WO2012011586A1 - 非水電解液及びそれを用いた電気化学素子 - Google Patents

非水電解液及びそれを用いた電気化学素子 Download PDF

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Definitions

  • electrochemical devices particularly lithium secondary batteries
  • small electronic devices such as mobile phones and laptop computers, electric vehicles, and power storage.
  • these electronic devices and automobiles may be used in a wide temperature range such as a high temperature in midsummer or a low temperature of extremely cold, it is required to improve electrochemical characteristics in a wide range over a wide temperature range.
  • hybrid electric vehicles are among the environmentally friendly vehicles equipped with power storage devices composed of electrochemical elements such as lithium secondary batteries and capacitors.
  • HEV high temperature in midsummer or a low temperature of extremely cold
  • PHEV plug-in hybrid electric vehicles
  • BEV battery electric vehicles
  • lithium secondary battery is used as a concept including so-called lithium ion secondary batteries.
  • the lithium secondary battery is mainly composed of a positive electrode and a negative electrode containing a material capable of inserting and extracting lithium, a non-aqueous electrolyte composed of a lithium salt and a non-aqueous solvent, and the non-aqueous solvent includes ethylene carbonate (EC), Carbonates such as propylene carbonate (PC) are used.
  • EC ethylene carbonate
  • PC propylene carbonate
  • metal lithium metal compounds that can occlude and release lithium (metal simple substance, oxide, alloy with lithium, etc.) and carbon materials are known, and in particular, lithium can be occluded and released.
  • Lithium secondary batteries using carbon materials such as coke, artificial graphite and natural graphite have been widely put into practical use.
  • a lithium secondary battery using a highly crystallized carbon material such as natural graphite or artificial graphite as a negative electrode material is a decomposition product generated by reductive decomposition of a solvent in a non-aqueous electrolyte on the negative electrode surface during charging. It has been found that the gas causes a decrease in cycle characteristics because it inhibits the desired electrochemical reaction of the battery. Moreover, when the decomposition product of the nonaqueous solvent accumulates, it becomes impossible to smoothly occlude and release lithium into the negative electrode, and the electrochemical characteristics in a wide temperature range are liable to deteriorate.
  • lithium secondary batteries using lithium metal, alloys thereof, simple metals such as tin or silicon, and oxides as negative electrode materials have high initial capacities, but fine powders progress during the cycle.
  • reductive decomposition of a non-aqueous solvent occurs at an accelerated rate, and battery performance such as battery capacity and cycle characteristics is greatly reduced.
  • these anode materials are pulverized or a decomposition product of a nonaqueous solvent accumulates, lithium cannot be smoothly inserted into and released from the anode, and the electrochemical characteristics in a wide temperature range are likely to be deteriorated.
  • a lithium secondary battery using, for example, LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiFePO 4, or the like as the positive electrode has a non-aqueous solvent in the non-aqueous electrolyte charged and a positive electrode material and a non-aqueous electrolyte. It has been found that degradation products and gases generated by partial oxidative decomposition locally at the interface of the battery inhibit the desired electrochemical reaction of the battery, resulting in degradation of electrochemical characteristics over a wide temperature range. Yes.
  • Patent Document 1 proposes a nonaqueous electrolytic solution containing a specific organotin compound. For example, an electrolytic solution to which dibutyltin (1-allyloxymethyl) ethylene glycolate or dibutyltin bis (acetylacetonate) is added. It has been suggested that the cycle characteristics at 60 ° C. are improved.
  • Patent Document 2 when a tin compound having a specific structure (such as a combination of bis (acetylacetonato) tin (II) and tetrabutyltin) is contained in a non-aqueous electrolyte, cycle characteristics at 25 ° C., It has been shown that the charge storage characteristics at 60 ° C. are good.
  • An object of the present invention is to provide a nonaqueous electrolytic solution capable of improving electrochemical characteristics in a wide temperature range and an electrochemical element using the same.
  • the present inventors have examined in detail the performance of the above-described prior art non-aqueous electrolyte.
  • the non-aqueous electrolyte of the above-mentioned patent document is sufficiently satisfactory for the problem of improving electrochemical characteristics in a wide temperature range such as low temperature cycle characteristics and low temperature discharge characteristics after high temperature storage. That was not the case.
  • the present inventors have made extensive studies to solve the above problems, and in a non-aqueous electrolyte solution in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, a specific organotin compound is added to the non-aqueous electrolyte solution.
  • the inventors have found that the addition of 0.001 to 5% by mass can improve the electrochemical characteristics in a wide temperature range, particularly the lithium battery electrochemical characteristics, and have completed the present invention.
  • the present invention provides the following (1) and (2).
  • One or more organic tin compounds represented by any one of the following general formulas (I) to (IV) in a non-aqueous electrolyte solution in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent Is contained in an amount of 0.001 to 5% by mass.
  • R 1 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 8 carbon atoms
  • R 2 to R 4 each independently represent carbon An alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, wherein the hydrogen atoms of R 1 to R 4 are fluorine atoms May be substituted.
  • R 23 to R 25 are each independently an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an alkynyl group having 2 to 8 carbon atoms. Or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, wherein R 26 and R 27 are each independently an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
  • R 26 and R 27 may combine with each other to form a ring
  • R 28 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a carbon atom. Represents an alkynyl group of formula 2 to 6.
  • the hydrogen atoms of R 23 to R 28 may be substituted with fluorine atoms.
  • X 1 , X 2 and X 3 each independently represent the following substituents containing an oxygen atom or a sulfur atom,
  • X 1 and X 2 may be bonded to each other and may have the following substituents.
  • R 31 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms
  • R 32 and R 33 are Represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms
  • Y represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • L represents a carbon which may have an ether bond or a carbon-carbon unsaturated bond.
  • the hydrogen atoms of R 31 , R 32 , R 33 and L 3 may be substituted with a fluorine atom.
  • a, b and c each represent 0 or 1
  • d represents an integer of 1 to 3
  • m represents 0 or 1.
  • a + b + c + d 4.
  • the non-aqueous electrolyte is the non-aqueous electrolyte of (1) above. Electrochemical element to do.
  • the present invention relates to a non-aqueous electrolyte and an electrochemical device using the same.
  • the nonaqueous electrolytic solution of the present invention contains 0.001 to 5% by mass of one or more organic tin compounds represented by any one of the general formulas (I) to (IV) in the nonaqueous electrolytic solution. More specifically, the nonaqueous electrolytic solution according to the following aspects (1) to (3) is preferable. (1) In a nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent, the nonaqueous solvent contains a cyclic carbonate and a chain carbonate, and the chain carbonate is at least a symmetric chain carbonate and an asymmetric chain carbonate.
  • the content of the symmetric chain carbonate is greater than that of the asymmetric chain carbonate, and further, 0.001 to 5% by mass of an organotin compound represented by the following general formula (I) is contained in the non-aqueous electrolyte.
  • a non-aqueous electrolyte hereinafter referred to as “the first invention”.
  • nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent, the nonaqueous solvent contains a cyclic carbonate and a chain ester, and the cyclic carbonate has at least a fluorine atom or a carbon-carbon double bond.
  • a nonaqueous electrolytic solution comprising carbonate, and further containing 0.001 to 5% by mass of an organic tin compound represented by the following general formula (IV) in the nonaqueous electrolytic solution. (Hereinafter referred to as “III invention”).
  • the reason why the non-aqueous electrolyte of the invention I can greatly improve the electrochemical characteristics in a wide temperature range is not necessarily clear, but is considered as follows.
  • the organotin compound represented by the general formula (I) contained in the non-aqueous electrolyte of the invention I has four substituents on the tin element, at least one of which is an aliphatic substituent, Furthermore, the remaining three substituents are aliphatic or aromatic hydrocarbon substituents.
  • the non-aqueous electrolyte contains both a symmetric chain carbonate that functions to increase the heat resistance of the coating and an asymmetric chain carbonate that prevents excessive densification of the coating, If more is included, the coating derived from the organotin compound and the coating derived from the chain carbonate are combined to provide a coating with higher heat resistance and excellent discharge performance at low temperatures. For this reason, it was found that the electrochemical characteristics in a wide temperature range from low temperature to high temperature are significantly improved.
  • the organotin compound contained in the non-aqueous electrolyte of the first invention is represented by the following general formula (I).
  • R 2 to R 4 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or 2 to 8 carbon atoms.
  • a chain alkenyl group is more preferable, and a linear or branched alkyl group having 5 to 8 carbon atoms is particularly preferable.
  • the hydrogen atoms of R 1 to R 4 may be substituted with fluorine atoms. More preferably, the substituents in any of the groups R 1 and R 2 to R 4 are different.
  • R 1 examples include (i) straight chain such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, etc.
  • Branched chain alkyl group such as alkyl group, iso-propyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, tert-amyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl
  • n-butyl group, n-pentyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, and 2-propen-1-yl group are more preferable, and n-pentyl group N-hexyl group, n-heptyl group and n-octyl group are particularly preferred.
  • R 2 to R 4 include (i) methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, etc.
  • a linear alkenyl group such as a linear alkenyl group such as 4-penten-1-yl group or 5-hexen-1-yl group, or a 3-buten-2-yl group or 2-methyl-1-propene -1-yl group, 2-methyl-2-propene Branched alkenyl groups such as -yl group, 3-pent-2-yl group, 2-methyl-3-buten-2-yl group, 3-
  • n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group and 2-propen-1-yl group are preferable, n-pentyl group, n-hexyl group, An n-heptyl group and an n-octyl group are more preferable.
  • organotin compound represented by the general formula (I) examples include tetramethyltin, tetraethyltin, tetrapropyltin, tetra (propan-2-yl) tin, tetrabutyltin, tetra (2-methylpropane- 1-yl) tin, tetra (butan-2-yl) tin, tetrapentyltin, tetrahexyltin, tetraheptyltin, tetraoctyltin, tetracyclohexyltin, tetravinyltin, tetra (2-propen-1-yl) Tin, trimethylvinyltin, trimethyl (2-propen-1-yl) tin, tributylmethyltin, tributyl (2-methylpropan-2-yl) tin, tributyl (2-methylbutan-2-yl)
  • tetrabutyltin, tetrapentyltin, tetrahexyltin, tetraheptyltin, tetraoctyltin, tetra (2-propen-1-yl) tin, tributyl (2-propen-1-yl) tin, dibutyldi (2 -Propen-1-yl) tin is more preferred, tetrapentyl) tin, tetrahexyl) tin, tetraheptyltin, tetraoctyl) tin, tributyl (2-propen-1-yltin is more preferred, tetrapentyl) tin, tetra Hexyl tin, tetraheptyl tin, and tetraoctyl tin are particularly preferable.
  • substituents of R 1 to R 4 are in the above range
  • the content of the organotin compound represented by the general formula (I) contained in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.001 to 5% by mass in the non-aqueous electrolyte.
  • the content is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, still more preferably 0.05% by mass or more, and the upper limit is preferably 1% by mass or less in the non-aqueous electrolyte.
  • the organic tin compound represented by the general formula (I) is combined with a nonaqueous solvent, an electrolyte salt, and other additives described below to perform electrochemical over a wide temperature range. A unique effect of synergistically improving the characteristics is exhibited.
  • the organotin compound represented by the general formula (II) and / or (III) contained in the nonaqueous electrolytic solution of the second invention has four substituents in the tin element, at least two of which are aliphatic A substituent which is bonded to each other to form a ring (general formula (II)), or at least one substituent has a carbon bonded to a tin element, and the carbon has two more fatty acids Group substituent (general formula (III)).
  • the organotin compound contained in the non-aqueous electrolyte of the second invention is represented by the following general formula (II) and / or (III).
  • R 11 and R 12 in the general formula (II) are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, carbon A linear or branched alkynyl group having 2 to 8 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, a linear or branched alkyl group having 4 to 8 carbon atoms, or 3 to 8 carbon atoms
  • a straight-chain or branched alkenyl group is more preferable, and a straight-chain or branched alkyl group having 5 to 8 carbon atoms or a straight-chain or branched alkenyl group having 3 to 6 carbon atoms is still more preferable.
  • R 11 and R 12 are each a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms and may form a ring with each other.
  • the connecting chain constituting the preferred ring is L 1 It is the same.
  • L 1 represents a linear or branched alkylene group having 2 to 10 carbon atoms, or a linear or branched alkenylene group having 4 to 10 carbon atoms, and is a linear or branched group having 4 to 8 carbon atoms.
  • a chain alkylene group or a linear or branched alkylene group having 4 to 8 carbon atoms is more preferable, and a linear alkylene group having 4 to 6 carbon atoms is still more preferable.
  • the hydrogen atoms of R 11 , R 12 and L 1 may be substituted with a fluorine atom.
  • R 11 and R 12 include (i) methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, etc.
  • a linear alkenyl group such as 4-penten-1-yl group and 5-hexen-1-yl group, or 3-buten-2-yl group, 2-methyl-1-propen-1-yl group, 2 -Methyl-2-propen-1-yl group, 3-pen Branched alkenyl groups such as 2-methyl-2-buten-2-yl, 3-methyl-2-buten-1-yl, (iii) eth
  • n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group and 2-propen-1-yl group are preferable, n-pentyl group, n-hexyl group, An n-heptyl group, an n-octyl group, and a 2-propen-1-yl group are more preferable.
  • R 11 and R 12 are linear or branched alkyl groups having 1 to 8 carbon atoms and form a ring with each other include ethane-1,2-diyl group, propane- 1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl Preferred examples include a group.
  • a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, a hexane-1,6-diyl group, a heptane-1,7-diyl group, and an octane-1,8-diyl group are preferable. More preferred are butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, and hexane-1,6-diyl group.
  • L 1 examples include ethane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1,6- Preferred examples include diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group and the like.
  • a butane-1,4-diyl group, a pentane-1,5-diyl group, a hexane-1,6-diyl group, a heptane-1,7-diyl group, and an octane-1,8-diyl group are preferable. More preferred are butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, and hexane-1,6-diyl group.
  • organotin compound represented by the general formula (II) include 1,1-dimethyl-1-stannacyclopropane, 1,1-dibutyl-1-stannacyclopropane, and 1,1-dipentyl.
  • R 23 to R 25 in the general formula (III) are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 8 carbon atoms, or a group having 2 to 8 carbon atoms.
  • one or more is preferably a branched alkyl group having 3 to 8 carbon atoms or a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms, and two or more are 3 to 8 carbon atoms. It is more preferable that the branched chain alkyl group is a cycloalkyl group having 5 to 7 carbon atoms.
  • R 26 and R 27 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a carbon number having 2 to 6 carbon atoms.
  • a straight-chain or branched alkynyl group, a straight-chain or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a straight-chain or branched alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms is more preferable.
  • R 26 and R 27 are more preferably bonded to each other to form a ring.
  • the number of carbon atoms constituting the ring is preferably 3 to 9, and more preferably 4 to 6.
  • R 28 represents a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, or a linear or branched group having 2 to 6 carbon atoms.
  • R 23 to R 25 in the general formula (III) include (i) methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group.
  • linear alkyl group such as n-octyl group, branched alkyl group such as iso-propyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, tert-amyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group
  • R 26 and R 27 include (i) linear alkyl groups such as methyl, ethyl, n-propyl, n-butyl, n-pentyl, and n-hexyl, iso-propyl, A hydrogen atom such as a branched chain alkyl group such as a group, sec-butyl group, tert-butyl group, tert-amyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl group, etc.
  • Alkyl groups substituted with fluorine atoms (ii) vinyl group, 2-propen-1-yl group, 2-buten-1-yl group, 3-buten-1-yl group, 4-penten-1-yl group , A straight-chain alkenyl group such as 5-hexen-1-yl group, 3-buten-2-yl group, 2-methyl-1-propen-1-yl group, 2-methyl-2-propen-1- Yl group, 3-penten-2-yl group, 2-methyl-3- Branched alkenyl groups such as buten-2-yl group and 3-methyl-2-buten-1-yl group, (iii) ethynyl group, 2-propyn-1-yl group, 2-butyn-1-yl Straight chain alkynyl group such as 3-butyn-1-yl group, 4-pentyn-1-yl group, 5-hexyn-1-yl group, or 3-butyn-2-yl group, 3-pentyne- Preferred examples include branched
  • a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, a vinyl group, a 2-propen-1-yl group, an ethynyl group, and a 2-propyn-1-yl group are preferable.
  • a vinyl group are more preferable.
  • R 28 are the same as R 26 and R 27 except that they may be hydrogen atoms, and include hydrogen atoms, methyl groups, ethyl groups, n-propyl groups, iso-propyl groups, vinyl groups, A 2-propen-1-yl group, an ethynyl group, and a 2-propyn-1-yl group are preferable, and a hydrogen atom, a methyl group, and an ethyl group are more preferable.
  • R 26 and R 27 are more preferably bonded to each other to form a ring.
  • substituent (—CR 26 R 27 R 28 ) bonded to the Sn atom include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, and a cyclopentyl group.
  • Preferred examples include a cycloalkyl group such as a group, a cyclohexyl group, a cycloheptyl group, and a cyclooctyl group, and a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cycloheptyl group are more preferable.
  • organotin compound represented by the general formula (I) examples include trimethyl (iso-propyl) tin, (sec-butyl) trimethyltin, (tert-butyl) trimethyltin, and (tert-amyl) trimethyltin.
  • dibutyldi (iso-propyl) tin dibutyldi (sec-butyl) tin, dibutyldi (tert-butyl) tin, dipentyldi (iso-propyl) tin, di (sec-butyl) dipentyltin, di (tert- Butyl) dipentyltin, tributyl (cyclopentyl) tin, cyclopentyltripentyltin, tributyl (cyclohexyl) tin, cyclohexyltripentyltin, tributyl (cycloheptyl) tin, cycloheptyllipentyltin, dibutyldi (cyclopentyl) tin, di (cyclopentyl) Dipentyltin, butylditri (cyclopentyl) tin, tri (cyclopentyldi (iso-
  • the content of the organotin compound represented by the general formula (II) and / or (III) contained in the nonaqueous electrolytic solution is 0.001 in the nonaqueous electrolytic solution. ⁇ 5% by weight is preferred. When the content is 5% by mass or less, there is little possibility that a coating film is excessively formed on the electrode and the low-temperature characteristics are deteriorated. The effect of improving the characteristics is increased.
  • the content is preferably 0.008% by mass or more, and more preferably 0.02% by mass or more in the nonaqueous electrolytic solution.
  • the upper limit is preferably 3% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
  • the organotin compound represented by the general formula (II) and / or (III) can be combined with a non-aqueous solvent, an electrolyte salt, and other additives described below in a wide range. It exhibits a unique effect that the electrochemical properties in the temperature range are synergistically improved.
  • the organotin compound represented by the general formula (IV) contained in the nonaqueous electrolytic solution of the III invention has a substituent in the tin element, at least one of which is a hydrocarbon group, and at least one substituent. Are bonded to a tin atom through an oxygen atom or a sulfur atom.
  • an organic tin compound having such a specific structure and a cyclic carbonate having a fluorine atom or a carbon-carbon double bond in a non-aqueous electrolyte By including an organic tin compound having such a specific structure and a cyclic carbonate having a fluorine atom or a carbon-carbon double bond in a non-aqueous electrolyte, it can be obtained at a low temperature derived from a tin atom and an oxygen atom or sulfur atom. It is considered that the coating film is of a good quality having both the properties of excellent discharge performance and high heat resistance due to the cyclic carbonate having a fluorine atom or a carbon-carbon double bond. For this reason, it was found that the electrochemical characteristics in a wide temperature range from low temperature to high temperature are significantly improved.
  • X 1 , X 2 , and X 3 each independently represent the following substituents containing an oxygen atom or a sulfur atom,
  • X 1 and X 2 may be bonded to each other and may have the following substituents.
  • R 31 in the general formula (IV) is a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, a linear or branched alkenyl group having 2 to 8 carbon atoms, or a linear chain having 2 to 8 carbon atoms. Or a branched alkynyl group, or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a linear or branched alkyl group having 4 to 8 carbon atoms or a linear or branched alkenyl group having 3 to 8 carbon atoms Groups are preferred.
  • R 32 and R 33 represent a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms Is preferred.
  • Y represents an oxygen atom or a sulfur atom, preferably an oxygen atom.
  • L represents a linear or branched alkylene group having 1 to 8 carbon atoms which may have an ether bond or a carbon-carbon unsaturated bond, and a linear or branched alkylene group having 1 to 4 carbon atoms. Groups are preferred.
  • the hydrogen atoms of R 31 , R 32 , R 33 and L 3 may be substituted with a fluorine atom.
  • a, b and c represent 0 or 1
  • d represents an integer of 1 to 3
  • m represents 0 or 1.
  • a + b + c + d 4.
  • R 31 include (i) straight chain such as methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, and n-octyl group.
  • Branched chain alkyl group such as alkyl group, iso-propyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, tert-amyl group, fluoromethyl group, trifluoromethyl group, 2,2,2-trifluoroethyl
  • An alkyl group in which a part of hydrogen atoms such as a group is substituted with a fluorine atom (ii) a vinyl group, a 2-propen-1-yl group, a 2-buten-1-yl group, a 3-buten-1-yl group, 4
  • a linear alkenyl group such as a penten-1-yl group or 5-hexen-1-yl group, or a 3-buten-2-yl group, a 2-methyl-1-propen-1-yl group, or a 2-methyl group -2-propen-1-yl group, 3-pentene-2- Branched chain alkenyl groups such as yl group, 2-methyl-3-buten-2-yl
  • R 32 and R 33 include (i) methyl group, ethyl group, n-propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, n-heptyl group, n-octyl group, etc.
  • L 3 examples include methylene group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group, butane-1,4-diyl group, pentane-1,5-diyl group, hexane-1 , 6-diyl group, heptane-1,7-diyl group, octane-1,8-diyl group, etc., linear alkylene group, 1,1-ethanediyl group, 2,2-dimethyl-1,3-propanediyl A branched alkylene group such as 1-methyl-1,2-butanediyl group, 2-methyl-2,4-pentanediyl group, 1,2-octanediyl group, 1- (butyloxymethyl) ethane-1, Alkylene groups having an ether bond or carbon-carbon unsaturated bond such as 2-diyl group, 1- (allyloxymethyl) ethane-1,2-diyl
  • methylene group, ethane-1,2-diyl group, propane-1,3-diyl group are preferable.
  • X 1 , X 2 , X 3 , Y and R 31 are in the above ranges, it is preferable because electrochemical characteristics in a wide temperature range can be greatly improved.
  • Examples of the compound represented by the general formula (IV) include the following (a) to (f).
  • (A) Organotin sulfonate [a compound in which at least one of m 0, X 1 , X 2 and X 3 is represented by —OSO 2 R 32 ]
  • (B) Organotin carboxylate [a compound in which at least one of m 0, X 1 , X 2 and X 3 is represented by —OC (O) R 32 ]
  • C) Organotin alkoxide [a compound in which at least one of m 0, X 1 , X 2 and X 3 is represented by —OR 32 or —OL 3 —O—]
  • Organic tin carboxylates include dimethyltin diacetate, diisopropyltin diacetate, dibutyltin diacetate, diphenyltin diacetate, tributyltin acetate, dibutyltin diacrylate, dibutyltin dimethacrylate, dibutyltin dibenzoate, dibutyltin bis (hexafluorobenzoate) , Dibutyltin bis (neodecanoate), dibutyltin bis (2-ethylhexanoate), dibutyltin didodecanoate, and other compounds having a Sn-OC (O) bond.
  • dimethyltin diacetate, diisopropyltin diacetate, dibutyltin diacetate, dibutyltin diacrylate, dibutyltin dimethacrylate, dibutyltin dibenzoate, dibutyltin bis (hexafluorobenzoate), and dibutyltin bis (2-ethylhexanoate) are preferable. More preferred are dibutyltin diacetate, dibutyltin diacrylate, dibutyltin dimethacrylate, and dibutyltin dibenzoate.
  • Organic tin alkoxides include butyltin trimethoxide, dibutyltin dimethoxide, tributyltin methoxide, dioctyltin dimethoxide, diphenyltin dimethoxide, dibutyltin dibutoxide, dibutyltin diisopropoxide, monohydric alcohol alkoxide, dibutyltin ethylene Glycolate, divinyltin ethylene glycolate, diallyltin ethylene glycolate, dibutyltin (1-hexyl) ethylene glycolate, divinyltin (1-hexyl) ethylene glycolate, dibutyltin (1-vinyloxymethyl) ethylene glycolate, dibutyltin (1 -Allyloxymethyl) ethylene glycolate, dibutyls (1-butoxymethyl) ethylene glycolate, dibutyltin-1,3-propylene Glycolate, dibutyltin (2
  • Organic tin ⁇ -dicarbonyl compounds include dibutyltin bis (acetylacetonate), diphenyltin bis (acetylacetonate), tributyltin (acetylacetonate), dibutyltin bis (hexafluoroacetylacetonate), dibutyltin bis (2 , 2,6,6-tetramethyl-3,5-heptanedionate), dibutyltin bis (2,2-dimethyl-3,5-hexanedionate), dibutyltin bis (methylacetylacetate), dibutyltin bis (ethylacetyl) And organic tin ⁇ -diketonate and ⁇ -ketoester compounds such as acetate), dibutyltin bis (benzoylacetonate), and dibutyltin bis (dibenzoylmethanate).
  • dibutyltin bis acetylacetonate
  • dibutyltin bis hexafluoroacetylacetonate
  • dibutyltin bis methylacetylacetate
  • dibutyltin bis ethylacetylacetate
  • dibutyltin bis benzoylacetonate
  • dibutyltin bis More preferred are (acetylacetonate), dibutyltin bis (methylacetylacetate), and dibutyltinbis (ethylacetylacetate).
  • dimethyltin oxide, diisopropyltin oxide, dibutyltin oxide, dioctyltin oxide, methylphenyltin oxide, and dicyclohexyltin oxide are preferable, and dibutyltin oxide and dioctyltin oxide are more preferable.
  • Organic tin thiolate, mercaptooxide, mercaptocarboxylate includes monobutyltin tris (methanethiolate), dibutyltin bis (methanethiolate) [(C 4 H 9 ) 2 Sn (SCH 3 ) 2 ], diphenyltin bis ( Methanethiolate), tributyltin methanethiolate, monobutyltin tris (methanethiolate), dibutyltin (1,2-ethanedithiolate), dibutyltin-O, S-monothioethylene glycolate [(C 4 H 9 ) 2 Sn (—SCH 2 CH 2 O—)] and other compounds containing Sn—S bond or O—Sn—S bond, monomethyltin S, S, S-tris (isooctylthioglycolate), monobutyltin-S, S, S-tris (isooctylthioglycolate),
  • monobutyltin tris (methanethiolate), dibutyltin bis (methanethiolate), dibutyltin-1,2-ethanedithiolate, dibutyltin-O, S-monothioethylene glycolate, dibutyltin-S, S-bis (Isooctylthioglycolate), dioctyltin-S, S-bis (isooctylthioglycolate), dibutyltin-S, S-bis (butyl-3-mercaptopropionate), dibutyltin-O, S-thioglycol Preferred are dibutyltin-O, S- (3-mercaptopropionate), dibutyltin-S, S-bis (methylthioglycolate), dibutyltin bis (methanethiolate), dibutyltin-1,2-ethanedithiolate, Dibutyltin-O, S-mono
  • the content of the organotin compound represented by the general formula (IV) contained in the nonaqueous electrolytic solution is preferably 0.001 to 5% by mass in the nonaqueous electrolytic solution.
  • the content is preferably 0.008% by mass or more, and more preferably 0.02% by mass or more in the nonaqueous electrolytic solution.
  • the upper limit is preferably 3% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.
  • the organic tin compound represented by the general formula (IV) is combined with a nonaqueous solvent, an electrolyte salt, and other additives described below to combine electrochemical characteristics in a wide temperature range. Expresses a unique effect of improving synergistically.
  • Nonaqueous solvent examples include cyclic carbonates, chain esters, ethers, amides, phosphate esters, sulfones, lactones, nitriles, S ⁇ O bond-containing compounds, and the like. It is preferred that both carbonate and chain ester are included.
  • chain ester is a concept including a chain carbonate and a chain carboxylic acid ester.
  • Cyclic carbonates include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC), trans or Preferred examples include cis-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one (hereinafter collectively referred to as “DFEC”), vinylene carbonate (VC), vinyl ethylene carbonate (VEC), and the like.
  • DFEC cis-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one
  • VC vinylene carbonate
  • VEC vinyl ethylene carbonate
  • the cyclic carbonate is composed of two or more kinds of cyclic carbonates not containing a carbon-carbon double bond, it is more preferable because electrochemical characteristics in a wide temperature range are further improved.
  • propylene carbonate is contained as a cyclic carbonate not containing a carbon-carbon double bond.
  • the proportion of the volume occupied by propylene carbonate in the cyclic carbonate is preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, particularly preferably 10% by volume or more, and the upper limit is preferably 45% by volume or less. Preferably it is 35 volume% or less, Most preferably, it is 25 volume% or less.
  • the cyclic carbonate content is preferably in the range of 10 to 40% by volume with respect to the total volume of the non-aqueous solvent. If the content is less than 10% by volume, the conductivity of the non-aqueous electrolyte may decrease, and the electrochemical characteristics in a wide temperature range may decrease. If the content exceeds 40% by volume, the viscosity of the non-aqueous electrolyte is high. Therefore, the electrochemical characteristics in a wide temperature range may be deteriorated, so the above range is preferable. As preferred combinations of these cyclic carbonates, EC and PC, EC and FEC, PC and FEC, FEC and DFEC, EC and DFEC, PC and DFEC, EC and PC and FEC, and the like are preferable.
  • the cyclic carbonate used in combination with the organotin compound represented by the general formula (IV) includes a cyclic carbonate having at least a fluorine atom or a carbon-carbon double bond, it is wide. It exhibits a unique effect that the electrochemical properties in the temperature range are synergistically improved.
  • a carbon-carbon double bond as a cyclic carbonate having a fluorine atom
  • vinylene carbonate (VC) and / or vinyl ethylene carbonate (VEC) is contained as the cyclic carbonate having the above.
  • the proportion of the volume in the cyclic carbonate is preferably 0.1% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, still more preferably 10% by volume or more, and particularly preferably 30% by volume.
  • the upper limit becomes like this.
  • it is 90 volume% or less, More preferably, it is 80 volume% or less, More preferably, it is 70 volume% or less.
  • the volume ratio in the cyclic carbonate is preferably 0.1% by volume or more, more preferably 0.5% by volume or more, still more preferably 1% by volume or more, Moreover, the upper limit becomes like this.
  • it is 10 volume% or less, More preferably, it is 5 volume% or less, More preferably, it is 3 volume% or less.
  • chain esters examples include asymmetric chain carbonates such as methyl ethyl carbonate (MEC), methyl propyl carbonate (MPC), methyl isopropyl carbonate (MIPC), methyl butyl carbonate, and ethyl propyl carbonate, dimethyl carbonate (DMC), and diethyl carbonate ( DEC), symmetric chain carbonates such as dipropyl carbonate and dibutyl carbonate, and chain carboxylic acid esters such as methyl propionate, ethyl propionate, methyl acetate, and ethyl acetate.
  • MEC methyl ethyl carbonate
  • MPC methyl propyl carbonate
  • MIPC methyl isopropyl carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • DEC diethyl carbonate
  • chain carboxylic acid esters such as methyl propionate, ethyl propionate, methyl acetate, and ethyl acetate.
  • the content of the chain ester is not particularly limited, but it is preferably used in the range of 60 to 90% by volume with respect to the total volume of the nonaqueous solvent. If the content is 60% by volume or more, the viscosity of the non-aqueous electrolyte does not become too high. The above range is preferable because there is little fear of decreasing.
  • chain esters chain esters containing a methyl group selected from dimethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, methyl butyl carbonate, methyl propionate, methyl acetate, and ethyl acetate are preferable, particularly methyl.
  • a chain carbonate having a group is preferred.
  • a linear carbonate when using a linear carbonate, it is more preferable when both a symmetrical linear carbonate and an asymmetrical linear carbonate are contained, and it is still more preferable that content of a symmetrical linear carbonate is contained more than an asymmetrical linear carbonate.
  • the proportion of the volume occupied by the symmetrical linear carbonate in the linear carbonate is 50% by volume or more, and more preferably 55% by volume or more. As an upper limit, 95 volume% or less is more preferable, and it is still more preferable that it is 85 volume% or less, and it is especially preferable when dimethyl carbonate and diethyl carbonate are contained in a symmetrical linear carbonate.
  • the content of diethyl carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 1% by volume or more, more preferably 2% by volume or more, and the upper limit is preferably 10% by volume or less, more preferably 6% by volume or less. More preferably, the asymmetric chain carbonate has a methyl group, and MEC is particularly preferable. The above case is preferable because electrochemical characteristics in a wider temperature range are improved.
  • the ratio between the cyclic carbonate and the chain carbonate is preferably 10:90 to 45:55, and 15:85 to 40:55 in terms of cyclic carbonate: chain carbonate (volume ratio) from the viewpoint of improving electrochemical characteristics in a wide temperature range. 60 is more preferable, and 20:80 to 35:65 is particularly preferable.
  • a benzene compound in which an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms is bonded to the benzene ring via a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom in the non-aqueous electrolyte (second additive) Is preferable because the electrochemical characteristics in a wider temperature range are improved.
  • the reason is not necessarily clear, but since the benzene ring is adsorbed on the negative electrode and further has a branched alkyl group on the benzene ring, it is represented by any one of the general formulas (I) to (IV). It is considered that the heat resistance is improved without excessively densifying the coating derived from one or more organic tin compounds.
  • the content of the benzene compound in which the aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms contained in the non-aqueous electrolyte is bonded to the benzene ring via a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom is The mass is preferably 1 to 50 times the mass of the organotin compound represented by any one of formulas (I) to (IV). If the content is 50 times or less with respect to the mass of the organotin compound represented by any one of the general formulas (I) to (IV), the low temperature characteristics may be deteriorated due to excessive adsorption on the negative electrode. If it is less and more than 1 time, the effect of adsorption on the negative electrode is sufficiently obtained.
  • the benzene compound in which an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms is bonded to the benzene ring through a tertiary carbon atom or a quaternary carbon atom include biphenyl, cyclohexylbenzene, fluorocyclohexylbenzene (1-fluorobenzene).
  • non-aqueous solvents include tertiary carboxylic acid esters such as methyl pivalate, butyl pivalate, hexyl pivalate, octyl pivalate, oxalate esters such as dimethyl oxalate, ethyl methyl oxalate, diethyl oxalate, Tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane and other cyclic ethers, 1,2-dimethoxyethane, 1,2-diethoxyethane, 1,2-dibutoxy Chain ethers such as ethane, amides such as dimethylformamide, phosphate esters such as trimethyl phosphate, tributyl phosphate, trioctyl phosphate, sulfones such as sulfolane, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -vale
  • Dioxathiolane-2-oxide also referred to as 1,2-cyclohexanediol cyclic sulfite
  • 5-vinyl-hexahydro-1,3,2-benzodioxathiol-2-oxide 4- (methylsulfonylmethyl) Cyclic sulfites such as 1,3,2-dioxathiolane-2-oxide, 2-propynyl methanesulfonate, butane-1,4-diyl dimethanesulfonate, pentane-1,5-
  • Selected S O bond-containing compound, chain carboxylic acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, glutaric anhydride, itaconic anhydride, 3-sulfo-propionic anhydride, etc.
  • chain carboxylic acid anhydride such as acetic anhydride, propionic anhydride, succinic anhydride, maleic anhydride, glutaric anhydride, itaconic anhydride, 3-sulfo-propionic anhydride, etc.
  • Cyclic phosphazenes such as methoxypentafluorocyclotriphosphazene, ethoxypentafluorocyclotriphosphazene, phenoxypentafluorocyclotriphosphazene, ethoxyheptafluorocyclotetraphosphazene, fluorocyclohexylbenzene (1-fluorobenzene)
  • Aromatic compounds having branched alkyl groups such as 2-cyclohexylbenzene, 1-fluoro-3-cyclohexylbenzene, 1-fluoro-4-cyclohexylbenzene), 1-fluoro-4-tert-butylbenzene, and biphenyl , Terphenyl (o-, m-, p-isomer), diphenyl ether, fluorobenzene, difluorobenzene (o-, m-, p-isomer), anisole, 2,4-difluoroanisole
  • nitrile when including at least one kind (third additive) selected from nitrile, an S ⁇ O group-containing compound having a cyclic structure or an unsaturated group, and a sulfonic acid ester, electrochemical characteristics in a wider temperature range are obtained. Since it improves, it is preferable.
  • nitriles dinitriles are preferable, and those in which two cyano groups are linked by an aliphatic hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms are more preferable, and succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, and pimelonitrile are more preferable. Adiponitrile and pimelonitrile are particularly preferred.
  • S O group-containing compounds having a cyclic structure or an unsaturated group, sultone such as 1,3-propane sultone, ethylene sulfite, hexahydrobenzo [1,3,2] dioxathiolane-2-oxide, 5-vinyl -Cyclic sulfites such as hexahydro-1,3,2-benzodioxathiol-2-oxide, 4- (methylsulfonylmethyl) -1,3,2-dioxathiolane-2-oxide, divinylsulfone, bis (2- Vinyl sulfones such as vinylsulfonylethyl) ether are preferred, hexahydrobenzo [1,3,2] dioxathiolane-2-oxide, 5-vinyl-hexahydro-1,3,2-benzodioxathiol-2-oxide, 4 -(Methylsulfonylmethyl) -1,3,2-
  • disulfonic acid esters are preferable, and those in which two sulfonyloxy groups are linked by an aliphatic hydrocarbon group having 2 to 6 carbon atoms are more preferable.
  • Butane-1,4-diyl diester is preferable.
  • Methane sulfonate, pentane-1,5-diyl dimethane sulfonate, propane-1,2-diyl dimethane sulfonate, butane-2,3-diyl dimethane sulfonate are more preferable, and two sulfonyloxy groups are branched alkylene groups.
  • Linked propane-1,2-diyl dimethanesulfonate, butane-2,3-diyl dimethanesulfonate are particularly preferred.
  • S ⁇ O group-containing compounds having a cyclic structure or an unsaturated group, and sulfonic acid esters S ⁇ O group-containing compounds having a cyclic structure or an unsaturated group and sulfonic acid esters are particularly preferable.
  • the content of the nitrile, the S ⁇ O group-containing compound having a cyclic structure or an unsaturated group, and the sulfonic acid ester is preferably 0.001 to 5% by mass in the non-aqueous electrolyte. If the content is 5% by mass or less, there is little possibility that the coating film is excessively formed on the electrode and the low-temperature characteristics are deteriorated. The effect of improving the later low temperature characteristics is enhanced.
  • the content is preferably 0.005% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more, and particularly preferably 0.2% by mass or more in the non-aqueous electrolyte.
  • the upper limit is preferably 4% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, further preferably 2% by mass or less, further preferably 1% by mass or less, and particularly preferably 0.4% by mass or less.
  • the above non-aqueous solvents are usually used as a mixture in order to achieve appropriate physical properties.
  • the combination includes, for example, a combination of a cyclic carbonate and a chain carbonate, a combination of a cyclic carbonate, a chain carbonate and a lactone, a combination of a cyclic carbonate, a chain carbonate and an ether, a cyclic carbonate, a chain carbonate and a chain ester.
  • a combination, a combination of a cyclic carbonate, a chain carbonate, and a nitrile, and the like are preferable.
  • Electrode salt Preferred examples of the electrolyte salt used in the present invention include the following lithium salts and onium salts.
  • Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , and LiClO 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 , LiCF 3 SO 3 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (iso-C 3 F 7 ) 3 , LiPF 5 (iso A lithium salt having a chain-like fluorinated alkyl group such as —C 3 F 7 ), or a cyclic fluorination such as (CF 2 ) 2 (SO 2 ) 2 NLi, (CF 2 ) 3 (SO 2 ) 2 NLi
  • LiPF 6 LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 and LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 is preferable, and LiPF 6 , LiBF 4 and LiN (SO 2 CF 3).
  • At least one selected from 2 is more preferable.
  • onium salt As an onium salt, the various salts which combined the onium cation and anion shown below are mentioned suitably.
  • Specific examples of onium cations include tetramethylammonium cation, ethyltrimethylammonium cation, diethyldimethylammonium cation, triethylmethylammonium cation, tetraethylammonium cation, N, N-dimethylpyrrolidinium cation, N-ethyl-N-methylpyrrole.
  • N, N-diethylpyrrolidinium cation Dinium cation, N, N-diethylpyrrolidinium cation, spiro- (N, N ′)-bipyrrolidinium cation, N, N′-dimethylimidazolinium cation, N-ethyl-N′-methylimidazoli
  • Preferable examples include nium cation, N, N′-diethylimidazolinium cation, N, N′-dimethylimidazolium cation, N-ethyl-N′-methylimidazolium cation, and N, N′-diethylimidazolium cation.
  • anions include PF 6 anion, BF 4 anion, ClO 4 anion, AsF 6 anion, CF 3 SO 3 anion, N (CF 3 SO 2 ) 2 anion, N (C 2 F 5 SO 2 ) 2 anion. Etc. are preferable.
  • electrolyte salts can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
  • the concentration at which these total electrolyte salts are dissolved is generally preferably 0.3 M or more, more preferably 0.7 M or more, and even more preferably 1.1 M or more with respect to the non-aqueous solvent. Moreover, the upper limit is preferably 2.5 M or less, more preferably 2.0 M or less, and even more preferably 1.5 M or less.
  • the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is represented, for example, by any of the above general formulas (I) to (IV) with respect to the electrolyte salt and the nonaqueous electrolytic solution mixed with the nonaqueous solvent. It can be obtained by adding one or more organic tin compounds. At this time, it is preferable that the compound added to the non-aqueous solvent and the non-aqueous electrolyte to be used is one that is purified in advance and has as few impurities as possible within a range that does not significantly reduce the productivity.
  • the nonaqueous electrolytic solution of the present invention can be used in the following first to fourth electrochemical elements, and as the nonaqueous electrolyte, not only a liquid but also a gelled one can be used. Furthermore, the non-aqueous electrolyte of the present invention can be used for a solid polymer electrolyte. In particular, it is preferably used for a first electrochemical element (ie, for a lithium battery) or a fourth electrochemical element (ie, for a lithium ion capacitor) that uses a lithium salt as an electrolyte salt, and is used for a lithium battery. More preferably, it is most suitable to be used for a lithium secondary battery.
  • the lithium battery of the present invention is a generic term for a lithium primary battery and a lithium secondary battery.
  • the term lithium secondary battery is used as a concept including a so-called lithium ion secondary battery.
  • the lithium battery of the present invention comprises the nonaqueous electrolyte solution in which an electrolyte salt is dissolved in a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous solvent.
  • Components other than the non-aqueous electrolyte, such as a positive electrode and a negative electrode can be used without particular limitation.
  • a positive electrode active material for a lithium secondary battery a composite metal oxide with lithium containing one or more of cobalt, manganese, and nickel is used.
  • lithium composite metal oxides include LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNiO 2 , LiCo 1-x Ni x O 2 (0.01 ⁇ x ⁇ 1), LiCo 1/3 Ni 1/3. Examples thereof include Mn 1/3 O 2 , LiNi 1/2 Mn 3/2 O 4 , LiCo 0.98 Mg 0.02 O 2 and the like. Further, LiCoO 2 and LiMn 2 O 4 , LiCoO 2 and LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 and LiNiO 2 may be used in combination.
  • a part of the lithium composite metal oxide may be substituted with another element.
  • a part of cobalt, manganese, nickel is replaced with at least one element such as Sn, Mg, Fe, Ti, Al, Zr, Cr, V, Ga, Zn, Cu, Bi, Mo, La, etc.
  • a part of O may be substituted with S or F, or a compound containing these other elements may be coated.
  • lithium composite metal oxides such as LiCoO 2 , LiMn 2 O 4 , and LiNiO 2 that can be used at a charged potential of the positive electrode in a fully charged state of 4.3 V or more on the basis of Li are preferable, and LiCo 1-x M x O 2 (where M is at least one element represented by Sn, Mg, Fe, Ti, Al, Zr, Cr, V, Ga, Zn, Cu, 0.001 ⁇ x ⁇ 0.05) ), LiCo 1/3 Ni 1/3 Mn 1/3 O 2 , LiNi 1/2 Mn 3/2 O 4 , Li 2 MnO 3 and LiMO 2 (M is a transition metal such as Co, Ni, Mn, Fe, etc.) Lithium composite metal oxide that can be used at 4.4 V or higher, such as a solid solution.
  • M is at least one element represented by Sn, Mg, Fe, Ti, Al, Zr, Cr, V, Ga, Zn, Cu, 0.001 ⁇ x ⁇ 0.05
  • the electrochemical characteristics in a wide temperature range are liable to deteriorate due to the reaction with the electrolyte during charging.
  • these electrochemical properties are reduced.
  • the deterioration of characteristics can be suppressed.
  • the resistance of the battery tends to increase with the elution of Mn ions from the positive electrode, so that the electrochemical characteristics in a wide temperature range tend to be lowered.
  • Lithium secondary batteries are preferred because they can suppress a decrease in these electrochemical characteristics.
  • lithium-containing olivine-type phosphate can also be used as the positive electrode active material.
  • a lithium-containing olivine-type phosphate containing at least one selected from iron, cobalt, nickel and manganese is preferable. Specific examples thereof include LiFePO 4 , LiCoPO 4 , LiNiPO 4 , LiMnPO 4 and the like. Some of these lithium-containing olivine-type phosphates may be substituted with other elements, and some of iron, cobalt, nickel, and manganese are replaced with Co, Mn, Ni, Mg, Al, B, Ti, V, and Nb.
  • Cu, Zn, Mo, Ca, Sr, W and Zr can be substituted with one or more elements selected from these, or can be coated with a compound or carbon material containing these other elements.
  • LiFePO 4 or LiMnPO 4 is preferable.
  • mold phosphate can also be mixed with the said positive electrode active material, for example, and can be used.
  • the positive electrode for lithium primary battery CuO, Cu 2 O, Ag 2 O, Ag 2 CrO 4, CuS, CuSO 4, TiO 2, TiS 2, SiO 2, SnO, V 2 O 5, V 6 O 12 , VO x , Nb 2 O 5 , Bi 2 O 3 , Bi 2 Pb 2 O 5 , Sb 2 O 3 , CrO 3 , Cr 2 O 3 , MoO 3 , WO 3 , SeO 2 , MnO 2 , Mn 2 O 3 , Fe 2 O 3 , FeO, Fe 3 O 4 , Ni 2 O 3 , NiO, CoO 3 , CoO and other oxides of one or more metal elements or chalcogen compounds, sulfur such as SO 2 and SOCl 2 Examples thereof include compounds, and fluorocarbons (fluorinated graphite) represented by the general formula (CF x ) n . Of these, MnO 2 , V 2 O 5 , graphite fluoride and the like are preferable.
  • the positive electrode conductive agent is not particularly limited as long as it is an electron conductive material that does not cause a chemical change.
  • Examples thereof include graphite such as natural graphite (flaky graphite and the like) and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and thermal black. Further, graphite and carbon black may be appropriately mixed and used.
  • the addition amount of the conductive agent to the positive electrode mixture is preferably 1 to 10% by mass, and particularly preferably 2 to 5% by mass.
  • the positive electrode active material is made of a conductive agent such as acetylene black or carbon black, and polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), a copolymer of styrene and butadiene (SBR), acrylonitrile and butadiene.
  • a conductive agent such as acetylene black or carbon black
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • SBR styrene and butadiene
  • SBR styrene and butadiene
  • acrylonitrile and butadiene acrylonitrile and butadiene.
  • binder such as copolymer (NBR), carboxymethyl cellulose (CMC), ethylene propylene diene terpolymer, etc.
  • high boiling point solvent such as 1-methyl-2-pyrrolidone.
  • this positive electrode mixture was applied to a current collector aluminum foil, a stainless steel lath plate, etc., dried and pressure-molded, and then subjected to vacuum at a temperature of about 50 ° C. to 250 ° C. for about 2 hours. It can be manufactured by heat treatment.
  • the density of the part except the collector of the positive electrode is usually at 1.5 g / cm 3 or more, to further enhance the capacity of the battery, is preferably 2 g / cm 3 or more, more preferably, 3 g / cm 3 It is above, More preferably, it is 3.6 g / cm 3 or more.
  • the upper limit is preferably 4 g / cm 3 or less.
  • Examples of the negative electrode active material for a lithium secondary battery include lithium metal, lithium alloy, and a carbon material capable of occluding and releasing lithium (easily graphitized carbon and a (002) plane spacing of 0.37 nm or more).
  • a highly crystalline carbon material such as artificial graphite and natural graphite
  • the lattice spacing (002) of the lattice plane ( 002 ) is 0.00. It is particularly preferable to use a carbon material having a graphite-type crystal structure of 340 nm (nanometer) or less, particularly 0.335 to 0.337 nm.
  • the density of the portion excluding the current collector of the negative electrode can be obtained from X-ray diffraction measurement of the negative electrode sheet when pressure-molded to a density of 1.5 g / cm 3 or more.
  • the crystallinity of the carbon material of the coating can be confirmed by TEM.
  • a highly crystalline carbon material reacts with the non-aqueous electrolyte during charging and tends to lower the electrochemical characteristics at low or high temperatures due to an increase in interface resistance.
  • Excellent electrochemical characteristics over a wide temperature range in the lithium secondary battery according to the present invention.
  • Examples of the metal compound capable of inserting and extracting lithium as the negative electrode active material include Si, Ge, Sn, Pb, P, Sb, Bi, Al, Ga, In, Ti, Mn, Fe, Co, Ni, and Cu. , Zn, Ag, Mg, Sr, Ba, and other compounds containing at least one metal element.
  • These metal compounds may be used in any form such as a simple substance, an alloy, an oxide, a nitride, a sulfide, a boride, and an alloy with lithium, but any of a simple substance, an alloy, an oxide, and an alloy with lithium. Is preferable because the capacity can be increased.
  • those containing at least one element selected from Si, Ge and Sn are preferable, and those containing at least one element selected from Si and Sn are particularly preferable because the capacity of the battery can be increased.
  • the negative electrode is kneaded using the same conductive agent, binder, and high-boiling solvent as in the preparation of the positive electrode, and then the negative electrode mixture is applied to the copper foil of the current collector. After being dried and pressure-molded, it can be produced by heat treatment under vacuum at a temperature of about 50 ° C. to 250 ° C. for about 2 hours.
  • the density of the portion excluding the current collector of the negative electrode is usually 1.1 g / cm 3 or more, and is preferably 1.5 g / cm 3 or more, particularly preferably 1.7 g in order to further increase the battery capacity. / Cm 3 or more.
  • 2 g / cm ⁇ 3 > or less is preferable.
  • examples of the negative electrode active material for a lithium primary battery include lithium metal and lithium alloy.
  • the structure of the lithium battery is not particularly limited, and a coin-type battery, a cylindrical battery, a square battery, a laminated battery, or the like having a single-layer or multi-layer separator can be applied. Although it does not restrict
  • the lithium secondary battery in the present invention is excellent in electrochemical characteristics in a wide temperature range even when the end-of-charge voltage is 4.2 V or higher, particularly 4.3 V or higher, and also has good characteristics even at 4.4 V or higher. is there.
  • the end-of-discharge voltage is usually 2.8 V or higher, and more preferably 2.5 V or higher, but the lithium secondary battery in the present invention can be 2.0 V or higher.
  • the current value is not particularly limited, but is usually used in the range of 0.1 to 30C. Further, the lithium battery in the present invention can be charged / discharged at ⁇ 40 to 100 ° C., preferably ⁇ 10 to 80 ° C.
  • a method of providing a safety valve on the battery lid or cutting a member such as a battery can or a gasket can be employed.
  • the battery lid can be provided with a current interruption mechanism that senses the internal pressure of the battery and interrupts the current.
  • Electrode (electric double layer capacitor) It is an electrochemical element that stores energy by using the electric double layer capacity at the electrolyte / electrode interface.
  • An example of the present invention is an electric double layer capacitor.
  • the most typical electrode active material used in this electrochemical device is activated carbon. Double layer capacity increases roughly in proportion to surface area.
  • the positive electrode include those using an electric double layer between an activated carbon electrode and an electrolytic solution, and those using a doping / dedoping reaction of a ⁇ -conjugated polymer electrode.
  • the electrolyte contains at least a lithium salt such as LiPF 6 .
  • Examples I-1 to I-16, Comparative Examples I-1 to I-3 [Production of lithium ion secondary battery] LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1/3 O 2 ; 94% by mass, acetylene black (conductive agent); 3% by mass are mixed in advance, and polyvinylidene fluoride (binder); A positive electrode mixture paste was prepared by adding to and mixing with the solution previously dissolved in -2-pyrrolidone. This positive electrode mixture paste was applied to one side of an aluminum foil (current collector), dried and pressurized, punched out to a predetermined size, and a positive electrode sheet was produced. The density of the portion excluding the current collector of the positive electrode was 3.6 g / cm 3 .
  • Discharge capacity maintenance rate after 50 cycles at 0 ° C. (%) (discharge capacity after 50 cycles at 0 ° C./discharge capacity after 1 cycle at 0 ° C.) ⁇ 100
  • Table 1 shows battery fabrication conditions and battery characteristics. [Evaluation of low temperature characteristics after high temperature charge storage]
  • Initial discharge capacity Using the coin battery produced by the above method, in a constant temperature bath at 25 ° C, charge at a constant current of 1C and a constant voltage for 3 hours to a final voltage of 4.2V. was discharged to a final voltage of 2.75 V under a constant current of 1 C, and the initial 0 ° C. discharge capacity was determined.
  • Examples I-17 to I-18, Comparative Example I-4 instead of the negative electrode active material used in Example I-2 and Comparative Example I-1, a negative electrode sheet was prepared using silicon (single element) (negative electrode active material). Silicon (simple substance): 80% by mass, acetylene black (conductive agent); 15% by mass were mixed, and polyvinylidene fluoride (binder); 5% by mass was previously dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidone. In addition to the solution, mixing was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • Examples I-19 to I-20, Comparative Example I-5 A positive electrode sheet was prepared using LiFePO 4 (positive electrode active material) coated with amorphous carbon instead of the positive electrode active material used in Example I-2 and Comparative Example I-1.
  • LiFePO 4 coated with amorphous carbon 90% by mass, acetylene black (conducting agent); 5% by mass are mixed in advance and polyvinylidene fluoride (binder); 5% by mass is 1-methyl-2-pyrrolidone
  • the positive electrode mixture paste was prepared by adding to and mixing with the solution previously dissolved in the mixture. This positive electrode mixture paste was applied onto an aluminum foil (current collector), dried and pressurized, punched out to a predetermined size, and a positive electrode sheet was produced.
  • a coin battery was fabricated and evaluated in the same manner as in Example I-2 and Comparative Example I-1, except that the voltage was 6 V and the discharge end voltage was 2.0 V. The results are shown in Table 3.
  • Patent Document Comparative Example I-2 which is a non-aqueous electrolyte to which dibutyltin (1-allyloxymethyl) ethylene glycolate, which is an organotin compound described in Example 3 of Example 1, is added, Example 1 of Patent Document 2, etc.
  • the effect of the present invention is that, in a non-aqueous electrolyte in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, the non-aqueous solvent includes a cyclic carbonate and a chain carbonate, and the chain carbonate is at least a symmetric chain carbonate.
  • the content of the symmetric chain carbonate is greater than that of the asymmetric chain carbonate, and the specific organotin compound of the present invention is added in an amount of 0.001 to 1% by mass in the non-aqueous electrolyte. It was found that the effect was unique when it was contained. Further, from the comparison between Examples I-17 to I-18 and Comparative Example I-4, and the comparison between Examples I-19 to I-20 and Comparative Example I-5, when Si is used for the negative electrode, A similar effect is seen when lithium-containing olivine-type iron phosphate is used. Therefore, it is clear that the effect of the present invention is not an effect dependent on a specific positive electrode or negative electrode. Furthermore, the non-aqueous electrolyte of the present invention also has an effect of improving the discharge characteristics in a wide temperature range of the lithium primary battery.
  • Examples II-1 to II-12, Comparative Examples II-1 to II-2 [Production of lithium ion secondary battery] LiCoO 2 ; 94% by mass, acetylene black (conductive agent); 3% by mass were mixed, and a solution in which 3% by mass of polyvinylidene fluoride (binder) was previously dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidone was mixed. In addition, the mixture was mixed to prepare a positive electrode mixture paste. This positive electrode mixture paste was applied to one side of an aluminum foil (current collector), dried and pressurized, punched out to a predetermined size, and a positive electrode sheet was produced. The density of the portion excluding the current collector of the positive electrode was 3.6 g / cm 3 .
  • the ratio of the peak intensity I (110) of the (110) plane of the graphite crystal to the peak intensity I (004) of the (004) plane [I (110) / I (004)] was 0.1.
  • Examples II-13 to II-14, Comparative Example II-3 In place of the negative electrode active material used in Example II-2, Example II-9 and Comparative Example II-1, a negative electrode sheet was prepared using silicon (single element) (negative electrode active material). Silicon (simple substance): 80% by mass, acetylene black (conductive agent); 15% by mass were mixed, and polyvinylidene fluoride (binder); 5% by mass was previously dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidone. In addition to the solution, mixing was performed to prepare a negative electrode mixture paste. Example II-2, Example except that this negative electrode mixture paste was applied on a copper foil (current collector), dried and pressurized, punched to a predetermined size, and a negative electrode sheet was produced. Coin batteries were produced in the same manner as II-9 and Comparative Example II-1, and the batteries were evaluated. The results are shown in Table 5.
  • Examples II-15 to II-16, Comparative Example II-4 A positive electrode sheet was prepared using LiFePO 4 (positive electrode active material) coated with amorphous carbon instead of the positive electrode active material used in Example II-2, Example II-9, and Comparative Example II-1. did. LiFePO 4 coated with amorphous carbon; 90% by mass, acetylene black (conducting agent); 5% by mass are mixed in advance and polyvinylidene fluoride (binder); 5% by mass is 1-methyl-2-pyrrolidone
  • the positive electrode mixture paste was prepared by adding to and mixing with the solution previously dissolved in the mixture. This positive electrode mixture paste was applied onto an aluminum foil (current collector), dried and pressurized, punched out to a predetermined size, and a positive electrode sheet was produced.
  • a coin battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example II-2, Example II-9, and Comparative Example II-1, except that the discharge end voltage was 6 V and 6 V. The results are shown in Table 6.
  • any of the lithium secondary batteries of Examples II-1 to II-12 described above is described in Comparative Example II-1 in which the organotin compound is not added to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention, and in Example 3 of Patent Document 1.
  • Comparative Example II-1 which is a non-aqueous electrolyte to which dibutyltin (1-allyloxymethyl) ethylene glycolate, an organic tin compound that has been used, is added, has electrochemical characteristics in a wide temperature range. Remarkably improved.
  • the effect of the present invention is a characteristic effect when the specific organic tin compound of the present invention is contained in an amount of 0.001 to 5% by mass in a nonaqueous electrolytic solution in which an electrolyte salt is dissolved in a nonaqueous solvent. It turned out to be. Further, from the comparison between Examples II-13 to II-14 and Comparative Example II-3, and the comparison between Examples II-15 to II-16 and Comparative Example II-4, The same effect is also observed when lithium-containing olivine-type iron phosphate is used for the positive electrode. Therefore, it is clear that the effect of the present invention is not an effect dependent on a specific positive electrode or negative electrode. Furthermore, the non-aqueous electrolyte of the present invention also has an effect of improving the discharge characteristics in a wide temperature range of the lithium primary battery.
  • Examples III-1 to III-25, Comparative Examples III-1 to III-2 [Production of lithium ion secondary battery] LiCoO 2 ; 94% by mass, acetylene black (conductive agent); 3% by mass were mixed, and a solution in which 3% by mass of polyvinylidene fluoride (binder) was previously dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidone was mixed. In addition, the mixture was mixed to prepare a positive electrode mixture paste. This positive electrode mixture paste was applied to one side of an aluminum foil (current collector), dried and pressurized, punched out to a predetermined size, and a positive electrode sheet was produced. The density of the portion excluding the current collector of the positive electrode was 3.6 g / cm 3 .
  • the ratio of the peak intensity I (110) of the (110) plane of the graphite crystal to the peak intensity I (004) of the (004) plane [I (110) / I (004)] was 0.1.
  • Example III-26 Comparative Example III-3
  • a negative electrode sheet was prepared using silicon (single element) (negative electrode active material). Silicon (simple substance): 80% by mass, acetylene black (conductive agent); 15% by mass were mixed, and polyvinylidene fluoride (binder); 5% by mass was previously dissolved in 1-methyl-2-pyrrolidone. In addition to the solution, mixing was performed to prepare a negative electrode mixture paste.
  • a coin battery was prepared in the same manner as III-1, and the battery was evaluated. The results are shown in Table 9.
  • Example III-27, Comparative Example III-4 A positive electrode sheet was prepared using LiFePO 4 (positive electrode active material) coated with amorphous carbon instead of the positive electrode active material used in Example III-2 and Comparative Example III-1.
  • LiFePO 4 coated with amorphous carbon 90% by mass, acetylene black (conducting agent); 5% by mass are mixed in advance and polyvinylidene fluoride (binder); 5% by mass is 1-methyl-2-pyrrolidone
  • the positive electrode mixture paste was prepared by adding to and mixing with the solution previously dissolved in the mixture. This positive electrode mixture paste was applied onto an aluminum foil (current collector), dried and pressurized, punched out to a predetermined size, and a positive electrode sheet was produced.
  • a coin battery was manufactured and evaluated in the same manner as in Example III-2, Example III-9, and Comparative Example III-1, except that the voltage was 6 V and the discharge end voltage was 2.0 V. The results are shown in Table 10.
  • any of the lithium secondary batteries of Examples III-1 to III-14 described above has a wider temperature range than the lithium secondary battery of Comparative Example III-1 when no organotin compound is added to the nonaqueous electrolytic solution of the present invention.
  • the electrochemical properties at are significantly improved.
  • dibutyltin bis (acetylacetate), which is an organotin compound described in Example 1-13 of Patent Document 1 was added.
  • the electrochemical characteristics in a wide temperature range are remarkably improved.
  • the effect of the present invention is that the nonaqueous electrolytic solution in which the electrolyte salt is dissolved in the nonaqueous solvent contains a cyclic carbonate and a chain ester, and the cyclic carbonate has at least a fluorine atom or a carbon-carbon double bond. It has been found that this is a unique effect when it contains cyclic carbonate and further contains 0.001 to 5% by mass of the specific organotin compound of the present invention. Further, from the comparison between Example III-26 and Comparative Example III-3, and the comparison between Example III-27 and Comparative Example III-4, when silicon (single) was used for the negative electrode, or lithium-containing olivine-type phosphorus was used for the positive electrode.
  • the effect of the present invention is not an effect dependent on a specific positive electrode or negative electrode.
  • the non-aqueous electrolyte of the present invention also has an effect of improving the discharge characteristics in a wide temperature range of the lithium primary battery.
  • nonaqueous electrolytic solution of the present invention an electrochemical element having excellent electrochemical characteristics in a wide temperature range can be obtained. Especially when used as a non-aqueous electrolyte for electrochemical devices mounted on hybrid electric vehicles, plug-in hybrid electric vehicles, battery electric vehicles, etc. Obtainable.

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Abstract

　本発明は、広い温度範囲での電気化学特性を向上できる非水電解液及びそれを用いた電気化学素子に関する。　（１）非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、非水電解液中に特定の一般式で表される有機スズ化合物が０．００１～５質量％含有されていることを特徴とする非水電解液、及び（２）正極、負極及び非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液を備えた電気化学素子において、非水電解液が前記（１）の非水電解液であることを特徴とする電気化学素子である。

Description

非水電解液及びそれを用いた電気化学素子
　本発明は、広い温度範囲での電気化学特性を向上できる非水電解液及びそれを用いた電気化学素子に関する。
　近年、電気化学素子、特にリチウム二次電池は、携帯電話やノート型パソコン等の小型電子機器、電気自動車や電力貯蔵用として広く使用されている。これらの電子機器や自動車は、真夏の高温下や極寒の低温下等広い温度範囲で使用される可能性があるため、広い温度範囲でバランス良く電気化学特性を向上させることが求められている。
　特に地球温暖化防止のため、ＣＯ2排出量を削減することが急務となっており、リチウム二次電池やキャパシタ等の電気化学素子からなる蓄電装置を搭載した環境対応車の中でも、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、バッテリー電気自動車（ＢＥＶ）の早期普及が求められている。しかしながら自動車は移動距離が長いため、熱帯の非常に暑い地域から極寒の地域まで幅広い温度範囲の地域で使用される可能性がある。従って、これらの車載用の電気化学素子は、高温から低温まで幅広い温度範囲で使用しても電気化学特性が劣化しないことが要求されている。
　尚、本明細書において、リチウム二次電池という用語は、いわゆるリチウムイオン二次電池も含む概念として用いる。
　リチウム二次電池は、主にリチウムを吸蔵及び放出可能な材料を含む正極及び負極、リチウム塩と非水溶媒からなる非水電解液から構成され、非水溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等のカーボネートが使用されている。
　また、負極としては、金属リチウム、リチウムを吸蔵及び放出可能な金属化合物（金属単体、酸化物、リチウムとの合金等）や炭素材料が知られており、特にリチウムを吸蔵及び放出することが可能なコークス、人造黒鉛、天然黒鉛等の炭素材料を用いたリチウム二次電池が広く実用化されている。
　例えば、天然黒鉛や人造黒鉛等の高結晶化した炭素材料を負極材料として用いたリチウム二次電池は、非水電解液中の溶媒が充電時に負極表面で還元分解することにより発生した分解物やガスが電池の望ましい電気化学的反応を阻害するため、サイクル特性の低下を生じることが分かっている。また、非水溶媒の分解物が蓄積すると、負極へのリチウムの吸蔵及び放出がスムーズにできなくなり、広い温度範囲での電気化学特性が低下しやすくなる。
　更に、リチウム金属やその合金、スズ又はケイ素等の金属単体や酸化物を負極材料として用いたリチウム二次電池は、初期の容量は高いもののサイクル中に微粉化が進むため、炭素材料の負極に比べて非水溶媒の還元分解が加速的に起こり、電池容量やサイクル特性のような電池性能が大きく低下することが知られている。また、これらの負極材料の微粉化や非水溶媒の分解物が蓄積すると、負極へのリチウムの吸蔵及び放出がスムーズにできなくなり、広い温度範囲での電気化学特性が低下しやすくなる。
　一方、正極として、例えばＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＦｅＰＯ4等を用いたリチウム二次電池は、非水電解液中の非水溶媒が充電状態で正極材料と非水電解液との界面において、局部的に一部酸化分解することにより発生した分解物やガスが電池の望ましい電気化学的反応を阻害するため、やはり広い温度範囲での電気化学特性の低下を生じることが分かっている。
　以上のように、正極上や負極上で非水電解液が分解するときの分解物やガスにより、リチウムイオンの移動が阻害されたり、電池が膨れたりすることで電池性能が低下していた。そのような状況にも関わらず、リチウム二次電池が搭載されている電子機器の多機能化はますます進み、電力消費量が増大する流れにある。そのため、リチウム二次電池の高容量化はますます進んでおり、電極の密度を高めたり、電池内の無駄な空間容積を減らす等、電池内の非水電解液の占める体積が小さくなっている。従って、少しの非水電解液の分解で、広い温度範囲での電気化学特性が低下しやすい状況にある。
　特許文献１には、特定の有機スズ化合物を含有する非水電解液が提案されており、例えば、ジブチルスズ（１－アリロキシメチル）エチレングリコラートやジブチルスズビス（アセチルアセトネート）を添加した電解液を用いて、６０℃でのサイクル特性等の向上が示唆されている。
　特許文献２には、特定の構造を有するスズ化合物（ビス（アセチルアセトナート）スズ（ＩＩ）とテトラブチルスズの組み合わせ等）を非水電解液中に含有させた場合、２５℃でのサイクル特性、６０℃での充電保存特性が良好となることが示されている。
特開２００３－１７３８１６号公報 ＷＯ２００７／０２３７００号パンフレット
　本発明は、広い温度範囲での電気化学特性を向上できる非水電解液及びそれを用いた電気化学素子を提供することを目的とする。
　本発明者らは、上記従来技術の非水電解液の性能について詳細に検討した。その結果、前記特許文献の非水電解液では、低温でのサイクル特性や高温保存後の低温放電特性等の広い温度範囲での電気化学特性を向上させるという課題に対しては、十分に満足できるとは言えないのが実情であった。
　そこで、本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ね、非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、非水電解液中に特定の有機スズ化合物を０．００１～５質量％含有させることで、広い温度範囲での電気化学特性、特にリチウム電池の電気化学特性を改善できることを見出し、本発明を完成した。
　すなわち、本発明は、下記の（１）及び（２）を提供するものである。
（１）非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、非水電解液中に下記一般式（Ｉ）～（IV）のいずれかで表される有機スズ化合物の１種以上が０．００１～５質量％含有されていることを特徴とする非水電解液。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
（式中、Ｒ1は、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、又は炭素数２～８のアルキニル基を示し、Ｒ2～Ｒ4は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示す。Ｒ1～Ｒ4の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
（式中、Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｌ1は、炭素数２～１０のアルキレン基、又は炭素数４～１０のアルケニレン基を示す。Ｒ11及びＲ12は互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ11、Ｒ12、Ｌ1の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
（式中、Ｒ23～Ｒ25は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数３～８のシクロアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｒ26及びＲ27は、それぞれ独立に、炭素数１～６のアルキル基、炭素数２～６のアルケニル基、又は炭素数２～６のアルキニル基を示す。Ｒ26及びＲ27は互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ28は、水素原子、炭素数１～６のアルキル基、炭素数２～６のアルケニル基、又は炭素数２～６のアルキニル基を示す。Ｒ23～Ｒ28の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 （式中、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、それぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子を含む下記の置換基を示し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 　また、Ｘ1及びＸ2は互いに結合し、下記の置換基であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 　Ｒ31は、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｒ32及びＲ33は、炭素数１～８のアルキル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｙは、酸素原子又は硫黄原子を示し、Ｌはエーテル結合又は炭素－炭素不飽和結合を有してもよい炭素数１～８のアルキレン基を示す。Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33及びＬ3の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。ａ、ｂ及びｃは０又は１を示し、ｄは１～３の整数を示し、ｍは０又は１を示す。ｍ＝０場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝４であり、ｍ＝１の場合、ａ＝ｂ＝ｃ＝０、ｄ＝２である。）
（２）正極、負極及び非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液を備えた電気化学素子において、非水電解液が前記（１）の非水電解液であることを特徴とする電気化学素子。
　本発明によれば、広い温度範囲での電気化学特性、特に低温でのサイクル特性や高温保存後の低温放電特性を向上できる非水電解液及びそれを用いたリチウム電池等の電気化学素子を提供することができる。
　本発明は、非水電解液及びそれを用いた電気化学素子に関する。
　本発明の非水電解液は、非水電解液中に前記一般式（Ｉ）～（IV）のいずれかで表される有機スズ化合物の１種以上が０．００１～５質量％含有されていることを特徴とするが、より具体的には、下記（１）～（３）の態様の非水電解液であることが好ましい。
（１）非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、該非水溶媒が、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含み、該鎖状カーボネートが少なくとも対称鎖状カーボネートと非対称鎖状カーボネートの両方を含み、該対称鎖状カーボネートの含有量が非対称鎖状カーボネートより多く、更に、非水電解液中に下記一般式（Ｉ）で表される有機スズ化合物が０．００１～５質量％含有されていることを特徴とする非水電解液（以下、「第Ｉ発明」という）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
（式中、Ｒ1～Ｒ4は前記のとおりである。）
（２）非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、非水電解液中に下記一般式（II）及び／又は（III）で表される有機スズ化合物が０．００１～５質量％含有されていることを特徴とする非水電解液。（以下、「第II発明」という）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
（式中、Ｒ11、Ｒ12及びＬ1は前記のとおりである。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
（式中、Ｒ23～Ｒ28は前記のとおりである。）
（３）非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、該非水溶媒が、環状カーボネートと鎖状エステルを含み、環状カーボネートが少なくともフッ素原子又は炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートを含み、更に、非水電解液中に下記一般式（IV）で示される有機スズ化合物が０．００１～５質量％含有されていることを特徴とする非水電解液。（以下、「第III発明」という）。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
 （式中、Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｙ及びＲ31は前記のとおりである。）
［第Ｉ発明］
　第Ｉ発明の非水電解液が、広い温度範囲での電気化学特性を大幅に改善できる理由は必ずしも明確ではないが、以下のように考えられる。
　第Ｉ発明の非水電解液が含有する前記一般式（Ｉ）で表される有機スズ化合物は、スズ元素に４つの置換基を有し、そのうちの少なくとも１つは脂肪族置換基であり、更に、残りの３つの置換基は脂肪族又は芳香族の炭化水素置換基である。更に非水電解液中には被膜の耐熱性を高める働きをする対称鎖状カーボネートと被膜の過度の緻密化を防ぐ非対称鎖状カーボネートの両方の鎖状カーボネートが含まれ、特に非対称鎖状カーボネートの方が多く含まれると、前記の有機スズ化合物由来の被膜と鎖状カーボネート由来の被膜が相俟って一段と耐熱性が高く、しかも低温での放電性能に優れた被膜となるためと考えられる。そのため低温から高温まで広い温度範囲での電気化学特性が著しく向上する特異的な効果をもたらすことが分かった。
　第Ｉ発明の非水電解液に含まれる有機スズ化合物は、下記一般式（Ｉ）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
　前記一般式（Ｉ）のＲ1は、炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基、又は炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基を示し、炭素数４～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基又は炭素数３～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基がより好ましく、炭素数５～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基が特に好ましい。
　また、Ｒ2～Ｒ4は、それぞれ独立に、炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、炭素数４～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基又は炭素数３～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基がより好ましく、炭素数５～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基が特に好ましい。
　ここで、Ｒ1～Ｒ4の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。また、Ｒ1とＲ2～Ｒ4の群のいずれかの置換基が異なっているとより好ましい。
　Ｒ1の具体例としては、（i）メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基等の分枝鎖のアルキル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がフッ素で置換されたアルキル基、（ii）ビニル基、２－プロペン－１－イル基、２－ブテンー１－イル基、３－ブテンー１－イル基、４－ペンテン－１－イル基、５－ヘキセン－１－イル基等の直鎖のアルケニル基等の直鎖のアルケニル基、又は２－メチル－１－プロペン－１－イル基、２－メチル－２－プロペン－１－イル基３－ブテン－２－イル基、２－メチル－１－プロペン－１－イル基、２－メチル－２－プロペン－１－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブテン－２－イル基、３－メチル－２－ブテン－１－イル基等の分枝鎖のアルケニル基、（iii）２－プロピン－１－イル基、２－ブチン－１－イル基、３－ブチン－１－イル基、４－ペンチン－１－イル基、５－ヘキシン－１－イル基等の直鎖のアルキニル基、又は３－ブチン－２－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブチン－２－イル基等の分枝鎖のアルキニル基等が好適に挙げられる。これらの中でも、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、２－プロペン－１－イル基が更に好ましく、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基が特に好ましい。
　Ｒ2～Ｒ4の具体例としては、（i）メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基等の分枝鎖のアルキル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がフッ素で置換されたアルキル基、（ii）ビニル基、２－プロペン－１－イル基、２－ブテンー１－イル基、３－ブテンー１－イル基、４－ペンテン－１－イル基、５－ヘキセン－１－イル基等の直鎖のアルケニル基等の直鎖のアルケニル基、又は３－ブテン－２－イル基、２－メチル－１－プロペン－１－イル基、２－メチル－２－プロペン－１－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブテン－２－イル基、３－メチル－２－ブテン－１－イル基等の分枝鎖のアルケニル基、（iii）２－プロピン－１－イル基、２－ブチン－１－イル基、３－ブチン－１－イル基、４－ペンチン－１－イル基、５－ヘキシン－１－イル基等の直鎖のアルキニル基、又は３－ブチン－２－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブチン－２－イル基等の分枝鎖のアルキニル基、（iv）フェニル基、２－メチルフェニル基、３－メチルフェニル基、４－メチルフェニル基、４－ｔｅｒｔ-ブチルフェニル基、４－メトキシフェニル基、２，４，６－トリメチルフェニル基、２－フルオロフェニル基、３－フルオロフェニル基、４－フルオロフェニル基、２，４－ジフルオロフェニル基、２，６－ジフルオロフェニル基、３，４－ジフルオロフェニル基、２，４，６－トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、４－トリフルオロメチルフェニル基等のアリール基等が好適に挙げられる。これらの中でも、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、２－プロペン－１－イル基が好ましく、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基が更に好ましい。
　前記一般式（Ｉ）で表される有機スズ化合物の具体例としては、テトラメチルスズ、テトラエチルスズ、テトラプロピルスズ、テトラ（プロパン－２－イル）スズ、テトラブチルスズ、テトラ（２－メチルプロパン－１－イル）スズ、テトラ（ブタン－２－イル）スズ、テトラペンチルスズ、テトラヘキシルスズ、テトラヘプチルスズ、テトラオクチルスズ、テトラシクロヘキシルスズ、テトラビニルスズ、テトラ（２－プロペン－１－イル）スズ、トリメチルビニルスズ、トリメチル（２－プロペン－１－イル）スズ、トリブチルメチルスズ、トリブチル（２－メチルプロパン－２－イル）スズ、トリブチル（２－メチルブタン－２－イル）スズ、トリブチルビニルスズ、トリブチル（２－プロペン－１－イル）スズ、（２－ブテン－１－イル）トリブチルスズ、（３－ブテン－１－イル）トリブチルスズ、トリブチル（４－ペンテン－１－イル）スズ、トリブチル（５－ヘキセン－１－イル）スズ、トリブチル（２－メチル－１－プロペン－１－イル）スズ、トリブチル（２－メチル－２－プロペン－１－イル）スズ、トリブチル（３－ブテン－２－イル）スズ、トリブチル（３－ペンテン－２－イル）スズ、トリブチル（３－メチル－２－ブテン－１－イル）スズ、トリブチル（２－メチル－３－ブテン－２－イル）スズ、トリブチル（２－プロピン－１－イル）スズ、トリブチル（２－ブチン－１－イル）スズ、トリブチル（３－ブチン－１－イル）スズ、トリブチル（４－ペンチン－１－イル）スズ、トリブチル（５－ヘキシン－１－イル）スズ、トリブチル（３－ブチン－２－イル）スズ、トリブチル（３－ペンチン－２－イル）スズ、トリブチル（２－メチル－３－ブチン－２－イル）スズ、トリメチルフェニルスズ、トリブチルフェニルスズ、トリブチル（４－メチルフェニル）スズ、トリブチル（４－メトキシフェニル）スズ、トリブチル（４－フルオロフェニル）スズ、トリブチル（２，６－ジフルオロフェニル）スズ、トリブチル（２，３，４，５，６－ペンタフルオロフェニル）スズ、トリブチル（４－トリフルオロメチルフェニル）スズ、トリブチル（フルオロメチル）スズ、トリフルオロメチルトリメチルスズ、トリブチル（トリフルオロメチル）スズ、トリブチル（２，２，２－トリフルオロエチル）スズ、ジブチルジメチルスズ、ジブチルジシクロヘキシルスズ、ジブチルジビニルスズ、ジブチルジ（２－プロペン－１－イル）スズ、ジブチルジ（２－プロピン－１－イル）スズ、ジメチルジフェニルスズ、ジブチルジフェニルスズが好適に挙げられる。
　これらの中でも、テトラブチルスズ、テトラペンチルスズ、テトラヘキシルスズ、テトラヘプチルスズ、テトラオクチルスズ、テトラ（２－プロペン－１－イル）スズ、トリブチル（２－プロペン－１－イル）スズ、ジブチルジ（２－プロペン－１－イル）スズがより好ましく、テトラペンチル)スズ、テトラヘキシル)スズ、テトラヘプチルスズ、テトラオクチル)スズ、トリブチル(２－プロペン－１－イルスズがさらに好ましく、テトラペンチル)スズ、テトラヘキシルスズ、テトラヘプチルスズ、テトラオクチルスズが特に好ましい。
　Ｒ1～Ｒ4の置換基が上記の範囲の場合に、広い温度範囲での電気化学特性を大幅に改善できるので好ましい。
　本発明の非水電解液において、非水電解液に含有される前記一般式（Ｉ）で表される有機スズ化合物の含有量は、非水電解液中に０．００１～５質量％が好ましい。該含有量が５質量％以下であれば、電極上に過度に被膜が形成され低温特性が低下するおそれが少なく、また０．００１質量％以上であれば被膜の形成が十分であり、高温保存特性の改善効果が高まる。該含有量は、非水電解液中に０．０１質量％以上が好ましく、０．０３質量％以上がより好ましく、０．０５質量％以上が更に好ましく、その上限は、１質量％以下が好ましく、０．４質量％以下がより好ましく、０．２質量％以下が更に好ましく、０．１質量％以下が特に好ましい。
　本発明の非水電解液において、前記一般式（Ｉ）で表される有機スズ化合物を以下に述べる非水溶媒、電解質塩、更にその他の添加剤を組み合わせることにより、広い温度範囲での電気化学特性が相乗的に向上するという特異な効果を発現する。
［第II発明］
　第II発明の非水電解液が、広い温度範囲での電気化学特性を大幅に改善できる理由は必ずしも明確ではないが、以下のように考えられる。
　第II発明の非水電解液が含有する前記一般式（II）及び／又は（III）で表される有機スズ化合物は、スズ元素に４つの置換基を有し、そのうちの少なくとも２つが脂肪族置換基であり、互いに結合して環を形成した構造を有する（一般式（II））か、もしくは、少なくとも１つの置換基がスズ元素と結合する炭素を有し、この炭素に更に２つの脂肪族置換基を有している（一般式（III））。このような特定構造を有する有機スズ化合物を非水電解液中に含有させることにより、スズ元素に由来した耐熱性の高い被膜と環構造もしくは分枝構造を有する嵩高い置換基による立体的な効果により、耐熱性が高く、しかも低温での放電性能に優れた被膜となると考えられる。そのため低温から高温まで広い温度範囲での電気化学特性が著しく向上する特異的な効果をもたらすことが分かった。
　第II発明の非水電解液に含まれる有機スズ化合物は、下記一般式（II）及び／又は（III）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
（式中、Ｒ11、Ｒ12及びＬ1は前記のとおりである。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
（式中、Ｒ23～Ｒ28は前記のとおりである。）
　前記一般式（II）のＲ11及びＲ12は、それぞれ独立に炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、炭素数４～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、又は炭素数３～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基がより好ましく、炭素数５～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、又は炭素数３～６の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基が更に好ましい。
　また、Ｒ11及びＲ12が、炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基であり、互いに環を形成していてもよく、この場合、好ましい環を構成する連結鎖はＬ1と同様である。
　Ｌ1は、炭素数２～１０の直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基、又は炭素数４～１０の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニレン基を示し、炭素数４～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基、又は炭素数４～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基がより好ましく、炭素数４～６の直鎖のアルキレン基が更に好ましい。
　Ｒ11、Ｒ12、Ｌ1の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
　Ｒ11及びＲ12の具体例としては、（i）メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基等の分枝鎖のアルキル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がフッ素で置換されたアルキル基、（ii）ビニル基、２－プロペン－１－イル基、２－ブテンー１－イル基、３－ブテンー１－イル基、４－ペンテン－１－イル基、５－ヘキセン－１－イル基等の直鎖のアルケニル基、又は３－ブテン－２－イル基、２－メチル－１－プロペン－１－イル基、２－メチル－２－プロペン－１－イル基、３－ペンテン－２－イル基、２－メチル－３－ブテン－２－イル基、３－メチル－２－ブテン－１－イル基等の分枝鎖のアルケニル基、（iii）エチニル基、２－プロピン－１－イル基、２－ブチン－１－イル基、３－ブチン－１－イル基、４－ペンチン－１－イル基、５－ヘキシン－１－イル基等の直鎖のアルキニル基、又は３－ブチン－２－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブチン－２－イル基等の分枝鎖のアルキニル基、（iv）フェニル基、２－メチルフェニル基、３－メチルフェニル基、４－メチルフェニル基、４－ｔｅｒｔ-ブチルフェニル基、４－メトキシフェニル基、２，４，６－トリメチルフェニル基、２－フルオロフェニル基、３－フルオロフェニル基、４－フルオロフェニル基、２，４－ジフルオロフェニル基、２，６－ジフルオロフェニル基、３，４－ジフルオロフェニル基、２，４，６－トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、４－トリフルオロメチルフェニル基等のアリール基等が好適に挙げられる。これらの中でも、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、２－プロペン－１－イル基が好ましく、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、２－プロペン－１－イル基が更に好ましい。
　Ｒ11及びＲ12が、炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基であり、互いに環を形成している場合の具体例としては、エタン－１，２－ジイル基、プロパン－１，３－ジイル基、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基、ヘプタン－１，７－ジイル基、オクタン－１，８－ジイル基等が好適に挙げられる。これらの中でも、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基、ヘプタン－１，７－ジイル基、オクタン－１，８－ジイル基が好ましく、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基が更に好ましい。
　Ｌ1の具体例としては、エタン－１，２－ジイル基、プロパン－１，３－ジイル基、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基、ヘプタン－１，７－ジイル基、オクタン－１，８－ジイル基等が好適に挙げられる。これらの中でも、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基、ヘプタン－１，７－ジイル基、オクタン－１，８－ジイル基が好ましく、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基が更に好ましい。
　前記一般式（II）で表される有機スズ化合物の具体例としては、１，１－ジメチル－１－スタンナシクロプロパン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロプロパン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロプロパン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロプロパン、１，１－ジメチル－１－スタンナシクロブタン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロブタン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロブタン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロブタン、１，１－ジメチル－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジエチル－１－スタンナシクロペンタン、１－ブチル－１－メチル－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジメチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジエチル－１－スタンナシクロヘキサン、１－ブチル－１－メチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロヘキサン、１，１，４，４－テトラメチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジブチル－４，４－ジメチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジメチル－１－スタンナシクロヘプタン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロヘプタン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロヘプタン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロヘプタン、１，１－ジメチル－１－スタンナシクロオクタン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロオクタン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロオクタン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロオクタン、５－スタンナスピロ［４，４］ノナン、５－スタンナスピロ［４，５］デカン、６－スタンナスピロ［５，５］ウンデカン、３，３，９，９－テトラメチル－６－スタンナスピロ［５，５］ウンデカン、７－スタンナスピロ［６，６］トリデカンが好適に挙げられる。
　上記化合物の中でも、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロペンタン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロヘキサン、１，１－ジブチル－１－スタンナシクロヘプタン、１，１－ジペンチル－１－スタンナシクロヘプタン、１，１－ジ（２－プロペン－１－イル）－１－スタンナシクロヘプタン、６－スタンナスピロ［５，５］ウンデカン、７－スタンナスピロ［６，６］トリデカンがより好ましい。
　前記一般式（III）のＲ23～Ｒ25は、それぞれ独立に、炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数３～８のシクロアルキル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、炭素数３～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数５～７のシクロアルキル基、又は炭素数３～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基がより好ましく、炭素数３～８の分枝鎖のアルキル基又は炭素数５～７のシクロアルキル基が更に好ましい。Ｒ23～Ｒ25のうち、１個以上が炭素数３～８の分枝鎖のアルキル基、又は炭素数５～７のシクロアルキル基であることが好ましく、２個以上が炭素数３～８の分枝鎖のアルキル基、又は炭素数５～７のシクロアルキル基であると更に好ましい。
　Ｒ26及びＲ27は、それぞれ独立に、炭素数１～６の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数２～６の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基、又は炭素数２～６の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基を示し、炭素数１～４の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数２～４の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基がより好ましい。Ｒ26及びＲ27は互いに結合して環を形成しているとより好ましく、この場合、環を構成する炭素数は３～９がより好ましく４～６が更に好ましい。
　Ｒ28は、水素原子、炭素数１～６の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数２～６の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基、又は炭素数２～６の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基を示し、水素原子、炭素数１～４の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、又は炭素数２～４の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基がより好ましい。
　Ｒ23～Ｒ28の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
　前記一般式（III）のＲ23～Ｒ25の具体例としては、(i)メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基等の分枝鎖のアルキル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたアルキル基、(ii)ビニル基、２－プロペン－１－イル基、２－ブテンー１－イル基、３－ブテンー１－イル基、４－ペンテン－１－イル基、５－ヘキセン－１－イル基等の直鎖のアルケニル基、又は３－ブテン－２－イル基、２－メチル－１－プロペン－１－イル基、２－メチル－２－プロペン－１－イル基、３－ペンテン－２－イル基、２－メチル－３－ブテン－２－イル基、３－メチル－２－ブテン－１－イル基等の分枝鎖のアルケニル基、(iii)エチニル基、２－プロピン－１－イル基、２－ブチン－１－イル基、３－ブチン－１－イル基、４－ペンチン－１－イル基、５－ヘキシン－１－イル基等の直鎖のアルキニル基、又は３－ブチン－２－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブチン－２－イル基等の分枝鎖のアルキニル基、(iv)シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基等が好適に挙げられる。これらの中でも、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ビニル基、２－プロペン－１－イル基、２－プロピン－１－イル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基が好ましく、ｉｓｏ－プロピル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が更に好ましい。
　Ｒ26及びＲ27の具体例としては、(i)メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基等の分枝鎖のアルキル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたアルキル基、(ii)ビニル基、２－プロペン－１－イル基、２－ブテンー１－イル基、３－ブテンー１－イル基、４－ペンテン－１－イル基、５－ヘキセン－１－イル基等の直鎖のアルケニル基、又は３－ブテン－２－イル基、２－メチル－１－プロペン－１－イル基、２－メチル－２－プロペン－１－イル基、３－ペンテン－２－イル基、２－メチル－３－ブテン－２－イル基、３－メチル－２－ブテン－１－イル基等の分枝鎖のアルケニル基、(iii)エチニル基、２－プロピン－１－イル基、２－ブチン－１－イル基、３－ブチン－１－イル基、４－ペンチン－１－イル基、５－ヘキシン－１－イル基等の直鎖のアルキニル基、又は３－ブチン－２－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブチン－２－イル基等の分枝鎖のアルキニル基等が好適に挙げられる。これらの中でも、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉｓｏ－プロピル基、ビニル基、２－プロペン－１－イル基、エチニル基、２－プロピン－１－イル基が好ましく、メチル基、エチル基、ビニル基が更に好ましい。
　Ｒ28の具体例としては、水素原子であってもよいこと以外はＲ26及びＲ27と同じであり、水素原子、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｉｓｏ－プロピル基、ビニル基、２－プロペン－１－イル基、エチニル基、２－プロピン－１－イル基が好ましく、水素原子、メチル基、エチル基が更に好ましい。
　Ｒ26及びＲ27は互いに結合して環を形成しているとより好ましく、Ｓｎ原子に結合する置換基（－ＣＲ26Ｒ27Ｒ28）の具体例としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基等のシクロアルキル基が好適に挙げられ、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基が更に好ましい。
　前記一般式（Ｉ）で表される有機スズ化合物の具体例としては、トリメチル（ｉｓｏ-プロピル）スズ、（ｓｅｃ-ブチル）トリメチルスズ、（ｔｅｒｔ-ブチル）トリメチルスズ、（ｔｅｒｔ-アミル）トリメチルスズ、トリブチル（ｉｓｏ-プロピル）スズ、トリブチル（ｓｅｃ-ブチル）スズ、トリブチル（ｔｅｒｔ-ブチル）スズ、（ｔｅｒｔ-アミル）トリブチルスズ、トリペンチル（ｉｓｏ-プロピル）スズ、（ｓｅｃ-ブチル）トリペンチルスズ、（ｔｅｒｔ-ブチル）トリペンチルスズ、（ｔｅｒｔ-アミル）トリペンチルスズ、　トリヘキシル（ｉｓｏ-プロピル）スズ、（ｓｅｃ-ブチル）トリヘキシルスズ、（ｔｅｒｔ-ブチル）トリヘキシルスズ、（ｔｅｒｔ-アミル）トリヘキシルスズ、トリオクチル（ｉｓｏ-プロピル）スズ、（ｓｅｃ-ブチル）トリオクチルスズ、（ｔｅｒｔ-ブチル）トリオクチルスズ、（ｔｅｒｔ-アミル）トリオクチルスズ、ジメチルジ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、ジ（ｓｅｃ-ブチル）ジメチルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-ブチル）ジメチルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-アミル）ジメチルスズ、ジブチルジ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、ジブチルジ（ｓｅｃ-ブチル）スズ、ジブチルジ（ｔｅｒｔ-ブチル）スズ、ジ（ｔｅｒｔ-アミル）ジブチルスズ、ジペンチルジ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、ジ（ｓｅｃ-ブチル）ジペンチルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-ブチル）ジペンチルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-アミル）ジペンチルスズ、　ジヘキシルジ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、ジ（ｓｅｃ-ブチル）ジヘキシルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-ブチル）ジヘキシルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-アミル）ジヘキシルスズ、ジオクチルジ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、ジ（ｓｅｃ-ブチル）ジオクチルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-ブチル）ジオクチルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-アミル）ジオクチルスズ、テトラ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、テトラ（ｓｅｃ-ブチル）スズ、シクロプロピルトリメチルスズ、トリブチル（シクロプロピル）スズ、シクロプロピルトリペンチルスズ、シクロプロピルトリヘキシルスズ、シクロプロピルトリオクチルスズ、シクロブチルトリメチルスズ、トリブチル（シクロブチル）スズ、シクロブチルトリペンチルスズ、シクロブチルトリヘキシルスズ、シクロブチルトリオクチルスズ、シクロペンチルトリメチルスズ、トリブチル（シクロペンチル）スズ、シクロペンチルトリペンチルスズ、シクロペンチルトリヘキシルスズ、シクロペンチルトリオクチルスズ、シクロヘキシルトリメチルスズ、トリブチル（シクロヘキシル）スズ、シクロヘキシルトリペンチルスズ、シクロヘキシルトリヘキシルスズ、シクロヘキシルトリオクチルスズ、シクロヘプチルトリメチルスズ、トリブチル（シクロヘプチル）スズ、シクロヘプチルトリペンチルスズ、シクロヘプチルトリヘキシルスズ、シクロヘプチルトリオクチルスズ、シクロオクチルトリメチルスズ、トリブチル（シクロオクチル）スズ、シクロオクチルトリペンチルスズ、シクロオクチルトリヘキシルスズ、シクロオクチルトリオクチルスズ、ジ（シクロペンチル）ジメチルスズ、ジブチルジ（シクロペンチル）スズ、ジ（シクロペンチル）ジペンチルスズ、ジ（シクロペンチル）ジヘキシルスズ、ジ（シクロペンチル）ジオクチルスズ、ジ（シクロヘキシル）ジメチルスズ、ジブチルジ（シクロヘキシル）スズ、ジ（シクロヘキシル）ジペンチルスズ、ジ（シクロヘキシル）ジヘキシルスズ、ジ（シクロヘキシル）ジオクチルスズ、トリ（シクロペンチル）メチルスズ、ブチルジトリ（シクロペンチル）スズ、トリ（シクロペンチル）ペンチルスズ、トリ（シクロペンチル）ヘキシルスズ、トリ（シクロペンチル）オクチルスズ、トリ（シクロヘキシル）メチルスズ、ブチルトリ（シクロヘキシル）スズ、トリ（シクロヘキシル）ペンチルスズ、トリ（シクロヘキシル）ヘキシルスズ、トリ（シクロヘキシル）オクチルスズ、テトラシクロペンチルスズ、テトラシクロヘキシルスズが好適に挙げられる。
　上記化合物の中でも、ジブチルジ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、ジブチルジ（ｓｅｃ-ブチル）スズ、ジブチルジ（ｔｅｒｔ-ブチル）スズ、ジペンチルジ（ｉｓｏ-プロピル）スズ、ジ（ｓｅｃ-ブチル）ジペンチルスズ、ジ（ｔｅｒｔ-ブチル）ジペンチルスズ、トリブチル（シクロペンチル）スズ、シクロペンチルトリペンチルスズ、トリブチル（シクロヘキシル）スズ、シクロヘキシルトリペンチルスズ、トリブチル（シクロヘプチル）スズ、シクロヘプチルトリペンチルスズ、ジブチルジ（シクロペンチル）スズ、ジ（シクロペンチル）ジペンチルスズ、ブチルジトリ（シクロペンチル）スズ、トリ（シクロペンチル）ペンチルスズ、テトラシクロペンチルスズがより好ましい。
　Ｒ11、Ｒ12、Ｌ1、Ｒ23～Ｒ28の置換基が上記の範囲の場合に、広い温度範囲での電気化学特性を大幅に改善できるので好ましい。
　本発明の非水電解液において、非水電解液に含有される前記一般式（II）及び／又は（III）で表される有機スズ化合物の含有量は、非水電解液中に０．００１～５質量％が好ましい。該含有量が５質量％以下であれば、電極上に過度に被膜が形成され低温特性が低下するおそれが少なく、また０．００１質量％以上であれば被膜の形成が十分であり、高温保存特性の改善効果が高まる。該含有量は、非水電解液中に０．００８質量％以上が好ましく、０．０２質量％以上がより好ましい。また、その上限は、３質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましい。
　本発明の非水電解液において、前記一般式（II）及び／又は（III）で表される有機スズ化合物を以下に述べる非水溶媒、電解質塩、更にその他の添加剤を組み合わせることにより、広い温度範囲での電気化学特性が相乗的に向上するという特異な効果を発現する。
［第III発明］
　第III発明の非水電解液が、広い温度範囲での電気化学特性を大幅に改善できる理由は必ずしも明確ではないが、以下のように考えられる。
　第III発明の非水電解液が含有する前記一般式（IV）で示される有機スズ化合物は、スズ元素に置換基を有し、そのうちの少なくとも１つが炭化水素基であり、少なくとも１つの置換基がスズ原子と酸素原子又は硫黄原子を介して結合している。このような特定構造を有する有機スズ化合物とフッ素原子又は炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートを非水電解液中に含有させることにより、スズ原子と酸素原子又は硫黄原子に由来する低温での放電性能に優れるという性質とフッ素原子又は炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートによる高い耐熱性を併せ持つ良質な被膜となると考えられる。そのため低温から高温まで広い温度範囲での電気化学特性が著しく向上する特異的な効果をもたらすことが分かった。
　第III発明の非水電解液に含まれる有機スズ化合物は、下記一般式（IV）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
 （式中、Ｘ1、Ｘ2、及びＸ3はそれぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子を含む下記の置換基を示し、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
 　また、Ｘ1及びＸ2は互いに結合し、下記の置換基であってもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
　一般式（IV）のＲ31は、炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基、炭素数２～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、炭素数４～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基又は炭素数３～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルケニル基が好ましい。
　Ｒ32及びＲ33は、炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、炭素数１～４の直鎖もしくは分枝鎖のアルキル基が好ましい。
　Ｙは酸素原子又は硫黄原子を示し、酸素原子が好ましい。
　Ｌは、エーテル結合又は炭素－炭素不飽和結合を有してもよい炭素数１～８の直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基を示し、炭素数１～４の直鎖もしくは分枝鎖のアルキレン基が好ましい。
　Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33及びＬ3の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。
　一般式（IV）のａ、ｂ及びｃは０又は１を示し、ｄは１～３の整数を示し、ｍは０又は１を示す。ｍ＝０場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝４であり、ｍ＝１の場合、ａ＝ｂ＝ｃ＝０、ｄ＝２である。
　Ｒ31の具体例としては、(i)メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基等の分枝鎖のアルキル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたアルキル基、(ii)ビニル基、２－プロペン－１－イル基、２－ブテンー１－イル基、３－ブテンー１－イル基、４－ペンテン－１－イル基、５－ヘキセン－１－イル基等の直鎖のアルケニル基、又は３－ブテン－２－イル基、２－メチル－１－プロペン－１－イル基、２－メチル－２－プロペン－１－イル基、３－ペンテン－２－イル基、２－メチル－３－ブテン－２－イル基、３－メチル－２－ブテン－１－イル基等の分枝鎖のアルケニル基、(iii)エチニル基、２－プロピン－１－イル基、２－ブチン－１－イル基、３－ブチン－１－イル基、４－ペンチン－１－イル基、５－ヘキシン－１－イル基等の直鎖のアルキニル基、又は３－ブチン－２－イル基、３－ペンチン－２－イル基、２－メチル－３－ブチン－２－イル基等の分枝鎖のアルキニル基、(iv)フェニル基、２－メチルフェニル基、３－メチルフェニル基、４－メチルフェニル基、４－ｔｅｒｔ-ブチルフェニル基、４－メトキシフェニル基、２，４，６－トリメチルフェニル基、２－フルオロフェニル基、３－フルオロフェニル基、４－フルオロフェニル基、２，４－ジフルオロフェニル基、２，６－ジフルオロフェニル基、３，４－ジフルオロフェニル基、２，４，６－トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、４－トリフルオロメチルフェニル基等のアリール基等が好適に挙げられる。これらの中でも、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基、２－プロペン－１－イル基が好ましい。
　Ｒ32及びＲ33の具体例としては、(i)メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基、ｎ－ペンチル基、ｎ－ヘキシル基、ｎ－ヘプチル基、ｎ－オクチル基等の直鎖のアルキル基、ｉｓｏ－プロピル基、ｓｅｃ－ブチル基、ｔｅｒｔ－ブチル基、ｔｅｒｔ－アミル基等の分枝鎖のアルキル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２，２，２－トリフルオロエチル基等の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたアルキル基、(ii)フェニル基、２－メチルフェニル基、３－メチルフェニル基、４－メチルフェニル基、４－ｔｅｒｔ-ブチルフェニル基、４－メトキシフェニル基、２，４，６－トリメチルフェニル基、２－フルオロフェニル基、３－フルオロフェニル基、４－フルオロフェニル基、２，４－ジフルオロフェニル基、２，６－ジフルオロフェニル基、３，４－ジフルオロフェニル基、２，４，６－トリフルオロフェニル基、ペンタフルオロフェニル基、４－トリフルオロメチルフェニル基等のアリール基等が好適に挙げられ、中でも、メチル基、エチル基、ｎ－プロピル基、ｎ－ブチル基が好ましい。
　Ｌ3の具体例としては、メチレン基、エタン－１，２－ジイル基、プロパン－１，３－ジイル基、ブタン－１，４－ジイル基、ペンタン－１，５－ジイル基、ヘキサン－１，６－ジイル基、ヘプタン－１，７－ジイル基、オクタン－１，８－ジイル基等の直鎖のアルキレン基、１，１－エタンジイル基、２，２－ジメチル－１，３－プロパンジイル基、１－メチル－１，２－ブタンジイル基、２－メチル－２，４－ペンタンジイル基、１，２－オクタンジイル基等の分枝のアルキレン基、１－（ブチルオキシメチル）エタン－１，２－ジイル基、１－（アリルオキシメチル）エタン－１，２－ジイル基、２－ブテン－１，４―ジイル基等のエーテル結合もしくは炭素―炭素不飽和結合を有するアルキレン基、２，２－ジフルオロプロパン－１，３－ジイル基等の水素原子の一部がフッ素原子で置換されたアルキレン基等が好適に挙げられ、中でも、メチレン基、エタン－１，２－ジイル基、プロパン－１，３－ジイル基が好ましい。
　Ｘ1、Ｘ2、Ｘ3、Ｙ及びＲ31の置換基が上記の範囲の場合に、広い温度範囲での電気化学特性を大幅に改善できるので好ましい。
　前記一般式（IV）で示される化合物としては、次の（ａ）～（ｆ）が挙げられる。
（ａ）有機スズスルホネート〔ｍ＝０、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のうち少なくとも１つが、－ＯＳＯ2Ｒ32で示される化合物〕
（ｂ）有機スズカルボキシレート〔ｍ＝０、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のうち少なくとも１つが、－ＯＣ（Ｏ）Ｒ32で示される化合物〕
（ｃ）有機スズアルコキシド〔ｍ＝０、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のうち少なくとも１つが、－ＯＲ32もしくは、－Ｏ－Ｌ3－Ｏ－で示される化合物〕
（ｄ）有機スズβ－ジカルボニル〔ｍ＝０、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のうち少なくとも１つが、－ＯＣ（Ｒ32）＝ＣＨＣ（Ｏ）Ｒ32、又は－ＯＣ（Ｒ33）＝ＣＨＣ（Ｏ）ＯＲ32で示される化合物〕
（ｅ）有機スズオキシド／サルファイド〔ｍ＝１、Ｙが酸素原子もしくは硫黄原子で示される化合物〕
（ｆ）有機スズチオレート、メルカプトオキシド、メルカプトカルボキシレート〔ｍ＝０、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3のうち少なくとも１つが、－Ｓ－Ｌ3－Ｓ－、－Ｓ－Ｌ3－Ｏ－、又は－Ｓ－Ｌ3－Ｃ（Ｏ）Ｏ－で示される化合物〕
　より具体的には次に示す化合物が例示されるが、下記の例示により何ら制限されるものではない。
（ａ）有機スズスルホネートとしては、ジメチルスズジメタンスルホネート、ジイソプロピルスズジメタンスルホネート、ジシクロヘキスルスズジメタンスルホネート、ジブチルスズジメタンスルホネート、トリブチルスズメタンスルホネート、モノブチルスズトリメタンスルホネート、ジブチルスズジエタンスルホネート、ジブチルスズビス（トリフルオロメタンスルホネート）、６，６－ジブチル－１，５，２，４，６－ジオキサジチアスズ　２，２，４，４－テトラオキシド〔（Ｃ4Ｈ9）2Ｓｎ（－ＯＳＯ2ＣＨ2ＳＯ2Ｏ－）〕、ジフェニルスズジメタンスルホネート、ジフェニルスズビス（トリフルオロメタンスルホネート）等のＳｎ－ＯＳＯ2結合を有する化合物が挙げられる。
　これらの中でも、ジメチルスズジメタンスルホネート、ジブチルスズジメタンスルホネート、トリブチルスズメタンスルホネート、モノブチルスズトリメタンスルホネート、ジブチルスズジエタンスルホネート、ジブチルスズビス（トリフルオロメタンスルホネート）、６，６－ジブチル－１，５，２，４，６－ジオキサジチアスズ　２，２，４，４－テトラオキシドが好ましく、ジブチルスズジメタンスルホネート、ジブチルスズジエタンスルホネート、ジブチルスズビス（トリフルオロメタンスルホネート）、６，６－ジブチル－１，５，２，４，６－ジオキサジチアスズ　２，２，４，４－テトラオキシドが更に好ましい。
（ｂ）有機スズカルボキシレートとしては、ジメチルスズジアセテート、ジイソプロピルスズジアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジフェニルスズジアセテート、トリブチルスズアセテート、ジブチルスズジアクリレート、ジブチルスズジメタクリレート、ジブチルスズジベンゾエート、ジブチルスズビス（ヘキサフルオロベンゾエート）、ジブチルスズビス（ネオデカノエート）、ジブチルスズビス（２－エチルヘキサノエート）、ジブチルスズジドデカノエート等のＳｎ－ＯＣ（Ｏ）結合を有する化合物が挙げられる。
　これらの中でも、ジメチルスズジアセテート、ジイソプロピルスズジアセテート、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジアクリレート、ジブチルスズジメタクリレート、ジブチルスズジベンゾエート、ジブチルスズビス（ヘキサフルオロベンゾエート）、ジブチルスズビス（２－エチルヘキサノエート）が好ましく、ジブチルスズジアセテート、ジブチルスズジアクリレート、ジブチルスズジメタクリレート、ジブチルスズジベンゾエートが更に好ましい。
（ｃ）有機スズアルコキシドとしては、ブチルスズトリメトキシド、ジブチルスズジメトキシド、トリブチルスズメトキシド、ジオクチルスズジメトキシド、ジフェニルスズジメトキシド、ジブチルスズジブトキシド、ジブチルスズジイソプロポキシド、の一価アルコールのアルコキサイド、ジブチルスズエチレングリコラート、ジビニルスズエチレングリコラート、ジアリルスズエチレングリコラート、ジブチルスズ（１－ヘキシル）エチレングリコラート、ジビニルスズ（１－ヘキシル）エチレングリコラート、ジブチルスズ（１－ビニルオキシメチル）エチレングリコラート、ジブチルスズ（１－アリロキシメチル）エチレングリコラート、ジブチルズ（１－ブトキシメチル）エチレングリコラート、ジブチルスズ－１，３－プロピレングリコラート、ジブチルスズ（２，２－ジメチル）－１，３－プロピレングリコラート、ジブチルスズ（１，１，３－トリメチル）－１，３－プロピレングリコラート、ジブチルスズ（２，２－ジフルオロ）－１，３－プロピレングリコラート、ジブチルスズ（２－ブテニレン）－１，４－グリコラート等の有機スズグリコラートが挙げられる。
　これらの中でも、ジブチルスズジメトキシド、ジオクチルスズジメトキシド、ジブチルスズジブトキシド、ジブチルスズエチレングリコラート、ジビニルスズエチレングリコラート、ジアリルスズエチレングリコラート、ジブチルスズ（１－ヘキシル）エチレングリコラート、ジブチルスズ（１－アリロキシメチル）エチレングリコラート、ジブチルスズ（１－ブトキシメチル）エチレングリコラート、ジブチルスズ－１，３－プロピレングリコラート、ジブチルスズ（２，２－ジメチル）－１，３－プロピレングリコラート、ジブチルスズ（２，２－ジフルオロ）－１，３－プロピレングリコラート、ジブチルスズ（２－ブテニレン）－１，４－グリコラートが好ましく、ジブチルスズジメトキシド、ジオクチルスズジメトキシド、ジブチルスズジブトキシド、ジブチルスズエチレングリコラート、ジブチルスズ－１，３－プロピレングリコラートが更に好ましい。
（ｄ）有機スズβ－ジカルボニル化合物としては、ジブチルスズビス（アセチルアセトネート）、ジフェニルスズビス（アセチルアセトネート）、トリブチルスズ（アセチルアセトネート）、ジブチルスズビス（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）、ジブチルスズビス（２，２，６，６－テトラメチル－３，５－ヘプタンジオネート）、ジブチルスズビス（２，２－ジメチル－３，５－ヘキサンジオネート）、ジブチルスズビス（メチルアセチルアセテート）、ジブチルスズビス(エチルアセチルアセテート)、ジブチルスズビス（ベンゾイルアセトネート）、ジブチルスズビス（ジベンゾイルメタネート）等の有機スズβ－ジケトネート及びβ－ケトエステル化合物が挙げられる。
　これらの中でも、ジブチルスズビス（アセチルアセトネート）、ジブチルスズビス（ヘキサフルオロアセチルアセトネート）、ジブチルスズビス（メチルアセチルアセテート）、ジブチルスズビス(エチルアセチルアセテート)、ジブチルスズビス（ベンゾイルアセトネート）が好ましく、ジブチルスズビス（アセチルアセトネート）、ジブチルスズビス（メチルアセチルアセテート）、ジブチルスズビス(エチルアセチルアセテート)が更に好ましい。
（ｅ）有機スズオキシド／サルファイドとしては、ジメチルスズオキシド、ジイゾプロピルスズオキシド、ジビニルスズオキシド、ジアリルスズオキシド、ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズオキシド、メチルフェニルスズオキシド、ジフェニルスズオキシド、ジシクロヘキスルスズオキシド、ジメチルスズサルファイド、ジブチルスズサルファイド等のＳｎ＝Ｏ、Ｓｎ＝Ｓ結合を有するものが挙げられる。
　これらの中でも、ジメチルスズオキシド、ジイソプロピルスズオキシド、ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズオキシド、メチルフェニルスズオキシド、ジシクロヘキスルスズオキシドが好ましく、ジブチルスズオキシド、ジオクチルスズオキシドが更に好ましい。
（ｆ）有機スズチオレート、メルカプトオキシド、メルカプトカルボキシレートとしては、モノブチルスズトリス（メタンチオレート）、ジブチルスズビス（メタンチオレート）〔（Ｃ4Ｈ9）2Ｓｎ（ＳＣＨ3）2〕、ジフェニルスズビス（メタンチオレート）、トリブチルスズメタンチオレート、モノブチルスズトリス（メタンチオレート）、ジブチルスズ（１，２－エタンジチオラート）、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－モノチオエチレングリコラート〔（Ｃ4Ｈ9）2Ｓｎ（－ＳＣＨ2ＣＨ2Ｏ－）〕等のＳｎ－Ｓ結合もしくは、Ｏ－Ｓｎ－Ｓ結合を含む化合物、モノメチルスズＳ，Ｓ，Ｓ－トリス（イソオクチルチオグリコレート）、モノブチルスズ－Ｓ，Ｓ，Ｓ－トリス（イソオクチルチオグリコレート）、モノオクチルスズ－Ｓ，Ｓ，Ｓ－トリス（イソオクチルチオグリコレート）、ジメチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（イソオクチルチオグリコレート）、ジブチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（イソオクチルチオグリコレート）、ジオクチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（イソオクチルチオグリコレート）、ジブチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（ブチル－３－メルカプトプロピオネート）、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－チオグリコレート〔（Ｃ4Ｈ9）2Ｓｎ（－ＳＣＨ2ＣＯ2－）〕、ジビニルスズ－Ｏ，Ｓ－チオグリコラート、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－（３－メルカプトプロピオネート）、ジブチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（メチルチオグリコレート）〔（Ｃ4Ｈ9）2Ｓｎ（ＳＣＨ2ＣＯ2ＣＨ3）2〕、ジフェニルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（メチルチオグリコレート）等のＳｎ－Ｓ－Ｌ－Ｃ（Ｏ）Ｏ－結合を含むものが挙げられる。
　これらの中でも、モノブチルスズトリス（メタンチオレート）、ジブチルスズビス（メタンチオレート）、ジブチルスズ－１，２－エタンジチオラート、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－モノチオエチレングリコラート、ジブチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（イソオクチルチオグリコレート）、ジオクチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（イソオクチルチオグリコレート）、ジブチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（ブチル－３－メルカプトプロピオネート）、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－チオグリコレート、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－（３－メルカプトプロピオネート）、ジブチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（メチルチオグリコレート）が好ましく、ジブチルスズビス（メタンチオレート）、ジブチルスズ－１，２－エタンジチオラート、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－モノチオエチレングリコラート、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－チオグリコレート、ジブチルスズ－Ｏ，Ｓ－３－メルカプトプロピオネート、ジブチルスズ－Ｓ，Ｓ－ビス（メチルチオグリコレート）が更に好ましい。
　上記有機スズ化合物の中でも（ａ）有機スズスルホネート、（ｂ）有機スズカルボキシレートがより好ましい。
　本発明の非水電解液において、非水電解液に含有される前記一般式（IV）で示される有機スズ化合物の含有量は、非水電解液中に０．００１～５質量％が好ましい。該含有量が５質量％以下であれば、電極上に過度に被膜が形成され低温特性が低下するおそれが少なく、また０．００１質量％以上であれば被膜の形成が十分であり、高温保存特性の改善効果が高まる。該含有量は、非水電解液中に０．００８質量％以上が好ましく、０．０２質量％以上がより好ましい。また、その上限は、３質量％以下が好ましく、１質量％以下がより好ましい。
　本発明の非水電解液において、前記一般式（IV）で示される有機スズ化合物を以下に述べる非水溶媒、電解質塩、更にその他の添加剤を組み合わせることにより、広い温度範囲での電気化学特性が相乗的に向上するという特異な効果を発現する。
〔非水溶媒〕
　本発明の非水電解液に使用される非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状エステル、エーテル、アミド、リン酸エステル、スルホン、ラクトン、ニトリル、Ｓ＝Ｏ結合含有化合物等が挙げられ、環状カーボネートと鎖状エステルの両方が含まれることが好ましい。
　なお、「鎖状エステル」なる用語は、鎖状カーボネート及び鎖状カルボン酸エステルを含む概念である。
　環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、１，２－ブチレンカーボネート、２，３－ブチレンカーボネート、４－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン（ＦＥＣ）、トランス又はシス－４，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン（以下、両者を総称して「ＤＦＥＣ」という）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）等が好適に挙げられる。
　これらの中でも、環状カーボネートが、炭素－炭素二重結合を含まない環状カーボネートの二種類以上で構成される場合に広い温度範囲での電気化学特性が一段と向上するのでより好ましい。特に炭素－炭素二重結合を含まない環状カーボネートとしてプロピレンカーボネートが含まれていると好ましい。
　上記の理由は必ずしも明らかではないが、環状カーボネートが炭素－炭素二重結合を含まない環状カーボネートの二種類以上で構成される場合には、有機スズ化合物と相俟って形成される被膜が過度に緻密化することなく耐熱性が向上するためであると考えられる。
　環状カーボネート中にプロピレンカーボネートが占める体積の割合は、１体積％以上が好ましく、更に好ましくは５体積％以上、特に好ましくは１０体積％以上、また、上限としては、４５体積％以下が好ましく、更に好ましくは３５体積％以下、特に好ましくは２５体積％以下である。
　環状カーボネートの含有量は、非水溶媒の総体積に対して、１０体積％～４０体積％の範囲で用いるのが好ましい。含有量が１０体積％未満であると非水電解液の伝導度が低下し、広い温度範囲での電気化学特性が低下する場合があり、４０体積％を超えると非水電解液の粘性が高くなるため広い温度範囲での電気化学特性が低下する場合があるので上記範囲であることが好ましい。
　これらの環状カーボネートの好適な組合せとしては、ＥＣとＰＣ、ＥＣとＦＥＣ、ＰＣとＦＥＣ、ＦＥＣとＤＦＥＣ、ＥＣとＤＦＥＣ、ＰＣとＤＦＥＣ、ＥＣとＰＣとＦＥＣ等が好ましい。
　本発明の非水電解液において、前記一般式（IV）で示される有機スズ化合物に組み合わせて使用する環状カーボネートとして、少なくともフッ素原子又は炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートを含む場合に、広い温度範囲での電気化学特性が相乗的に向上するという特異な効果を発現する。特にフッ素原子を有する環状カーボネートとして４－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン（ＦＥＣ）又は４，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン（ＤＦＥＣ）、炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートとしてビニレンカーボネート（ＶＣ）及び／又はビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）が含まれていると好ましい。
　フッ素原子を有する環状カーボネートの場合、環状カーボネート中に占める体積の割合は、好ましくは０．１体積％以上、より好ましくは１体積％以上、更に好ましくは１０体積％以上、特に好ましくは３０体積％以上、最も好ましくは５５体積％以上である。また、その上限は、好ましくは９０体積％以下、より好ましくは８０体積％以下、更に好ましくは７０体積％以下である。
　炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートの場合、環状カーボネート中に占める体積の割合は、好ましくは０．１体積％以上、より好ましくは０．５体積％以上、更に好ましくは１体積％以上、また、その上限は、好ましくは１０体積％以下、より好ましくは５体積％以下、更に好ましくは３体積％以下である。
　鎖状エステルとしては、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、メチルプロピルカーボネート（ＭＰＣ）、メチルイソプロピルカーボネート（ＭＩＰＣ）、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート等の非対称鎖状カーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート等の対称鎖状カーボネート、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル等の鎖状カルボン酸エステルが好適に挙げられる。
　鎖状エステルの含有量は、特に制限されないが、非水溶媒の総体積に対して、６０～９０体積％の範囲で用いるのが好ましい。該含有量が６０体積％以上であれば非水電解液の粘度が高くなりすぎず、９０体積％以下であれば非水電解液の電気伝導度が低下して広い温度範囲での電気化学特性が低下するおそれが少ないので上記範囲であることが好ましい。
　前記鎖状エステルの中でも、ジメチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、プロピオン酸メチル、酢酸メチル及び酢酸エチルから選ばれるメチル基を含む鎖状エステルが好ましく、特にメチル基を有する鎖状カーボネートが好ましい。
　また、鎖状カーボネートを用いる場合には、対称鎖状カーボネートと非対称鎖状カーボネートの両方が含まれるとより好ましく、対称鎖状カーボネートの含有量が非対称鎖状カーボネートより多く含まれると更に好ましい。
　鎖状カーボネート中に対称鎖状カーボネートが占める体積の割合は、５０体積％以上であり、５５体積％以上がより好ましい。上限としては、９５体積％以下がより好ましく、８５体積％以下であると更に好ましく、対称鎖状カーボネートにジメチルカーボネート及びジエチルカーボネートが含まれると特に好ましい。非水溶媒中のジエチルカーボネートの含有量としては、１体積％以上が好ましく、２体積％以上がより好ましく、上限としては、１０体積％以下が好ましく、６体積％以下である場合がより好ましい。
　非対称鎖状カーボネートはメチル基を有するとより好ましく、ＭＥＣが特に好ましい。
　上記の場合に一段と広い温度範囲での電気化学特性が向上するので好ましい。
　環状カーボネートと鎖状カーボネートの割合は、広い温度範囲での電気化学特性向上の観点から、環状カーボネート：鎖状カーボネート(体積比)が１０：９０～４５：５５が好ましく、１５：８５～４０：６０がより好ましく、２０：８０～３５：６５が特に好ましい。
　非水電解液中に、更に炭素数１～６の脂肪族炭化水素基が第３級炭素原子又は第４級炭素原子を介してベンゼン環に結合しているベンゼン化合物（第２の添加剤）を含むと、一段と広い温度範囲での電気化学特性が向上するので好ましい。理由は必ずしも明らかではないが、ベンゼン環が負極に吸着し、更にベンゼン環に分枝鎖のアルキル基を有しているので、前記一般式（Ｉ）～（IV）のいずれかで表される有機スズ化合物の１種以上に由来する被膜が過度に緻密化することなく耐熱性が向上するためであると考えられる。
　非水電解液に含有される炭素数１～６の脂肪族炭化水素基が第３級炭素原子又は第４級炭素原子を介してベンゼン環に結合しているベンゼン化合物の含有量は、前記一般式（Ｉ）～（IV）のいずれかで表される有機スズ化合物の質量に対して１～５０倍の質量であることが好ましい。該含有量が前記一般式（Ｉ）～（IV）のいずれかで表される有機スズ化合物の質量に対して５０倍以下であれば、負極上に過度に吸着して低温特性が低下するおそれが少なく、また１倍以上であれば負極への吸着の効果が十分得られる。従って、１倍以上が好ましく、４倍以上が更に好ましく、１０倍以上が特に好ましい。上限としては、５０倍以下が好ましく、４０倍以下が更に好ましく、３０倍以下が特に好ましい。
　炭素数１～６の脂肪族炭化水素基が第３級炭素原子又は第４級炭素原子を介してベンゼン環に結合しているベンゼン化合物としては、ビフェニル、シクロヘキシルベンゼン、フルオロシクロヘキシルベンゼン（１－フルオロ－２－シクロヘキシルベンゼン、１－フルオロ－３－シクロヘキシルベンゼン、１－フルオロ－４－シクロヘキシルベンゼン）、ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン、１,３－ジ－ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ－アミルベンゼン、１－フルオロ－４－ｔｅｒｔ－ブチルベンゼンが好適に挙げられ、ビフェニル、シクロヘキシルベンゼン、ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ－アミルベンゼンがより好ましく、ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ－アミルベンゼンが特に好ましい。
　その他の非水溶媒としては、ピバリン酸メチル、ピバリン酸ブチル、ピバリン酸ヘキシル、ピバリン酸オクチル等の第３級カルボン酸エステル、シュウ酸ジメチル、シュウ酸エチルメチル、シュウ酸ジエチル等のシュウ酸エステル、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン等の環状エーテル、１，２－ジメトキシエタン、１，２－ジエトキシエタン、１，２－ジブトキシエタン等の鎖状エーテル、ジメチルホルムアミド等のアミド、リン酸トリメチル、リン酸トリブチル、リン酸トリオクチル等のリン酸エステル、スルホラン等のスルホン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、α－アンゲリカラクトン等のラクトン、アセトニトリル、プロピオニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル等のニトリル、１，３－プロパンスルトン、１，３－ブタンスルトン、１，４－ブタンスルトン等のスルトン、エチレンサルファイト、ヘキサヒドロベンゾ［１，３，２］ジオキサチオラン－２－オキシド（１，２－シクロヘキサンジオールサイクリックサルファイトともいう）、５－ビニル－ヘキサヒドロ－１，３，２－ベンゾジオキサチオール－２－オキシド、４－（メチルスルホニルメチル）－１，３，２－ジオキサチオラン－２－オキシド等の環状サルファイト、メタンスルホン酸２－プロピニル、ブタン－１，４－ジイル　ジメタンスルホネート、ペンタン－１，５－ジイル　ジメタンスルホネート、プロパン－１，２－ジイル　ジメタンスルホネート、ブタン－２，３－ジイル　ジメタンスルホネート、メチレンメタンジスルホネート等のスルホン酸エステル、ジビニルスルホン、１，２－ビス（ビニルスルホニル）エタン、ビス（２－ビニルスルホニルエチル）エーテル等のビニルスルホン等から選ばれるＳ＝Ｏ結合含有化合物、無水酢酸、無水プロピオン酸等の鎖状のカルボン酸無水物、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水グルタル酸、無水イタコン酸、３－スルホ－プロピオン酸無水物等の環状酸無水物、メトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、エトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、フェノキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、エトキシヘプタフルオロシクロテトラホスファゼン等の環状ホスファゼン、フルオロシクロヘキシルベンゼン（１－フルオロ－２－シクロヘキシルベンゼン、１－フルオロ－３－シクロヘキシルベンゼン、１－フルオロ－４－シクロヘキシルベンゼン）、１－フルオロ－４－ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン等の分枝アルキル基を有する芳香族化合物や、ビフェニル、ターフェニル（ｏ－、ｍ－、ｐ－体）、ジフェニルエーテル、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン（ｏ－、ｍ－、ｐ－体）、アニソール、２，４－ジフルオロアニソール、ターフェニルの部分水素化物（１，２－ジシクロヘキシルベンゼン、２－フェニルビシクロヘキシル、１，２－ジフェニルシクロヘキサン、ｏ－シクロヘキシルビフェニル）等の芳香族化合物が好適に挙げられる。
　上記の中でも、ニトリル、環状構造もしくは不飽和基を有するＳ＝Ｏ基含有化合物、及びスルホン酸エステルから選ばれる少なくとも一種（第３の添加剤）を含むと一段と広い温度範囲での電気化学特性が向上するので好ましい。
　ニトリルの中では、ジニトリルが好ましく、中でも２つのシアノ基が炭素数２～６の脂肪族炭化水素基で連結されたものがより好ましく、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリルが更に好ましく、アジポニトリル、ピメロニトリルが特に好ましい。
　環状構造もしくは不飽和基を有するＳ＝Ｏ基含有化合物の中でも、１，３－プロパンスルトン等のスルトン、エチレンサルファイト、ヘキサヒドロベンゾ［１，３，２］ジオキサチオラン－２－オキシド、５－ビニル－ヘキサヒドロ－１，３，２－ベンゾジオキサチオール－２－オキシド、４－（メチルスルホニルメチル）－１，３，２－ジオキサチオラン－２－オキシド等の環状サルファイト、ジビニルスルホン、ビス（２－ビニルスルホニルエチル）エーテル等のビニルスルホンが好ましく、ヘキサヒドロベンゾ［１，３，２］ジオキサチオラン－２－オキシド、５－ビニル－ヘキサヒドロ－１，３，２－ベンゾジオキサチオール－２－オキシド、４－（メチルスルホニルメチル）－１，３，２－ジオキサチオラン－２－オキシド、ビス（２－ビニルスルホニルエチル）エーテルが更に好ましく、分枝した構造を有する環状サルファイトであるヘキサヒドロベンゾ［１，３，２］ジオキサチオラン－２－オキシド、５－ビニル－ヘキサヒドロ－１，３，２－ベンゾジオキサチオール－２－オキシド、４－（メチルスルホニルメチル）－１，３，２－ジオキサチオラン－２－オキシドが特に好ましい。
　また、スルホン酸エステルの中では、ジスルホン酸エステルが好ましく、中でも２つのスルホニルオキシ基が炭素数２～６の脂肪族炭化水素基で連結されたものがより好ましく、ブタン－１，４－ジイル　ジメタンスルホネート、ペンタン－１，５－ジイル　ジメタンスルホネート、プロパン－１，２－ジイル　ジメタンスルホネート、ブタン－２，３－ジイル　ジメタンスルホネートが更に好ましく、２つのスルホニルオキシ基が分枝アルキレン基で連結されたプロパン－１，２－ジイル　ジメタンスルホネート、ブタン－２，３－ジイル　ジメタンスルホネートが特に好ましい。
　ニトリル、環状構造もしくは不飽和基を有するＳ＝Ｏ基含有化合物、スルホン酸エステルの中では、環状構造もしくは不飽和基を有するＳ＝Ｏ基含有化合物及びスルホン酸エステルが特に好ましい。
　ニトリル、環状構造もしくは不飽和基を有するＳ＝Ｏ基含有化合物、スルホン酸エステルの含有量は、非水電解液中に０．００１～５質量％が好ましい。該含有量が５質量％以下であれば、電極上に過度に被膜が形成され低温特性が低下するおそれが少なく、また０．００１質量％以上であれば被膜の形成が十分であり、高温保存後の低温特性の改善効果が高まる。該含有量は、非水電解液中に０．００５質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、０．１質量％以上が更に好ましく、０．２質量％以上が特に好ましく、その上限は、４質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましく、２質量％以下が更に好ましく、１質量％以下が更に好ましく、０．４質量％以下が特に好ましい。
　上記の非水溶媒は通常、適切な物性を達成するために、混合して使用される。その組合せは、例えば、環状カーボネートと鎖状カーボネートの組合せ、環状カーボネートと鎖状カーボネートとラクトンとの組合せ、環状カーボネートと鎖状カーボネートとエーテルの組合せ、環状カーボネートと鎖状カーボネートと鎖状エステルとの組合せ、環状カーボネートと鎖状カーボネートとニトリルとの組み合わせ等が好適に挙げられる。
　また、非水電解液中には、二酸化炭素を０．０１～０．５質量％含有させると広い温度範囲での電気化学特性が一段と向上するため好ましい。
［電解質塩］
　本発明に使用される電解質塩としては、下記のリチウム塩、オニウム塩が好適に挙げられる。
（リチウム塩）
　リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＰＯ2Ｆ2、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4等の無機リチウム塩、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＰＦ4（ＣＦ3）2、ＬｉＰＦ3（Ｃ2Ｆ5）3、ＬｉＰＦ3（ＣＦ3）3、ＬｉＰＦ3（ｉｓｏ－Ｃ3Ｆ7）3、ＬｉＰＦ5（ｉｓｏ－Ｃ3Ｆ7）等の鎖状のフッ化アルキル基を有するリチウム塩や、（ＣＦ2）2（ＳＯ2）2ＮＬｉ、（ＣＦ2）3（ＳＯ2）2ＮＬｉ等の環状のフッ化アルキレン鎖を含有するリチウム塩、ビス［オキサレート－Ｏ，Ｏ’］ホウ酸リチウムやジフルオロ［オキサレート－Ｏ，Ｏ’］ホウ酸リチウム等のオキサレート錯体をアニオンとするリチウム塩が好適に挙げられる。これらの中でも、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2及びＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2から選ばれる少なくとも１種が好ましく、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4及びＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2から選ばれる少なくとも１種がより好ましい。
（オニウム塩）
　また、オニウム塩としては、下記に示すオニウムカチオンとアニオンを組み合わせた各種塩が好適に挙げられる。
　オニウムカチオンの具体例としては、テトラメチルアンモニウムカチオン、エチルトリメチルアンモニウムカチオン、ジエチルジメチルアンモニウムカチオン、トリエチルメチルアンモニウムカチオン、テトラエチルアンモニウムカチオン、Ｎ，Ｎ－ジメチルピロリジニウムカチオン、Ｎ－エチル－Ｎ－メチルピロリジニウムカチオン、Ｎ，Ｎ－ジエチルピロリジニウムカチオン、スピロ－（Ｎ，Ｎ'）－ビピロリジニウムカチオン、Ｎ，Ｎ'－ジメチルイミダゾリニウムカチオン、Ｎ－エチル－Ｎ'－メチルイミダゾリニウムカチオン、Ｎ，Ｎ'－ジエチルイミダゾリニウムカチオン、Ｎ，Ｎ'－ジメチルイミダゾリウムカチオン、Ｎ－エチル－Ｎ'－メチルイミダゾリウムカチオン、Ｎ，Ｎ'－ジエチルイミダゾリウムカチオン等が好適に挙げられる。
　アニオンの具体例としては、ＰＦ6アニオン、ＢＦ4アニオン、ＣｌＯ4アニオン、ＡｓＦ6アニオン、ＣＦ3ＳＯ3アニオン、Ｎ（ＣＦ3ＳＯ2）2アニオン、Ｎ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2アニオン等が好適に挙げられる。
　これらの電解質塩は、１種単独で又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
　これら全電解質塩が溶解されて使用される濃度は、前記の非水溶媒に対して、通常０．３Ｍ以上が好ましく、０．７Ｍ以上がより好ましく、１．１Ｍ以上が更に好ましい。またその上限は、２．５Ｍ以下が好ましく、２．０Ｍ以下がより好ましく、１．５Ｍ以下が更に好ましい。
〔非水電解液の製造〕
　本発明の非水電解液は、例えば、前記の非水溶媒を混合し、これに前記の電解質塩及び該非水電解液に対して前記一般式（Ｉ）～（IV）のいずれかで表される有機スズ化合物の１種以上を添加することにより得ることができる。
　この際、用いる非水溶媒及び非水電解液に加える化合物は、生産性を著しく低下させない範囲内で、予め精製して、不純物が極力少ないものを用いることが好ましい。
　本発明の非水電解液は、下記の第１～第４の電気化学素子に使用することができ、非水電解質として、液体状のものだけでなくゲル化されているものも使用し得る。更に本発明の非水電解液は固体高分子電解質用としても使用できる。中でも電解質塩にリチウム塩を使用する第１の電気化学素子用（即ち、リチウム電池用）又は第４の電気化学素子用（即ち、リチウムイオンキャパシタ用）として用いることが好ましく、リチウム電池用として用いることが更に好ましく、リチウム二次電池用として用いることが最も適している。
〔第１の電気化学素子（リチウム電池）〕
　本発明のリチウム電池は、リチウム一次電池及びリチウム二次電池を総称する。また、本明細書において、リチウム二次電池という用語は、いわゆるリチウムイオン二次電池も含む概念として用いる。本発明のリチウム電池は、正極、負極及び非水溶媒に電解質塩が溶解されている前記非水電解液からなる。非水電解液以外の正極、負極等の構成部材は特に制限なく使用できる。
　例えば、リチウム二次電池用正極活物質としては、コバルト、マンガン、及びニッケルから１種以上を含有するリチウムとの複合金属酸化物が使用される。これらの正極活物質は、１種単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　このようなリチウム複合金属酸化物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏ1-xＮｉxＯ2（０．０１＜ｘ＜１）、ＬｉＣｏ1/3Ｎｉ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2、ＬｉＮｉ1/2Ｍｎ3/2Ｏ4、ＬｉＣｏ0.98Ｍｇ0.02Ｏ2等が挙げられる。また、ＬｉＣｏＯ2とＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＣｏＯ2とＬｉＮｉＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4とＬｉＮｉＯ2のように併用してもよい。
　また、過充電時の安全性やサイクル特性を向上したり、４．３Ｖ以上の充電電位での使用を可能にするために、リチウム複合金属酸化物の一部は他元素で置換してもよい。例えば、コバルト、マンガン、ニッケルの一部をＳｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｕ、Ｂｉ、Ｍｏ、Ｌａ等の少なくとも１種以上の元素で置換したり、Ｏの一部をＳやＦで置換したり、又はこれらの他元素を含有する化合物を被覆することもできる。
　これらの中では、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＭｎ2Ｏ4、ＬｉＮｉＯ2のような満充電状態における正極の充電電位がＬｉ基準で４．３Ｖ以上で使用可能なリチウム複合金属酸化物が好ましく、ＬｉＣｏ1-xＭxＯ2（但し、ＭはＳｎ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒ、Ｃｒ、Ｖ、Ｇａ、Ｚｎ、Ｃｕから表される少なくとも１種類以上の元素、０．００１≦ｘ≦０．０５）、ＬｉＣｏ1/3Ｎｉ1/3Ｍｎ1/3Ｏ2、ＬｉＮｉ1/2Ｍｎ3/2Ｏ4、Ｌｉ2ＭｎＯ3とＬｉＭＯ2（Ｍは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ等の遷移金属）との固溶体のような４．４Ｖ以上で使用可能なリチウム複合金属酸化物がより好ましい。高充電電圧のリチウム複合金属酸化物を使用すると、充電時における電解液との反応により特に広い温度範囲での電気化学特性が低下しやすいが、本発明に係るリチウム二次電池ではこれらの電気化学特性の低下を抑制することができる。
　特にＭｎを含む正極の場合に正極からのＭｎイオンの溶出に伴い電池の抵抗が増加しやすい傾向にあるため、広い温度範囲での電気化学特性が低下しやすい傾向にあるが、本発明に係るリチウム二次電池ではこれらの電気化学特性の低下を抑制することができるので好ましい。
　更に、正極活物質として、リチウム含有オリビン型リン酸塩を用いることもできる。特に鉄、コバルト、ニッケル及びマンガンから選ばれる少なくとも１種以上含むリチウム含有オリビン型リン酸塩が好ましい。その具体例としては、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＣｏＰＯ4、ＬｉＮｉＰＯ4、ＬｉＭｎＰＯ4等が挙げられる。
　これらのリチウム含有オリビン型リン酸塩の一部は他元素で置換してもよく、鉄、コバルト、ニッケル、マンガンの一部をＣｏ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｗ及びＺｒ等から選ばれる１種以上の元素で置換したり、又はこれらの他元素を含有する化合物や炭素材料で被覆することもできる。これらの中では、ＬｉＦｅＰＯ4又はＬｉＭｎＰＯ4が好ましい。
　また、リチウム含有オリビン型リン酸塩は、例えば前記の正極活物質と混合して用いることもできる。
　また、リチウム一次電池用正極としては、ＣｕＯ、Ｃｕ2Ｏ、Ａｇ2Ｏ、Ａｇ2ＣｒＯ4、ＣｕＳ、ＣｕＳＯ4、ＴｉＯ2、ＴｉＳ2、ＳｉＯ2、ＳｎＯ、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ12、ＶＯx、Ｎｂ2Ｏ5、Ｂｉ2Ｏ3、Ｂｉ2Ｐｂ2Ｏ5，Ｓｂ2Ｏ3、ＣｒＯ3、Ｃｒ2Ｏ3、ＭｏＯ3、ＷＯ3、ＳｅＯ2、ＭｎＯ2、Ｍｎ2Ｏ3、Ｆｅ2Ｏ3、ＦｅＯ、Ｆｅ3Ｏ4、Ｎｉ2Ｏ3、ＮｉＯ、ＣｏＯ3、ＣｏＯ等の、一種もしくは二種以上の金属元素の酸化物あるいはカルコゲン化合物、ＳＯ2、ＳＯＣｌ2等の硫黄化合物、一般式（ＣＦx）nで表されるフッ化炭素（フッ化黒鉛）等が挙げられる。中でも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、フッ化黒鉛等が好ましい。
　正極の導電剤は、化学変化を起こさない電子伝導材料であれば特に制限はない。例えば、天然黒鉛（鱗片状黒鉛等）、人造黒鉛等のグラファイト、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック等が挙げられる。また、グラファイトとカーボンブラックを適宜混合して用いてもよい。導電剤の正極合剤への添加量は、１～１０質量％が好ましく、特に２～５質量％が好ましい。
　正極は、前記の正極活物質をアセチレンブラック、カーボンブラック等の導電剤、及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレンとブタジエンの共重合体（ＳＢＲ）、アクリロニトリルとブタジエンの共重合体（ＮＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、エチレンプロピレンジエンターポリマー等の結着剤と混合し、これに１－メチル－２－ピロリドン等の高沸点溶剤を加えて混練して正極合剤とした後、この正極合剤を集電体のアルミニウム箔やステンレス製のラス板等に塗布して、乾燥、加圧成型した後、５０℃～２５０℃程度の温度で２時間程度真空下で加熱処理することにより作製することができる。
　正極の集電体を除く部分の密度は、通常は１．５ｇ／ｃｍ3以上であり、電池の容量を更に高めるため、好ましくは２ｇ／ｃｍ3以上であり、より好ましくは、３ｇ／ｃｍ3以上であり、更に好ましくは、３．６ｇ／ｃｍ3以上である。なお、上限としては、４ｇ／ｃｍ3以下が好ましい。
　リチウム二次電池用負極活物質としては、リチウム金属やリチウム合金、及びリチウムを吸蔵及び放出することが可能な炭素材料〔易黒鉛化炭素や、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上の難黒鉛化炭素や、（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下の黒鉛等〕、スズ（単体）、スズ化合物、ケイ素（単体）、ケイ素化合物等を１種単独又は２種以上を組み合わせて用いることができる。
　これらの中では、リチウムイオンの吸蔵及び放出能力において、人造黒鉛や天然黒鉛等の高結晶性の炭素材料を使用することが更に好ましく、格子面（００２）の面間隔（ｄ002）が０．３４０ｎｍ（ナノメータ）以下、特に０．３３５～０．３３７ｎｍである黒鉛型結晶構造を有する炭素材料を使用することが特に好ましい。
　複数の扁平状の黒鉛質微粒子が互いに非平行に集合或いは結合した塊状構造を有する人造黒鉛粒子や、例えば鱗片状天然黒鉛粒子に圧縮力、摩擦力、剪断力等の機械的作用を繰り返し与え、球形化処理を施した黒鉛粒子を用いることにより、負極の集電体を除く部分の密度を１．５ｇ／ｃｍ3以上の密度に加圧成形したときの負極シートのＸ線回折測定から得られる黒鉛結晶の（１１０）面のピーク強度Ｉ（１１０）と（００４）面のピーク強度Ｉ（００４）の比Ｉ（１１０）／Ｉ（００４）が０．０１以上となると一段と広い温度範囲での電気化学特性が向上するので好ましく、０．０５以上となることがより好ましく、０．１以上となることが更に好ましい。また、過度に処理し過ぎて結晶性が低下し電池の放電容量が低下する場合があるので、上限は０．５以下が好ましく、０．３以下がより好ましい。
　また、高結晶性の炭素材料（コア材）はコア材よりも低結晶性の炭素材料によって被膜されていると、広い温度範囲での電気化学特性が一段と良好となるので好ましい。被覆の炭素材料の結晶性は、ＴＥＭにより確認することができる。
　高結晶性の炭素材料を使用すると、充電時において非水電解液と反応し、界面抵抗の増加によって低温もしくは高温における電気化学特性を低下させる傾向があるが、本発明に係るリチウム二次電池では広い温度範囲での電気化学特性が良好となる。
　また、負極活物質としてのリチウムを吸蔵及び放出可能な金属化合物としては、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｐ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｇ、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ等の金属元素を少なくとも１種含有する化合物が挙げられる。これらの金属化合物は単体、合金、酸化物、窒化物、硫化物、硼化物、リチウムとの合金等、何れの形態で用いてもよいが、単体、合金、酸化物、リチウムとの合金の何れかが高容量化できるので好ましい。中でも、Ｓｉ、Ｇｅ及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を含有するものが好ましく、Ｓｉ及びＳｎから選ばれる少なくとも１種の元素を含むものが電池を高容量化できるので特に好ましい。
　負極は、上記の正極の作製と同様な導電剤、結着剤、高沸点溶剤を用いて混練して負極合剤とした後、この負極合剤を集電体の銅箔等に塗布して、乾燥、加圧成型した後、５０℃～２５０℃程度の温度で２時間程度真空下で加熱処理することにより作製することができる。
　負極の集電体を除く部分の密度は、通常は１．１ｇ／ｃｍ3以上であり、電池の容量を更に高めるため、好ましくは１．５ｇ／ｃｍ3以上であり、特に好ましくは１．７ｇ／ｃｍ3以上である。なお、上限としては、２ｇ／ｃｍ3以下が好ましい。
　また、リチウム一次電池用の負極活物質としては、リチウム金属又はリチウム合金が挙げられる。
　リチウム電池の構造には特に限定はなく、単層又は複層のセパレータを有するコイン型電池、円筒型電池、角型電池、ラミネート電池等を適用できる。
　電池用セパレータのとしては、特に制限はされないが、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィンの単層又は積層の微多孔性フィルム、織布、不織布等を使用できる。
　本発明におけるリチウム二次電池は、充電終止電圧が４．２Ｖ以上、特に４．３Ｖ以上の場合にも広い温度範囲での電気化学特性に優れ、更に、４．４Ｖ以上においても特性は良好である。放電終止電圧は、通常２．８Ｖ以上、更には２．５Ｖ以上とすることができるが、本願発明におけるリチウム二次電池は、２．０Ｖ以上とすることができる。電流値については特に限定されないが、通常０．１～３０Ｃの範囲で使用される。また、本発明におけるリチウム電池は、－４０～１００℃、好ましくは－１０～８０℃で充放電することができる。
　本発明においては、リチウム電池の内圧上昇の対策として、電池蓋に安全弁を設けたり、電池缶やガスケット等の部材に切り込みを入れる方法も採用することができる。また、過充電防止の安全対策として、電池の内圧を感知して電流を遮断する電流遮断機構を電池蓋に設けることができる。
〔第２の電気化学素子（電気二重層キャパシタ）〕
　電解液と電極界面の電気二重層容量を利用してエネルギーを貯蔵する電気化学素子である。本発明の一例は、電気二重層キャパシタである。この電気化学素子に用いられる最も典型的な電極活物質は、活性炭である。二重層容量は概ね表面積に比例して増加する。
〔第３の電気化学素子〕
　電極のドープ／脱ドープ反応を利用してエネルギーを貯蔵する電気化学素子である。この電気化学素子に用いられる電極活物質として、酸化ルテニウム、酸化イリジウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化銅等の金属酸化物や、ポリアセン、ポリチオフェン誘導体等のπ共役高分子が挙げられる。これらの電極活物質を用いたキャパシタは、電極のドープ／脱ドープ反応にともなうエネルギー貯蔵が可能である。
〔第４の電気化学素子（リチウムイオンキャパシタ）〕
　負極であるグラファイト等の炭素材料へのリチウムイオンのインターカレーションを利用してエネルギーを貯蔵する電気化学素子である。リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）と呼ばれる。正極は、例えば活性炭電極と電解液との間の電気ニ重層を利用したものや、π共役高分子電極のドープ／脱ドープ反応を利用したもの等が挙げられる。電解液には少なくともＬｉＰＦ6等のリチウム塩が含まれる。
　以下、本発明の有機スズ化合物用いた電解液の実施例を示すが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。
実施例I-１～I-１６、比較例I-１～I-３
〔リチウムイオン二次電池の作製〕
　ＬｉＮｉ1/3Ｍｎ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2；９４質量％、アセチレンブラック（導電剤）；３質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；３質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、正極合剤ペーストを調製した。この正極合剤ペーストをアルミニウム箔（集電体）上の片面に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、正極シートを作製した。正極の集電体を除く部分の密度は３．６ｇ／ｃｍ3であった。また、コア材よりも低結晶質の炭素で被覆した人造黒鉛（ｄ002＝０．３３５ｎｍ、ＴＥＭによりコア材よりも低結晶性の炭素が被覆していることが確認されたもの、負極活物質）９５質量％を、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、負極合剤ペーストを調製した。この負極合剤ペーストを銅箔（集電体）上の片面に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き負極シートを作製した。負極の集電体を除く部分の密度は１．５ｇ／ｃｍ3であった。また、この電極シートを用いてＸ線回折測定した結果、黒鉛結晶の（１１０）面のピーク強度Ｉ（１１０）と（００４）面のピーク強度Ｉ（００４）の比〔Ｉ（１１０）／Ｉ（００４）〕は０．１であった。そして、正極シート、微多孔性ポリエチレンフィルム製セパレータ、負極シートの順に積層し、表１に記載の組成の非水電解液を加えて、２０３２型コイン電池を作製した。
〔低温サイクル特性の評価〕
　上記の方法で作製したコイン電池を用いて２５℃の恒温槽中、１Ｃの定電流及び定電圧で終止電圧４．２Ｖまで３時間充電し、次に１Ｃの定電流下終止電圧２．７５Ｖまで放電することでプレサイクルを行った。次に、０℃の恒温槽中、１Ｃの定電流及び定電圧で終止電圧４．２Ｖまで３時間充電し、次に１Ｃの定電流下終止電圧２．７５Ｖまで放電した。これを５０サイクルに達するまで繰り返した。そして、以下の式により０℃での５０サイクル後の放電容量維持率を求めた。
　０℃５０サイクル後の放電容量維持率（％）＝（０℃５０サイクル後の放電容量／０℃１サイクル後の放電容量）×１００
　電池の作製条件及び電池特性を表１に示す。
〔高温充電保存後の低温特性の評価〕
初期の放電容量
　上記の方法で作製したコイン電池を用いて、２５℃の恒温槽中、１Ｃの定電流及び定電圧で、終止電圧４．２Ｖまで３時間充電し、０℃に恒温槽の温度を下げ、１Ｃの定電流下終止電圧２．７５Ｖまで放電して、初期の０℃の放電容量を求めた。
高温充電保存試験
　次に、このコイン電池を８５℃の恒温槽中、１Ｃの定電流及び定電圧で終止電圧４．２Ｖまで３時間充電し、４．２Ｖに保持した状態で３日間保存を行った。その後、２５℃の恒温槽に入れ、一旦１Ｃの定電流下終止電圧２．７５Ｖまで放電した。
高温充電保存後の放電容量
　更にその後、初期の放電容量の測定と同様にして、高温充電保存後の０℃の放電容量を求めた。
高温充電保存後の低温特性
　高温充電保存後の低温特性を下記の０℃放電容量の維持率より求めた。
　高温充電保存後の０℃放電容量維持率（％）＝（高温充電保存後の０℃の放電容量／初期の０℃の放電容量）×１００
　また、電池の作製条件及び電池特性を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000023
実施例I－１７～I－１８、比較例I－４
　実施例I-２、比較例I-１で用いた負極活物質に変えて、ケイ素（単体）（負極活物質）を用いて、負極シートを作製した。ケイ素（単体）；８０質量％、アセチレンブラック（導電剤）；１５質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、負極合剤ペーストを調製した。この負極合剤ペーストを銅箔（集電体）上に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、負極シートを作製したことの他は、実施例I－２、比較例I－１と同様にコイン電池を作製し、電池評価を行った。結果を表２に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000024
実施例I-１９～I－２０、比較例I－５
　実施例I－２、比較例I－１で用いた正極活物質に変えて、非晶質炭素で被覆されたＬｉＦｅＰＯ4（正極活物質）を用いて、正極シートを作製した。非晶質炭素で被覆されたＬｉＦｅＰＯ4；９０質量％、アセチレンブラック（導電剤）；５質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、正極合剤ペーストを調製した。この正極合剤ペーストをアルミニウム箔（集電体）上に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、正極シートを作製したこと、電池評価の際の充電終止電圧を３．６Ｖ、放電終止電圧を２．０Ｖとしたことの他は、実施例I－２、比較例I－１と同様にコイン電池を作製し、電池評価を行った。結果を表３に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000025
　上記実施例I－１～I－１６のリチウム二次電池は何れも、本願発明の非水溶媒の構成を有する非水電解液において有機スズ化合物を添加しない場合の比較例I－１、特許文献１の実施例３に記載されている有機スズ化合物であるジブチルスズ（１－アリロキシメチル）エチレングリコラートを添加した非水電解液である比較例I-２、特許文献２の実施例１等に使用されている非水電解液（ただし有機スズ化合物を除く、溶媒組成；ＥＣ／ＶＣ／ＤＥＣ＝２９/１/７０）にテトラブチルスズを添加した比較例I－３のリチウム二次電池に比べ、広い温度範囲での電気化学特性が顕著に向上している。以上より、本発明の効果は、非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、該非水溶媒が、環状カーボネートと鎖状カーボネートを含み、該鎖状カーボネートが少なくとも対称鎖状カーボネートと非対称鎖状カーボネートの両方を含み、該対称鎖状カーボネートの含有量が非対称鎖状カーボネートより多く、更に、非水電解液中に本願発明の特定の有機スズ化合物を０．００１～１質量％含有させた場合に特有の効果であることが判明した。
　また、実施例I－１７～I－１８と比較例I－４の対比、実施例I－１９～I－２０と比較例I－５の対比から、負極にＳｉを用いた場合や、正極にリチウム含有オリビン型リン酸鉄塩を用いた場合にも同様な効果がみられる。従って、本発明の効果は、特定の正極や負極に依存した効果でないことは明らかである。
　更に、本発明の非水電解液は、リチウム一次電池の広い温度範囲での放電特性を改善する効果も有する。
実施例II－１～II－１２、比較例II－１～II－２
〔リチウムイオン二次電池の作製〕
　ＬｉＣｏＯ2；９４質量％、アセチレンブラック（導電剤）；３質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；３質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、正極合剤ペーストを調製した。この正極合剤ペーストをアルミニウム箔（集電体）上の片面に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、正極シートを作製した。正極の集電体を除く部分の密度は３．６ｇ／ｃｍ3であった。また、人造黒鉛（ｄ002＝０．３３５ｎｍ、負極活物質）９５質量％を、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、負極合剤ペーストを調製した。この負極合剤ペーストを銅箔（集電体）上の片面に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き負極シートを作製した。負極の集電体を除く部分の密度は１．５ｇ／ｃｍ3であった。また、この電極シートを用いてＸ線回折測定した結果、黒鉛結晶の（１１０）面のピーク強度Ｉ（１１０）と（００４）面のピーク強度Ｉ（００４）の比〔Ｉ（１１０）／Ｉ（００４）〕は０．１であった。そして、正極シート、微多孔性ポリエチレンフィルム製セパレータ、負極シートの順に積層し、表４に記載の組成の非水電解液を加えて、２０３２型コイン電池を作製した。
　低温サイクル特性の評価、高温充電保存後の低温特性の評価（初期の放電容量、高温充電保存試験、高温充電保存後の放電容量、高温充電保存後の低温特性）は、前記と同じ方法で行った。
　電池の作製条件及び電池特性を表４に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000026
実施例II－１３～II－１４、比較例II－３
　実施例II－２、実施例II－９、比較例II－１で用いた負極活物質に変えて、ケイ素（単体）（負極活物質）を用いて、負極シートを作製した。ケイ素（単体）；８０質量％、アセチレンブラック（導電剤）；１５質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、負極合剤ペーストを調製した。この負極合剤ペーストを銅箔（集電体）上に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、負極シートを作製したことの他は、実施例II－２、実施例II－９、比較例II－１と同様にコイン電池を作製し、電池評価を行った。結果を表５に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000027
実施例II－１５～II－１６、比較例II－４
　実施例II－２、実施例II－９、比較例II－１で用いた正極活物質に変えて、非晶質炭素で被覆されたＬｉＦｅＰＯ4（正極活物質）を用いて、正極シートを作製した。非晶質炭素で被覆されたＬｉＦｅＰＯ4；９０質量％、アセチレンブラック（導電剤）；５質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、正極合剤ペーストを調製した。この正極合剤ペーストをアルミニウム箔（集電体）上に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、正極シートを作製したこと、電池評価の際の充電終止電圧を３．６Ｖ、放電終止電圧を２．０Ｖとしたことの他は、実施例II－２、実施例II－９、比較例II－１と同様にコイン電池を作製し、電池評価を行った。結果を表６に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000028
　上記実施例II－１～II－１２のリチウム二次電池は何れも、本願発明の非水電解液において有機スズ化合物を添加しない場合の比較例II－１、特許文献１の実施例３に記載されている有機スズ化合物であるジブチルスズ（１－アリロキシメチル）エチレングリコラートを添加した非水電解液である比較例II－２のリチウム二次電池に比べ、広い温度範囲での電気化学特性が顕著に向上している。以上より、本発明の効果は、非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、本願発明の特定の有機スズ化合物を０．００１～５質量％含有させた場合に特有の効果であることが判明した。
　また、実施例II－１３～II－１４と比較例II－３の対比、実施例II－１５～II－１６と比較例II－４の対比から、負極にケイ素（単体）を用いた場合や、正極にリチウム含有オリビン型リン酸鉄塩を用いた場合にも同様な効果がみられる。従って、本発明の効果は、特定の正極や負極に依存した効果でないことは明らかである。
　更に、本発明の非水電解液は、リチウム一次電池の広い温度範囲での放電特性を改善する効果も有する。
実施例III－１～III－２５、比較例III－１～III－２
〔リチウムイオン二次電池の作製〕
　ＬｉＣｏＯ2；９４質量％、アセチレンブラック（導電剤）；３質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；３質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、正極合剤ペーストを調製した。この正極合剤ペーストをアルミニウム箔（集電体）上の片面に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、正極シートを作製した。正極の集電体を除く部分の密度は３．６ｇ／ｃｍ3であった。また、人造黒鉛（ｄ002＝０．３３５ｎｍ、負極活物質）９５質量％を、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、負極合剤ペーストを調製した。この負極合剤ペーストを銅箔（集電体）上の片面に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き負極シートを作製した。負極の集電体を除く部分の密度は１．５ｇ／ｃｍ3であった。また、この電極シートを用いてＸ線回折測定した結果、黒鉛結晶の（１１０）面のピーク強度Ｉ（１１０）と（００４）面のピーク強度Ｉ（００４）の比〔Ｉ（１１０）／Ｉ（００４）〕は０．１であった。そして、正極シート、微多孔性ポリエチレンフィルム製セパレータ、負極シートの順に積層し、表７に記載の組成の非水電解液を加えて、２０３２型コイン電池を作製した。
　低温サイクル特性の評価、高温充電保存後の低温特性の評価（初期の放電容量、高温充電保存試験、高温充電保存後の放電容量、高温充電保存後の低温特性）は、前記と同じ方法で行った。
　電池の作製条件及び電池特性を表７及び表８に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
実施例III－２６、比較例III－３
　実施例III－２、比較例III－１で用いた負極活物質に変えて、ケイ素（単体）（負極活物質）を用いて、負極シートを作製した。ケイ素（単体）；８０質量％、アセチレンブラック（導電剤）；１５質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、負極合剤ペーストを調製した。この負極合剤ペーストを銅箔（集電体）上に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、負極シートを作製したことの他は、実施例III－２、比較例III－１と同様にコイン電池を作製し、電池評価を行った。結果を表９に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
実施例III－２７、比較例III－４
　実施例III－２、比較例III－１で用いた正極活物質に変えて、非晶質炭素で被覆されたＬｉＦｅＰＯ4（正極活物質）を用いて、正極シートを作製した。非晶質炭素で被覆されたＬｉＦｅＰＯ4；９０質量％、アセチレンブラック（導電剤）；５質量％を混合し、予めポリフッ化ビニリデン（結着剤）；５質量％を１－メチル－２－ピロリドンに溶解させておいた溶液に加えて混合し、正極合剤ペーストを調製した。この正極合剤ペーストをアルミニウム箔（集電体）上に塗布し、乾燥、加圧処理して所定の大きさに打ち抜き、正極シートを作製したこと、電池評価の際の充電終止電圧を３．６Ｖ、放電終止電圧を２．０Ｖとしたことの他は、実施例III－２、実施例III－９、比較例III－１と同様にコイン電池を作製し、電池評価を行った。結果を表１０に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
　上記実施例III－１～III－１４のリチウム二次電池は何れも、本願発明の非水電解液において有機スズ化合物を添加しない場合の比較例III－１のリチウム二次電池に比べ広い温度範囲での電気化学特性が顕著に向上している。
　また、上記実施例III－１５～III－２５のリチウム二次電池は何れも、特許文献１の実施例１－１３に記載されている有機スズ化合物であるジブチルスズビス（アセチルアセテート）のみを添加した非水電解液である比較例III－２のリチウム二次電池に比べ、広い温度範囲での電気化学特性が顕著に向上している。以上より、本発明の効果は、非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、環状カーボネートと鎖状エステルを含み、環状カーボネートが少なくともフッ素原子又は炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートを含み、更に、本願発明の特定の有機スズ化合物を０．００１～５質量％含有させた場合に特有の効果であることが判明した。
　また、実施例III－２６と比較例III－３の対比、実施例III－２７と比較例III－４の対比から、負極にケイ素（単体）を用いた場合や、正極にリチウム含有オリビン型リン酸鉄塩を用いた場合にも同様な効果がみられる。従って、本発明の効果は、特定の正極や負極に依存した効果でないことは明らかである。
　更に、本発明の非水電解液は、リチウム一次電池の広い温度範囲での放電特性を改善する効果も有する。
　本発明の非水電解液を使用すれば、広い温度範囲での電気化学特性に優れた電気化学素子を得ることができる。特にハイブリッド電気自動車、プラグインハイブリッド電気自動車、バッテリー電気自動車等に搭載される電気化学素子用の非水電解液として使用される場合、広い温度範囲での電気化学特性が低下しにくい電気化学素子を得ることができる。

Claims (9)

  1. 　非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液において、非水電解液中に下記一般式（Ｉ）～（IV）のいずれかで表される有機スズ化合物の１種以上が０．００１～５質量％含有されていることを特徴とする非水電解液。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （式中、Ｒ1は、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、又は炭素数２～８のアルキニル基を示し、Ｒ2～Ｒ4は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示す。Ｒ1～Ｒ4の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     （式中、Ｒ11及びＲ12は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｌ1は、炭素数２～１０のアルキレン基、又は炭素数４～１０のアルケニレン基を示す。Ｒ11及びＲ12は互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ11、Ｒ12、Ｌ1の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （式中、Ｒ23～Ｒ25は、それぞれ独立に、炭素数１～８のアルキル基、炭素数３～８のシクロアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｒ26及びＲ27は、それぞれ独立に、炭素数１～６のアルキル基、炭素数２～６のアルケニル基、又は炭素数２～６のアルキニル基を示す。Ｒ26及びＲ27は互いに結合して環を形成してもよい。Ｒ28は、水素原子、炭素数１～６のアルキル基、炭素数２～６のアルケニル基、又は炭素数２～６のアルキニル基を示す。Ｒ23～Ｒ28の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。）
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
     （式中、Ｘ1、Ｘ2及びＸ3は、それぞれ独立に酸素原子又は硫黄原子を含む下記の置換基を示し、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
     また、Ｘ1及びＸ2は互いに結合し、下記の置換基であってもよい。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
     　Ｒ31は、炭素数１～８のアルキル基、炭素数２～８のアルケニル基、炭素数２～８のアルキニル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｒ32及びＲ33は、炭素数１～８のアルキル基、又は炭素数６～１２のアリール基を示し、Ｙは、酸素原子又は硫黄原子を示し、Ｌはエーテル結合又は炭素－炭素不飽和結合を有してもよい炭素数１～８のアルキレン基を示す。Ｒ31、Ｒ32、Ｒ33及びＬ3の水素原子はフッ素原子で置換されていてもよい。ａ、ｂ及びｃは０又は１を示し、ｄは１～３の整数を示し、ｍは０又は１を示す。ｍ＝０場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝４であり、ｍ＝１の場合、ａ＝ｂ＝ｃ＝０、ｄ＝２である。）
  2. 　非水溶媒が、環状カーボネートと鎖状エステルを含む請求項１に記載の非水電解液。
  3. 　鎖状エステルが鎖状カーボネートである請求項２に記載の非水電解液。
  4. 　鎖状カーボネートが少なくとも対称鎖状カーボネートと非対称鎖状カーボネートの両方を含み、該対称鎖状カーボネートの含有量が非対称鎖状カーボネートより多い請求項３に記載の非水電解液。
  5. 　非水溶媒中の対称鎖状カーボネートの含有量が４０～６０体積％である請求項４に記載の非水電解液。
  6. 　環状カーボネートを少なくとも２種以上含む請求項２に記載の非水電解液。
  7. 　環状カーボネートが少なくともフッ素原子又は炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートを含む請求項６に記載の非水電解液。
  8. 　フッ素原子を有する環状カーボネートが、４－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン又は４，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オンであり、炭素－炭素二重結合を有する環状カーボネートが、ビニレンカーボネート及び／又はビニルエチレンカーボネートである請求項７に記載の非水電解液。
  9. 　正極、負極及び非水溶媒に電解質塩が溶解されている非水電解液を備えた電気化学素子において、非水電解液が請求項１に記載した非水電解液であることを特徴とする電気化学素子。
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