JPWO2015046173A1 - Lithium ion secondary battery - Google Patents

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豊和 遠田
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祐 小野崎
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Abstract

非水電解液と電極との反応性が小さく、発熱量が低減され、熱暴走が起きにくいリチウムイオン二次電池を提供する。活物質、媒体、該媒体に可溶な樹脂(A)、及び該媒体に分散又は乳化する樹脂(B)からなる電極合剤を用いて作製された電極(正極及び負極の少なくとも一方)と、電解質及び液状組成物を含む非水電解液と、を有し、前記電解質がリチウム塩であり、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、リチウムイオン二次電池。Provided is a lithium ion secondary battery in which reactivity between a non-aqueous electrolyte and an electrode is small, a calorific value is reduced, and thermal runaway is unlikely to occur. An electrode (at least one of a positive electrode and a negative electrode) produced by using an electrode mixture comprising an active material, a medium, a resin (A) soluble in the medium, and a resin (B) dispersed or emulsified in the medium; A non-aqueous electrolyte containing an electrolyte and a liquid composition, wherein the electrolyte is a lithium salt, and the liquid composition comprises a fluorine-containing ether compound, a fluorine-containing chain carboxylic acid ester compound, and a fluorine-containing chain carbonate A lithium ion secondary battery comprising at least one fluorine-containing solvent (α) selected from the group consisting of compounds and a cyclic carboxylic acid ester compound.

Description

本発明は、安全性の高いリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a highly safe lithium ion secondary battery.

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リチウムイオン二次電池が広く用いられている。リチウムイオン二次電池の非水電解液の溶媒としては、リチウム塩を良好に溶解することで高いイオン伝導度を発現できる点、広い電位窓を有する点から、カーボネート系溶媒(エチレンカーボネート、ジメチルカーボネート等)が広く用いられている。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。   2. Description of the Related Art Lithium ion 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 solvent for a non-aqueous electrolyte solution of a lithium ion secondary battery, a carbonate-based solvent (ethylene carbonate, dimethyl carbonate) is used because it can exhibit high ionic conductivity by dissolving lithium salt well and has a wide potential window. Etc.) are widely used. However, since the carbonate-based solvent is flammable, there is a risk of ignition due to heat generation of the battery.

そこで、難燃性に優れたリチウムイオン二次電池として、含フッ素溶媒を用いた非水電解液を有するリチウムイオン二次電池が提案されている。
例えば、難燃性で、良好な電池特性(サイクル特性、放電容量)を有するものとして、含フッ素溶媒、非フッ素系環状カーボネート、非フッ素系環状エステル及びリチウム塩を含む非水電解液と、電極とを有するリチウムイオン二次電池が知られている(特許文献1)。該リチウムイオン二次電池の正極には、正極活物質であるLiCoO、導電付与剤であるカーボンブラック、結着剤であるポリフッ化ビニリデン、及び媒体であるN−メチル−2−ピロリドンを含む電極合剤を用いて作製された正極等が用いられている。また、負極には、負極活物質である人造黒鉛粉末、結着剤であるスチレン−ブタジエンゴム、及び媒体である蒸留水を含む電極合剤を用いて作製された負極等が用いられている。
Then, the lithium ion secondary battery which has the non-aqueous electrolyte using a fluorine-containing solvent as a lithium ion secondary battery excellent in the flame retardance is proposed.
For example, a non-aqueous electrolyte containing a fluorinated solvent, a non-fluorinated cyclic carbonate, a non-fluorinated cyclic ester, and a lithium salt as a flame retardant and having good battery characteristics (cycle characteristics, discharge capacity), and an electrode There is known a lithium ion secondary battery having the following (Patent Document 1). The positive electrode of the lithium ion secondary battery includes an electrode containing LiCoO 2 as a positive electrode active material, carbon black as a conductivity-imparting agent, polyvinylidene fluoride as a binder, and N-methyl-2-pyrrolidone as a medium. A positive electrode or the like produced using a mixture is used. Moreover, the negative electrode etc. which were produced using the electrode mixture containing artificial graphite powder which is a negative electrode active material, the styrene-butadiene rubber which is a binder, and distilled water which is a medium are used for the negative electrode.

ところで、一般に、二次電池は使用時のジュール熱、あるいは外部からの加熱等によって電池温度が上昇するが、電池温度が150℃を超えるような高温に達すると熱暴走が起きて電池が破損することがある。熱暴走が起きる要因としては、電解液中の成分と電極とが反応し、電解液中の成分が分解することによる発熱が知られている。そのため、リチウムイオン二次電池においても、非水電解液と電極との反応性をより小さくして発熱量を低減することが重要である。   By the way, in general, the battery temperature of a secondary battery rises due to Joule heat during use or external heating, but if the battery temperature reaches a high temperature exceeding 150 ° C., a thermal runaway occurs and the battery is damaged. Sometimes. As a cause of thermal runaway, heat generation due to a reaction between a component in the electrolytic solution and an electrode and decomposition of the component in the electrolytic solution is known. Therefore, in a lithium ion secondary battery, it is important to reduce the calorific value by reducing the reactivity between the non-aqueous electrolyte and the electrode.

特開2008−192504号公報JP 2008-192504 A

特許文献1のようなリチウムイオン二次電池について本発明者等が検討したところ、より大きなエネルギーを必要とする電気自動車の車載電源等への適用を考えると、非水電解液と電極との反応による発熱量の低減はまだまだ不充分であった。   When the present inventors examined about a lithium ion secondary battery like patent document 1, when the application to the vehicle-mounted power supply etc. of an electric vehicle which requires a bigger energy is considered, reaction of a non-aqueous electrolyte and an electrode The amount of heat generated by the heat was still insufficient.

本発明は、非水電解液と電極との反応性が小さく、それらの反応による発熱量が低減され、熱暴走が起きにくく、安全性の高いリチウムイオン二次電池を提供する。   The present invention provides a lithium ion secondary battery that has low reactivity between a non-aqueous electrolyte and an electrode, reduces the amount of heat generated by the reaction, hardly causes thermal runaway, and has high safety.

本発明は、前記の課題を達成するためのものであり、その要旨は以下とおりである。
[1]正極及び負極の少なくとも一方が、活物質、媒体、該媒体に可溶な樹脂(A)、及び該媒体に分散又は乳化する樹脂(B)を含む電極合剤を用いて作製された電極であり、
前記非水電解液が、電解質及び液状組成物を含み、
前記電解質がリチウム塩であり、
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リチウムイオン二次電池。
[2]正極と負極と非水電解液とを備えたリチウムイオン二次電池であって、
正極および負極の少なくとも一方が、活物質、水性媒体に可溶な樹脂(A−I)および水性媒体に分散または乳化する樹脂(B−I)を含み、
前記非水電解液が、電解質および液状組成物を含み、
前記電解質がリチウム塩であり、
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およ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、リチウムイオン二次電池。
[3]前記水性媒体に可溶な樹脂(A−I)が、水に対する溶解度が0.5質量%以上の樹脂であり、前記水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)が、水に対する溶解度が0.5質量%未満の樹脂である、前記[1]又は[2]に記載のリチウムイオン二次電池。
[4]前記負極が、活物質、水性媒体に可溶な樹脂(A−I)及び水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)を含む、前記[1]〜 [3]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[5]前記正極が、活物質、水性媒体に可溶な樹脂(A−I)及び水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)を含む、前記[1]〜[3]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[6]正極と負極と非水電解液とを備えたリチウムイオン二次電池であって、
正極および負極の少なくとも一方が、活物質、有機溶媒に可溶な樹脂(A−II)および有機溶媒に分散または乳化する樹脂(B−II)を含み、
前記非水電解液が、電解質および液状組成物を含み、
前記電解質がリチウム塩であり、
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およ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、リチウムイオン二次電池。
[7]前記有機溶媒に可溶な樹脂(A−II)が、N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%以上の樹脂であり、前記水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−II)が、N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%未満の樹脂である、前記[1]又は[6]に記載のリチウムイオン二次電池。
[8]前記媒体が水性媒体である、前記[1]に記載のリチウムイオン二次電池。
[9]前記樹脂(A−I)が、Li、Na、Ca2+、Mg2+及びNH からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む樹脂である、前記[1]〜[5]又は[8]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[10]前記樹脂(A−I)が、カルボキシメチルセルロース又はポリアクリル酸若しくはその塩類である、前記[1]〜[5]、[8]又は[9]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[11]前記樹脂(B)が軟質重合体である、前記[1]〜[10]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[12]前記樹脂(B)の平均粒径が10〜1000nmである、前記[1]〜[11]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[13]前記正極が、リチウムイオンを吸蔵及び放出でき、遷移金属を含む正極活物質を前記活物質とする正極である、前記[1]〜[12]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[14]前記負極が、リチウムイオンを吸蔵及び放出できる炭素系材料を含む負極活物質を前記活物質とする負極である、前記[1]〜[13]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[15]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1〜10である、前記[1〜は[14]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[16]前記含フッ素溶媒(α)が、含フッ素エーテル化合物を含む、前記[1]〜[15]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[17]前記含フッ素エーテル化合物が、下式(1)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[16]に記載のリチウムイオン二次電池。
−O−R ・・・(1)
(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。)
[18]前記式(1)で表される化合物が、CFCHOCFCHF、CHFCFCHOCFCHF、CFCFCHOCFCHF、CFCHOCFCHFCF、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[17]に記載のリチウムイオン二次電池。
[19]前記環状カルボン酸エステル化合物が、下式(5)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[1]〜[18]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。

Figure 2015046173
(但し、式中、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。)
[20]前記リチウム塩がLiPFを含む、前記[1]〜[19]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
[21]前記非水電解液中の前記リチウム塩の含有量が0.1〜3.0mol/Lであり、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4〜70質量%である、前記[1]〜[20]のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。The present invention is for achieving the above-mentioned problems, and the gist thereof is as follows.
[1] At least one of a positive electrode and a negative electrode was prepared using an electrode mixture containing an active material, a medium, a resin (A) soluble in the medium, and a resin (B) dispersed or emulsified in the medium. Electrodes,
The non-aqueous electrolyte includes an electrolyte and a liquid composition,
The electrolyte is a lithium salt;
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 lithium ion secondary battery comprising:
[2] A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
At least one of the positive electrode and the negative electrode contains an active material, a resin (AI) that is soluble in an aqueous medium, and a resin (BI) that is dispersed or emulsified in an aqueous medium,
The non-aqueous electrolyte includes an electrolyte and a liquid composition,
The electrolyte is a lithium salt;
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, Lithium ion secondary battery.
[3] The resin (AI) soluble in the aqueous medium is a resin having a solubility in water of 0.5% by mass or more, and the resin (BI) dispersed or emulsified in the aqueous medium is water. The lithium ion secondary battery according to the above [1] or [2], which is a resin having a solubility of less than 0.5% by mass.
[4] Any one of [1] to [3], wherein the negative electrode includes an active material, a resin (AI) soluble in an aqueous medium, and a resin (BI) dispersed or emulsified in an aqueous medium. The lithium ion secondary battery according to one item.
[5] Any of the above [1] to [3], wherein the positive electrode contains an active material, a resin (AI) soluble in an aqueous medium, and a resin (BI) dispersed or emulsified in an aqueous medium The lithium ion secondary battery according to one item.
[6] A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
At least one of the positive electrode and the negative electrode includes an active material, a resin (A-II) soluble in an organic solvent, and a resin (B-II) dispersed or emulsified in an organic solvent,
The non-aqueous electrolyte includes an electrolyte and a liquid composition,
The electrolyte is a lithium salt;
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, Lithium ion secondary battery.
[7] The resin (A-II) soluble in the organic solvent is a resin having a solubility in N-methyl-2-pyrrolidone of 0.5% by mass or more, and is a resin (B that is dispersed or emulsified in the aqueous medium) The lithium ion secondary battery according to [1] or [6], wherein -II) is a resin having a solubility in N-methyl-2-pyrrolidone of less than 0.5% by mass.
[8] The lithium ion secondary battery according to [1], wherein the medium is an aqueous medium.
[9] The above [1] to [5], wherein the resin (AI) is a resin containing at least one selected from the group consisting of Li + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ and NH 4 + . Or the lithium ion secondary battery as described in any one of [8].
[10] The lithium ion according to any one of [1] to [5], [8], or [9], wherein the resin (AI) is carboxymethyl cellulose, polyacrylic acid, or a salt thereof. Secondary battery.
[11] The lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [10], wherein the resin (B) is a soft polymer.
[12] The lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [11], wherein the resin (B) has an average particle size of 10 to 1000 nm.
[13] The lithium ion according to any one of [1] to [12], wherein the positive electrode is a positive electrode that can occlude and release lithium ions and uses a positive electrode active material containing a transition metal as the active material. Secondary battery.
[14] The lithium ion according to any one of [1] to [13], wherein the negative electrode is a negative electrode having a negative electrode active material containing a carbon-based material capable of occluding and releasing lithium ions as the active material. Secondary battery.
[15] 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 to 10, [1 to is the lithium ion secondary battery according to any one of [14].
[16] The lithium ion secondary battery according to any one of [1] to [15], wherein the fluorine-containing solvent (α) includes a fluorine-containing ether compound.
[17] The lithium ion secondary battery according to [16], wherein the fluorine-containing ether compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (1).
R 1 —O—R 2 (1)
(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 to 10 carbon atoms. A fluorinated cycloalkyl group, an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms, or a fluorinated alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms. , 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 2 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms. 10 fluorinated alkyl groups.)
[18] The compound represented by the formula (1) is CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , or CF 3 CH 2. OCF 2 CHFCF 3, and CHF 2 CF containing at least one selected from the group consisting of 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3, lithium ion secondary battery according to [17].
[19] The lithium according to any one of [1] to [18], wherein the cyclic carboxylic acid ester compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (5): Ion secondary battery.
Figure 2015046173
(In the formula, 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 ethers. An alkyl group having 2 to 3 carbon atoms having a reactive oxygen atom, n is an integer of 1 to 3)
[20] The lithium salt includes LiPF 6, wherein [1] The lithium ion secondary battery according to any one of - [19].
[21] The content of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is 0.1 to 3.0 mol / L, and the ratio of the mass of the cyclic carboxylic acid ester compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is 4 Lithium ion secondary battery as described in any one of said [1]-[20] which is -70 mass%.

本発明のリチウムイオン二次電池は、非水電解液と電極との反応性が小さく、それらの反応による発熱量が低減されており、熱暴走が起きにくい。   The lithium ion secondary battery of the present invention has a low reactivity between the non-aqueous electrolyte and the electrode, the amount of heat generated by the reaction is reduced, and thermal runaway is unlikely to occur.

例12と例13におけるN/NLiと総発熱量の関係を示したグラフ。Graph showing the relationship between the N A / N Li and total amount of heat generation in Example 12 and Example 13. 例14と例15におけるLiPF濃度と総発熱量の関係を示したグラフ。Graph showing the relationship between the concentration of LiPF 6 and the total amount of heat generation in Example 14 and Example 15. 例16と例17における、AE3000比率と総発熱量の関係を示したグラフ。The graph which showed the relationship between the AE3000 ratio and the total calorific value in Example 16 and Example 17. 例18と例19におけるN/NLiと総発熱量の関係を示したグラフ。Graph showing the relationship between the N A / N Li and total amount of heat generation in Example 18 and Example 19. 例20と例21におけるLiPF濃度と総発熱量の関係を示したグラフ。Graph showing the relationship between the concentration of LiPF 6 and the total amount of heat generated at Example 20 and Example 21. 例22と例23における、AE3000比率と総発熱量の関係を示したグラフ。The graph which showed the relationship between the AE3000 ratio and the total calorific value in Example 22 and Example 23.

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。
「軟質重合体」とは、示差走査熱量法により測定したガラス転移温度が30℃以下の重合体を意味する。軟質重合体のガラス転移温度は、15℃以下が好ましく、5℃以下が特に好ましい。
「フッ素含有軟質重合体」とは、分子内にフッ素原子を有する軟質重合体を意味する。
「重量平均分子量」は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー法(GPC)によりポリスチレン換算で求めた値を意味する。
「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。
「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。
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.
“Soft polymer” means a polymer having a glass transition temperature of 30 ° C. or less as measured by differential scanning calorimetry. The glass transition temperature of the soft polymer is preferably 15 ° C. or less, and particularly preferably 5 ° C. or less.
“Fluorine-containing soft polymer” means a soft polymer having a fluorine atom in the molecule.
“Weight average molecular weight” means a value determined in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC).
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.
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.

本発明のリチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、非水電解液とを備えている。   The lithium ion secondary battery of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.

≪電極≫
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極及び負極の少なくとも一方が、活物質、媒体、該媒体に可溶な樹脂(A)、及び該媒体に分散又は乳化する樹脂(B)からなる電極合剤を用いて作製された電極であることを特徴とする。つまり、本発明のリチウムイオン二次電池の正極及び負極の少なくとも一方は、結着剤として前記樹脂(A)と前記樹脂(B)を用いた電極である。前記電極と、後述する特定の非水電解液とを組み合わせることで、電極と非水電解液との反応性が小さくなり、それらの反応による発熱量が低減されて熱暴走が起きにくくなる。
≪Electrode≫
In the lithium ion secondary battery of the present invention, at least one of the positive electrode and the negative electrode comprises an active material, a medium, a resin (A) soluble in the medium, and a resin (B) dispersed or emulsified in the medium. It is an electrode produced by using an agent. That is, at least one of the positive electrode and the negative electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention is an electrode using the resin (A) and the resin (B) as a binder. By combining the electrode with a specific non-aqueous electrolyte described later, the reactivity between the electrode and the non-aqueous electrolyte is reduced, the amount of heat generated by the reaction is reduced, and thermal runaway is less likely to occur.

本発明では、正極又は負極のいずれか一方が前記電極合剤を用いて作製された電極であってもよく、正極及び負極の両方が前記電極合剤を用いて作製された電極であってもよい。なかでも、電極と非水電解液の反応による発熱量がより低減され、熱暴走がより起きにくくなる点から、正極及び負極の両方が前記電極合剤を用いて作製された電極であることが好ましい。   In the present invention, either the positive electrode or the negative electrode may be an electrode produced using the electrode mixture, or both the positive electrode and the negative electrode may be electrodes produced using the electrode mixture. Good. Among them, since the amount of heat generated by the reaction between the electrode and the non-aqueous electrolyte is further reduced and thermal runaway is less likely to occur, both the positive electrode and the negative electrode are electrodes prepared using the electrode mixture. preferable.

<正極>
本発明のリチウムイオン二次電池の正極が、前記電極合剤を用いて作製された電極である場合、正極は、用いる媒体の種類によって以下の正極(I)又は正極(II)に分類される。
(I)水性媒体を用いて作製した正極。
(II)有機溶媒を用いて作製した正極。
<Positive electrode>
When the positive electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention is an electrode produced using the electrode mixture, the positive electrode is classified into the following positive electrode (I) or positive electrode (II) depending on the type of medium used. .
(I) A positive electrode produced using an aqueous medium.
(II) A positive electrode produced using an organic solvent.

[正極(I)]
正極(I)は、正極活物質、水性媒体、該水性媒体に可溶な樹脂(A−I)、及び該水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)からなる電極合剤を用いて作製された正極である。
正極(I)は、正極活物質と、樹脂(A−I)と、樹脂(B−I)と、を含む。正極(I)としては、例えば、正極活物質、導電付与剤、樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)を含む正極層が、集電体上に形成された正極が挙げられる。
[Positive electrode (I)]
The positive electrode (I) uses an electrode mixture comprising a positive electrode active material, an aqueous medium, a resin (AI) soluble in the aqueous medium, and a resin (BI) dispersed or emulsified in the aqueous medium. It is the produced positive electrode.
The positive electrode (I) includes a positive electrode active material, a resin (AI), and a resin (BI). Examples of the positive electrode (I) include a positive electrode in which a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a conductivity-imparting agent, a resin (AI), and a resin (BI) is formed on a current collector.

(水性媒体)
水性媒体とは、水単独、又は、水と水溶性有機溶媒との混合物である。水溶性有機溶媒としては、水と任意の割合で混合できる公知の化合物を適宜使用できる。
水溶性有機溶媒としては、例えば、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;トリエチルアミン、アニリン等のアミン類;N−メチル−2−ピロリドン、ジメチルホルムアミド等のアミド類;メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n−ブタノール、t−ブタノール等のアルコール類等が挙げられる。なかでも、水溶性有機溶媒としては、アルコール類、アミド類が好ましく、アルコール類がより好ましく、メタノール、イソプロパノール、t−ブタノールが更に好ましく、t−ブタノールが特に好ましい。水溶性有機溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Aqueous medium)
The aqueous medium is water alone or a mixture of water and a water-soluble organic solvent. As the water-soluble organic solvent, known compounds that can be mixed with water at an arbitrary ratio can be appropriately used.
Examples of the water-soluble organic solvent include ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; amines such as triethylamine and aniline; amides such as N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylformamide; methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n- Examples include alcohols such as butanol and t-butanol. Among these, as the water-soluble organic solvent, alcohols and amides are preferable, alcohols are more preferable, methanol, isopropanol, and t-butanol are further preferable, and t-butanol is particularly preferable. A water-soluble organic solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

水性媒体中の水溶性有機溶媒の含有量は少ない方が好ましい。
具体的には、水性媒体中の水溶性有機溶媒の含有量は、水の100質量部に対して、5質量部以下が好ましく、1質量部以下がより好ましく、0.5質量部以下が更に好ましく、0.1質量部以下が特に好ましい。水溶性有機溶媒の含有量が上限値以下であれば、電極合剤作成時や電極乾燥時の環境負荷が低減されやすい。
The content of the water-soluble organic solvent in the aqueous medium is preferably small.
Specifically, the content of the water-soluble organic solvent in the aqueous medium is preferably 5 parts by mass or less, more preferably 1 part by mass or less, and further preferably 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of water. Preferably, 0.1 mass part or less is especially preferable. If the content of the water-soluble organic solvent is not more than the upper limit value, the environmental burden at the time of preparing the electrode mixture or drying the electrode is likely to be reduced.

(樹脂(A))
正極(I)に用いる、水性媒体に可溶な樹脂(A−I)としては、水に対する溶解度が0.5質量%以上の樹脂が挙げられる。なお、「水に対する溶解度が0.5質量%以上」とは、25℃の水に対して0.5質量%以上の濃度で溶解することを意味する。
樹脂(A)の水に対する溶解度は、1質量%以上が好ましく、1.5質量%以上がより好ましく、2質量%以上が更に好ましい。
(Resin (A))
Examples of the resin (AI) soluble in an aqueous medium used for the positive electrode (I) include resins having a solubility in water of 0.5% by mass or more. In addition, "the solubility with respect to water is 0.5 mass% or more" means that it dissolves at a concentration of 0.5 mass% or more with respect to water at 25 ° C.
The solubility of the resin (A) in water is preferably 1% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, and further preferably 2% by mass or more.

正極(I)における樹脂(A−I)としては、例えば、カルボキシメチルセルロース(以下、「CMC」という。)、ポリアクリル酸、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸等のアニオン系水溶性高分子が挙げられる。なかでも、電極合剤の安定性の点から、正極(I)における樹脂(A)としては、CMC又はポリアクリル酸が好ましい。   Examples of the resin (AI) in the positive electrode (I) include anionic water-soluble polymers such as carboxymethyl cellulose (hereinafter referred to as “CMC”), polyacrylic acid, polyvinyl alcohol, and polymethacrylic acid. Among these, CMC or polyacrylic acid is preferable as the resin (A) in the positive electrode (I) from the viewpoint of the stability of the electrode mixture.

正極(I)における樹脂(A−I)は、Li、Na、Ca2+、Mg2+及びNH からなる群から選ばれる少なくとも1種と塩を形成することが好ましく、Na及びLiからなる群から選ばれる少なくとも1種と塩を形成することがより好ましい。すなわち、正極(I)における樹脂(A−I)としては、前記アニオン系水溶性高分子のリチウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩及びアンモニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、前記アニオン系水溶性高分子のナトリウム塩及びリチウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種がより好ましい。これにより、電解液とのカチオン交換による容量減少を抑制しやすくなる。The resin (AI) in the positive electrode (I) preferably forms a salt with at least one selected from the group consisting of Li + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ and NH 4 + , and Na + and Li It is more preferable to form a salt with at least one selected from the group consisting of + . That is, the resin (AI) in the positive electrode (I) is preferably at least one selected from the group consisting of lithium salt, sodium salt, calcium salt, magnesium salt and ammonium salt of the anionic water-soluble polymer. More preferred is at least one selected from the group consisting of sodium salts and lithium salts of the anionic water-soluble polymers. Thereby, it becomes easy to suppress the capacity | capacitance reduction by cation exchange with electrolyte solution.

正極(I)における樹脂(A−I)の重量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、10,000〜500,000がより好ましく、50,000〜200,000が更に好ましい。前記樹脂(A)の重量平均分子量が下限値以上であれば、電極合剤の安定性が高まり、長期間使用しやすい。前記樹脂(A)の重量平均分子量が上限値以下であれば、電極合剤の安定性が得られやすいため、凝集物の無い電極合剤を得やすい。
樹脂(A−I)の重量平均分子量は、重合時の連鎖移動剤の添加、重合温度、重合圧力の制御等の公知の方法で調節できる。
正極(I)における樹脂(A−I)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
The weight average molecular weight of the resin (AI) in the positive electrode (I) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 500,000, and still more preferably 50,000 to 200,000. . When the weight average molecular weight of the resin (A) is at least the lower limit value, the stability of the electrode mixture is enhanced and it is easy to use for a long period of time. If the weight average molecular weight of the resin (A) is not more than the upper limit value, the stability of the electrode mixture is easily obtained, and therefore an electrode mixture without aggregates is easily obtained.
The weight average molecular weight of the resin (AI) can be adjusted by a known method such as addition of a chain transfer agent during polymerization, control of a polymerization temperature, or a polymerization pressure.
The resin (AI) in the positive electrode (I) may be one type or two or more types.

前記アニオン系水溶性高分子の製造方法は特に限定されず、公知の重合方法を採用できる。
例えば、CMCは、セルロースと水酸化ナトリウム等の塩基を反応させた後、モノクロル酢酸等を反応させてエーテル化する方法等で得られる。また、ポリアクリル酸は、公知のラジカル重合法等で得られる。
The method for producing the anionic water-soluble polymer is not particularly limited, and a known polymerization method can be employed.
For example, CMC is obtained by a method of reacting cellulose with a base such as sodium hydroxide and then etherifying by reacting monochloroacetic acid or the like. Polyacrylic acid can be obtained by a known radical polymerization method or the like.

(樹脂(B))
正極(I)に用いる、水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)としては、水に対する溶解度が0.5質量%未満の樹脂が挙げられる。なお、「水に対する溶解度が0.5質量%未満」とは、25℃の水に対して0.5質量%以上の濃度では溶解できないことを意味する。
樹脂(B−I)の水に対する溶解度は、0.3質量%未満が好ましく、0.2質量%未満がより好ましく、0.1質量%未満が更に好ましい。
また、樹脂(A−I)の水に対する溶解度と、樹脂(B−I)の水に対する溶解度との差は、1質量%以上が好ましく、1.5質量%以上がより好ましく、2質量%以上が更に好ましい。
(Resin (B))
Examples of the resin (BI) used for the positive electrode (I) that is dispersed or emulsified in an aqueous medium include resins having a solubility in water of less than 0.5% by mass. Note that “the solubility in water is less than 0.5% by mass” means that it cannot be dissolved in water at 25 ° C. at a concentration of 0.5% by mass or more.
The solubility of the resin (BI) in water is preferably less than 0.3% by mass, more preferably less than 0.2% by mass, and still more preferably less than 0.1% by mass.
Further, the difference between the solubility of the resin (AI) in water and the solubility of the resin (BI) in water is preferably 1% by mass or more, more preferably 1.5% by mass or more, and 2% by mass or more. Is more preferable.

正極(I)に用いる樹脂(B−I)としては、活物質が集電体から脱落し難く、電池特性のばらつきが小さくなる点から、軟質重合体が好ましい。軟質重合体は、架橋構造を有したものであってもよく、また、変性により官能基を導入したものであってもよい。   As the resin (BI) used for the positive electrode (I), a soft polymer is preferable because the active material is less likely to drop off from the current collector and variation in battery characteristics is reduced. The soft polymer may have a cross-linked structure or may have a functional group introduced by modification.

軟質重合体である樹脂(B−I)としては、例えば、下記樹脂(B1−I)〜(B5−I)が挙げられる。
(B1−I):単量体(b1)の単独重合体。
(B2−I):単量体(b1)と、単量体(b1)と共重合可能な単量体(b2)との共重合体。
(B3−I):フッ素含有軟質重合体。
(B4−I):単量体(b41)〜(b46)のいずれかの単独重合体。
(B5−I):単量体(b41)〜(b46)からなる群から選ばれる2種以上を用いた共重合体。
Examples of the resin (BI) that is a soft polymer include the following resins (B1-I) to (B5-I).
(B1-I): A homopolymer of the monomer (b1).
(B2-I): A copolymer of the monomer (b1) and the monomer (b2) copolymerizable with the monomer (b1).
(B3-I): a fluorine-containing soft polymer.
(B4-I): A homopolymer of any of monomers (b41) to (b46).
(B5-I): a copolymer using two or more selected from the group consisting of monomers (b41) to (b46).

以下、樹脂(B1−I)〜(B5−I)について順に説明する。
樹脂(B1−I):
単量体(b1)は、フッ素原子を有しないジエン化合物である。
単量体(b1)としては、例えば、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、2,3−ペンタジエン、イソプレン、1,3−ヘキサジエン、2,3−ジメチル−1,3−ブタジエン、2−エチル−1,3−ブタジエン、1,3−ヘプタジエン等が挙げられる。
Hereinafter, the resins (B1-I) to (B5-I) will be described in order.
Resin (B1-I):
The monomer (b1) is a diene compound having no fluorine atom.
Examples of the monomer (b1) include 1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 2,3-pentadiene, isoprene, 1,3-hexadiene, 2,3-dimethyl-1,3-butadiene, 2 -Ethyl-1,3-butadiene, 1,3-heptadiene and the like.

樹脂(B1−I)の具体例としては、例えば、ポリブタジエン、ポリイソプレン等が挙げられる。
正極(I)に用いる樹脂(B1−I)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
Specific examples of the resin (B1-I) include polybutadiene and polyisoprene.
The resin (B1-I) used for the positive electrode (I) may be one type or two or more types.

樹脂(B2−I):
単量体(b2)は、単量体(b1)と共重合可能な、フッ素原子を有しない単量体である。
単量体(b2)としては、例えば、エチレン、1−ブテン、イソブテン等のα−オレフィン;エチルビニルエーテル、ブチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、シクロヘキシルビニルエーテル等のビニルエーテル化合物;酢酸ビニル、安息香酸ビニル、クロトン酸ビニル等のビニルエステル化合物;スチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、ビニルナフタレン等の芳香族ビニル化合物;アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のシアノ基含有ビニル化合物等が挙げられる。
樹脂(B2−I)における単量体(b2)に基づく繰り返し単位は、1種であってもよく、2種以上であってもよい。
Resin (B2-I):
The monomer (b2) is a monomer having no fluorine atom and copolymerizable with the monomer (b1).
Examples of the monomer (b2) include α-olefins such as ethylene, 1-butene, and isobutene; vinyl ether compounds such as ethyl vinyl ether, butyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, and cyclohexyl vinyl ether; vinyl acetate, vinyl benzoate, and crotonic acid. Vinyl ester compounds such as vinyl; aromatic vinyl compounds such as styrene, α-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, and vinylnaphthalene; cyano group-containing vinyl compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile.
The number of repeating units based on the monomer (b2) in the resin (B2-I) may be one, or two or more.

樹脂(B2−I)としては、下記樹脂(B21−I)が好ましい。
(B21−I)ブタジエンに基づく繰り返し単位及びスチレンに基づく繰り返し単位を有する共重合体。
As resin (B2-I), the following resin (B21-I) is preferable.
(B21-I) A copolymer having a repeating unit based on butadiene and a repeating unit based on styrene.

樹脂(B21−I)は、本発明の効果を損なわない範囲であれば、スチレンに基づく繰り返し単位及びブタジエンに基づく繰り返し単位に加えて、スチレン以外の単量体(b2)に基づく繰り返し単位を有していてもよい。   The resin (B21-I) has a repeating unit based on a monomer (b2) other than styrene, in addition to the repeating unit based on styrene and the repeating unit based on butadiene, as long as the effects of the present invention are not impaired. You may do it.

樹脂(B21−I)の具体例としては、例えば、ブタジエン/スチレン共重合体(ブタジエンに基づく繰り返し単位とスチレンに基づく繰り返し単位とからなる共重合体を意味する。以下同様。)、アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体等が挙げられる。ブタジエン/スチレン共重合体としては、ブタジエン/スチレンランダム共重合体、ブタジエン/スチレンブロック共重合体、スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体等が挙げられる。   Specific examples of the resin (B21-I) include, for example, a butadiene / styrene copolymer (meaning a copolymer composed of a butadiene-based repeating unit and a styrene-based repeating unit; the same applies hereinafter), acrylonitrile / butadiene. / Styrene copolymer and the like. Examples of the butadiene / styrene copolymer include a butadiene / styrene random copolymer, a butadiene / styrene block copolymer, and a styrene / butadiene / styrene block copolymer.

樹脂(B21−I)の全繰り返し単位に対する、スチレンに基づく繰り返し単位及びブタジエンに基づく繰り返し単位の合計の割合は、75mol%以上が好ましく、90mol%以上がより好ましい。前記合計の割合が下限値以上であれば、樹脂の柔軟性が高くなり、良好な結着性が得られやすい。
スチレンに基づく繰り返し単位及びブタジエンに基づく繰り返し単位の合計の割合の上限値は100mol%である。
The total ratio of the repeating unit based on styrene and the repeating unit based on butadiene is preferably 75 mol% or more, and more preferably 90 mol% or more with respect to all the repeating units of the resin (B21-I). When the total ratio is equal to or higher than the lower limit, the flexibility of the resin is increased, and good binding properties are easily obtained.
The upper limit of the total ratio of the repeating unit based on styrene and the repeating unit based on butadiene is 100 mol%.

樹脂(B21−I)中のスチレンに基づく繰り返し単位/ブタジエンに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、0.3/0.45〜0.45/0.3が好ましく、0.35/0.45〜0.45/0.35がより好ましく、0.4/0.5〜0.5/0.4が更に好ましい。前記比率が前記範囲内であれば、樹脂の柔軟性が高くなり、良好な結着性が得られやすい。   The ratio (molar ratio) of the repeating unit based on styrene / the repeating unit based on butadiene in the resin (B21-I) is preferably 0.3 / 0.45 to 0.45 / 0.3, and 0.35 / 0. .45 to 0.45 / 0.35 is more preferable, and 0.4 / 0.5 to 0.5 / 0.4 is still more preferable. When the ratio is within the above range, the flexibility of the resin is increased, and good binding properties are easily obtained.

樹脂(B21−I)の重量平均分子量は、10,000〜1,000,000が好ましく、50,000〜500,000がより好ましく、100,000〜200,000が更に好ましい。前記樹脂(B1−I)の重量平均分子量が下限値以上であれば、結着力が高くなり、活物質の滑落を抑制しやすい。前記樹脂(B1−I)の重量平均分子量が上限値以下であれば、電極合剤に均一に分散しやすく、抵抗を低減することが容易である。
樹脂(B21−I)の重量平均分子量は、重合時の連鎖移動剤の添加、重合温度、重合圧力の制御等の公知の方法で調節できる。
The weight average molecular weight of the resin (B21-I) is preferably 10,000 to 1,000,000, more preferably 50,000 to 500,000, and still more preferably 100,000 to 200,000. When the weight average molecular weight of the resin (B1-I) is equal to or higher than the lower limit, the binding force is increased and the sliding of the active material is easily suppressed. When the weight average molecular weight of the resin (B1-I) is not more than the upper limit value, it is easy to uniformly disperse in the electrode mixture and it is easy to reduce the resistance.
The weight average molecular weight of the resin (B21-I) can be adjusted by known methods such as addition of a chain transfer agent during polymerization, control of the polymerization temperature, and polymerization pressure.

樹脂(B21−I)以外の樹脂(B2−I)としては、例えば、イソプレン/スチレンランダム共重合体、アクリロニトリル/ブタジエン共重合体、イソプレン/スチレンブロック共重合体、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体等が挙げられる。
正極(I)に用いる樹脂(B2−I)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
Examples of the resin (B2-I) other than the resin (B21-I) include, for example, isoprene / styrene random copolymer, acrylonitrile / butadiene copolymer, isoprene / styrene block copolymer, and styrene / isoprene / styrene block copolymer. Examples include coalescence.
The resin (B2-I) used for the positive electrode (I) may be one type or two or more types.

樹脂(B3−I):
フッ素含有軟質重合体としては、例えば、フッ化ビニリデン系ゴム、テトラフルオロエチレン−プロピレンゴム等の含フッ素ゴムが挙げられる。
樹脂(B3−I)としては、下記樹脂(B31−I)が好ましい。
(B31−I)テトラフルオロエチレン(以下、TFEともいう。)、ヘキサフルオロプロピレン(以下、HFPともいう。)、及びフッ化ビニリデン(以下、VdFともいう。)からなる群から選ばれる少なくとも1種の単量体(b31)に基づく繰り返し単位を有する共重合体からなり、フッ素含有量が50〜76質量%である含フッ素ゴム。
なお、フッ素含有量とは、樹脂を構成するすべての原子の総質量に対するフッ素原子の総質量の割合を示す。
Resin (B3-I):
Examples of the fluorine-containing soft polymer include fluorine-containing rubbers such as vinylidene fluoride rubber and tetrafluoroethylene-propylene rubber.
As the resin (B3-I), the following resin (B31-I) is preferable.
(B31-I) At least one selected from the group consisting of tetrafluoroethylene (hereinafter also referred to as TFE), hexafluoropropylene (hereinafter also referred to as HFP), and vinylidene fluoride (hereinafter also referred to as VdF). A fluorine-containing rubber comprising a copolymer having a repeating unit based on the monomer (b31) and having a fluorine content of 50 to 76% by mass.
In addition, fluorine content shows the ratio of the total mass of a fluorine atom with respect to the total mass of all the atoms which comprise resin.

樹脂(B31−I)は、2種以上の繰り返し単位からなり、そのうち少なくとも1種の繰り返し単位が単量体(b31)に基づく繰り返し単位である共重合体である。樹脂(B31)は、2種又は3種の単量体(b31)に基づく繰り返し単位からなる共重合体であってもよく、1種以上の単量体(b31)に基づく繰り返し単位と、該単量体(b31)と共重合可能な単量体(b32)の1種以上に基づく繰り返し単位とからなる共重合体であってもよい。   The resin (B31-I) is a copolymer composed of two or more types of repeating units, of which at least one type of repeating unit is a repeating unit based on the monomer (b31). The resin (B31) may be a copolymer composed of repeating units based on two or three types of monomers (b31), and may be a repeating unit based on one or more types of monomers (b31); The copolymer which consists of a repeating unit based on 1 or more types of the monomer (b31) copolymerizable with a monomer (b31) may be sufficient.

単量体(b32)としては、プロピレン(以下、Pともいう。)、エチレン(以下、Eともいう。)、又はペルフルオロ(アルキルビニルエーテル)(以下、PAVEともいう。)が好ましい。
PAVEとしては、例えば、ペルフルオロ(メチルビニルエーテル)、ペルフルオロ(プロピルビニルエーテル)等が挙げられる。
樹脂(B31−I)が単量体(b32)に基づく繰り返し単位を有する場合、該繰り返し単位は、1種でもよく、2種以上でもよい。
As the monomer (b32), propylene (hereinafter also referred to as P), ethylene (hereinafter also referred to as E), or perfluoro (alkyl vinyl ether) (hereinafter also referred to as PAVE) is preferable.
Examples of PAVE include perfluoro (methyl vinyl ether) and perfluoro (propyl vinyl ether).
When the resin (B31-I) has a repeating unit based on the monomer (b32), the repeating unit may be one type or two or more types.

樹脂(B31−I)のフッ素含有量は、50〜74質量%が好ましく、53〜70質量%がより好ましい。該フッ素含有量が50質量%未満であると、耐アルカリ性、耐電圧性が不充分となりやすい。   50-74 mass% is preferable and, as for fluorine content of resin (B31-I), 53-70 mass% is more preferable. When the fluorine content is less than 50% by mass, the alkali resistance and voltage resistance tend to be insufficient.

樹脂(B31−I)の具体例としては、例えば、TFE/P共重合体、TFE/P/VdF共重合体、VdF/HFP共重合体、VdF/TFE共重合体、TFE/VdF/HFP共重合体、TFE/PAVE共重合体、E/PAVE共重合体、E/P/PAVE共重合体、E/HFP共重合体、TFE/P/E共重合体、TFE/P/PAVE共重合体、TFE/P/VdF/PAVE共重合体、VdF/PAVE共重合体、VdF/TFE/PAVE共重合体、VdF/TFE/HFP/PAVE共重合体等が挙げられる。   Specific examples of the resin (B31-I) include, for example, a TFE / P copolymer, a TFE / P / VdF copolymer, a VdF / HFP copolymer, a VdF / TFE copolymer, and a TFE / VdF / HFP copolymer. Polymer, TFE / PAVE copolymer, E / PAVE copolymer, E / P / PAVE copolymer, E / HFP copolymer, TFE / P / E copolymer, TFE / P / PAVE copolymer , TFE / P / VdF / PAVE copolymer, VdF / PAVE copolymer, VdF / TFE / PAVE copolymer, VdF / TFE / HFP / PAVE copolymer, and the like.

なかでも、樹脂(B31−I)としては、TFE/P共重合体、TFE/P/VdF共重合体、VdF/HFP共重合体、VdF/TFE共重合体、TFE/VdF/HFP共重合体、TFE/PAVE共重合体、TFE/P/PAVE共重合体、又はTFE/P/VdF/PAVE共重合体が好ましく、TFE/P共重合体、又はTFE/P/VdF共重合体が特に好ましい。   Among them, as the resin (B31-I), TFE / P copolymer, TFE / P / VdF copolymer, VdF / HFP copolymer, VdF / TFE copolymer, TFE / VdF / HFP copolymer are used. , TFE / PAVE copolymer, TFE / P / PAVE copolymer, or TFE / P / VdF / PAVE copolymer are preferable, and TFE / P copolymer or TFE / P / VdF copolymer is particularly preferable. .

以下、樹脂(B31−I)のより好ましい共重合組成について説明する。樹脂(B31−I)の共重合組成が以下の範囲であると、集電体との密着性に優れ、優れた耐アルカリ性、耐電圧性が得られやすい。   Hereinafter, a more preferable copolymer composition of the resin (B31-I) will be described. When the copolymer composition of the resin (B31-I) is in the following range, the adhesiveness to the current collector is excellent, and excellent alkali resistance and voltage resistance are easily obtained.

TFE/P共重合体における、TFEに基づく繰り返し単位/Pに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、30〜80/70〜20(但し、TFEに基づく繰り返し単位とPに基づく繰り返し単位とは合計で100mol%である。以下同じ。)が好ましく、40〜70/60〜30がより好ましく、60〜50/40〜50が更に好ましい。   In the TFE / P copolymer, the ratio (molar ratio) of the repeating unit based on TFE / the repeating unit based on P is 30 to 80/70 to 20 (however, the repeating unit based on TFE and the repeating unit based on P are 100 mol% in total. The same shall apply hereinafter.), Preferably 40 to 70/60 to 30, more preferably 60 to 50/40 to 50.

TFE/P/VdF共重合体における、TFEに基づく繰り返し単位/Pに基づく繰り返し単位/VdFに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、30〜80/15〜70/0.01〜50が好ましく、30〜70/20〜60/1〜40がより好ましい。   In the TFE / P / VdF copolymer, the ratio of the repeating unit based on TFE / the repeating unit based on P / the repeating unit based on VdF (molar ratio) is preferably 30 to 80/15 to 70 / 0.01 to 50. 30-70 / 20-60 / 1-40 are more preferable.

VdF/HFP共重合体における、VdFに基づく繰り返し単位/HFPに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、45〜90/55〜10が好ましく、50〜80/50〜20がより好ましい。   The ratio (molar ratio) of repeating units based on VdF / repeating units based on HFP in the VdF / HFP copolymer is preferably 45 to 90/55 to 10, more preferably 50 to 80/50 to 20.

VdF/TFE共重合体における、VdFに基づく繰り返し単位/HFPに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、50〜90/50〜10が好ましい。   The ratio (molar ratio) of the repeating unit based on VdF / the repeating unit based on HFP in the VdF / TFE copolymer is preferably 50 to 90 / 50-10.

TFE/VdF/HFP共重合体における、TFEに基づく繰り返し単位/VdFに基づく繰り返し単位/HFPに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、2〜50/30〜90/1〜35が好ましい。   The ratio (molar ratio) of repeating units based on TFE / repeating units based on VdF / repeating units based on HFP in the TFE / VdF / HFP copolymer is preferably 2 to 50/30 to 90/1 to 35.

TFE/PAVE共重合体における、TFEに基づく繰り返し単位/PAVEに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、50〜90/50〜10が好ましく、50〜80/50〜20がより好ましい。   The ratio (molar ratio) of repeating units based on TFE / repeating units based on PAVE in the TFE / PAVE copolymer is preferably 50 to 90/50 to 10, more preferably 50 to 80/50 to 20.

TFE/P/PAVE共重合体における、TFEに基づく繰り返し単位/Pに基づく繰り返し単位/PAVEに基づく繰り返し単位の比率(モル比)は、25〜80/15〜70/0.1〜40が好ましく、39〜70/20〜60/1〜30がより好ましい。   In the TFE / P / PAVE copolymer, the ratio (molar ratio) of the repeating unit based on TFE / the repeating unit based on P / the repeating unit based on PAVE is preferably 25-80 / 15-70 / 0.1-40. 39-70 / 20-60 / 1-30 are more preferable.

樹脂(B3−I)の重量平均分子量は、10,000〜300,000が好ましく、20,000〜250,000がより好ましく、20,000〜200,000が更に好ましく、30,000〜190,000が特に好ましい。前記樹脂(B3)の重量平均分子量が下限値以上であれば、良好な充放電特性を有するリチウム二次電池が得られやすい。前記樹脂(B3−I)の重量平均分子量が上限値以下であれば、良好な密着性(結着性)が得られやすい。
樹脂(B3−I)の重量平均分子量は、重合時の連鎖移動剤の添加、重合温度、重合圧力の制御等の公知の方法で調節できる。
正極(I)に用いる樹脂(B3−I)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
The weight average molecular weight of the resin (B3-I) is preferably 10,000 to 300,000, more preferably 20,000 to 250,000, still more preferably 20,000 to 200,000, and 30,000 to 190, 000 is particularly preferred. When the weight average molecular weight of the resin (B3) is at least the lower limit value, a lithium secondary battery having good charge / discharge characteristics is easily obtained. If the weight average molecular weight of the resin (B3-I) is not more than the upper limit value, good adhesion (binding property) can be easily obtained.
The weight average molecular weight of the resin (B3-I) can be adjusted by a known method such as addition of a chain transfer agent during polymerization, control of the polymerization temperature and polymerization pressure.
The resin (B3-I) used for the positive electrode (I) may be one type or two or more types.

樹脂(B4−I):
樹脂(B4−I)は、下記単量体(b41)〜(b46)のいずれかの単独重合体である。
(b41)エチレン性不飽和カルボン酸エステル。
(b42)芳香族ビニル化合物。
(b43)シアノ基含有ビニル化合物。
(b44)ビニルエステル化合物。
(b45)ビニルエーテル化合物。
(b46)アミド基含有ビニル化合物。
Resin (B4-I):
The resin (B4-I) is a homopolymer of any of the following monomers (b41) to (b46).
(B41) Ethylenically unsaturated carboxylic acid ester.
(B42) An aromatic vinyl compound.
(B43) A cyano group-containing vinyl compound.
(B44) Vinyl ester compound.
(B45) Vinyl ether compound.
(B46) Amide group-containing vinyl compound.

単量体(b41)としては、例えば、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸2−エチルヘキシル、アクリル酸2−ヒドロキシエチル、アクリル酸エトキシエチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸2−エチルヘキシル、メタクリル酸n−デシル、メタクリル酸2−ヒドロキシエチル、クロトン酸イソアミル、クロトン酸n−ヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミノエチル、マレイン酸モノメチル等が挙げられる。
単量体(b42)としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン、2,4−ジメチルスチレン、エチルスチレン、ビニルナフタレン等が挙げられる。
単量体(b43)としては、例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等が挙げられる。
単量体(b44)としては、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等が挙げられる。
単量体(b45)としては、例えば、エチルビニルエーテル、セチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル等が挙げられる。
単量体(b46)としては、例えば、アクリルアミド、N−メチルアクリルアミド等が挙げられる。
Examples of the monomer (b41) include ethyl acrylate, butyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, ethoxyethyl acrylate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, and 2-ethylhexyl methacrylate. N-decyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, isoamyl crotonic acid, n-hexyl crotonic acid, dimethylaminoethyl methacrylate, monomethyl maleate and the like.
Examples of the monomer (b42) include styrene, α-methylstyrene, 2,4-dimethylstyrene, ethylstyrene, vinylnaphthalene and the like.
Examples of the monomer (b43) include acrylonitrile and methacrylonitrile.
Examples of the monomer (b44) include vinyl acetate and vinyl propionate.
Examples of the monomer (b45) include ethyl vinyl ether, cetyl vinyl ether, hydroxybutyl vinyl ether, and the like.
Examples of the monomer (b46) include acrylamide and N-methylacrylamide.

樹脂(B4−I)の具体例としては、例えば、ポリブチルアクリレート、ポリブチルメタクリレート、ポリヒドロキシエチルメタクリレート、ポリアクリルアミド、ポリアクリロニトリル等が挙げられる。
正極(I)に用いる樹脂(B4−I)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
Specific examples of the resin (B4-I) include, for example, polybutyl acrylate, polybutyl methacrylate, polyhydroxyethyl methacrylate, polyacrylamide, polyacrylonitrile and the like.
The resin (B4-I) used for the positive electrode (I) may be one type or two or more types.

樹脂(B5−I):
樹脂(B5−I)は、前記した単量体(b41)〜(b46)からなる群から選ばれる2種以上を用いた共重合体である。樹脂(B5−I)は、架橋構造が付与されることで、電極製造時の媒体や電解液に溶解しにくくなる点から、下記樹脂(B51−I)が好ましい。
(B51−I)単量体(b41)〜(b46)からなる群から選ばれる2種以上に、少量の架橋性単量体を加えて共重合した共重合体。
Resin (B5-I):
The resin (B5-I) is a copolymer using two or more selected from the group consisting of the monomers (b41) to (b46). The resin (B5-I) is preferably the following resin (B51-I) from the viewpoint that it is difficult to dissolve in a medium or an electrolytic solution at the time of manufacturing an electrode because a crosslinked structure is imparted to the resin (B5-I).
(B51-I) A copolymer obtained by copolymerization by adding a small amount of a crosslinkable monomer to two or more selected from the group consisting of monomers (b41) to (b46).

前記架橋性単量体としては、例えば、ジビニルベンゼン等のジビニル化合物;ジメタクリル酸ジエチレングリコール、ジメタクリル酸エチレングリコール等の多官能ジメタクリル酸エステル;トリメタクリル酸トリメチロールプロパン等の多官能トリメタクリル酸エステル;ジアクリル酸ポリエチレングリコール、ジアクリル酸1,3−ブチレングリコール等の多官能ジアクリル酸エステル;トリアクリル酸トリメチロールプロパン等の多官能トリアクリル酸エステル等が挙げられる。
樹脂(B51)中の全繰り返し単位に対する、前記架橋性単量体に基づく繰り返し単位の割合は、0.1〜20質量%が好ましく、0.5〜15質量%がより好ましい。
Examples of the crosslinkable monomer include divinyl compounds such as divinylbenzene; polyfunctional dimethacrylates such as diethylene glycol dimethacrylate and ethylene glycol dimethacrylate; polyfunctional trimethacrylic acids such as trimethylolpropane trimethacrylate. Ester; Polyfunctional diacrylate such as polyethylene glycol diacrylate and 1,3-butylene glycol diacrylate; Multifunctional triacrylate such as trimethylolpropane triacrylate and the like.
0.1-20 mass% is preferable and, as for the ratio of the repeating unit based on the said crosslinkable monomer with respect to all the repeating units in resin (B51), 0.5-15 mass% is more preferable.

正極(I)においては、樹脂(B1−I)〜(B5−I)のいずれかのみを用いてもよく、樹脂(B1−I)〜(B5−I)からなる群から選ばれる2種以上を併用してもよい。
正極(I)に用いる樹脂(B−I)としては、前記樹脂B3−I)〜(B5−I)からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましい。また、正極(I)に用いる樹脂(B−I)は、前記した樹脂(B1−I)〜(B5−I)以外の樹脂であってもよい。
樹脂(B1−I)〜(B5−I)以外の樹脂(B−I)としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(以下、「PTFE」という。)等が挙げられる。
In the positive electrode (I), only one of the resins (B1-I) to (B5-I) may be used, and two or more selected from the group consisting of the resins (B1-I) to (B5-I) May be used in combination.
The resin (BI) used for the positive electrode (I) is preferably at least one selected from the group consisting of the resins B3-I) to (B5-I). Further, the resin (BI) used for the positive electrode (I) may be a resin other than the resins (B1-I) to (B5-I) described above.
Examples of the resin (BI) other than the resins (B1-I) to (B5-I) include polytetrafluoroethylene (hereinafter referred to as “PTFE”).

樹脂(B−I)の平均粒径は、10〜1000nmが好ましく、15〜700nmがより好ましい。樹脂(B−I)の平均粒径が下限値以上であれば、活物質表面を過度に密に覆うことを抑制しやすいため、内部抵抗を小さくしやすい。樹脂(B−I)の平均粒径が上限値以下であれば、良好な密着性(結着性)が得られやすい。
樹脂(B−I)の平均粒径は、乳化剤の種類、使用量等、公知の方法で調節できる。
なお、樹脂(B−I)の平均粒径は、大塚電子社製レーザーゼータ電位計ELS−8000を使用して、動的光散乱法により測定できる。
10-1000 nm is preferable and, as for the average particle diameter of resin (BI), 15-700 nm is more preferable. If the average particle diameter of the resin (BI) is equal to or greater than the lower limit value, it is easy to suppress covering the active material surface excessively densely, and thus it is easy to reduce the internal resistance. If the average particle size of the resin (BI) is not more than the upper limit value, good adhesion (binding property) can be easily obtained.
The average particle diameter of the resin (BI) can be adjusted by a known method such as the type of emulsifier and the amount used.
The average particle diameter of the resin (BI) can be measured by a dynamic light scattering method using a laser zeta electrometer ELS-8000 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.

正極(I)に用いる樹脂(B−I)の製造には、公知の重合方法を採用でき、なかでもラジカル共重合法が好ましい。ラジカル重合法としては、特に限定されず、有機系又は無機系のラジカル重合開始剤を用いて、光、熱、電離放射線等によりラジカル重合反応を開始する方法が好ましい。重合形態としては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等の公知の重合形態を採用でき、なかでも乳化重合が好ましい。   For the production of the resin (BI) used for the positive electrode (I), a known polymerization method can be employed, and among these, a radical copolymerization method is preferable. The radical polymerization method is not particularly limited, and a method of starting a radical polymerization reaction by light, heat, ionizing radiation or the like using an organic or inorganic radical polymerization initiator is preferable. As the polymerization form, known polymerization forms such as bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and solution polymerization can be adopted, and emulsion polymerization is particularly preferable.

乳化重合、懸濁重合等によって得られる樹脂(B−I)の分散液は、pH5〜13に調整することが好ましく、pH6〜12に調整することが好ましい。これにより、集電体と正極層との優れた結着性が得られやすくなる。
pH調整剤としては、例えば、アンモニア、アルカリ金属(リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等)水酸化物、無機アンモニウム化合物(塩化アンモニウム等)、有機アミン化合物(エタノールアミン、ジエチルアミン等)等の水溶液等が挙げられる。なかでも、アンモニア又はアルカリ金属水酸化物の水溶液が好ましい。
The dispersion of the resin (BI) obtained by emulsion polymerization, suspension polymerization or the like is preferably adjusted to pH 5 to 13, and preferably adjusted to pH 6 to 12. This makes it easy to obtain excellent binding between the current collector and the positive electrode layer.
Examples of pH adjusters include aqueous solutions of ammonia, alkali metals (lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, etc.) hydroxide, inorganic ammonium compounds (ammonium chloride, etc.), organic amine compounds (ethanolamine, diethylamine, etc.), etc. Etc. Of these, an aqueous solution of ammonia or an alkali metal hydroxide is preferable.

(正極活物質)
正極活物質は、リチウムイオンを吸蔵及び放出できる材料であればよく、公知のリチウムイオン二次電池用の正極活物質を採用できる。
正極活物質の具体例としては、例えば、リチウム含有遷移金属酸化物、1種類以上の遷移金属を用いたリチウム含有遷移金属複合酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、金属酸化物、オリビン型金属リチウム塩等が挙げられる。
正極活物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Positive electrode active material)
The positive electrode active material may be any material that can occlude and release lithium ions, and known positive electrode active materials for lithium ion secondary batteries can be employed.
Specific examples of the positive electrode active material include, for example, a lithium-containing transition metal oxide, a lithium-containing transition metal composite oxide using one or more transition metals, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, a metal oxide, and an olivine. Type metal lithium salt.
A positive electrode active material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

リチウム含有遷移金属酸化物としては、リチウムコバルト酸化物(LiCoO等)、リチウムニッケル酸化物(LiNiO等)、リチウムマンガン酸化物(LiMnO、LiMn、LiMnO等)等が挙げられる。Examples of the lithium-containing transition metal oxide include lithium cobalt oxide (LiCoO 2 and the like), lithium nickel oxide (LiNiO 2 and the like), lithium manganese oxide (LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 3 and the like). Can be mentioned.

リチウム含有遷移金属複合酸化物に含まれる金属としては、Al、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Yb等が好ましい。リチウム含有遷移金属複合酸化物としては、リチウム三元系複合酸化物(Li(NiCoMn)O(但し、a,b,c≧0、a+b+c=1である。)等)、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Yb等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。
リチウム含有遷移金属複合酸化物の具体例としては、下記のものが挙げられる。
LiMn0.5Ni0.5
LiMn1.8Al0.2
LiNi0.85Co0.10Al0.05
LiMn1.5Ni0.5
LiNi1/3Co1/3Mn1/3
LiMn1.8Al0.2等。
As the metal contained in the lithium-containing transition metal composite oxide, Al, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Yb, and the like are preferable. Examples of the lithium-containing transition metal composite oxide include lithium ternary composite oxide (Li (Ni a Co b Mn c ) O 2 (where a, b, c ≧ 0, a + b + c = 1), etc.), and the like. Some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal composite oxides are Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, and Yb. And the like substituted with other metals.
Specific examples of the lithium-containing transition metal composite oxide include the following.
LiMn 0.5 Ni 0.5 O 2 ,
LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 ,
LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 ,
LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 ,
LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 ,
LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 etc.

遷移金属酸化物としては、TiO、MnO、MoO、V、V13等が挙げられる。
遷移金属硫化物としては、TiS、FeS、MoS等が挙げられる。
金属酸化物としては、SnO、SiO等が挙げられる。
Examples of the transition metal oxide include TiO 2 , MnO 2 , MoO 3 , V 2 O 5 , V 6 O 13 and the like.
Examples of the transition metal sulfide include TiS 2 , FeS, and MoS 2 .
Examples of the metal oxide include SnO 2 and SiO 2 .

オリビン型金属リチウム塩は、Li (但し、MはFe(II)、Co(II)、Mn(II)、Ni(II)、V(II)又はCu(II)であり、MはP又はSiであり、0≦L≦3、1≦x≦2、1≦y≦3、4≦z≦12、0≦g≦1である。)で表される物質又はこれらの複合体である。
オリビン型金属リチウム塩の具体例としては、下記のものが挙げられる。
LiFePO
LiFe(PO
LiFeP
LiMnPO
LiNiPO
LiCoPO
LiFePOF、
LiMnPOF、
LiNiPOF、
LiCoPOF、
LiFeSiO
LiMnSiO
LiNiSiO
LiCoSiO等。
The olivine-type metallic lithium salt is Li L M 1 x M 2 y O z F g (where M 1 is Fe (II), Co (II), Mn (II), Ni (II), V (II) or Cu (II), M 2 is P or Si, and 0 ≦ L ≦ 3, 1 ≦ x ≦ 2, 1 ≦ y ≦ 3, 4 ≦ z ≦ 12, 0 ≦ g ≦ 1. Or a complex thereof.
Specific examples of the olivine-type metal lithium salt include the following.
LiFePO 4 ,
Li 3 Fe 2 (PO 4 ) 3 ,
LiFeP 2 O 7 ,
LiMnPO 4 ,
LiNiPO 4 ,
LiCoPO 4 ,
Li 2 FePO 4 F,
Li 2 MnPO 4 F,
Li 2 NiPO 4 F,
Li 2 CoPO 4 F,
Li 2 FeSiO 4 ,
Li 2 MnSiO 4 ,
Li 2 NiSiO 4 ,
Li 2 CoSiO 4 etc.

正極活物質の表面に、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質が付着したものを用いることもできる。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、酸化ビスマス等)、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 material in which a substance having a composition different from that of the main constituent of the positive electrode active material is attached to the surface of the positive electrode active material can also be used. Surface adhering substances include oxides (aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, etc.), sulfates (lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, Magnesium sulfate, 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.

充放電特性の点から、正極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出でき、遷移金属を含む正極活物質が好ましい。また、放電電圧が高く、かつ電気化学的安定性が高い点から、正極活物質としては、α−NaCrO構造を母体とするリチウム含有遷移金属複合酸化物(LiCoO、LiNiO、LiMnO等)、スピネル型構造を母体とするリチウム含有遷移金属複合酸化物(LiMn等)がより好ましい。From the viewpoint of charge / discharge characteristics, the positive electrode active material is preferably a positive electrode active material that can occlude and release lithium ions and contains a transition metal. In addition, since the discharge voltage is high and the electrochemical stability is high, as the positive electrode active material, a lithium-containing transition metal composite oxide (LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiMnO 2, etc.) based on an α-NaCrO 2 structure is used. ), Lithium-containing transition metal composite oxide (LiMn 2 O 4 or the like) having a spinel structure as a base is more preferable.

(導電付与剤)
導電付与剤としては、特に限定されず、炭素材料(アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンブラック、気相成長カーボン繊維、カーボンナノチューブ等)、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)
The conductivity-imparting agent is not particularly limited, and carbon materials (acetylene black, ketjen black, carbon black, vapor-grown carbon fiber, carbon nanotube, etc.), metal substances (Al, etc.), conductive oxide powders, etc. Can be mentioned.

(集電体)
集電体としては、特に限定されず、例えば、Al、Ni、Cu等の金属箔、金属網状物、金属多孔体等が挙げられる。正極の集電体としては、Al箔が好ましい。
(Current collector)
The current collector is not particularly limited, and examples thereof include metal foils such as Al, Ni, and Cu, metal nets, and metal porous bodies. As the current collector for the positive electrode, an Al foil is preferable.

集電体の厚さは、1〜100μmが好ましい。集電体の厚さが1μm以上であれば、充分な耐久性を有し、信頼性に優れたリチウムイオン二次電池が得られやすい。集電体の厚さが100μm以下であれば、リチウムイオン二次電池を軽量化しやすい。   The thickness of the current collector is preferably 1 to 100 μm. If the thickness of the current collector is 1 μm or more, a lithium ion secondary battery having sufficient durability and excellent reliability can be easily obtained. If the thickness of the current collector is 100 μm or less, the lithium ion secondary battery can be easily reduced in weight.

正極層の厚さは、1〜100μmが好ましく、5〜100μmがより好ましく、10〜100μmが特に好ましい。正極層の厚さが下限値以上であれば、正極層の剥離、割れ等の問題が生じにくい。正極層の厚さが上限値以下であれば、良好な電池特性を得られやすい。   1-100 micrometers is preferable, as for the thickness of a positive electrode layer, 5-100 micrometers is more preferable, and 10-100 micrometers is especially preferable. If the thickness of the positive electrode layer is not less than the lower limit, problems such as peeling and cracking of the positive electrode layer are unlikely to occur. If the thickness of the positive electrode layer is not more than the upper limit value, good battery characteristics can be easily obtained.

(正極(I)における各成分の比率)
正極層(100質量%)中の正極活物質の含有量は、80〜99.8質量%が好ましく、90〜99.8質量%がより好ましく、95〜99.8質量%が更に好ましい。正極活物質の割合が下限値以上であれば、良好な電池特性が得られやすい。正極活物質の割合が上限値以下であれば、容量密度の高い電極が得られやすい。
(Ratio of each component in positive electrode (I))
80-99.8 mass% is preferable, as for content of the positive electrode active material in a positive electrode layer (100 mass%), 90-99.8 mass% is more preferable, and 95-99.8 mass% is still more preferable. If the proportion of the positive electrode active material is equal to or higher than the lower limit value, good battery characteristics are easily obtained. When the proportion of the positive electrode active material is not more than the upper limit value, an electrode having a high capacity density is easily obtained.

正極層中の樹脂(A−I)の含有量は、正極活物質100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましく、0.1〜10質量部がより好ましく、0.5〜5質量部が更に好ましく、0.5〜3質量部が特に好ましい。前記樹脂(A−I)の割合が下限値以上であれば、良好な結着性が得られやすい。前記樹脂(A−I)の割合が上限値以下であれば、良好な電池特性が得られやすい。   0.1-20 mass parts is preferable with respect to 100 mass parts of positive electrode active materials, and, as for content of resin (AI) in a positive electrode layer, 0.1-10 mass parts is more preferable, 0.5- 5 mass parts is still more preferable, and 0.5-3 mass parts is especially preferable. If the ratio of the resin (AI) is not less than the lower limit value, good binding properties are easily obtained. If the ratio of the resin (AI) is not more than the upper limit value, good battery characteristics can be easily obtained.

正極層中の樹脂(B−I)の含有量は、正極活物質100質量部に対して、0.1〜20質量部が好ましく、0.1〜10質量部がより好ましく、0.5〜5質量部が更に好ましく、0.5〜3質量部が特に好ましい。前記樹脂(B−I)の割合が下限値以上であれば、良好な結着性が得られやすい。前記樹脂(B−I)の割合が上限値以下であれば、良好な電池特性が得られやすい。   The content of the resin (BI) in the positive electrode layer is preferably 0.1 to 20 parts by mass, more preferably 0.1 to 10 parts by mass, with respect to 100 parts by mass of the positive electrode active material. 5 mass parts is still more preferable, and 0.5-3 mass parts is especially preferable. When the ratio of the resin (BI) is at least the lower limit value, good binding properties are easily obtained. If the ratio of the resin (BI) is not more than the upper limit value, good battery characteristics can be easily obtained.

正極層中の樹脂(A−I)と樹脂(B−I)の質量比(A−I/B−I)は、0.3〜3が好ましく、0.5〜2がより好ましく、0.7〜1.4が更に好ましく、0.8〜1.2が特に好ましい。前記質量比(A−I/B−I)が下限値以上であれば、集電体との結着性を高めやすい。前記質量比(A−I/B−I)が上限値以下であれば、電池の安全性を高めやすい。   The mass ratio (AI / BI) between the resin (AI) and the resin (BI) in the positive electrode layer is preferably 0.3 to 3, more preferably 0.5 to 2, and 7 to 1.4 are more preferable, and 0.8 to 1.2 are particularly preferable. When the mass ratio (AI / BI) is equal to or higher than the lower limit value, the binding property with the current collector is easily improved. If the mass ratio (A-I / B-I) is not more than the upper limit value, it is easy to improve the safety of the battery.

正極(I)の正極層が導電付与剤を含む場合、正極層中の導電付与剤の割合は、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜3質量%がより好ましい。導電付与剤の割合が下限値以上であれば、良好な導電性を担保しやすい。導電付与剤の割合が上限値以下であれば、容量密度の高い電極が得られやすい。   When the positive electrode layer of the positive electrode (I) contains a conductivity-imparting agent, the proportion of the conductivity-imparting agent in the positive electrode layer is preferably 0.01 to 10% by mass, and more preferably 0.1 to 3% by mass. If the ratio of the conductivity-imparting agent is at least the lower limit value, it is easy to ensure good conductivity. When the ratio of the conductivity-imparting agent is not more than the upper limit value, an electrode having a high capacity density is easily obtained.

(正極(I)の製造方法)
正極(I)の製造方法は、正極活物質と、水性媒体と、結着剤として樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)を含む電極合剤を用いる以外は、公知の方法を採用できる。例えば、電極合剤を集電体の少なくとも片面、好ましくは両面に塗布し、乾燥により電極合剤中の水性媒体を除去し、正極層を形成する方法が挙げられる。必要に応じて、乾燥後の正極層をプレスして、所望の厚みに成形してもよい。
(Method for producing positive electrode (I))
The manufacturing method of positive electrode (I) employs a well-known method except for using a positive electrode active material, an aqueous medium, and an electrode mixture containing resin (AI) and resin (BI) as a binder. it can. For example, there is a method in which the electrode mixture is applied to at least one surface, preferably both surfaces of the current collector, the aqueous medium in the electrode mixture is removed by drying, and the positive electrode layer is formed. If necessary, the positive electrode layer after drying may be pressed to have a desired thickness.

電極合剤を集電体に塗布する方法としては、例えば、ドクターブレード法、ディップ法、リバースロール法、ダイレクトロール法、グラビア法、エクストルージョン法、ハケ塗り法等が挙げられる。
乾燥方法としては、例えば、温風、熱風、低湿風による乾燥、真空乾燥等が挙げられる。
Examples of the method of applying the electrode mixture to the current collector include a doctor blade method, a dip method, a reverse roll method, a direct roll method, a gravure method, an extrusion method, and a brush coating method.
Examples of the drying method include drying with warm air, hot air, low-humidity air, and vacuum drying.

正極(I)の製造に用いる電極合剤(100質量%)中の水性媒体の含有量は、20〜70質量%が好ましく、25〜65質量%がより好ましく、30〜60質量%が更に好ましく、35〜55質量%が特に好ましい。水性媒体の含有量が下限値以上であれば、電極合剤の分散性を高めやすい。水性媒体の含有量が上限値以下であれば、塗膜性に優れた電極合剤を得られやすい。   20-70 mass% is preferable, as for content of the aqueous medium in the electrode mixture (100 mass%) used for manufacture of positive electrode (I), 25-65 mass% is more preferable, and 30-60 mass% is still more preferable. 35-55 mass% is especially preferable. If content of an aqueous medium is more than a lower limit, it will be easy to improve the dispersibility of an electrode mixture. If content of an aqueous medium is below an upper limit, it will be easy to obtain the electrode mixture excellent in coatability.

正極(I)に用いる電極合剤(100質量%)中の正極活物質の含有量は、25〜75質量%が好ましく、30〜70質量%がより好ましく、35〜65質量%が更に好ましい。   25-75 mass% is preferable, as for content of the positive electrode active material in the electrode mixture (100 mass%) used for positive electrode (I), 30-70 mass% is more preferable, and 35-65 mass% is still more preferable.

正極(I)に用いる電極合剤(100質量%)中の樹脂(A−I)の含有量は、0.2〜3質量%が好ましく、0.5〜2.5質量%がより好ましく、0.7〜2質量%が更に好ましく、1〜2質量%が特に好ましい。   The content of the resin (AI) in the electrode mixture (100% by mass) used for the positive electrode (I) is preferably 0.2 to 3% by mass, more preferably 0.5 to 2.5% by mass, 0.7-2 mass% is still more preferable, and 1-2 mass% is especially preferable.

正極(I)の製造に用いる電極合剤(100質量%)中の樹脂(B−I)の含有量は、0.2〜3質量%が好ましく、0.5〜2.5質量%がより好ましく、0.7〜2質量%が更に好ましく、1〜2質量%が特に好ましい。   The content of the resin (BI) in the electrode mixture (100% by mass) used for the production of the positive electrode (I) is preferably 0.2 to 3% by mass, more preferably 0.5 to 2.5% by mass. Preferably, 0.7-2 mass% is further more preferable, and 1-2 mass% is especially preferable.

正極(I)の製造に用いる電極合剤が導電付与剤を含む場合、電極合剤(100質量%)中の導電付与剤の含有量は、0.01〜10質量%が好ましく、0.1〜3質量%がより好ましい。   When the electrode mixture used for production of the positive electrode (I) includes a conductivity-imparting agent, the content of the conductivity-imparting agent in the electrode mixture (100 mass%) is preferably 0.01 to 10 mass%, and 0.1 -3 mass% is more preferable.

[正極(II)]
正極(II)は、正極活物質、有機溶媒、該有機溶媒に可溶な樹脂(A−II)、及び該有機溶媒に分散又は乳化する樹脂(B−II)からなる電極合剤を用いて作製された電極である。
正極(II)は、正極活物質と、樹脂(A−II)と、樹脂(B−II)と、を含む。正極(II)としては、例えば、正極活物質、導電付与剤、樹脂(A−II)及び樹脂(B−II)を含む正極層が、集電体上に形成された電極が挙げられる。
[Positive electrode (II)]
The positive electrode (II) uses an electrode mixture composed of a positive electrode active material, an organic solvent, a resin (A-II) soluble in the organic solvent, and a resin (B-II) dispersed or emulsified in the organic solvent. It is the produced electrode.
The positive electrode (II) includes a positive electrode active material, a resin (A-II), and a resin (B-II). Examples of the positive electrode (II) include an electrode in which a positive electrode layer containing a positive electrode active material, a conductivity imparting agent, a resin (A-II), and a resin (B-II) is formed on a current collector.

(有機溶媒)
有機溶媒としては、電極の作製に用いられる公知の有機溶媒を使用できる。有機溶媒の具体例としては、例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ヘキサン、オクタン、トルエン、キシレン、ナフサ、アセトニトリル、N−メチル−2−ピロリドン、アセチルピリジン、シクロペンタノン、ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシド、メチルフォルムアミド、メタノール、エタノール等が挙げられる。なかでも、有機溶媒としては、N−メチル−2−ピロリドン又は酢酸ブチルが好ましく、N−メチル−2−ピロリドンが特に好ましい。
有機溶媒は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Organic solvent)
As an organic solvent, the well-known organic solvent used for preparation of an electrode can be used. Specific examples of the organic solvent include, for example, ethyl acetate, butyl acetate, acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, hexane, octane, toluene, xylene, naphtha, acetonitrile, N-methyl-2-pyrrolidone, acetylpyridine, cyclopentanone. Dimethylformamide, dimethylsulfoxide, methylformamide, methanol, ethanol and the like. Among these, as the organic solvent, N-methyl-2-pyrrolidone or butyl acetate is preferable, and N-methyl-2-pyrrolidone is particularly preferable.
An organic solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

正極(II)の作製に用いる電極合剤は、粘度が高くなりすぎることを抑制しやすい点から、含水率の低い有機溶媒が好ましい。具体的には、有機溶媒の含水率は、1,000質量ppm未満が好ましく、100質量ppm未満がより好ましい。   The electrode mixture used for the production of the positive electrode (II) is preferably an organic solvent having a low water content from the viewpoint of easily suppressing the viscosity from becoming too high. Specifically, the water content of the organic solvent is preferably less than 1,000 ppm by mass, and more preferably less than 100 ppm by mass.

(樹脂(A−II))
正極(II)に用いる、有機溶媒に可溶な樹脂(A−II)としては、N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%以上の樹脂が挙げられる。なお、「N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%以上」とは、25℃のN−メチル−2−ピロリドンに対して0.5質量%以上の濃度で溶解することを意味する。
樹脂(A−II)のN−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度は、1質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、8質量%以上が更に好ましい。
(Resin (A-II))
Examples of the resin (A-II) soluble in an organic solvent used for the positive electrode (II) include resins having a solubility in N-methyl-2-pyrrolidone of 0.5% by mass or more. “The solubility in N-methyl-2-pyrrolidone is 0.5% by mass or more” means that the compound is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone at 25 ° C. at a concentration of 0.5% by mass or more. To do.
The solubility of the resin (A-II) in N-methyl-2-pyrrolidone is preferably 1% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and still more preferably 8% by mass or more.

正極(II)における樹脂(A−II)としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(以下、「PVDF」という。)等が挙げられる。   Examples of the resin (A-II) in the positive electrode (II) include polyvinylidene fluoride (hereinafter referred to as “PVDF”).

正極(II)における樹脂(A−II)の重量平均分子量は、1,000〜1,000,000が好ましく、10,000〜500,000がより好ましく、50,000〜300,000が更に好ましい。前記樹脂(A−II)の重量平均分子量が下限値以上であれば、電極の密着性を高めやすい。前記樹脂(A−II)の重量平均分子量が上限値以下であれば、低抵抗な電極が得られやすい。
樹脂(A−II)の重量平均分子量は、重合時の連鎖移動剤の添加、重合温度、重合圧力の制御等の公知の方法で調節できる。正極(II)における樹脂(A−II)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
The weight average molecular weight of the resin (A-II) in the positive electrode (II) is preferably 1,000 to 1,000,000, more preferably 10,000 to 500,000, and still more preferably 50,000 to 300,000. . If the weight average molecular weight of the resin (A-II) is not less than the lower limit, it is easy to improve the adhesion of the electrode. When the weight average molecular weight of the resin (A-II) is not more than the upper limit value, a low resistance electrode is easily obtained.
The weight average molecular weight of the resin (A-II) can be adjusted by a known method such as addition of a chain transfer agent during polymerization, control of the polymerization temperature and polymerization pressure. The resin (A-II) in the positive electrode (II) may be one type or two or more types.

正極(II)に用いる樹脂(A−II)の製造には、公知の重合方法を採用でき、なかでもラジカル共重合法が好ましい。ラジカル重合法としては、特に限定されず、有機系又は無機系のラジカル重合開始剤を用いて、光、熱、電離放射線等によりラジカル重合反応を開始する方法が好ましい。重合形態としては、塊状重合、懸濁重合、乳化重合、溶液重合等の公知の重合形態を採用でき、なかでも乳化重合が好ましい。   For the production of the resin (A-II) used for the positive electrode (II), a known polymerization method can be adopted, and among these, a radical copolymerization method is preferable. The radical polymerization method is not particularly limited, and a method of starting a radical polymerization reaction by light, heat, ionizing radiation or the like using an organic or inorganic radical polymerization initiator is preferable. As the polymerization form, known polymerization forms such as bulk polymerization, suspension polymerization, emulsion polymerization, and solution polymerization can be adopted, and emulsion polymerization is particularly preferable.

(樹脂(B))
正極(II)に用いる、有機溶媒に分散又は乳化する樹脂(B−II)としては、N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%未満の樹脂が挙げられる。なお、「N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%未満」とは、25℃のN−メチル−2−ピロリドンに対して0.5質量%以上の濃度では溶解できないことを意味する。
樹脂(B−II)のN−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度は、0.5質量%未満が好ましく、0.4質量%未満がより好ましく、0.3質量%未満が更に好ましい。
また、樹脂(A−II)のN−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度と、樹脂(B−II)のN−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度との差は、2質量%以上が好ましく、5質量%以上がより好ましく、8質量%以上が更に好ましい。
(Resin (B))
Examples of the resin (B-II) used for the positive electrode (II) that is dispersed or emulsified in an organic solvent include resins having a solubility in N-methyl-2-pyrrolidone of less than 0.5% by mass. “The solubility in N-methyl-2-pyrrolidone is less than 0.5% by mass” means that it cannot be dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone at 25 ° C. at a concentration of 0.5% by mass or more. To do.
The solubility of the resin (B-II) in N-methyl-2-pyrrolidone is preferably less than 0.5% by mass, more preferably less than 0.4% by mass, and still more preferably less than 0.3% by mass.
The difference between the solubility of the resin (A-II) in N-methyl-2-pyrrolidone and the solubility of the resin (B-II) in N-methyl-2-pyrrolidone is preferably 2% by mass or more, and 5% by mass. % Or more is more preferable, and 8 mass% or more is still more preferable.

正極(II)に用いる樹脂(B−II)としては、例えば、前記樹脂(B3−I)、PTFEが好ましい。正極(II)に用いる樹脂(B3−I)の好ましい態様は、正極(I)に用いる場合の樹脂(B3−I)の好ましい態様と同じである。
正極(II)に用いる樹脂(B−II)は、1種でもよく、2種以上でもよい。
As resin (B-II) used for positive electrode (II), the said resin (B3-I) and PTFE are preferable, for example. The preferable aspect of resin (B3-I) used for positive electrode (II) is the same as the preferable aspect of resin (B3-I) in the case of using for positive electrode (I).
The resin (B-II) used for the positive electrode (II) may be one type or two or more types.

(正極活物質、導電付与剤、集電体)
正極活物質、導電付与剤、及び集電体としては、例えば、正極(I)で挙げたものと同じものが挙げられる。
(Positive electrode active material, conductivity-imparting agent, current collector)
Examples of the positive electrode active material, the conductivity-imparting agent, and the current collector include the same materials as those mentioned for the positive electrode (I).

(正極(II)における各成分の比率)
正極(II)における正極層中の正極活物質の割合、樹脂(A−II)の割合、樹脂(B−II)の割合、樹脂(A−II)と樹脂(B−II)の質量比、及び導電付与剤の割合の好ましい範囲は、正極(I)における好ましい範囲と同じである。
(Ratio of each component in positive electrode (II))
The ratio of the positive electrode active material in the positive electrode layer in the positive electrode (II), the ratio of the resin (A-II), the ratio of the resin (B-II), the mass ratio of the resin (A-II) and the resin (B-II), And the preferable range of the ratio of a conductive provision agent is the same as the preferable range in positive electrode (I).

(正極(II)の製造方法)
正極(II)の製造方法は、正極活物質と、有機溶媒と、結着剤として樹脂(A−II)及び樹脂(B−II)を含む電極合剤を用いる以外は、公知の方法を採用できる。例えば、電極合剤を集電体の少なくとも片面、好ましくは両面に塗布し、乾燥により電極合剤中の有機溶媒を除去し、正極層を形成する方法が挙げられる。必要に応じて、乾燥後の正極層をプレスして、所望の厚みに成形してもよい。
電極合剤の塗布方法、及び乾燥方法は、正極(I)の方法で挙げたものと同じものが挙げられる。
(Production method of positive electrode (II))
The manufacturing method of positive electrode (II) employs a known method except that an electrode mixture containing a positive electrode active material, an organic solvent, and a resin (A-II) and a resin (B-II) as a binder is used. it can. For example, the electrode mixture is applied to at least one surface, preferably both surfaces of the current collector, and the organic solvent in the electrode mixture is removed by drying to form a positive electrode layer. If necessary, the positive electrode layer after drying may be pressed to have a desired thickness.
Examples of the method for applying the electrode mixture and the method for drying include the same as those mentioned in the method for the positive electrode (I).

正極(II)の製造に用いる電極合剤(100質量%)中の有機溶媒の含有量は、15〜55質量%が好ましく、20〜50質量%がより好ましく、25〜45質量%が更に好ましく、30〜40質量%が特に好ましい。有機溶媒の含有量が下限値以上であれば、電極合剤の分散性を高めやすい。溶媒の含有量が上限値以下であれば、塗膜性に優れた電極合剤が得られやすい。   15-55 mass% is preferable, as for content of the organic solvent in the electrode mixture (100 mass%) used for manufacture of positive electrode (II), 20-50 mass% is more preferable, and 25-45 mass% is still more preferable. 30 to 40% by mass is particularly preferable. If content of an organic solvent is more than a lower limit, it will be easy to improve the dispersibility of an electrode mixture. If the content of the solvent is not more than the upper limit value, an electrode mixture having excellent coating properties is easily obtained.

正極(II)に用いる電極合剤中の正極活物質の含有量、樹脂(A−II)の含有量、樹脂(B−II)の含有量、及び導電付与剤の含有量の好ましい範囲は、正極(I)に用いる電極合剤における好ましい範囲と同じである。   The preferred range of the content of the positive electrode active material, the content of the resin (A-II), the content of the resin (B-II), and the content of the conductivity-imparting agent in the electrode mixture used for the positive electrode (II) is: It is the same as the preferable range in the electrode mixture used for positive electrode (I).

<負極>
本発明のリチウムイオン二次電池の負極が、前記電極合剤を用いて作製された電極である場合、負極は、用いる媒体の種類によって以下の負極(III)又は負極(IV)に分類される。
(III)水性媒体を用いて作製した負極。
(IV)有機溶媒を用いて作製した負極。
<Negative electrode>
When the negative electrode of the lithium ion secondary battery of the present invention is an electrode produced using the electrode mixture, the negative electrode is classified into the following negative electrode (III) or negative electrode (IV) depending on the type of medium used. .
(III) A negative electrode produced using an aqueous medium.
(IV) A negative electrode produced using an organic solvent.

[負極(III)]
負極(III)は、負極活物質、水性媒体、該水性媒体に可溶な樹脂(A−I)、及び該水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)からなる電極合剤を用いて作製された負極である。
負極(III)は、負極活物質と、樹脂(A−I)と、樹脂(B−I)と、を含む。負極(III)としては、例えば、負極活物質、導電付与剤、樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)を含む負極層が、集電体上に形成された負極が挙げられる。
負極(III)は、正極活物質の代わりに負極活物質を用いる以外は、正極(I)と同様の態様である。
[Negative electrode (III)]
The negative electrode (III) uses an electrode mixture comprising a negative electrode active material, an aqueous medium, a resin (AI) soluble in the aqueous medium, and a resin (BI) dispersed or emulsified in the aqueous medium. It is the produced negative electrode.
The negative electrode (III) includes a negative electrode active material, a resin (AI), and a resin (BI). Examples of the negative electrode (III) include a negative electrode in which a negative electrode layer containing a negative electrode active material, a conductivity-imparting agent, a resin (AI), and a resin (BI) is formed on a current collector.
The negative electrode (III) is the same as the positive electrode (I) except that a negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material.

(水性媒体)
水性媒体としては、正極(I)で挙げた水性媒体と同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
(Aqueous medium)
As an aqueous medium, the same thing as the aqueous medium quoted by positive electrode (I) is mentioned, A preferable aspect is also the same.

(樹脂(A)、樹脂(B))
負極(III)に用いる樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)は、正極(I)で挙げた樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)と同じものが挙げられる。
負極(III)に用いる樹脂(B−I)としては、前記樹脂(B1−I)〜(B3−I)からなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、(B2−I)、(B3−I)が特に好ましい。
(Resin (A), Resin (B))
Examples of the resin (AI) and the resin (BI) used for the negative electrode (III) are the same as the resin (AI) and the resin (BI) mentioned for the positive electrode (I).
The resin (BI) used for the negative electrode (III) is preferably at least one selected from the group consisting of the resins (B1-I) to (B3-I), and (B2-I) and (B3-I). Is particularly preferred.

(負極活物質)
負極活物質としては、公知のリチウムイオン二次電池用の負極活物質を採用できる。負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金、並びにリチウムイオンを吸蔵及び放出できる炭素系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。炭素系材料としては、黒鉛、コークス、ハードカーボン等が挙げられる。寿命特性の点から、負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出できる炭素系材料が好ましい。
(Negative electrode active material)
As the negative electrode active material, known negative electrode active materials for lithium ion secondary batteries can be employed. Examples of the negative electrode active material include one or more selected from the group consisting of lithium metal, a lithium alloy, and a carbon-based 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-based material include graphite, coke, and hard carbon. From the viewpoint of life characteristics, the negative electrode active material is preferably a carbon-based material that can occlude and release lithium ions.

(導電付与剤、集電体)
導電付与剤としては、例えば、正極(I)で挙げたものと同じものが挙げられる。
負極の集電体としては、例えば、正極の集電体として挙げたものと同じものが挙げられ、Cu箔が好ましい。
(Conductivity imparting agent, current collector)
Examples of the conductivity-imparting agent include the same ones as mentioned for the positive electrode (I).
Examples of the current collector for the negative electrode include the same ones as those cited for the current collector for the positive electrode, and Cu foil is preferred.

(負極(III)における各成分の比率)
負極層(100質量%)中の負極活物質の割合は、80〜99.8質量%が好ましく、90〜99.8質量%がより好ましく、95〜99.8質量%が更に好ましい。負極活物質の割合が下限値以上であれば、容量密度を高めやすい。負極活物質の割合が上限値以下であれば、良好な電池特性を得やすい。
(Ratio of each component in the negative electrode (III))
The ratio of the negative electrode active material in the negative electrode layer (100% by mass) is preferably 80 to 99.8% by mass, more preferably 90 to 99.8% by mass, and still more preferably 95 to 99.8% by mass. If the ratio of the negative electrode active material is equal to or higher than the lower limit value, the capacity density is easily increased. If the ratio of the negative electrode active material is not more than the upper limit value, it is easy to obtain good battery characteristics.

負極(III)における負極層中の樹脂(A−I)の割合、樹脂(B−I)の割合、樹脂(A−I)と樹脂(B−I)の質量比の好ましい範囲は、正極(I)における好ましい範囲と同じである。   The preferred range of the ratio of the resin (AI) in the negative electrode layer in the negative electrode (III), the ratio of the resin (BI), and the mass ratio of the resin (AI) and the resin (BI) is the positive electrode ( The same as the preferred range in I).

(負極(III)の製造方法)
負極(III)の製造方法は、負極活物質と、水性媒体と、結着剤として樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)を含む電極合剤を用いる以外は、公知の方法を採用できる。例えば、正極活物質の代わりに負極活物質を用いる以外は、正極(I)で挙げた方法と同じ方法が挙げられる。
(Production method of negative electrode (III))
The manufacturing method of the negative electrode (III) employs a known method except that an electrode mixture containing a negative electrode active material, an aqueous medium, and a resin (AI) and a resin (BI) as a binder is used. it can. For example, the same method as that described for the positive electrode (I) can be used except that the negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material.

負極(III)に用いる電極合剤(100質量%)中の負極活物質の含有量は、25〜75質量%が好ましく、30〜70質量%がより好ましく、35〜65質量%が更に好ましい。   The content of the negative electrode active material in the electrode mixture (100% by mass) used for the negative electrode (III) is preferably 25 to 75% by mass, more preferably 30 to 70% by mass, and still more preferably 35 to 65% by mass.

負極(III)に用いる電極合剤中の水性媒体の含有量、樹脂(A−I)の含有量、樹脂(B−I)の含有量、及び導電付与剤の含有量の好ましい範囲は、正極(I)に用いる電極合剤における好ましい範囲と同じである。   The preferred range of the content of the aqueous medium, the content of the resin (AI), the content of the resin (BI), and the content of the conductivity-imparting agent in the electrode mixture used for the negative electrode (III) is positive electrode It is the same as the preferable range in the electrode mixture used for (I).

[負極(IV)]
負極(IV)は、負極活物質、有機溶媒、該有機溶媒に可溶な樹脂(A−II)、及び該有機溶媒に分散又は乳化する樹脂(B−II)からなる電極合剤を用いて作製された負極である。
負極(IV)は、負極活物質と、樹脂(A−II)と、樹脂(B−II)と、を含む。負極(IV)としては、例えば、負極活物質、導電付与剤、樹脂(A−II)及び樹脂(B−II)を含む負極層が、集電体上に形成された負極が挙げられる。
負極(IV)は、正極活物質の代わりに負極活物質を用いる以外は、正極(II)と同様の態様である。
[Negative electrode (IV)]
The negative electrode (IV) uses an electrode mixture composed of a negative electrode active material, an organic solvent, a resin (A-II) soluble in the organic solvent, and a resin (B-II) dispersed or emulsified in the organic solvent. It is the produced negative electrode.
The negative electrode (IV) includes a negative electrode active material, a resin (A-II), and a resin (B-II). Examples of the negative electrode (IV) include a negative electrode in which a negative electrode layer containing a negative electrode active material, a conductivity-imparting agent, a resin (A-II), and a resin (B-II) is formed on a current collector.
The negative electrode (IV) is the same as the positive electrode (II) except that a negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material.

(有機溶媒)
有機溶媒としては、正極(II)で挙げた有機溶媒と同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
(Organic solvent)
As an organic solvent, the same thing as the organic solvent quoted by positive electrode (II) is mentioned, A preferable aspect is also the same.

(樹脂(A−II)、樹脂(B−II))
負極(IV)に用いる樹脂(A−II)及び樹脂(B−II)は、正極(II)で挙げた樹脂(A−II)及び樹脂(B−II)と同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
(Resin (A-II), Resin (B-II))
Preferred examples of the resin (A-II) and the resin (B-II) used for the negative electrode (IV) are the same as the resin (A-II) and the resin (B-II) mentioned in the positive electrode (II). Is the same.

(負極活物質、導電付与剤、集電体)
負極活物質としては、負極(III)で挙げたものと同じものが挙げられ、好ましい態様も同じである。
導電付与剤としては、例えば、正極(I)で挙げたものと同じものが挙げられる。
負極の集電体としては、例えば、正極の集電体として挙げたものと同じものが挙げられ、Cu箔が好ましい。
(Negative electrode active material, conductivity-imparting agent, current collector)
As a negative electrode active material, the same thing as what was mentioned by negative electrode (III) is mentioned, A preferable aspect is also the same.
Examples of the conductivity-imparting agent include the same ones as mentioned for the positive electrode (I).
Examples of the current collector for the negative electrode include the same ones as those cited for the current collector for the positive electrode, and Cu foil is preferred.

(負極(IV)における各成分の比率)
負極(IV)の負極層中の負極活物質の割合の好ましい範囲は、負極(III)における好ましい範囲と同じである。
負極(IV)における負極層中の樹脂(A−II)の割合、樹脂(B−II)の割合、樹脂(A−II)と樹脂(B−II)の質量比、及び導電付与剤の割合の好ましい範囲は、正極(I)における好ましい範囲と同じである。
(Ratio of each component in the negative electrode (IV))
The preferable range of the ratio of the negative electrode active material in the negative electrode layer of the negative electrode (IV) is the same as the preferable range in the negative electrode (III).
The ratio of the resin (A-II) in the negative electrode layer in the negative electrode (IV), the ratio of the resin (B-II), the mass ratio of the resin (A-II) and the resin (B-II), and the ratio of the conductivity-imparting agent. The preferred range is the same as the preferred range for the positive electrode (I).

(負極(IV)の製造方法)
負極(IV)の製造方法は、負極活物質と、有機溶媒と、結着剤として樹脂(A−II)及び樹脂(B−II)を含む電極合剤を用いる以外は、公知の方法を採用できる。例えば、正極活物質の代わりに負極活物質を用いる以外は、正極(I)で挙げた方法と同じ方法が挙げられる。
(Production method of negative electrode (IV))
The manufacturing method of the negative electrode (IV) employs a known method except that an electrode mixture containing a negative electrode active material, an organic solvent, and a resin (A-II) and a resin (B-II) as a binder is used. it can. For example, the same method as that described for the positive electrode (I) can be used except that the negative electrode active material is used instead of the positive electrode active material.

負極(IV)の製造に用いる電極合剤中の有機溶媒の含有量及び負極活物質の含有量は、負極(III)に用いる電極合剤における好ましい範囲と同じである。
負極(IV)に用いる電極合剤中の樹脂(A−II)の含有量、樹脂(B−II)の含有量、及び導電付与剤の含有量の好ましい範囲は、正極(I)に用いる電極合剤における好ましい範囲と同じである。
The content of the organic solvent and the content of the negative electrode active material in the electrode mixture used for the production of the negative electrode (IV) are the same as the preferred range in the electrode mixture used for the negative electrode (III).
The preferred range of the content of the resin (A-II), the content of the resin (B-II), and the content of the conductivity-imparting agent in the electrode mixture used for the negative electrode (IV) is the electrode used for the positive electrode (I). It is the same as the preferable range in the mixture.

<電極の組み合わせ>
本発明のリチウムイオン二次電池における正極と負極としては、以下の組み合わせが挙げられる。
(i)正極(I)と負極(III)の組み合わせ、
(ii)正極(I)と負極(IV)の組み合わせ、
(iii)正極(II)と負極(III)の組み合わせ、
(iv)正極(II)と負極(IV)の組み合わせ、
(v)正極(I)と、負極(III)及び負極(IV)以外の他の負極の組み合わせ、
(vi)正極(II)と、負極(III)及び負極(IV)以外の他の負極の組み合わせ、
(vii)正極(I)及び正極(II)以外の他の正極と、負極(III)の組み合わせ、
(viii)正極(I)及び正極(II)以外の他の正極と、負極(IV)の組み合わせ。
<Combination of electrodes>
Examples of the positive electrode and the negative electrode in the lithium ion secondary battery of the present invention include the following combinations.
(I) a combination of positive electrode (I) and negative electrode (III),
(Ii) combination of positive electrode (I) and negative electrode (IV),
(Iii) combination of positive electrode (II) and negative electrode (III),
(Iv) combination of positive electrode (II) and negative electrode (IV),
(V) a combination of the positive electrode (I) and a negative electrode other than the negative electrode (III) and the negative electrode (IV),
(Vi) a combination of the positive electrode (II) and the negative electrode other than the negative electrode (III) and the negative electrode (IV),
(Vii) a combination of a positive electrode other than the positive electrode (I) and the positive electrode (II) and the negative electrode (III),
(Viii) A combination of a positive electrode other than the positive electrode (I) and the positive electrode (II) and the negative electrode (IV).

前記他の正極としては、正極(I)及び正極(II)以外の公知の正極を用いることができる。
前記他の負極としては、負極(III)及び負極(IV)以外の公知の負極を用いることができる。他の負極としては、例えば、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、負極活物質のみで形成した負極を用いてもよい。
As said other positive electrode, well-known positive electrodes other than positive electrode (I) and positive electrode (II) can be used.
As said other negative electrode, well-known negative electrodes other than negative electrode (III) and negative electrode (IV) can be used. As the other negative electrode, for example, when the negative electrode active material can keep its shape by itself (for example, when it is a lithium metal thin film), a negative electrode formed only of the negative electrode active material may be used.

本発明では、正極と負極の組み合わせとしては、電極と非水電解液の反応による発熱量がより低減でき、熱暴走がより起きにくい点から、組み合わせ(i)〜(iv)が好ましい。また、樹脂(A)及び樹脂(B)の均一な被覆性の点から、媒体として水性媒体を用いることが好ましい。また、電池特性からは、正極には媒体として有機溶媒を用いることが好ましい。なお、組み合わせは適宜選択可能であり、例えば、安全性、電池特性及び環境負荷を総合的に考えると、組み合わせ(iii)が好ましい。また、上記性能面と、製造の容易さの面を考慮すると、組み合わせ(vii)も好ましい。   In the present invention, as the combination of the positive electrode and the negative electrode, combinations (i) to (iv) are preferable because the amount of heat generated by the reaction between the electrode and the non-aqueous electrolyte can be further reduced and thermal runaway is less likely to occur. Moreover, it is preferable to use an aqueous medium as a medium from the point of the uniform coverage of resin (A) and resin (B). From the viewpoint of battery characteristics, it is preferable to use an organic solvent as a medium for the positive electrode. The combination can be selected as appropriate. For example, in consideration of safety, battery characteristics, and environmental load, combination (iii) is preferable. In view of the above performance and ease of production, the combination (vii) is also preferable.

≪非水電解液≫
非水電解液は、リチウム塩と液状組成物とを含み、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。
≪Nonaqueous 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(C)(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、下記の化合物(D)〜化合物(G)、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 (C) (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 (D ) To Compound (G), LiBF 4 and the like.

Figure 2015046173
Figure 2015046173

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非水電解液と前記した電極を組み合わせることによって、LiPFを用いたリチウムイオン二次電池でも熱暴走が起きにくくなる。
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 easily decomposed easily and lowers the thermal stability of the battery. However, by combining a nonaqueous electrolytic solution containing a cyclic carboxylic acid ester compound with the above electrode, a lithium ion secondary using LiPF 6 is used. Thermal runaway is less likely to occur even with batteries.

化合物(C)としては、例えば、下記化合物(C−1)〜化合物(C−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(C)としては、kが2の化合物(C−2)を含むことが好ましく、kが2の化合物(C−2)のみからなることがより好ましい。   Examples of the compound (C) include the following compound (C-1) to compound (C-4). From the viewpoint of easily obtaining a nonaqueous electrolytic solution having high ionic conductivity, the compound (C) preferably includes a compound (C-2) in which k is 2, and only a compound (C-2) in which k is 2 More preferably, it consists of.

Figure 2015046173
Figure 2015046173

<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と、前述した電極とを組み合わせることで、電極と非水電解液との反応による発熱量が低減され、熱暴走が起き難く優れた熱安定性を有するリチウムイオン二次電池となる。
<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.
By combining a non-aqueous electrolyte solution containing a lithium salt, a liquid composition containing a fluorine-containing solvent (α) and a cyclic carboxylic acid ester compound, and the electrode described above, heat is generated by the reaction between the electrode and the non-aqueous electrolyte solution. The amount of the lithium ion secondary battery is reduced and the thermal runaway hardly occurs, and the thermal stability is excellent.

[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溶媒(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 solvents (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、例えば、下記化合物(1)及び下記化合物(2)からなる群から選ばれる少なくとも1種が挙げられる。
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。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.
Examples of the fluorine-containing ether compound include at least one selected from the group consisting of the following compound (1) and the following compound (2).
A fluorine-containing ether compound may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. When the number of fluorine-containing ether compounds is two or more, the ratio can be arbitrarily determined.

Figure 2015046173
Figure 2015046173

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。
Xは炭素数1〜5のアルキレン基、炭素数1〜5のフッ素化アルキレン基、エーテル性酸素原子を有する炭素数2〜5のアルキレン基、又はエーテル性酸素原子を有する炭素数2〜5のフッ素化アルキレン基である。
However, R 1 and R 2 each independently represent 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, fluorinated C3-10 A cycloalkyl group, an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms, or a fluorinated alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms, R 1 And one or both of R 2 are fluorinated alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, fluorinated cycloalkyl groups having 3 to 10 carbon atoms, or fluorine having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms. Alkyl group.
X is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a fluorinated alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, an alkylene group having 2 to 5 carbon atoms having an etheric oxygen atom, or 2 to 5 carbon atoms having an etheric oxygen atom. A fluorinated alkylene group;

含フッ素エーテル化合物としては、サイクル特性に優れる点、リチウム塩の溶解性、耐電圧特性、難燃性、非水電解液のイオン伝導度が高くなる点から、化合物(1)が好ましい。化合物(1)を含む場合、化合物(1)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。   As the fluorine-containing ether compound, the compound (1) is preferable from the viewpoints of excellent cycle characteristics, lithium salt solubility, withstand voltage characteristics, flame retardancy, and ionic conductivity of the nonaqueous electrolytic solution. When the compound (1) is included, the compound (1) may be used alone or in combination of two or more.

化合物(1):
化合物(1)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に優れる。R及びRは同じであってもよく、異なっていてもよい。
Compound (1):
Examples of the alkyl group and the alkyl group having an etheric oxygen atom in the compound (1) include a linear structure, a branched structure, or a group having a partial 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 of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte and the flame retardancy are excellent. R 1 and R 2 may be the same or different.

化合物(1)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(1−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(1−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(1−C)が好ましく、化合物(1−A)及び化合物(1−C)がより好ましく、化合物(1−A)が特に好ましい。As compound (1), R 1 and R 2 are both fluorinated alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms, R 1 and R 2 because R 1 is excellent in solubility in a liquid composition; 1 is a fluorinated alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more ether oxygen atoms, and R 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and (1-B), R 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, and the compound (1-A) and the compound (1-C) are preferably More preferred is compound (1-A).

化合物(1)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(1)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(1)がエーテル性酸素原子を有する場合、化合物(1)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(1)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(1)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。
When the total carbon number of the compound (1) is too small, the boiling point is too low, and when it is too large, 4 to 10 is preferable, and 4 to 8 is more preferable.
When the molecular weight of the compound (1) 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 (1) has an etheric oxygen atom, the number of etheric oxygen atoms in the compound (1) 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 the fluorine content in a compound (1), 60 mass% or more is more preferable. When the fluorine content in the compound (1) is high, the flame retardancy is excellent. The fluorine content is the ratio of the total mass of fluorine atoms to the molecular weight.

化合物(1)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 (1) is preferably a compound in which both R 1 and R 2 are alkyl groups in which a part of the hydrogen atoms of the alkyl group are fluorinated from the viewpoint of excellent solubility in a lithium salt 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(1−A)及び化合物(1−B)の具体例、並びに化合物(1−A)及び化合物(1−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 (1-A) and compound (1-B), and specific examples of fluorine-containing ether compounds other than compound (1-A) and compound (1-B) include, for example, International Publication No. 2009 / And the compounds described in No. 133899.

化合物(1)としては、サイクル特性に優れ、またリチウム塩の液状組成物への溶解度に優れ、耐電圧特性が高く、難燃性に優れ、粘度が低く、沸点が低すぎないことから、CFCHOCFCHF、CHFCFCHOCFCHF、CFCFCHOCFCHF、CFCHOCFCHFCF、及びCHFCFCHOCFCHFCFからなる群から選ばれる少なくとも1種が好ましく、CFCHOCFCHF、CHFCFCHOCFCHF及びCHFCFCHOCFCHFCFからなる群から選ばれる少なくとも1種が特に好ましい。Compound (1) has excellent cycle characteristics, excellent solubility of lithium salt in a liquid composition, high withstand voltage characteristics, excellent flame retardancy, low viscosity, and low boiling point. 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 , and CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3 Preferably, 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 selected. Species are particularly preferred.

化合物(2):
化合物(2)において、Xは直鎖構造であっても分岐構造であってもよい。Xとしては、炭素数1〜5のアルキレン基が好ましく、炭素数2〜4のアルキレン基がより好ましい。該アルキレン基は、直鎖構造又は分岐構造が好ましい。Xにおけるアルキレン基が分岐構造を有する場合には、側鎖は炭素数1〜3のアルキル基又はエーテル性酸素原子を有する炭素数1〜3のアルキル基が好ましい。
Compound (2):
In the compound (2), X may be a linear structure or a branched structure. X is preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, more preferably an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. The alkylene group preferably has a linear structure or a branched structure. When the alkylene group in X has a branched structure, the side chain is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms having an etheric oxygen atom.

化合物(2)としては、式(2)において、Xが−CH−、−CHCH−、−CH(CH)CH−、及びCHCHCH−からなる群から選ばれる1種である化合物が好ましく、Xが−CHCH−である化合物、及びXが−CH(CH)CH−である化合物の少なくとも一方がより好ましく、Xが−CHCH−である化合物、又はXが−CH(CH)CH−である化合物のいずれか1種であることが更に好ましい。The compound (2) is selected from the group consisting of —CH 2 —, —CH 2 CH 2 —, —CH (CH 3 ) CH 2 —, and CH 2 CH 2 CH 2 — in the formula (2). And at least one of the compound wherein X is —CH 2 CH 2 — and the compound where X is —CH (CH 3 ) CH 2 — is more preferred, and X is —CH 2 CH 2. - those compounds, or X is -CH (CH 3) CH 2 - and more preferably any one compound is.

(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(3)を含むことが好ましく、化合物(3)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(3)を含む場合、化合物(3)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 includes the following compound (3) from the viewpoint of viscosity, boiling point, and the like, and more preferably includes only the compound (3). 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 (3) is included, the compound (3) 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 2015046173
Figure 2015046173

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 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a fluorinated alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, one or both of R 3 and R 4, 1 carbon atoms 3 is a fluorinated alkyl group.

化合物(3)におけるアルキル基、フッ素化アルキル基としては、それぞれ、直鎖構造、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(3)は耐酸化性及び難燃性に優れる。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 (3) include a linear structure and 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 compound (3) is excellent in oxidation resistance and flame retardancy. 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、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、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、2,2,2−トリフルオロエチル基がより好ましく、メチル基、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 viewpoints of viscosity, boiling point, or availability of the compound. A fluoromethyl group is more preferred.
R 4 is methyl, ethyl, trifluoromethyl, 2-fluoroethyl, 2,2-difluoroethyl, 2,2,2-trimethyl from the viewpoint of viscosity, boiling point, or availability of the compound. A fluoroethyl group is preferred, a methyl group, an ethyl group, or a 2,2,2-trifluoroethyl group is more preferred, and a methyl group or an ethyl group is still more preferred.

化合物(3)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(3)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(3)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。
When the total carbon number of the compound (3) 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 further preferably 3 to 5.
When the molecular weight of the compound (3) 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 (3) is preferably 25% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more from the viewpoint of improving flame retardancy.

化合物(3)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、トリフルオロ酢酸エチルが好ましい。   Specific examples of the compound (3) include acetic acid (2,2,2-trifluoroethyl), methyl difluoroacetate, ethyl difluoroacetate, ethyl trifluoroacetate and the like. Methyl difluoroacetate and ethyl trifluoroacetate are preferred from the standpoint of availability and battery performance such as cycle characteristics.

(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(4)を含むことが好ましく、化合物(4)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(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 (4), more preferably only the compound (4), 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 (4) is included, the compound (4) 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 2015046173
Figure 2015046173

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 > is respectively independently a C1-C3 alkyl group or a C1-C3 fluorinated alkyl group, and one or both of R < 5 > and R < 6 > are C1-C1 3 is a fluorinated alkyl group.

化合物(4)におけるアルキル基、フッ素化アルキル基としては、それぞれ、直鎖構造、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(4)はリチウム塩の溶解性及び難燃性に優れる。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 (4) include a linear structure and 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 compound (4) is excellent in the solubility and flame retardancy of the lithium salt. R 5 and R 6 may be the same or different.

化合物(4)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−、CHFCFCH−が好ましい。The compound (4) 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. The R 5 and R 6, CF 3 CH 2 - , CHF 2 CF 2 CH 2 - is preferred.

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、4〜7が好ましい。
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、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(4)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。
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 number of carbon atoms is preferably 4 to 7.
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 180 to 400, more preferably 200 to 350, and particularly preferably 210 to 300.
The fluorine content in the compound (4) is preferably 25% by mass or more, and more preferably 30% by mass or more from the viewpoint of improving flame retardancy.

化合物(4)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 (4) 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. The cyclic carboxylic acid ester 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 carbon. More preferably, it consists only of 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、炭素原子、水素原子及び酸素原子のみで構成された化合物であることが好ましい。
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1〜2が好ましく、フッ素化アルキル基の炭素数は1〜2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 is preferably a compound composed of only carbon atoms, hydrogen atoms and oxygen atoms.
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 alkyl group preferably has 1 to 2 carbon atoms, and the fluorinated alkyl group has preferably 1 to 2 carbon atoms.

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(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。   The cyclic carboxylic acid ester compound preferably contains the following compound (5), and more preferably consists only of the compound (5), from the viewpoints of stability to redox reaction, structural stability, and viscosity.

Figure 2015046173
Figure 2015046173

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。Provided that 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 oxygen atoms And an alkyl group having 2 to 3 carbon atoms. 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、フッ素原子が好ましく、水素原子、メチル基、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, more preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group, from the viewpoint of stability to redox reaction, viscosity, and availability of the compound. preferable.
n is preferably 1 to 3, and more preferably 1 from the viewpoint of viscosity and availability of the compound.

化合物(5)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(5)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 (5) 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. The compound (5) is preferably at least one selected from the group consisting of γ-butyrolactone, γ-valerolactone and ε-caprolactone from the viewpoint of easy availability and high thermal runaway suppression effect, 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)]
The liquid composition is also referred to as a saturated cyclic carbonate compound or a saturated chain carbonate compound having no fluorine atom (hereinafter referred to as “non-fluorinated saturated chain carbonate compound”), from the viewpoint of excellent lithium salt solubility and ionic conductivity. ), A saturated cyclic sulfone compound (however, excluding lithium salt) and at least one compound (β) selected from the group consisting of 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)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). 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)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。
(Characteristic improvement aid)
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、電極合剤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、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、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 electrode mixture or the separator with the nonaqueous electrolytic solution. As the surfactant, any of cationic surfactants, anionic surfactants, nonionic surfactants and amphoteric surfactants may be used. Anionic surfactants are easily available and have a high surfactant effect. Agents are 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、3.0mol/Lが好ましく、2.0mol/Lがより好ましく、1.4mol/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、0.1mol/Lが好ましく、0.5mol/Lが好ましく、0.8mol/Lがより好ましい。
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、1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましく、8〜15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>
[Rate of lithium salt]
Although the upper limit of content of lithium salt in a non-aqueous electrolyte is not specifically limited, 3.0 mol / L is preferable, 2.0 mol / L is more preferable, 1.4 mol / L is still more preferable. Although the lower limit of content of lithium salt in a non-aqueous electrolyte is not specifically limited, 0.1 mol / L is preferable, 0.5 mol / L is preferable and 0.8 mol / L is more preferable.
In terms of mass standard, the ratio of the mass of the lithium salt to the total mass of the non-aqueous electrolyte is preferably 1 to 30% by mass, more preferably 5 to 20% by mass, and still more preferably 8 to 15% 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.

本発明の非水電解液がLiPFを含む場合、非水電解液の総質量に対するLiPFの質量の割合は、1〜30質量%が好ましく、5〜20質量%がより好ましく、8〜15質量%が更に好ましい。LiPFの割合が前記下限値以上であれば、イオン伝導度が高い非水電解液と得られやすい。LiPF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い。Non If aqueous electrolyte solution containing LiPF 6, the mass ratio of the LiPF 6 with respect to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is preferably from 1 to 30 wt%, more preferably from 5 to 20 wt%, 8-15 More preferred is mass%. When the proportion of LiPF 6 is more than the above lower limit, it is easy to obtain a high ion conductivity non-aqueous electrolyte. If the ratio of LiPF 6 is not more than the above upper limit value, the lithium salt is likely to be uniformly dissolved in the liquid composition.

[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。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、20質量%が好ましく、30質量%がより好ましく、40質量%が更に好ましく、50質量%が特に好ましく、55質量%が最も好ましい。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、70質量%がより好ましく、60質量%が更に好ましく、55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、サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池が得られやすい。また、難燃性に優れ、電極と非水電解液の反応性が小さく、熱暴走を起こしにくく、耐高電圧特性に優れたリチウムイオン二次電池が得られやすい。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 fluorinated solvent (α)]
The ratio of the mass of the fluorine-containing solvent (α) to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited. The lower limit of the ratio of the mass of the fluorinated solvent (α) to the total mass of the nonaqueous electrolytic solution is preferably 20% by mass, more preferably 30% by mass, still more preferably 40% by mass, particularly preferably 50% by mass, 55% by mass is most preferred. The upper limit of the proportion of the fluorinated solvent (α) is preferably 80% by mass, more preferably 70% by mass, still more preferably 60% by mass, and particularly preferably 55% by mass.
When the proportion of the fluorinated solvent (α) is at least the lower limit, a lithium ion secondary battery having excellent cycle characteristics can be easily obtained. In addition, it is easy to obtain a lithium ion secondary battery that is excellent in flame retardancy, has low reactivity between the electrode and the non-aqueous electrolyte, hardly causes thermal runaway, and has excellent high voltage resistance. 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、20〜90質量%が好ましく、40〜85質量%がより好ましく、55〜80質量%が更に好ましく、60〜75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、サイクル特性に優れたリチウムイオン二次電池が得られやすい。また、難燃性に優れ、電極と非水電解液の反応性が小さく、熱暴走を起こしにくく、耐高電圧特性に優れたリチウムイオン二次電池が得られやすい。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。
20-90 mass% is preferable, as for the ratio of the mass of a fluorine-containing solvent ((alpha)) with respect to the total mass of a liquid composition, 40-85 mass% is more preferable, 55-80 mass% is still more preferable, 60-75 mass%. Is particularly preferred.
When the proportion of the fluorinated solvent (α) is at least the lower limit, a lithium ion secondary battery having excellent cycle characteristics can be easily obtained. In addition, it is easy to obtain a lithium ion secondary battery that is excellent in flame retardancy, has low reactivity between the electrode and the non-aqueous electrolyte, hardly causes thermal runaway, and has excellent high voltage resistance. 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%がより好ましく、60〜100質量%が更に好ましく、70〜100質量%が特に好ましい。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%, more preferably 50 to 100 mass%, and 60 to 100 mass%. % Is more preferable, and 70 to 100% by mass is particularly 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%が特に好ましく、50質量%が最も好ましい。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, particularly preferably 45% by mass, and most preferably 50% 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、4〜70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、かつ非水電解液と電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、4〜80質量%が好ましく、4〜55質量%がより好ましく、10〜50質量%が更に好ましく、15〜45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 70 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 higher than the lower limit, the non-aqueous electrolyte uniformly dissolves the lithium salt, the reactivity between the non-aqueous electrolyte and the electrode is small, and thermal runaway hardly occurs. 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 80% by mass, more preferably 4 to 55% by mass, still more preferably 10 to 50% by mass, and particularly preferably 15 to 45% 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、1〜10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、7がより好ましく、6が更に好ましく、5.5が特に好ましく、5が最も好ましい。
NA/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 to 10 preferable. The lower limit value of the N A / N Li is more preferably 2, more preferably 2.5, and particularly preferably 3. The upper limit of the N A / N Li is 7, still more preferably 6, particularly preferably 5.5, 5 being most preferred.
If NA / NLi is within the above range, the reactivity between the non-aqueous electrolyte, the positive electrode and the negative electrode can be reduced while the lithium salt is uniformly dissolved to obtain sufficient ionic conductivity for the following reasons. It is possible to suppress thermal runaway of the secondary battery.

非水電解液をリチウムイオン二次電池に用いた場合、環状カルボン酸エステル化合物が電極層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。N/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 the non-aqueous electrolyte is used in a lithium ion secondary battery, the cyclic carboxylic acid ester compound forms a stable coating on the electrode layer, and the coating suppresses the reaction between the electrode and the non-aqueous electrolyte. Along 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.

電極層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。N/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、電極層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。電極層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 layer is considered to be easily dissolved in a highly polar solvent, and it is estimated that the film formation is likely to be insufficient due to dissolution even if the film is formed in a highly polar solvent. Is done. 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 layer hardly occurs. By maintaining a sufficient film on the electrode layer, 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、0.01〜40質量%が好ましく、0.1〜30質量%がより好ましく、0.1〜20質量%が更に好ましい。
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 non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 to 40% by mass, more preferably 0.1 to 30% by mass. 0.1 to 20% by mass is more preferable.
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、0.01〜40質量%が好ましく、0.01〜30質量%がより好ましく、0.01質量%以上20質量%未満が更に好ましく、0.01〜5質量%が特に好ましい。
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、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 non-aqueous electrolyte is preferably 0.01 to 40% by mass, more preferably 0.01 to 30% by mass. 0.01% by mass or more and less than 20% by mass is more preferable, and 0.01 to 5% by mass is particularly preferable.
If the ratio of a cyclic carbonate compound is below the said upper limit, a 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 and 0.01-20 mass% is 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.

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、40〜100質量%が好ましく、50〜100質量%がより好ましく、60〜100質量%が更に好ましく、70〜100質量%が更に好ましく、80〜100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。
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 40 to 100% by mass, more preferably 50 to 100% by mass, and still more preferably 60 to 100% by mass. 70 to 100% by mass is more preferable, and 80 to 100% by mass is particularly 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NAと化合物(β)の総モル数NBとの和の比率(N+N)/NLiは、3.0〜9.0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、8.0がより好ましく、7.0が更に好ましく、6.0が特に好ましく、5.0が最も好ましい。When the liquid composition contains the compound (β), the sum of the total mole number NA of the cyclic carboxylic acid ester compound and the total mole number NB of the compound (β) with respect to the total mole number N Li of lithium atoms derived from the lithium salt The ratio (N A + N B ) / N Li is preferably 3.0 to 9.0. The lower limit of the (N A + N B) / N Li is more preferably 3.2, 3.5 is more preferable. Furthermore, the (N A + N B) / N upper limit of Li is more preferably 8.0, more preferably 7.0, particularly preferably 6.0, 5.0 is most preferred.

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 is not less than the above lower limit value, that is, the total amount of the cyclic carboxylic acid ester compound and the compound (β) considered to have a high lithium salt dissolution promoting effect is a certain amount or more with respect to the amount of the lithium salt. If the lithium salt solubility in the fluorine-containing solvent (α) is improved, the ionic conductivity of the nonaqueous electrolytic solution is improved, and in particular, when a lithium salt such as LiPF 6 that is difficult to dissolve in the fluorine-based solvent is used. 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、非水電解液と電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、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, that is, if constant less is the lithium salt total amount of the compound cyclic carboxylic acid ester compound showing the effect of dissolving the coating (beta), the coating It is considered that the solubility is low, and the film formation is difficult to be insufficient. As a result, it is estimated that the reactivity between the non-aqueous electrolyte and the electrode becomes smaller, and the thermal runaway of the secondary battery is less likely to occur. Moreover, the flame retardance of a non-aqueous electrolyte is also improved by reducing the content of a highly flammable cyclic carboxylic acid ester compound or 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、電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 the other solvent, the ratio of the mass of the nitrile compound to the total mass of the non-aqueous electrolyte is less reactive with the electrode, and the non-aqueous electrolyte does not easily cause thermal runaway. From the point which becomes easy to obtain, 10 mass% or less is preferable, 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、電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 non-aqueous electrolyte contains an ether compound having no fluorine atom as the other solvent, the ratio of the mass of the ether compound having no fluorine atom to the total mass of the non-aqueous electrolyte is less reactive with the electrode, 10 mass% or less is preferable from the point which becomes easy to obtain the nonaqueous electrolyte solution which does not raise | generate a thermal runaway easily, 5 mass% or less is more preferable, 3 mass% or less is further more preferable, and 1 mass% or less is especially preferable.

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、リチウムイオン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 preventing agent is within the above range, it becomes easier to suppress the rupture and ignition of the secondary battery due to overcharge, and the lithium ion 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>
リチウムイオン二次電池の形状は、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 lithium ion secondary battery 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>
本発明のリチウムイオン二次電池の充電電圧は、4.0V以上が好ましく、4.2V以上がより好ましく、4.3V以上が更に好ましい。正極活物質が、リチウム含有遷移金属酸化物、リチウム含有遷移金属複合酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、金属酸化物の場合の充電電圧は、4.2V以上が好ましく、4.3V以上がより好ましい。正極活物質がオリビン型金属リチウム塩の場合の充電電圧は、3.2V以上が好ましく、3.4V以上がより好ましい。
<Charging voltage>
The charging voltage of the lithium ion secondary battery of the present invention is preferably 4.0 V or higher, more preferably 4.2 V or higher, and still more preferably 4.3 V or higher. When the positive electrode active material is a lithium-containing transition metal oxide, a lithium-containing transition metal composite oxide, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, or a metal oxide, the charging voltage is preferably 4.2 V or more, and 4.3 V The above is more preferable. When the positive electrode active material is an olivine type lithium metal salt, the charging voltage is preferably 3.2 V or more, and more preferably 3.4 V or more.

<作用効果>
以上説明した本発明のリチウムイオン二次電池にあっては、前記した特定の電極と特定の非水電解液とを組み合わせることで、非水電解液と電極との反応性が小さくなり、それらの反応による発熱量が低減されるため、熱暴走が起きにくい。前記した電極と非水電解液との組み合わせによって前記効果が得られる機構は必ずしも明らかではないが、以下のように推定される。
媒体に可溶な樹脂(A)と、媒体に分散又は乳化する樹脂(B)とは、活物質に対する吸着特性が異なるため、活物質のベーサル面とエッジ面のそれぞれにおいて、樹脂(A)と樹脂(B)の吸着量が異なっていると考えられる。また、非水電解液中の環状カルボン酸エステル化合物によって、電極層上に安定な被膜が形成されると考えられる。このように、活物質のベーサル面とエッジ面に樹脂(A)と樹脂(B)がそれぞれ偏って吸着してできた電極層上に、環状カルボン酸エステル化合物によって被膜が形成されていることで、それらの相乗効果によって電極と非水電解液との反応性が低く抑えられていると考えられる。
<Effect>
In the lithium ion secondary battery of the present invention described above, the reactivity between the non-aqueous electrolyte and the electrode is reduced by combining the specific electrode and the specific non-aqueous electrolyte. Thermal runaway is unlikely to occur because the amount of heat generated by the reaction is reduced. The mechanism by which the above effect is obtained by the combination of the electrode and the non-aqueous electrolyte is not necessarily clear, but is estimated as follows.
The resin (A) that is soluble in the medium and the resin (B) that is dispersed or emulsified in the medium have different adsorption characteristics for the active material. It is considered that the adsorption amount of the resin (B) is different. Further, it is considered that a stable film is formed on the electrode layer by the cyclic carboxylic acid ester compound in the non-aqueous electrolyte. In this way, the coating is formed by the cyclic carboxylic acid ester compound on the electrode layer formed by adsorbing the resin (A) and the resin (B) in a biased manner on the basal surface and the edge surface of the active material. It is considered that the reactivity between the electrode and the non-aqueous electrolyte is kept low due to the synergistic effect thereof.

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1〜11は製造例、例12〜23は実験例である。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 to 11 are production examples, and Examples 12 to 23 are experimental examples. 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)。
[Fluorine-containing solvent (α)]
AE3000: CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 ( trade name: AE3000, manufactured by Asahi Glass Co., Ltd.).

[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)]
DMC:ジメチルカーボネート。
[Compound (β)]
DMC: dimethyl carbonate.

<共重合組成>
樹脂(B)を重水素化テトラヒドロフランに溶解し、13C−NMRを測定して樹脂(B)の共重合組成を分析した。
<Copolymerization composition>
The resin (B) was dissolved in deuterated tetrahydrofuran, and 13 C-NMR was measured to analyze the copolymer composition of the resin (B).

<溶解度>
樹脂(A)と樹脂(B)の水に対する溶解度は、25℃の水に対して、樹脂(A)又は樹脂(B)を飽和するまで溶解させ、その飽和溶液中の樹脂(A)又は樹脂(B)の質量割合を測定して評価した。
<Solubility>
The solubility of the resin (A) and the resin (B) in water is such that the resin (A) or the resin (B) is dissolved in water at 25 ° C. until saturation, and the resin (A) or resin in the saturated solution is dissolved. The mass ratio of (B) was measured and evaluated.

<樹脂(B)の製造>
[例1]
国際公開第2011/055760号の製造例1に従い、TFE/P共重合体からなる軟質重合体(樹脂(B31−1−I))の水分散体を得た。樹脂(B31−1−I)の重量平均分子量は18万であり、共重合組成は、(TFEに基づく繰り返し単位)/(Pに基づく繰り返し単位)=56/44(モル比)であった。
<Manufacture of resin (B)>
[Example 1]
According to the manufacture example 1 of international publication 2011/055760, the water dispersion of the soft polymer (resin (B31-1-I)) which consists of a TFE / P copolymer was obtained. The weight average molecular weight of the resin (B31-1-I) was 180,000, and the copolymer composition was (repeat unit based on TFE) / (repeat unit based on P) = 56/44 (molar ratio).

<非水電解液の調製>
[例2]
リチウム塩であるLPF(1.52g)を、含フッ素溶媒(α)であるAE3000(10.24g)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(3.44g)を混合して非水電解液−1を調製した。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
[Example 2]
LPF (1.52 g), which is a lithium salt, is diffused into AE3000 (10.24 g), which is a fluorine-containing solvent (α), and then mixed with GBL (3.44 g), which is a cyclic carboxylic acid ester compound. Water electrolyte-1 was prepared.

[例3〜11]
組成を表1に示すように変更した以外は、例1と同様にして非水電解液−2〜非水電解液−10を調製した。
[Examples 3 to 11]
Except having changed composition as shown in Table 1, it carried out similarly to Example 1, and prepared non-aqueous electrolyte-2-nonaqueous electrolyte-10.

Figure 2015046173
Figure 2015046173

なお、表1では、LPFについては、その使用量(質量(g)、モル量(mmol))と、非水電解液中の含有量(mol/L、質量%)を示した。AE3000、GBL及びDMCについては、その使用量(質量(g))と、非水電解液中のそれらの含有量(質量%)を示した。また、表1中の「N/NLi」は、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の比率である。「(N+N)/NLi」は、前記総モル数NLiに対する、前記総モル数Nと化合物(β)の総モル数Nとの和の比率である。In addition, in Table 1, the usage-amount (mass (g), molar amount (mmol)) about LPF, and content (mol / L, mass%) in nonaqueous electrolyte solution were shown. About AE3000, GBL, and DMC, the usage-amount (mass (g)) and those content (mass%) in a non-aqueous electrolyte were shown. Further, "N A / N Li" in Table 1, the total number of moles N Li of lithium atoms from the lithium salt, the ratio of the total mole number N A of the cyclic carboxylic acid ester compound. "(N A + N B) / N Li ", the to the total number of moles N Li, is the ratio of the sum of the total number of moles N B of the total number of moles N A and the compound (beta).

<負極反応性の評価>
[試験方法]
以下の例で得た評価用負極に対して、リチウム金属箔を直径19mmの円形に打ち抜いたものを対極とした。それら電極の間には、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た。更に、カーボネート系非水電解液(エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートが質量比3:7で混合され、LiPFが1.0Mとなるように溶解された非水電解液。キシダ化学社製)の0.5mLに、ビニレンカーボネートを2質量%となるように加えた非水電解液を注液し、黒鉛極−リチウム金属箔からなる単極セルを作製した。
得られた単極セルについて、以下の充放電サイクルを実施した。サイクル1では、25℃において、0.04Cに相当する電流で0.2V(負極)まで定電流充電を行い、更に0.2Cに相当する電流で0.05Vまで定電流充電し、更に充電下限電圧において電流値が0.02Cに相当する電流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1.0Vまで定電流放電を行った。サイクル2〜4では、0.2Cに相当する電流で0.05Vまで定電流充電を行い、更に充電下限電圧において電流値が0.02Cに相当する電流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1.0Vまで定電流放電を行った。サイクル5では、0.2Cに相当する電流で0.05Vまで定電流充電を行った。
その後、得られた充電状態の単極セルをアルゴン雰囲気下で分解し、充電状態の負極を得た。得られた負極を、DMC(2mL)で3回洗浄し、真空乾燥した後に直径5mmの円形に打ち抜き、ステンレス鋼(SUS)製の密封容器に入れ、更に各例の非水電解液を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DSC−6000)によって、温度範囲50〜350℃、昇温速度5℃/分の条件で総発熱量を測定した。
<Evaluation of negative electrode reactivity>
[Test method]
The negative electrode for evaluation obtained in the following example was obtained by punching a lithium metal foil into a circle having a diameter of 19 mm as a counter electrode. Between these electrodes, a polyolefin microporous membrane was present as a separator. Furthermore, 0 of a carbonate-based non-aqueous electrolyte (a non-aqueous electrolyte in which ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a mass ratio of 3: 7 and dissolved so that LiPF 6 is 1.0 M. manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) A nonaqueous electrolytic solution in which vinylene carbonate was added to 2% by mass in 5 mL was injected to prepare a single electrode cell made of graphite electrode-lithium metal foil.
The following charging / discharging cycle was implemented about the obtained monopolar cell. In cycle 1, at 25 ° C., constant current charging to 0.2 V (negative electrode) with a current corresponding to 0.04 C, further constant current charging to 0.05 V with a current corresponding to 0.2 C, and the lower charging limit Constant voltage charging was performed until the current value corresponding to 0.02C in voltage was reached. Thereafter, constant current discharge was performed to 1.0 V at a current corresponding to 0.2C. In cycles 2 to 4, constant current charging was performed at a current corresponding to 0.2 C up to 0.05 V, and further, constant voltage charging was performed until the current value reached a current corresponding to 0.02 C at the charging lower limit voltage. Thereafter, constant current discharge was performed to 1.0 V at a current corresponding to 0.2C. In cycle 5, constant current charging was performed up to 0.05V with a current corresponding to 0.2C.
Thereafter, the obtained charged single electrode cell was decomposed in an argon atmosphere to obtain a charged negative electrode. The obtained negative electrode was washed three times with DMC (2 mL), vacuum-dried, then punched into a circle with a diameter of 5 mm, placed in a stainless steel (SUS) sealed container, and 2 μL of the non-aqueous electrolyte of each example was added. And sealed to obtain an evaluation sample.
About each obtained evaluation sample, the total calorific value was measured on the conditions of the temperature range of 50-350 degreeC, and the temperature increase rate of 5 degree-C / min with the differential scanning calorimeter (SII nanotechnology company make DSC-6000).

[例12(負極(III))]
人造黒鉛(9.1g)と、導電付与剤であるアセチレンブラック(0.32g)を混合し、自転公転式撹拌機(株式会社シンキー社製、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、樹脂(A−I)であるCMC(ナトリウム塩、日本製紙ケミカル社製、水に対する溶解度4質量%。以下、同じ。)を2質量%となるように溶解したCMC水溶液(9g)を添加し、更に前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌する工程を1回行った。更に蒸留水(5g)を添加し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌した。その後、樹脂(B−I)であるスチレン−ブタジエンゴム(水に対する溶解度0.3質量%)を固形分濃度40質量%で分散したSBRラテックス(0.8g)を添加し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで5分間撹拌して電極合剤を得た。
厚み20μmのCu箔上に、前記電極合剤を80μm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(III−1)とした。
[Example 12 (Negative electrode (III))]
Artificial graphite (9.1 g) and acetylene black (0.32 g), which is a conductivity-imparting agent, are mixed, and the number of rotations is determined using a rotating and rotating stirrer (Shinky Co., Ltd., Awatori Nerita AR-E310). The step of stirring at 2000 rpm for 1 minute was performed 3 times. Next, an aqueous CMC solution (9 g) in which CMC (sodium salt, manufactured by Nippon Paper Chemical Co., Ltd., solubility in water: 4% by mass, the same applies hereinafter) as resin (AI) was dissolved to 2% by mass was added. Further, the step of stirring for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the agitator was performed once. Distilled water (5 g) was further added, and the mixture was stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer. Thereafter, SBR latex (0.8 g) in which styrene-butadiene rubber (solubility in water of 0.3% by mass) as resin (BI) is dispersed at a solid content concentration of 40% by mass is added, and the agitator is used. The mixture was stirred for 5 minutes at a rotational speed of 2000 rpm to obtain an electrode mixture.
The electrode mixture was applied on a Cu foil having a thickness of 20 μm to a thickness of 80 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 19 mm to obtain a negative electrode (III-1).

前記負極(III−1)を評価用負極として単極セルを作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、例2〜6で得られた非水電解液−1〜非水電解液−5をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
/NLiに対する総発熱量の測定結果の関係を図1に示す。
A single electrode cell was prepared using the negative electrode (III-1) as a negative electrode for evaluation, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for single electrode cells using the nonaqueous electrolytic solution-1 to nonaqueous electrolytic solution-5 obtained in Examples 2 to 6, respectively, as the nonaqueous electrolytic solution.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to N A / N Li is shown in FIG.

[例13(比較用負極)]
人造黒鉛(9.1g)と、導電付与剤であるアセチレンブラック(0.32g)を混合し、自転公転式撹拌機(株式会社シンキー社製、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(8g)を加えて前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで10分間撹拌する工程を1回行った。次いで、N−メチル−2−ピロリドン(2g)を加えて前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで10分間撹拌する工程を1回行った。更に、PVDFのN−メチル−2−ピロリドン溶液(12質量%、8g)を加えて前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌し、電極合剤を得た。
厚み20μmのCu箔上に、前記電極合剤を80μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径19mmの円形に打ち抜いて比較用負極とした。
[Example 13 (negative electrode for comparison)]
Artificial graphite (9.1 g) and acetylene black (0.32 g), which is a conductivity-imparting agent, are mixed, and the number of rotations is determined using a rotating and rotating stirrer (Shinky Co., Ltd., Awatori Nerita AR-E310). The step of stirring at 2000 rpm for 1 minute was performed 3 times. Next, a step of adding N-methyl-2-pyrrolidone (8 g) and stirring for 10 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed once. Next, a step of adding N-methyl-2-pyrrolidone (2 g) and stirring for 10 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer was performed once. Further, an N-methyl-2-pyrrolidone solution of PVDF (12% by mass, 8 g) was added and stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer to obtain an electrode mixture.
The electrode mixture was applied on a Cu foil having a thickness of 20 μm to a thickness of 80 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 19 mm to obtain a comparative negative electrode.

前記比較用負極を評価用負極として単極セルを作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−3、非水電解液−5をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
/NLiに対する総発熱量の測定結果の関係を図1に示す。
A single electrode cell was prepared using the comparative negative electrode as an evaluation negative electrode, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for a single electrode cell using nonaqueous electrolyte-1, nonaqueous electrolyte-3, and nonaqueous electrolyte-5 as the nonaqueous electrolyte.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to N A / N Li is shown in FIG.

[例14(負極(III))]
例12と同様にして負極(III−1)を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−6から非水電解液−9をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
LiPF濃度に対する総発熱量の測定結果の関係を図2に示す。
[Example 14 (Negative electrode (III))]
A negative electrode (III-1) was produced in the same manner as in Example 12, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for single electrode cells using nonaqueous electrolyte-1, nonaqueous electrolyte-6 to nonaqueous electrolyte-9, respectively, as nonaqueous electrolytes.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to the LiPF 6 concentration is shown in FIG.

[例15(比較用負極)]
例13と同様にして比較用負極を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−6から非水電解液−9をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
LiPF濃度に対する総発熱量の測定結果の関係を図2に示す。
[Example 15 (negative electrode for comparison)]
A comparative negative electrode was prepared in the same manner as in Example 13, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for single electrode cells using nonaqueous electrolyte-1, nonaqueous electrolyte-6 to nonaqueous electrolyte-9, respectively, as nonaqueous electrolytes.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to the LiPF 6 concentration is shown in FIG.

[例16(負極(III))]
例12と同様にして負極(III−1)を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−10をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
AE3000比率に対する総発熱量の測定結果の関係を図3に示す。
[Example 16 (Negative electrode (III))]
A negative electrode (III-1) was produced in the same manner as in Example 12, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for a single electrode cell using Nonaqueous Electrolytic Solution-1 and Nonaqueous Electrolytic Solution-10 as the nonaqueous electrolytic solution.
The relationship of the total calorific value measurement result with respect to the AE3000 ratio is shown in FIG.

[例17(比較用負極)]
例13と同様にして比較用負極を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1を用いた単極セルについて行った。
AE3000比率に対する総発熱量の測定結果の関係を図3に示す。
[Example 17 (negative electrode for comparison)]
A comparative negative electrode was prepared in the same manner as in Example 13, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for a single electrode cell using non-aqueous electrolyte-1 as the non-aqueous electrolyte.
The relationship of the total calorific value measurement result with respect to the AE3000 ratio is shown in FIG.

図1に示すように、樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)の両方を用いて作製した負極
(III−1)を用いた例12では、樹脂(B−I)を用いずに作製した比較用負極を用いた例13に比べて、発熱量が小さかった。
また、図2に示すように、負極(III−1)を用いた例14では、比較用負極を用いた例15に比べて発熱量が小さかった。また、例14では、LiPFの含有量が少ないほど、発熱量が小さかった。
また、図3に示すように、負極(III−1)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み、AE3000とDMCの比率を変えた非水電解液とを組み合わせた例16では、比較用負極を用いた例17に比べて発熱量が小さかった。
As shown in FIG. 1, in Example 12 using the negative electrode (III-1) produced using both the resin (AI) and the resin (BI), the resin (BI) was not used. Compared with Example 13 using the produced comparative negative electrode, the calorific value was small.
Further, as shown in FIG. 2, the calorific value was smaller in Example 14 using the negative electrode (III-1) than in Example 15 using the comparative negative electrode. Further, in Example 14, the smaller the content of LiPF 6, the heating value is small.
Moreover, as shown in FIG. 3, the negative electrode (III-1) was combined with a non-aqueous electrolyte solution containing a fluorinated solvent (α) and a cyclic carboxylic acid ester compound and having a different ratio of AE3000 and DMC. Then, the calorific value was small compared with Example 17 using the comparative negative electrode.

<正極反応性の評価>
[試験方法]
以下の例で得た評価用正極に対して、リチウム金属箔を直径19mmの円形に打ち抜いたものを対極とした。それら電極の間には、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た。更に、カーボネート系非水電解液(エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートが質量比3:7で混合され、LiPFが1.0Mとなるように溶解された非水電解液。キシダ化学社製)の0.5mLを注液し、LiCoO極−リチウム金属箔からなる単極セルを作製した。
得られた単極セルについて、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4.5Vまで定電流充電を行い、更に充電下限電圧において電流値が0.02Cに相当する電流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4.5Vまで定電流充電を行い、更に充電下限電圧において電流値が0.02Cに相当する電流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単極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DSC−6000)によって、温度範囲50〜350℃、昇温速度5℃/分の条件で総発熱量を測定した。
<Evaluation of positive electrode reactivity>
[Test method]
For the evaluation positive electrode obtained in the following example, a lithium metal foil punched into a circle having a diameter of 19 mm was used as a counter electrode. Between these electrodes, a polyolefin microporous membrane was present as a separator. Furthermore, 0 of a carbonate-based non-aqueous electrolyte (a non-aqueous electrolyte in which ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate are mixed at a mass ratio of 3: 7 and dissolved so that LiPF 6 is 1.0 M. manufactured by Kishida Chemical Co., Ltd.) .5 mL was injected to prepare a single electrode cell made of LiCoO 2 electrode-lithium metal foil.
The following charging / discharging cycle was implemented about the obtained monopolar cell. In cycles 1 to 4, constant current charging was performed up to 4.5 V with a current corresponding to 0.5 C, and further constant voltage charging was performed until the current value reached a current corresponding to 0.02 C at the charging lower limit voltage. 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 4.5V at a current corresponding to 0.5C, and further constant voltage charging was performed until the current value reached a current corresponding to 0.02C at the charging lower limit voltage.
Thereafter, the obtained single electrode cell in a charged state was decomposed in an argon atmosphere to obtain a charged positive electrode. The obtained positive electrode was washed three times with dimethyl carbonate (2 mL), vacuum-dried and then punched out to a diameter of 5 mm, placed in a sealed container made of SUS, and further sealed with 2 μL of the nonaqueous electrolyte of each example, An evaluation sample was used.
About each obtained evaluation sample, the total calorific value was measured on the conditions of a temperature range of 50-350 degreeC, and the temperature increase rate of 5 degree-C / min with the differential scanning calorimeter (SII nanotechnology company make DSC-6000).

[例18(正極(I))]
LiCoO(AGCセイミケミカル社製、商品名「セリオンC」、32g)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」、0.8g)とを混合し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで30秒間撹拌する工程を3回行った。次いで、樹脂(A−I)であるCMCを2質量%となるように溶解したCMC水溶液(5.3g)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4回行った。更に2質量%のCMC水溶液(3.4g)を添加し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで10分間撹拌した。その後、例1で得られた樹脂(B31−1−I)を含むバインダー組成物−1(2.4g)を添加し、前記撹拌機を用いて回転数2000rpmで1分間撹拌し、電極合剤を得た。
厚さ20μmのAl箔上に、前記電極合剤を100μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径18mmの円形に打ち抜いて正極(I−1)とした。
[Example 18 (positive electrode (I))]
LiCoO 2 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd., trade name “Selion C”, 32 g) and carbon black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name “Denka Black”, 0.8 g) are mixed and the agitator is used. The step of stirring for 30 seconds at a rotational speed of 2000 rpm was performed three times. Next, a step of adding a CMC aqueous solution (5.3 g) in which CMC as the resin (AI) was dissolved to 2% by mass and further stirring for 5 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the stirrer 4 I went twice. Further, a 2% by mass CMC aqueous solution (3.4 g) was added, and the mixture was stirred for 10 minutes at a rotational speed of 2000 rpm using the agitator. Thereafter, binder composition-1 (2.4 g) containing the resin (B31-1-I) obtained in Example 1 was added, and the mixture was stirred for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm using the agitator. Got.
The electrode mixture was applied to an Al foil having a thickness of 20 μm to a thickness of 100 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 18 mm to obtain a positive electrode (I-1).

前記正極(I−1)を評価用正極として単極セルを作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1〜非水電解液−5をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
/NLiに対する総発熱量の測定結果の関係を図4に示す。
A single electrode cell was prepared using the positive electrode (I-1) as a positive electrode for evaluation, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for a single electrode cell using nonaqueous electrolyte-1 to nonaqueous electrolyte-5 as the nonaqueous electrolyte.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to N A / N Li is shown in FIG.

[例19(比較用正極)]
LiCoO(AGCセイミケミカル社製、商品名「セリオンC」、32g)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」、0.8g)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(6g)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(0.8g)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、PVDFのN−メチル−2−ピロリドン溶液(12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、電極合剤とした。
厚さ20μmのAl箔上に、前記電極合剤を100μmの厚みで塗工し、乾燥した後、直径18mmの円形に打ち抜いて比較用正極とした。
[Example 19 (positive electrode for comparison)]
LiCoO 2 (manufactured by AGC Seimi Chemical Co., Ltd., trade name “Selion C”, 32 g) and carbon black (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd., trade name “Denka Black”, 0.8 g) are mixed and the agitator is used. The step of stirring for 1 minute at a rotational speed of 2000 rpm was performed three times. Next, a step of adding N-methyl-2-pyrrolidone (6 g) and stirring for 3 minutes at 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Next, the step of adding N-methyl-2-pyrrolidone (0.8 g) and stirring for 3 minutes at 2000 rpm using the stirrer was performed three times. Further, an N-methyl-2-pyrrolidone solution of PVDF (12% 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 an electrode mixture.
The electrode mixture was applied to a thickness of 100 μm on an Al foil having a thickness of 20 μm, dried, and then punched into a circle having a diameter of 18 mm to obtain a comparative positive electrode.

前記比較用正極を評価用正極として単極セルを作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−3、非水電解液−5をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
/NLiに対する総発熱量の測定結果の関係を図4に示す。
A single electrode cell was prepared using the comparative positive electrode as an evaluation positive electrode, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for a single electrode cell using nonaqueous electrolyte-1, nonaqueous electrolyte-3, and nonaqueous electrolyte-5 as the nonaqueous electrolyte.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to N A / N Li is shown in FIG.

[例20(正極(I))]
例18と同様にして正極(I−1)を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−6から非水電解液−9をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
LiPF濃度に対する総発熱量の測定結果の関係を図5に示す。
[Example 20 (positive electrode (I))]
A positive electrode (I-1) was produced in the same manner as in Example 18, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for single electrode cells using nonaqueous electrolyte-1, nonaqueous electrolyte-6 to nonaqueous electrolyte-9 as the nonaqueous electrolyte.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to the LiPF 6 concentration is shown in FIG.

[例21(比較用正極)]
例19と同様にして比較用正極を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−6から非水電解液−9をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
LiPF濃度に対する総発熱量の測定結果の関係を図5に示す。
[Example 21 (positive electrode for comparison)]
A comparative positive electrode was produced in the same manner as in Example 19, and the total calorific value was measured by the above test method. The total calorific value was measured for single electrode cells using nonaqueous electrolyte-1, nonaqueous electrolyte-6 to nonaqueous electrolyte-9, respectively, as nonaqueous electrolytes.
The relationship of the measurement result of the total calorific value with respect to the LiPF 6 concentration is shown in FIG.

[例22(正極(I))]
例18と同様にして正極(I−1)を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−10をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
AE3000比率に対する総発熱量の測定結果の関係を図6に示す。
[Example 22 (positive electrode (I))]
A positive electrode (I-1) was produced in the same manner as in Example 18, and the total calorific value was measured by the test method. The total calorific value was measured for a single electrode cell using Nonaqueous Electrolytic Solution-1 and Nonaqueous Electrolytic Solution-10 as the nonaqueous electrolytic solution.
The relationship of the total calorific value measurement result with respect to the AE3000 ratio is shown in FIG.

[例23(比較用正極)]
例19と同様にして比較用正極を作製し、前記試験方法により総発熱量を測定した。総発熱量の測定は、非水電解液として、非水電解液−1、非水電解液−10をそれぞれ用いた単極セルについて行った。
AE3000比率に対する総発熱量の測定結果の関係を図6に示す。
[Example 23 (positive electrode for comparison)]
A comparative positive electrode was produced in the same manner as in Example 19, and the total calorific value was measured by the above test method. The total calorific value was measured for a single electrode cell using Nonaqueous Electrolytic Solution-1 and Nonaqueous Electrolytic Solution-10 as the nonaqueous electrolytic solution.
The relationship of the total calorific value measurement result with respect to the AE3000 ratio is shown in FIG.

図4に示すように、樹脂(A−I)及び樹脂(B−I)の両方を用いて作製した正極(I−1)を用いた例18では、樹脂(B−I)を用いずに作製した比較用負極を用いた例19に比べて発熱量が小さかった。
同様に、図5に示すように、正極(I−1)を用いた例20では、比較用負極を用いた例21に比べて発熱量が小さかった。
また、図6に示すように、正極(I−1)を用いた例22では、比較用負極を用いた例23に比べて発熱量が小さかった。
これらの結果、正極と非水電解液、負極と非水電解液との評価において、ともに発熱量の減少が認められ、正極と負極と非水電解液を備えた二次電池においても同様に発熱量の減少が推測できる。
As shown in FIG. 4, in Example 18 using the positive electrode (I-1) produced using both the resin (AI) and the resin (BI), the resin (BI) was not used. The calorific value was smaller than that of Example 19 using the produced comparative negative electrode.
Similarly, as shown in FIG. 5, in Example 20 using the positive electrode (I-1), the calorific value was smaller than in Example 21 using the comparative negative electrode.
Further, as shown in FIG. 6, the calorific value in Example 22 using the positive electrode (I-1) was smaller than that in Example 23 using the negative electrode for comparison.
As a result, in the evaluation of the positive electrode and the non-aqueous electrolyte, and in the evaluation of the negative electrode and the non-aqueous electrolyte, a decrease in the calorific value was observed, and in the secondary battery equipped with the positive electrode, the negative electrode and the non-aqueous electrolyte, the heat was generated similarly. A decrease in the amount can be estimated.

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様々な用途に適用できる。また、本発明のリチウムイオン二次電池は、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大型二次電池として特に有用である。
なお、2013年9月24日に出願された日本特許出願2013−197590号の明細書、特許請求の範囲、図面および要約書の全内容をここに引用し、本発明の開示として取り入れるものである。
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 to various uses such as satellites, submarines, ships, uninterruptible power supplies, robots, and power storage systems. The lithium ion secondary battery of the present invention is particularly useful as a large secondary battery for electric vehicles, hybrid vehicles, trains, aircraft, satellites, submarines, ships, uninterruptible power supplies, robots, power storage systems, and the like. is there.
It should be noted that the entire contents of the specification, claims, drawings and abstract of Japanese Patent Application No. 2013-197590 filed on September 24, 2013 are incorporated herein as the disclosure of the present invention. .

Claims (21)

正極と負極と非水電解液とを備えたリチウムイオン二次電池であって、
正極及び負極の少なくとも一方が、活物質、媒体、該媒体に可溶な樹脂(A)、及び該媒体に分散又は乳化する樹脂(B)を含む電極合剤を用いて作製された電極であり、
前記非水電解液が、電解質及び液状組成物を含み、
前記電解質がリチウム塩であり、
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リチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
At least one of the positive electrode and the negative electrode is an electrode produced by using an electrode mixture containing an active material, a medium, a resin (A) soluble in the medium, and a resin (B) dispersed or emulsified in the medium ,
The non-aqueous electrolyte includes an electrolyte and a liquid composition,
The electrolyte is a lithium salt;
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 lithium ion secondary battery comprising:
正極と負極と非水電解液とを備えたリチウムイオン二次電池であって、
正極および負極の少なくとも一方が、活物質、水性媒体に可溶な樹脂(A−I)および水性媒体に分散または乳化する樹脂(B−I)を含み、
前記非水電解液が、電解質および液状組成物を含み、
前記電解質がリチウム塩であり、
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およ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、リチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
At least one of the positive electrode and the negative electrode contains an active material, a resin (AI) that is soluble in an aqueous medium, and a resin (BI) that is dispersed or emulsified in an aqueous medium,
The non-aqueous electrolyte includes an electrolyte and a liquid composition,
The electrolyte is a lithium salt;
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, Lithium ion secondary battery.
前記水性媒体に可溶な樹脂(A−I)が、水に対する溶解度が0.5質量%以上の樹脂であり、前記水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)が、水に対する溶解度が0.5質量%未満の樹脂である、請求項1又は2に記載のリチウムイオン二次電池。   The resin (AI) soluble in the aqueous medium is a resin having a solubility in water of 0.5% by mass or more, and the resin (BI) dispersed or emulsified in the aqueous medium has a solubility in water. The lithium ion secondary battery of Claim 1 or 2 which is resin less than 0.5 mass%. 前記負極が、活物質、水性媒体に可溶な樹脂(A−I)及び水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium according to any one of claims 1 to 3, wherein the negative electrode includes an active material, a resin (AI) soluble in an aqueous medium, and a resin (BI) dispersed or emulsified in an aqueous medium. Ion secondary battery. 前記正極が、活物質、水性媒体に可溶な樹脂(A−I)及び水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−I)を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium according to any one of claims 1 to 3, wherein the positive electrode includes an active material, a resin (AI) soluble in an aqueous medium, and a resin (BI) dispersed or emulsified in an aqueous medium. Ion secondary battery. 正極と負極と非水電解液とを備えたリチウムイオン二次電池であって、
正極および負極の少なくとも一方が、活物質、有機溶媒に可溶な樹脂(A−II)および有機溶媒に分散または乳化する樹脂(B−II)を含み、
前記非水電解液が、電解質および液状組成物を含み、
前記電解質がリチウム塩であり、
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およ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、リチウムイオン二次電池。
A lithium ion secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte,
At least one of the positive electrode and the negative electrode includes an active material, a resin (A-II) soluble in an organic solvent, and a resin (B-II) dispersed or emulsified in an organic solvent,
The non-aqueous electrolyte includes an electrolyte and a liquid composition,
The electrolyte is a lithium salt;
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, Lithium ion secondary battery.
前記有機溶媒に可溶な樹脂(A−II)が、N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%以上の樹脂であり、前記水性媒体に分散又は乳化する樹脂(B−II)が、N−メチル−2−ピロリドンに対する溶解度が0.5質量%未満の樹脂である、請求項1又は6に記載のリチウムイオン二次電池。   Resin (A-II) soluble in the organic solvent is a resin having a solubility in N-methyl-2-pyrrolidone of 0.5% by mass or more, and resin (B-II) dispersed or emulsified in the aqueous medium Is a resin having a solubility in N-methyl-2-pyrrolidone of less than 0.5% by mass, according to claim 1 or 6. 前記媒体が水性媒体である、請求項1〜5のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the medium is an aqueous medium. 前記樹脂(A−I)が、Li、Na、Ca2+、Mg2+及びNH からなる群から選ばれる少なくとも1種を含む樹脂である、請求項1〜5又は8のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。9. The resin according to claim 1, wherein the resin (AI) is a resin containing at least one selected from the group consisting of Li + , Na + , Ca 2+ , Mg 2+ and NH 4 +. The lithium ion secondary battery according to item. 前記樹脂(A−I)が、カルボキシメチルセルロース又はポリアクリル酸若しくはその塩類である、請求項1〜5、8又は9のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 5, 8, or 9, wherein the resin (AI) is carboxymethylcellulose, polyacrylic acid, or a salt thereof. 前記樹脂(B)が軟質重合体である、請求項1〜10のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 10, wherein the resin (B) is a soft polymer. 前記樹脂(B)の平均粒径が10〜1000nmである、請求項1〜11のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery as described in any one of Claims 1-11 whose average particle diameters of the said resin (B) are 10-1000 nm. 前記正極が、リチウムイオンを吸蔵及び放出でき、遷移金属を含む正極活物質を前記活物質とする正極である、請求項1〜12のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 12, wherein the positive electrode is a positive electrode that can occlude and release lithium ions and uses a positive electrode active material containing a transition metal as the active material. 前記負極が、リチウムイオンを吸蔵及び放出できる炭素系材料を含む負極活物質を前記活物質とする負極である、請求項1〜13のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery as described in any one of Claims 1-13 whose said negative electrode is a negative electrode which uses the negative electrode active material containing the carbonaceous material which can occlude and discharge | release lithium ion as said active material. 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1〜10である、請求項1〜14のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。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 to 10. The lithium ion secondary battery according to any one of 14. 前記含フッ素溶媒(α)が、含フッ素エーテル化合物を含む、請求項1〜15のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 15, wherein the fluorine-containing solvent (α) contains a fluorine-containing ether compound. 前記含フッ素エーテル化合物が、下式(1)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16に記載のリチウムイオン二次電池。
−O−R ・・・(1)
(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 lithium ion secondary battery according to claim 16, wherein the fluorine-containing ether compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (1).
R 1 —O—R 2 (1)
(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 to 10 carbon atoms. A fluorinated cycloalkyl group, an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms, or a fluorinated alkyl group having 2 to 10 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms. , 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 2 carbon atoms having one or more etheric oxygen atoms. 10 fluorinated alkyl groups.)
前記式(1)で表される化合物が、CFCHOCFCHF、CHFCFCHOCFCHF、CFCFCHOCFCHF、CFCHOCFCHFCF、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17に記載のリチウムイオン二次電池。The compound represented by the formula (1) is CF 3 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CHF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CHF 2 , CF 3 CH 2 OCF 2 CHFCF 3, and CHF 2 CF containing at least one selected from the group consisting of 2 CH 2 OCF 2 CHFCF 3, lithium ion secondary battery according to claim 17. 前記環状カルボン酸エステル化合物が、下式(5)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1〜18のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。
Figure 2015046173
(但し、式中、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。)
The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 18, wherein the cyclic carboxylic acid ester compound is at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formula (5).
Figure 2015046173
(In the formula, 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 ethers. An alkyl group having 2 to 3 carbon atoms having a reactive oxygen atom, n is an integer of 1 to 3)
前記リチウム塩がLiPFを含む、請求項1〜19のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。The lithium salt includes LiPF 6, lithium-ion secondary battery according to any one of claims 1 to 19. 前記非水電解液中の前記リチウム塩の含有量が0.1〜3.0mol/Lであり、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4〜70質量%である、請求項1〜20のいずれか一項に記載のリチウムイオン二次電池。   Content of the said lithium salt in the said non-aqueous electrolyte is 0.1-3.0 mol / L, and the ratio of the mass of the said cyclic carboxylic acid ester compound with respect to the total mass of the said non-aqueous electrolyte is 4-70 mass. The lithium ion secondary battery according to any one of claims 1 to 20, which is%.
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