KR20090111327A - Nonaqueous electrolyte solution and nonaqueous electrolyte secondary battery - Google Patents

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유조 이시가키
모토시 야마나카
히로유키 후쿠다
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히다치 막셀 가부시키가이샤
나고야시
고쿠리츠 다이가쿠 호우징 나고야 다이가쿠
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Abstract

Disclosed is a nonaqueous electrolyte secondary battery which is good in high temperature storage characteristics even when it is charged to a high voltage. Also disclosed is a nonaqueous electrolyte solution which enables to obtain such a nonaqueous electrolyte secondary battery. Specifically disclosed is a nonaqueous electrolyte solution containing a nonaqueous solvent, an electrolyte salt and a sulfonate salt. The sulfonate salt is a compound having a branched ether skeleton in a molecule. Also specifically disclosed is a nonaqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, a separator and the nonaqueous electrolyte solution. This nonaqueous electrolyte secondary battery is good in high temperature storage characteristics even when it is charged to a high voltage.

Description

비수전해액 및 비수전해액 2차 전지 {NONAQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION AND NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY}Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery {NONAQUEOUS ELECTROLYTE SOLUTION AND NONAQUEOUS ELECTROLYTE SECONDARY BATTERY}

본 발명은, 비수전해액 및 비수전해액 2차 전지에 관한 것이다. 더욱 자세하게는, 본 발명은, 에테르 골격과 술폰산 금속염기를 가지는 분기형 화합물을 함유하는 비수전해액과, 상기 비수전해액을 사용하여 이루어지고, 고전압 하에서도 고온 저장성이 우수한 비수전해질 2차 전지에 관한 것이다.The present invention relates to a nonaqueous electrolyte and a nonaqueous electrolyte secondary battery. More specifically, the present invention relates to a nonaqueous electrolyte solution containing a branched compound having an ether skeleton and a sulfonic acid metal base, and a nonaqueous electrolyte secondary battery which is excellent in high temperature storage even under high voltage. .

리튬 이온 2차 전지는, 고전압(작동 전압 4.2V), 고에너지 밀도라는 특징을 가지고 있기 때문에, 휴대정보 기기분야 등에서 널리 이용되고, 그 수요가 급속히 확대되고 있으며, 현재는, 휴대전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터를 비롯한 모바일 정보화 기기용의 표준전지로서, 폭넓게 사용되고 있다. 그 때문에, 휴대기기 등의 고성능화와 다기능화에 따라, 그 전원으로서의 리튬 이온 2차 전지에 대해서도 더욱 고성능화(예를 들면, 고용량화와 고에너지 밀도화)가 요구되고 있다. 이 요구에 따르기 위하여, 여러가지 방책, 예를 들면, 전극의 충전율의 향상에 의한 고밀도화, 현행의 활물질(특히 음극)의 충전 심도(深度)의 확대, 고용량의 신규 활물질의 개발 등이 검토되고 있다. 그리고, 현실적으로, 이들 방책에 의하여 리튬 이온 2차 전지의 용량은 확실하게 증대되고 있다. Lithium ion secondary batteries have characteristics such as high voltage (operating voltage 4.2V) and high energy density, and thus are widely used in the field of portable information equipment, and the demand is rapidly expanding. It is widely used as a standard battery for mobile information equipment including personal computers. Therefore, with high performance and multifunction of portable devices, higher performance (for example, higher capacity and higher energy density) is required for a lithium ion secondary battery as its power source. In order to meet this demand, various measures, for example, the densification by the improvement of the filling rate of an electrode, the expansion of the depth of charge of the active material (especially a negative electrode) of the present, the development of a high capacity new active material, etc. are examined. And in reality, the capacity of a lithium ion secondary battery is reliably increased by these measures.

이 리튬 이온 2차 전지는, 전해액(전해질)으로서, 일반적으로, 전해질염을 비수성 용매(유기용매)에 용해시킨 비수전해액을 사용하고 있다. 비수성 용매로서는, 지금까지, 에틸렌카보네이트 등의 고리형상 에스테르와, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 에틸메틸카보네이트, 프로피온산메틸 등의 사슬형상 에스테르를 혼합하여 사용하여 왔다.Generally, this lithium ion secondary battery uses the nonaqueous electrolyte which melt | dissolved electrolyte salt in the non-aqueous solvent (organic solvent) as electrolyte solution (electrolyte). As a non-aqueous solvent, cyclic esters, such as ethylene carbonate, and chain esters, such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate, and methyl propionate, have been mixed and used until now.

그러나, 에스테르계 용매(특히 사슬형상 카보네이트 에스테르)는, 전극과의 산화 또는 환원반응에 의하여 가스를 발생시키기 때문에, 에스테르계 용매를 사용한 전해액을 가지는 리튬 이온 2차 전지에서는, 고온(특히 60℃ 이상)에서의 저장에 있어서 전지 팽창이 생기기 쉽다. 작동 전압이 4.2V 정도의 리튬 이온 2차 전지에서는, 상기한 가스 발생은, 그렇게 문제가 되지는 않지만, 개선의 여지를 가지고 있다.However, since an ester solvent (particularly, a chain carbonate ester) generates gas by oxidation or reduction with an electrode, in a lithium ion secondary battery having an electrolyte solution using an ester solvent, a high temperature (particularly 60 ° C or more) In storage at), battery expansion is likely to occur. In a lithium ion secondary battery having an operating voltage of about 4.2 V, the gas generation is not a problem, but it has room for improvement.

다른 한편, 앞으로, 더욱 용량을 높이기 위하여, 양극 활물질의 이용률의 향상이나 고전압 재료의 개발이 요구되고 있으나, 그 중에서도, 충전 전압의 상승에 의한 양극 활물질의 충전 심도의 확대가 주목받고 있다. 예를 들면, 작동 전압이 4.2V 급의 리튬 이온 2차 전지의 활물질인 코발트 복합 산화물(LiCoO2)은, 현재 채용되어 있는 충전 조건인 Li 기준으로 4.3V까지 충전하면, 충전 용량이 약 155mAh/g인 데 대하여, 4.50V까지 충전하면 약 190mAh/g 이상이 된다. 이와 같이 충전 전압의 향상으로 양극 활물질의 이용률이 커진다.On the other hand, in order to further increase the capacity, it is required to improve the utilization rate of the positive electrode active material and to develop a high voltage material. Among them, the expansion of the depth of charge of the positive electrode active material due to the increase of the charge voltage is drawing attention. For example, cobalt composite oxide (LiCoO 2 ), which is an active material of a lithium ion secondary battery of 4.2 V class, has a charging capacity of about 155 mAh / when it is charged to 4.3 V based on Li, which is a charging condition currently employed. g, when charged to 4.50V, it is about 190 mAh / g or more. Thus, the utilization rate of a positive electrode active material becomes large by the improvement of a charging voltage.

그러나, 전지의 고전압화에 따라, 전지의 용량이나 에너지 밀도가 향상되는 한편으로, 전지의 안전성이나 충방전 사이클 특성의 저하, 및 고온 저장시에 있어서의 가스 발생의 문제는, 작동 전압이 4.2V 정도인 경우에 비하면 현저해진다.However, with increasing voltage of the battery, the capacity and energy density of the battery are improved, while the problem of deterioration of the safety and charge / discharge cycle characteristics of the battery, and gas generation at high temperature storage is about 4.2 V. It becomes remarkable compared with the case.

그런데, 종래부터, 전지의 안전성이나 충방전 사이클의 저하, 전지의 팽창 등의 문제를 해결하는 기술도 제안되어 있다. 예를 들면, 이미 실용화되어 있는 리튬 이온 2차 전지에는, 상기와 같이, 고리형상 에스테르와 사슬형상 에스테르의 혼합 용매를 가지는 비수전해액이 사용되고 있으나, 이것에 특정한 고리형상 황산 에스테르 등의 첨가제를 가하여, 상기의 문제를 해결하는 기술이 제안되어 있다(예를 들면, 일본국 특허 제3760540호 공보, 특개2003-151623호 공보, 특개2003-308875호 공보, 특개2004-22523호 공보, 특허 제3658506호 공보, 특허 제3213459호 공보, 특허 제3438636호 공보 및 특개평9-245834호 공보 참조). 이러한 첨가제가 첨가된 비수전해액을 가지는 리튬 이온 2차 전지를 충전하면, 음극 표면에 상기 첨가제 유래의 치밀한 피막이 형성되고, 이 피막에 의하여 비수전해액 중의 비수성 용매와 음극과의 반응이 계속적으로 억제된다. 그 때문에, 그 후의 충방전 사이클의 진행에 따르는 전지 용량의 저하나 가스 발생에 의한 전지의 팽창을 억제할 수 있고, 전지의 충방전 사이클 특성 등을 개선할 수 있다고 생각되고 있다. By the way, conventionally, the technique which solves the problem of the safety of a battery, the fall of a charge / discharge cycle, expansion of a battery, etc. is also proposed. For example, a non-aqueous electrolyte having a mixed solvent of a cyclic ester and a chain ester is used for a lithium ion secondary battery that has already been put into practical use. However, by adding an additive such as a specific cyclic sulfuric acid ester, Techniques for solving the above problems have been proposed (for example, JP-A-3760540, JP-A-2003-151623, JP-A-2003-308875, JP-A-2004-22523 and JP3658506). , Patent No. 3213459, Patent No. 3438636, and Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-245834. When a lithium ion secondary battery having a nonaqueous electrolyte solution containing such an additive is charged, a dense film derived from the additive is formed on the surface of the negative electrode, and the coating continuously suppresses the reaction between the nonaqueous solvent and the negative electrode in the nonaqueous electrolyte solution. . Therefore, it is thought that the fall of the battery capacity and the expansion of a battery by gas generation which can be followed by the progress of a subsequent charge / discharge cycle can be suppressed, and the charge / discharge cycle characteristic of a battery can be improved.

그런데, 상기 특허출원에 개시된 기술에서는, 형성한 피막의 이온 전도성이 불충분하기 때문에, 전지의 특성이 저하한다. 상기 피막은 구조적으로 불안정하고, 피막의 용해와 성장을 반복하기 때문에, 고온 저장시에 있어서의 팽창의 억제 효과는 반드시 충분하지는 않다. 또, 전지의 충전 완료시에 있어서의 양극의 전위가, 예를 들면 Li 기준으로 4.35V 이상과 같은 고전압이 되는 경우에는, 상기 첨가제에 유래하는 피막의 형성만으로는, 충방전 사이클 특성의 저하 억제나 고온 저장시에 있어서의 팽창 억제를 충분히 달성할 수 있는 것은 아니다. By the way, in the technique disclosed in the said patent application, since the ion conductivity of the formed film is inadequate, the characteristic of a battery falls. Since the film is structurally unstable and repeats dissolution and growth of the film, the effect of suppressing expansion during high temperature storage is not necessarily sufficient. Moreover, when the potential of the positive electrode at the time of completion of charging of a battery turns into high voltage, such as 4.35V or more on Li reference | standard, only formation of the film | membrane derived from the said additive suppresses the fall of charge / discharge cycle characteristics, or high temperature. The expansion inhibition at the time of storage cannot be fully achieved.

본 발명의 목적은, 고전압의 충전상태이어도 고온 저장 특성이 양호한 비수전해액 2차 전지와, 당해 비수전해액 2차 전지에 사용할 수 있는 비수전해액을 제공하는 것에 있다. An object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte secondary battery having good high temperature storage characteristics even in a high voltage state of charge and a nonaqueous electrolyte that can be used in the nonaqueous electrolyte secondary battery.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 비수성 용매와 전해질염과 술폰산염을 함유하는 비수전해액에 있어서, 상기 술폰산염이, 분자 내에 분기형 에테르 골격을 가지는 화합물인 비수전해액을 제공한다. In order to achieve the above object, the present invention provides a non-aqueous electrolyte which is a compound having a branched ether skeleton in a molecule in a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent, an electrolyte salt, and a sulfonate.

또, 본 발명은, 양극, 음극, 세퍼레이터 및 본 발명의 상기 비수전해액을 가지는 비수전해액 2차 전지를 제공한다. Moreover, this invention provides the nonaqueous electrolyte secondary battery which has a positive electrode, a negative electrode, a separator, and the said nonaqueous electrolyte solution of this invention.

일반적으로, 충전된 비수전해액 2차 전지에서는, 양극 활물질인 금속 산화물이 고전위 상태에서 매우 강한 산화성을 나타내기 때문에, 양극 표면에서 비수전해액의 용매로서 사용한 비수성 용매와 반응하여, 이것을 분해한다. 특히 고전압으로 충전된 경우, 이 분해 반응은 심해진다. 이러한 비수성 용매의 분해 반응은, 고전압으로 충전된 비수전해액 2차 전지를 고온으로 저장하였을 때의 팽창 발생의 원인이 된다. Generally, in a charged nonaqueous electrolyte secondary battery, since the metal oxide which is a positive electrode active material shows very strong oxidizing property in a high potential state, it reacts with the nonaqueous solvent used as a solvent of a nonaqueous electrolyte at the surface of a positive electrode, and decomposes it. Especially when charged at high voltage, this decomposition reaction is intensified. The decomposition reaction of such a non-aqueous solvent causes expansion when the non-aqueous electrolyte secondary battery filled with a high voltage is stored at high temperature.

본 발명자들은, 여러가지 화합물 중에서 특이한 구조의 에테르 결합을 가지는 분기형 화합물에 주목하고, 자세하게 검토를 거듭한 결과, 에테르 결합을 가지는 짧은 세그먼트를, 술폰산 금속염기와 함께 1개의 분자 내로 도입한 분기형 화합물(술폰산염)을 함유시킨 비수전해액을 사용하여 구성한 전지에서는, 충전, 특히 고전압으로 충전한 경우에, 상기 분기형 화합물이 양극과 반응하여 양극 표면에 피막을 형성하는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이르렀다. MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors paid attention to the branched compound which has an ether bond of a specific structure among various compounds, and examined in detail, The branched compound which introduce | transduced the short segment which has an ether bond into one molecule with the sulfonic acid metal base group was carried out. In a battery constructed using a non-aqueous electrolyte containing (sulfonic acid salt), it has been found that the above-mentioned branched compound reacts with the positive electrode to form a film on the surface of the positive electrode when charged, especially when charged at high voltage, thereby completing the present invention. It came to the following.

도 1은 본 발명의 비수전해액 2차 전지의 일례를 모식적으로 나타내는 사시도, 1 is a perspective view schematically showing an example of a nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention;

도 2는 도 1의 I-I선 단면 모식도이다. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 1. FIG.

본 발명의 비수전해액에서는, 분자 내에 분기형 에테르 골격을 가지는 술폰산염을 사용한다. 이러한 구조를 가지는 화합물은, 높은 산화 전위를 가지고 있고, 상기 술폰산염이 양극 활물질과 반응하여 양극 표면에 형성되는 보호 피막은, 구조적으로 안정적이기 때문에, 양극과 비수전해액과의 반응을 방지할 수 있다.In the nonaqueous electrolyte of the present invention, sulfonates having a branched ether skeleton in the molecule are used. The compound having such a structure has a high oxidation potential, and since the protective film formed on the surface of the positive electrode by reacting the sulfonate with the positive electrode active material is structurally stable, the reaction between the positive electrode and the nonaqueous electrolyte can be prevented. .

또, 다른 관점에 의하면, 에테르 결합을 가지는 세그먼트를 분기형의 구조를 가지는 분자의 가지로 도입함으로써, 술폰산 금속염기를 구성하는 양이온이 전리하기 쉽고, 양극 표면에 형성되는 보호 피막의 이온 전도성이 향상된다. 그 때문에, 전지의 부하 특성 등에 대한 악영향을 억제할 수 있다. 또한, 상기 술폰산염은 음극에서도 반응한다. According to another aspect, by introducing a segment having an ether bond into a branch of a molecule having a branched structure, the cation constituting the sulfonic acid metal base is easily ionized, and the ion conductivity of the protective film formed on the surface of the anode is improved. do. Therefore, the bad influence on the load characteristic of a battery, etc. can be suppressed. The sulfonate also reacts at the negative electrode.

또 다른 관점에 의하면, 술폰산염의 분자 구조의 제어에 의하여, 분기형 화합물 자신의 점도 등을 제어할 수도 있다. According to another aspect, the viscosity of the branched compound itself and the like can be controlled by controlling the molecular structure of the sulfonate.

상기 술폰산염의 분기형 에테르 골격은, 바람직하게는, 하기 일반식 (1)에서 나타내는 에테르 결합을 포함한다.The branched ether skeleton of the sulfonate preferably contains an ether bond represented by the following general formula (1).

Figure 112009049702959-PCT00001
Figure 112009049702959-PCT00001

상기 일반식 (1)에서, R은, 탄소수 2∼4의 알킬렌기이고, 이들 기의 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 되고, 특히 에틸렌기(-CH2CH2-)가 바람직하다. 비수전해액 용매에 용해한 상기 술폰산염이 피막을 형성하나, R의 탄소수가 5 이상인 경우에는, 술폰산염의 비수전해액 용매에 대한 용해성이 저하하여, 피막이 형성되기 어려워지는 경우가 있고, 또, R의 탄소수는 형성되는 피막의 이온 전도도에 영향을 주기 때문에, 탄소수는 4 이하인 것이 바람직하다. In the general formula (1), R is an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, a part or all of the hydrogen atoms of these groups being optionally substituted with a fluorine atom, in particular an ethylene group (-CH 2 CH 2 -) is preferred Do. When the sulfonate dissolved in the nonaqueous electrolyte solvent forms a film, but the carbon number of R is 5 or more, the solubility of the sulfonate in the nonaqueous electrolyte solvent may decrease, and the film may be difficult to be formed. Since it affects the ionic conductivity of the film formed, it is preferable that carbon number is four or less.

상기 일반식 (1)에서, R'는, 탄소수 1∼6의 알킬기 ; -SO3M'(M'는 알칼리 금속이다) 또는 크라운 고리와 결합한 탄소수 1∼6의 알킬렌기 ; 또는 크라운 고리이며, 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 되고, 특히 메틸기(-CH3), 에틸기(-CH2CH3), 또는 프로필기(-CH2CH2CH3)가 바람직하다. In said general formula (1), R 'is a C1-C6 alkyl group; An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms bonded to -SO 3 M '(M' is an alkali metal) or a crown ring; Or a crown ring, and part or all of hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, and methyl group (-CH 3 ), ethyl group (-CH 2 CH 3 ), or propyl group (-CH 2 CH 2 CH 3 ) is particularly preferable. Do.

R'가 알킬기 ; 또는 관능기(官能基)와 결합한 알킬렌기인 경우는, 알킬기 또는 알킬렌기의 탄소수가 너무 많아지면, 술폰산염의 비수전해액 용매에 대한 용해성이 저하하여, 피막이 형성되기 어려워지는 경우가 있다. 또, 알킬기의 탄소수는, 형성되는 피막의 이온 전도도에 영향을 주기 때문에, 그 탄소수는 6 이하인 것이 바람직하다. R 'is an alkyl group; Or in the case of the alkylene group couple | bonded with a functional group, when carbon number of an alkyl group or an alkylene group becomes too large, the solubility of a sulfonate in the nonaqueous electrolyte solvent may fall, and a film may become difficult to form. Moreover, since carbon number of an alkyl group affects the ionic conductivity of the film formed, it is preferable that the carbon number is 6 or less.

R'가 크라운 고리를 포함하는 경우, 그 크라운 고리는, 12원 고리, 15원 고리 또는 18원 고리 등이어도 된다. 비수전해액이, 전해질염으로서 리튬염을 함유하는 경우에는, 크라운 고리가 12원 고리이면, 리튬 이온이 고리로 보충되기 쉬워지고, 15원 고리 이상의 큰 크라운 고리이면, 리튬 이온은 고리 내를 통과하기 쉬워진다. 크라운 고리는, 그 산소원자의 일부 또는 전부가 유황원자 또는 질소원자로 치환된 고리형상 구조이어도 된다. When R 'includes a crown ring, the crown ring may be a 12-membered ring, a 15-membered ring, an 18-membered ring, or the like. In the case where the nonaqueous electrolyte contains lithium salt as the electrolyte salt, if the crown ring is a 12-membered ring, lithium ions are easily replenished with the ring, and if the crown ring is a large crown ring of 15 or more members, lithium ions pass through the ring. Easier The crown ring may have a cyclic structure in which part or all of its oxygen atoms are substituted with sulfur atoms or nitrogen atoms.

상기 일반식 (1)에서, m은 상기 에테르 골격의 길이를 나타낸다. m이 10보다 커지면, 술폰산염이 결정으로서 석출하기 쉬워지거나, 용매에 대한 용해성이 저하 하는 경우가 있기 때문에, m의 값은 1∼10의 정수인 것이 바람직하다. In the general formula (1), m represents the length of the ether skeleton. When m is larger than 10, since sulfonate becomes easy to precipitate as crystal | crystallization, or solubility to a solvent may fall, it is preferable that the value of m is an integer of 1-10.

또, 상기 술폰산염에서의 술폰산 금속염기와 관련되는 부분의 구조는, 바람직하게는, 하기 일반식 (2)에서 나타내는 구조이다. Moreover, the structure of the part related to the sulfonic acid metal base in the said sulfonate, Preferably, it is a structure shown by following General formula (2).

Figure 112009049702959-PCT00002
Figure 112009049702959-PCT00002

상기 일반식 (2)에서, M은 알칼리 금속(예를 들면, Li, Na, K 등)을 나타내고, Li인 것이 바람직하며, R1은, 탄소수가 1∼8이고, 알킬렌기 또는 방향(芳香)고리를 가지는 치환기를 나타내며, 이들 기의 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 된다. In the general formula (2), M represents an alkali metal (for example, Li, Na, K, and the like), preferably Li, and R 1 has 1 to 8 carbon atoms and an alkylene group or aromatic group. A substituent having a ring, and some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with fluorine atoms.

또한, 상기 일반식 (2)에서, R1이, 탄소수가 1∼6의 알킬렌기인 경우에는, 상기 일반식 (2)에서 나타내는 구조를, 상기 일반식 (1)에서의 -O-R'로서 도입할 수도 있다.In addition, in said General formula (2), when R <1> is a C1-C6 alkylene group, the structure represented by the said General formula (2) is -O-R 'in the said General formula (1). It can also be introduced as.

또한, 상기 술폰산염은, 하기 일반식 (3)에서 나타내는 에테르 결합을 가지는 것이 바람직하고, 구체적으로는, 하기 일반식 (4)에서 나타내는 덴드론인 것이 더욱 바람직하다. 여기서, 덴드론은, 일 방향으로만 신장되어 있는 형태의 분기형 화합물 또는 부채형상의 형태를 한 분기형 화합물을 의미한다. Moreover, it is preferable that the said sulfonate has an ether bond represented by following General formula (3), and it is more preferable that it is a dendron specifically, shown by following General formula (4). Here, a dendron means the branched compound of the form extended in only one direction, or the branched compound of the fan shape.

Figure 112009049702959-PCT00003
Figure 112009049702959-PCT00003

Figure 112009049702959-PCT00004
Figure 112009049702959-PCT00004

상기 일반식 (3) 및 (4)에서, R2는 탄소수 1∼3의 포화 탄화수소기이고, R3 및 R4는, 동일 또는 다르고, 탄소수 2∼4의 알킬렌기이다. 또, R5 및 R6은, 동일 또는 다르고, 탄소수 1∼6의 알킬기 ; -SO3M'(M'는 알칼리 금속이다) 또는 크라운 고 리와 결합한 탄소수 1∼6의 알킬렌기 ; 또는 크라운 고리이다. 또, n은 1∼4의 정수이고, o 및 p는, 동일 또는 다르고, 0∼10의 정수이다. 단, 상기 일반식 (3) 및 (4)에는, -R3-O- 및 -R4-O-로 나타내는 구조의 적어도 한쪽이 포함되는 것이 바람직하기 때문에, o 및 p의 적어도 한쪽은, 1 이상으로 하는 것이 바람직하다.In said general formula (3) and (4), R <2> is a C1-C3 saturated hydrocarbon group, R <3> and R <4> is the same or different, and is a C2-C4 alkylene group. In addition, R <5> and R <6> is the same or different, and is a C1-C6 alkyl group; An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms bonded to -SO 3 M '(M' is an alkali metal) or a crown ring; Or a crown ring. Moreover, n is an integer of 1-4, o and p are the same or different, and are an integer of 0-10. However, since it is preferable that at least one of the structures represented by -R <3> -O- and -R <4> -O- is contained in the said General formula (3) and (4), at least one of o and p is 1 It is preferable to make it the above.

R2, R3, R4, R5 및 R6은, 각각의 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 되고, 상기 크라운 고리는, 그 산소원자의 일부 또는 전부가 유황원자 또는 질소원자로 치환된 고리형상 구조이어도 된다. 또한, 상기 일반식 (4)에서, M 및 R1은, 상기한 일반식 (2)의 경우와 동일한 의의를 가진다. R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may be substituted with some or all of the hydrogen atoms by fluorine atoms, and in the crown ring, some or all of the oxygen atoms are sulfur or nitrogen atoms. A substituted cyclic structure may be sufficient. In addition, in the said General formula (4), M and R <1> have the same meaning as the case of the said General formula (2).

상기 일반식 (3) 및 (4)에서, n은, 괄호 내의 분기 구조의 반복되는 수를 나타내고 있고, 예를 들면, 상기 일반식 (3)에서 n = 2의 경우, 상기 일반식 (3)이 나타내는 구조는, 하기 구조식과 같이 된다. In the general formulas (3) and (4), n represents a repeated number of branched structures in parentheses. For example, in the case of n = 2 in the general formula (3), the general formula (3) This structure is represented by the following structural formula.

Figure 112009049702959-PCT00005
Figure 112009049702959-PCT00005

상기 구조식에서, R2a, R2b 및 R2C는, 동일 또는 다르고, 탄소수 1∼3의 포화 탄화수소기이다. R3a, R3b, R4a 및 R4b는, 동일 또는 다르고, 탄소수 2∼4의 알킬렌기이고, 이들 기의 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 된다. In said structural formula, R <2a> , R <2b> and R <2C> is the same or different, and is a C1-C3 saturated hydrocarbon group. R <3a> , R <3b> , R <4a> and R <4b> is the same or different, and is a C2-C4 alkylene group, and some or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted by the fluorine atom.

R5a, R5b, R6a 및 R6b는, 동일 또는 다르고, 탄소수 1∼6의 알킬기 ; -SO3M'(M'는 알칼리 금속이다) 또는 크라운 고리와 결합한 탄소수 1∼6의 알킬렌기 ; 또는 크라운 고리이고, 이들 기의 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 된다.R <5a> , R <5b> , R <6a> and R <6b> are the same or different, and are a C1-C6 alkyl group; An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms bonded to -SO 3 M '(M' is an alkali metal) or a crown ring; Or a crown ring, and part or all of the hydrogen atoms of these groups may be substituted with fluorine atoms.

o1, o2, p1 및 p2는, 동일 또는 다르고, 0∼10의 정수를 나타낸다. o 1 , o 2 , p 1 and p 2 are the same or different and represent an integer of 0 to 10.

상기 일반식 (3)에서 나타내는 에테르 결합 및 상기 일반식 (4)에서 나타내는 술폰산염에서, n이 3 또는 4인 경우도 상기와 동일하게 생각하면 되고, n의 값에 따라 분자 중에서 에테르 결합에 관한 구조의 분기의 수가 늘어간다. In the ether bond represented by the general formula (3) and the sulfonate salt represented by the general formula (4), the case where n is 3 or 4 may be considered the same as above, and the ether bond in the molecule The number of branches in the structure increases.

상기 일반식 (3)에서 나타내는 에테르 결합 및 상기 일반식 (4)에서 나타내는 술폰산염에서, n이 4보다 커지면 술폰산염의 합성이 어려워지기 때문에, n은 4 이하인 것이 바람직하다. 또, 비수성 용매와 전해질염에 대한 친화성이나, 이온 전도도의 점에서, n이 1 또는 2인 것이 특히 바람직하다.In the ether bond represented by the general formula (3) and the sulfonate represented by the general formula (4), when n is greater than 4, the synthesis of the sulfonate becomes difficult, so that n is preferably 4 or less. Moreover, it is especially preferable that n is 1 or 2 from affinity with respect to a non-aqueous solvent and electrolyte salt, or an ionic conductivity.

또, 상기 일반식 (3)에서, R5 및 R6이, 크라운 고리와 결합한 알킬렌기인 경우의 구조의 일례를 하기에 나타낸다. Moreover, in the said General formula (3), an example of the structure in the case where R <5> and R <6> is an alkylene group couple | bonded with a crown ring is shown below.

Figure 112009049702959-PCT00006
Figure 112009049702959-PCT00006

본 발명에 관한 술폰산염에서, 분기형 에테르 골격 부분의 구조는, 바람직하게는 하기 일반식 (5)에서 나타내는 구조이고, 더욱 구체적으로는, 하기 일반식 (6)에서 나타내는 구조를 가지는 술폰산염이 특히 바람직하다.In the sulfonate salt of the present invention, the structure of the branched ether skeleton portion is preferably a structure represented by the following general formula (5), and more specifically, a sulfonate salt having a structure represented by the following general formula (6) Particularly preferred.

Figure 112009049702959-PCT00007
Figure 112009049702959-PCT00007

Figure 112009049702959-PCT00008
Figure 112009049702959-PCT00008

상기 일반식 (5) 및 (6)에서, q은 1 또는 2이고, r은 1∼10의 정수를 나타낸다. 또, 상기 일반식 (6)에서, M 및 R1은, 상기한 일반식 (2)의 경우와 동일한 의의를 가진다. In the general formulas (5) and (6), q is 1 or 2, and r represents an integer of 1 to 10. In General Formula (6), M and R 1 have the same meaning as in the case of General Formula (2).

또, 상기 일반식 (5) 및 (6)에서의 q도, 상기 일반식 (3) 및 (4)에서의 n과 마찬가지로, 괄호 내의 분기 구조의 반복 횟수를 나타내는 수치이다. In addition, q in the said General formula (5) and (6) is also a numerical value which shows the number of iterations of the branch structure in parentheses similarly to n in the said General formula (3) and (4).

본 발명의 비수전해액에서의 상기 술폰산염의 함유량은, 상기 술폰산염의 작용을 더욱 유효하게 발휘시키는 관점에서, 비수전해액 전량 중, 바람직하게는 0.05 질량 % 이상이고, 더욱 바람직하게는 0.1 질량 % 이상이다. 또한, 비수전해액에서의 상기 술폰산염의 함유량이 너무 많으면, 비수전해액의 점도가 너무 높아져서 전지의 부하 특성이 저하할 가능성이 있고, 또, 비수전해액의 비용도 높아지기 때문에, 그 함유량은, 바람직하게는 10 질량 % 이하이고, 더욱 바람직하게는 3 질량 % 이하이다.The content of the sulfonate in the nonaqueous electrolyte of the present invention is preferably 0.05% by mass or more and more preferably 0.1% by mass or more in the total amount of the nonaqueous electrolyte from the viewpoint of more effectively exerting the action of the sulfonate. In addition, when the content of the sulfonate in the nonaqueous electrolyte is too high, the viscosity of the nonaqueous electrolyte may be too high, so that the load characteristics of the battery may decrease, and the cost of the nonaqueous electrolyte is also high. It is mass% or less, More preferably, it is 3 mass% or less.

에테르 골격과 술폰산 금속염기의 양자를 분자 내에 가지는 본 발명에 관한 술폰산염은, 짧은 에테르 세그먼트와 분기 구조를 가지기 때문에, 분자 구조의 제어에 의하여, 고분자량임에도 불구하고 실온에서 액체인 화합물로 하는 것도 가능 하고, 이온성 액체로 할 수 있다. 또, 이 술폰산염은, 비수성 용매 및 전해질염에 대한 친화성이 높고, 양극 표면에 고이온 전도도의 보호 피막을 형성할 수 있다. Since the sulfonate salt of the present invention having both an ether skeleton and a sulfonic acid metal base in a molecule has a short ether segment and a branched structure, it is possible to use a compound which is a liquid at room temperature despite the high molecular weight by controlling the molecular structure. It is possible to make an ionic liquid. Moreover, this sulfonate has high affinity with a non-aqueous solvent and electrolyte salt, and can form a protective film of high ionic conductivity on the surface of the positive electrode.

즉, 상기 술폰산염을 함유하는 본 발명의 비수전해액을 사용한 전지에서, 술폰산염의 술폰산 금속염기가 먼저 양극 활물질과 반응하고, 이것에 의하여 에테르 결합으로 이루어지는 분기 구조를 포함하는 보호 피막이 양극 표면 상에 형성된다. 이 보호 피막은 이온 전도성이 높고, 또, 구조적으로 안정적이기 때문에, 양극과 비수전해액과의 반응을 방지하여 전지의 팽창을 억제할 수 있고, 이것에 의하여 전지의 고온 저장 특성(특히 고전압 충전상태에서의 고온 저장 특성)을 효과적으로 개선할 수 있다. That is, in the battery using the nonaqueous electrolyte of the present invention containing the sulfonate, the sulfonate metal base of the sulfonate first reacts with the positive electrode active material, whereby a protective film including a branched structure composed of ether bonds is formed on the surface of the positive electrode. . Since this protective film has high ion conductivity and is structurally stable, it is possible to prevent the reaction between the positive electrode and the non-aqueous electrolyte and to suppress the expansion of the battery. As a result, the high temperature storage characteristics of the battery (particularly in a high voltage state of charge) Can be effectively improved.

상기 술폰산염의 합성 방법은 특별히 제한되지 않고, 1개의 분자 내에, 분기형의 에테르 결합과 술폰산 금속염기를 가지는 화합물을 합성할 수 있는 방법이면 된다. 예를 들면, 술폰산 금속염기를 가지는 지방족 올리고에테르 덴드론은, 먼저 수산기를 가지는 지방족 올리고에테르 덴드론을, 대응하는 알콜과 에피클로로하이드린을 출발 원료로 하여 2단계로 합성하고, 그 후, 상기의 수산기를 가지는 지방족 올리고에테르 덴드론을 알콕시드화하고, 를 술톤과 반응시킴으로써, 합성할 수 있다. The method for synthesizing the sulfonate is not particularly limited and may be any method capable of synthesizing a compound having a branched ether bond and a sulfonic acid metal base in one molecule. For example, an aliphatic oligoether dendron having a sulfonic acid metal base is first synthesized in two steps using an aliphatic oligoether dendron having a hydroxyl group as a starting material of a corresponding alcohol and epichlorohydrin. The aliphatic oligoether dendron having a hydroxyl group of can be synthesized by alkoxylation and reacting with sultone.

본 발명의 비수전해액에 사용하는 비수성 용매(유기용매)로서는, 고유전율인 것이 바람직하고, 카보네이트류를 포함하는 에스테르류가 더욱 바람직하다. 그 중에서도, 유전율이 30 이상인 에스테르를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 이러한 고유전율의 에스테르의 예로서는, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌 카보네이트, γ-부티로락톤, 유황계 에스테르(에틸렌 글리콜 술파이트 등) 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 고리형상 에스테르가 바람직하고, 에틸렌카보네이트, 비닐렌카보네이트, 프로필렌카보네이트, 부틸렌카보네이트 등의 고리형상 카보네이트가 특히 바람직하다. 상기 이외에도, 디메틸카보네이트, 디에틸카보네이트, 메틸에틸카보네이트 등의 저점도의 극성 사슬형상 카보네이트, 분기형의 지방족 카보네이트계 화합물을 사용할 수 있다. 고리형상 카보네이트의 에틸렌카보네이트와 사슬형상 카보네이트의 혼합 용매가 특히 바람직하다.As the non-aqueous solvent (organic solvent) used in the nonaqueous electrolyte of the present invention, a high dielectric constant is preferable, and esters containing carbonates are more preferable. Especially, it is especially preferable to use the ester whose dielectric constant is 30 or more. Examples of such high dielectric constant esters include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, γ-butyrolactone, and sulfur esters (such as ethylene glycol sulfite). Among these, cyclic esters are preferable, and cyclic carbonates such as ethylene carbonate, vinylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate are particularly preferable. In addition to the foregoing, low viscosity polar chain carbonates and branched aliphatic carbonate compounds such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and methyl ethyl carbonate can be used. Particular preference is given to a mixed solvent of ethylene carbonate and chain carbonate of the cyclic carbonate.

또한 상기의 비수성 용매 이외에도, 프로피온산 메틸 등의 사슬형상 알킬 에스테르류 ; 인산 트리메틸 등의 사슬형상 인산 트리에스테르 ; 3-메톡시 프로피오니트릴 등의 니트릴계 용매 ; 덴드리머와 덴드론으로 대표되는 에테르 결합을 가지는 분기형 화합물 ; 등의 비수성 용매(유기용매)를 사용할 수 있다.Moreover, in addition to said non-aqueous solvent, Chain alkyl esters, such as methyl propionate; Chain-like phosphoric acid triesters such as trimethyl phosphate; Nitrile solvents such as 3-methoxy propionitrile; Branched compounds which have an ether bond represented by a dendrimer and a dendron; Non-aqueous solvents (organic solvent), such as these, can be used.

또한, 함불소 용매도 사용할 수 있다. 함불소 용매의 예로서는, 이하의 화합물을 들 수 있다. H(CF2)2OCH3, C4F9OCH3, H(CF2)2OCH2CH3, H(CF2)2OCH2CF3, H(CF2)2CH2O(CF2)2H 등, 또는, CF3CHFCF2OCH3, CF3CHFCF2OCH2CH3 등의 직쇄(퍼플로로알킬) 알킬에테르, 또는, 이소(퍼플로로알킬) 알킬 에테르, 즉, 2-트리플로로메틸 헥사플로로프로필 메틸에테르, 2-트리플로로메틸 헥사플로로프로필 에틸에테르, 2-트리플로로메틸 헥사플로로프로필 프로필에테르, 3-트리플로로 옥타플로로 부틸메틸에테르, 3-트리플로로 옥타플로로 부틸에틸에테르, 3-트리플로로 옥타플로로 부틸프로필에테르, 4-트리플로로 데카플로로 펜틸메틸에테르, 4-트리플로로 데카플로로 펜틸에틸에테르, 4-트리플로로 데카플로로 펜틸프로필에테르, 5-트리플로로드 데카플로로 헥실메틸에테르, 5-트리플로로드 데카플로로 헥실에틸에테르, 5-트리플로로드 데카플로로 헥실프로필에테르, 6-트리플로로 테트라데카플로로 헵틸메틸에테르, 6-트리플로로 테트라데카플로로 헵틸에틸에테르, 6-트리플로로 테트라데카플로로 헵틸프로필에테르, 7-트리플로로 헥사데카플로로 옥틸메틸에테르, 7-트리플로로 헥사데카플로로 옥틸에틸에테르, 7-트리플로로 헥사데카플로로 헥실옥틸에테르 등. 또한, 상기의 이소(퍼플로로 알킬) 알킬 에테르와, 상기의 직쇄(퍼플로로 알킬) 알킬 에테르를 병용할 수도 있다. Fluorine-containing solvents can also be used. Examples of the fluorine-containing solvent include the following compounds. H (CF 2 ) 2 OCH 3 , C 4 F 9 OCH 3 , H (CF 2 ) 2 OCH 2 CH 3 , H (CF 2 ) 2 OCH 2 CF 3 , H (CF 2 ) 2 CH 2 O (CF 2 ) 2 H or the like, or a straight chain (perfluoroalkyl) alkyl ether such as CF 3 CHFCF 2 OCH 3 , CF 3 CHFCF 2 OCH 2 CH 3 , or iso (perfluoroalkyl) alkyl ether, that is, 2- Trifluoromethyl hexafluoropropyl methyl ether, 2-trifluoromethyl hexafluoropropyl ethyl ether, 2-trifluoromethyl hexafluoropropyl propyl ether, 3-trifluoro octafluoro butylmethyl ether, 3 Trifluoro octafluoro butylethyl ether, 3-trifluoro octafluoro butylpropyl ether, 4-trifluoro decafluoro pentylmethyl ether, 4-trifluoro decafluoro pentylethyl ether, 4-triple Loro decafluoro pentylpropyl ether, 5-trifluororod decafluoro hexylmethyl ether, 5-trifluororod decafluoro hexylethyl ether, 5-trifluororod decafluoro hexylpropyl Ether, 6-trifluoro tetradecalofluoro heptylmethyl ether, 6-trifluoro tetradecafluoro heptylethyl ether, 6-trifluoro tetradecafluoro heptylpropyl ether, 7-trifluoro hexadecafluoro Octylmethyl ether, 7-trifluoro hexadecafluoro octylethyl ether, 7-trifluoro hexadecafluoro hexyl octyl ether and the like. Moreover, said iso (perfluoro alkyl) alkyl ether and said linear (perfluoro alkyl) alkyl ether can also be used together.

본 발명의 비수전해액에 사용하는 전해질염은, 바람직하게는, 알칼리 금속의 과염소산염, 유기붕소 알칼리 금속염, 함불소 화합물의 알칼리 금속염, 알칼리 금속 이미드염 등의 알칼리 금속염(예를 들면, 리튬염)이다. 이러한 전해질염의 구체예로서는, MClO4(M은 Li, Na, K 등의 알칼리 금속 원소를 나타내며, 이하 동일), MPF6, MBF4, MAsF6, MSbF6, MCF3SO3, MCF3CO2, M2C2F4(SO3)2, MN(CF3SO2)2, MN(C2F5SO2)2, MC(CF3SO2)3, MCnF2n +1SO3 n ≥ 2), MN(RfOS02)2(여기서, Rf는 플루오르 알킬기) 등을 들 수 있다. 이들 화합물에 있어서의 M이 리튬원소인 화합물이 더욱 바람직하고, 함불소 유기 리튬염이 특히 바람직하다. 함불소 유기 리튬염은, 음이온성이 크고, 또한 이온 분리하기 쉬우므로, 비수전해액 중에서 용해하기 쉽기 때문이다. Electrolyte salt used for the nonaqueous electrolyte of this invention, Preferably, alkali metal salts (for example, lithium salt), such as an alkali metal perchlorate, an organoboron alkali metal salt, the alkali metal salt of a fluorine-containing compound, an alkali metal imide salt, etc. to be. Specific examples of such electrolyte salts include MClO 4 (M represents an alkali metal element such as Li, Na, K, and the like below), MPF 6 , MBF 4 , MAsF 6 , MSbF 6 , MCF 3 SO 3 , MCF 3 CO 2 , M 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , MN (CF 3 SO 2 ) 2 , MN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , MC (CF 3 SO 2 ) 3, MCnF 2n +1 SO 3 n ≧ 2), MN (RfOS0 2 ) 2 , wherein Rf is a fluoroalkyl group, and the like. The compound whose M in these compounds is a lithium element is more preferable, and a fluorine-containing organic lithium salt is especially preferable. This is because the fluorine-containing organic lithium salt is easy to dissolve in the nonaqueous electrolyte because of its high anionicity and easy ion separation.

비수전해액 중에 있어서의 전해질염의 농도는, 통례, 0.3 mol/l 이상, 더욱 바람직하게는 0.7 mol/l 이상이고, 1.7 mol/l 이하, 더욱 바람직하게는 1.2 mol/l 이하인 것이 바람직하다. 전해질염 농도가 너무 낮으면, 이온 전도도가 작아지는 경우가 있고, 너무 높으면, 다 용해되지 않은 전해질염이 석출될 우려가 있다. The concentration of the electrolyte salt in the nonaqueous electrolyte is usually 0.3 mol / l or more, more preferably 0.7 mol / l or more, 1.7 mol / l or less, and more preferably 1.2 mol / l or less. If the electrolyte salt concentration is too low, the ionic conductivity may be reduced. If the electrolyte salt concentration is too high, the electrolyte salt that is not completely dissolved may precipitate.

또, 본 발명의 비수전해액에는, 이것을 사용한 전지의 성능을 향상할 수 있는 각종 첨가제를 첨가하여도 된다.Moreover, you may add the various additive which can improve the performance of the battery using this to the nonaqueous electrolyte of this invention.

예를 들면, C = C 불포화 결합을 분자 내에 가지는 화합물을 첨가한 비수전해액에서는, 이것을 사용한 전지의 충방전 사이클 특성의 저하를 억제할 수 있는 경우가 있다. 이와 같은 C = C 불포화 결합을 분자 내에 가지는 화합물의 예로서는, C6H5C6H11(시클로헥실벤젠) 등의 방향족 화합물 ; H(CF2)4CH2OOCCH = CH2, F(CF2)8CH2CH2OOCCH = CH2 등의 불소화된 지방족 화합물; 불소 함유 방향족 화합물 ; 등을 들 수 있다. 또, 1, 3-프로판술톤, 1, 2-프로판디올 황산 에스테르를 비롯한 유황원소를 가지는 화합물(예를 들면, 사슬형상 또는 고리형상 술폰산 에스테르나, 사슬형상 또는 고리형상의 황산 에스테르 등)이나 비닐렌카보네이트 등도 사용할 수 있다. 특히 음극 활물질에 고결정 탄소 재료를 사용하는 경우, 비닐렌카보네이트가 바람직하게 사용된다. 이들 각종 첨가제의 첨가량은, 비수전해액 전량 중, 예를 들면, 0.05∼5 질량 %가 바람직하다. For example, in the nonaqueous electrolyte solution to which the compound which has a C = C unsaturated bond in the molecule was added, the fall of the charge / discharge cycle characteristic of the battery using this may be suppressed. Such examples of the compound having a C = C unsaturated bond in the molecule, an aromatic compound such as C 6 H 5 C 6 H 11 ( cyclohexyl benzene); Fluorinated aliphatic compounds such as H (CF 2 ) 4 CH 2 OOCCH = CH 2 , F (CF 2 ) 8 CH 2 CH 2 OOCCH = CH 2 ; Fluorine-containing aromatic compounds; Etc. can be mentioned. In addition, compounds having sulfur elements such as 1,3-propanesultone, 1,2-propanediol sulfate esters (for example, chain or cyclic sulfonic acid esters, chain or cyclic sulfuric acid esters, etc.) or vinyl Lencarbonate etc. can also be used. In particular, when a high crystalline carbon material is used for the negative electrode active material, vinylene carbonate is preferably used. As for the addition amount of these various additives, 0.05-5 mass% is preferable in the nonaqueous electrolyte whole quantity.

이 외에, 비수전해액 2차 전지의 고온 특성을 개선하기 위하여, 본 발명의 비수전해액에 산무수물(酸無水物)을 첨가하여도 된다. 산무수물은 음극의 표면 개질제로서 음극 표면에 복합 피막의 형성에 기여하고, 고온시에 있어서의 전지의 저장 특성 등을 더욱 향상시키는 기능을 가진다. 또, 산무수물을 비수전해액에 첨가 함으로써, 비수전해액 중의 수분량을 저감시킬 수 있기 때문에, 이 비수전해액을 이용한 전지 내에서의 가스 발생량도 감소시킬 수 있다. 비수전해액에 첨가하는 산무수물의 종류는, 특별히 제한되지 않고, 분자 내에 산무수물 구조를 적어도 1개 가지는 화합물이면 되고, 복수개 가지는 화합물이어도 된다. 산무수물의 구체예로서는, 예를 들면, 무수멜리트산, 무수말론산, 무수말레인산, 무수낙산, 무수프로피온산, 무수프루빈산, 무수프탈론산, 무수프탈산, 무수피로멜리트산, 무수유산, 무수나프탈산, 무수톨루엔산, 무수티오안식향산, 무수디펜산, 무수시트라콘산, 무수디글리콜아미드산, 무수아세트산, 무수호박산, 무수계피산, 무수글루타르산, 무수글루타콘산, 무수길초산, 무수이타콘산, 무수이소낙산, 무수이소길초산, 무수안식향산 등을 들 수 있고, 그것들의 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다. 또, 본 발명의 비수전해액에 있어서의 산무수물의 첨가량은, 비수전해액 전량 중, 0.05∼1 질량 %가 바람직하다. In addition, in order to improve the high temperature characteristic of a nonaqueous electrolyte secondary battery, you may add an acid anhydride to the nonaqueous electrolyte of this invention. The acid anhydride contributes to the formation of the composite film on the surface of the negative electrode as a surface modifier of the negative electrode, and further has a function of further improving the storage characteristics of the battery at high temperatures. In addition, since the amount of water in the nonaqueous electrolyte can be reduced by adding an acid anhydride to the nonaqueous electrolyte, the amount of gas generated in the battery using the nonaqueous electrolyte can also be reduced. The kind of acid anhydride added to the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, and may be a compound having at least one acid anhydride structure in the molecule, or a compound having a plurality of acid anhydrides. Specific examples of the acid anhydride include, for example, methalic anhydride, malonic anhydride, maleic anhydride, butyric anhydride, propionic anhydride, fruconic anhydride, phthalic anhydride, phthalic anhydride, pyromellitic anhydride, anhydrous acid, and anhydride. Phthalic anhydride, toluic anhydride, thiobenzoic anhydride, diphenic anhydride, citraconic anhydride, diglycolic anhydride, acetic anhydride, amber anhydride, cinnamic anhydride, glutaric anhydride, glutaconic anhydride, anhydrous acetic anhydride Phenolic acid, isobutyric anhydride, isogilonic anhydride, benzoic anhydride, etc. can be mentioned, and these 1 type, or 2 or more types can be used. Moreover, as for the addition amount of the acid anhydride in the nonaqueous electrolyte solution of this invention, 0.05-1 mass% is preferable in the nonaqueous electrolyte whole quantity.

본 발명의 비수전해액 2차 전지는, 본 발명의 비수전해액을 가지고 있으면 되고, 그 외의 구성요소에 대해서는 특별히 제한은 없고, 종래 공지의 비수전해액 2차 전지와 동일한 것을 채용할 수 있다. The nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention should just have the nonaqueous electrolyte liquid of this invention, and there is no restriction | limiting in particular about other components, The same thing as a conventionally well-known nonaqueous electrolyte secondary battery can be employ | adopted.

양극에 관한 양극 활물질에는, 리튬 이온을 도입하여, 방출할 수 있는 화합물을 사용할 수 있고, 예를 들면, LixM02 또는 LiyM204(단, M은 천이금속이고, 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 2)로 나타내는 리튬 함유 복합 산화물, 스피넬 형상의 산화물, 층형상 구조의 금속 칼코겐화물 등을 들 수 있다. 그 구체예로서는, LiCoO2 등의 리 튬 코발트 산화물, LiMn2O4 등의 리튬 망간 산화물, LiNiO2 등의 리튬 니켈 산화물, Li4/3Ti5/3O4 등의 리튬 티탄 산화물, 리튬 망간·니켈 복합 산화물, 리튬망간·니켈·코발트 복합 산화물, 이산화망간, 오산화바나듐, 크롬산화물 등의 금속 산화물 ; 이황화티탄, 이황화 몰리브덴 등의 금속 황화물 ; 등을 들 수 있다. Lithium ions may be introduced and released into the positive electrode active material relating to the positive electrode, for example, Li x M0 2 or Li y M 2 0 4 (wherein M is a transition metal and 0 ≦ x And lithium-containing composite oxides represented by ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 2), spinel oxides, and metal chalcogenides having a layered structure. Specific examples thereof include lithium cobalt oxide such as LiCoO 2 , lithium manganese oxide such as LiMn 2 O 4 , lithium nickel oxide such as LiNiO 2 , lithium titanium oxide such as Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , lithium manganese Metal oxides such as nickel composite oxide, lithium manganese, nickel cobalt composite oxide, manganese dioxide, vanadium pentoxide, and chromium oxide; Metal sulfides such as titanium disulfide and molybdenum disulfide; Etc. can be mentioned.

특히, 층형상 구조 또는 스피넬 구조의 리튬 함유 복합 산화물이 바람직하게 사용되고, LiCoO2, LiMn2O4, LiNiO2, LiNi1 /2Mn1 /2O2 등으로 대표되는 리튬망간·니켈 복합 산화물, LiNi1 /3Mn1 /3Co1 /3O2나 LiNi0 .6Mn0 .2Co0 .2O2 등으로 대표되는 리튬 망간·니켈·코발트 복합 산화물, 또는 LiNi1 -x-y- zCoxAlyMgz02(단, 0 ≤ x ≤1, 0 ≤ y ≤ 0.1, 0≤ z ≤ 0.1, 0 ≤ 1-x-y-z ≤ 1)와 같이 구성 원소의 일부가 Ge, Ti, Zr, Mg, Al, Mo, Sn 등으로부터 선택되는 첨가 원소로 치환된 리튬 함유 복합 산화물 등, 충전시의 개로 전압이 Li 기준으로 4V 이상을 나타내는 리튬 복합 산화물이 더욱 바람직하다. 충전시의 개로 전압이 Li 기준으로 4V 이상을 나타내는 리튬 복합 산화물을 양극 활물질로서 사용하는 경우에는, 고전압 하에서의 산화가 억제된 본 발명의 비수전해액의 특징을 살릴 수 있고, 고에너지 밀도의 비수전해액 2차 전지를 얻을 수 있다. Specifically, layer-structured or lithium-containing complex oxide of the spinel structure are preferably used, LiCoO 2, LiMn 2 O 4 , LiNiO 2, LiNi 1/2 Mn 1/2 O 2 Li-Mn, represented by such as, nickel composite oxide, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , or LiNi 0 .6 Mn 0 .2 Co 0 .2 O 2 , represented by a lithium nickel-manganese-cobalt composite oxide, or LiNi 1 -xy- z Co Some of the constituent elements, such as x Al y Mg z 0 2 (where 0 ≤ x ≤ 1, 0 ≤ y ≤ 0.1, 0 ≤ z ≤ 0.1, 0 ≤ 1-xyz ≤ 1) are Ge, Ti, Zr, Mg More preferably, a lithium composite oxide having an opening voltage at charge of 4 V or more on a Li basis, such as a lithium-containing composite oxide substituted with an additive element selected from Al, Mo, Sn, and the like, is charged. When using a lithium composite oxide having an open circuit voltage of 4 V or more on a Li basis as a positive electrode active material, the characteristics of the nonaqueous electrolyte of the present invention in which oxidation under high voltage is suppressed can be utilized, and the nonaqueous electrolyte 2 of high energy density can be utilized. A car battery can be obtained.

이들 양극 활물질은, 단독으로 사용하여도 되고, 2종 이상을 병용하여도 된다. 예를 들면, 층형상 구조의 리튬 함유 복합 산화물과 스피넬 구조의 리튬 함유 복합 산화물을 함께 사용함으로써, 고용량화와 안전성 향상을 동시에 달성할 수 있 다.These positive electrode active materials may be used independently and may use 2 or more types together. For example, by using a lithium-containing composite oxide having a layered structure and a lithium-containing composite oxide having a spinel structure together, it is possible to simultaneously achieve high capacity and safety.

비수전해액 2차 전지를 구성하기 위한 양극은, 예를 들면, 상기의 양극 활성물질에, 카본블랙, 아세틸렌블랙 등의 도전조제(導電助劑)나, 폴리불화비닐리덴, 폴리에틸렌옥시드 등의 결착제 등을 적절하게 첨가하여 양극 합제를 조제하고, 이것을 알루미늄박 등으로 이루어지는 집전재료를 코어재료로 하여 띠형상의 성형체로 완성한 것이 사용된다. 단, 양극의 제작방법은, 상기 예시의 것에만 한정되는 것은 아니다. The positive electrode for constituting the nonaqueous electrolyte secondary battery may be, for example, a conductive assistant such as carbon black or acetylene black, or a binder of polyvinylidene fluoride, polyethylene oxide, or the like. A positive electrode mixture is prepared by appropriately adding the agent and the like, which is obtained by using a current collector made of aluminum foil or the like as a core material to form a strip-shaped molded body. However, the manufacturing method of a positive electrode is not limited only to the thing of the said illustration.

본 발명의 유기전해액 2차 전지를 구성하기 위한 음극에 있어서의 음극 활물질로서는, 예를 들면, 리튬 금속이나 리튬을 흡장 방출 가능한 화합물을 사용할 수 있다. 예를 들면, Al, Si, Sn, In 등의 합금 또는 리튬(Li)에 가까운 저전위로 충방전할 수 있는 산화물, 탄소 재료 등의 각종 재료도, 음극 활물질로서 사용할 수 있다. 본 발명의 비수전해액 2차 전지에서는, 음극 활물질로서는, 리튬 이온을 전기화학적으로 출입 가능한 탄소 재료가 특히 바람직하다. 이러한 탄소 재료로서는, 예를 들면, 흑연, 열분해 탄소류, 코크스류, 유리형상 탄소류, 유기 고분자 화합물의 소성체, 메소 카본 마이크로비즈, 탄소섬유, 활성탄 등을 들 수 있다.As a negative electrode active material in the negative electrode for configuring the organic electrolyte secondary battery of the present invention, for example, a lithium metal or a compound capable of occluding and discharging lithium can be used. For example, alloys such as Al, Si, Sn, In, or various materials such as oxides and carbon materials capable of charging and discharging at low potentials close to lithium (Li) can also be used as the negative electrode active material. In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, as the negative electrode active material, a carbon material capable of electrochemically introducing lithium ions is particularly preferable. Examples of such carbon materials include graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, sintered bodies of organic polymer compounds, meso carbon microbeads, carbon fibers, activated carbon, and the like.

음극 활물질에 탄소 재료를 사용하는 경우, 당해 탄소 재료의 (002)면의 층간 거리(d002)는, 바람직하게는 0.37㎚ 이하이다. 또, 전지의 고용량화를 실현하기 위하여 d002는, 더욱 바람직하게는 0.35㎚ 이하이고, 더욱 바람직하게는 0.34㎚ 이하이다. d002의 하한값은 특히 한정되지 않으나, 이론적으로는 약 0.335㎚이다. When using a carbon material for the negative electrode active material, the interlayer distance d 002 of the (002) plane of the carbon material is preferably 0.37 nm or less. In order to realize high capacity of the battery, d 002 is more preferably 0.35 nm or less, and more preferably 0.34 nm or less. The lower limit of d 002 is not particularly limited, but is theoretically about 0.335 nm.

또, 탄소 재료의 c축 방향의 결정자의 크기(Lc)는, 바람직하게는 3㎚ 이상이고, 더욱 바람직하게는 8㎚ 이상이며, 더욱 바람직하게는 25㎚ 이상이다. Lc의 상한은 특별히 한정되지 않으나, 통상 200㎚ 정도이다. 그리고, 탄소 재료의 평균 입자 지름은, 바람직하게는 3㎛ 이상, 더욱 바람직하게는 5㎛ 이상이고, 바람직하게는 15㎛ 이하, 더욱 바람직하게는 13㎛ 이하이다. 또, 그 순도는, 바람직하게는 99.9% 이상이다.Moreover, the magnitude | size Lc of the crystallite of c-axis direction of a carbon material becomes like this. Preferably it is 3 nm or more, More preferably, it is 8 nm or more, More preferably, it is 25 nm or more. Although the upper limit of Lc is not specifically limited, Usually, it is about 200 nm. And the average particle diameter of a carbon material becomes like this. Preferably it is 3 micrometers or more, More preferably, it is 5 micrometers or more, Preferably it is 15 micrometers or less, More preferably, it is 13 micrometers or less. Moreover, the purity becomes like this. Preferably it is 99.9% or more.

음극은, 예를 들면, 상기 음극 활물질, 또는 그 음극 활물질에 필요에 따라 도전조제(카본블랙, 아세틸렌블랙 등)나 결착제(폴리불화비닐리덴, 스티렌부타디엔 고무 등) 등을 적절하게 가하여 조제한 음극 합제를, 구리박 등의 집전재료를 코어재료로 하여 성형체로 완성함으로써 제작된다. 단, 음극의 제작방법은, 상기 예시한 것에만 한정되는 것은 아니다. The negative electrode is, for example, a negative electrode prepared by appropriately adding a conductive aid (carbon black, acetylene black, etc.) or a binder (polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber, etc.) to the negative electrode active material or the negative electrode active material, as necessary. The mixture is produced by completing a molded body using a current collector material such as copper foil as a core material. However, the manufacturing method of a negative electrode is not limited only to what was illustrated above.

본 발명의 비수전해액 2차 전지에서, 양극과 음극을 분리하기 위한 세퍼레이터도 특별히 제한은 없고, 종래 공지의 비수전해액 2차 전지에서 채용되어 있는 각종 세퍼레이터를 사용할 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌 등의 폴리올레핀계 수지로 구성되는 미공성(微孔性) 세퍼레이터, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르계 수지로 구성되는 미공성 세퍼레이터가 적합하게 사용된다. 또, 세퍼레이터의 두께에도 특별히 제한은 없으나, 전지의 안전성과 고용량화의 양쪽을 고려하여 5㎛ 이상 30㎛ 이하인 것이 바람직하다. In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, the separator for separating the positive electrode and the negative electrode is also not particularly limited, and various separators employed in conventionally known nonaqueous electrolyte secondary batteries can be used. For example, microporous separators composed of polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene and microporous separators composed of polyester resins such as polybutylene terephthalate are suitably used. The thickness of the separator is not particularly limited, but is preferably 5 µm or more and 30 µm or less in consideration of both battery safety and high capacity.

본 발명의 비수전해액 2차 전지는, 예를 들면, 상기의 양극과 음극을, 상기의 세퍼레이터를 거쳐 서로 겹쳐서 적층 전극체로 하거나, 또한 이것을 권회하여 권회 전극체로 한 후, 외장체에 장전하여, 양/음극과 외장체의 양/음극 단자를 리드체 등을 거쳐 접속하고, 다시 상기 본 발명의 비수전해액을 외장체 내에 주입한 후에 외장체를 밀봉하여 제작된다. In the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention, for example, the positive electrode and the negative electrode are overlapped with each other via the separator to form a laminated electrode body, or the wound electrode body is rolled up to be a wound electrode body, and then charged in an external body. The cathode and the anode / cathode terminals of the exterior body are connected via a lead body or the like, and the nonaqueous electrolyte solution of the present invention is injected into the exterior body, and then the exterior body is sealed.

전지의 외장체로서는, 금속제의 각형(角形), 원통형 등의 외장체나, 금속(알루미늄 등) 라미네이트 필름으로 이루어지는 라미네이트 외장체 등을 사용할 수 있다. As a battery exterior body, the exterior body made of metal squares, cylinders, etc., the laminated exterior body which consists of metal (aluminum etc.) laminated films, etc. can be used.

또한, 비수전해액 2차 전지의 제조방법과 전지의 구조는 특별히 한정되지 않으나, d002가 0.34㎚ 이하인 탄소 재료를 음극 활물질로서 사용하는 경우, 외장체에 양극, 음극, 세퍼레이터 및 비수전해액을 수납한 후이고 전지를 완전히 밀폐하기 전에, 충전을 행하는 개방 화성공정을 설정하는 것이 바람직하다. 이것에 의하여, 충전 초기에 발생하는 가스나 전지 내의 잔류 수분을 전지 밖으로 제거할 수 있다. 화성 후, 전지 내의 가스의 제거방법은 특별히 한정되는 것은 아니고, 자연 제거 또는 진공 제거 중 어느 것이나 된다. 또, 전지를 완전히 밀폐하기 전에, 전지를 가압 등에 의하여 적절하게 성형하여도 된다.In addition, the manufacturing method of the nonaqueous electrolyte secondary battery and the structure of the battery are not particularly limited, but when a carbon material having a d 002 of 0.34 nm or less is used as the negative electrode active material, the positive electrode, the negative electrode, the separator, and the nonaqueous electrolyte are accommodated in the exterior. It is preferable to set an open chemical conversion process for charging after the battery is completely sealed afterwards. Thereby, the gas which generate | occur | produces in the initial stage of charge, and the residual moisture in a battery can be removed out of a battery. After the chemical conversion, the method of removing the gas in the battery is not particularly limited, and may be either natural removal or vacuum removal. In addition, before the battery is completely sealed, the battery may be appropriately molded by pressurization or the like.

본 발명의 비수전해액 2차 전지는, 안전성이 뛰어나고, 전지 특성도 양호하기 때문에, 이러한 특성을 살려서, 휴대전화, 노트형 퍼스널 컴퓨터 등의 모바일 정보기기의 구동 전원용의 2차 전지로서 뿐만 아니라, 여러가지 기기의 전원으로서 폭넓게 이용할 수 있다. Since the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention has excellent safety and good battery characteristics, the nonaqueous electrolyte secondary battery can be utilized not only as a secondary battery for driving power sources for mobile information devices such as mobile phones and notebook computers, but also with various characteristics. It can be widely used as a power supply for equipment.

[실시예] EXAMPLE

이하, 실시예에 의거하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 제한하는 것이 아니고, 본 발명의 취지 및 범위를 일탈하지 않는 정도에서 변경·개변을 행하는 것은, 모두 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail based on an Example. However, the following Examples do not limit the present invention, and all modifications and changes without departing from the spirit and scope of the present invention are included in the technical scope of the present invention.

<술폰산염 A, B 및 C의 합성> <Synthesis of sulfonates A, B and C>

분기형의 에테르 골격과 술폰산 금속염기를 가지는 덴드론인 술폰산염 A, B 및 C를 합성하였다. 술폰산염 A, B 및 C의 구조는, 하기 식 (7)에서 나타낸다. 또한, 하기 식 (7)에서, 술폰산염 A는 n = 0, 술폰산염 B는 n = 1, 술폰산염 C는 n = 2이다. Sulfonates A, B and C, which are dendrons having a branched ether skeleton and sulfonic acid metal bases, were synthesized. The structures of sulfonates A, B and C are shown in the following formula (7). In formula (7), sulfonate A is n = 0, sulfonate B is n = 1, and sulfonate C is n = 2.

Figure 112009049702959-PCT00009
Figure 112009049702959-PCT00009

술폰산염 A : Sulfonate A:

먼저, 하기의 공정 1 및 공정 2에 의하여, 하기 식 (8)에 나타내는 구조의 화합물[하기 식 (8)에서, n = 0]을 합성하고, 이 화합물 a를 사용하여 하기의 공정 3에 의하여 술폰산염 A를 합성하였다. First, by the following process 1 and 2, the compound of the structure shown by following formula (8) [n = 0 in following formula (8)] is synthesize | combined, and it uses following compound 3 by following process 3 Sulfonate A was synthesized.

Figure 112009049702959-PCT00010
Figure 112009049702959-PCT00010

(공정 1) 2000ml 용량의 나스형 플라스크에서, 200ml의 에피클로로하이드린과 200ml의 메탄올을 혼합하고, 이 혼합물에 16.85g의 수산화칼륨을 320ml의 메탄올에 용해한 용액을, 빙욕(氷浴)으로 냉각하면서 천천히 적하하였다. 실온에서 19시간 교반(攪拌)한 후, 여과하여, 여과액 중의 저비점 성분을 60℃로 가열하면서 감압 증류 제거하여 노란색 액체를 얻었다. 부생성물인 목적물의 구조 이성체를 제거하기 위하여, 상기의 노란색 액체에 5.0g의 에피클로로하이드린을 가하고, 60℃에서 5시간 교반한 후, 감압 증류(80.2℃/28㎜Hg)함으로써, 193.57g의 1, 3-디메톡시-2-프로판올을 무색 액체로서 단리(單離)하였다.(Step 1) In a 2000 ml nas flask, 200 ml of epichlorohydrin and 200 ml of methanol were mixed, and a solution obtained by dissolving 16.85 g of potassium hydroxide in 320 ml of methanol was cooled in an ice bath. Slowly dropping. After stirring for 19 hours at room temperature, the mixture was filtered and distilled off under reduced pressure while heating the low boiling point component in the filtrate at 60 ° C to obtain a yellow liquid. In order to remove the structural isomer of the target product which is a by-product, 5.0 g of epichlorohydrin is added to the said yellow liquid, and it stirred at 60 degreeC for 5 hours, and then distilled under reduced pressure (80.2 degreeC / 28mmHg), and 193.57g 1, 3-dimethoxy-2-propanol was isolated as a colorless liquid.

1, 3-디메톡시-2-프로판올 :1, 3-dimethoxy-2-propanol:

1H-NMR(CDCl3) : δ2.89(dd), 3.39(s, 6H), 3.41-3.48(m, 4H), 3.96(m, 1H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 2.89 (dd), 3.39 (s, 6H), 3.41-3.48 (m, 4H), 3.96 (m, 1H);

13C-NMR(CDCl3) : δ59.2(s), 69.3(s), 73.84(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 59.2 (s), 69.3 (s), 73.84 (s)

(공정 2) 500ml 용량의 나스형 플라스크에서, 13.4ml의 에피클로로하이드린과 테트라하이드로푸란(THF)을 혼합하고, 이 혼합물에 11.34g의 수산화 칼륨을 공정 1에서 단리한 1, 3-디메톡시-2-프로판올 210g에 용해한 용액을 천천히 적하하였다. 100℃에서 29시간 교반한 후, 여과하고, 여과액 중의 저비점 성분을 감압 증류 제거하여 분홍색 액체를 얻었다. 이 분홍색 액체를 감압 증류(85.0℃/39㎜Hg)함으로써 1, 3-디메톡시-2-프로판올을 회수한 후, 다시 감압 증류(101.6℃/0.08㎜Hg)함으로써, 12.9g의 화합물 a[1, 3-비스(1, 3-디메톡시-2-프로폭시)-2-프로판올]를 무색 액체로서 단리하였다.(Step 2) In a 500 ml nas flask, 13.4 ml of epichlorohydrin and tetrahydrofuran (THF) were mixed, and 11.34 g of potassium hydroxide was isolated from Step 1 in 1,3-dimethoxy. The solution dissolved in 210 g of 2-propanol was slowly added dropwise. After stirring at 100 degreeC for 29 hours, it filtered and the low boiling point component in the filtrate was distilled off under reduced pressure, and the pink liquid was obtained. After recovering 1, 3-dimethoxy-2-propanol by distilling this pink liquid under reduced pressure (85.0 degreeC / 39mmHg), and distilling under reduced pressure (101.6 degreeC / 0.08mmHg), 12.9g of compound a [1 , 3-bis (1, 3-dimethoxy-2-propoxy) -2-propanol] was isolated as a colorless liquid.

화합물 a: Compound a:

1H-NMR(CDCl3) : δ3.37(s, 12H), 3.42-3.49(m, 8H), 3.59-3.63(m, 4H), 3.65-3.71(m, 2H), 3.92-3.96(m, 1H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 3.37 (s, 12H), 3.42-3.49 (m, 8H), 3.59-3.63 (m, 4H), 3.65-3.71 (m, 2H), 3.92-3.96 (m , 1H);

13C-NMR(CDCl3) : δ59.22(d), 69.86(s), 72.00(s), 72.73(d), 78-60(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 59.22 (d), 69.86 (s), 72.00 (s), 72.73 (d), 78-60 (s)

(공정 3) 질소 분위기로 한 300ml 용량의 나스형 플라스크에서, 6.61g의 화합물 a를 100ml의 탈수 THF에 용해하였다. 여기에, 1.57M의 n-부틸 리튬 헥산 용액 을 13.5ml 적하한 후, 60℃에서 12시간 가열 교반하였다. 그 후 플라스크 내의 용액을 실온까지 방냉하고, 이것에 1.95ml의 1, 3-프로판술톤을 첨가한 후, 60℃에서 4일간 가열 교반하였다. 얻어진 반응 혼합물을 여과하고, 여과액을 증발에 의하여 농축하여 조생성물(粗生成物)을 얻었다. 이 조생성물을, 메탄올을 용리액으로 사용한 겔 여과 크로마토그래피로 정제함으로써, 점성 노란색 액체의 술폰산염 A : 6.30g을 얻었다. (Step 3) In a 300 ml volume nas flask with nitrogen atmosphere, 6.61 g of compound a was dissolved in 100 ml of dehydrated THF. After 13.5 ml of n-butyl lithium hexane solutions of 1.57 M were dripped here, it stirred by heating at 60 degreeC for 12 hours. Thereafter, the solution in the flask was allowed to cool to room temperature, and 1.95 ml of 1,3-propanesultone was added thereto, followed by heating and stirring at 60 ° C for 4 days. The obtained reaction mixture was filtrated, and the filtrate was concentrated by evaporation to obtain a crude product. This crude product was purified by gel filtration chromatography using methanol as the eluent to obtain 6.30 g of sulfonate A as a viscous yellow liquid.

술폰산염 A :  Sulfonate A:

1H-NMR(CDCl3) : δ2.08(m, 2H), 3.02(t, 2H), 3.37(s, 6H), 3.39(s, 6H), 3.44-3.50(m, 8H), 3.61-3.79(m, 9H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ2.08 (m, 2H), 3.02 (t, 2H), 3.37 (s, 6H), 3.39 (s, 6H), 3.44-3.50 (m, 8H), 3.61- 3.79 (m, 9 H);

13C-NMR(CDCl3) : δ25.03(s), 47.84(s), 59.27(d), 68.77(s), 69.14(s), 72.11(s), 77.56(s), 77.82(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 25.03 (s), 47.84 (s), 59.27 (d), 68.77 (s), 69.14 (s), 72.11 (s), 77.56 (s), 77.82 (s)

술폰산염 B : Sulfonate B:

먼저, 하기의 공정 1 및 공정 2에 의하여, 상기 식 (8)에 나타내는 구조의 화합물 b[상기 식 (8)에서, n = 1]를 합성하고, 화합물 b를 이용하여 하기의 공정 3에 의하여 술폰산염 B를 합성하였다. First, by the following process 1 and 2, the compound b [n = 1 in the said Formula (8)] of the structure shown by the said Formula (8) is synthesize | combined, and it uses the compound b by the following process 3 Sulfonate B was synthesized.

(공정 1) 2000ml 용량의 나스형 플라스크에서, 120ml의 에피클로로하이드린과 300ml의 THF를 혼합하고, 이 혼합물에 90.78g의 수산화 칼륨을 725ml의 2-메톡시에탄올에 용해한 용액을, 빙욕으로 냉각하면서 천천히 적하하였다. 실온에서 15 시간, 90℃에서 32시간 교반한 후, 8.05g의 수산화 칼륨을 가하고, 90℃에서 19시간 가열하였다. 얻어진 반응 혼합물을 여과하고, 여과액 중의 저비점 성분을 감압 증류 제거하였다. 얻어진 액체에 7.42g의 수산화 칼륨을 용해하고, 10.64g의 에피클로로하이드린을 가하여, 140℃에서 29시간 가열하였다. 이 반응 혼합물을 여과하고, 여과액을 감압 증류(109.3℃/0.8㎜Hg)함으로써, 1, 3-디(2-메톡시에톡시)-2-프로판올을 무색 액체로서 단리하였다. (Step 1) In a 2000 ml nas flask, 120 ml of epichlorohydrin and 300 ml of THF were mixed, and the mixture of 90.78 g of potassium hydroxide dissolved in 725 ml of 2-methoxyethanol was cooled by an ice bath. Slowly dropping. After stirring for 15 hours at room temperature and 32 hours at 90 ° C, 8.05 g of potassium hydroxide was added and heated at 90 ° C for 19 hours. The obtained reaction mixture was filtered, and the low boiling point component in the filtrate was distilled off under reduced pressure. 7.42 g of potassium hydroxide was dissolved in the obtained liquid, 10.64 g of epichlorohydrin was added, and the mixture was heated at 140 ° C for 29 hours. The reaction mixture was filtered, and the filtrate was distilled under reduced pressure (109.3 ° C / 0.8 mmHg) to isolate 1,3-di (2-methoxyethoxy) -2-propanol as a colorless liquid.

1, 3-디(2-메톡시에톡시)-2-프로판올 : 1, 3-di (2-methoxyethoxy) -2-propanol:

1H-NMR(CDCl3) : δ2.99(s, 1H), 3.39(s, 6H), 3.49-3.60(m, 8H), 3.65-3.67(m, 4H), 4.01(m, 1H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 2.99 (s, 1H), 3.39 (s, 6H), 3.49-3.60 (m, 8H), 3.65-3.67 (m, 4H), 4.01 (m, 1H);

13C-NMR(CDCl3) : δ59.02(s), 69.44(s), 70.73(s), 71.90(s), 72.59(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 59.02 (s), 69.44 (s), 70.73 (s), 71.90 (s), 72.59 (s)

(공정 2) 500ml 용량의 나스형 플라스크에서, 8.8ml의 에피클로로하이드린과 25ml의 THF를 혼합하고, 이 혼합물에 7.47g의 수산화 칼륨을 공정 1에서 단리한 1, 3-디(메톡시에톡시)-2-프로판올 228g에 용해한 용액을 천천히 적하하였다. 140℃에서 29시간 교반한 후, 염산으로 중화하였다. 이 반응 혼합물을 여과하고, 여과액 중의 저비점 성분을 감압 증류 제거하여 오렌지색 액체를 얻었다. 이 오렌지색 액체를 감압 증류(142.4℃/0.1㎜Hg)함으로써 1, 3-디(2-메톡시에톡시)-2-프로판올을 회수한 후, 다시 감압 증류(275℃/0.1㎜Hg)함으로써, 8.85g의 화합물 b[1, 3-비스〔1, 3-디(2-메톡시에톡시)-2-프로폭시〕-2-프로판올]를 무색 액체로서 단리하였 다. (Step 2) In a 500 ml nas flask, 8.8 ml of epichlorohydrin and 25 ml of THF were mixed, and 7.47 g of potassium hydroxide was isolated from Step 1 to 3-di (methoxy). The solution dissolved in 228 g of methoxy) -2-propanol was slowly added dropwise. After stirring at 140 ° C. for 29 hours, the mixture was neutralized with hydrochloric acid. The reaction mixture was filtered, and the low boiling point component in the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain an orange liquid. After recovering 1, 3-di (2-methoxyethoxy) -2-propanol by distilling this orange liquid under reduced pressure (142.4 degreeC / 0.1mmHg), and distilling under reduced pressure (275 degreeC / 0.1mmHg) again, 8.85 g of compound b [1, 3-bis [1, 3-di (2-methoxyethoxy) -2-propoxy] -2-propanol] was isolated as a colorless liquid.

화합물 b : Compound b:

1H-NMR(CDCl3) : δ3.38(s, 12H), 3.46-3.57(m, 16H), 3.59-3.66(m, 8H), 3.68(d, 4H), 3.70-3.76(m, 2H), 3.92(m, 1H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 3.38 (s, 12H), 3.46-3.57 (m, 16H), 3.59-3.66 (m, 8H), 3.68 (d, 4H), 3.70-3.76 (m, 2H ), 3.92 (m, 1 H);

13C-NMR(CDCl3) : δ59.03(s), 69.76(s), 70.73(d), 71.42(d), 71.88(d), 72.06(s), 78.70(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 59.03 (s), 69.76 (s), 70.73 (d), 71.42 (d), 71.88 (d), 72.06 (s), 78.70 (s)

(공정 3) 질소 분위기로 한 300ml 용량의 나스형 플라스크에서, 7.47g의 화합물 b를 150ml의 탈수 THF에 용해하였다. 여기에, 1.57M의 n-부틸 리튬 헥산 용액을 9.6ml 적하한 후, 60℃에서 12시간 가열 교반하였다. 그 후 플라스크 내의 용액을 실온까지 방냉하고, 이것에 1.95ml의 1, 3-프로판술톤을 첨가한 후, 60℃에서 4일간 가열 교반하였다. 얻어진 반응 혼합물을 여과하고, 여과액을 증발에 의하여 농축하여 조생성물을 얻었다. 이 조생성물을, 메탄올을 용리액으로 사용한 겔 여과 크로마토그래피로 정제함으로써, 점성 노란색 액체의 술폰산염 B : 4.68g을 얻었다.(Step 3) In a 300 ml volume nas flask with nitrogen atmosphere, 7.47 g of compound b was dissolved in 150 ml of dehydrated THF. After 9.6 ml of n-butyl lithium hexane solutions of 1.57 M were dripped here, it stirred by heating at 60 degreeC for 12 hours. Thereafter, the solution in the flask was allowed to cool to room temperature, and 1.95 ml of 1,3-propanesultone was added thereto, followed by heating and stirring at 60 ° C for 4 days. The obtained reaction mixture was filtered, and the filtrate was concentrated by evaporation to give a crude product. This crude product was purified by gel filtration chromatography using methanol as the eluent to obtain 4.68 g of sulfonate B as a viscous yellow liquid.

술폰산염 B : Sulfonate B:

1H-NMR(CDCl3) : δ2.07(m, 2H), 3.01(t, 2H), 3.39(s, 12H), 3.54-3.82(m, 33H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 2.07 (m, 2H), 3.01 (t, 2H), 3.39 (s, 12H), 3.54-3.82 (m, 33H);

13C-NMR(CDCl3) : δ25.23(s), 48.11(s), 59.03(s), 68.23(s), 69.47(s), 70.49(s), 70.91(d), 71.64(d), 77.54(s), 77.94(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 25.23 (s), 48.11 (s), 59.03 (s), 68.23 (s), 69.47 (s), 70.49 (s), 70.91 (d), 71.64 (d) , 77.54 (s), 77.94 (s)

술폰산염 C : Sulfonate C:

먼저, 하기의 공정 1 및 공정 2에 의하여, 상기 식 (8)에 나타내는 구조의 화합물 c[상기 식 (8)에서, n=2]를 합성하고, 화합물 c를 사용하여 하기의 공정 3에 의하여 술폰산염 C를 합성하였다.First, by the following process 1 and 2, the compound c [n = 2 in the said Formula (8)] of the structure shown by said Formula (8) is synthesize | combined, and it uses following compound 3 by the following process 3 Sulfonate C was synthesized.

(공정 1) 2000ml 용량의 나스형 플라스크에서, 80ml의 에피클로로하이드린과 400ml의 THF를 혼합하고, 이 혼합물에 66.77g의 수산화 칼륨을 725ml의 2-(2-메톡시에톡시)에탄올에 용해한 용액을 천천히 적하하였다. 실온에서 19시간 교반한 후, 24시간 환류(還流)하였다. 얻어진 반응 혼합물을 여과하고, 여과액 중의 저비점 성분을 감압 증류 제거하였다. 얻어진 액체를 감압 증류(109.3℃/0.8㎜Hg)함으로써, 168g의 1, 3-비스(3,6-디옥사-1-헵톡시)-2-프로판올을 무색 액체로서 단리하였다. (Step 1) In a 2000 ml nas flask, 80 ml of epichlorohydrin and 400 ml of THF were mixed, and 66.77 g of potassium hydroxide was dissolved in 725 ml of 2- (2-methoxyethoxy) ethanol in the mixture. The solution was slowly added dropwise. After stirring for 19 hours at room temperature, the mixture was refluxed for 24 hours. The obtained reaction mixture was filtered, and the low boiling point component in the filtrate was distilled off under reduced pressure. 168 g of 1, 3-bis (3,6-dioxa-1-heptoxy) -2-propanol was isolated as a colorless liquid by distillation under reduced pressure (109.3 ° C / 0.8 mmHg).

얻어진 1, 3-비스(3, 6-디옥사-1-헵톡시)-2-프로판올의 NNR 데이터는, 이하와 같다. The NNR data of the obtained 1, 3-bis (3, 6-dioxa-1-heptoxy) -2-propanol are as follows.

1H-NMR(CDCl3) : δ3.19(s, 1H), 3.38(s, 6H), 3.49-3.59(m, 8H), 3.64-3.68(m, 12H), 3.98(m, 1H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 3.19 (s, 1H), 3.38 (s, 6H), 3.49-3.59 (m, 8H), 3.64-3.68 (m, 12H), 3.98 (m, 1H);

13C-NMR(CDCl3) : δ59.03(s), 69.36(s), 70.48(s), 70.74(s), 71.91(s), 72.54(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 59.03 (s), 69.36 (s), 70.48 (s), 70.74 (s), 71.91 (s), 72.54 (s)

(공정 2) 500ml 용량의 나스형 플라스크에서, 7.4 ml의 에피클로로하이드린과 22ml의 THF를 혼합하고, 이 혼합물에 6.10g의 수산화 칼륨을 공정 1에서 단리한 1, 3-비스(3, 6-디옥사-1-헵톡시)-2-프로판올 168g에 용해한 용액을 천천히 적하하였다. 실온에서 2일 교반한 후, 90℃에서 5시간, 140℃에서 1시간 교반하였다. 이 반응 혼합물을 여과하고, 여과액 중의 저비점 성분을 감압 증류 제거하여 액체를 얻었다. 이 액체를 감압 증류(142.4℃/0.1㎜Hg)함으로써 1, 3-비스(3, 6-디옥사-1-헵톡시)-2-프로판올을 회수한 후, 다시 감압 증류(275℃/0.1㎜Hg)함으로써, 2.70g의 화합물 c[1, 3-비스〔1, 3-디(3, 6-디옥사-1-헵톡시)-2-프로폭시〕-2-프로판올]를 무색 액체로서 단리하였다. (Step 2) In a 500 ml nas flask, 7.4 ml of epichlorohydrin and 22 ml of THF were mixed and 6.10 g of potassium hydroxide was isolated from Step 1 in 1, 3-bis (3, 6). The solution dissolved in 168 g of dioxa-1-heptoxy) -2-propanol was slowly added dropwise. After 2 days of stirring at room temperature, the mixture was stirred at 90 ° C for 5 hours and at 140 ° C for 1 hour. The reaction mixture was filtered, and the low boiling point component in the filtrate was distilled off under reduced pressure to obtain a liquid. The liquid was distilled off under reduced pressure (142.4 ° C./0.1 mm Hg) to recover 1, 3-bis (3, 6-dioxa-1-heptoxy) -2-propanol, followed by distillation under reduced pressure (275 ° C./0.1 mm). 2.70 g of compound c [1, 3-bis [1, 3-di (3, 6-dioxa-1-heptoxy) -2-propoxy] -2-propanol] is isolated as a colorless liquid by Hg). It was.

얻어진 화합물 c의 NMR 데이터는, 이하와 같다. The NMR data of the obtained compound c are as follows.

1H-NMR(CDCl3) : δ3.38(s, 12H), 3.50-3.61(m, 24H), 3.64(s, 16H), 3.69(m, 6H), 3.84(m, 1H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 3.38 (s, 12H), 3.50-3.61 (m, 24H), 3.64 (s, 16H), 3.69 (m, 6H), 3.84 (m, 1H);

13C-NMR(CDCl3) : δ69.74(s), 70.50(t), 70.79(d), 71.30(d), 71.92(s), 72.05(s), 78.68(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 69.74 (s), 70.50 (t), 70.79 (d), 71.30 (d), 71.92 (s), 72.05 (s), 78.68 (s)

(공정 3) 질소 분위기로 한 300ml 용량의 나스형 플라스크에서, 6.30g의 화합물 c를 100ml의 탈수 THF에 용해하였다. 여기에, 1.57M의 n-부틸 리튬 헥산 용액을 5.9ml 적하한 후, 60℃에서 12시간 가열 교반하였다. 그 후 플라스크 내의 용액 을 실온까지 방냉하고, 이것에 0.85ml의 1, 3-프로판술톤을 첨가한 후, 60℃에서 4일간 가열 교반하였다. 얻어진 반응 혼합물을 여과하고, 여과액을 증발에 의하여 농축하여 조생성물을 얻었다. 이 조생성물을, 메탄올을 용리액으로 이용한 겔 여과 크로마토그래피로 정제함으로써, 점성 노란색 액체의 술폰산염 C : 1.25g을 얻었다. (Process 3) In a 300 ml volume nas flask in nitrogen atmosphere, 6.30 g of compound c was dissolved in 100 ml of dehydrated THF. 5.9 ml of 1.57 M n-butyl lithium hexane solutions were dripped here, and it stirred by heating at 60 degreeC for 12 hours. Thereafter, the solution in the flask was allowed to cool to room temperature, and 0.85 ml of 1,3-propanesultone was added thereto, followed by heating and stirring at 60 ° C for 4 days. The obtained reaction mixture was filtered, and the filtrate was concentrated by evaporation to give a crude product. This crude product was purified by gel filtration chromatography using methanol as the eluent to obtain 1.25 g of sulfonate C as a viscous yellow liquid.

얻어진 술폰산염 C의 구조를, 1H-NMR(CDCl3) 및 13C-NMR(CDCl3)을 사용하여 동정(同定)하였다. 그 결과는, 이하와 같다. The structure of the obtained sulfonate C was identified using 1 H-NMR (CDCl 3 ) and 13 C-NMR (CDCl 3 ). The result is as follows.

1H-NMR(CDCl3) : δ2.04(m, 2H), 2.96(t, 2H), 3.39(s, 12H), 3.52-3.73(m, 49H) ; 1 H-NMR (CDCl 3 ): δ 2.04 (m, 2H), 2.96 (t, 2H), 3.39 (s, 12H), 3.52-3.73 (m, 49H);

13C-NMR(CDCl3) : δ25.33(s), 48.05(s), 58.99(s), 68.72(s), 69.62(s), 70.31(s), 70.38(s), 70.69(s), 70.84(s), 71.82(s), 77.91(s), 78.25(s) 13 C-NMR (CDCl 3 ): δ 25.33 (s), 48.05 (s), 58.99 (s), 68.72 (s), 69.62 (s), 70.31 (s), 70.38 (s), 70.69 (s) , 70.84 (s), 71.82 (s), 77.91 (s), 78.25 (s)

[실시예 1] Example 1

<비수전해액의 조제> <Preparation of nonaqueous electrolyte amount>

에틸렌카보네이트(EC)와 메틸에틸카보네이트(MEC)와 디에틸카보네이트(DEC)의 체적비 1 : 1 : 1의 혼합 용매에, LiPF6을 1.0 mol/L 용해시킨 것에, 술폰산염 A를 1.0 질량 %가 되도록 첨가하여, 비수전해액을 조제하였다. 또한, 비수전해액의 조제는, 아르곤 분위기 중에서 행하였다. 1.0 mass% of sulfonate A was dissolved in 1.0 mol / L of LiPF 6 in a mixed solvent of ethylene carbonate (EC), methyl ethyl carbonate (MEC) and diethyl carbonate (DEC) in a volume ratio of 1: 1. It added so that it may prepare the nonaqueous electrolyte solution. In addition, preparation of the nonaqueous electrolyte was performed in argon atmosphere.

<양극의 제작> <Production of Anode>

95 질량부의 층형상 MnNi재(材)인 LixNi1 /3Mn1 /3Co1 /3O2(양극 활물질)에, 도전조제로서 카본블랙을 2.5 질량부 가하여 혼합하고, 이 혼합물에, 폴리 불화 비닐리덴(PVDF) 2.5 질량부를 N-메틸-2-피로리돈(NMP)에 용해시킨 용액을 가하고, 혼합하여 양극 합제 함유 슬러리를 조제하였다. 이 양극 합제 함유 슬러리를 70 메시의 망에 통과시켜 입자지름이 큰 입자를 제거한 후, 이 양극 합제 함유 슬러리를, 두께가 15㎛인 알루미늄박으로 이루어지는 양극 집전체의 양면에 균일하게 도포하여 건조하고, 그 후, 롤프레스기에 의하여 압축 성형하여 총 두께를 129㎛로 한 후 절단하고, 알루미늄제의 리드체를 용접하여, 띠형상의 양극을 얻었다.Added and mixed portion of 2.5 parts by mass of carbon black as a conductive aid to 95 parts by weight of a layered MnNi material (材) of Li x Ni 1/3 Mn 1 /3 Co 1/3 O 2 ( cathode active material), and to this mixture, A solution in which 2.5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVDF) was dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) was added and mixed to prepare a positive electrode mixture-containing slurry. The positive electrode mixture-containing slurry was passed through a 70-mesh network to remove particles having large particle diameters, and then the positive electrode mixture-containing slurry was uniformly applied to both surfaces of a positive electrode current collector made of aluminum foil having a thickness of 15 μm and dried. Thereafter, the resultant was press-molded by a roll press machine to make the total thickness 129 µm and then cut, and a lead body made of aluminum was welded to obtain a strip-shaped anode.

<음극의 제작> <Production of Cathode>

음극 활물질로서, 메조페이스 카본 마이크로비즈(MCMB)를 사용하였다. 96 질량부의 MCMB에, PVDF 4 질량부를 NMP에 용해시킨 용액을 가하여 혼합하고, 다시 NMP를 가하여 혼합하여 음극 합제 함유 페이스트로 하였다. 이 음극 합제 함유 페이스트를 두께가 8㎛인 구리박으로 이루어지는 음극 집전체의 양면에 균일하게 도포하여 건조하고, 그 후, 롤프레스기에 의하여 압축 성형하여 총 두께를 141㎛로 한 후 절단하고, 니켈제의 리드체를 용접하여, 띠형상의 음극을 얻었다. Meso face carbon microbeads (MCMB) were used as the negative electrode active material. To 96 parts by mass of MCMB, a solution in which 4 parts by mass of PVDF was dissolved in NMP was added and mixed, and then NMP was added and mixed to prepare a negative electrode mixture-containing paste. The negative electrode mixture-containing paste was uniformly applied to both surfaces of a negative electrode current collector made of copper foil having a thickness of 8 μm, dried, and then compressed by a roll press to a total thickness of 141 μm, and then cut and nickel The lead body was welded to obtain a strip-shaped cathode.

<전지의 조립 > <Assembly of battery>

상기 띠형상의 양극과 상기 띠형상의 음극을, 두께가 20㎛인 미공성 폴리에틸렌 세퍼레이터(공극률 : 41%)를 거쳐 서로 겹쳐서, 소용돌이 형상으로 감은 후, 편평(扁平)형상이 되도록 가압하여 편평형상 권회구조의 전극 권회체로 하고, 이 전극 권회체를 폴리프로필렌제의 절연 테이프로 고정하였다. 다음에, 외부 치수가 세로(두께) 4.6㎜, 가로 34㎜, 높이 43 ㎜인 알루미늄 합금제의 각형의 전지 케이스에 상기 전극 권회체를 삽입하고, 리드체의 용접을 행함과 동시에, 알루미늄 합금제의 덮개판을 전지 케이스의 개구단부에 용접하였다. 그 후, 덮개판에 설치한 전해액 주입구로부터 상기 비수전해액을 주입하고, 1시간 정치(靜置)하였다. 또한, 본 실시예의 비수전해액 2차 전지의 4.35V까지 충전한 경우(Li 기준으로 4.45V)의 설계 전기용량은, 800mAh로 하였다. 아울러 본 실시예의 비수전해액 2차 전지의 4.2V까지 충전한 경우(Li 기준으로 4.3V)의 설계 전기용량은, 약 700mAh로 하였다. The strip-shaped anodes and the strip-shaped cathodes are superimposed on each other via a microporous polyethylene separator (porosity: 41%) having a thickness of 20 µm, wound in a spiral shape, and then pressurized to be flat. The electrode wound body was wound into a wound structure, and the electrode wound body was fixed with an insulating tape made of polypropylene. Next, the electrode winding body is inserted into a rectangular battery case made of an aluminum alloy having an outer dimension of 4.6 mm, a width of 34 mm, and a height of 43 mm, and the lead body is welded and made of aluminum alloy. The cover plate of was welded to the open end of the battery case. Then, the said nonaqueous electrolyte was injected from the electrolyte injection hole provided in the cover plate, and it left still for 1 hour. In addition, the design electric capacity of when charging to 4.35V (4.45V in Li reference | standard) of the nonaqueous electrolyte secondary battery of a present Example was 800 mAh. In addition, the design capacitance of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this example when charged to 4.2V (4.3V based on Li) was about 700 mAh.

다음에, 상기 전지를, 노점(露店) -30℃의 드라이룸 내에서 이하의 조건으로, 충전하였다. 충전은, 충전량이 전지의 설계 전기용량(800mAh)의 25%(200mAh)가 되도록, 0.25CmA(200mA)의 정전류로 1시간 행하였다. 충전 종료 후에 전해액 주입구를 밀봉하여 전지 내부를 밀폐상태로 하였다. 제작한 전지를 0.3CmA(240mA)에서 4.1V가 될 때까지 충전하고 나서, 60℃에서 12시간 저장하였다. 이어서, 0.3CmA(240mA)로 4.35V가 될 때까지 충전한 후, 다시 4.35V의 정전압으로 3시간 충전하고, 1CmA(800mA)로 3.8V까지 방전하여, 충전 전압을 4.35V로서 평가하기 위한 평가용 전지로 하였다. Next, the battery was charged in a dry room at a dew point of −30 ° C. under the following conditions. Charging was performed for 1 hour at a constant current of 0.25 CmA (200 mA) so that the charge amount was 25% (200 mAh) of the design capacitance of the battery (800 mAh). After the charge was completed, the electrolyte injection port was sealed to keep the inside of the battery sealed. The produced battery was charged at 0.3 CmA (240 mA) until it became 4.1 V, and then stored at 60 ° C. for 12 hours. Subsequently, the battery was charged to 0.35 mA (240 mA) until it reached 4.35 V, and then charged again at a constant voltage of 4.35 V for 3 hours, discharged to 3.8 V at 1 C mA (800 mA) to evaluate the charge voltage as 4.35 V. A battery was used.

또, 충전 전압 4.35V에서의 평가용 전지와는 다른 전지에 대하여, 최고 충전 전압을 4.35V에서 4.2V로 바꾼 것 이외는, 상기한, 전지의 설계 전기용량의 25%가 되도록 0.25CmA의 정전류로 1시간 충전하고 나서, 1CmA로 3.8V까지 방전하기까지의 일련의 조작을 행하여, 충전 전압을 4.2V로서 평가하기 위한 평가용 전지로 하였 다. In addition, for a battery different from the battery for evaluation at the charge voltage of 4.35V, the constant current of 0.25CmA so as to be 25% of the design capacitance of the battery, except that the maximum charge voltage was changed from 4.35V to 4.2V. The battery was charged for 1 hour and then subjected to a series of operations from 1CmA to discharge to 3.8V to obtain an evaluation battery for evaluating the charge voltage as 4.2V.

상기와 같이 하여 얻어진 본 실시예의 비수전해액 2차 전지의 구조를, 도 1 및 도 2에 나타낸다. 도 1은, 본 실시예의 비수전해액 2차 전지의 외관을 나타내는 사시도이고, 도 2는, 도 1의 I-I선 단면 모식도이다.The structure of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present Example obtained as mentioned above is shown to FIG. 1 and FIG. 1 is a perspective view showing the appearance of a nonaqueous electrolyte secondary battery of this embodiment, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view taken along the line I-I of FIG.

본 실시예의 비수전해액 2차 전지(1)는, 알루미늄 합금제의 전지 케이스(2)와, 당해 전지 케이스(2)의 개구단부에 용접된 알루미늄 합금제의 덮개판(3)에 의하여 형성된 밀폐공간 내에, 양극(6), 음극(7) 및 세퍼레이터(8)로 이루어지는 전극 권회체(9) 및 비수전해액(도시 생략)을 수용하고 있다. 덮개판(3)에는, 절연 패킹(4)을 거쳐 단자(5)가 설치되어 있다. 단자(5)의 바닥부에는 리드판(14)이 설치되어 있고, 이 리드체(14)와 전극 권회체(9)의 음극(7)이, 음극 리드체(12)를 거쳐 접속되어 있다. 또, 전극 권회체(9)의 양극(6)은, 양극 리드체(11)를 거쳐 덮개판(3)과 접속되어 있다. 10은 전극 권회체(9)와 전지 케이스(2)를 분리하기 위한 절연체이고, 13은 덮개판(3)과 리드판(14)을 분리하기 위한 절연체이다.The nonaqueous electrolyte secondary battery 1 of this embodiment is a sealed space formed by a battery case 2 made of aluminum alloy and a cover plate 3 made of aluminum alloy welded to an open end of the battery case 2. The electrode winding body 9 which consists of the positive electrode 6, the negative electrode 7, and the separator 8, and the nonaqueous electrolyte (not shown) are accommodated in the inside. The cover plate 3 is provided with a terminal 5 via an insulating packing 4. The lead plate 14 is provided in the bottom part of the terminal 5, and this lead body 14 and the negative electrode 7 of the electrode winding body 9 are connected via the negative electrode lead body 12. As shown in FIG. In addition, the anode 6 of the electrode winding body 9 is connected to the cover plate 3 via the anode lead body 11. 10 is an insulator for separating the electrode winding body 9 and the battery case 2, and 13 is an insulator for separating the cover plate 3 and the lead plate 14.

[비교예 1] Comparative Example 1

술폰산염 A를 첨가하지 않은 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비수전해액을 조제하고, 이 비수전해액을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 충전 전압 4.35V에서의 평가용 전지 및 충전 전압 4.2V에서의 평가용 전지를 제작하였다. A battery for evaluation at a charge voltage of 4.35 V, except that sulfonate A was not added, a nonaqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1, and a nonaqueous electrolyte was used in the same manner as in Example 1 except that the nonaqueous electrolyte was used. A battery for evaluation at a charge voltage of 4.2 V was produced.

[비교예 2] Comparative Example 2

술폰산염 A 대신 1, 3-프로판술톤을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비수전해액을 조제하고, 이 비수전해액을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 충전 전압 4.35V에서의 평가용 전지 및 충전 전압 4.2V에서의 평가용 전지를 제작하였다. A non-aqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1, 3-propanesultone was used instead of the sulfonate A. The procedure was the same as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, at a charge voltage of 4.35 V. The battery for evaluation of and the battery for evaluation in 4.2 V of charging voltages were produced.

[실시예 2] Example 2

술폰산염 A 대신 술폰산염 B를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비수전해액을 조제하고, 이 비수전해액을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 충전 전압 4.35V에서의 평가용 전지 및 충전 전압 4.2V에서의 평가용 전지를 제작하였다. A nonaqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1 except that sulfonate B was used instead of sulfonate A. The evaluation was carried out in the same manner as in Example 1, except that the nonaqueous electrolyte was used. A battery for evaluation at a battery and a charge voltage of 4.2 V was produced.

[실시예 3] Example 3

술폰산염 A 대신 술폰산염 C를 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비수전해액을 조제하고, 이 비수전해액을 사용한 것 이외는 실시예 1과 동일하게 하여, 충전 전압 4.35V에서의 평가용 전지 및 충전 전압 4.2V에서의 평가용 전지를 제작하였다. A nonaqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1 except that sulfonate C was used instead of sulfonate A. The evaluation was carried out in the same manner as in Example 1 except that the nonaqueous electrolyte was used. A battery for evaluation at a battery and a charge voltage of 4.2 V was produced.

실시예 1∼3 및 비교예 1∼2의 비수전해액 2차 전지에 대하여, 하기의 고온 저장 특성 시험을 행하였다. 결과를 표 1 및 표 2에 나타낸다. The following high temperature storage characteristic test was done about the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1-3 and Comparative Examples 1-2. The results are shown in Table 1 and Table 2.

<고온 저장 특성 시험> <High temperature storage characteristic test>

실시예 1∼3 및 비교예 1∼2의 각 전지 중, 충전 전압 4.35V에서의 평가용 전지에 대하여, 20℃에서 600mA로 4.35V가 될 때까지 충전하고, 4.35V의 정전압으로 3시간 더 충전하여 만충전으로 하고, 그 후, 20℃에서 0.2C로 3V까지 방전하여 저장 전의 방전 용량을 측정하였다.Of the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2, the battery for evaluation at the charge voltage of 4.35 V was charged until it became 4.35 V at 600 mA at 20 ° C., and further 3 hours at a constant voltage of 4.35 V. The battery was charged to full charge, and then discharged to 0.2V at 20 ° C. to 3 V, and then the discharge capacity before storage was measured.

다음에, 상기 각 전지를 상기와 동일하게 하여 충전한 후, 항온조 중에서 80℃로 1일간 저장하였다. 저장 후의 각 전지를 20℃까지 자연 냉각한 후, 전지 케이스의 두께를 측정하고, 저장 전의 전지 케이스의 두께와의 비교로부터, 하기 식에 의하여 전지의 팽창을 구하였다. 그 후 모든 전지를, 20℃에서 0.2C로 3V까지 방전하고, 저장 전과 동일한 조건으로 충방전을 행하여, 저장 후의 방전 용량을 측정하였다.Next, after charging each said battery similarly to the above, it stored in the thermostat at 80 degreeC for 1 day. After naturally cooling each battery after storage to 20 degreeC, the thickness of the battery case was measured and the expansion of the battery was calculated | required from the following formula from the comparison with the thickness of the battery case before storage. After that, all the batteries were discharged to 0.2 V at 20 ° C. up to 3 V, charged and discharged under the same conditions as before storage, and the discharge capacity after storage was measured.

전지의 팽창(㎜) = 저장 후의 전지의 두께 - 저장 전의 전지의 두께 Expansion of the cell (mm) = thickness of the battery after storage-thickness of the battery before storage

또, 실시예 1∼3 및 비교예 1∼2의 각 전지 중, 충전 전압 4.2V에서의 평가용 전지에 대하여, 20℃ 에서 700mA로 4.2V가 될 때까지 충전하고, 4.2V의 정전압으로 2.5시간 더 충전하여 만충전으로 하고, 그 후, 20℃에서 0.2C로 3V까지 방전하여 저장 전의 방전 용량을 측정하였다. Among the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 to 2, the battery for evaluation at the charging voltage of 4.2 V was charged until the voltage became 4.2 V at 700 mA at 20 ° C., and 2.5 at the constant voltage of 4.2 V. After further charging, the battery was fully charged and then discharged to 3V at 0.2C at 20 ° C, and the discharge capacity before storage was measured.

다음에, 상기 각 전지를 상기와 동일하게 하여 충전한 후, 항온조 중에서 80℃로 1일간 저장하였다. 저장 후의 각 전지를 20℃까지 자연 냉각한 후, 전지 케이스의 두께를 측정하고, 저장 전의 전지 케이스의 두께와의 비교로부터, 상기의 전지의 팽창의 산출식에 의하여 전지의 팽창을 구하였다. 그 후 모든 전지를, 20℃에서 0.2C로 3V까지 방전하고, 저장 전과 동일한 조건으로 충방전을 행하여, 저장 후의 방전 용량을 측정하였다. Next, after charging each said battery similarly to the above, it stored in the thermostat at 80 degreeC for 1 day. After naturally cooling each battery after storage to 20 degreeC, the thickness of the battery case was measured and the battery expansion was calculated | required from the calculation formula of said battery expansion from the comparison with the thickness of the battery case before storage. After that, all the batteries were discharged to 0.2 V at 20 ° C. up to 3 V, charged and discharged under the same conditions as before storage, and the discharge capacity after storage was measured.

실시예 1∼3 및 비교예 1∼2의 각 전지에 대하여, 저장 전의 방전 용량과 저장 후의 방전 용량을 이용하여, 하기 식에 의하여 용량 유지율을 산출하고, 전지의 팽창과 용량 유지율로부터 고온 저장 특성을 평가하였다. For each of the batteries of Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, the capacity retention ratio was calculated by the following equation using the discharge capacity before storage and the discharge capacity after storage, and the high temperature storage characteristics were obtained from the expansion and capacity retention ratio of the battery. Was evaluated.

용량 유지율(%) = (저장 후의 방전 용량/저장 전의 방전 용량) × 100Capacity retention rate (%) = (discharge capacity after storage / discharge capacity before storage) × 100

첨가제additive 충전전압 (V)Charge voltage (V) 저장 후의 전지 팽창 (㎜)Battery expansion after storage (mm) 저장 후의 용량 유지율 (%)Capacity retention after storage (%) 실시예 1 Example 1 술폰산염 A Sulfonate A 4.204.20 0.120.12 8787 4.354.35 0.310.31 8383 비교예 1 Comparative Example 1 없음 none 4.204.20 0.330.33 8181 4.354.35 0.680.68 7272 비교예 2 Comparative Example 2 1, 3-프로판술톤 1,3-propanesultone 4.204.20 0.260.26 8383 4.354.35 0.610.61 6969

표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1의 비수전해액 2차 전지에서는, 비교예 1 및 비교예 2의 비수전해액 2차 전지에 비하여, 저장 후의 전지 팽창이 크게 억제되어 있다. 또, 실시예 1의 비수전해액 2차 전지에서는, 특히 충전 전압이 고전압인 4.35V인 경우에, 비교예 1 및 비교예 2의 비수전해액 2차 전지에 비하여, 저장 후에 있어서도 용량이 더욱 높게 유지되고 있다. 이러한 점에서, 실시예 1의 비수전해액 2차 전지는, 고온 저장 특성이 우수한 것을 알 수 있다. As is apparent from Table 1, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1, the expansion of the battery after storage is greatly suppressed as compared with the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. In addition, in the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1, especially when the charging voltage is 4.35 V at high voltage, the capacity is maintained higher even after storage, compared with the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Comparative Examples 1 and 2. have. In this respect, it can be seen that the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1 is excellent in high temperature storage characteristics.

첨가제additive 충전전압 (V)Charge voltage (V) 저장 후의 전지 팽창 (㎜)Battery expansion after storage (mm) 저장 후의 용량 유지율 (%)Capacity retention after storage (%) 실시예 2 Example 2 술폰산염 B Sulfonate B 4.204.20 0.100.10 8686 4.354.35 0.290.29 8484 실시예 3 Example 3 술폰산염 C Sulfonate C 4.204.20 0.110.11 8585 4.354.35 0.280.28 8585

또, 표 2로부터 분명한 바와 같이, 실시예 2 및 실시예 3의 비수전해액 2차 전지는, 실시예 1의 비수전해액 2차 전지와 동일한 고온 저장 특성을 가지고 있고, 술폰산염 B 및 술폰산염 C를 사용하여도, 술폰산염 A를 사용한 경우와 동일한 효과를 낼 수 있음을 알 수 있다. 특히, 충전 전압이 고전압인 4.35V인 경우에, 술폰산염 B 또는 술폰산염 C를 이용함으로써, 술폰산염 A를 사용한 경우보다 우수한 효과가 기대된다. As is apparent from Table 2, the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 2 and 3 have the same high-temperature storage characteristics as those of the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Example 1, and have sulfonate B and sulfonate C. It can be seen that even when used, the same effects as in the case of using sulfonate A are obtained. In particular, when the charging voltage is 4.35 V, which is a high voltage, by using sulfonate B or sulfonate C, an effect superior to that when sulfonate A is used is expected.

[실시예 4∼11 및 비교예 3] [Examples 4 to 11 and Comparative Example 3]

<비수전해액의 조제> <Preparation of nonaqueous electrolyte amount>

술폰산염 A의 양을, 표 3에 나타내는 바와 같이 변경하고, 비닐렌카보네이트를 2.0 질량 % 더 첨가한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 비수전해액을 조제하였다. The amount of sulfonate A was changed as shown in Table 3, and a nonaqueous electrolyte was prepared in the same manner as in Example 1 except that 2.0% by mass of vinylene carbonate was further added.

<전지의 제작> <Production of battery>

양극 활물질을, 10 질량부의 LiNi1 /3Mn1 /3Co1 /3O2와, 85 질량부의 LiCoAl0.005Mg0.005Zr0.002O2와의 혼합물로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 양극을 제작하였다.Other than the positive electrode active material was changed to a mixture of 10 parts by weight of LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 , and 85 parts by mass of LiCoAl 0.005 Mg 0.005 Zr 0.002 O 2 will, in the same manner as in Example 1 A positive electrode was produced.

또, 음극 활물질을, 하기 방법에 의하여 얻어진 고결정의 인조 흑연으로 변경한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 음극을 제작하였다. Moreover, the negative electrode was produced like Example 1 except having changed the negative electrode active material into the high-crystal artificial graphite obtained by the following method.

코크스 분말 100 질량부, 타르 피치 40 질량부, 탄화규소 14 질량부 및 콜타르 20 질량부를, 공기 중에서 200℃로 혼합한 후에 분쇄하고, 질소 분위기 중에서 1000℃로 열처리하고, 다시 질소 분위기 중에서 3000℃로 열처리하여 흑연화시켜서 인조 흑연으로 하였다. 얻어진 인조 흑연의 BET비 표면적은 4.0㎡/g이고, X-선 회절법에 의하여 측정되는 (002)면의 면간격(d002)은 0.336㎚, c축 방향의 결정자의 크기(Lc)는 48㎚, 모든 세공(細孔) 용적은 1 × 10-3㎥/kg이었다. 100 parts by mass of coke powder, 40 parts by mass of tar pitch, 14 parts by mass of silicon carbide, and 20 parts by mass of coal tar are mixed at 200 ° C. in air, and then pulverized, heat treated at 1000 ° C. in a nitrogen atmosphere, and then at 3000 ° C. in a nitrogen atmosphere. Heat treatment was performed to graphitize to give artificial graphite. The surface area (d 002 ) of the (002) plane measured by X-ray diffraction method was 0.336 nm, and the crystallite size (Lc) in the c-axis direction was 48. Nm and all pore volumes were 1 × 10 −3 m 3 / kg.

상기의 양극, 상기의 음극, 및 상기의 각 비수전해액을 사용한 것 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여, 충전 전압 4.35V에서의 평가용 비수전해액 2차 전지를 제작하였다. 실시예 4∼11 및 비교예 3의 비수전해액 2차 전지의 설계 전기용량(4.35V)도, 800mAh이었다. A nonaqueous electrolyte secondary battery for evaluation at a charge voltage of 4.35 V was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode, the negative electrode, and each of the above nonaqueous electrolytes were used. The design capacitance (4.35V) of the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 4 to 11 and Comparative Example 3 was also 800 mAh.

실시예 4∼11 및 비교예 3의 비수전해액 2차 전지에 대하여, 실시예 1의 충전 전압 4.35V에서의 평가용 전지와 동일하게 하여, 고온 저장 특성 시험을 행하고, 저장 후의 전지 팽창을 평가하였다. 결과를 표 3에 병기한다. The nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 4 to 11 and Comparative Example 3 were subjected to the high temperature storage characteristic test in the same manner as the battery for evaluation at the charge voltage of 4.35 V of Example 1, and the battery expansion after storage was evaluated. . The results are written together in Table 3.

술폰산염 A의 양(질량 %)Amount of sulfonate A (mass%) 저장 후의 전지 팽창 (㎜)Battery expansion after storage (mm) 실시예 4Example 4 0.050.05 0.420.42 실시예 5Example 5 0.10.1 0.330.33 실시예 6Example 6 0.50.5 0.280.28 실시예 7Example 7 1One 0.260.26 실시예 8Example 8 22 0.270.27 실시예 9Example 9 55 0.260.26 실시예 10Example 10 1010 0.250.25 실시예 11Example 11 1515 0.260.26 비교예 3Comparative Example 3 00 0.770.77

표 3으로부터 분명한 바와 같이, 실시예 4∼11의 비수전해액 2차 전지도, 실시예 1∼3의 비수전해액 2차 전지와 마찬가지로, 저장 후의 전지 팽창이 크게 억제되어 있고, 우수한 고온 저장 특성을 가지고 있음을 알 수 있다. 또한, 실시예 4의 결과로부터, 비수전해액 중의 술폰산염 양은 0.05 질량 % 이상으로 함으로써, 그 작용이 더욱 유효하게 발휘되는 것도 알 수 있다.As is apparent from Table 3, the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 4 to 11, like the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 1 to 3, have significantly suppressed battery expansion after storage, and have excellent high temperature storage characteristics. It can be seen that. In addition, from the result of Example 4, it turns out that the effect is exhibited more effectively by setting the amount of sulfonate in a nonaqueous electrolyte solution to 0.05 mass% or more.

또, 실시예 4∼9 및 비교예 3의 비수전해액 2차 전지에 대하여, 하기의 충방전 사이클 시험을 행하였다. 결과를 표 4에 나타낸다.Moreover, the following charge / discharge cycle test was done about the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 4-9 and Comparative Example 3. The results are shown in Table 4.

<충방전 사이클 시험> <Charge / Discharge Cycle Test>

실시예 4∼9 및 비교예 3의 전지 중, 상기의 고온 저장 특성 시험에 제공한 것과는 다른 전지에 대하여, 45℃에서, 600mA로 4.35V가 될 때까지 충전하고, 4.35V의 정전압으로 3시간 더 충전하여 만충전으로 하고, 그 후, 1C의 800mAh로 3V까지 방전하는 충방전 사이클을 300회 반복하고, 1 사이클째의 방전 용량과 200 사이클째의 방전 용량을 측정하였다. 계속해서, 1 사이클째의 방전 용량과 300 사이클째의 방전 용량을 사용하여, 하기 식에 의하여 용량 유지율을 산출하고, 충방전 사이클 특성을 평가하였다.Of the batteries of Examples 4 to 9 and Comparative Example 3, the battery other than the one provided for the above-described high temperature storage characteristic test was charged at 45 ° C until 600V became 4.35V, and the battery was charged at a constant voltage of 4.35V for 3 hours. Further, the battery was charged and fully charged, and then, the charge and discharge cycle of discharging to 3 V at 1 C 800 mAh was repeated 300 times, and the discharge capacity at the first cycle and the discharge capacity at the 200th cycle were measured. Subsequently, using the discharge capacity at the 1st cycle and the discharge capacity at the 300th cycle, the capacity retention rate was calculated by the following equation, and the charge and discharge cycle characteristics were evaluated.

용량 유지율(%) Capacity retention rate (%)

= (300 사이클째의 방전 용량/1 사이클째의 방전 용량) × 100= (Discharge capacity at 300th cycle / 1 discharge capacity at cycle 1) × 100

술폰산염 A의 양(질량 %)Amount of sulfonate A (mass%) 45℃·300 사이클째의 용량 유지율(%)Capacity retention rate (%) at 45 degrees Celsius, 300th cycle 실시예 4Example 4 0.050.05 6767 실시예 5Example 5 0.10.1 8181 실시예 6Example 6 0.50.5 8585 실시예 7Example 7 1One 8686 실시예 8Example 8 22 8484 실시예 9Example 9 55 8181 비교예 3Comparative Example 3 00 2222

표 4로부터 분명한 바와 같이, 술폰산염 A를 함유하는 비수전해액을 이용한 실시예 4∼9의 비수전해액 2차 전지에서는, 술폰산염 A를 함유하고 있지 않은 비수전해액을 이용한 비교예 3의 비수전해액 2차 전지에 비하여, 45℃에서의 300 사이클째의 용량 유지율이 높고, 우수한 충방전 사이클 특성도 가지고 있는 것을 알 수 있다. As is apparent from Table 4, in the nonaqueous electrolyte secondary batteries of Examples 4 to 9 using the nonaqueous electrolyte containing sulfonate A, the nonaqueous electrolyte secondary of Comparative Example 3 using the nonaqueous electrolyte containing no sulfonate A Compared with a battery, it turns out that the capacity retention rate at the 300th cycle at 45 degreeC is high, and it also has the outstanding charge / discharge cycle characteristics.

Claims (13)

비수성 용매와 전해질염과 술폰산염을 함유하는 비수전해액에 있어서, In a non-aqueous electrolyte containing a non-aqueous solvent, an electrolyte salt and a sulfonate, 상기 술폰산염이, 분자 내에 분기형 에테르 골격을 가지는 화합물인 것을 특징으로 하는 비수전해액.A nonaqueous electrolyte, wherein the sulfonate is a compound having a branched ether skeleton in a molecule. 제 1항에 있어서, The method of claim 1, 분자 내에 분기형 에테르 골격을 가지는 술폰산염은, 하기 일반식 (1)에서 나타내는 에테르 결합을 분자 내에 가지는 것을 특징으로 하는 비수전해액. The sulfonate which has a branched ether frame | skeleton in a molecule | numerator has a ether bond represented by following General formula (1) in a molecule | numerator, The nonaqueous electrolyte solution characterized by the above-mentioned. [화학식 1] [Formula 1]
Figure 112009049702959-PCT00011
Figure 112009049702959-PCT00011
[상기 일반식 (1)에서, [In the general formula (1), R은, 탄소수 2∼4의 알킬렌기이고, R is a C2-C4 alkylene group, R'는, 탄소수 1∼6의 알킬기 ; -SO3M'(M'는 알칼리 금속이다) 또는 크라운 고리와 결합한 탄소수 1∼6의 알킬렌기 ; 또는 크라운 고리이며, R 'is a C1-C6 alkyl group; An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms bonded to -SO 3 M '(M' is an alkali metal) or a crown ring; Or a crown ring, m은 1∼10의 정수를 나타내고, m represents an integer of 1 to 10, R 및 R'는 각각, 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 되며, R and R 'may each be partially or completely substituted with a fluorine atom. 상기 크라운 고리는, 산소원자의 일부 또는 전부가 유황원자 또는 질소원자로 치환되어 있어도 된다.]In the crown ring, part or all of the oxygen atoms may be substituted with sulfur atoms or nitrogen atoms.]
제 1항 또는 제 2항에 있어서, The method according to claim 1 or 2, 분자 내에 분기형 에테르 골격을 가지는 술폰산염은, 하기 일반식 (2)에서 나타내는 구조 부분을 분자 내에 가지는 것을 특징으로 하는 비수전해액. The sulfonate which has a branched ether frame | skeleton in a molecule | numerator has a structural part represented by following General formula (2) in a molecule | numerator, The nonaqueous electrolyte solution characterized by the above-mentioned. [화학식 2] [Formula 2]
Figure 112009049702959-PCT00012
Figure 112009049702959-PCT00012
[상기 일반식 (2)에서, [In the general formula (2), M은 알칼리 금속이고, M is an alkali metal, R1은, 탄소수 1∼8로서, 알킬렌기 또는 방향(芳香)고리를 가지는 치환기를 나타내며, 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 된다.]R 1 represents a substituent having an alkylene group or an aromatic ring having 1 to 8 carbon atoms, and some or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms.]
제 1항에 있어서, The method of claim 1, 분자 내에 분기형 에테르 골격을 가지는 술폰산염은, 하기 일반식 (3) : The sulfonate which has a branched ether skeleton in a molecule | numerator has the following general formula (3): [화학식 3][Formula 3]
Figure 112009049702959-PCT00013
Figure 112009049702959-PCT00013
[식에서, [In the formula, R2는 탄소수 1∼3의 포화 탄화수소기이고, R 2 is a saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R3 및 R4는, 동일 또는 다르고, 탄소수 2∼4의 알킬렌기이며, R <3> and R <4> is the same or different, and is a C2-C4 alkylene group, R5 및 R6은, 동일 또는 다르고, 탄소수 1∼6의 알킬기 ; -SO3M'(M'는 알칼리 금속이다) 또는 크라운 고리와 결합한 탄소수 1∼6의 알킬렌기 ; 또는 크라운 고리이고, R <5> and R <6> is the same or different, and is a C1-C6 alkyl group; An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms bonded to -SO 3 M '(M' is an alkali metal) or a crown ring; Or a crown ring, n은 1∼4의 정수이며, n is an integer of 1 to 4, o 및 p는, 동일 또는 다르고, 0∼10의 정수를 나타내고, o and p are the same or different and represent an integer of 0 to 10, R2, R3, R4, R5 및 R6의 각각의 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 되며, Some or all of the hydrogen atoms of R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may be substituted with fluorine atoms, 상기 크라운 고리의 산소원자의 일부 또는 전부가 유황원자 또는 질소원자로 치환되어 있어도 된다. ]Some or all of the oxygen atoms of the crown ring may be substituted with sulfur atoms or nitrogen atoms. ] 에서 나타내는 에테르 결합 함유 화합물인 것을 특징으로 하는 비수전해액. It is an ether bond containing compound shown by the nonaqueous electrolyte characterized by the above-mentioned.
제 4항에 있어서,The method of claim 4, wherein 분기형 에테르 결합 함유 술폰산염이, 하기 일반식 (4) :The branched ether bond-containing sulfonate is represented by the following general formula (4): [화학식 4][Formula 4]
Figure 112009049702959-PCT00014
Figure 112009049702959-PCT00014
[식에서, [In the formula, M은 알칼리 금속이고, M is an alkali metal, R1은, 탄소수 1∼8로서, 알킬렌기 또는 방향고리를 가지는 치환기를 나타내며, R 1 represents a substituent having an alkylene group or an aromatic ring, having 1 to 8 carbon atoms, R2는, 탄소수 1∼3의 포화 탄화수소기이고, R 2 is a saturated hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms, R3 및 R4는, 동일 또는 다르고, 탄소수 2∼4의 알킬렌기이며, R <3> and R <4> is the same or different, and is a C2-C4 alkylene group, R5 및 R6은, 동일 또는 다르고, 탄소수 1∼6의 알킬기 ; -SO3M'(M'는 알칼리 금속) 또는 크라운 고리와 결합한 탄소수 1∼6의 알킬렌기 ; 또는 크라운 고리이고, R <5> and R <6> is the same or different, and is a C1-C6 alkyl group; An alkylene group having 1 to 6 carbon atoms bonded to -SO 3 M '(M' is an alkali metal) or a crown ring; Or a crown ring, n은 1∼4의 정수이며, n is an integer of 1 to 4, o 및 p는, 동일 또는 다르고, 0∼10의 정수를 나타내고, o and p are the same or different and represent an integer of 0 to 10, R1, R2, R3, R4, R5 및 R6의 각각의 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 되며, Some or all of the hydrogen atoms of R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 and R 6 may be substituted with fluorine atoms, 상기 크라운 고리의 산소원자의 일부 또는 전부가 유황원자 또는 질소원자로 치환되어 있어도 된다.] Some or all of the oxygen atoms of the crown ring may be substituted with sulfur atoms or nitrogen atoms.] 에서 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 비수전해액.A nonaqueous electrolyte, characterized in that the compound represented by.
제 4항에 있어서, The method of claim 4, wherein 상기 술폰산염은, 하기 일반식 (5) : The sulfonate is represented by the following general formula (5): [화학식 5][Formula 5]
Figure 112009049702959-PCT00015
Figure 112009049702959-PCT00015
[식에서, q는 1 또는 2이고, r은 1∼10의 정수를 나타낸다.][Wherein q is 1 or 2 and r represents an integer of 1 to 10.] 에서 나타내는 구조를 가지는 것을 특징으로 하는 비수전해액. Non-aqueous electrolyte, characterized in that it has a structure shown in.
제 6항에 있어서, The method of claim 6, 분자 내에 분기형 에테르 골격을 가지는 술폰산염이, 하기 일반식 (6): Sulfonates having a branched ether skeleton in the molecule are of the following general formula (6): [화학식 6][Formula 6]
Figure 112009049702959-PCT00016
Figure 112009049702959-PCT00016
[식에서, [In the formula, M은 알칼리 금속이고, M is an alkali metal, R1은, 탄소수 1∼8로서, 알킬렌기 또는 방향고리를 가지는 치환기를 나타내고, 그 수소원자의 일부 또는 전부가 불소원자로 치환되어 있어도 되며, R 1 represents a substituent having an alkylene group or an aromatic ring having 1 to 8 carbon atoms, and part or all of the hydrogen atoms may be substituted with fluorine atoms, q는 1 또는 2이고, q is 1 or 2, r은 1∼10의 정수를 나타낸다.] r represents an integer of 1 to 10.] 에서 나타내는 화합물인 것을 특징으로 하는 비수전해액.A nonaqueous electrolyte, characterized in that the compound represented by.
제 7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 일반식 (6)에서의 M이 Li인 것을 특징으로 하는 비수전해액. M in General formula (6) is Li, The nonaqueous electrolyte characterized by the above-mentioned. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 8, 상기 술폰산염의 함유량이, 비수전해액 전량에 대하여, 0.05∼10 질량 %인 것을 특징으로 하는 비수전해액. A content of the sulfonate salt is 0.05 to 10% by mass based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 9, 전해질염이, 리튬염인 것을 특징으로 하는 비수전해액.Electrolytic salt is a lithium salt, The nonaqueous electrolyte characterized by the above-mentioned. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 10, 비수성 용매로서, 고리형상 카보네이트 및 사슬형상 카보네이트를 함유하는 것을 특징으로 하는 비수전해액.A nonaqueous electrolytic solution containing a cyclic carbonate and a chain carbonate as a non-aqueous solvent. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 10, 비수성 용매로서, 비닐렌카보네이트를 사용하는 것을 특징으로 하는 비수전해액. A non-aqueous electrolyte solution using vinylene carbonate as a non-aqueous solvent. 양극, 음극, 세퍼레이터 및 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 기재된 비수전해액을 가지는 비수전해액 2차 전지. The nonaqueous electrolyte secondary battery which has a positive electrode, a negative electrode, a separator, and the nonaqueous electrolyte solution in any one of Claims 1-12.
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