding position. ]


[In formula (2), R 21 and R 22 each independently represent a hydrogen atom, a fluorine atom, a hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or a fluorinated hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms. ]
前記式(1)で表される化合物の含有量が、非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%である請求項に記載の電池用非水電解液。 The non-aqueous electrolyte for a battery according to claim 5 , wherein the content of the compound represented by formula (1) is 0.001% by mass to 10% by mass based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. 前記式(2)で表される化合物の含有量が、非水電解液の全量に対し、0.001質量%~10質量%である請求項4~請求項6のいずれか1項に記載の電池用非水電解液。 The content of the compound represented by the formula (2) is 0.001% by mass to 10% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte , according to any one of claims 4 to 6. Non-aqueous electrolyte for batteries. 正極と、
金属リチウム、リチウム含有合金、リチウムとの合金化が可能な金属若しくは合金、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な酸化物、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な遷移金属窒素化物、及び、リチウムイオンのドープ・脱ドープが可能な炭素材料からなる群から選ばれる少なくとも1種を負極活物質として含む負極と、
請求項1~請求項のいずれか1項に記載の電池用非水電解液と、
を含むリチウム二次電池。
a positive electrode;
Metallic lithium, lithium-containing alloys, metals or alloys that can be alloyed with lithium, oxides that can be doped and dedoped with lithium ions, transition metal nitrides that can be doped and dedoped with lithium ions, and lithium. a negative electrode containing as a negative electrode active material at least one member selected from the group consisting of carbon materials capable of doping and dedoping ions;
The non-aqueous electrolyte for batteries according to any one of claims 1 to 7 ,
Lithium secondary batteries including.
請求項に記載のリチウム二次電池を充放電させて得られたリチウム二次電池。 A lithium secondary battery obtained by charging and discharging the lithium secondary battery according to claim 8 .
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