JP7457620B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte - Google Patents

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

Info

Publication number
JP7457620B2
JP7457620B2 JP2020164547A JP2020164547A JP7457620B2 JP 7457620 B2 JP7457620 B2 JP 7457620B2 JP 2020164547 A JP2020164547 A JP 2020164547A JP 2020164547 A JP2020164547 A JP 2020164547A JP 7457620 B2 JP7457620 B2 JP 7457620B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
aqueous electrolyte
less
lithium
mass
salt
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020164547A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022056676A (en
Inventor
諒 八重樫
洋一 大橋
晃一 西尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Chemical Corp
Original Assignee
Mitsubishi Chemical Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Chemical Corp filed Critical Mitsubishi Chemical Corp
Priority to JP2020164547A priority Critical patent/JP7457620B2/en
Publication of JP2022056676A publication Critical patent/JP2022056676A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7457620B2 publication Critical patent/JP7457620B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Secondary Cells (AREA)

Description

本発明は、非水系電解液及び該非水系電解液を含む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 containing the non-aqueous electrolyte.

携帯電話、ノートパソコン等のいわゆる民生用の電源から自動車用等の駆動用車載電源まで広範な用途に、リチウム二次電池等の非水系電解液電池が実用化されつつある。しかしながら、近年の非水系電解液電池に対する高性能化の要求はますます高くなっており、特に、高容量、低温使用特性、高温保存特性、サイクル特性、過充電時安全性等の種々の電池特性の改善が要望されている。
これまで、非水系電解液二次電池の高温保存試験やサイクル試験を改善するための手段として、正極や負極の活物質や、非水系電解液を始めとする様々な電池の構成要素について、数多くの技術が検討されている。
特許文献1には、特定の正極活物質と、オキサラート錯体をアニオンとするリチウム塩と、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチレンサルファイト、フルオロエチレンカーボネートからなる群から選択される少なくとも1種の被膜形成剤とを添加した非水系電解液を用いることで、高温環境下で保存した場合において非水系電解液二次電池の各種の特性が低下するのを防止することを目的とした技術が開示されている。
非特許文献1には、負極としてLi/グラファイト又はLi/石油コークスを用い、非水系溶媒としてプロピレンカーボネート(PC)/エチレンカーボネート(EC)又はPC用いたLi/グラファイトセル及びLi/石油コークスセルの電気化学的挙動に関する研究が報告されている。エチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートの混合物の電解液は、LiC負極と反応し負極の炭素表面に被膜を形成し、電極と電解液成分の分解反応が抑制されること、当該セルのサイクル特性が改善されたことが記載されている。
また、非特許文献2には、リチウムビスオキサラートボレートが非水系電解液二次電池のグラファイト負極表面上で形成する被膜の構造についての研究が報告されている。非特許文献2によると、リチウムビスオキサラートボレートは、形式的負電荷を持つ原子と、それに結合した配位子(すなわちオキサラート骨格)との結合が、電気化学的還元により開裂し、さらに他の分子と再結合することが考えられる(非特許文献2のScheme3参照。)。
BACKGROUND OF THE INVENTION Non-aqueous electrolyte batteries such as lithium secondary batteries are being put into practical use in a wide range of applications, from so-called consumer power supplies such as mobile phones and notebook computers to on-board power supplies for driving automobiles. However, in recent years, demands for higher performance for non-aqueous electrolyte batteries have been increasing, and in particular, various battery characteristics such as high capacity, low-temperature usage characteristics, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics, and safety during overcharging are required. Improvements are requested.
To date, as a means to improve high-temperature storage tests and cycle tests for non-aqueous electrolyte secondary batteries, numerous studies have been conducted on various battery components, including positive and negative electrode active materials and non-aqueous electrolytes. technologies are being considered.
Patent Document 1 describes the formation of a film of a specific positive electrode active material, a lithium salt having an oxalate complex as an anion, and at least one kind selected from the group consisting of vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, ethylene sulfite, and fluoroethylene carbonate. A technology has been disclosed that aims to prevent various characteristics of a non-aqueous electrolyte secondary battery from deteriorating when stored in a high-temperature environment by using a non-aqueous electrolyte to which a non-aqueous electrolyte is added. There is.
Non-Patent Document 1 describes a Li/graphite cell and a Li/petroleum coke cell using Li/graphite or Li/petroleum coke as the negative electrode and propylene carbonate (PC)/ethylene carbonate (EC) or PC as the non-aqueous solvent. Studies on electrochemical behavior have been reported. The electrolyte solution, which is a mixture of ethylene carbonate and propylene carbonate, reacts with the Li x C negative electrode to form a film on the carbon surface of the negative electrode, suppressing the decomposition reaction between the electrode and electrolyte components, and improving the cycle characteristics of the cell. It is stated that it was done.
Furthermore, Non-Patent Document 2 reports a study on the structure of a film formed by lithium bisoxalate borate on the surface of a graphite negative electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery. According to Non-Patent Document 2, in lithium bisoxalatoborate, the bond between an atom with a formal negative charge and a ligand bonded to it (i.e., oxalate skeleton) is cleaved by electrochemical reduction, and further other It is conceivable that it may recombine with molecules (see Scheme 3 of Non-Patent Document 2).

特開2006-196250号公報Japanese Patent Application Publication No. 2006-196250

Fong et al.,J. Electrochem. Soc. 137, 2009(1990).Fong et al., J. Electrochem. Soc. 137, 2009 (1990). Xu et al.,Electrochemical and Solid-State Lett. 6, A144(2003).Xu et al. , Electrochemical and Solid-State Lett. 6, A144 (2003).

しかしながら、本発明者らが上記文献に記載の方法を検討したところ、非水系溶媒又は被膜形成剤に由来する被膜に係る電池において初期出力抵抗の増加という課題があることを見出した。
そこで、本発明は、非水系電解液二次電池の初期出力抵抗の低減を目的とする。
However, when the present inventors investigated the method described in the above document, they found that there was a problem of an increase in initial output resistance in batteries involving a coating derived from a non-aqueous solvent or a coating-forming agent.
Therefore, an object of the present invention is to reduce the initial output resistance of a non-aqueous electrolyte secondary battery.

本発明者等は上記実情に鑑み、鋭意検討した結果、ジヒドロキシオキサラート塩を非水系電解液に含有させることにより上記の目的が達成されることを見出し、本発明を完成した。
即ち、本発明の要旨は、以下に存する。
[1]ジヒドロキシオキサラートボレート塩と非水系溶媒とを含有することを特徴とする非水系電解液。
[2]前記ジヒドロキシオキサラートボレート塩を、前記非水系電解液中に10質量ppm以上、0.1質量%以下含有する、[1]に記載の非水系電解液。
[3]前記非水系溶媒が飽和環状カーボネート類を含有する、[1]又は[2]に記載の非水系電解液。
[4]さらにオキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)を含有する、[1]~[3]のいずれかに記載の非水系電解液。
[5]前記オキサラート塩の含有量(質量%)に対する、前記ジヒドロキシオキサラートボレート塩の含有量(質量%)の比が、5×10-4以上2×10-2以下である、[4]に記載の非水系電解液。
[6][1]~[5]のいずれかに記載の非水系電解液を含有する、非水系電解液電池。
In view of the above-mentioned circumstances, the inventors of the present invention have made extensive studies and have found that the above-mentioned object can be achieved by incorporating a dihydroxy oxalate salt into a non-aqueous electrolytic solution, and have completed the present invention.
That is, the gist of the present invention is as follows.
[1] A non-aqueous electrolyte containing a dihydroxyoxalatoborate salt and a non-aqueous solvent.
[2] The non-aqueous electrolytic solution according to [1], wherein the non-aqueous electrolytic solution contains the dihydroxy oxalatoborate salt in an amount of 10 mass ppm or more and 0.1 mass % or less.
[3] The non-aqueous electrolyte according to [1] or [2], wherein the non-aqueous solvent contains a saturated cyclic carbonate.
[4] The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [1] to [3], further containing an oxalate salt (excluding dihydroxyoxalate borate salts).
[5] The ratio of the content (mass %) of the dihydroxyoxalatoborate salt to the content (mass %) of the oxalate salt is 5 × 10 -4 or more and 2 × 10 -2 or less, [4] The non-aqueous electrolyte described in .
[6] A non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [5].

本発明によれば、初期出力抵抗が低い電池を提供できる非水系電解液、及びそれを用いた非水系電解液電池を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a nonaqueous electrolyte that can provide a battery with low initial output resistance, and a nonaqueous electrolyte battery using the same.

本発明の非水系電解液は、ジヒドロキシオキサラートボレート塩と非水系溶媒とを含有する。
本発明の作用機構については、以下のように推察する。ただし、本発明が該推察に縛られるものではない。
被膜形成剤により特に負極表面に形成された被膜は、電池保存時の特性低下を抑制し得る。一方で、被膜形成剤を含む非水系電解液を備える電池では、負極表面の被膜が過剰に成長を続け、電池の初期抵抗を増加させると考えられる。
例えば、エチレンカーボネートに代表される飽和環状カーボネート類を用いることで、負極表面に被膜を形成して電極と電解液成分の副反応を抑制することで電池の各種特性を改善することが試みられている。しかし、飽和環状カーボネート類は非水系溶媒として使用されるため、非水系電解液に占める濃度が多く、被膜の過剰な成長が避けられない。
また、リチウムビスオキサラートボレートに代表されるオキサラート塩は、形式的負電荷を持つ原子と、それに結合した配位子(すなわちオキサラート骨格)との結合が、電気化学的還元により開裂し、さらに他の分子と再結合を繰り返すことで、特に負極表面に被膜を形成すると考えられる。リチウムビスオキサラートボレートは、上記の反応が二つのオキサラート骨格において発生するため、あたかも重合反応のように被膜が過剰に成長を続け、特に負極の抵抗が増加すると考えられる。
ここで、オキサラート骨格が一つのみであるジヒドロキシオキサラートボレート塩を導入することで、上記の開裂および再結合を起こさないヒドロキシ基があたかも末端官能基のように機能して被膜の過剰な成長を抑制し、負極の抵抗の増加が抑制されるものと推察される。
The non-aqueous electrolyte of the present invention contains a dihydroxyoxalatoborate salt and a non-aqueous solvent.
The mechanism of action of the present invention is speculated as follows. However, the present invention is not limited to this speculation.
A film formed particularly on the surface of the negative electrode by a film-forming agent can suppress deterioration of characteristics during battery storage. On the other hand, in a battery equipped with a non-aqueous electrolyte containing a film-forming agent, the film on the surface of the negative electrode continues to grow excessively, which is thought to increase the initial resistance of the battery.
For example, attempts have been made to use saturated cyclic carbonates such as ethylene carbonate to form a film on the surface of the negative electrode and suppress side reactions between the electrode and electrolyte components, thereby improving various characteristics of batteries. There is. However, since saturated cyclic carbonates are used as non-aqueous solvents, their concentration in the non-aqueous electrolyte is large, and excessive growth of the film is unavoidable.
In addition, in oxalate salts such as lithium bisoxalatoborate, the bond between an atom with a formal negative charge and a ligand bonded to it (i.e., oxalate skeleton) is cleaved by electrochemical reduction, and further It is thought that by repeatedly recombining with the molecules, a film is formed, especially on the surface of the negative electrode. In lithium bisoxalatoborate, since the above reaction occurs in the two oxalate skeletons, the film continues to grow excessively as if it were a polymerization reaction, which is thought to increase the resistance of the negative electrode in particular.
By introducing a dihydroxy oxalatoborate salt having only one oxalate skeleton, the hydroxyl groups that do not cause cleavage and recombination function as if they were terminal functional groups, thereby preventing excessive growth of the film. It is presumed that this suppresses the increase in resistance of the negative electrode.

[1.非水系電解液]
{1-1.ジヒドロキシオキサラートボレート塩}
本実施形態に係る非水系電解液はジヒドロキシオキサラートボレート塩を含有する。ジヒドロキシオキサラートボレート塩のカウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が挙げられる。ジヒドロキシオキサラートボレート塩とし
ては、リチウムジヒドロキシオキサラートボレート、ナトリウムジヒドロキシオキサラートボレート、及びカリウムジヒドロキシオキサラートボレート等が挙げられる。なかでも、リチウムジヒドロキシオキサラートボレート、及びナトリウムジヒドロキシオキサラートボレートが好ましく、特に好ましくは、非水系溶媒への溶解性の点で、リチウムジヒドロキシオキサラートボレートである。ジヒドロキシオキサラートボレート塩は、公知の方法(例えば、Yang et al.,Journal of power sources.195,1698(2010).参照。)により合成することができる。
ジヒドロキシオキサラートボレート塩は、非水系電解液中に10質量ppm以上含有することが好ましく、より好ましくは20質量ppm以上、特に好ましくは50質量ppm以上であり、一方で、上限に特段の制限はないが、0.1質量%以下含有することが好ましく、より好ましくは0.05質量%以下、特に好ましくは0.02質量%以下である。ジヒドロキシオキサラートボレート塩が前記非水系電解液中に上述の範囲で含有されることにより、ジヒドロキシオキサラートボレート塩の末端官能基としての機能を良好に発現させることができる。ジヒドロキシオキサラートボレート塩は、非水系電解液に含まれていればよく、添加した場合のほか、非水系電解液内、もしくは電池動作中において非水系電解液電池内で発生するものも含む。ジヒドロキシオキサラートボレート塩の同定や含有量の測定は、核磁気共鳴(NMR)分光法により行う。
[1. Non-aqueous electrolyte]
{1-1. Dihydroxyoxalatoborate salt}
The non-aqueous electrolyte according to this embodiment contains a dihydroxyoxalatoborate salt. Examples of the countercation of the dihydroxyoxalatoborate salt include alkali metals such as lithium, sodium, and potassium. Examples of dihydroxyoxalatoborate salts include lithium dihydroxyoxalatoborate, sodium dihydroxyoxalatoborate, and potassium dihydroxyoxalatoborate. Among these, lithium dihydroxyoxalatoborate and sodium dihydroxyoxalatoborate are preferred, and lithium dihydroxyoxalatoborate is particularly preferred from the viewpoint of solubility in non-aqueous solvents. The dihydroxyoxalatoborate salt can be synthesized by a known method (see, for example, Yang et al., Journal of power sources. 195, 1698 (2010)).
The content of the dihydroxyoxalatoborate salt in the nonaqueous electrolyte is preferably 10 mass ppm or more, more preferably 20 mass ppm or more, particularly preferably 50 mass ppm or more, but there is no particular restriction on the upper limit. However, it is preferably contained in an amount of 0.1% by mass or less, more preferably 0.05% by mass or less, particularly preferably 0.02% by mass or less. By containing the dihydroxyoxalatoborate salt in the above-mentioned range in the non-aqueous electrolytic solution, the dihydroxyoxalatoborate salt can satisfactorily exhibit its function as a terminal functional group. The dihydroxyoxalatoborate salt only needs to be contained in the non-aqueous electrolyte, and includes not only cases where it is added but also those generated within the non-aqueous electrolyte or within the non-aqueous electrolyte battery during battery operation. Identification and measurement of the content of the dihydroxyoxalatoborate salt are performed by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.

{1-2.オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)}
本発明においては、非水系電解液にさらに、ジヒドロキシオキサラートボレート塩以外のオキサラート塩(以下、単に「オキサラート塩」とも表記することがある。)が含有されていることが、好ましい。オキサラート塩はジヒドロキシオキサラートボレート塩と同様にオキサラート骨格を持ち、ジヒドロキシオキサラートボレート塩と併用することで被膜の耐久性が向上するからである。オキサラート塩のカウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属が挙げられる。
オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)としては、リチウムビスオキサラートボレート、リチウムジフルオロオキサラートボレート、リチウムジフルオロオキサラートフォスフェート、及びリチウムテトラフルオロオキサラートフォスフェート等が挙げられる。
これらの中でも、リチウムビスオキサラートボレート、リチウムジフルオロオキサラートボレート、及びリチウムジフルオロオキサラートフォスフェートが、初期出力、ハイレート充放電特性、高温保存後及びサイクル後の出力を向上させる効果が高いため、好ましい。
非水系電解液中の、オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)の含有量(質量%)に対するジヒドロキシオキサラートボレート塩の含有量(質量%)の比(以下、「オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)に対するジヒドロキシオキサラートボレート塩の比」又は「(ジヒドロキシオキサラートボレート塩(質量%))/(オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)(質量%))」ともいう。)は、本発明の効果が得られる限り特段の制限はないが、5×10-4以上が好ましく、1×10-3以上がより好ましく、2×10-3以上が特に好ましく、一方で、上限は特段の制限はないが、2×10-2以下が好ましく、1.5×10-2以下がより好ましく、1×10-2以下がさらに好ましく、0.60×10-2以下がことさらに好ましく、0.40×10-2以下が特に好ましい。オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)に対するジヒドロキシオキサラートボレート塩の比が上述の範囲にあることで、オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)の被膜形成を適度に維持しつつ、ジヒドロキシオキサラートボレート塩の末端官能基としての機能を良好に発現させることができる。オキサラート塩は、非水系電解液に含まれていればよく、添加した場合のほか、非水系電解液内、もしくは電池動作中において非水系電解液電池内で発生するものも含む。オキサラート塩の同定や含有量の測定は、核磁気共鳴(NMR)分光法により行う。
{1-2. Oxalate salts (excluding dihydroxyoxalatoborate salts)}
In the present invention, it is preferable that the non-aqueous electrolyte further contains an oxalate salt other than the dihydroxyoxalatoborate salt (hereinafter, may be simply referred to as "oxalate salt"). This is because the oxalate salt has an oxalate skeleton like the dihydroxyoxalatoborate salt, and the durability of the coating is improved by using it in combination with the dihydroxyoxalatoborate salt. Examples of the counter cation of the oxalate salt include alkali metals such as lithium, sodium, and potassium.
Examples of oxalate salts (excluding dihydroxyoxalatoborate salts) include lithium bisoxalatoborate, lithium difluorooxalatoborate, lithium difluorooxalatophosphate, and lithium tetrafluorooxalatophosphate.
Among these, lithium bisoxalatoborate, lithium difluorooxalatoborate, and lithium difluorooxalatophosphate are preferred because they are highly effective in improving the initial output, high-rate charge/discharge characteristics, and output after high-temperature storage and after cycling.
The ratio of the content (mass%) of dihydroxyoxalatoborate salt to the content (mass%) of oxalate salt (excluding dihydroxyoxalatoborate salt) in the nonaqueous electrolyte (hereinafter also referred to as "ratio of dihydroxyoxalatoborate salt to oxalate salt (excluding dihydroxyoxalatoborate salt)" or "(dihydroxyoxalatoborate salt (mass%))/(oxalate salt (excluding dihydroxyoxalatoborate salt) (mass%))" is not particularly limited as long as the effects of the present invention can be obtained, but is preferably 5×10 -4 or more, more preferably 1×10 -3 or more, and particularly preferably 2×10 -3 or more. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 2×10 -2 or less, more preferably 1.5×10 -2 or less, even more preferably 1×10 -2 or less, even more preferably 0.60×10 -2 or less, and particularly preferably 0.40×10 -2 or less. By setting the ratio of the dihydroxyoxalatoborate salt to the oxalate salt (excluding dihydroxyoxalatoborate salt) within the above range, the film formation of the oxalate salt (excluding dihydroxyoxalatoborate salt) can be adequately maintained while the function of the dihydroxyoxalatoborate salt as a terminal functional group can be satisfactorily exhibited. The oxalate salt may be contained in the non-aqueous electrolyte, and may be added or may be generated in the non-aqueous electrolyte or in the non-aqueous electrolyte battery during battery operation. The oxalate salt is identified and its content is measured by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.

{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。
上記ジヒドロキシオキサラートボレート塩及びオキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)は電解質として機能し得るが、通常は、上記ジヒドロキシオキサラートボレート塩及びオキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)以外の電解質を、使用する。
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。
リチウム塩としては、例えば、フルオロホウ酸リチウム塩類、フルオロホウ酸リチウム塩類、フルオロタンタル酸リチウム塩類、フルオロリン酸リチウム塩類、タングステン酸リチウム塩類、カルボン酸リチウム塩類、スルホン酸リチウム塩類、リチウムイミド塩類、リチウムメチド塩類及び含フッ素有機リチウム塩類等が挙げられる。
中でも、フルオロホウ酸リチウム塩類としてLiBF;フルオロホウ酸リチウム塩類として、LiSbF;フルオロタンタル酸リチウム塩類として、LiTaF;フルオロリン酸リチウム塩類としてLiPF6、LiPOF、LiPO;スルホン酸リチウム塩類としてLiFSO、CHSOLi;リチウムイミド塩類として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;リチウムメチド塩類として、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO;含フッ素有機リチウム塩類として、LiCFSO;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より好ましい。特に好ましくは、LiPF、LiN(FSO又はLiFSOである。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。
2種類以上の電解質塩の組み合わせとして、特段の制限はないが、LiPF及びLiFSO、LiPF及びLiPO、LiPF及びLiN(FSO、又はLiBF、LiPF及びLiN(FSOの組み合わせが挙げられる。なかでも、LiPF及びLiFSO並びにLiPF及びLiPOの組み合わせが好ましい。
{1-3. Electrolytes}
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.
The above dihydroxyoxalatoborate salts and oxalate salts (excluding dihydroxyoxalatoborate salts) can function as electrolytes, but typically the above dihydroxyoxalatoborate salts and oxalate salts (excluding dihydroxyoxalatoborate salts) ) Use electrolytes other than .
Lithium salt is usually used as the electrolyte in the non-aqueous electrolyte. 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.
Examples of lithium salts include lithium fluoroborate salts, lithium fluoroborate salts, lithium fluorotantalate salts, lithium fluorophosphate salts, lithium tungstate salts, lithium carboxylate salts, lithium sulfonate salts, lithium imide salts, and lithium methide salts. and fluorine-containing organic lithium salts.
Among them, LiBF 4 as lithium fluoroborate salts; LiSbF 6 as lithium fluoroborate salts; LiTaF 6 as lithium fluorotantalate salts; LiPF 6, Li 2 PO 3 F, LiPO 2 F 2 as lithium fluorophosphate salts; Lithium acid salts include LiFSO 3 , CH 3 SO 3 Li; lithium imide salts include 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-perfluoroethane disulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide; as lithium methide salts, LiC(FSO 2 ) 3 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3. LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 ; As a fluorine-containing organic lithium salt, LiCF 3 SO 3 ; etc. improve low-temperature output characteristics, high-rate charge/discharge characteristics, impedance characteristics, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics, etc. It is more preferable from the viewpoint of effectiveness. Particularly preferred are LiPF 6 , LiN(FSO 2 ) 2 or LiFSO 3 . Moreover, the above-mentioned electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more kinds.
There are no particular restrictions on the combination of two or more electrolyte salts, but LiPF 6 and LiFSO 3 , LiPF 6 and LiPO 2 F 2 , LiPF 6 and LiN(FSO 2 ) 2 , or LiBF 4 , LiPF 6 and LiN( FSO 2 ) 2 combinations may be mentioned. Among these, combinations of LiPF 6 and LiFSO 3 and LiPF 6 and LiPO 2 F 2 are preferred.

非水系電解液中のジヒドロキシオキサラートボレート塩及びオキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)以外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%以上であり、また、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。
以上に挙げたリチウム塩等の電解質の同定や含有量の測定は、核磁気共鳴(NMR)分光法により行う。
The total concentration of these electrolytes other than the dihydroxyoxalatoborate salt and the oxalate salt (excluding the dihydroxyoxalatoborate salt) in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but is usually 8% by mass or more, preferably 8.5% by mass or more, more preferably 9% by mass or more, and is usually 18% by mass or less, preferably 17% by mass or less, more preferably 16% by mass or less, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. If the total concentration of the electrolyte is within the above range, the electrical conductivity becomes appropriate for the battery operation, and therefore sufficient output characteristics tend to be obtained.
The electrolytes such as the lithium salts mentioned above are identified and their contents are measured by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.

{1-4.非水系溶媒}
本発明の非水系電解液は、非水系溶媒を含有する。非水系溶媒としては、一般的な非水系電解液と同様、通常はその主成分として、上述した電解質やジヒドロキシオキサラートボレート塩を溶解すれば特に制限はなく、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類、鎖状カーボネート類、鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、エーテル系化合物、及びスルホン系化合物等が挙げられる。な
かでも、飽和環状カーボネート類が、ジヒドロキシオキサラートボレート塩による効果をより得られる点で好ましい。有機溶媒は、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。
2種以上の有機溶媒の組み合わせとして、特段の制限はないが、飽和環状カーボネート類及び鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル及び鎖状カーボネート類、並びに飽和環状カーボネート類、鎖状カーボネート類及び鎖状カルボン酸エステルの組み合わせが挙げられる。なかでも、飽和環状カーボネート類及び鎖状カーボネート類、並びに飽和環状カーボネート類、鎖状カーボネート類及び鎖状カルボン酸エステルの組み合わせが好ましい。
{1-4. Non-aqueous solvent}
The non-aqueous electrolyte of the present invention contains a non-aqueous solvent. As the non-aqueous solvent, as with a general non-aqueous electrolyte, it is not particularly limited as long as it dissolves the above-mentioned electrolyte or dihydroxyoxalatoborate salt as the main component, and a known organic solvent can be used. Examples of the organic solvent include saturated cyclic carbonates, chain carbonates, chain carboxylate esters, cyclic carboxylate esters, ether compounds, and sulfone compounds. Among them, saturated cyclic carbonates are preferred in that the effect of the dihydroxyoxalatoborate salt can be more effectively obtained. The organic solvent can be used alone or in combination of two or more kinds.
The combination of two or more organic solvents is not particularly limited, and may be a combination of saturated cyclic carbonates and chain carboxylate esters, cyclic carboxylate esters and chain carbonates, and saturated cyclic carbonates, chain carbonates and chain carboxylate esters. Among these, a combination of saturated cyclic carbonates and chain carbonates, and saturated cyclic carbonates, chain carbonates and chain carboxylate esters is preferred.

(1-4-1.飽和環状カーボネート類)
飽和環状カーボネー類トとしては、例えば、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類としては、具体的には、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又は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類は、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。
飽和環状カーボネート類の含有量は、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、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上であり、一方、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、非水系電解液二次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り、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。
なお、本実施形態における体積%とは25℃、1気圧における体積を意味する。
(1-4-1. Saturated cyclic carbonates)
Examples of saturated cyclic carbonates include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from an improvement in the degree of lithium ion dissociation, saturated cyclic carbonates having 2 to 3 carbon atoms are preferably used.
Specific examples of saturated cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, etc. Among them, ethylene carbonate or propylene carbonate is preferred, and ethylene carbonate, which is less susceptible to oxidation and reduction, is more preferred. The saturated cyclic carbonates may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
The content of the saturated cyclic carbonates is not particularly limited and may be any content as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but the lower limit of the content when one type is used alone is usually 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more, and is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, based on the total amount of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte. By setting it in this range, the decrease in electrical conductivity due to the decrease in the dielectric constant of the nonaqueous electrolyte is avoided, and the large current discharge characteristics, stability to the negative electrode, and cycle characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery are easily in a good range, and the oxidation/reduction resistance of the nonaqueous electrolyte is improved, and the stability during high-temperature storage tends to be improved.
In the present embodiment, the volume percentage refers to the volume at 25° C. and 1 atmospheric pressure.

(1-4-2.鎖状カーボネート類)
鎖状カーボネート類としては、例えば、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類が好ましく用いられる。
鎖状カーボネート類としては、具体的には、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が挙げられる。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、当該複数のフッ素原子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、フルオロメチルメチルカーボネート等のフッ素化ジメチルカーボネート誘導体、2-フルオロエチルメチルカーボネート等のフッ素化エチルメチルカーボネート誘導体;エチル-(2-フルオロエチル)カーボネート等のフッ素化ジエチルカーボネート誘導体;等が挙げられる。
鎖状カーボネート類は、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。
鎖状カーボネート類の含有量は特に限定されないが、非水系電解液の非水系溶媒全量に
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%以上であり、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二次電池の出力特性を良好な範囲としやすくなる。
さらに、特定の鎖状カーボネート類に対して、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類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、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常15体積%以上、好ましくは20体積%以上、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、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、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非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、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。
(1-4-2. Chain carbonates)
As the chain carbonates, for example, those having 3 to 7 carbon atoms are used, and in order to adjust the viscosity of the electrolytic solution to an appropriate range, chain carbonates having 3 to 5 carbon atoms are preferably used.
Specific examples of chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propylisopropyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and methyl-n-propyl carbonate. Particularly preferred are dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethylmethyl carbonate.
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 a plurality of fluorine atoms, the plurality of fluorine atoms may be bonded to the same carbon or different carbons. Examples of the fluorinated linear carbonate include fluorinated dimethyl carbonate derivatives such as fluoromethylmethyl carbonate, fluorinated ethylmethyl carbonate derivatives such as 2-fluoroethylmethyl carbonate; fluorinated diethyl carbonate such as ethyl-(2-fluoroethyl) carbonate; derivatives; etc.
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 carbonates 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 nonaqueous 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, the viscosity of the non-aqueous electrolyte can be adjusted to an appropriate range, suppressing a decrease in ionic conductivity, and in turn keeping the output characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery within a good range. It becomes easier to
Furthermore, by combining ethylene carbonate in a specific content with specific chain carbonates, 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 is arbitrary 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 or more, and usually 45% by volume or less, preferably 40% by volume or less, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. The content of ethyl methyl carbonate is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, based on the total amount of the nonaqueous solvent. The amount is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, based on the total amount of the nonaqueous solvent. When the content is within the above range, high temperature stability is excellent and gas generation tends to be suppressed.

(1-4-3.鎖状カルボン酸エステル)
鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、吉草酸メチル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、及びピバル酸メチルが挙げられる。なかでも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルが電池特性向上の点から好ましい。上述の化合物の水素の一部をフッ素で置換した鎖状カルボン酸エステル(例えば、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸エチル等)も好適に使える。鎖状カルボン酸エステル化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、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。
(1-4-3. Chain Carboxylic Acid Ester)
Examples of the chain carboxylate include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl valerate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, and methyl pivalate. Among them, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate are preferred from the viewpoint of improving battery characteristics. Chain carboxylates in which a part of the hydrogen of the above-mentioned compound is replaced with fluorine (e.g., methyl trifluoroacetate, ethyl trifluoroacetate, etc.) can also be used suitably. The content of the chain carboxylate compound is not particularly limited and is optional as long as it does not significantly impair the effect of the invention according to this embodiment, but is usually 1% by volume or more, preferably 2% by volume or more, more preferably 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, based on the total amount of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte.

(1-4-4.環状カルボン酸エステル)
環状カルボン酸エステルとしては、γ-ブチロラクトン、及びγ-バレロラクトンが挙げられる。これらの中でも、γ-ブチロラクトンがより好ましい。上述の化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状カルボン酸エステルも好適に使える。環状カルボン酸エステル化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、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。
(1-4-4. Cyclic carboxylic acid ester)
Examples of the cyclic carboxylic acid ester include γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Among these, γ-butyrolactone is more preferred. Cyclic carboxylic acid esters in which part of the hydrogen atoms of the above-mentioned compounds are replaced with fluorine can also be suitably used. The content of the cyclic carboxylic acid ester compound is not particularly limited, and is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the invention according to this embodiment, but it is usually 1% by volume based on the total amount of the nonaqueous solvent of the nonaqueous electrolyte. The content is preferably 2% by volume or more, more preferably 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.

(1-4-5.エーテル系化合物)
エーテル系化合物としては、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等の炭素数3~10の鎖状エーテル;及び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-ジオキサン等炭素数3~6の環状エーテル;が好ましい。
なかでも、炭素数3~10の鎖状エーテルとして、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、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が好ましく、炭素数3~6の環状エーテルとして、高いイオン電導度を与えることから、テトラヒドロフラン、1,3-
ジオキサン、1,4-ジオキサン等が好ましい。
エーテル系化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、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。エーテル系化合物の含有量が上記の範囲内であれば、エーテル系化合物によるリチウムイオン解離度の向上と非水系電解液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。
(1-4-5. Ether compound)
Ether compounds include chain ethers having 3 to 10 carbon atoms such as dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether; and tetrahydrofuran. , 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, 1,4-dioxane, etc. cyclic having 3 to 6 carbon atoms Ether is preferred.
Among them, dimethoxymethane and diethoxymethane are used as chain ethers having 3 to 10 carbon atoms, which have a high ability to solvate lithium ions, improve ion dissociation, have low viscosity, and provide high ionic conductivity. , ethoxymethoxymethane is preferred, and tetrahydrofuran, 1,3-
Dioxane, 1,4-dioxane and the like are preferred.
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 invention according to this embodiment, but it is usually 1% by volume or more, based on the total amount of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte. The content is preferably 2% by volume or more, more preferably 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. If the content of the ether compound is within the above range, it is easy to ensure the effect of improving the ionic conductivity resulting from the improvement in the degree of lithium ion dissociation by the ether compound and the decrease in the viscosity of the non-aqueous electrolyte. 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.

(1-4-6.スルホン系化合物)
スルホン系化合物としては、特に制限されず、環状スルホンであってもよく、鎖状スルホンであってもよい。環状スルホンの場合、炭素数が通常3~6、好ましくは3~5であり、鎖状スルホンの場合、炭素数が通常2~6、好ましくは2~5である。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。
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。
スルホラン類としては、スルホラン及びスルホラン誘導体が好ましい。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、アルキル基、フッ素置換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、2,3-ジフルオロスルホラン、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等が、イオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。
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、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、ペンタフルオロエチルメチルスルホン等が挙げられる。なかでも、ジメチルスルホン、エ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が電解液の高温保存安定性が向上する点で好ましい。
スルホン系化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、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。スルホン系化合物の含有量が上記範囲内であれば、高温保存安定性に優れた電解液が得られる傾向にある。
(1-4-6. Sulfone-based compounds)
The sulfone compound is not particularly limited, and may be a cyclic sulfone or a chain sulfone. In the case of a cyclic sulfone, the carbon number is usually 3 to 6, preferably 3 to 5, and in the case of a chain sulfone, the carbon number is usually 2 to 6, preferably 2 to 5. In addition, the number of sulfonyl groups in one molecule of the sulfone compound is not particularly limited, but is usually 1 or 2.
Examples of cyclic sulfones include monosulfone compounds such as trimethylene sulfones, tetramethylene sulfones, and hexamethylene sulfones, and disulfone compounds such as trimethylene disulfones, tetramethylene disulfones, and hexamethylene disulfones. Among these, from the viewpoint of dielectric constant and viscosity, tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones, and hexamethylene disulfones are more preferred, and tetramethylene sulfones (sulfolanes) are particularly preferred.
As the sulfolanes, sulfolane and sulfolane derivatives are preferred. As the sulfolane derivatives, those in which one or more hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the sulfolane ring are substituted with a fluorine atom, an alkyl group, or a fluorine-substituted alkyl group are preferred.
Among these, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane, 3-fluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2-trifluoromethylsulfolane, 3-trifluoromethylsulfolane, and the like are preferred because they have high ionic conductivity and high input/output.
Examples of the chain sulfone include dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl methyl sulfone, pentafluoroethyl methyl sulfone, etc. Among these, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, and monofluoromethyl methyl sulfone are preferred in terms of improving the high-temperature storage stability of the electrolyte.
The content of the sulfone-based compound is not particularly limited and may be any as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually 0.3 vol% or more, preferably 0.5 vol% or more, more preferably 1 vol% or more, and is usually 40 vol% or less, preferably 35 vol% or less, more preferably 30 vol% or less, based on the total amount of the non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte. If the content of the sulfone-based compound is within the above range, an electrolyte having excellent high-temperature storage stability tends to be obtained.

{1-5.添加剤}
非水系電解液には、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。添加剤としては、従来公知のものを任意に用いることができる。なお、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。
非水系電解液に添加することのできる従来公知の添加剤としては、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素含有環状カーボネート、イソシアナト基(イソシアネート基)を有する化合物、硫黄含有有機化合物、リン含有有機化合物、シアノ基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合物、フッ素非含有カルボン酸エステル、複数のエーテル結合を有する環状化合物、イソシアヌル酸骨格を有する化合物、ホウ酸塩、
フルオロスルホン酸塩、{1-2.オキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)}の項で説明したオキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)等が例示できる。具体的には、例えば、国際公開第2015/111676号に記載の化合物等が挙げられる。
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、フッ素含有環状カーボネート、硫黄含有有機化合物、及び上述のオキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)が、ジヒドロキシオキサラートボレート塩による、被膜形成剤としての効果が向上する点で好ましい。添加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が、非水系電解液全量に対して、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、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1質量%以下、特に好ましくは1質量%未満である。複数のエーテル結合を有する環状化合物は、非水系溶媒としても用いることができるものも含まれる。複数のエーテル結合を有する環状化合物を添加剤として用いる場合は、1質量%未満の量で用いることが好ましい。また、ホウ酸塩等、電解質として用いることができるものも含まれる。これら化合物を添加剤として用いる場合は、1質量%未満で用いることが好ましい。
{1-5. Additives}
The non-aqueous electrolyte may contain various additives within a range that does not significantly impair the effects of the present invention. Any additives known in the art may be used as the additives. The additives may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
Examples of conventional additives that can be added to non-aqueous electrolyte solutions include cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond, fluorine-containing cyclic carbonates, compounds having an isocyanato group (isocyanate group), sulfur-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, organic compounds having a cyano group, silicon-containing compounds, aromatic compounds, non-fluorine-containing carboxylic acid esters, cyclic compounds having a plurality of ether bonds, compounds having an isocyanuric acid skeleton, borates,
Examples of the oxalate salt include fluorosulfonate salts and the oxalate salts (excluding dihydroxyoxalate borate salts) described in the section {1-2. Oxalate salts (excluding dihydroxyoxalate borate salts)}. Specific examples include compounds described in WO 2015/111676.
Among them, cyclic carbonates having carbon-carbon unsaturated bonds, fluorine-containing cyclic carbonates, sulfur-containing organic compounds, and the above-mentioned oxalate salts (excluding dihydroxyoxalate borate salts) are preferred in that the effect of the dihydroxyoxalate borate salt as a film-forming agent is improved. The content of the additive is not particularly limited and is any as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and is usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably less than 1% by mass, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. The cyclic compounds having multiple ether bonds also include those that can be used as nonaqueous solvents. When using a cyclic compound having multiple ether bonds as an additive, it is preferable to use it in an amount of less than 1% by mass. In addition, it also includes those that can be used as electrolytes, such as borates. When using these compounds as additives, it is preferable to use them in an amount of less than 1% by mass.

[2.非水系電解液二次電池]
本発明の別の実施態様である非水系電解液二次電池は、金属イオンを吸蔵及び放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵及び放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池であって、上述の非水系電解液を含む。
[2. Non-aqueous electrolyte secondary battery]
A non-aqueous electrolyte secondary battery, which is another embodiment of the present invention, includes a positive electrode having a positive electrode active material capable of occluding and releasing metal ions, and a negative electrode having a negative electrode active material capable of occluding and releasing metal ions. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the above-mentioned non-aqueous electrolyte.

{2-1.非水系電解液}
非水系電解液としては、上述の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において上述の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を混合して用いることも可能である。
{2-1. Non-aqueous electrolyte}
As the non-aqueous electrolyte, the above-mentioned non-aqueous electrolyte is used. Note that it is also possible to mix and use other non-aqueous electrolytes with the above-mentioned non-aqueous electrolytes without departing from the spirit of the present invention.

{2-2.負極}
負極は、負極活物質を集電体表面の少なくとも一部に有する。
{2-2. negative electrode}
The negative electrode has a negative electrode active material on at least a portion of the current collector surface.

(2-2-1.負極活物質)
負極に使用される負極活物質としては、電気化学的に金属イオンを吸蔵及び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、Liと合金化可能な金属を含有する粒子、リチウム含有金属複合酸化物材料、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でもサイクル特性及び安全性が良好でさらに連続充電特性も優れている点で、炭素質材料、Liと合金化可能な金属を含有する粒子又はLiと合金化可能な金属粒子と黒鉛粒子との混合物を使用するのが好ましい。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。
(2-2-1. Negative Electrode Active Material)
The negative electrode active material used in the negative electrode is not particularly limited as long as it can electrochemically absorb and release metal ions. Specific examples include carbonaceous materials, particles containing a metal that can be alloyed with Li, lithium-containing metal composite oxide materials, and mixtures thereof. Among these, it is preferable to use carbonaceous materials, particles containing a metal that can be alloyed with Li, or a mixture of metal particles that can be alloyed with Li and graphite particles, in terms of good cycle characteristics and safety and excellent continuous charging characteristics. These may be used alone or in any combination of two or more.

(2-2-2.炭素質材料)
炭素質材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素、炭素被覆黒鉛、黒鉛被覆黒鉛及び樹脂被覆黒鉛等が挙げられる。なかでも、天然黒鉛が好ましい。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。
天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛及び/又はこれらの黒鉛に球形化や緻密化等の処理を施した黒鉛粒子等が挙げられる。これらの中でも、粒子の充填性又は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粒子が特に好ましい。
黒鉛粒子の平均粒子径(d50)は、通常1μm以上、100μm以下である。
(2-2-2. Carbonaceous materials)
Examples of the carbonaceous material include natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon-coated graphite, graphite-coated graphite, and resin-coated graphite. Of these, natural graphite is preferred. The carbonaceous material may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
Examples of natural graphite include scaly graphite, scaly graphite, and/or graphite particles obtained by subjecting such graphite to treatment such as spheroidization or densification. Among these, from the viewpoint of particle packing property or charge/discharge rate characteristics, spherical or ellipsoidal graphite particles that have been subjected to spheroidization treatment are particularly preferred.
The average particle size (d50) of the graphite particles is usually 1 μm or more and 100 μm or less.

(2-2-3.炭素質材料の物性)
負極活物質としての炭素質材料は、以下の(1)~(4)に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1項目を満たしていることが好ましく、複数の項目を同時に満たすことが特に好ましい。
(2-2-3. Physical properties of carbonaceous material)
The carbonaceous material as the negative electrode active material preferably satisfies at least one of the characteristics such as physical properties and shape shown in (1) to (4) below, and it is preferable that it satisfies multiple items at the same time. Particularly preferred.

(1)X線回折パラメータ
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)は、通常0.335nm以上0.360nm以下である。また、学振法によるX線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、1.0nm以上である。
(1) X-ray diffraction parameters The d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) of a carbonaceous material determined by X-ray diffraction according to the Gakushin method is usually 0.335 nm or more and 0.360 nm or less. The crystallite size (Lc) of the carbonaceous material determined by X-ray diffraction according to the Gakushin method is 1.0 nm or more.

(2)体積基準平均粒径
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)であり、通常1μm以上、100μm以下である。
(2) Volume-based average particle size The volume-based average particle size of the carbonaceous material is the volume-based average particle size (median diameter) determined by a laser diffraction/scattering method, and is usually 1 μm or more and 100 μm or less.

(3)ラマンR値、ラマン半値幅
炭素質材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常0.01以上、1.5以下である。
また、炭素質材料の1580cm-1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常10cm-1以上、100cm-1以下である。
(3) Raman R value, Raman half-value width The Raman R value of a carbonaceous material is a value measured using argon ion laser Raman spectroscopy, and is usually 0.01 or more and 1.5 or less.
Furthermore, the Raman half-width near 1580 cm -1 of the carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 10 cm -1 or more and 100 cm -1 or less.

(4)BET比表面積
炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常0.1m・g-1以上、100m・g-以下である。
負極活物質中に性質の異なる炭素質材料が2種以上含有していてもよい。ここでいう性質とは、X線回折パラメータ、体積基準平均粒径、ラマンR値、ラマン半値幅及びBET比表面積の群から選ばれる1つ以上の特性を示す。
好ましい例としては、体積基準粒度分布がメジアン径を中心としたときに左右対称とならないこと、ラマンR値が異なる炭素質材料を2種以上含有していること、及びX線パラメータが異なること等が挙げられる。
(4) BET specific surface area The BET specific surface area of a carbonaceous material is the value of the specific surface area measured using the BET method, and is usually 0.1 m 2 ·g −1 or more and 100 m 2 ·g −1 or less.
The negative electrode active material may contain two or more types of carbonaceous materials having different properties. The properties here refer to one or more properties selected from the group of X-ray diffraction parameters, volume-based average particle diameter, Raman R value, Raman half-width, and BET specific surface area.
Preferable examples include that the volume-based particle size distribution is not symmetrical about the median diameter, that it contains two or more types of carbonaceous materials with different Raman R values, and that the X-ray parameters are different. can be mentioned.

(2-2-4.Liと合金化可能な金属を含有する粒子)
Liと合金化可能な金属を含有する粒子は、従来公知のいずれのものも使用可能であるが、容量とサイクル寿命の点から、例えば、Sb、Si、Sn、Al、As、及びZnからなる群から選ばれる金属又はその化合物の粒子であることが好ましい。また、Liと合金化可能な金属を含有する粒子が金属を2種以上含有する場合、当該粒子は、これらの金属の合金からなる合金粒子であってもよい。
また、Liと合金化可能な金属の化合物としては、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等が挙げられる。該化合物は、Liと合金化可能な金属を2種以上含有していてもよい。
なかでも、金属Si(以下、Siと記載する場合がある)又はSi含有無機化合物が高容量化の点で、好ましい。
本明細書では、Si又はSi含有無機化合物を総称して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化合物としては、Si酸化物(SiO)が、黒鉛と比較して理論容量が大きい点で好ましく、非晶質Si又はナノサイズのSi結晶が、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である点で好ましい。
この一般式SiOは、二酸化珪素(SiO)と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。
Liと合金化された金属化合物としては、具体的には、LiSi(0<y≦4.4)、Li2zSiO2+z(0<z≦2)等が挙げられる。
Liと合金化可能な金属を含有する粒子の平均粒子径(d50)は、サイクル寿命の観
点から、通常0.01μm以上、10μm以下である。
(2-2-4. Particles containing metals capable of being alloyed with Li)
The particles containing a metal capable of being alloyed with Li may be any of those known in the art, but from the viewpoint of capacity and cycle life, it is preferable that the particles are, for example, particles of a metal selected from the group consisting of Sb, Si, Sn, Al, As, and Zn or a compound thereof. In addition, when the particles containing a metal capable of being alloyed with Li contain two or more kinds of metals, the particles may be alloy particles made of an alloy of these metals.
Examples of the compound of a metal capable of forming an alloy with Li include metal oxides, metal nitrides, metal carbides, etc. The compound may contain two or more kinds of metals capable of forming an alloy with Li.
Among these, metallic Si (hereinafter, may be referred to as Si) or an inorganic compound containing Si is preferable from the viewpoint of increasing capacity.
In this specification, Si or Si-containing inorganic compounds are collectively referred to as Si compounds. Specific examples of Si compounds include SiOx , SiNx , SiCx , and SiZxOy (Z=C, N). As the Si compound, Si oxide ( SiOx ) is preferred because it has a larger theoretical capacity than graphite, and amorphous Si or nano-sized Si crystals are preferred because they allow easy ingress and egress of alkali ions such as lithium ions and allow high capacity to be obtained.
This general formula, SiO x , can be obtained by using silicon dioxide (SiO 2 ) and Si as raw materials, and the value of x is usually 0<x<2.
Specific examples of metal compounds alloyed with Li include Li y Si (0<y≦4.4) and Li 2z SiO 2+z (0<z≦2).
The average particle size (d50) of the particles containing a metal capable of being alloyed with Li is usually 0.01 μm or more and 10 μm or less from the viewpoint of cycle life.

(2-2-5.Liと合金可能な金属を含有する粒子と黒鉛粒子との混合物)
負極活物質として用いられるLiと合金化可能な金属を含有する粒子と黒鉛粒子との混合物は、前述のLiと合金化可能な金属を含有する粒子と前述の黒鉛粒子が互いに独立した粒子の状態で混合されている混合体でもよいし、Liと合金化可能な金属を含有する粒子が黒鉛粒子の表面又は内部に存在している複合体でもよい。
Liと合金化可能な金属を含有する粒子と黒鉛粒子との合計に対するLiと合金化可能な金属を含有する粒子の含有割合は、通常1質量%以上、99質量%以下である。
(2-2-5. Mixture of particles containing metal that can be alloyed with Li and graphite particles)
The mixture of particles containing a metal that can be alloyed with Li and graphite particles used as a negative electrode active material is a state in which the particles containing a metal that can be alloyed with Li and the graphite particles are independent of each other. It may be a mixture in which Li is mixed with Li, or it may be a composite in which particles containing a metal that can be alloyed with Li are present on the surface or inside of graphite particles.
The content ratio of particles containing a metal that can be alloyed with Li to the total of particles containing a metal that can be alloyed with Li and graphite particles is usually 1% by mass or more and 99% by mass or less.

(2-2-6.リチウム含有金属複合酸化物材料)
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵及び放出可能であれば、特に制限されないが、高電流密度充放電特性の点からチタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が好ましく、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する場合がある)がより好ましく、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物が出力抵抗を大きく低減するので特に好ましい。
また、リチウムチタン複合酸化物のリチウム及び/又はチタンが、他の金属元素、例えば、Al、Ga、Cu及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されていてもよい。
リチウムチタン複合酸化物として、Li4/3Ti5/3、LiTi及びLi4/5Ti11/5が好ましい。また、リチウム及び/又はチタンの一部が他の元素で置換されたリチウムチタン複合酸化物として、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましい。
(2-2-6. Lithium-containing metal composite oxide material)
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can intercalate and release lithium, but from the viewpoint of high current density charge/discharge characteristics, lithium-containing composite metal oxide materials containing titanium may be used. is preferred, a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter sometimes abbreviated as "lithium titanium composite oxide") is more preferred, and a lithium titanium composite oxide having a spinel structure is particularly preferred since it greatly reduces the output resistance. .
Furthermore, lithium and/or titanium in the lithium-titanium composite oxide may be substituted with another metal element, for example, at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, Cu, and Zn.
As the lithium titanium composite oxide, Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , Li 1 Ti 2 O 4 and Li 4/5 Ti 11/5 O 4 are preferred. Moreover, as a lithium titanium composite oxide in which a part of lithium and/or titanium is replaced with another element, for example, Li4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferable.

(2-2-7.負極の構成と製造方法)
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用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、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して負極活物質層を形成することによって作製することができる。
(2-2-7. Negative electrode configuration and manufacturing method)
Any known method can be used to manufacture the negative electrode as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. For example, a binder, a solvent, and if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. are added to the negative electrode active material to form a slurry, and this is applied to a current collector, dried, and then pressed to form a negative electrode active material layer. It can be manufactured by forming a.

<2-2-7-1.集電体>
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、アルミニウム、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が、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。負極の集電体の形状が板状や膜状等である場合、該集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上、1mm以下である。
<2-2-7-1. Current collector>
Any known current collector can be used as the current collector for holding the negative electrode active material. Examples of the current collector of the negative electrode include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel, and copper is particularly preferred from the viewpoint of ease of processing and cost. When the shape of the current collector of the negative electrode is plate-like, film-like, etc., the thickness of the current collector is arbitrary, but is usually 1 μm or more and 1 mm or less.

<2-2-7-2.バインダー>
負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液及び電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
具体例としては、SBR(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、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル-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;ポリフッ化ビニリデン、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、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;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。
負極活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上、20質量%以下である。
特に、バインダーがSBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上、5質量%以下である。
また、バインダーがポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する割合は、通常1質量%以上、15質量%以下である。
<2-2-7-2. Binder>
The binder for binding the negative electrode active material 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.
Specific examples include rubbery polymers such as SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), and ethylene/propylene rubber; polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, Examples include fluorinated polymers such as fluorinated polyvinylidene fluoride and tetrafluoroethylene/ethylene copolymer. These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
The ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more and 20% by mass or less.
In particular, when the binder contains a rubbery polymer represented by SBR as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more and 5% by mass or less.
Further, when the binder contains a fluorine-based polymer represented by polyvinylidene fluoride as a main component, the proportion of the binder to the negative electrode active material is usually 1% by mass or more and 15% by mass or less.

[2-1-7-3.溶媒]
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤、導電材及び充填剤等を溶解また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。
[2-1-7-3. solvent]
The solvent for forming the slurry may be of any type as long as it is capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, binder, thickener, conductive material, filler, etc. used as necessary. There is no particular restriction on the solvent, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

<2-2-7-4.増粘剤>
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調整するために使用される。増粘剤としては、特に制限されないが、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。
さらに増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上5質量%以下である。
<2-2-7-4. Thickener>
Thickeners are commonly used to adjust the viscosity of slurries. The thickener is not particularly limited, but specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, and polyvinyl alcohol. These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
Furthermore, when using a thickener, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more and 5% by mass or less.

<2-2-8.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層の密度は、通常1g・cm-3以上、2.2g・cm-3以下である。
<2-2-8. 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 layer present on the current collector is usually 1 g cm −3 or more and 2.2 g cm −3 or less. It is.

<2-2-9.負極板の厚さ>
負極(「負極板」ともいう。)の厚さは用いられる正極(「正極板」ともいう。)に合わせて設計されるものであり、特に制限されないが、負極板の厚さから集電体の厚さを差し引いた負極活物質層の厚さは、通常15μm以上、300μm以下である。
<2-2-9. Thickness of negative electrode plate>
The thickness of the negative electrode (also referred to as "negative electrode plate") is designed according to the positive electrode (also referred to as "positive electrode plate") used, and is not particularly limited, but depending on the thickness of the negative electrode plate, the thickness of the current collector The thickness of the negative electrode active material layer after subtracting the thickness is usually 15 μm or more and 300 μm or less.

<2-2-10.負極板の表面被覆>
また、上記負極板は、その表面に、負極活物質とは異なる組成の物質が付着したもの(表面付着物質)を用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム等の酸化物、硫酸リチウム等の硫酸塩、炭酸リチウム等の炭酸塩等が挙げられる。
<2-2-10. Surface coating of negative electrode plate>
Further, the above-mentioned negative electrode plate may have a material adhered to its surface having a composition different from that of the negative electrode active material (surface-adhered material). Examples of the surface-adhering substances include oxides such as aluminum oxide, sulfates such as lithium sulfate, and carbonates such as lithium carbonate.

{2-3.正極}
正極は、正極活物質を集電体表面の少なくとも一部に有する。以下に正極に使用される正極活物質であるリチウム遷移金属系化合物について述べる。
{2-3. positive electrode}
The positive electrode has a positive electrode active material on at least a portion of the current collector surface. The lithium transition metal compound that is the positive electrode active material used in the positive electrode will be described below.

(2-3-1.リチウム遷移金属系化合物)
リチウム遷移金属系化合物とは、リチウムイオンを脱離、挿入することが可能な構造を有する化合物であり、例えば、硫化物やリン酸塩化合物、ケイ酸化合物、ホウ酸化合物、リチウム遷移金属複合酸化物などが挙げられる。なかでも、リチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。
リチウム遷移金属複合酸化物としては、三次元的拡散が可能なスピネル構造や、リチウムイオンの二次元的拡散を可能にする層状構造に属するものが挙げられる。スピネル構造を有するものは、一般的にLix1(Mは少なくとも1種以上の遷移金属、x1は通常1以上1.5以下)と表され、具体的にはLiMn、LiCoMnO、LiNi0.5Mn1.5、LiCoVOなどが挙げられる。層状構造を有するものは、一般的にLix2MO(Mは少なくとも1種以上の遷移金属、x2は通常1以上1.5以下)と表される。具体的にはLiCoO、LiNiO、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、LiNi0.8
0.1Mn0.1などが挙げられる。なかでも、以下の組成式(I)で表されるリチウム遷移金属系化合物を含むことが好ましい。
Li1+x ・・・(I)
組成式(I)中、Mは、少なくともNiを含む複数の元素であり、Co及び/又はMnを含んでいてもよい。Ni/Mのモル比(以下、「Ni/Mモル比」ともいう。)は、通常0.2以上、1.0以下である。Ni/Mモル比の下限は0.30以上であることが好ましく、0.45以上であることがより好ましく、0.55以上であることがさらに好ましく、0.65以上であることが特に好ましく、0.75以上であることが最も好ましい。また、Ni/Mモル比の上限は0.95以下であってよく、0.85以下が好ましく、0.80以下がより好ましい。Ni/Mのモル比が上記の範囲内であれば、充放電に関与するNiの比率が十分大きくなり、電池が高容量となるため好ましい。
がCoを含む場合、Co/Mのモル比(以下、「Co/Mモル比」ともいう。)は特に限定されないが、0.05以上が好ましく、0.08以上がより好ましく、0.10以上がさらに好ましい。また、0.35以下が好ましく、0.30以下がより好ましく、0.25以下がさらに好ましく、0.20以下が特に好ましく、0.15以下が最も好ましい。上記Co/Mモル比が上記の範囲内であれば、充放電容量が大きくなるため好ましい。
がMnを含む場合、Mn/Mモル比は特に限定されないが、0より大きく、0.05以上が好ましく、0.08以上がより好ましく、0.10以上がさらに好ましい。また、0.35以下であってよく、0.30以下が好ましく、0.25以下がより好ましく、0.20以下がさらに好ましく、0.15以下が特に好ましい。上記Mn/Mモル比が上記の範囲内であれば、充放電に関与しないMnの比率が十分小さくなり、電池が高容量となるため好ましい。
(2-3-1. Lithium transition metal compound)
A lithium-transition metal compound is a compound that has a structure that can remove and insert lithium ions, such as sulfide, phosphate compounds, silicate compounds, borate compounds, lithium-transition metal composite oxides, etc. Examples include things. Among these, lithium transition metal composite oxide is preferred.
Examples of lithium transition metal composite oxides include those belonging to a spinel structure that allows three-dimensional diffusion and a layered structure that allows two-dimensional diffusion of lithium ions. Those having a spinel structure are generally expressed as Li x1 M 2 O 4 (M is at least one transition metal, x1 is usually 1 or more and 1.5 or less), and specifically, LiMn 2 O 4 , Examples include LiCoMnO 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 and LiCoVO 4 . Those having a layered structure are generally expressed as Li x2 MO 2 (M is at least one transition metal, x2 is usually 1 or more and 1.5 or less). Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 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 C
o 0.1 Mn 0.1 O 2 and the like. Among these, it is preferable to include a lithium transition metal compound represented by the following compositional formula (I).
Li 1+x M 3 O 2 ...(I)
In compositional formula (I), M 3 is a plurality of elements containing at least Ni, and may also contain Co and/or Mn. The Ni/M 3 molar ratio (hereinafter also referred to as "Ni/M 3 molar ratio") is usually 0.2 or more and 1.0 or less. The lower limit of the Ni/M 3 molar ratio is preferably 0.30 or more, more preferably 0.45 or more, even more preferably 0.55 or more, particularly 0.65 or more. It is preferably 0.75 or more, and most preferably 0.75 or more. Further, the upper limit of the Ni/M 3 molar ratio may be 0.95 or less, preferably 0.85 or less, and more preferably 0.80 or less. If the Ni/M 3 molar ratio is within the above range, the ratio of Ni involved in charging and discharging will be sufficiently large, and the battery will have a high capacity, which is preferable.
When M 3 contains Co, the Co/M 3 molar ratio (hereinafter also referred to as "Co/M 3 molar ratio") is not particularly limited, but is preferably 0.05 or more, more preferably 0.08 or more. , more preferably 0.10 or more. Further, it is preferably 0.35 or less, more preferably 0.30 or less, even more preferably 0.25 or less, particularly preferably 0.20 or less, and most preferably 0.15 or less. It is preferable that the Co/M 3 molar ratio is within the above range because the charge/discharge capacity becomes large.
When M 3 contains Mn, the Mn/M 3 molar ratio is not particularly limited, but is larger than 0, preferably 0.05 or more, more preferably 0.08 or more, and even more preferably 0.10 or more. Further, it may be 0.35 or less, preferably 0.30 or less, more preferably 0.25 or less, even more preferably 0.20 or less, and particularly preferably 0.15 or less. If the Mn/M 3 molar ratio is within the above range, the ratio of Mn that does not participate in charging and discharging will be sufficiently small, and the battery will have a high capacity, which is preferable.

(2-3-2.異元素導入)
リチウム遷移金属系化合物は、上述の組成式(I)においてNi、Co及びMn以外の元素(異元素)が導入されてもよい。また、具体的に例示した化合物において、異元素が導入されていてもよい。
(2-3-2. Introduction of different elements)
In the lithium transition metal compound, an element (different element) other than Ni, Co, and Mn may be introduced in the above-mentioned compositional formula (I). Furthermore, a different element may be introduced into the specifically exemplified compounds.

(2-3-3.表面被覆)
上記正極活物質の表面に、正極活物質とは異なる組成の物質が付着したもの(表面付着物質)を用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム等の酸化物、硫酸リチウム等の硫酸塩、炭酸リチウム等の炭酸塩等が挙げられる。
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該正極活物質に含浸添加、乾燥する方法等により該正極活物質表面に付着させることができる。
表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して、好ましくは1μmol/g以上であり、通常1mmol/g以下で用いられる。
本明細書においては、正極活物質の表面に、上記表面付着物質が付着したものも「正極活物質」という。
(2-3-3. Surface coating)
The positive electrode active material may have a surface to which a substance having a different composition from the positive electrode active material is attached (a surface-attached substance). Examples of the surface-attached substance include oxides such as aluminum oxide, sulfates such as lithium sulfate, and carbonates such as lithium carbonate.
These surface-adhering substances can be attached to the surface of the positive electrode active material, for example, by dissolving or suspending them in a solvent, adding them to the positive electrode active material by immersion, and drying.
The amount of the surface-attaching substance is preferably 1 μmol/g or more and usually 1 mmol/g or less relative to the positive electrode active material.
In this specification, a positive electrode active material having the above-mentioned surface-adhering substance attached to the surface thereof is also referred to as a "positive electrode active material".

(2-3-4.ブレンド)
正極活物質は一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(2-3-4. Blend)
One type of positive electrode active material may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.

(2-3-5.正極の構成と製造方法)
以下に、正極の構成と製造方法について述べる。本実施形態において、正極活物質を用いる正極の製造は、常法により行うことができる。即ち、正極活物質、バインダー及び導電材、並びに必要に応じて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する塗布法に
より正極を得ることができる。また、例えば、上述の正極活物質をロール成形してシート電極としてもよいし、圧縮成形によりペレット電極としたりしてもよい。
以下、正極集電体に順次スラリーの塗布及び乾燥する場合について説明する。
(2-3-5. Positive electrode configuration and manufacturing method)
The configuration and manufacturing method of the positive electrode are described below. In this embodiment, the positive electrode using the positive electrode active material can be manufactured by a conventional method. That is, the positive electrode active material, the binder, the conductive material, and if necessary, the thickener, etc. are mixed in a dry state to form a sheet, which is then pressed onto the positive electrode current collector, or these materials are dissolved or dispersed in a liquid medium to form a slurry, which is then applied to the positive electrode current collector and dried to form a positive electrode active material layer on the current collector, thereby obtaining a positive electrode by a coating method. In addition, for example, the above-mentioned positive electrode active material may be roll-formed into a sheet electrode, or may be compression-formed into a pellet electrode.
Hereinafter, the case where the slurry is successively applied to the positive electrode current collector and then dried will be described.

<2-3-5-1.活物質含有量>
正極活物質の、正極活物質層中の含有量は、通常80質量%以上、98質量%以下である。
<2-3-5-1. Active material content>
The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is usually 80% by mass or more and 98% by mass or less.

<2-3-5-2.正極活物質の充填密度>
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、通常1.5g/cm以上であり、2.5g/cm以上であることが好ましく、3.0g/cm以上であることがより好ましく、また通常3.8g/cm以下である。
<2-3-5-2. Packing density of positive electrode active material>
The positive electrode active material layer obtained by coating and drying 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 usually 1.5 g/cm 3 or more, preferably 2.5 g/cm 3 or more, more preferably 3.0 g/cm 3 or more, and usually 3. It is 8g/ cm3 or less.

<2-3-5-3.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。導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、50質量%以下含有するように用いられる。
<2-3-5-3. 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. The conductive material is used so as to be contained in the positive electrode active material layer, usually in an amount of 0.01% by mass or more and 50% by mass or less.

<2-3-5-4.バインダー>
正極活物質層の製造に用いるバインダーとしては、特に限定されず、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、その種類は特に制限されないが、耐候性、耐薬品性、耐熱性、難燃性等からポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニド等のCN基含有ポリマーなどが好ましい。
また、上記のポリマーなどの混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体なども使用できる。なお、バインダーは、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。
また、バインダーとして樹脂を用いる場合、その樹脂の重量平均分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1万以上300万以下である。分子量がこの範囲であると電極の強度が向上し、電極の形成を好適に行うことができる。
正極活物質層中のバインダーの割合は、通常0.1質量%以上80質量%以下である。
<2-3-5-4. Binder>
The binder used for producing the positive electrode active material layer is not particularly limited, and in the case of a coating method, the type is not particularly limited as long as it is a material that can be dissolved or dispersed in the liquid medium used during electrode production. Fluororesins such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; and CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide are preferred from the viewpoint of weather resistance, chemical resistance, heat resistance, flame retardance, and the like.
Further, mixtures, modified products, derivatives, random copolymers, alternating copolymers, graft copolymers, block copolymers, etc. of the above-mentioned polymers can also be used. In addition, one type of binder may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
Further, when a resin is used as a binder, the weight average molecular weight of the resin is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually from 10,000 to 3,000,000. When the molecular weight is within this range, the strength of the electrode is improved and the electrode can be formed suitably.
The proportion of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more and 80% by mass or less.

<2-3-5-5.溶媒>
スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、バインダー、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。
<2-3-5-5. Solvent>
There are no particular restrictions on the type of solvent used to form the slurry, as long as it can dissolve or disperse the positive electrode active material, conductive material, binder, and thickener used as necessary. Either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

<2-3-5-6.集電体>
正極集電体の材質としては特に制限されず、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が挙げられる。中でもアルミニウムが好ましい。
集電体の形状としては、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る。これらのうち、金属箔又は金属薄膜が好ましい。なお、金属箔又は薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。正極の集電体の形状が板状や膜状等である場合、該集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上、1mm以下である。
<2-3-5-6. Current collector>
The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and any known material can be used. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum. Among them, aluminum is preferred.
Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punched metal, and foamed metal. Among these, metal foil or metal thin film is preferred. Note that the metal foil or thin film may be formed into a mesh shape as appropriate. When the shape of the current collector of the positive electrode is plate-like, film-like, etc., the thickness of the current collector is arbitrary, but is usually 1 μm or more and 1 mm or less.

<2-3-5-7.正極板の厚さ>
正極板の厚さは特に限定されないが、高容量かつ高出力の観点から、正極板の厚さ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通常10μm以上、500μm以下である。
<2-3-5-7. Thickness of positive electrode plate>
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity and high output, the thickness of the positive electrode active material layer, which is the thickness of the positive electrode plate minus the thickness of the current collector, is the thickness of the positive electrode active material layer on one side of the current collector. On the other hand, it is usually 10 μm or more and 500 μm or less.

<2-3-5-8.正極板の表面被覆>
また、上記正極板は、その表面に、正極板とは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよく、当該物質としては、正極活物質の表面に付着していてもよい表面付着物質と同じ物質が用いられる。
<2-3-5-8. Surface coating of positive electrode plate>
Further, the above-mentioned positive electrode plate may have a substance attached to its surface having a composition different from that of the positive electrode plate, and the substance may be a surface-attached substance that may be attached to the surface of the positive electrode active material. The same substance is used.

{2-4.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されず、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。
{2-4. 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.
The material and shape of the separator are not particularly limited, and any known materials can be used as long as they do not significantly impair the effects of the present invention.

(2-4-1.材料)
セパレータの材料としては、非水系電解液に対し安定な材料であれば特に制限されないが、好ましくは、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、ガラス繊維からなるガラスフィルター等の無機物;、ポリオレフィン等の樹脂が挙げられ、より好ましくはポリオレフィンであり、特に好ましくはポリエチレン又はポリプロピレンである。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。また上記材料を積層させて用いてもよい。
(2-4-1. Materials)
The material for the separator is not particularly limited as long as it is stable against non-aqueous electrolytes, but preferable examples include oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfuric acid. Examples include sulfates such as barium and calcium sulfate, inorganic substances such as glass filters made of glass fibers, and resins such as polyolefins, more preferably polyolefins, and particularly preferably polyethylene or polypropylene. One type of these materials may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. Further, the above materials may be used in a stacked manner.

(2-4-2.形態)
形態としては特に制限されないが、好ましくは、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0.01μm~1μm、厚さが1μm~50μmのものが好適に用いられる。独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて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てもよい。セパレータの形態は、保液性に優れるため、微多孔性フィルム及び不織布であることが好ましい。
(2-4-2. Form)
Although the form is not particularly limited, it is preferably in the form of a thin film such as a nonwoven fabric, a woven fabric, or a microporous film. In the case of a thin film, one having a pore diameter of 0.01 μm to 1 μm and a thickness of 1 μm to 50 μm is preferably used. In addition to the independent thin film shape, a separator may be used in which a composite porous layer containing inorganic particles is formed on the surface layer of the positive electrode and/or negative electrode using a resin binder. The form of the separator is preferably a microporous film or a nonwoven fabric because it has excellent liquid retention properties.

(2-4-3.空孔率)
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、90%以下である。
(2-4-3. Porosity)
When using a porous material such as a porous sheet or a nonwoven fabric as a separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more and 90% or less.

(2-4-4.透気度)
セパレータの非水系電解液二次電池における透気度を、ガーレ値で把握することができる。ガーレ値とは、フィルム厚さ方向の空気の通り抜け難さを示し、100mLの空気が該フィルムを通過するのに必要な秒数で表される。セパレータのガーレ値は、任意ではあるが、通常10~1000秒/100mLである。
(2-4-4. Air permeability)
The air permeability of a separator in a non-aqueous electrolyte secondary battery can be determined by the Gurley value. The Gurley value indicates the difficulty of air passing through the film in the thickness direction, and is expressed as the number of seconds required for 100 mL of air to pass through the film. Although the Gurley value of the separator is arbitrary, it is usually 10 to 1000 seconds/100 mL.

{2-5.電池設計}
(2-5-1.電極群)
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記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いずれでもよい。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、90%以下である。
{2-5. Battery design}
(2-5-1. Electrode group)
The electrode group may have a laminated structure consisting of the above positive electrode plate and negative electrode plate with the above separator in between, or a structure in which the above positive electrode plate and negative electrode plate are spirally wound with the above separator interposed therebetween. Either is fine. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as electrode group occupancy) is usually 40% or more and 90% or less.

(2-5-2.集電構造)
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。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。
(2-5-2. Current collection structure)
In the case where the electrode group has the above-mentioned laminated structure, a structure formed by bundling the metal core parts of each electrode layer and welding them to a terminal is preferably used. It is also preferably used to reduce resistance by providing multiple terminals in the electrode. In the case where the electrode group has a wound structure, the internal resistance can be reduced by providing multiple lead structures on each of the positive electrode and the negative electrode and bundling them to a terminal.

(2-5-3.保護素子)
保護素子として、過大電流等による発熱とともに抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)素子、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)等を使用することができる。上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、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。
(2-5-3. Protection element)
Protective elements include PTC (Positive Temperature Coefficient) elements whose resistance increases as heat is generated due to excessive current, thermal fuses, thermistors, and valves that cut off current flowing through the circuit due to a sudden rise in battery internal pressure or temperature when abnormal heat is generated. (current cutoff valve) etc. can be used. It is preferable that the above-mentioned protective element is selected so that it does not operate under normal use of high current, and it is more preferable that the design is such that abnormal heat generation or thermal runaway does not occur even without the protective element.

(2-5-4.外装体)
非水系電解液二次電池は、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が、軽量化の観点から、アルミニウム、アルミニウム合金等の金属又はラミネートフィルムが好適に用いられる。
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。
(2-5-4. Exterior body)
A non-aqueous electrolyte secondary battery is usually constructed 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 with respect to the nonaqueous electrolyte used, but from the viewpoint of weight reduction, metals such as aluminum, aluminum alloy, or laminate films are preferably used. .
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.

(2-5-5.形状)
また、外装ケース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。
(2-5-5. Shape)
Further, the shape of the outer case is arbitrary, and may be, for example, cylindrical, square, laminated, coin-shaped, large-sized, etc.

次に実施例及び比較例により本発明の具体的態様を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。 Next, specific embodiments of the present invention will be explained in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.

[非水系電解液二次電池の作製]
<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とエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートの混合物(体積比3:4:3)に、十分に乾燥させたLiPFを非水系電解液中の濃度として1.0mol/L(12.0質量%、非水系電解液全体に対して)、及びリチウムビスオキサラートボレートを2.0質量%、更にリチウムジヒドロキシオキサラートを表1に記載の濃度溶解させた非水系電解液を調製した。リチウムジヒドロキシオキサラートは、Yang et al.,Journal of power sources.195,1698(2010)のp.1702の右欄5-6行目に記載の方法に基づき合成して、用いた。表1には、リチウムビスオキサラートボレート(LiBOB)の含有量(質量%)に対するリチウムジヒドロキシオキサラートボレートの含有量(質量%)の比も示した。
[Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
In a dry argon atmosphere, sufficiently dried LiPF 6 was added to a mixture of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and dimethyl carbonate (volume ratio 3:4:3) at a concentration of 1.0 mol/L (12 A non-aqueous electrolytic solution was prepared by dissolving 2.0% by mass of lithium bisoxalatoborate (based on the entire non-aqueous electrolytic solution) and 2.0% by mass of lithium dihydroxyoxalate at the concentration shown in Table 1. . Lithium dihydroxyoxalate was described by Yang et al. , Journal of power sources. 195, 1698 (2010) p. It was synthesized and used based on the method described in lines 5-6 of the right column of 1702. Table 1 also shows the ratio of the content (mass %) of lithium dihydroxyoxalatoborate to the content (mass %) of lithium bisoxalatoborate (LiBOB).

Figure 0007457620000001
Figure 0007457620000001

<正極の作製>
正極活物質としてLi1.05Ni0.34Mn0.33Co0.3385質量部と、導電材としてアセチレンブラック10質量部と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン(PVdF)5質量部とを、N-メチル-2-ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。なお、正極活物質層の密度は2.6g/cmであった。
<Preparation of positive electrode>
85 parts by mass of Li 1.05 Ni 0.34 Mn 0.33 Co 0.33 O 2 as a positive electrode active material, 10 parts by mass of acetylene black as a conductive material, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder. , N-methyl-2-pyrrolidone to form a slurry, this was uniformly coated on a 15 μm thick aluminum foil, dried, and then roll pressed to form a positive electrode. Note that the density of the positive electrode active material layer was 2.6 g/cm 3 .

<負極の作製>
グラファイト粉末49質量部に、増粘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%)50質量部と、バインダーとしてスチレン-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の銅箔に均一に塗布して乾燥し、ロールプレスして負極とした。
<Preparation of negative electrode>
49 parts by mass of graphite powder, 50 parts by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of sodium carboxymethylcellulose 1% by mass) as a thickener, and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of styrene-butadiene rubber) as a binder. 1 part by mass (50% by mass) was added and mixed with a disperser to form a slurry. The obtained slurry was uniformly applied to a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and roll pressed to obtain a negative electrode.

上記の正極、負極、及びポリオレフィン製セパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層した。こうして得られた電池要素をアルミニウムラミネートフィルムで包み込み、前述の非水系電解液を注入した後で真空封止し、シート状の非水系電解液二次電池を作製した。 The above positive electrode, negative electrode, and polyolefin separator were laminated in the order of negative electrode, separator, positive electrode. The battery element thus obtained was wrapped in an aluminum laminate film, and the above-mentioned nonaqueous electrolyte was injected and then vacuum sealed to produce a sheet-shaped nonaqueous electrolyte secondary battery.

[非水系電解液二次電池の評価]
作製した非水系電解液二次電池は以下のとおり評価した。なお、初期出力抵抗は小さいほど好ましく、容量維持率は大きいほど好ましいと言える。
[Evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
The produced non-aqueous electrolyte secondary battery was evaluated as follows. Note that it can be said that the smaller the initial output resistance is, the more preferable it is, and the larger the capacity retention rate is, the more preferable it is.

・初期出力抵抗
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池を0.05C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする。以下同様。)で3.7Vまで定電流充電し、次いで0.2Cで4.2Vの電圧まで定電流-定電圧充電し、その後0.2Cで2.5Vまでの定電流放電を行った。
さらに、4.1Vまで0.2Cで定電流-定電圧充電した後に、60℃で24時間保管することで初期充放電を行い、非水系電解液二次電池を安定させた。
その後、25℃にて2.5Vまで定電流放電し、次いで3.7Vの電圧まで0.2Cで定電流-定電圧充電を実施した。これを25℃において各々0.25C、0.5C、0.75C、及び1Cで放電させ、各放電過程開始から10秒時点の電圧を測定し、得られた電流-電圧直線の傾きから初期出力抵抗(Ω)を求めた。表2に各非水系電解液二次電池の初期出力抵抗(比較例1の初期出力抵抗値を100とした相対値)を示す。
・Initial output resistance A sheet-shaped non-aqueous electrolyte secondary battery is heated at 0.05C in a constant temperature bath at 25°C (the current value that discharges the rated capacity in 1 hour based on the discharge capacity at a 1-hour rate is 1C. The same applies hereinafter) ), then constant current-constant voltage charging was performed at 0.2C to a voltage of 4.2V, and then constant current discharge was performed at 0.2C to 2.5V.
Further, after constant current-constant voltage charging at 0.2C to 4.1V, initial charging and discharging was performed by storing at 60°C for 24 hours to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery.
Thereafter, constant current discharge was performed at 25° C. to 2.5 V, and then constant current-constant voltage charging was performed at 0.2 C to a voltage of 3.7 V. This was discharged at 0.25C, 0.5C, 0.75C, and 1C at 25°C, and the voltage was measured at 10 seconds from the start of each discharge process, and the initial output was determined from the slope of the obtained current-voltage line. The resistance (Ω) was determined. Table 2 shows the initial output resistance (relative value with the initial output resistance value of Comparative Example 1 as 100) of each non-aqueous electrolyte secondary battery.

・容量維持率
上述の初期充放電を実施した非水系電解液二次電池を45℃の恒温槽中に設置し、0.2Cで2.5Vまでの定電流放電を行った。次に、4.2Vの電圧まで0.2Cで定電流-定電圧充電を実施した後、0.2Cで2.5Vまでの定電流放電を行ったときの放電容量を容量(A)とした。その後、4.2Vの電圧まで1Cで定電流-定電圧充電し、2.5Vの電圧まで定電流放電を行うことを99回繰り返した。その後、4.2Vの電圧まで0.2Cで定電流-定電圧充電を実施した後、0.2Cで2.5Vまでの定電流放電を行ったときの放電容量を容量(B)とした。容量(A)に対する容量(B)の割合(B/A×100)を「容量維持率」とした。表3に容量維持率を示す。
- Capacity Retention Rate The non-aqueous electrolyte secondary battery that had undergone the initial charging and discharging described above was placed in a constant temperature bath at 45°C, and constant current discharge was performed at 0.2C to 2.5V. Next, after performing constant current-constant voltage charging at 0.2C to a voltage of 4.2V, the discharge capacity when performing constant current discharge to 2.5V at 0.2C was defined as the capacity (A). . Thereafter, constant current-constant voltage charging at 1C to a voltage of 4.2V and constant current discharging to a voltage of 2.5V were repeated 99 times. Thereafter, constant current-constant voltage charging was performed at 0.2C to a voltage of 4.2V, and then constant current discharge was performed to 2.5V at 0.2C, and the discharge capacity was defined as the capacity (B). The ratio of capacity (B) to capacity (A) (B/A×100) was defined as the “capacity retention rate”. Table 3 shows the capacity retention rate.

Figure 0007457620000002
Figure 0007457620000002

Figure 0007457620000003
Figure 0007457620000003

表2から明らかなように、リチウムジヒドロキシオキサラートボレートを含有することにより、初期出力抵抗が低減し、電池としての性能を向上していることが判る。
また、表3から明らかなように、リチウムジヒドロキシオキサラートボレートを含有することで、容量維持率も良好に維持できる。
As is clear from Table 2, by containing lithium dihydroxyoxalate borate, the initial output resistance is reduced and the performance as a battery is improved.
Moreover, as is clear from Table 3, by containing lithium dihydroxyoxalatoborate, the capacity retention rate can also be maintained favorably.

Claims (6)

ジヒドロキシオキサラートボレート塩と非水系溶媒とを含有することを特徴とする非水系電解液。 A non-aqueous electrolytic solution containing a dihydroxyoxalatoborate salt and a non-aqueous solvent. 前記ジヒドロキシオキサラートボレート塩を、前記非水系電解液中に10質量ppm以上、0.1質量%以下含有する、請求項1に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolytic solution according to claim 1, wherein the non-aqueous electrolytic solution contains the dihydroxyoxalatoborate salt in an amount of 10 mass ppm or more and 0.1 mass % or less. 前記非水系溶媒が飽和環状カーボネート類を含有する、請求項1又は2に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolytic solution according to claim 1 or 2, wherein the non-aqueous solvent contains a saturated cyclic carbonate. さらにオキサラート塩(ただし、ジヒドロキシオキサラートボレート塩を除く)を含有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 3, further containing an oxalate salt (excluding a dihydroxyoxalate borate salt). 前記オキサラート塩の含有量(質量%)に対する、前記ジヒドロキシオキサラートボレート塩の含有量(質量%)の比が、5×10-4以上2×10-2以下である、請求項4に記載の非水系電解液。 5. The method according to claim 4, wherein the ratio of the content (mass%) of the dihydroxyoxalate borate salt to the content (mass%) of the oxalate salt is 5×10 −4 or more and 2×10 −2 or less. Non-aqueous electrolyte. 請求項1~5のいずれか一項に記載の非水系電解液を含有する、非水系電解液電池。 A non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 5.
JP2020164547A 2020-09-30 2020-09-30 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte Active JP7457620B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020164547A JP7457620B2 (en) 2020-09-30 2020-09-30 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020164547A JP7457620B2 (en) 2020-09-30 2020-09-30 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022056676A JP2022056676A (en) 2022-04-11
JP7457620B2 true JP7457620B2 (en) 2024-03-28

Family

ID=81110905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020164547A Active JP7457620B2 (en) 2020-09-30 2020-09-30 Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7457620B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023148572A (en) 2022-03-30 2023-10-13 日本碍子株式会社 Sensor element and gas sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196250A (en) 2005-01-12 2006-07-27 Sanyo Electric Co Ltd Lithium secondary battery
JP2014529601A (en) 2011-08-24 2014-11-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Sulfur-containing additives for electrochemical or optoelectronic devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006196250A (en) 2005-01-12 2006-07-27 Sanyo Electric Co Ltd Lithium secondary battery
JP2014529601A (en) 2011-08-24 2014-11-13 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se Sulfur-containing additives for electrochemical or optoelectronic devices

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022056676A (en) 2022-04-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6511222B2 (en) Lithium battery
JP5582587B2 (en) Lithium ion secondary battery
JP6275694B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2012248441A (en) Cathode active material and cathode for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery using the same
EP4080533A1 (en) Non-aqueous electrolyte solution and energy device
JP5691828B2 (en) Secondary battery
US10892472B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
WO2013084393A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2022029448A (en) Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery comprising nonaqueous electrolyte
JP7457620B2 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery containing the non-aqueous electrolyte
WO2019142744A1 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
CN110544792A (en) Electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
WO2013018607A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2008021538A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
CN111448705B (en) Nonaqueous electrolyte solution and lithium secondary battery comprising same
CN116325270A (en) Nonaqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising same
JP4203755B2 (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
JP2021007096A (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using the same
KR20200095190A (en) Electrolyte Composition and Secondary Battery Using the Same
KR102601700B1 (en) Nonaqueous electrolyte for lithium secondary battery and lithium secondary battery comprising the same
JP2014103066A (en) Nonaqueous electrolyte for lithium ion secondary battery and lithium ion secondary battery
US20230207883A1 (en) Non-Aqueous Liquid Electrolyte, and Non-Aqueous Liquid-Electrolyte Secondary Cell in Which Said Non-Aqueous Liquid Electrolyte is Used
KR20130042471A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2022149152A (en) Nonaqueous electrolyte solution, nonaqueous electrolyte secondary battery having the same, and compound
WO2022203048A1 (en) Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte battery using same

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20201009

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20201104

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230531

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240227

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240228

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240315

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7457620

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150