JPWO2015046172A1 - Non-aqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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Abstract

正極からの金属の溶出量が低減され、熱暴走を起こし難く熱安定性に優れ、難燃性が高い非水電解液二次電池を提供する。正極、負極、及び非水電解液を有する非水電解液二次電池であって、前記正極が、Mnを含有する特定のリチウム遷移金属複合酸化物を含み、前記非水電解液が、リチウム塩及び液状組成物を含み、前記液状組成物が、含フッ素エーテル化合物、含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物及び含フッ素鎖状カーボネート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の含フッ素溶媒(α)と、環状カルボン酸エステル化合物とを含む、非水電解液二次電池。Provided is a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the amount of metal elution from a positive electrode is reduced, thermal runaway is difficult to occur, thermal stability is high, and flame retardancy is high. A non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the positive electrode includes a specific lithium transition metal composite oxide containing Mn, and the non-aqueous electrolyte is a lithium salt And at least one fluorine-containing solvent (α) selected from the group consisting of a fluorine-containing ether compound, a fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound, and a fluorine-containing chain carbonate compound, and a liquid composition And a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a cyclic carboxylic acid ester compound.

Description

本発明は、安全性に優れた非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte secondary battery excellent in safety.

携帯電話、ノート型パソコン等の携帯型電子機器等では、正極、負極及び非水電解液を有する非水電解液二次電池が広く用いられている。電解質にリチウム塩を用いる非水電解液二次電池の正極としては、例えば、LiCoOを用いた正極が知られている。しかし、Coは高価でコストが高騰する。そのため、Coに比べて比較的安価なMnを含む正極が注目されている。Non-aqueous electrolyte secondary batteries having a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte are widely used in portable electronic devices such as mobile phones and notebook computers. As a positive electrode of a non-aqueous electrolyte secondary battery using a lithium salt as an electrolyte, for example, a positive electrode using LiCoO 2 is known. However, Co is expensive and expensive. Therefore, a positive electrode containing Mn, which is relatively inexpensive compared to Co, has attracted attention.

しかし、Mn系正極は、金属の溶出量が多い問題がある。正極からの金属の溶出量が多いと、結晶構造が一部崩壊し、電池特性が低下するといった問題や、負極デンドライトが形成され、それによって短絡が生じて熱暴走が起きることがある。金属の溶出を抑制する方法として、正極に添加剤を配合する方法、正極の表面をコーティングする方法等が知られている(特許文献1、2、及び非特許文献1参照)が、その効果は不充分である。   However, the Mn-based positive electrode has a problem of a large amount of metal elution. When the amount of elution of metal from the positive electrode is large, there is a problem that the crystal structure is partially collapsed and battery characteristics are deteriorated, and a negative electrode dendrite is formed, thereby causing a short circuit and thermal runaway. As a method for suppressing metal elution, a method of adding an additive to the positive electrode, a method of coating the surface of the positive electrode, and the like are known (see Patent Documents 1 and 2 and Non-Patent Document 1). Insufficient.

非水電解液としては、エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート等のカーボネート系溶媒が広く用いられてきた。しかし、カーボネート系溶媒は可燃性であるため、電池の発熱等によって発火するおそれがある。
難燃性を高める方法としては、含フッ素溶媒を用いことが提案されている。例えば、難燃性で、良好な電池特性(サイクル特性、放電容量)を有する非水電解液二次電池が得られる非水電解液として、含フッ素溶媒と、非フッ素系環状カーボネートと、非フッ素系環状エステルと、リチウム塩を含む非水電解液が知られている(特許文献3、及び4参照)。
As the non-aqueous electrolyte, carbonate solvents such as ethylene carbonate and dimethyl carbonate have been widely used. However, since the carbonate-based solvent is flammable, there is a risk of ignition due to heat generation of the battery.
As a method for enhancing the flame retardancy, it has been proposed to use a fluorine-containing solvent. For example, as a non-aqueous electrolyte solution for obtaining a non-aqueous electrolyte secondary battery that is flame-retardant and has good battery characteristics (cycle characteristics, discharge capacity), a fluorinated solvent, a non-fluorinated cyclic carbonate, and a non-fluorine Non-aqueous electrolytes containing a cyclic ester and a lithium salt are known (see Patent Documents 3 and 4).

しかし、特許文献3、及び4には、Mn系正極と組み合せた電池評価は全く行われておらず、Mn系正極に特有の課題に対する効果は推測できない。また、前記非水電解液とMn系正極を組み合わせた場合の金属の溶出量についても検討が行われておらず、Mn系正極からの金属の溶出量を低減する効果は、いまだ不充分である。   However, in Patent Documents 3 and 4, battery evaluation combined with a Mn-based positive electrode is not performed at all, and an effect on problems peculiar to the Mn-based positive electrode cannot be estimated. In addition, the amount of metal elution when combining the non-aqueous electrolyte and the Mn-based positive electrode has not been studied, and the effect of reducing the metal elution amount from the Mn-based positive electrode is still insufficient. .

特開2003−128421号公報JP 2003-128421 A 国際公開第2012/081518号International Publication No. 2012/081518 特開2008−192504号公報JP 2008-192504 A 特開2010−86914号公報JP 2010-86914 A

Journal of Electroanalytical Chemistry、2008年、Volume624、p197−204Journal of Electroanalytical Chemistry, 2008, Volume 624, p197-204.

本発明の目的は、正極からの金属の溶出量が低減され、熱暴走を起こし難く熱安定性に優れ、難燃性の高い非水電解液二次電池を提供することである。   An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte secondary battery in which the amount of metal elution from a positive electrode is reduced, thermal runaway is hardly caused, thermal stability is excellent, and flame retardancy is high.

本発明は前記の課題を達成するものであり、その要旨は以下のとおりである。
[1]正極、負極、及び非水電解液を有する非水電解液二次電池であって、
前記正極が、下式(1)で表される化合物、下式(2)で表される化合物、及び下式(3)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のリチウム遷移金属複合酸化物を含み、
前記非水電解液が、リチウム塩及び液状組成物を含み、前記液状組成物が、含フッ素エーテル化合物、含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物及び含フッ素鎖状カーボネート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の含フッ素溶媒(α)と、環状カルボン酸エステル化合物とを含むことを特徴とする非水電解液二次電池。
Li(LiMnMe )O ・・・(1)
LiNiCoMnMe ・・・(2)
Li(1+p)Mn(2−p−q)Me ・・・(3)
(式(1)中、Meは、Co、Ni、Cr、Fe、Al、Ti、Zr及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0.09<a<0.3、0.4≦b/(b+c)≦0.8、a+b+c=1、1.9<d<2.1、0≦e≦0.1である。
式(2)中、Meは、Cr、Fe、Al、Ti、Zr及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0.90≦f≦1.10、0.20≦g≦0.50、0.10≦h≦0.50、0.20≦i≦0.50、0≦j≦0.05、f+g+h+i+j=2である。
式(3)中、Meは、Co、Ni、Cr、Fe、Zn、Cu、Al及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0≦p≦0.20、0≦q<1.00である。)
[2]前記非水電解液の総質量に対する前記含フッ素溶媒(α)の質量の割合が30〜80質量%である、前記[1]に記載の非水電解液二次電池。
[3]前記液状組成物が、飽和環状カーボネート化合物、フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物、飽和環状スルホン化合物(但し、リチウム塩を除く。)及びリン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(β)を更に含む、前記[1]又は[2]に記載の非水電解液二次電池。
[4]前記非水電解液の総質量に対する、前記フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物の質量の割合が30質量%以下である、前記[3]に記載の非水電解液二次電池。
[5]前記非水電解液の総質量に対する、前記飽和環状カーボネート化合物の質量と前記フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物の質量との合計質量の割合が30質量%以下である、前記[3]又は[4]に記載の非水電解液二次電池。
[6]前記リチウム塩由来のリチウム原子の総モル数(NLi)に対する前記環状カルボン酸エステル化合物の総モル数(N)の比率であるN/NLiが1.5〜7.0であり、
前記NLiに対する、前記Nと、前記化合物(β)の総モル数(N)との和の比率である(N+N)/NLiが3.0〜7.0である、前記[3]〜[5]のいずれかに記載の非水電解液二次電池。
[7]前記非水電解液の総質量に対する、前記環状カルボン酸エステル化合物の質量の割合が4〜50質量%である、前記[1]〜[6]のいずれかに記載の非水電解液二次電池。
[8]前記含フッ素溶媒(α)が、前記含フッ素エーテル化合物を含む、前記[1]〜[7]のいずれかに記載の非水電解液二次電池。
[9]前記含フッ素エーテル化合物が、下式(4)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、前記[8]に記載の非水電解液二次電池。
−O−R ・・・(4)
(但し、式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、炭素数3〜10のフッ素化シクロアルキル基、1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のアルキル基、又は、1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基であり、R及びRの一方又は両方は、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、炭素数3〜10のフッ素化シクロアルキル基、又は1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基である。)
[10]前記式(4)で表される化合物が、CFCHOCFCHF、CFCHOCFCHFCF、CHFCFCHOCFCHF、CHCHCHOCFCHF、CHCHOCFCHF、及びCHFCFCHOCFCHFCFからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、前記[9]に記載の非水電解液二次電池。
[11]前記環状カルボン酸エステル化合物が、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びε−カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、前記[1]〜[10]のいずれかに記載の非水電解液二次電池。
[12]一対の正極及び負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が4.35V以上である、前記[1]〜[11]のいずれかに記載の非水電解液二次電池。
[13]前記リチウム塩がLiPFを含む、前記[1]〜[12]のいずれかに記載の非水電解液二次電池。
The present invention achieves the above-mentioned problems, and the gist thereof is as follows.
[1] A non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
The positive electrode is at least one lithium transition metal selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (1), a compound represented by the following formula (2), and a compound represented by the following formula (3): Containing complex oxides,
The non-aqueous electrolyte includes a lithium salt and a liquid composition, and the liquid composition is at least one selected from the group consisting of a fluorine-containing ether compound, a fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound, and a fluorine-containing chain carbonate compound. A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a seed fluorine-containing solvent (α) and a cyclic carboxylic acid ester compound.
Li (Li a Mn b Me 1 c) O d F e ··· (1)
Li f Ni g Co h Mn i Me 2 j O 2 ··· (2)
Li (1 + p) Mn (2-pq) Me 3 p O 4 (3)
(In the formula (1), Me 1 is at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Cr, Fe, Al, Ti, Zr and Mg, and 0.09 <a <0.3, 0.4 ≦ b / (b + c) ≦ 0.8, a + b + c = 1, 1.9 <d <2.1, and 0 ≦ e ≦ 0.1.
In formula (2), Me 2 is at least one element selected from the group consisting of Cr, Fe, Al, Ti, Zr and Mg, and 0.90 ≦ f ≦ 1.10, 0.20 ≦ g ≦ 0.50, 0.10 ≦ h ≦ 0.50, 0.20 ≦ i ≦ 0.50, 0 ≦ j ≦ 0.05, and f + g + h + i + j = 2.
In formula (3), Me 3 is at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Cr, Fe, Zn, Cu, Al, and Mg, and 0 ≦ p ≦ 0.20, 0 ≦ q <1.00. )
[2] The non-aqueous electrolyte secondary battery according to [1], wherein a ratio of the mass of the fluorinated solvent (α) to the total mass of the non-aqueous electrolyte is 30 to 80 mass%.
[3] The liquid composition is at least selected from the group consisting of a saturated cyclic carbonate compound, a saturated chain carbonate compound having no fluorine atom, a saturated cyclic sulfone compound (excluding a lithium salt), and a phosphate ester compound. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to [1] or [2], further including one kind of compound (β).
[4] The nonaqueous electrolyte secondary battery according to [3], wherein a ratio of a mass of the saturated chain carbonate compound having no fluorine atom to a total mass of the nonaqueous electrolyte is 30% by mass or less. .
[5] The ratio of the total mass of the mass of the saturated cyclic carbonate compound and the mass of the saturated chain carbonate compound having no fluorine atom to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is 30% by mass or less. 3] or the nonaqueous electrolyte secondary battery according to [4].
[6] N A / N Li which is a ratio of the total number of moles (N A ) of the cyclic carboxylic acid ester compound to the total number of moles (N Li ) of lithium atoms derived from the lithium salt is 1.5 to 7.0. And
Wherein for N Li, said N A, the compound is the ratio of the sum of the total number of moles (N B) of (β) (N A + N B) / N Li is 3.0 to 7.0, The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [3] to [5].
[7] The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [1] to [6], wherein a ratio of the mass of the cyclic carboxylic acid ester compound to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is 4 to 50% by mass. Secondary battery.
[8] The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [7], wherein the fluorine-containing solvent (α) includes the fluorine-containing ether compound.
[9] The nonaqueous electrolyte secondary battery according to [8], wherein the fluorine-containing ether compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (4).
R 1 —O—R 2 (4)
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 carbon atoms. -10 fluorinated cycloalkyl group, 1 to 10 carbon atoms having 1 or more etheric oxygen atoms, or 2 to 10 carbon atoms having 1 or more etheric oxygen atoms. And one or both of R 1 and R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorinated cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a carbon number having one or more etheric oxygen atoms. 2-10 fluorinated alkyl groups.)
[10] The compound represented by the formula (4) is CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 , CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , or CH 3 CH 2 CH 2. The non-aqueous electrolyte secondary according to [9] above, comprising at least one selected from the group consisting of OCF 2 CHF 2 , CH 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , and CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 battery.
[11] The non-cyclic material according to any one of [1] to [10], wherein the cyclic carboxylic acid ester compound is at least one selected from the group consisting of γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and ε-caprolactone. Water electrolyte secondary battery.
[12] The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [11], wherein an open circuit voltage in a fully charged state per pair of positive electrode and negative electrode is 4.35 V or more.
[13] The lithium salt includes LiPF 6, a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of [1] to [12].

本発明の非水電解液二次電池は、正極からの金属の溶出量が低減されており、熱暴走を起こし難く熱安定性に優れ、難燃性が高い。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a reduced amount of metal elution from the positive electrode, is unlikely to cause thermal runaway, has excellent thermal stability, and has high flame retardancy.

本明細書においては、式(1)で表される化合物を化合物(1)と記す。他の式で表される化合物も同様に記す。
以下の用語の定義は、本明細書及び特許請求の範囲にわたって適用される。
「非水電解液」とは、水を実質的に含まない電解液であり、仮に水を含んでいたとしてもその水分量が該非水電解液を用いた二次電池に性能劣化が見られない範囲の量である電解液を意味する。非水電解液中に含まれ得る水分量は、非水電解液の総質量に対して500質量ppm以下が好ましく、100質量ppm以下がより好ましく、50質量ppm以下が特に好ましい。水分量の下限値は、0質量ppmである。
リチウム塩、含フッ素溶媒(α)、環状カルボン酸エステル化合物及び化合物(β)以外の他の化合物(他の溶媒、添加剤等)は、「他の成分」と定義され、リチウム塩及び液状組成物とは区別される。
「含フッ素エーテル化合物」とは、エーテル結合を有し、フッ素原子を有する鎖状又は環状の化合物を意味する。
「含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物」とは、鎖状構造中にエステル結合を有し、エステル結合を含む環構造を有さず、フッ素原子を有する鎖状の化合物を意味する。
In the present specification, a compound represented by the formula (1) is referred to as a compound (1). The same applies to compounds represented by other formulas.
The following definitions of terms apply throughout this specification and the claims.
The “non-aqueous electrolyte” is an electrolyte that does not substantially contain water, and even if water is included, the water content of the secondary battery using the non-aqueous electrolyte does not deteriorate in performance. It means an electrolyte solution in a range of amounts. The amount of water that can be contained in the non-aqueous electrolyte is preferably 500 ppm by mass or less, more preferably 100 ppm by mass or less, and particularly preferably 50 ppm by mass or less with respect to the total mass of the non-aqueous electrolyte. The lower limit of the moisture content is 0 mass ppm.
Other compounds (other solvents, additives, etc.) other than lithium salt, fluorine-containing solvent (α), cyclic carboxylic acid ester compound and compound (β) are defined as “other components”, and lithium salt and liquid composition Differentiated from things.
The “fluorinated ether compound” means a chain or cyclic compound having an ether bond and having a fluorine atom.
“Fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound” means a chain compound having an ester bond in a chain structure, no ring structure containing an ester bond, and having a fluorine atom.

「含フッ素鎖状カーボネート化合物」とは、鎖状構造中に−O−C(=O)−O−で表されるカーボネート結合を有し、カーボネート結合を含む環構造を有さず、フッ素原子を有する鎖状の化合物を意味する。
「含フッ素アルカン化合物」とは、アルカンの水素原子の1個以上がフッ素原子に置換され、水素原子が残っている化合物を意味する。
「環状カルボン酸エステル化合物」とは、環骨格の一部としてエステル結合を有する環状の化合物を意味する。
「飽和環状カーボネート化合物」とは、環骨格が炭素原子と酸素原子とからなり、環骨格の一部として−O−C(=O)−O−で表されるカーボネート結合を有し、炭素−炭素不飽和結合を有さない環状の化合物を意味する。
「フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物」とは、鎖状構造中に−O−C(=O)−O−で表されるカーボネート結合を有し、カーボネート結合を含む環構造を有さず、フッ素原子及び炭素−炭素不飽和結合を有さない鎖状の化合物を意味する。
「フッ素化」及び「含フッ素」とは、炭素原子に結合した水素原子の一部又は全部がフッ素原子に置換されることを意味する。
「フッ素化アルキル基」とは、アルキル基の水素原子の一部又は全部がフッ素原子に置換された基を意味する。一部がフッ素化された基の中には、水素原子及びフッ素原子が存在する。
「炭素−炭素不飽和結合」とは、炭素−炭素二重結合又は炭素−炭素三重結合を意味する。
The “fluorine-containing chain carbonate compound” is a fluorine atom having a carbonate bond represented by —O—C (═O) —O— in the chain structure, having no ring structure containing a carbonate bond. Means a chain-like compound having
The “fluorinated alkane compound” means a compound in which one or more hydrogen atoms of an alkane are substituted with fluorine atoms, and hydrogen atoms remain.
The “cyclic carboxylic acid ester compound” means a cyclic compound having an ester bond as a part of the ring skeleton.
The “saturated cyclic carbonate compound” is a ring skeleton composed of a carbon atom and an oxygen atom, having a carbonate bond represented by —O—C (═O) —O— as a part of the ring skeleton, It means a cyclic compound having no carbon unsaturated bond.
The “saturated chain carbonate compound having no fluorine atom” has a carbonate bond represented by —O—C (═O) —O— in the chain structure and has a ring structure including the carbonate bond. It means a chain compound having no fluorine atom and no carbon-carbon unsaturated bond.
“Fluorinated” and “fluorinated” mean that some or all of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom are replaced by fluorine atoms.
The “fluorinated alkyl group” means a group in which part or all of the hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with fluorine atoms. Among the partially fluorinated groups are hydrogen atoms and fluorine atoms.
“Carbon-carbon unsaturated bond” means a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond.

<正極>
本発明の非水電解液の正極としては、例えば、正極活物質と導電付与剤と結着剤とを含む正極層が、集電体上に形成されてなる電極が挙げられる。
<Positive electrode>
Examples of the positive electrode of the nonaqueous electrolytic solution of the present invention include an electrode in which a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a conductivity-imparting agent, and a binder is formed on a current collector.

[正極活物質]
本発明の非水電解液二次電池の正極は、下記化合物(1)、下記化合物(2)及び下記化合物(3)からなる群から選ばれる少なくとも1種のリチウム遷移金属複合酸化物(以下、複合酸化物(I)と記す。)を含む。すなわち、本発明の非水電解液二次電池の正極では、正極活物質として、複合酸化物(I)を用いる。
複合酸化物(I)を含む正極と、後述する非水電解液とを組み合わせることで、正極からの金属の溶出量が低減され、また熱暴走が起き難く、優れた熱安定性を有する非水電解液二次電池となる。
[Positive electrode active material]
The positive electrode of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has at least one lithium transition metal composite oxide (hereinafter referred to as the following compound (1), the following compound (2) and the following compound (3)). Compound oxide (I)). That is, the composite oxide (I) is used as the positive electrode active material in the positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention.
By combining the positive electrode containing the composite oxide (I) with a non-aqueous electrolyte described later, the amount of metal elution from the positive electrode is reduced, thermal runaway is unlikely to occur, and non-aqueous water having excellent thermal stability It becomes an electrolyte secondary battery.

Li(LiMnMe )O ・・・(1)
LiNiCoMnMe ・・・(2)
Li(1+p)Mn(2−p−q)Me ・・・(3)
Li (Li a Mn b Me 1 c) O d F e ··· (1)
Li f Ni g Co h Mn i Me 2 j O 2 ··· (2)
Li (1 + p) Mn (2-pq) Me 3 p O 4 (3)

但し、前記式(1)中、Meは、Co、Ni、Cr、Fe、Al、Ti、Zr及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0.09<a<0.3、0.4≦b/(b+c)≦0.8、a+b+c=1、1.9<d<2.1、0≦e≦0.1である。
前記式(2)中、Meは、Cr、Fe、Al、Ti、Zr及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0.90≦f≦1.10、0.20≦g≦0.50、0.10≦h≦0.50、0.20≦i≦0.50、0≦j≦0.05、f+g+h+i+j=2である。
前記式(3)中、Meは、Co、Ni、Cr、Fe、Zn、Cu、Al及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0≦p≦0.20、0≦q<1.00である。
In the above formula (1), Me 1 is at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Cr, Fe, Al, Ti, Zr and Mg, and 0.09 <a <0. 3, 0.4 ≦ b / (b + c) ≦ 0.8, a + b + c = 1, 1.9 <d <2.1, 0 ≦ e ≦ 0.1.
In the formula (2), Me 2 is at least one element selected from the group consisting of Cr, Fe, Al, Ti, Zr and Mg, and 0.90 ≦ f ≦ 1.10, 0.20 ≦ g ≦ 0.50, 0.10 ≦ h ≦ 0.50, 0.20 ≦ i ≦ 0.50, 0 ≦ j ≦ 0.05, and f + g + h + i + j = 2.
In the formula (3), Me 3 is at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Cr, Fe, Zn, Cu, Al, and Mg, and 0 ≦ p ≦ 0.20, 0 ≦ q <1.00.

(化合物(1))
化合物(1)は、リチウム過剰相を有する固溶体であり、リチウムリッチのリチウム遷移金属複合酸化物である。
化合物(1)におけるMeは、電池電圧を高くすることができ、単位質量あたりの電池容量を大きくできる点から、Co、Ni、及びCrが好ましく、Co及びNiが特に好ましい。
aは、単位質量あたりの電池容量が高くなる点から、0.1<a<0.25が好ましい。
b/(b+c)は、単位質量あたりの電池容量が高くなる点から、0.55≦b/(b+c)≦0.75がより好ましい。
dは、a、b、c及びeに応じて決まる値であり、1.9<d<2.1である。
eは、Fの割合を示すが、Fが存在しない場合、eは0である。eが0より大きい場合、正極活物質の安全性が向上する。eが0である場合、放電容量の減少が抑制される傾向がある。
(Compound (1))
The compound (1) is a solid solution having a lithium excess phase, and is a lithium-rich lithium transition metal composite oxide.
Me 1 in the compound (1) is preferably Co, Ni, and Cr, and particularly preferably Co and Ni from the viewpoint that the battery voltage can be increased and the battery capacity per unit mass can be increased.
From the viewpoint of increasing the battery capacity per unit mass, a is preferably 0.1 <a <0.25.
b / (b + c) is more preferably 0.55 ≦ b / (b + c) ≦ 0.75 from the viewpoint that the battery capacity per unit mass is increased.
d is a value determined according to a, b, c, and e, and 1.9 <d <2.1.
e indicates the ratio of F. When F does not exist, e is 0. When e is larger than 0, the safety of the positive electrode active material is improved. When e is 0, a decrease in discharge capacity tends to be suppressed.

化合物(1)の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
Li(Li0.13Ni0.26Co0.09Mn0.52)O
Li(Li0.13Ni0.22Co0.09Mn0.56)O
Li(Li0.13Ni0.17Co0.17Mn0.53)O
Li(Li0.15Ni0.17Co0.13Mn0.55)O
Li(Li0.16Ni0.17Co0.08Mn0.59)O
Li(Li0.17Ni0.17Co0.17Mn0.49)O
Li(Li0.17Ni0.21Co0.08Mn0.54)O
Li(Li0.17Ni0.14Co0.14Mn0.55)O
Li(Li0.18Ni0.12Co0.12Mn0.58)O
Li(Li0.18Ni0.16Co0.12Mn0.54)O
Li(Li0.20Ni0.12Co0.08Mn0.60)O
Li(Li0.20Ni0.16Co0.08Mn0.56)O
Li(Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54)O
Li(Li0.22Ni0.12Co0.12Mn0.54)O
Li(Li0.23Ni0.12Co0.08Mn0.57)O
Li(Li0.16Ni0.17Co0.08Mn0.59)O
Li(Li0.170Ni0.160Co0.125Mn0.545)O
Li(Li0.17Ni0.17Co0.17Mn0.49)O
Li(Li0.17Ni0.19Co0.15Mn0.66)O
Li(Li0.17Ni0.21Co0.08Mn0.54)O
Li(Li0.17Ni0.14Co0.14Mn0.55)O
Li(Li0.18Ni0.12Co0.12Mn0.58)O
Li(Li0.18Ni0.16Co0.12Mn0.54)O
Li(Li0.20Ni0.12Co0.08Mn0.60)O
Li(Li0.20Ni0.16Co0.08Mn0.56)O
Li(Li0.20Ni0.13Co0.13Mn0.54)O等。
Specific examples of the compound (1) include the following compounds.
Li (Li 0.13 Ni 0.26 Co 0.09 Mn 0.52 ) O 2 ,
Li (Li 0.13 Ni 0.22 Co 0.09 Mn 0.56 ) O 2 ,
Li (Li 0.13 Ni 0.17 Co 0.17 Mn 0.53 ) O 2 ,
Li (Li 0.15 Ni 0.17 Co 0.13 Mn 0.55 ) O 2 ,
Li (Li 0.16 Ni 0.17 Co 0.08 Mn 0.59 ) O 2 ,
Li (Li 0.17 Ni 0.17 Co 0.17 Mn 0.49 ) O 2 ,
Li (Li 0.17 Ni 0.21 Co 0.08 Mn 0.54) O 2,
Li (Li 0.17 Ni 0.14 Co 0.14 Mn 0.55 ) O 2 ,
Li (Li 0.18 Ni 0.12 Co 0.12 Mn 0.58 ) O 2 ,
Li (Li 0.18 Ni 0.16 Co 0.12 Mn 0.54 ) O 2 ,
Li (Li 0.20 Ni 0.12 Co 0.08 Mn 0.60 ) O 2 ,
Li (Li 0.20 Ni 0.16 Co 0.08 Mn 0.56 ) O 2 ,
Li (Li 0.20 Ni 0.13 Co 0.13 Mn 0.54 ) O 2 ,
Li (Li 0.22 Ni 0.12 Co 0.12 Mn 0.54 ) O 2 ,
Li (Li 0.23 Ni 0.12 Co 0.08 Mn 0.57 ) O 2 ,
Li (Li 0.16 Ni 0.17 Co 0.08 Mn 0.59 ) O 2 ,
Li (Li 0.170 Ni 0.160 Co 0.125 Mn 0.545 ) O 2 ,
Li (Li 0.17 Ni 0.17 Co 0.17 Mn 0.49 ) O 2 ,
Li (Li 0.17 Ni 0.19 Co 0.15 Mn 0.66) O 2,
Li (Li 0.17 Ni 0.21 Co 0.08 Mn 0.54) O 2,
Li (Li 0.17 Ni 0.14 Co 0.14 Mn 0.55 ) O 2 ,
Li (Li 0.18 Ni 0.12 Co 0.12 Mn 0.58 ) O 2 ,
Li (Li 0.18 Ni 0.16 Co 0.12 Mn 0.54 ) O 2 ,
Li (Li 0.20 Ni 0.12 Co 0.08 Mn 0.60 ) O 2 ,
Li (Li 0.20 Ni 0.16 Co 0.08 Mn 0.56 ) O 2 ,
Li (Li 0.20 Ni 0.13 Co 0.13 Mn 0.54) O 2 and the like.

(化合物(2))
化合物(2)は、リチウム三元系複合酸化物である。
化合物(2)におけるMeは、安全性やサイクル特性が向上する点から、Al、Ti、Zr及びMgが好ましい。
fは、遊離アルカリ量が高くなりすぎず、放電容量と放電レート特性が向上する点から、0.95≦f≦1.10が好ましい。
gは、安全性や電池特性のバランスが良くなる傾向が見られる点から、0.25≦g≦0.50が好ましい。
hは、安全性や電池特性のバランスが良くなる傾向が見られる点から、0.20≦h≦0.45が好ましい。
iは、安全性や電池特性のバランスが良くなる傾向が見られる点から、0.20≦i≦0.35が好ましい。
jは、安全性や電池特性のバランスが良くなる傾向が見られる点から、0≦j≦0.02が好ましい。
(Compound (2))
Compound (2) is a lithium ternary composite oxide.
Me 2 in the compound (2) is preferably Al, Ti, Zr and Mg from the viewpoint of improving safety and cycle characteristics.
f is preferably 0.95 ≦ f ≦ 1.10 because the amount of free alkali is not too high and the discharge capacity and discharge rate characteristics are improved.
g is preferably 0.25 ≦ g ≦ 0.50 from the viewpoint that the balance between safety and battery characteristics tends to be improved.
h is preferably 0.20 ≦ h ≦ 0.45 from the viewpoint that the balance between safety and battery characteristics tends to be improved.
i is preferably 0.20 ≦ i ≦ 0.35 from the viewpoint that the balance between safety and battery characteristics tends to be improved.
j is preferably 0 ≦ j ≦ 0.02 from the viewpoint that the balance between safety and battery characteristics tends to be improved.

化合物(2)の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
LiNi1/3Co1/3Mn1/3
LiNi0.5Co0.2Mn0.3
LiNi0.45Co0.1Mn0.45
LiNi0.47Co0.2Mn0.3Al0.03
LiNi0.48Co0.2Mn0.3Mg0.02
LiNi0.49Co0.2Mn0.3Zr0.01等。
Specific examples of the compound (2) include the following compounds.
LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ,
LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 ,
LiNi 0.45 Co 0.1 Mn 0.45 O 2 ,
LiNi 0.47 Co 0.2 Mn 0.3 Al 0.03 O 2 ,
LiNi 0.48 Co 0.2 Mn 0.3 Mg 0.02 O 2 ,
LiNi 0.49 Co 0.2 Mn 0.3 Zr 0.01 O 2 etc.

(化合物(3))
化合物(3)は、スピネル型構造を母体とするリチウム遷移金属複合酸化物である。
化合物(3)中、Meは、サイクル特性が向上する点、高い電池電位が得られる点、あるいは活物質の安定性が向上する点から、Co、Ni、Al、及びMgが好ましい。
pは、良好な放電容量や放電レート特性が得られやすい点から、0≦p≦0.10が好ましい。
qは、高い放電容量や電池電位が得られやすく、また活物質の劣化を抑制しやすい点から、0≦q≦0.5が好ましい。
(Compound (3))
Compound (3) is a lithium transition metal composite oxide having a spinel structure as a base.
In the compound (3), Me 3 is preferably Co, Ni, Al, and Mg from the viewpoint that the cycle characteristics are improved, a high battery potential is obtained, or the stability of the active material is improved.
p is preferably 0 ≦ p ≦ 0.10 because good discharge capacity and discharge rate characteristics are easily obtained.
q is preferably 0 ≦ q ≦ 0.5 from the viewpoint that a high discharge capacity and battery potential can be easily obtained and the deterioration of the active material is easily suppressed.

化合物(3)の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
LiMn
LiMn1.5Ni0.5
LiMn1.8Co0.2
LiMn1.8Al0.2等。
Specific examples of the compound (3) include the following compounds.
LiMn 2 O 4 ,
LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 ,
LiMn 1.8 Co 0.2 O 4 ,
LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 etc.

複合酸化物(I)は、化合物(1)のみであってもよく、化合物(2)のみであってもよく、化合物(3)のみであってもよい。また、複合酸化物(I)としては、化合物(1)〜(3)のいずれか2種以上を併用してもよい。化合物(1)〜(3)のいずれか2種以上を併用する場合、その比率は適宜決定できる。   The composite oxide (I) may be only the compound (1), only the compound (2), or only the compound (3). As the composite oxide (I), any two or more of the compounds (1) to (3) may be used in combination. When any two or more of compounds (1) to (3) are used in combination, the ratio can be determined as appropriate.

本発明の非水電解液二次電池の正極は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、複合酸化物(I)以外の他の正極活物質を含んでもよい。
他の正極活物質としては、例えば、複合酸化物(I)以外の他のリチウム遷移金属複合酸化物(LiCoO、LiNiO等)、遷移金属酸化物、オリビン型金属リチウム塩等が挙げられる。
The positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may contain other positive electrode active materials other than the composite oxide (I) as long as the effects of the present invention are not impaired.
Examples of other positive electrode active materials include lithium transition metal composite oxides (LiCoO 2 , LiNiO 2 etc.) other than the composite oxide (I), transition metal oxides, olivine-type metal lithium salts, and the like.

本発明の非水電解液二次電池の正極における複合酸化物(I)の合計の割合は、正極活物質の全量100質量%に対して、50質量%以上100質量%以下が好ましく、80質量%以上99.5質量%以下がより好ましい。前記複合酸化物(I)の合計の割合が下限値以上であれば、Mnを含む正極活物質の高い安定性と比較的安価な原料入手性を損なうことなく、電池特性を向上させることができる。前記複合酸化物(I)の合計の割合が上限値以下であれば、Mn以外の金属を含む正極活物質の特性(高安全、高電圧等)も併せ持った電池特性を得ることができる。   The total ratio of the composite oxide (I) in the positive electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is preferably 50% by mass or more and 100% by mass or less, and 80% by mass with respect to 100% by mass of the total amount of the positive electrode active material. % To 99.5% by mass is more preferable. If the total ratio of the composite oxide (I) is at least the lower limit value, the battery characteristics can be improved without impairing the high stability of the positive electrode active material containing Mn and the availability of relatively inexpensive raw materials. . If the total ratio of the composite oxide (I) is less than or equal to the upper limit value, battery characteristics having characteristics (high safety, high voltage, etc.) of the positive electrode active material containing a metal other than Mn can be obtained.

正極活物質の表面には、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質が付着されていてもよい。表面付着物質としては、酸化物(酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス)、硫酸塩(硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等)、炭酸塩(炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等)等が挙げられる。
正極活物質に対する表面付着物質の量は、0.1質量ppm以上20質量%以下が好ましく、1質量ppm以上10質量%以下がより好ましく、10質量ppm以上5質量%以下が特に好ましい。表面付着物質によって、正極活物質表面での非水電解液の酸化反応を抑制でき、電池寿命を向上させることができる。
A substance having a composition different from that of the substance constituting the main cathode active material may be attached to the surface of the cathode active material. Surface adhesion substances include oxides (aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide), sulfate (lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, sulfuric acid) Magnesium, calcium sulfate, aluminum sulfate, etc.), carbonates (lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, etc.) and the like.
The amount of the surface adhesion substance with respect to the positive electrode active material is preferably 0.1 mass ppm or more and 20 mass% or less, more preferably 1 mass ppm or more and 10 mass% or less, and particularly preferably 10 massppm or more and 5 mass% or less. The surface adhering substance can suppress the oxidation reaction of the nonaqueous electrolytic solution on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life.

[導電付与剤]
導電付与剤としては、炭素材料、金属物質(Al等)、導電性酸化物の粉末等が挙げられる。
[Conductivity imparting agent]
Examples of the conductivity-imparting agent include carbon materials, metal substances (such as Al), and conductive oxide powders.

[結着剤]
結着剤としては、樹脂バインダー(ポリフッ化ビニリデン等)、ゴム系バインダー(炭化水素ゴム、フッ素ゴム等)が挙げられる。
[Binder]
Examples of the binder include a resin binder (such as polyvinylidene fluoride) and a rubber-based binder (such as hydrocarbon rubber and fluororubber).

[集電体]
集電体としては、Al等を主体とする金属薄膜が挙げられる。
[Current collector]
Examples of the current collector include a metal thin film mainly composed of Al or the like.

<負極>
負極は、特に限定されない。負極としては、例えば、粉末状の負極活物質と導電付与剤と結着剤とを含む負極層が、集電体上に形成されてなる電極が挙げられる。導電付与剤は含まなくてもよい。なお、負極活物質が、それ自体で形状を保てる場合(例えばリチウム金属薄膜である場合)は、負極活物質のみで負極を形成できる。
<Negative electrode>
The negative electrode is not particularly limited. Examples of the negative electrode include an electrode in which a negative electrode layer containing a powdered negative electrode active material, a conductivity-imparting agent, and a binder is formed on a current collector. The conductivity imparting agent may not be included. In addition, when a negative electrode active material can maintain a shape by itself (for example, when it is a lithium metal thin film), a negative electrode can be formed only with a negative electrode active material.

[負極活物質]
負極活物質としては、リチウム金属、リチウム合金、ならびにリチウムイオンを吸蔵及び放出できる炭素材料からなる群から選ばれる1種以上が挙げられる。
リチウム合金としては、Li−Al合金、Li−Pb合金、Li−Sn合金等が挙げられる。炭素材料としては、黒鉛、コークス、ハードカーボン等が挙げられる。
[Negative electrode active material]
Examples of the negative electrode active material include one or more selected from the group consisting of a lithium metal, a lithium alloy, and a carbon material capable of inserting and extracting lithium ions.
Examples of the lithium alloy include a Li—Al alloy, a Li—Pb alloy, and a Li—Sn alloy. Examples of the carbon material include graphite, coke, and hard carbon.

[導電付与剤、結着剤]
負極の結着剤及び導電付与剤としては、正極と同様のものを用いることができる。
[Conductivity imparting agent, binder]
As the binder for the negative electrode and the conductivity-imparting agent, the same materials as those for the positive electrode can be used.

[集電体]
集電体としては、Cu等を主体とする金属薄膜が挙げられる。
[Current collector]
Examples of the current collector include a metal thin film mainly composed of Cu or the like.

<非水電解液>
非水電解液は、リチウム塩と液状組成物を含み、必要に応じて他の成分を含む。
非水電解液の25℃におけるイオン伝導度の下限値は、0.4S/mであることが好ましい。25℃におけるイオン伝導度が0.4S/m未満である非水電解液を用いた二次電池は、出力特性が悪く、実用性に乏しい。非水電解液の25℃におけるイオン伝導度が0.4S/m以上であれば、二次電池は出力特性が良好となる。
<Non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolyte includes a lithium salt and a liquid composition, and includes other components as necessary.
The lower limit of the ionic conductivity at 25 ° C. of the nonaqueous electrolytic solution is preferably 0.4 S / m. A secondary battery using a non-aqueous electrolyte having an ionic conductivity at 25 ° C. of less than 0.4 S / m has poor output characteristics and poor practicality. If the non-aqueous electrolyte has an ionic conductivity at 25 ° C. of 0.4 S / m or more, the secondary battery has good output characteristics.

[リチウム塩]
リチウム塩は、非水電解液中で解離してリチウムイオンを供給する電解質である。リチウム塩としては、LiPOF、LiPO、LiPF、下記化合物(A)(但し、kは1〜5の整数である。)、FSON(Li)SOF、CFSON(Li)SOCF、CFCFSON(Li)SOCFCF、CFCFHSON(Li)SOCFHCF、LiClO、下記化合物(B)、下記化合物(C)、下記化合物(D)、下記化合物(E)、LiBF等が挙げられる。
[Lithium salt]
Lithium salt is an electrolyte that dissociates in a non-aqueous electrolyte and supplies lithium ions. Examples of the lithium salt include Li 2 PO 3 F, LiPO 2 F 2 , LiPF 6 , the following compound (A) (where k is an integer of 1 to 5), FSO 2 N (Li) SO 2 F, CF 3 SO 2 N (Li) SO 2 CF 3 , CF 3 CF 2 SO 2 N (Li) SO 2 CF 2 CF 3 , CF 3 CFHSO 2 N (Li) SO 2 CFHCF 3 , LiClO 4 , the following compound (B) , The following compound (C), the following compound (D), the following compound (E), LiBF 4 and the like.

Figure 2015046172
Figure 2015046172

非水電解液に含まれるリチウム塩は、LiPFを含むことが好ましく、LiPFのみであることがより好ましい。
LiPFは、溶解能が高い溶媒に溶解させた場合には、高いイオン伝導度を発現できるが、CFCFSON(Li)SOCFCF等の他のリチウム塩に比べて含フッ素溶媒に溶解しにくい。しかし、環状カルボン酸エステル化合物と併用することによって、LiPFの含フッ素溶媒への溶解性が向上する。LiPFが含フッ素溶媒に均一に溶解することによって、実用的に充分なイオン伝導度を有する非水電解液を得やすくなる。また、LiPFは、熱分解しやすく電池の熱安定性を低下させやすいが、環状カルボン酸エステル化合物を含むことによって、LiPFを用いた非水電解液において電池が熱暴走しにくくなる。
The lithium salt contained in the non-aqueous electrolyte preferably contains LiPF 6 and more preferably LiPF 6 only.
LiPF 6 can exhibit high ionic conductivity when dissolved in a solvent having a high solubility, but compared to other lithium salts such as CF 3 CF 2 SO 2 N (Li) SO 2 CF 2 CF 3. It is difficult to dissolve in a fluorine-containing solvent. However, the combined use with a cyclic carboxylic acid ester compound improves the solubility of LiPF 6 in a fluorine-containing solvent. When LiPF 6 is uniformly dissolved in the fluorine-containing solvent, it becomes easy to obtain a nonaqueous electrolytic solution having practically sufficient ionic conductivity. In addition, LiPF 6 is likely to be thermally decomposed and easily reduce the thermal stability of the battery. However, the inclusion of the cyclic carboxylic acid ester compound makes it difficult for the battery to run out of heat in a non-aqueous electrolyte using LiPF 6 .

化合物(A)としては、例えば、下記化合物(A−1)〜化合物(A−4)が挙げられる。イオン伝導度の高い非水電解液が得られやすい点から、化合物(A)としては、kが2の化合物(A−2)を含むことが好ましく、kが2の化合物(A−2)のみからなることがより好ましい。   Examples of the compound (A) include the following compound (A-1) to compound (A-4). From the viewpoint of easily obtaining a nonaqueous electrolytic solution having high ionic conductivity, the compound (A) preferably includes a compound (A-2) in which k is 2, and only a compound (A-2) in which k is 2 More preferably, it consists of.

Figure 2015046172
Figure 2015046172

[液状組成物]
液状組成物は、含フッ素溶媒(α)と、環状カルボン酸エステル化合物とを含み、必要に応じて化合物(β)を含んでもよい。すなわち、本発明における液状組成物は、含フッ素溶媒(α)及び環状カルボン酸エステル化合物のみからなるか、又は、含フッ素溶媒(α)、環状カルボン酸エステル化合物及び化合物(β)からなるか、のいずれかである。
リチウム塩と、含フッ素溶媒(α)及び環状カルボン酸エステル化合物を含む液状組成物とを含む非水電解液を、前述した複合酸化物(I)を含む正極と組み合わせることで、正極からの金属の溶出量が低減され、また熱暴走が起き難く、優れた熱安定性を有する非水電解液二次電池となる。
[Liquid composition]
The liquid composition contains a fluorine-containing solvent (α) and a cyclic carboxylic acid ester compound, and may contain a compound (β) as necessary. That is, the liquid composition in the present invention comprises only the fluorinated solvent (α) and the cyclic carboxylic acid ester compound, or comprises the fluorinated solvent (α), the cyclic carboxylic acid ester compound and the compound (β), One of them.
A metal from the positive electrode can be obtained by combining a non-aqueous electrolyte containing a lithium salt and a liquid composition containing a fluorine-containing solvent (α) and a cyclic carboxylic acid ester compound with the positive electrode containing the composite oxide (I) described above. Thus, a non-aqueous electrolyte secondary battery having excellent thermal stability can be obtained.

(含フッ素溶媒(α))
含フッ素溶媒(α)は、含フッ素エーテル化合物、含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物及び含フッ素鎖状カーボネート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種を含み、必要に応じて他の含フッ素化合物(但し、含フッ素環状カーボネート化合物を除く。)を含んでもよい。含フッ素エーテル化合物、含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物及び含フッ素鎖状カーボネート化合物は、フッ素原子の導入による化学的安定性、他の化合物との相溶性等の点で類似の特性を有するものであり、同等の化合物として扱うことができる。
含フッ素溶媒(α)は、分子内にフッ素原子を有する溶媒であり、難燃性に優れる。含フッ素溶媒(α)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。含フッ素溶媒(α)が2種以上の場合、その比率は任意に決めることができる。
(Fluorine-containing solvent (α))
The fluorine-containing solvent (α) contains at least one selected from the group consisting of fluorine-containing ether compounds, fluorine-containing chain carboxylic acid ester compounds, and fluorine-containing chain carbonate compounds, and other fluorine-containing compounds (if necessary) However, the fluorine-containing cyclic carbonate compound may be excluded). Fluorine-containing ether compounds, fluorine-containing chain carboxylic acid ester compounds, and fluorine-containing chain carbonate compounds have similar characteristics in terms of chemical stability due to introduction of fluorine atoms, compatibility with other compounds, and the like. Yes, it can be treated as an equivalent compound.
The fluorine-containing solvent (α) is a solvent having a fluorine atom in the molecule and is excellent in flame retardancy. A fluorine-containing solvent ((alpha)) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When the number of fluorine-containing solvents (α) is two or more, the ratio can be arbitrarily determined.

含フッ素エーテル化合物:
含フッ素溶媒(α)は、リチウム塩の溶解性、難燃性、非水電解液のイオン伝導度が高くなる点から、含フッ素エーテル化合物を含むことが好ましい。含フッ素エーテル化合物としては、リチウム塩の溶解性、難燃性、及び非水電解液のイオン伝導度が高くなる点から、下記化合物(4)が好ましい。含フッ素エーテル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。化合物(4)を含む場合、化合物(4)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。含フッ素エーテル化合物が2種以上の場合、その比率は任意に決めることができる。
Fluorine-containing ether compound:
The fluorine-containing solvent (α) preferably contains a fluorine-containing ether compound from the viewpoint of the solubility of the lithium salt, the flame retardancy, and the ionic conductivity of the nonaqueous electrolytic solution. As the fluorine-containing ether compound, the following compound (4) is preferable from the viewpoint of the solubility of the lithium salt, flame retardancy, and the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte. A fluorine-containing ether compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When the compound (4) is included, the compound (4) may be used alone or in combination of two or more. When the number of fluorine-containing ether compounds is two or more, the ratio can be arbitrarily determined.

−O−R ・・・(4)
但し、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、炭素数3〜10のフッ素化シクロアルキル基、1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のアルキル基、又は、1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基であり、R及びRの一方又は両方は、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、炭素数3〜10のフッ素化シクロアルキル基、又は1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基である。
R 1 —O—R 2 (4)
However, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or a fluorine having 3 to 10 carbon atoms. A cycloalkyl group, a C 2-10 alkyl group having one or more etheric oxygen atoms, or a C 2-10 fluorinated alkyl group having one or more etheric oxygen atoms, R One or both of 1 and R 2 are fluorinated alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, fluorinated cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms. A fluorinated alkyl group;

化合物(4)におけるアルキル基、及びエーテル性酸素原子を有するアルキル基としては、それぞれ、直鎖構造、分岐構造、又は部分的に環状構造を有する基(例えば、シクロアルキルアルキル基)が挙げられる。
及びRの一方又は両方は、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、炭素数3〜10のフッ素化シクロアルキル基、又は1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基である。R及びRの一方又は両方がこれらの基であると、リチウム塩の非水電解液への溶解性及び難燃性が更に向上する。R及びRは同じであってもよく、異なっていてもよい。
Examples of the alkyl group and the alkyl group having an etheric oxygen atom in the compound (4) include groups each having a linear structure, a branched structure, or a partially cyclic structure (for example, a cycloalkylalkyl group).
One or both of R 1 and R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorinated cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms. Of the fluorinated alkyl group. When one or both of R 1 and R 2 are these groups, the solubility and flame retardancy of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte are further improved. R 1 and R 2 may be the same or different.

化合物(4)としては、リチウム塩の液状組成物への溶解度に優れる点から、R及びRが、いずれも炭素数1〜10のフッ素化アルキル基である化合物(4−A)と、Rが1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基であり、Rが炭素数1〜10のフッ素化アルキル基である化合物(4−B)と、Rが炭素数1〜10のフッ素化アルキル基であり、Rが炭素数1〜10のアルキル基である化合物(4−C)が好ましく、化合物(4−A)及び化合物(4−C)がより好ましく、化合物(4−A)が特に好ましい。Compound (4) is a compound (4-A) in which R 1 and R 2 are both fluorinated alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms from the viewpoint of excellent solubility of the lithium salt in the liquid composition, A compound (4-B) in which R 1 is a fluorinated alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms, and R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms; Compound (4-C) in which 1 is a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and R 2 is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferred, and compound (4-A) and compound (4-C) Is more preferable, and the compound (4-A) is particularly preferable.

化合物(4)の総炭素数は、少なすぎると沸点が低すぎ、多すぎると高粘度化する点から、4〜10が好ましく、4〜8がより好ましい。
化合物(4)の分子量は、小さすぎると沸点が低すぎ、大きすぎると高粘度化する点から、150〜800が好ましく、150〜500がより好ましく、200〜500が特に好ましい。
化合物(4)がエーテル性酸素原子を有する場合、化合物(4)中のエーテル性酸素原子数は、1〜4が好ましく、1又は2がより好ましく、1が更に好ましい。化合物(4)中のエーテル性酸素原子数は、可燃性に影響する。
化合物(4)中のフッ素含有量は、50質量%以上が好ましく、60質量%以上がより好ましい。化合物(4)中のフッ素含有量が高いと、難燃性に優れる。フッ素含有量は、分子量に占めるフッ素原子の総質量の割合である。フッ素含有量の上限は特に限定されないが、通常、80質量%以下である。
When the total number of carbon atoms of the compound (4) is too small, the boiling point is too low, and when it is too large, the viscosity is increased to 4 to 10, and 4 to 8 is more preferable.
When the molecular weight of the compound (4) is too small, the boiling point is too low, and when it is too large, the viscosity is preferably 150 to 800, more preferably 150 to 500, and particularly preferably 200 to 500.
When the compound (4) has an etheric oxygen atom, the number of etheric oxygen atoms in the compound (4) is preferably 1 to 4, more preferably 1 or 2, and still more preferably 1. The number of etheric oxygen atoms in the compound (4) affects flammability.
50 mass% or more is preferable and, as for fluorine content in a compound (4), 60 mass% or more is more preferable. When the fluorine content in the compound (4) is high, the flame retardancy is excellent. The fluorine content is the ratio of the total mass of fluorine atoms to the molecular weight. Although the upper limit of fluorine content is not specifically limited, Usually, it is 80 mass% or less.

化合物(4)としては、リチウム塩の液状組成物に対する溶解度に優れる点から、R及びRの両方が、アルキル基の水素原子の一部がフッ素化されたアルキル基である化合物が好ましく、R及びRの一方又は両方の末端が−CFHである化合物がより好ましい。The compound (4) is preferably a compound in which both R 1 and R 2 are alkyl groups in which some of the hydrogen atoms of the alkyl group are fluorinated, from the viewpoint of excellent solubility of the lithium salt in the liquid composition. A compound in which one or both ends of R 1 and R 2 are —CF 2 H is more preferable.

化合物(4−A)及び化合物(4−B)の具体例、ならびに化合物(4−A)及び化合物(4−B)以外の含フッ素エーテル化合物の具体例としては、例えば、国際公開第2009/133899号に記載の化合物等が挙げられる。   Specific examples of compound (4-A) and compound (4-B), and specific examples of fluorine-containing ether compounds other than compound (4-A) and compound (4-B) include, for example, International Publication No. 2009 / And the compounds described in No. 133899.

化合物(4)としては、リチウム塩の液状組成物への溶解度に優れ、難燃性に優れ、粘度が低く、沸点が低すぎないことから、CFCHOCFCHF、CFCHOCFCHFCF、CHFCFCHOCFCHF、CHCHCHOCFCHF、CHCHOCFCHF、及びCHFCFCHOCFCHFCFからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。特に、CFCHOCFCHF、CHFCFCHOCFCHF及びCHFCFCHOCFCHFCFからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。As the compound (4), CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CH 2 has excellent solubility in a liquid composition of lithium salt, excellent flame retardancy, low viscosity, and low boiling point. The group consisting of OCF 2 CHFCF 3 , CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CH 3 CH 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CH 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , and CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 At least one selected from is preferred. In particular, at least one selected from the group consisting of CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 and CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 is preferable.

含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物:
含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物は、粘度や沸点等の点から、下記化合物(5)を含むことが好ましく、化合物(5)のみからなることがより好ましい。含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。化合物(5)を含む場合、化合物(5)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物が2種以上の場合、その比率は任意に決めることができる。
Fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound:
The fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound preferably contains the following compound (5), and more preferably consists only of the compound (5), from the viewpoints of viscosity and boiling point. A fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When the compound (5) is included, the compound (5) may be used alone or in combination of two or more. When the number of fluorine-containing chain carboxylic acid ester compounds is two or more, the ratio can be arbitrarily determined.

Figure 2015046172
Figure 2015046172

但し、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基、又は炭素数1〜3のフッ素化アルキル基であり、R及びRの一方又は両方は、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基である。However, R < 3 > and R < 4 > is respectively independently a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 fluorinated alkyl group, and one or both of R < 3 > and R < 4 > are C1-C1 ~ 3 fluorinated alkyl groups.

化合物(5)におけるアルキル基、及びフッ素化アルキル基としては、それぞれ、直鎖構造、又は分岐構造が挙げられる。
及びRの一方又は両方は、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基である。R及びRの一方又は両方を、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基にすることによって、化合物(5)の耐酸化性及び難燃性が向上する。R及びRは同じであってもよく、異なっていてもよい。
Examples of the alkyl group and the fluorinated alkyl group in the compound (5) include a linear structure or a branched structure, respectively.
One or both of R 3 and R 4 is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. By making one or both of R 3 and R 4 a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, the oxidation resistance and flame retardancy of the compound (5) are improved. R 3 and R 4 may be the same or different.

としては、粘度や沸点、あるいは化合物の入手性の点から、メチル基、エチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、テトラフルオロエチル基、ペンタフルオロエチル基が好ましく、ジフルオロメチル基、又はトリフルオロメチル基がより好ましい。
としては、粘度や沸点、あるいは化合物の入手性の点から、メチル基、エチル基、トリフルオロメチル基、2−フルオロエチル基、2,2−ジフルオロエチル基、又は2,2,2−トリフルオロエチル基が好ましく、メチル基、エチル基、又は2,2,2−トリフルオロエチル基がより好ましく、メチル基、又はエチル基が更に好ましい。
R 3 is preferably a methyl group, an ethyl group, a difluoromethyl group, a trifluoromethyl group, a tetrafluoroethyl group, or a pentafluoroethyl group from the viewpoint of viscosity, boiling point, or availability of the compound, a difluoromethyl group, or A trifluoromethyl group is more preferred.
R 4 is a methyl group, an ethyl group, a trifluoromethyl group, a 2-fluoroethyl group, a 2,2-difluoroethyl group, or a 2,2,2- A trifluoroethyl group is preferable, a methyl group, an ethyl group, or a 2,2,2-trifluoroethyl group is more preferable, and a methyl group or an ethyl group is still more preferable.

化合物(5)の総炭素数は、少なすぎると沸点が低すぎ、多すぎると高粘度化する点から、3〜7が好ましく、3〜6がより好ましく、3〜5が更に好ましい。
化合物(5)の分子量は、小さすぎると沸点が低すぎ、大きすぎると高粘度化する点から、100〜300が好ましく、100〜250がより好ましく、100〜200が特に好ましい。
化合物(5)中のフッ素含有量は、難燃性が向上する点から、25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましい。フッ素含有量の上限は特に限定されないが、通常
55質量%以下である。
When the total number of carbon atoms of the compound (5) is too small, the boiling point is too low, and when it is too large, the viscosity is increased, preferably 3 to 7, more preferably 3 to 6, and still more preferably 3 to 5.
When the molecular weight of the compound (5) is too small, the boiling point is too low, and when it is too large, the viscosity is preferably 100 to 300, more preferably 100 to 250, and particularly preferably 100 to 200.
The fluorine content in the compound (5) is preferably 25% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more from the viewpoint of improving flame retardancy. Although the upper limit of fluorine content is not specifically limited, Usually, it is 55 mass% or less.

化合物(5)の具体例としては、酢酸(2,2,2−トリフルオロエチル)、ジフルオロ酢酸メチル、ジフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸エチル等が挙げられる。入手容易性、及びサイクル特性等の電池性能に優れる点から、ジフルオロ酢酸メチル、又はトリフルオロ酢酸エチルが好ましい。   Specific examples of the compound (5) include acetic acid (2,2,2-trifluoroethyl), methyl difluoroacetate, ethyl difluoroacetate, ethyl trifluoroacetate and the like. From the viewpoint of availability and battery performance such as cycle characteristics, methyl difluoroacetate or ethyl trifluoroacetate is preferable.

含フッ素鎖状カーボネート化合物:
含フッ素鎖状カーボネート化合物は、粘度や沸点等の点から、下記化合物(6)を含むことが好ましく、化合物(6)のみからなることがより好ましい。含フッ素鎖状カーボネート化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。化合物(6)を含む場合、化合物(6)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。含フッ素鎖状カーボネート化合物が2種以上の場合、その比率は任意に決めることができる。
Fluorine-containing chain carbonate compound:
The fluorine-containing chain carbonate compound preferably contains the following compound (6), more preferably only the compound (6), from the viewpoints of viscosity and boiling point. A fluorine-containing chain carbonate compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When the compound (6) is included, the compound (6) may be used alone or in combination of two or more. When the number of fluorine-containing chain carbonate compounds is two or more, the ratio can be arbitrarily determined.

Figure 2015046172
Figure 2015046172

但し、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜3のアルキル基、又は炭素数1〜3のフッ素化アルキル基であり、R及びRの一方又は両方は、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基である。However, R 5 and R 6 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and one or both of R 5 and R 6 have 1 carbon atom. ~ 3 fluorinated alkyl groups.

化合物(6)におけるアルキル基、及びフッ素化アルキル基としては、それぞれ、直鎖構造、又は分岐構造が挙げられる。
及びRの一方又は両方は、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基である。R及びRの一方又は両方を、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基にすることによって、リチウム塩の溶解性及び難燃性が向上する。R及びRは同じであってもよく、異なっていてもよい。
Examples of the alkyl group and the fluorinated alkyl group in the compound (6) include a linear structure or a branched structure, respectively.
One or both of R 5 and R 6 is a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms. By making one or both of R 5 and R 6 a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, the solubility and flame retardancy of the lithium salt are improved. R 5 and R 6 may be the same or different.

化合物(6)としては、粘度や沸点、あるいは化合物の入手性の点から、R及びRの両方が、炭素数1〜3のフッ素化アルキル基である化合物が好ましい。R及びRとしては、CFCH−、又はCHFCFCH−が好ましい。The compound (6) is preferably a compound in which both R 5 and R 6 are fluorinated alkyl groups having 1 to 3 carbon atoms from the viewpoint of viscosity, boiling point, or availability of the compound. R 5 and R 6 are preferably CF 3 CH 2 — or CHF 2 CF 2 CH 2 —.

化合物(6)の総炭素数は、少なすぎると沸点が低すぎ、多すぎると高粘度化する点から、4〜7が好ましく、4又は5がより好ましい。
化合物(6)の分子量は、小さすぎると沸点が低すぎ、大きすぎると高粘度化する点から、180〜400が好ましく、200〜350がより好ましく、210〜300が特に好ましい。
化合物(6)中のフッ素含有量は、難燃性が向上する点から、25質量%以上が好ましく、30質量%以上がより好ましい。フッ素含有量の上限は特に限定されないが、通常50質量%以下である。
When the total carbon number of the compound (6) is too small, the boiling point is too low, and when it is too large, the viscosity is increased to 4 to 7, and 4 or 5 is more preferable.
When the molecular weight of the compound (6) is too small, the boiling point is too low, and when it is too large, the viscosity is preferably from 180 to 400, more preferably from 200 to 350, and particularly preferably from 210 to 300.
The fluorine content in the compound (6) is preferably 25% by mass or more and more preferably 30% by mass or more from the viewpoint of improving the flame retardancy. Although the upper limit of fluorine content is not specifically limited, Usually, it is 50 mass% or less.

化合物(6)の具体例としては、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、ビス(2,2,3,3−テトラフルオロプロピル)カーボネート等が挙げられる。粘度、入手容易性、及び出力特性等の電池性能の点から、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネートが好ましい。   Specific examples of the compound (6) include bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, bis (2,2,3,3-tetrafluoropropyl) carbonate, and the like. Bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate is preferred from the viewpoint of battery performance such as viscosity, availability, and output characteristics.

他の含フッ素溶媒:
含フッ素溶媒(α)は、他の含フッ素溶媒として含フッ素アルカン化合物を含んでもよい。含フッ素アルカン化合物を含む場合、非水電解液の蒸気圧が抑制され、難燃性が更に向上する。
Other fluorine-containing solvents:
The fluorine-containing solvent (α) may contain a fluorine-containing alkane compound as another fluorine-containing solvent. When the fluorine-containing alkane compound is contained, the vapor pressure of the non-aqueous electrolyte is suppressed, and the flame retardancy is further improved.

含フッ素アルカン化合物としては、炭素数4〜12の含フッ素アルカン化合物が好ましい。炭素数が4以上の含フッ素アルカン化合物であれば、非水電解液の蒸気圧が低くなる。炭素数が12以下の含フッ素アルカン化合物であれば、リチウム塩の溶解度が良好である。
含フッ素アルカン化合物中のフッ素含有量は、50〜80質量%が好ましい。含フッ素アルカン化合物中のフッ素含有量が50質量%以上であれば、難燃性に優れる。含フッ素アルカン化合物中のフッ素含有量が80質量%以下であれば、リチウム塩の溶解性を保持しやすい。
As the fluorine-containing alkane compound, a fluorine-containing alkane compound having 4 to 12 carbon atoms is preferable. If the fluorine-containing alkane compound has 4 or more carbon atoms, the vapor pressure of the non-aqueous electrolyte is lowered. When the fluorine-containing alkane compound has 12 or less carbon atoms, the lithium salt has good solubility.
The fluorine content in the fluorine-containing alkane compound is preferably 50 to 80% by mass. If the fluorine content in the fluorine-containing alkane compound is 50% by mass or more, the flame retardancy is excellent. If the fluorine content in the fluorine-containing alkane compound is 80% by mass or less, the solubility of the lithium salt is easily maintained.

含フッ素アルカン化合物としては、直鎖構造の化合物が好ましく、例えば、n−CCHCH、n−C13CHCH、n−C13H、n−C17H等が挙げられる。含フッ素アルカン化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。The fluorinated alkane compounds, compounds of the linear structure is preferable, for example, n-C 4 F 9 CH 2 CH 3, n-C 6 F 13 CH 2 CH 3, n-C 6 F 13 H, n-C 8 F 17 H and the like. A fluorine-containing alkane compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

(環状カルボン酸エステル化合物)
液状組成物は、環状カルボン酸エステル化合物を含む。環状カルボン酸エステル化合物を含むことによって、含フッ素溶媒(α)にリチウム塩が均一に溶解される。また、環状カルボン酸エステル化合物を含むことによって、非水電解液と正極及び負極とが反応しにくくなり、二次電池における熱暴走が起きにくくなる。環状カルボン酸エステル化合物は、1種のみでもよく、2種以上であってもよい。
(Cyclic carboxylic acid ester compound)
The liquid composition contains a cyclic carboxylic acid ester compound. By including the cyclic carboxylic acid ester compound, the lithium salt is uniformly dissolved in the fluorine-containing solvent (α). In addition, the inclusion of the cyclic carboxylic acid ester compound makes it difficult for the non-aqueous electrolyte, the positive electrode, and the negative electrode to react with each other, making it difficult for thermal runaway in the secondary battery to occur. The cyclic carboxylic acid ester compound may be one kind or two or more kinds.

環状カルボン酸エステル化合物としては、酸化還元反応への安定性の点から、分子内に炭素−炭素不飽和結合を有しない飽和環状カルボン酸エステル化合物が好ましい。
環状カルボン酸エステル化合物における環構造は、構造の安定性、及び粘度の点から、4〜10員環が好ましく、4〜7員環がより好ましい。入手容易な点から、5〜6員環が更に好ましく、5員環が特に好ましい。また、入手容易な点から、環状カルボン酸エステル化合物の総炭素数は4〜8が好ましく、4〜6がより好ましい。また、環状カルボン酸エステル化合物は、炭素原子、水素原子及び酸素原子のみからなることが好ましく、環構造中に含まれる、−C(=O)−O−結合で表わされるエステル結合以外の部分が炭素原子及び水素原子のみからなることがより好ましい。
As the cyclic carboxylic acid ester compound, a saturated cyclic carboxylic acid ester compound having no carbon-carbon unsaturated bond in the molecule is preferable from the viewpoint of stability to the redox reaction.
The ring structure in the cyclic carboxylic acid ester compound is preferably a 4- to 10-membered ring and more preferably a 4- to 7-membered ring from the viewpoints of structural stability and viscosity. From the viewpoint of easy availability, a 5- to 6-membered ring is more preferable and a 5-membered ring is particularly preferable. Moreover, 4-8 are preferable and, as for the total carbon number of a cyclic carboxylic acid ester compound, 4-6 are more preferable from an easy point. In addition, the cyclic carboxylic acid ester compound is preferably composed of only a carbon atom, a hydrogen atom and an oxygen atom, and the portion other than the ester bond represented by the —C (═O) —O— bond contained in the ring structure is included. More preferably, it consists only of carbon atoms and hydrogen atoms.

環状カルボン酸エステル化合物の環構造は、粘度の点から、エステル結合を1つ有する環構造が好ましい。
環状カルボン酸エステル化合物は、アルキレン基の水素原子の1個以上を置換基で置換した化合物であってもよい。置換基としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、アルキル基、フッ素化アルキル基等が挙げられる。アルキル基の炭素数は1又は2が好ましく、フッ素化アルキル基の炭素数は1又は2が好ましい。
The ring structure of the cyclic carboxylic acid ester compound is preferably a ring structure having one ester bond from the viewpoint of viscosity.
The cyclic carboxylic acid ester compound may be a compound in which one or more hydrogen atoms of the alkylene group are substituted with a substituent. Examples of the substituent include a fluorine atom, a chlorine atom, an alkyl group, and a fluorinated alkyl group. The carbon number of the alkyl group is preferably 1 or 2, and the carbon number of the fluorinated alkyl group is preferably 1 or 2.

環状カルボン酸エステル化合物は、酸化還元反応への安定性、構造の安定性、及び粘度の点から、下記化合物(7)を含むことが好ましく、化合物(7)のみからなることがより好ましい。   The cyclic carboxylic acid ester compound preferably includes the following compound (7), and more preferably comprises only the compound (7), from the viewpoints of stability to redox reaction, structural stability, and viscosity.

Figure 2015046172
Figure 2015046172

但し、R〜R12は、それぞれ独立に、水素原子、フッ素原子、塩素原子、炭素数1〜2のアルキル基、炭素数1〜2のフッ素化アルキル基、又は1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜3のアルキル基である。nは、1〜3の整数である。R〜R12は、同じであってもよく、異なっていてもよい。However, R 7 to R 12 are each independently a hydrogen atom, a fluorine atom, a chlorine atom, an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, or one or more etheric oxygens It is a C2-C3 alkyl group having an atom. n is an integer of 1 to 3. R 7 to R 12 may be the same or different.

〜R12としては、酸化還元反応への安定性、粘度及び化合物の入手性の点から、水素原子、メチル基、エチル基、又はフッ素原子が好ましく、水素原子、メチル基、又はエチル基がより好ましい。
nは、粘度及び化合物の入手性の点から、1〜3が好ましく、1がより好ましい。
R 7 to R 12 are preferably a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a fluorine atom from the viewpoint of stability to redox reaction, viscosity, and availability of the compound, and a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group Is more preferable.
n is preferably 1 to 3, and more preferably 1 from the viewpoint of viscosity and availability of the compound.

化合物(7)としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、γ−ヘキサノラクトン、δ−バレロラクトン、ε−カプロラクトン等の環状エステル化合物、及び該環状エステル化合物の環を形成する炭素原子に結合する水素原子の1個以上が、フッ素原子、塩素原子、炭素数1〜2のアルキル基、炭素数1〜2のフッ素化アルキル基、又は1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜3のアルキル基に置換された化合物が挙げられる。
化合物(7)としては、入手容易な点、及び熱暴走の抑制効果が高い点から、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びε−カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、γ−ブチロラクトンがより好ましい。
Examples of the compound (7) include cyclic ester compounds such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-hexanolactone, δ-valerolactone, and ε-caprolactone, and carbon atoms forming the ring of the cyclic ester compound. 1 or more of the hydrogen atoms bonded to the carbon atom have a fluorine atom, a chlorine atom, an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, or one or more etheric oxygen atoms Examples thereof include compounds substituted with 2 to 3 alkyl groups.
As the compound (7), at least one selected from the group consisting of γ-butyrolactone, γ-valerolactone and ε-caprolactone is preferable because it is easily available and has a high effect of suppressing thermal runaway, and γ-butyrolactone is preferable. Is more preferable.

(化合物(β))
液状組成物は、リチウム塩の溶解性、イオン伝導度に優れる点から、飽和環状カーボネート化合物、フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物(以下、非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物とも記す。)、飽和環状スルホン化合物(但し、リチウム塩を除く。)及びリン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(β)を更に含んでいることが好ましい。
(Compound (β))
Since the liquid composition has excellent lithium salt solubility and ionic conductivity, a saturated cyclic carbonate compound, a saturated chain carbonate compound having no fluorine atom (hereinafter also referred to as a non-fluorine-based saturated chain carbonate compound), It is preferable to further contain at least one compound (β) selected from the group consisting of saturated cyclic sulfone compounds (excluding lithium salts) and phosphate ester compounds.

飽和環状カーボネート化合物としては、例えば、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)等が挙げられる。
非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物としては、例えば、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジエチルカーボネート(DEC)等が挙げられる。
飽和環状スルホン化合物としては、例えば、スルホラン、3−メチルスルホラン等が挙げられる。
リン酸エステル化合物としては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリス(2,2,2−トリフルオロエチル)等が挙げられる。
Examples of the saturated cyclic carbonate compound include propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) and the like.
Examples of the non-fluorinated saturated chain carbonate compound include dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diethyl carbonate (DEC), and the like.
Examples of the saturated cyclic sulfone compound include sulfolane and 3-methylsulfolane.
Examples of the phosphate ester compound include trimethyl phosphate, triethyl phosphate, and tris phosphate (2,2,2-trifluoroethyl).

液状組成物は、非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物を含むことが好ましい。非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物を含むと、非水電解液の粘度を下げることができ、非水電解液におけるリチウムイオン拡散係数や、非水電解液のイオン伝導度を高くしやすい。   The liquid composition preferably contains a non-fluorinated saturated chain carbonate compound. When the non-fluorinated saturated chain carbonate compound is included, the viscosity of the non-aqueous electrolyte can be lowered, and the lithium ion diffusion coefficient in the non-aqueous electrolyte and the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte are easily increased.

[他の成分]
非水電解液は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、リチウム塩、含フッ素溶媒(α)、環状カルボン酸エステル化合物及び化合物(β)以外の他の化合物(他の溶媒、添加剤等)を含んでいてもよい。
[Other ingredients]
The non-aqueous electrolyte is a compound other than the lithium salt, the fluorine-containing solvent (α), the cyclic carboxylic acid ester compound, and the compound (β) as necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. , Additives, etc.).

(他の溶媒)
非水電解液は、含フッ素溶媒(α)、環状カルボン酸エステル化合物及び化合物(β)以外の他の溶媒を含んでもよい。
(Other solvents)
The nonaqueous electrolytic solution may contain a solvent other than the fluorine-containing solvent (α), the cyclic carboxylic acid ester compound and the compound (β).

(添加剤)
非水電解液には、非水電解液の機能を向上させるために、必要に応じて従来公知の添加剤を含ませてもよい。添加剤としては、例えば、過充電防止剤、脱水剤、脱酸剤、特性改善助剤、界面活性剤等が挙げられる。
(Additive)
In order to improve the function of the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte may contain conventionally known additives as necessary. Examples of the additive include an overcharge inhibitor, a dehydrating agent, a deoxidizing agent, a property improving aid, and a surfactant.

過充電防止剤:
過充電防止剤としては、例えば、芳香族化合物(ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等)、芳香族化合物の部分フッ素化物(2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等)、含フッ素アニソール化合物(2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニオール等)等が挙げられる。過充電防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Overcharge prevention agent:
Examples of the overcharge inhibitor include aromatic compounds (biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran, etc.), aromatic Partially fluorinated compounds (2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene, etc.), fluorine-containing anisole compounds (2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole) All) and the like. An overcharge inhibitor may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

脱水剤:
脱水剤としては、例えば、モレキュラーシーブス、芒硝、硫酸マグネシウム、水素化カルシウム、水素化ナトリウム、水素化カリウム、水素化リチウムアルミニウム等が挙げられる。非水電解液に用いる液状組成物や他の溶媒としては、脱水剤で脱水を行った後に精留を行ったものが好ましい。また、精留を行わずに前記脱水剤による脱水のみを行ったものであってもよい。
Dehydrating agent:
Examples of the dehydrating agent include molecular sieves, mirabilite, magnesium sulfate, calcium hydride, sodium hydride, potassium hydride, lithium aluminum hydride and the like. As the liquid composition or other solvent used for the non-aqueous electrolyte, those obtained by rectification after dehydration with a dehydrating agent are preferable. Moreover, what performed only the dehydration by the said dehydrating agent without performing rectification may be used.

特性改善助剤:
特性改善助剤は、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を改善するためのものである。特性改善助剤としては、例えば、不飽和カーボネート化合物(ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、4−エチニル−1,3−ジオキソラン−2−オン等)、含硫黄化合物(エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、スルホレン、ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン、メチルフェニルスルホン、ジブチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等)、炭化水素化合物(ヘプタン、オクタン、シクロヘプタン等)、含フッ素芳香族化合物(フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン等)等が挙げられる。特性改善助剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
Property improvement aids:
The characteristic improving aid is for improving capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high temperature storage. Examples of the property improving aid include unsaturated carbonate compounds (vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC), 4-ethynyl-1,3-dioxolan-2-one, etc.), sulfur-containing compounds (ethylene sulfite). 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate, busulfan, sulfolene, dimethyl sulfone, diphenyl sulfone, methyl phenyl sulfone, dibutyl disulfide, dicyclohexyl disulfide, tetramethyl thiuram monosulfide, N, N-dimethyl Methanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide, etc.), hydrocarbon compounds (heptane, octane, cycloheptane, etc.), fluorine-containing aromatic compounds (fluorobenzene, difluorobenzene, hexafur) Robenzen etc.) and the like. A characteristic improvement adjuvant may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

界面活性剤:
界面活性剤は、電極合材やセパレータへの非水電解液の含浸を助けるものである。界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、及び両性界面活性剤のいずれでもよく、入手が容易で界面活性効果が高い点から、アニオン性界面活性剤が好ましい。界面活性剤としては、耐酸化性が高く、サイクル特性、及びレート特性が良好な点から、含フッ素界面活性剤が好ましい。界面活性剤は1種のみでもよく、2種以上であってもよい。
Surfactant:
The surfactant assists the impregnation of the non-aqueous electrolyte into the electrode mixture or separator. As the surfactant, any of a cationic surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant, and an amphoteric surfactant may be used. An activator is preferred. As the surfactant, a fluorine-containing surfactant is preferable from the viewpoint of high oxidation resistance and good cycle characteristics and rate characteristics. Only one surfactant may be used, or two or more surfactants may be used.

[各成分の割合]
(リチウム塩の割合)
非水電解液中のリチウム塩の含有量の上限値は、特に限定されないが、1.5mol/Lが好ましく、1.4mol/Lがより好ましく、1.3mol/Lが更に好ましい。非水電解液中のリチウム塩の含有量の下限値は、特に限定されないが、0.7mol/Lが好ましく、0.8mol/Lがより好ましく、0.9mol/Lが更に好ましい。
質量基準に換算すると、非水電解液の総質量に対するリチウム塩の質量の割合は、5〜20質量%が好ましく、7〜17質量%がより好ましく、9〜14質量%が更に好ましい。
リチウム塩の割合が前記下限値以上であれば、非水電解液のイオン伝導度が高くなる。リチウム塩の割合が前記上限値以下であれば、リチウム塩が液状組成物に均一に溶解しやすく、また低温条件でもリチウム塩が析出しない。また、リチウムイオンが非水電解液中に拡散しやすくなり、リチウムイオン拡散係数が大きくなる。
[Ratio of each component]
(Ratio of lithium salt)
The upper limit value of the lithium salt content in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but is preferably 1.5 mol / L, more preferably 1.4 mol / L, and still more preferably 1.3 mol / L. The lower limit of the content of the lithium salt in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.7 mol / L, more preferably 0.8 mol / L, and still more preferably 0.9 mol / L.
When converted to a mass standard, the ratio of the mass of the lithium salt to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 7 to 17% by mass, and still more preferably 9 to 14% by mass.
If the ratio of lithium salt is more than the said lower limit, the ionic conductivity of a non-aqueous electrolyte will become high. If the proportion of the lithium salt is not more than the above upper limit value, the lithium salt is easily dissolved uniformly in the liquid composition, and the lithium salt does not precipitate even under low temperature conditions. Further, lithium ions are easily diffused into the non-aqueous electrolyte, and the lithium ion diffusion coefficient is increased.

本発明の非水電解液は、リチウム塩として少なくともLiPFを含むことが好ましい。非水電解液に含まれるリチウム塩の総モル数に対する、LiPFのモル比は、40〜100mol%が好ましく、50〜100mol%がより好ましく、65〜100mol%が更に好ましく、80〜100mol%が特に好ましい。リチウム塩の総モル数に対する、LiPFのモル比が前記下限値以上であれば、イオン伝導度に優れ、実用性の高い非水電解液となる。The nonaqueous electrolytic solution of the present invention preferably contains at least LiPF 6 as a lithium salt. The molar ratio of LiPF 6 to the total number of moles of lithium salt contained in the non-aqueous electrolyte is preferably 40 to 100 mol%, more preferably 50 to 100 mol%, still more preferably 65 to 100 mol%, and more preferably 80 to 100 mol%. Particularly preferred. When the molar ratio of LiPF 6 with respect to the total number of moles of lithium salt is equal to or more than the lower limit value, a nonaqueous electrolytic solution having excellent ion conductivity and high practicality is obtained.

(含フッ素溶媒(α)の割合)
非水電解液の総質量に対する含フッ素溶媒(α)の質量の割合は特に限定されないが、非水電解液の総質量に対する含フッ素溶媒(α)の質量の割合の下限値は、30質量%が好ましく、40質量%がより好ましく、45質量%が更に好ましい。前記含フッ素溶媒(α)の割合の上限値は、80質量%が好ましく、75質量%がより好ましく、73質量%が更に好ましく、70質量%が特に好ましい。
含フッ素溶媒(α)の割合が前記下限値以上であれば、非水電解液は、難燃性に優れ、正極反応性及び負極反応性が小さく、熱暴走を起こしにくく、耐高電圧特性を有する。また、電極から金属成分が溶出することも抑制できる。含フッ素溶媒(α)の割合が前記上限値以下であれば、リチウム塩が均一に溶解し、また低温下においてリチウム塩が析出しにくい。
(Ratio of fluorine-containing solvent (α))
The ratio of the mass of the fluorinated solvent (α) to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but the lower limit of the mass ratio of the fluorinated solvent (α) to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is 30% by mass. Is preferable, 40 mass% is more preferable, and 45 mass% is still more preferable. The upper limit of the proportion of the fluorinated solvent (α) is preferably 80% by mass, more preferably 75% by mass, still more preferably 73% by mass, and particularly preferably 70% by mass.
If the ratio of the fluorine-containing solvent (α) is at least the lower limit, the non-aqueous electrolyte has excellent flame retardancy, small positive electrode reactivity and negative electrode reactivity, hardly causes thermal runaway, and has high voltage resistance. Have. Moreover, it can suppress that a metal component elutes from an electrode. When the proportion of the fluorinated solvent (α) is not more than the above upper limit value, the lithium salt is uniformly dissolved and the lithium salt is unlikely to precipitate at a low temperature.

液状組成物の総質量に対する含フッ素溶媒(α)の質量の割合は、30〜90質量%が好ましく、35〜85質量%がより好ましく、40〜80質量%が更に好ましく、45〜75質量%が特に好ましい。
含フッ素溶媒(α)の割合が前記下限値以上であれば、非水電解液は、難燃性に優れ、正極反応性及び負極反応性が小さく、熱暴走を起こしにくく、耐高電圧特性を有する。含フッ素溶媒(α)の割合が前記上限値以下であれば、リチウム塩が均一に溶解し、また低温下においてリチウム塩が析出しにくい。
The ratio of the mass of the fluorinated solvent (α) to the total mass of the liquid composition is preferably 30 to 90 mass%, more preferably 35 to 85 mass%, still more preferably 40 to 80 mass%, and more preferably 45 to 75 mass%. Is particularly preferred.
If the ratio of the fluorine-containing solvent (α) is at least the lower limit, the non-aqueous electrolyte has excellent flame retardancy, small positive electrode reactivity and negative electrode reactivity, hardly causes thermal runaway, and has high voltage resistance. Have. When the proportion of the fluorinated solvent (α) is not more than the above upper limit value, the lithium salt is uniformly dissolved and the lithium salt is unlikely to precipitate at a low temperature.

含フッ素溶媒(α)は、リチウム塩の溶解性、非水電解液の難燃性及びイオン伝導度が高くなる点から、含フッ素エーテル化合物を含むことが好ましい。
含フッ素溶媒(α)の総質量に対する含フッ素エーテル化合物の質量の割合は、25〜100質量%が好ましく、30〜100質量%がより好ましく、50〜100質量%が更に好ましく、60〜100質量%が特に好ましく、70〜100質量%が最も好ましい。含フッ素溶媒(α)は、含フッ素エーテル化合物のみからなることが最も好ましい。
The fluorine-containing solvent (α) preferably contains a fluorine-containing ether compound from the viewpoint of the solubility of the lithium salt, the flame retardancy of the non-aqueous electrolyte, and the ionic conductivity.
The ratio of the mass of the fluorinated ether compound to the total mass of the fluorinated solvent (α) is preferably 25 to 100 mass%, more preferably 30 to 100 mass%, further preferably 50 to 100 mass%, and 60 to 100 mass%. % Is particularly preferable, and 70 to 100% by mass is most preferable. The fluorine-containing solvent (α) is most preferably composed of only a fluorine-containing ether compound.

非水電解液の総質量に対する含フッ素エーテル化合物の質量の割合は、10〜80質量%が好ましい。前記含フッ素エーテル化合物の割合の下限値は、20質量%がより好ましく、30質量%が更に好ましく、45質量%が特に好ましい。また、前記含フッ素エーテル化合物の割合の上限値は、75質量%がより好ましく、73質量%が更に好ましく、70質量%が特に好ましい。   The ratio of the mass of the fluorinated ether compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 10 to 80% by mass. The lower limit of the proportion of the fluorine-containing ether compound is more preferably 20% by mass, further preferably 30% by mass, and particularly preferably 45% by mass. Further, the upper limit of the ratio of the fluorine-containing ether compound is more preferably 75% by mass, still more preferably 73% by mass, and particularly preferably 70% by mass.

含フッ素溶媒(α)が含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物を含む場合、含フッ素溶媒(α)の総質量に対する含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物の質量の割合は、0.01〜50質量%が好ましく、0.01〜40質量%がより好ましく、0.01〜30質量%が更に好ましく、0.01〜20質量%が特に好ましい。   When the fluorine-containing solvent (α) contains a fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound, the ratio of the mass of the fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound to the total mass of the fluorine-containing solvent (α) is 0.01 to 50% by mass. Is preferable, 0.01-40 mass% is more preferable, 0.01-30 mass% is still more preferable, 0.01-20 mass% is especially preferable.

含フッ素溶媒(α)が含フッ素鎖状カーボネート化合物を含む場合、含フッ素溶媒(α)の総質量に対する含フッ素鎖状カーボネート化合物の質量の割合は、0.01〜50質量%が好ましく、0.01〜40質量%がより好ましく、0.01〜30質量%が更に好ましく、0.01〜20質量%が特に好ましい。   When the fluorine-containing solvent (α) contains a fluorine-containing chain carbonate compound, the ratio of the mass of the fluorine-containing chain carbonate compound to the total mass of the fluorine-containing solvent (α) is preferably 0.01 to 50% by mass, 0 0.01-40 mass% is more preferable, 0.01-30 mass% is still more preferable, and 0.01-20 mass% is especially preferable.

含フッ素溶媒(α)が含フッ素アルカン化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対する含フッ素アルカン化合物の質量の割合は、0.01〜5質量%が好ましい。
含フッ素アルカン化合物の割合が0.01質量%以上であれば、非水電解液の難燃性に優れる。含フッ素アルカンの割合が5質量%以下であれば、リチウム塩の溶解度を維持しやすい。
When the fluorinated solvent (α) contains a fluorinated alkane compound, the ratio of the mass of the fluorinated alkane compound to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is preferably from 0.01 to 5 mass%.
If the ratio of a fluorine-containing alkane compound is 0.01 mass% or more, it will be excellent in the flame retardance of a non-aqueous electrolyte. When the proportion of the fluorinated alkane is 5% by mass or less, the solubility of the lithium salt is easily maintained.

含フッ素溶媒(α)として、含フッ素エーテル化合物と、含フッ素鎖状カルボン酸エステル、含フッ素鎖状カーボネート化合物及び含フッ素アルカン化合物から選ばれる1種以上を併用する場合、それらの比率は任意に決めることができる。   When the fluorine-containing solvent (α) is used in combination with one or more fluorine-containing ether compounds and one or more fluorine-containing chain carboxylic acid esters, fluorine-containing chain carbonate compounds, and fluorine-containing alkane compounds, the ratio thereof is arbitrary. I can decide.

(環状カルボン酸エステル化合物の割合)
非水電解液の総質量に対する環状カルボン酸エステル化合物の質量の割合は、4〜50質量%が好ましく、7〜45質量%がより好ましく、10〜40質量%が更に好ましく、15〜35質量%が特に好ましい。
環状カルボン酸エステル化合物の割合が前記下限値以上であれば、非水電解液は、リチウム塩を均一に溶解し、かつ非水電解液と正極及び負極との反応性が小さく、熱暴走が起こりにくい。環状カルボン酸エステル化合物の割合が前記上限値以下であれば、非水電解液は難燃性に優れる。
液状組成物の総質量に対する環状カルボン酸エステルの質量の割合は、4〜60質量%が好ましく、7〜50質量%がより好ましく、10〜45質量%が更に好ましく、15〜40質量%が特に好ましい。
環状カルボン酸エステルの割合が前記下限値以上であれば、液状組成物は、溶解性に優れ、正極反応性及び負極反応性が小さく、熱暴走を起こしにくく、耐高電圧特性を有する。環状カルボン酸エステルの割合が前記上限値以下であれば、液状組成物は、難燃性に優れる。
(Ratio of cyclic carboxylic acid ester compound)
The ratio of the mass of the cyclic carboxylic acid ester compound to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is preferably 4 to 50 mass%, more preferably 7 to 45 mass%, still more preferably 10 to 40 mass%, and more preferably 15 to 35 mass%. Is particularly preferred.
If the ratio of the cyclic carboxylic acid ester compound is equal to or more than the lower limit, the non-aqueous electrolyte uniformly dissolves the lithium salt, and the reactivity between the non-aqueous electrolyte and the positive and negative electrodes is small, causing thermal runaway. Hateful. If the ratio of the cyclic carboxylic acid ester compound is not more than the above upper limit value, the non-aqueous electrolyte is excellent in flame retardancy.
The ratio of the mass of the cyclic carboxylic acid ester to the total mass of the liquid composition is preferably 4 to 60% by mass, more preferably 7 to 50% by mass, still more preferably 10 to 45% by mass, and particularly preferably 15 to 40% by mass. preferable.
When the ratio of the cyclic carboxylic acid ester is not less than the lower limit, the liquid composition has excellent solubility, small positive electrode reactivity and negative electrode reactivity, hardly causes thermal runaway, and has high voltage resistance. If the ratio of cyclic carboxylic acid ester is below the said upper limit, a liquid composition will be excellent in a flame retardance.

非水電解液に含まれる、リチウム塩由来のリチウム原子の総モル数NLiに対する環状カルボン酸エステル化合物の総モル数Nの比率N/NLiは、特に限定されないが、1.5〜7.0が好ましい。前記N/NLiの下限値は、2がより好ましく、2.5が更に好ましく、3が特に好ましい。また、前記N/NLiの上限値は、6.5が好ましく、6がより好ましく、5が更に好ましく、4.5が特に好ましく、4.2が最も好ましい。
/NLiが前記範囲内であれば、下記の理由から、リチウム塩を均一に溶解させて充分なイオン伝導度を得つつ、非水電解液と正極及び負極との反応性を小さくでき、二次電池の熱暴走が起きることを抑制できる。
Contained in the nonaqueous electrolytic solution, the ratio N A / N Li of the total number of moles N A cyclic carboxylic acid ester compound to the total number of moles N Li of lithium atoms from the lithium salt is not particularly limited, 1.5 7.0 is preferred. The lower limit value of the N A / N Li is more preferably 2, more preferably 2.5, and particularly preferably 3. Moreover, 6.5 is preferable, as for the upper limit of said N A / N Li , 6 is more preferable, 5 is still more preferable, 4.5 is especially preferable, and 4.2 is the most preferable.
If N A / N Li is within the above range, the reactivity between the non-aqueous electrolyte and the positive and negative electrodes can be reduced while dissolving the lithium salt uniformly to obtain sufficient ionic conductivity for the following reasons. The thermal runaway of the secondary battery can be suppressed.

非水電解液を二次電池に用いた場合、特に正極において、環状カルボン酸エステル化合物が電極活物質上に安定な被膜を形成し、該被膜によって電極と非水電解液との反応が抑制され、これに伴って熱暴走が抑制されるものと推定される。
/NLiが前記下限値以上であれば、非水電解液中に環状カルボン酸エステル化合物が充分に含まれるため、被膜が充分に形成され、電極と非水電解液との反応の抑制効果が充分に発揮されることによって、充分な熱暴走の抑制効果が得られると考えられる。また、環状カルボン酸エステル化合物は、リチウム塩との親和性が高く、リチウム塩の溶媒への溶解を促進すると考えられる。N/NLiが前記下限値以上であれば、リチウム塩が溶媒に充分に溶解しやすくなり、実用上充分なイオン伝導度を持つ電解液を得やすい。
なお、含フッ素エーテル化合物、含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物、含フッ素鎖状カーボネート化合物等の含フッ素化合物は、リチウム塩との親和性が低いと考えられ、リチウム塩の溶媒への溶解を促進する効果も非常に小さい傾向にある。
When a non-aqueous electrolyte is used for a secondary battery, the cyclic carboxylic acid ester compound forms a stable film on the electrode active material, particularly in the positive electrode, and the reaction between the electrode and the non-aqueous electrolyte is suppressed by the film. In connection with this, it is estimated that thermal runaway is suppressed.
If N A / N Li is equal to or greater than the lower limit, the non-aqueous electrolyte contains a sufficient amount of the cyclic carboxylic acid ester compound, so that the coating is sufficiently formed and the reaction between the electrode and the non-aqueous electrolyte is suppressed. It is considered that a sufficient effect of suppressing thermal runaway can be obtained by sufficiently exhibiting the effect. In addition, the cyclic carboxylic acid ester compound has a high affinity with the lithium salt, and is considered to promote the dissolution of the lithium salt in a solvent. When N A / N Li is equal to or higher than the lower limit, the lithium salt is sufficiently dissolved in the solvent, and an electrolytic solution having practically sufficient ionic conductivity is easily obtained.
Note that fluorine-containing compounds such as fluorine-containing ether compounds, fluorine-containing chain carboxylic acid ester compounds, and fluorine-containing chain carbonate compounds are considered to have low affinity with lithium salts, and promote dissolution of lithium salts in solvents. The effect of doing this tends to be very small.

電極活物質上に形成された被膜は、極性の高い溶媒に溶解しやすいと考えられ、極性が高い溶媒中では被膜が形成されても溶解してしまうことによって、被膜形成が不充分となりやすいと推定される。
/NLiが前記上限値以下であれば、非水電解液中の環状カルボン酸エステル化合物の含有量が過多にならず、非水電解液全体の極性が適切な範囲となることによって、電極活物質上に形成された被膜の溶解が起こりにくくなると考えられる。電極活物質上に充分な被膜が維持されることによって、電極と非水電解液とによる発熱反応が起こりにくくなり、熱暴走も起こりにくくなると考えられる。
なお、含フッ素エーテル化合物、含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物、含フッ素鎖状カーボネート化合物等の含フッ素化合物は、極性が低いため、被膜を溶解させる効果は非常に低いと考えられる。また、可燃性の高い環状カルボン酸エステル化合物の含有量が少なくなることによって、非水電解液の難燃性も向上する。
The film formed on the electrode active material is considered to be easily dissolved in a highly polar solvent, and even if a film is formed in a solvent having a high polarity, the film formation is likely to be insufficient. Presumed.
If N A / N Li is not more than the above upper limit, the content of the cyclic carboxylic acid ester compound in the non-aqueous electrolyte does not become excessive, and the polarity of the entire non-aqueous electrolyte is within an appropriate range, It is considered that dissolution of the film formed on the electrode active material hardly occurs. By maintaining a sufficient coating on the electrode active material, an exothermic reaction between the electrode and the non-aqueous electrolyte is unlikely to occur, and thermal runaway is unlikely to occur.
Note that fluorine-containing compounds such as a fluorine-containing ether compound, a fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound, and a fluorine-containing chain carbonate compound are low in polarity, and thus the effect of dissolving the coating is considered to be very low. Moreover, the flame retardance of a non-aqueous electrolyte improves also by reducing content of the highly flammable cyclic carboxylic acid ester compound.

(化合物(β)の割合)
液状組成物が化合物(β)を含む場合、非水電解液の総質量に対する化合物(β)の質量の割合は、0.01〜30質量%が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましい。
化合物(β)の割合が前記上限値以下であれば、化合物(β)と電極との反応を抑制しやすく、安定性に優れた非水電解液が得られる。また、含フッ素溶媒(α)の含有量を多くすることができるため、難燃性に優れた非水電解液が得られやすい。
(Ratio of compound (β))
When the liquid composition contains the compound (β), the ratio of the mass of the compound (β) to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is preferably 0.01 to 30% by mass, and more preferably 0.1 to 20% by mass. .
If the ratio of a compound ((beta)) is below the said upper limit, it will be easy to suppress reaction with a compound ((beta)) and an electrode, and the nonaqueous electrolyte solution excellent in stability will be obtained. Moreover, since content of a fluorine-containing solvent ((alpha)) can be increased, the nonaqueous electrolyte solution excellent in the flame retardance is easy to be obtained.

液状組成物が飽和環状カーボネート化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対する飽和環状カーボネート化合物の質量の割合は、0.01〜20質量%が好ましく、0.01〜15質量%がより好ましく、0.01〜10質量%が更に好ましく、0.01〜5質量%が特に好ましい。
飽和環状カーボネート化合物の割合が前記上限値以下であれば、飽和環状カーボネート化合物と電極とが反応しにくく、非水電解液は安定性に優れ、難燃性に優れる。
When the liquid composition contains a saturated cyclic carbonate compound, the ratio of the mass of the saturated cyclic carbonate compound to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.01 to 15% by mass. 0.01 to 10% by mass is more preferable, and 0.01 to 5% by mass is particularly preferable.
If the ratio of a saturated cyclic carbonate compound is below the said upper limit, a saturated cyclic carbonate compound and an electrode will be hard to react, a nonaqueous electrolyte solution is excellent in stability, and is excellent in a flame retardance.

液状組成物が非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対する非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物の質量の割合は、0.01〜30質量%が好ましく、0.01〜20質量%がより好ましく、0.01〜15質量%が更に好ましい。
非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物の割合が前記上限値以下であれば、非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物と電極とが反応しにくく、非水電解液は安定性に優れ、難燃性に優れる。
When the liquid composition contains a non-fluorinated saturated chain carbonate compound, the ratio of the mass of the non-fluorinated saturated chain carbonate compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 to 30% by mass, and 01-20 mass% is more preferable, and 0.01-15 mass% is still more preferable.
If the proportion of the non-fluorinated saturated chain carbonate compound is less than or equal to the above upper limit, the non-fluorinated saturated chain carbonate compound and the electrode are less likely to react, and the non-aqueous electrolyte is excellent in stability and flame retardancy. .

液状組成物が飽和環状カーボネート化合物及び非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対する飽和環状カーボネート化合物と非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物との合計質量の割合は、0.01〜30質量%が好ましく、0.01〜20質量%がより好ましく、0.01〜15質量%が更に好ましい。
前記合計質量の割合が前記上限値以下であれば、飽和環状カーボネート化合物及び非フッ素系飽和鎖状カーボネート化合物を用いた場合でも、前述の溶媒の極性が高くなることによる、環状カルボン酸エステル化合物の被膜の溶解を抑制することができ、それらと電極との反応性を低く抑えることができ、優れた安定性の非水電解液としやすい。また、可燃性の化合物の含有量を低く抑えることによって、優れた難燃性を有する非水電解液としやすい。
When the liquid composition contains a saturated cyclic carbonate compound and a non-fluorinated saturated chain carbonate compound, the ratio of the total mass of the saturated cyclic carbonate compound and the non-fluorinated saturated chain carbonate compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is: 0.01-30 mass% is preferable, 0.01-20 mass% is more preferable, 0.01-15 mass% is still more preferable.
If the ratio of the total mass is equal to or less than the upper limit, even when a saturated cyclic carbonate compound and a non-fluorinated saturated chain carbonate compound are used, The dissolution of the coating can be suppressed, the reactivity between them and the electrode can be kept low, and it is easy to obtain a non-aqueous electrolyte with excellent stability. Moreover, it is easy to set it as the non-aqueous electrolyte which has the outstanding flame retardance by restraining content of a combustible compound low.

液状組成物が飽和環状スルホン化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対する飽和環状スルホン化合物の質量の割合は、0.01〜20質量%が好ましく、0.01〜15質量%がより好ましく、0.01〜10質量%が更に好ましく、0.01〜5質量%が特に好ましい。
飽和環状スルホン化合物の割合が前記上限値以下であれば、飽和環状スルホン化合物と電極とが反応しにくく、非水電解液は安定性に優れ、難燃性に優れる。
When the liquid composition contains a saturated cyclic sulfone compound, the ratio of the mass of the saturated cyclic sulfone compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 to 20% by mass, more preferably 0.01 to 15% by mass. 0.01 to 10% by mass is more preferable, and 0.01 to 5% by mass is particularly preferable.
If the ratio of the saturated cyclic sulfone compound is not more than the above upper limit value, the saturated cyclic sulfone compound and the electrode are unlikely to react with each other, and the non-aqueous electrolyte is excellent in stability and flame retardancy.

液状組成物がリン酸エステル化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対するリン酸エステル化合物の質量の割合は、0.01〜5質量%が好ましい。
リン酸エステル化合物の割合が前記上限値以下であれば、リン酸エステル化合物と電極とが反応しにくく、非水電解液は安定性に優れ、難燃性に優れる。
When the liquid composition contains a phosphate ester compound, the mass ratio of the phosphate ester compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 to 5 mass%.
When the proportion of the phosphate ester compound is equal to or less than the upper limit, the phosphate ester compound and the electrode are difficult to react, and the non-aqueous electrolyte is excellent in stability and flame retardancy.

液状組成物が化合物(β)を含む場合、環状カルボン酸エステル化合物と化合物(β)の合計質量に対する環状カルボン酸エステル化合物の質量の割合は、30〜100質量%が好ましく、35〜100質量%がより好ましく、40〜100質量%が更に好ましく、45〜100質量%が更に好ましく、50〜100質量%が特に好ましい。
環状カルボン酸エステル化合物の割合が前記範囲内であれば、非水電解液と正極及び負極との反応性を小さくでき、二次電池の熱暴走が起きることを抑制できる。
When the liquid composition contains the compound (β), the ratio of the mass of the cyclic carboxylic acid ester compound to the total mass of the cyclic carboxylic acid ester compound and the compound (β) is preferably 30 to 100% by mass, and 35 to 100% by mass. Is more preferable, 40-100 mass% is still more preferable, 45-100 mass% is still more preferable, 50-100 mass% is especially preferable.
When the ratio of the cyclic carboxylic acid ester compound is within the above range, the reactivity between the non-aqueous electrolyte, the positive electrode, and the negative electrode can be reduced, and thermal runaway of the secondary battery can be suppressed.

液状組成物が化合物(β)を含む場合、リチウム塩由来のリチウム原子の総モル数NLiに対する、環状カルボン酸エステル化合物の総モル数Nと化合物(β)の総モル数Nとの和の比率(N+N)/NLiは、3.0〜7.0が好ましい。前記(N+N)/NLiの下限値は、3.2がより好ましく、3.5が更に好ましい。また、前記(N+N)/NLiの上限値は、6.8がより好ましく、6.5が更に好ましい。If liquid composition comprising the compound (beta), to the total mole number N Li of lithium atoms from the lithium salt, the total number of moles N A and the compound of the cyclic carboxylic acid ester compound with total number of moles N B of (beta) The sum ratio (N A + N B ) / N Li is preferably 3.0 to 7.0. The lower limit of the (N A + N B) / N Li is more preferably 3.2, 3.5 is more preferable. Further, the upper limit of (N A + N B) / N Li is more preferably 6.8, more preferably 6.5.

化合物(β)は、環状カルボン酸エステル化合物と同様にリチウム塩との親和性が高く、リチウム塩の溶媒への溶解を促進する効果があると考えられる。(N+N)/NLiが前記下限値以上、すなわちリチウム塩の溶解促進効果が高いと考えられる環状カルボン酸エステル化合物と化合物(β)の合計量が、リチウム塩の量に対して一定以上であれば、含フッ素溶媒(α)に対するリチウム塩の溶解性が向上することによって非水電解液のイオン伝導度が向上し、特にフッ素系溶媒に溶解しにくいLiPF等のリチウム塩を用いる場合においても、フッ素系溶媒に溶解させることができ、実用的に充分なイオン伝導度が得られやすい。The compound (β) has a high affinity with the lithium salt similarly to the cyclic carboxylic acid ester compound, and is considered to have an effect of promoting dissolution of the lithium salt in a solvent. (N A + N B) / N Li said lower limit value or more, that the total amount of the cyclic carboxylic acid ester compound is considered to have a high dissolution promotion effect of the lithium salt with the compound (beta) is constant for the amount of the lithium salt If so, the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte is improved by improving the solubility of the lithium salt in the fluorine-containing solvent (α), and in particular, a lithium salt such as LiPF 6 that is difficult to dissolve in the fluorine-based solvent is used. Even in this case, it can be dissolved in a fluorine-based solvent, and practically sufficient ionic conductivity is easily obtained.

溶媒の極性が高いと、電極活物質上に形成された環状カルボン酸エステル化合物の被膜が溶解し、被膜形成が不充分となりやすい。化合物(β)も極性が高いため、被膜を溶解する作用を示すと考えられる。(N+N)/NLiが前記上限値以下、すなわち、被膜を溶解する作用を示す環状カルボン酸エステル化合物と化合物(β)の合計量が、リチウム塩に対して一定以下であれば、被膜の溶解性が低く、被膜形成が不充分となりにくくなると考えられる。その結果、非水電解液と正極及び負極との反応性がより小さくなり、二次電池の熱暴走がより起きにくくなると推定される。
また、極性の高い溶媒の存在は、電極から金属成分を溶出させ、電池特性の低下も引き起こす。(N+N)/NLiが前記上限値以下であれば、金属成分の顕著な溶出を抑制し、電池特性の低下を招きにくくなると推定される。
更に、非水電解液中の可燃性の高い環状カルボン酸エステル化合物や化合物(β)の含有量が少なくなることによって、非水電解液の難燃性も向上する。
When the polarity of the solvent is high, the film of the cyclic carboxylic acid ester compound formed on the electrode active material is dissolved, and the film formation tends to be insufficient. Since the compound (β) is also highly polar, it is considered that it exhibits an action of dissolving the film. (N A + N B) / N Li is less than the upper limit, i.e., the total amount of the compound cyclic carboxylic acid ester compound showing the effect of dissolving the coating (beta) is equal to or less constant with respect to the lithium salt, It is considered that the solubility of the film is low and the film formation is less likely to be insufficient. As a result, it is estimated that the reactivity between the non-aqueous electrolyte, the positive electrode, and the negative electrode becomes smaller, and thermal runaway of the secondary battery is less likely to occur.
In addition, the presence of a highly polar solvent causes the metal component to elute from the electrode and causes deterioration of battery characteristics. If (N A + N B ) / N Li is not more than the above upper limit value, it is presumed that the remarkable elution of the metal component is suppressed and the battery characteristics are hardly lowered.
Furthermore, the flame retardancy of the non-aqueous electrolyte is improved by reducing the content of the highly flammable cyclic carboxylic acid ester compound and the compound (β) in the non-aqueous electrolyte.

特に、LiPFを含むリチウム塩を用いて、N/NLi及び(N+N)/NLiを前記範囲内に制御することによって、実用的に充分なイオン伝導度と、熱暴走が起きにくい優れた安定性とを兼ね備えた非水電解液が得られやすい。In particular, by using a lithium salt containing LiPF 6 and controlling N A / N Li and (N A + N B ) / N Li within the above ranges, practically sufficient ion conductivity and thermal runaway can be achieved. It is easy to obtain a non-aqueous electrolyte that has excellent stability that does not easily occur.

(他の成分の割合)
非水電解液が他の溶媒を含む場合、非水電解液の総質量に対する他の溶媒と化合物(β)との合計質量の割合は、0.01〜30質量が好ましく、0.1〜20質量%がより好ましい。他の溶媒と化合物(β)との合計質量の割合が前記上限値以下であれば、他の溶媒及び化合物(β)と電極との反応を抑制しやすく、安定性に優れた非水電解液が得られる。また、含フッ素溶媒(α)の含有量を多くすることができるため、難燃性に優れた非水電解液が得られやすい。
(Ratio of other ingredients)
When the nonaqueous electrolytic solution contains another solvent, the ratio of the total mass of the other solvent and the compound (β) to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is preferably 0.01 to 30 mass, and preferably 0.1 to 20 The mass% is more preferable. If the ratio of the total mass of the other solvent and the compound (β) is less than or equal to the above upper limit value, it is easy to suppress the reaction between the other solvent and the compound (β) and the electrode, and the nonaqueous electrolyte solution is excellent in stability. Is obtained. Moreover, since content of a fluorine-containing solvent ((alpha)) can be increased, the nonaqueous electrolyte solution excellent in the flame retardance is easy to be obtained.

非水電解液が他の溶媒としてニトリル化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対するニトリル化合物の質量の割合は、正極及び負極との反応性がより低く、熱暴走を起こしにくい非水電解液が得られやすくなる点から、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下が更に好ましい。   When the non-aqueous electrolyte contains a nitrile compound as another solvent, the ratio of the mass of the nitrile compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is less reactive with the positive electrode and the negative electrode, and is less likely to cause thermal runaway 10 mass% or less is preferable from the point which becomes easy to obtain a liquid, 5 mass% or less is more preferable, and 3 mass% or less is still more preferable.

非水電解液が他の溶媒としてフッ素原子を有しないエーテル化合物を含む場合、非水電解液の総質量に対するフッ素原子を有しないエーテル化合物の質量の割合は、正極及び負極との反応性がより低く、熱暴走を起こしにくい非水電解液が得られやすくなる点から、10質量%以下が好ましく、5質量%以下がより好ましく、3質量%以下が更に好ましく、1質量%以下が特に好ましい。   When the nonaqueous electrolyte contains an ether compound having no fluorine atom as another solvent, the ratio of the mass of the ether compound having no fluorine atom to the total mass of the nonaqueous electrolyte is more reactive with the positive electrode and the negative electrode. From the viewpoint that it is easy to obtain a nonaqueous electrolyte solution that is low and hardly causes thermal runaway, it is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less.

非水電解液が過充電防止剤を含む場合、非水電解液の総質量に対する過充電防止剤の質量の割合は、0.01〜5質量%が好ましい。
過充電防止剤の割合が前記範囲内であれば、過充電による二次電池の破裂及び発火を抑制することが更に容易になり、二次電池をより安定に用いることができる。
When the non-aqueous electrolyte contains an overcharge inhibitor, the mass ratio of the overcharge inhibitor to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 to 5% by mass.
When the ratio of the overcharge inhibitor is within the above range, it becomes easier to suppress the secondary battery from bursting and firing due to overcharge, and the secondary battery can be used more stably.

非水電解液が特性改善助剤を含む場合、非水電解液の総質量に対する特性改善助剤の質量の割合は、0.01〜5質量%が好ましい。   When the non-aqueous electrolyte contains a property improving aid, the ratio of the mass of the property improving aid to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 to 5% by mass.

非水電解液が界面活性剤を含む場合、非水電解液の総質量に対する界面活性剤の質量の割合は、0.05〜5質量%が好ましく、0.05〜3質量%がより好ましく、0.05〜2質量%が更に好ましい。   When the non-aqueous electrolyte contains a surfactant, the ratio of the mass of the surfactant to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 0.05 to 5% by mass, more preferably 0.05 to 3% by mass, 0.05-2 mass% is still more preferable.

[セパレータ]
正極と負極の間には、短絡を防止するためにセパレータを介在させる。セパレータとしては、例えば、多孔膜が挙げられる。非水電解液は該多孔膜に含浸させて用いる。また、多孔膜に非水電解液を含浸させてゲル化させたものをゲル電解質として用いてもよい。
[Separator]
A separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. An example of the separator is a porous film. A non-aqueous electrolyte is used by impregnating the porous membrane. Moreover, you may use as a gel electrolyte what impregnated the porous film with the nonaqueous electrolyte solution, and was made to gelatinize.

多孔膜としては、非水電解液に対して安定であり、かつ保液性に優れるものを用いることができる。多孔膜としては、多孔性シート又は不織布が好ましい。
多孔膜の材料としては、フッ素樹脂(ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、エチレンとテトラフルオロエチレンのコポリマー等)、ポリイミド、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)等が挙げられ、耐酸化性、透気度、入手性等の点から、ポリオレフィンが好ましい。
As the porous film, one that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte and excellent in liquid retention can be used. As a porous film, a porous sheet or a nonwoven fabric is preferable.
Examples of porous membrane materials include fluororesins (polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, copolymers of ethylene and tetrafluoroethylene, etc.), polyimides, polyolefins (polyethylene, polypropylene, etc.), oxidation resistance, air permeability From the viewpoint of availability, polyolefin is preferred.

[電池外装体]
電池外装体の材料としては、ニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン、樹脂材料、フィルム材料等が挙げられる。
[Battery exterior]
Examples of the material for the battery outer package include nickel-plated iron, stainless steel, aluminum or an alloy thereof, nickel, titanium, a resin material, and a film material.

[形状]
本発明の非水電解液二次電池の形状は、用途に応じて選択すればよく、コイン型、円筒型、角型、ラミネート型等のいずれの形状であってもよい。また、正極及び負極の形状は、二次電池の形状に合わせて適宜選択することができる。
[shape]
The shape of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention may be selected according to the application, and may be any shape such as a coin shape, a cylindrical shape, a square shape, and a laminate shape. Moreover, the shape of a positive electrode and a negative electrode can be suitably selected according to the shape of a secondary battery.

[充電電圧]
本発明の非水電解液二次電池の一対の正極及び負極あたりの完全充電状態における開回路電圧は、高い電池容量が得られる点から、4.2V以上が好ましく、4.3V以上がより好ましく、4.35V以上が更に好ましい。
[Charging voltage]
The open circuit voltage in the fully charged state per pair of positive electrode and negative electrode of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is preferably 4.2 V or higher, more preferably 4.3 V or higher from the viewpoint of obtaining a high battery capacity. 4.35V or more is more preferable.

[作用効果]
以上説明した本発明の非水電解液二次電池にあっては、複合酸化物(I)を含む特定の正極と、含フッ素溶媒(α)及び環状カルボン酸エステル化合物を含む特定の非水電解液とを組み合わせているため、正極からの金属の溶出が低減される。更に、含フッ素溶媒(α)及び環状カルボン酸エステル化合物を含む非水電解液は、難燃性が高く、熱安定性に優れているため、本発明の非水電解液二次電池では熱暴走が起きにくい。
[Function and effect]
In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention described above, a specific positive electrode including the composite oxide (I), a specific non-aqueous electrolysis including a fluorine-containing solvent (α) and a cyclic carboxylic acid ester compound Since the liquid is combined, elution of the metal from the positive electrode is reduced. Furthermore, since the non-aqueous electrolyte containing the fluorine-containing solvent (α) and the cyclic carboxylic acid ester compound has high flame retardancy and excellent thermal stability, the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention has a thermal runaway. Is hard to get up.

以下、実施例によって本発明を詳細に説明するが、本発明は以下の記載によっては限定されない。例1、2、4〜9及び11〜14は実施例であり、例3、10及び15は比較例であり、例16は参考例である。なお、以下における略号は、下記のとおりである。
(リチウム塩)
LPF:LiPF
EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not limited by the following description. Examples 1, 2, 4 to 9 and 11 to 14 are examples, examples 3, 10 and 15 are comparative examples, and example 16 is a reference example. The abbreviations below are as follows.
(Lithium salt)
LPF: LiPF 6 .

(含フッ素溶媒(α))
AE3000:CFCHOCFCHF(商品名:AE-3000、旭硝子社製)、
HFE5510:CHFCFCHOCFCHFCF
HFE458:CHFCFCHOCFCHF
(Fluorine-containing solvent (α))
AE3000: CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 (trade name: AE-3000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.),
HFE5510: CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3,
HFE458: CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2.

(環状カルボン酸エステル化合物)
GBL:γ−ブチロラクトン。
(Cyclic carboxylic acid ester compound)
GBL: γ-butyrolactone.

(化合物(β))
EC:エチレンカーボネート、
EMC:エチルメチルカーボネート、
DMC:ジメチルカーボネート。
(Compound (β))
EC: ethylene carbonate,
EMC: ethyl methyl carbonate,
DMC: dimethyl carbonate.

[金属溶出評価]
1.金属溶出試験(A)
評価用セルを25℃に保たれた恒温槽内に設置し、充放電器に接続して、0.02Cに相当する定電流で3.4V(セル電圧、以下同じ。)まで定電流充電を行った後、0.2Cに相当する定電流で4.2Vまで充電を行い、更に充電電流が0.02Cの電流値に到達するまで定電圧充電を継続した。次いで、0.2Cに相当する定電流で3.0Vまで放電を行った。2サイクル目は、10分間の休止の後、0.2Cに相当する定電流で4.2Vまで定電流充電を行った後に、充電電流が0.02Cの電流値に到達するまで定電圧充電を行い、10分間の休止の後、3.0Vに到達するまで0.2Cの電流値で定電流放電を行った。3〜10サイクル目は2サイクル目と同様に行った。11サイクル目は、10分間の休止の後、1Cに相当する定電流で4.2Vまで定電流充電を行った後に、充電電流が0.02Cの電流値に到達するまで定電圧充電を行い、10分間の休止の後、3.0Vに到達するまで1Cの電流値で定電流放電を行った。その後、同様に合計200回の充放電を行った。なお、1Cとは、電池の基準容量を1時間で放電する電流量を意味する。
次いで、評価用セルから負極電極を回収し、ジメチルカーボネートで洗浄し、その後に真空乾燥して評価用サンプルとした。準備した負極サンプル表面を、大気非暴露X線光電子分光分析(測定装置;ULVAC−PHI社製5500、トランスファーベッセル使用)により観察し、Mnの析出量を求めることで、正極からのMn溶出量を評価した。
[Metal dissolution evaluation]
1. Metal dissolution test (A)
The evaluation cell is installed in a thermostatic chamber maintained at 25 ° C., connected to a charger / discharger, and constant current charging is performed up to 3.4 V (cell voltage, the same shall apply hereinafter) at a constant current corresponding to 0.02 C. After the charging, the battery was charged to 4.2 V with a constant current corresponding to 0.2 C, and the constant voltage charging was continued until the charging current reached a current value of 0.02 C. Next, the battery was discharged to 3.0 V at a constant current corresponding to 0.2C. In the second cycle, after a pause of 10 minutes, constant current charging was performed to 4.2 V with a constant current corresponding to 0.2 C, and then constant voltage charging was performed until the charging current reached a current value of 0.02 C. After 10 minutes of rest, constant current discharge was performed at a current value of 0.2 C until 3.0 V was reached. The 3rd to 10th cycles were performed in the same manner as the second cycle. In the eleventh cycle, after a pause of 10 minutes, after performing constant current charging to 4.2 V with a constant current corresponding to 1 C, constant voltage charging is performed until the charging current reaches a current value of 0.02 C, After a pause of 10 minutes, constant current discharge was performed at a current value of 1 C until 3.0V was reached. Thereafter, a total of 200 charge / discharge cycles were performed in the same manner. 1C means the amount of current that discharges the reference capacity of the battery in one hour.
Next, the negative electrode was collected from the evaluation cell, washed with dimethyl carbonate, and then vacuum dried to obtain an evaluation sample. The prepared negative electrode sample surface is observed by atmospheric non-exposed X-ray photoelectron spectroscopic analysis (measuring device: ULVAC-PHI 5500, using transfer vessel), and the amount of Mn elution from the positive electrode is determined by determining the amount of Mn deposited. evaluated.

2.金属溶出試験(B)
評価用セルを25℃に保たれた恒温槽内に設置し、金属溶出評価試験(A)の5サイクル目までと同様の手法により、0.2Cに相当する定電流で充放電を5回行った。その後、評価用セルを50℃に保たれた恒温槽内に移動し、充放電器に接続して、0.2Cに相当する定電流で4.2Vまで定電流充電を行った後、定電圧充電を120時間継続した。その後、0.2Cに相当する定電流で3.0Vまで放電を行った。
次いで、金属溶出評価試験(A)と同様の分析手法によって、Mnの溶出量を評価した。
2. Metal dissolution test (B)
The evaluation cell is placed in a thermostatic chamber maintained at 25 ° C., and charged and discharged five times at a constant current corresponding to 0.2 C by the same method as the fifth cycle of the metal elution evaluation test (A). It was. Thereafter, the evaluation cell was moved into a thermostat kept at 50 ° C., connected to a charger / discharger, and charged with constant current up to 4.2 V at a constant current corresponding to 0.2 C. Charging was continued for 120 hours. Then, it discharged to 3.0V with the constant current equivalent to 0.2C.
Subsequently, the elution amount of Mn was evaluated by the same analysis method as the metal elution evaluation test (A).

3.金属溶出試験(C)
充電電位を4.35Vに変更した以外は、金属溶出試験(B)と同様にしてMnの溶出量を評価した。
3. Metal dissolution test (C)
Except for changing the charging potential to 4.35 V, the elution amount of Mn was evaluated in the same manner as the metal elution test (B).

[熱安定性評価]
1.熱安定性試験(D)
評価用セルについて、以下の充放電サイクルを実施した。サイクル1〜4は、0.5Cに相当する電流で4.2Vまで定電流充電を行い、更に充電電流が0.02Cの電流値となるまで定電圧充電を行った。その後、0.2Cに相当する電流で3.0Vまで定電流放電を行った。サイクル5は、0.5Cに相当する電流で4.2Vまで定電流充電を行い、更に充電電流が0.02Cの電流値となるまで定電圧充電を行った。
その後、得られた充電状態の評価用セルをアルゴン雰囲気下で分解し、充電状態の正極を得た。得られた正極を、ジメチルカーボネート(2mL)で3回洗浄し、真空乾燥した後に、直径5mmに打ち抜き、SUS製の密封容器に入れ、更に各例の非水電解液(評価用セルに入っていた非水電解液と同じもの。)を2μL入れて封止し、評価サンプルとした。得られた各評価サンプルについて、示差走査熱量計(エスアイアイナノテクノロジー社製のDSC−6000)によって、温度範囲50〜350℃、昇温速度5℃/分で測定を行った。
評価は、前記測定における70℃での発熱量を基準にして、発熱量が1mWを超える発熱ピークのうち、最も低温に表れる発熱ピークのピークトップの温度を発熱ピーク温度として、以下の基準で行った。
◎(優良):発熱ピーク温度が300℃以上である。
○(良好):発熱ピーク温度が250℃以上300℃未満である。
△(不良):発熱ピーク温度が200℃以上250℃未満である。
×(極めて不良):発熱ピーク温度が200℃未満である。
[Thermal stability evaluation]
1. Thermal stability test (D)
The following charging / discharging cycle was implemented about the cell for evaluation. In cycles 1 to 4, constant current charging was performed up to 4.2 V at a current corresponding to 0.5 C, and constant voltage charging was performed until the charging current reached a current value of 0.02 C. Then, constant current discharge was performed to 3.0V with the electric current equivalent to 0.2C. In cycle 5, constant current charging was performed up to 4.2V at a current corresponding to 0.5C, and constant voltage charging was performed until the charging current reached a current value of 0.02C.
Thereafter, the obtained evaluation cell for a charged state was decomposed under an argon atmosphere to obtain a charged positive electrode. The obtained positive electrode was washed three times with dimethyl carbonate (2 mL), vacuum-dried, then punched out to a diameter of 5 mm, placed in a sealed container made of SUS, and further, the nonaqueous electrolyte solution in each example (in the evaluation cell). 2 μL of the same non-aqueous electrolyte solution) was sealed and used as an evaluation sample. About each obtained evaluation sample, it measured by the temperature range of 50-350 degreeC, and the temperature increase rate of 5 degree-C / min with the differential scanning calorimeter (DSC-6000 by SII nanotechnology company).
The evaluation was performed based on the following criteria, with the temperature at the top of the exothermic peak appearing at the lowest temperature among the exothermic peaks exceeding 1 mW based on the calorific value at 70 ° C. in the above measurement. It was.
(Excellent): Exothermic peak temperature is 300 ° C. or higher.
○ (good): Exothermic peak temperature is 250 ° C. or higher and lower than 300 ° C.
Δ (defect): Exothermic peak temperature is 200 ° C. or higher and lower than 250 ° C.
X (very poor): Exothermic peak temperature is less than 200 ° C.

2.熱安定性試験(E)
充電電位を4.5Vに変更した以外は、熱安定性試験(D)と同様にして熱安定性を評価した。
2. Thermal stability test (E)
The thermal stability was evaluated in the same manner as the thermal stability test (D) except that the charging potential was changed to 4.5V.

[例1]
(正極の製造)
硫酸ニッケル(II)・六水和物、硫酸コバルト(II)・七水和物、硫酸マンガン(II)・五水和物を、Ni:Co:Mn=20:15:65(モル比)となるように、かつNi、Co及びMnの合計濃度が1.5mol/Lとなるように、蒸留水に溶解して原料溶液を得た。硫酸アンモニウムを、濃度が0.75mol/Lとなるように蒸留水に溶解して硫酸アンモニウム水溶液を得た。炭酸ナトリウムを、濃度が1.5mol/Lとなるように蒸留水に溶解して炭酸ナトリウム水溶液を得た。
[Example 1]
(Manufacture of positive electrode)
Nickel sulfate (II) hexahydrate, cobalt sulfate (II) heptahydrate, manganese sulfate (II) pentahydrate, and Ni: Co: Mn = 20: 15: 65 (molar ratio) The raw material solution was obtained by dissolving in distilled water so that the total concentration of Ni, Co, and Mn was 1.5 mol / L. Ammonium sulfate was dissolved in distilled water to a concentration of 0.75 mol / L to obtain an aqueous ammonium sulfate solution. Sodium carbonate was dissolved in distilled water to a concentration of 1.5 mol / L to obtain an aqueous sodium carbonate solution.

次いで、2L(リットル)のバッフル付きガラス製反応槽に蒸留水を入れて、マントルヒータで30℃に加熱し、反応槽内の溶液を2段傾斜パドル型の撹拌翼で撹拌しながら、前記原料溶液を5.0g/分、硫酸アンモニウム水溶液を0.5g/分の速度で24時間かけて添加し、Ni、Co及びMnを含む共沈化合物(複合炭酸塩)を析出させた。なお、原料溶液の添加中は、反応槽内のpHを8.0に保つように炭酸ナトリウムを添加した。また、反応槽内の液量が2Lを超えないように連続的に液の抜き出しを行った。
得られた共沈化合物に対して、加圧ろ過と蒸留水への分散を繰り返して洗浄を行い、不純物イオンを取り除いた後に、120℃で15時間乾燥させた。
ICP(高周波誘導結合プラズマ)で、共沈化合物のNi、Co、及びMnの含有量を測定したところ、それぞれ9.6質量%、7.5質量%、30.7質量%であった(モル比でNi:Co:Mn=0.193:0.150:0.657)。
Subsequently, distilled water is put into a 2 L (liter) baffled glass reaction vessel, heated to 30 ° C. with a mantle heater, and the raw material is stirred while stirring the solution in the reaction vessel with a two-stage inclined paddle type stirring blade. The solution was added at a rate of 5.0 g / min and an aqueous ammonium sulfate solution at a rate of 0.5 g / min over 24 hours to precipitate a coprecipitate compound (composite carbonate) containing Ni, Co and Mn. During the addition of the raw material solution, sodium carbonate was added so as to keep the pH in the reaction vessel at 8.0. Further, the liquid was continuously extracted so that the amount of the liquid in the reaction tank did not exceed 2 L.
The obtained coprecipitated compound was washed by repeated filtration in pressure and dispersion in distilled water to remove impurity ions, and then dried at 120 ° C. for 15 hours.
When the contents of Ni, Co, and Mn of the coprecipitation compound were measured by ICP (high frequency inductively coupled plasma), they were 9.6% by mass, 7.5% by mass, and 30.7% by mass, respectively (moles). Ratio Ni: Co: Mn = 0.193: 0.150: 0.657).

次に、共沈化合物と炭酸リチウムとを、Ni、Co及びMnからなる遷移金属元素(X)に対するLiの比(Li/X)が1.41となるように混合し、酸素含有雰囲気下、850℃で16時間焼成し、リチウム含有複合酸化物からなる正極活物質(以下、化合物(1−1)と記す。)を得た。
化合物(1−1)の組成は、(Li0.170Ni0.160Co0.125Mn0.545)Oであった。化合物(1−1)のレーザー散乱粒度分布測定装置で測定した体積基準のD50粒子径は10.8μmであり、窒素吸着BET法を用いて測定した比表面積は7.0m/gであった。
Next, the coprecipitation compound and lithium carbonate are mixed so that the ratio of Li to the transition metal element (X) made of Ni, Co, and Mn (Li / X) is 1.41, and in an oxygen-containing atmosphere, It baked at 850 degreeC for 16 hours, and the positive electrode active material (henceforth a compound (1-1)) consisting of lithium containing complex oxide was obtained.
The composition of the compound (1-1) was (Li 0.170 Ni 0.160 Co 0.125 Mn 0.545) O 2. The volume-based D50 particle size of the compound (1-1) measured with a laser scattering particle size distribution measuring device was 10.8 μm, and the specific surface area measured using the nitrogen adsorption BET method was 7.0 m 2 / g. .

上記で得られた化合物(1−1)(10.0g)と、カーボンブラック(電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」、1.25g)とを混合し、自転公転式撹拌機(シンキー社製、あわとり練太郎AR−E310)を用いて、回転数2000rpmで1分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(10.0g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、3分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(2.2g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、3分間撹拌する工程を3回行った。更に、ポリフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液(11質量%、10.3g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌し、スラリーとした。該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔に200μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径18mmの円形に打ち抜いて評価用電極(正極)とした。   The compound (1-1) (10.0 g) obtained above and carbon black (trade name “Denka Black”, 1.25 g, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) are mixed together, and a rotation and revolution stirrer (Sinky The process of stirring for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm was performed three times using a product manufactured by Awatori Nertaro AR-E310). Next, N-methyl-2-pyrrolidone (10.0 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Next, N-methyl-2-pyrrolidone (2.2 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Furthermore, an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride (11% by mass, 10.3 g) was added, and the mixture was stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer to obtain a slurry. The slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm to a thickness of 200 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 18 mm to obtain an evaluation electrode (positive electrode).

(負極の製造)
人造黒鉛(9.1g)と、導電材であるカーボンブラック(電気化学工業社製、0.80g)を混合し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌した。次いで、2質量%のカルボキシメチルセルロース水溶液(9.0g)を添加し、更に前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、5分間撹拌する工程を2回行った。その後、固形分濃度を40質量%に調整したスチレン−ブタジエンゴム水性分散ラテックスバインダ(0.26g)を添加し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、5分間撹拌して電極塗工用スラリーを得た。
厚み20μmの銅箔上に、前記スラリーを150μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径19mmの円形に打ち抜いて負極とした。
(Manufacture of negative electrode)
Artificial graphite (9.1 g) and carbon black (0.80 g, manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive material were mixed and stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer. Subsequently, 2 mass% carboxymethylcellulose aqueous solution (9.0g) was added, and also the process of stirring for 5 minutes at the rotation speed of 2000 rpm was performed twice using the said stirrer. Thereafter, a styrene-butadiene rubber aqueous dispersion latex binder (0.26 g) adjusted to a solid content concentration of 40% by mass was added, and the mixture was stirred for 5 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the agitator. Got.
The slurry was applied to a thickness of 150 μm on a copper foil having a thickness of 20 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 19 mm to form a negative electrode.

(非水電解液の調製)
リチウム塩であるLPF(0.152g)を、含フッ素溶媒(α)であるAE3000(1.02g)中に拡散した後、環状カルボン酸エステル化合物であるGBL(0.344g)を混合して非水電解液を調製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
LPF (0.152 g), which is a lithium salt, is diffused into AE3000 (1.02 g), which is a fluorine-containing solvent (α), and then mixed with GBL (0.344 g), which is a cyclic carboxylic acid ester compound, to add non- A water electrolyte was prepared.

(評価用セルの製造)
前記正極と負極の間に、セパレータとしてポリオレフィン系微多孔膜を存在させ、そこに前記非水電解液を0.5mL添加し、評価用セルを作製した。
(Manufacture of evaluation cells)
A polyolefin microporous membrane was present as a separator between the positive electrode and the negative electrode, and 0.5 mL of the non-aqueous electrolyte was added thereto to produce an evaluation cell.

[例2、3]
液状組成物の組成を表1に示すとおりに変更した以外は、例1と同様にして非水電解液を調製した。また、該非水電解液を用いた以外は、例1と同様にして評価用セルを製造した。
[Examples 2 and 3]
A nonaqueous electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the liquid composition was changed as shown in Table 1. Further, an evaluation cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the nonaqueous electrolytic solution was used.

[例4]
以下の方法で製造した正極を用いた以外は、例1と同様にして評価用セルを製造した。
(正極の製造)
LiNi0.5Co0.2Mn0.3(AGCセイミケミカル社製、商品名「セリオンL」、32.0g。以下、化合物(2−1)と記す。)と、カーボンブラック(電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」、0.80g)とを混合し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、1分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(7.50g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、3分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(1.0g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、3分間撹拌する工程を3回行った。更に、ポリフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液(11質量%、7.45g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌し、スラリーとした。該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔に150μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径18mmの円形に打ち抜いて評価用電極(正極)とした。
[Example 4]
An evaluation cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode produced by the following method was used.
(Manufacture of positive electrode)
LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd., trade name “Selion L”, 32.0 g, hereinafter referred to as compound (2-1)) and carbon black (electric Chemical Industrial Co., Ltd., trade name “Denka Black”, 0.80 g) was mixed, and the process of stirring for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm was performed 3 times using the stirrer. Next, N-methyl-2-pyrrolidone (7.50 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotation speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Next, N-methyl-2-pyrrolidone (1.0 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Furthermore, an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride (11% by mass, 7.45 g) was added, and the mixture was stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer to obtain a slurry. The slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm to a thickness of 150 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 18 mm to obtain an evaluation electrode (positive electrode).

[例5〜10]
液状組成物の組成を表1に示すとおりに変更した以外は、例1と同様にして非水電解液を調製した。また、例4と同様にして製造した正極と、前記非水電解液を用いた以外は、例1と同様にして評価用セルを製造した。
[Examples 5 to 10]
A nonaqueous electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the liquid composition was changed as shown in Table 1. Further, an evaluation cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode produced in the same manner as in Example 4 and the non-aqueous electrolyte were used.

[例11]
以下の方法で製造した正極を用いた以外は、例1と同様にして評価用セルを製造した。
(正極の製造)
LiMn(Merck社製、32.0g。以下、化合物(3−1)と記す。)と、カーボンブラック(電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」、0.80g)とを混合し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、1分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(7.50g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで、3分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(1.0g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで3分間撹拌する工程を3回行った。更に、ポリフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液(11質量%、7.45g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌し、スラリーとした。該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔に150μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径18mmの円形に打ち抜いて評価用電極(正極)とした。
[Example 11]
An evaluation cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode produced by the following method was used.
(Manufacture of positive electrode)
LiMn 2 O 4 (manufactured by Merck, 32.0 g, hereinafter referred to as compound (3-1)) and carbon black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo, trade name “Denka Black”, 0.80 g) are mixed. Then, the step of stirring for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the agitator was performed three times. Next, N-methyl-2-pyrrolidone (7.50 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotation speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Then, N-methyl-2-pyrrolidone (1.0 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Furthermore, an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride (11% by mass, 7.45 g) was added, and the mixture was stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer to obtain a slurry. The slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm to a thickness of 150 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 18 mm to obtain an evaluation electrode (positive electrode).

[例12〜15]
液状組成物の組成を表2に示すとおりに変更した以外は、例1と同様にして非水電解液を調製した。また、例7と同様にして製造した正極と、前記非水電解液を用いた以外は、例1と同様にして評価用セルを製造した。
[Examples 12 to 15]
A nonaqueous electrolytic solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the composition of the liquid composition was changed as shown in Table 2. Further, an evaluation cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode produced in the same manner as in Example 7 and the non-aqueous electrolyte were used.

[例16]
以下の方法で製造した正極を用いた以外は、例1と同様にして評価用セルを製造した。
(正極の製造)
LiCoO(AGCセイミケミカル社製、32.0g。以下、化合物(9)と記す。)と、カーボンブラック(電気化学工業社製、商品名「デンカブラック」、0.80g)とを混合し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(7.50g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで3分間撹拌する工程を3回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(1.0g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで3分間撹拌する工程を3回行った。更に、ポリフッ化ビニリデンのN−メチル−2−ピロリドン溶液(11質量%、7.45g)を加えて、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌し、スラリーとした。該スラリーを厚さ20μmのアルミニウム箔に150μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径18mmの円形に打ち抜いて評価用電極(正極)とした。
[Example 16]
An evaluation cell was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode produced by the following method was used.
(Manufacture of positive electrode)
LiCoO 2 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., 32.0 g, hereinafter referred to as compound (9)) and carbon black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name “Denka Black”, 0.80 g) are mixed, The step of stirring for 1 minute at a rotation speed of 2000 rpm using the agitator was performed three times. Then, N-methyl-2-pyrrolidone (7.50 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Then, N-methyl-2-pyrrolidone (1.0 g) was added, and the step of stirring for 3 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Furthermore, an N-methyl-2-pyrrolidone solution of polyvinylidene fluoride (11% by mass, 7.45 g) was added, and the mixture was stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer to obtain a slurry. The slurry was applied to an aluminum foil having a thickness of 20 μm to a thickness of 150 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 18 mm to obtain an evaluation electrode (positive electrode).

各例の金属溶出評価及び熱安定性評価の結果を表1及び表2に示す。なお、表1及び表2の例1〜15における金属溶出評価では、「0」はMnの溶出が見られないことを意味し、「+」はMnの溶出が見られることを意味する。例16では、「0」はCoの溶出が見られないことを意味し、「+」はCoの溶出が見られることを意味する。また、「+」の数が多いほどMn又はCoの溶出量が多いことを意味する。「/」は未実施を意味する。   Tables 1 and 2 show the results of metal elution evaluation and thermal stability evaluation in each example. In the metal elution evaluation in Examples 1 to 15 of Table 1 and Table 2, “0” means that no Mn elution is observed, and “+” means that Mn elution is observed. In Example 16, “0” means that no Co elution is observed, and “+” means that Co elution is observed. In addition, the greater the number of “+”, the greater the elution amount of Mn or Co. “/” Means not implemented.

Figure 2015046172
Figure 2015046172

Figure 2015046172
Figure 2015046172

表1、及び2に示すように、化合物(1−1)を含む正極と、含フッ素溶媒(α)及び環状カルボン酸エステル化合物を含む非水電解液とを組み合わせた例1、及び2では、非水電解液にECとEMCを用いた例3に比べて、Mnの溶出量が低減された。また、例1、及び2では、例3に比べて熱安定性も優れていた。
化合物(2−1)を含む正極と、含フッ素溶媒(α)及び環状カルボン酸エステル化合物を含む非水電解液とを組み合わせた例4及び6では、非水電解液にECとEMCを用いた例10に比べて、Mnの溶出量が低減された。また、例4〜9では、例10に比べて、熱安定性にも優れていた。
(N+N)/NLiが7を超える例8と、非水電解液の総質量に対する含フッ素溶媒(α)の質量割合が30%未満であり、飽和鎖状カーボネート化合物の質量割合が30%以上である例9は、例10と比べて熱安定性に優れていたが、Mnの溶出が確認された。(N+N)/NLiが7以下であり、含フッ素溶媒(α)の質量割合は30%以上、飽和鎖状カーボネートの質量割合は30%以下とすることがより好ましいと考えられる。
化合物(3−1)を含む正極と、含フッ素溶媒(α)及び環状カルボン酸エステル化合物を含む非水電解液とを組み合わせた例11〜14では、非水電解液にECとEMCを用いた例15に比べて、Mnの溶出量が低減された。また、例11〜13では、例15に比べて熱安定性も優れていた。
非水電解液の総質量に対する含フッ素溶媒(α)の質量割合が30%未満であり、飽和鎖状カーボネート化合物の質量割合が30%以上である例14は、例11〜13に比べてMnの溶出量や熱安定性がやや劣り、この場合も含フッ素溶媒(α)の質量割合を30%以上、飽和鎖状カーボネートの質量割合を30%以下とすることがより好ましいと考えられる。
As shown in Tables 1 and 2, in Examples 1 and 2 in which the positive electrode containing the compound (1-1) and the nonaqueous electrolytic solution containing the fluorine-containing solvent (α) and the cyclic carboxylic acid ester compound were combined, Compared with Example 3 in which EC and EMC were used for the non-aqueous electrolyte, the elution amount of Mn was reduced. In Examples 1 and 2, the thermal stability was also superior to that in Example 3.
In Examples 4 and 6 in which the positive electrode containing the compound (2-1) and the nonaqueous electrolytic solution containing the fluorinated solvent (α) and the cyclic carboxylic acid ester compound were combined, EC and EMC were used as the nonaqueous electrolytic solution. Compared to Example 10, the elution amount of Mn was reduced. Moreover, in Examples 4-9, compared with Example 10, it was excellent also in thermal stability.
Example 8 in which (N A + N B ) / N Li exceeds 7, and the mass ratio of the fluorinated solvent (α) to the total mass of the nonaqueous electrolyte is less than 30%, and the mass ratio of the saturated chain carbonate compound is Although Example 9 which is 30% or more was superior in thermal stability to Example 10, elution of Mn was confirmed. (N A + N B) / N Li is not less than 7, the mass ratio of the fluorine-containing solvent (alpha) is more than 30%, mass fraction of saturated linear carbonate is considered to be more preferable to be 30% or less.
In Examples 11 to 14 in which the positive electrode including the compound (3-1) and the nonaqueous electrolytic solution including the fluorinated solvent (α) and the cyclic carboxylic acid ester compound were combined, EC and EMC were used as the nonaqueous electrolytic solution. Compared with Example 15, the elution amount of Mn was reduced. Moreover, in Examples 11-13, compared with Example 15, thermal stability was also excellent.
Example 14 in which the mass ratio of the fluorine-containing solvent (α) to the total mass of the non-aqueous electrolyte is less than 30% and the mass ratio of the saturated chain carbonate compound is 30% or more is Mn as compared with Examples 11-13. In this case, it is considered more preferable that the mass ratio of the fluorine-containing solvent (α) is 30% or more and the mass ratio of the saturated chain carbonate is 30% or less.

表2に示すように、Mnを含まない化合物(9)の正極と、非水電解液にECとEMCを用いた例16は、Mnを含む正極活物質を用いた例3、例10、及び例15と比べて、金属の溶出量が比較的少なく、Mnを含む正極活物質は、金属溶出が大きな課題であることが確認された。
本発明は、他の金属種に比べて特に溶出の多いMnの溶出抑制に効果的であることが分かった。
As shown in Table 2, Example 16 using the positive electrode of the compound (9) not containing Mn, and EC and EMC in the non-aqueous electrolyte were Example 3, Example 10 using a positive electrode active material containing Mn, and Compared with Example 15, the amount of metal elution was relatively small, and the positive electrode active material containing Mn was confirmed to have a large problem of metal elution.
It has been found that the present invention is effective in suppressing elution of Mn, which is particularly eluted as compared with other metal species.

本発明のリチウムイオン二次電池は、携帯電話、携帯ゲーム機、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、電動工具、ノートパソコン、携帯情報端末、携帯音楽プレーヤー、電気自動車、ハイブリット式自動車、電車、航空機、人工衛星、潜水艦、船舶、無停電電源装置、ロボット、電力貯蔵システム等の分野で適用可能である。特に、電気自動車、ハイブリット式自動車、電車、航空機、人工衛星、潜水艦、船舶、無停電電源装置、ロボット、電力貯蔵システム等の分野における大型二次電池として有用である。   The lithium ion secondary battery of the present invention includes a mobile phone, a portable game machine, a digital camera, a digital video camera, an electric tool, a notebook computer, a portable information terminal, a portable music player, an electric vehicle, a hybrid vehicle, a train, an aircraft, an artificial It can be applied in the fields of satellites, submarines, ships, uninterruptible power supplies, robots, power storage systems, etc. In particular, it is useful as a large-sized secondary battery in the fields of electric vehicles, hybrid vehicles, trains, aircraft, artificial satellites, submarines, ships, uninterruptible power supplies, robots, power storage systems, and the like.

なお、2013年9月24日に出願された日本特許出願2013−197588号の明細書、特許請求の範囲、及び要約書の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。   The entire contents of the specification, claims, and abstract of Japanese Patent Application No. 2013-197588 filed on September 24, 2013 are incorporated herein as the disclosure of the specification of the present invention. Is.

Claims (13)

正極、負極、及び非水電解液を有する非水電解液二次電池であって、
前記正極が、下式(1)で表される化合物、下式(2)で表される化合物、及び下式(3)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種のリチウム遷移金属複合酸化物を含み、
前記非水電解液が、リチウム塩及び液状組成物を含み、
前記液状組成物が、含フッ素エーテル化合物、含フッ素鎖状カルボン酸エステル化合物及び含フッ素鎖状カーボネート化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の含フッ素溶媒(α)と、環状カルボン酸エステル化合物とを含むことを特徴とする非水電解液二次電池。
Li(LiMnMe )O ・・・(1)
LiNiCoMnMe ・・・(2)
Li(1+p)Mn(2−p−q)Me ・・・(3)
(式(1)中、Meは、Co、Ni、Cr、Fe、Al、Ti、Zr及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0.09<a<0.3、0.4≦b/(b+c)≦0.8、a+b+c=1、1.9<d<2.1、0≦e≦0.1である。
式(2)中、Meは、Cr、Fe、Al、Ti、Zr及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0.90≦f≦1.10、0.20≦g≦0.50、0.10≦h≦0.50、0.20≦i≦0.50、0≦j≦0.05、f+g+h+i+j=2である。
式(3)中、Meは、Co、Ni、Cr、Fe、Zn、Cu、Al及びMgからなる群から選ばれる少なくとも1種の元素であり、0≦p≦0.20、0≦q<1.00である。)
A non-aqueous electrolyte secondary battery having a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
The positive electrode is at least one lithium transition metal selected from the group consisting of a compound represented by the following formula (1), a compound represented by the following formula (2), and a compound represented by the following formula (3): Containing complex oxides,
The non-aqueous electrolyte includes a lithium salt and a liquid composition,
The liquid composition comprises at least one fluorine-containing solvent (α) selected from the group consisting of a fluorine-containing ether compound, a fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound and a fluorine-containing chain carbonate compound, a cyclic carboxylic acid ester compound, A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising:
Li (Li a Mn b Me 1 c) O d F e ··· (1)
Li f Ni g Co h Mn i Me 2 j O 2 ··· (2)
Li (1 + p) Mn (2-pq) Me 3 p O 4 (3)
(In the formula (1), Me 1 is at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Cr, Fe, Al, Ti, Zr and Mg, and 0.09 <a <0.3, 0.4 ≦ b / (b + c) ≦ 0.8, a + b + c = 1, 1.9 <d <2.1, and 0 ≦ e ≦ 0.1.
In formula (2), Me 2 is at least one element selected from the group consisting of Cr, Fe, Al, Ti, Zr and Mg, and 0.90 ≦ f ≦ 1.10, 0.20 ≦ g ≦ 0.50, 0.10 ≦ h ≦ 0.50, 0.20 ≦ i ≦ 0.50, 0 ≦ j ≦ 0.05, and f + g + h + i + j = 2.
In formula (3), Me 3 is at least one element selected from the group consisting of Co, Ni, Cr, Fe, Zn, Cu, Al, and Mg, and 0 ≦ p ≦ 0.20, 0 ≦ q <1.00. )
前記非水電解液の総質量に対する前記含フッ素溶媒(α)の質量の割合が30〜80質量%である、請求項1に記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein a ratio of the mass of the fluorinated solvent (α) to the total mass of the nonaqueous electrolyte is 30 to 80 mass%. 前記液状組成物が、飽和環状カーボネート化合物、フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物、飽和環状スルホン化合物(但し、リチウム塩を除く。)及びリン酸エステル化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物(β)を更に含む、請求項1又は2に記載の非水電解液二次電池。   The liquid composition is at least one selected from the group consisting of a saturated cyclic carbonate compound, a saturated chain carbonate compound having no fluorine atom, a saturated cyclic sulfone compound (excluding a lithium salt) and a phosphate ester compound. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 1 or 2, further comprising a compound (β). 前記非水電解液の総質量に対する、前記フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物の質量の割合が30質量%以下である、請求項3に記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 3, wherein the ratio of the mass of the saturated chain carbonate compound having no fluorine atom to the total mass of the nonaqueous electrolyte is 30% by mass or less. 前記非水電解液の総質量に対する、前記飽和環状カーボネート化合物の質量と前記フッ素原子を有しない飽和鎖状カーボネート化合物の質量との合計質量の割合が30質量%以下である、請求項3又は4に記載の非水電解液二次電池。   The ratio of the total mass of the mass of the saturated cyclic carbonate compound and the mass of the saturated chain carbonate compound having no fluorine atom with respect to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is 30% by mass or less. A nonaqueous electrolyte secondary battery according to 1. 前記リチウム塩由来のリチウム原子の総モル数(NLi)に対する前記環状カルボン酸エステル化合物の総モル数(N)の比率であるN/NLiが1.5〜7.0であり、
前記NLiに対する、前記Nと、前記化合物(β)の総モル数(N)との和の比率である(N+N)/NLiが3.0〜7.0である、請求項3〜5のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。
N A / N Li which is the ratio of the total number of moles of the cyclic carboxylic acid ester compound (N A ) to the total number of moles of lithium atoms derived from the lithium salt (N Li ) is 1.5 to 7.0,
Wherein for N Li, said N A, the compound is the ratio of the sum of the total number of moles (N B) of (β) (N A + N B) / N Li is 3.0 to 7.0, The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 3 to 5.
前記非水電解液の総質量に対する、前記環状カルボン酸エステル化合物の質量の割合が4〜50質量%である、請求項1〜6のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 6, wherein a ratio of the mass of the cyclic carboxylic acid ester compound to the total mass of the nonaqueous electrolyte solution is 4 to 50 mass%. 前記含フッ素溶媒(α)が、前記含フッ素エーテル化合物を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 7, wherein the fluorine-containing solvent (α) contains the fluorine-containing ether compound. 前記含フッ素エーテル化合物が、下式(4)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項8に記載の非水電解液二次電池。
−O−R ・・・(4)
(但し、式中、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1〜10のアルキル基、炭素数3〜10のシクロアルキル基、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、炭素数3〜10のフッ素化シクロアルキル基、1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のアルキル基、又は、1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基であり、R及びRの一方又は両方は、炭素数1〜10のフッ素化アルキル基、炭素数3〜10のフッ素化シクロアルキル基、又は1個以上のエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜10のフッ素化アルキル基である。)
The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 8, wherein the fluorine-containing ether compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (4).
R 1 —O—R 2 (4)
(In the formula, R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, or 3 carbon atoms. -10 fluorinated cycloalkyl group, 1 to 10 carbon atoms having 1 or more etheric oxygen atoms, or 2 to 10 carbon atoms having 1 or more etheric oxygen atoms. And one or both of R 1 and R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a fluorinated cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, or a carbon number having one or more etheric oxygen atoms. 2-10 fluorinated alkyl groups.)
前記式(4)で表される化合物が、CFCHOCFCHF、CFCHOCFCHFCF、CHFCFCHOCFCHF、CHCHCHOCFCHF、CHCHOCFCHF、及びCHFCFCHOCFCHFCFからなる群から選ばれる少なくとも1種を含む、請求項9に記載の非水電解液二次電池。The compound represented by the formula (4) is CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 , CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CH 3 CH 2 CH 2 OCF 2 CHF The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 9, comprising at least one selected from the group consisting of 2 , CH 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , and CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 . 前記環状カルボン酸エステル化合物が、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン及びε−カプロラクトンからなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte solution 2 according to any one of claims 1 to 10, wherein the cyclic carboxylic acid ester compound is at least one selected from the group consisting of γ-butyrolactone, γ-valerolactone, and ε-caprolactone. Next battery. 一対の正極及び負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が4.35V以上である、請求項1〜11のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。   The non-aqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 11, wherein an open circuit voltage in a fully charged state per pair of positive electrode and negative electrode is 4.35V or more. 前記リチウム塩がLiPFを含む、請求項1〜12のいずれか一項に記載の非水電解液二次電池。The lithium salt includes LiPF 6, a nonaqueous electrolyte secondary battery according to any one of claims 1 to 12.
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