WO2018150624A1 - リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 - Google Patents

リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 Download PDF

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divalent
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小谷 徹
一正 武志
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株式会社村田製作所
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Definitions

  • the present technology relates to an electrolytic solution used for a lithium ion secondary battery that occludes and releases lithium, a lithium ion secondary battery that uses the electrolytic solution, a battery pack that uses the lithium ion secondary battery, an electric vehicle, and electric power.
  • the present invention relates to a storage system, a power tool, and an electronic device.
  • Lithium ion secondary batteries are not limited to the electronic devices described above, but are also being considered for other uses.
  • a battery pack detachably mounted on an electronic device, an electric vehicle such as an electric vehicle, an electric power storage system such as a household electric power server, and an electric tool such as an electric drill.
  • This lithium ion secondary battery includes an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode. Since the composition of the electrolytic solution greatly affects the battery characteristics, various studies have been made on the composition of the electrolytic solution.
  • An electrolyte for a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present technology includes a polycyclic aromatic compound represented by the following formula (1).
  • R1 to R8 are each a hydrogen group (—H), a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent sulfur-containing hydrocarbon.
  • Group, monovalent halogenated hydrocarbon group, monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group and two of them is any of monovalent groups bonded to each other, and each of R9 and R10 is a divalent hydrocarbon group, a divalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a divalent oxygen-containing hydrocarbon group, Divalent sulfur-containing hydrocarbon group, divalent halogenated hydrocarbon group, divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, divalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, divalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group And two or more of them are bonded to each other Provided that at least one of R1 to R8 is a
  • a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present technology includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution, and the electrolytic solution has the same configuration as the above-described electrolytic solution for a lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present technology. It is what you have.
  • Each of the battery pack, the electric vehicle, the power storage system, the electric tool, and the electronic device according to an embodiment of the present technology includes a lithium ion secondary battery, and the lithium ion secondary battery is an embodiment of the present technology described above. It has the same configuration as the lithium ion secondary battery.
  • the “lithium ion secondary battery” is different from a secondary battery (lithium metal secondary battery) in which battery capacity is obtained by using precipitation and dissolution of lithium, and by using insertion and extraction of lithium. This is a secondary battery with a battery capacity.
  • the “monovalent hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of carbon (C) and hydrogen (H).
  • the monovalent hydrocarbon group may contain one or two or more carbon-carbon unsaturated bonds (carbon-carbon double bond and carbon-carbon triple bond), and includes the carbon-carbon unsaturated bond. It does not have to be. Further, the monovalent hydrocarbon group may be linear, may be branched having one or more side chains, or may be cyclic.
  • the “monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of nitrogen (N) together with carbon and hydrogen.
  • the “monovalent oxygen-containing hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of oxygen (O) together with carbon and hydrogen.
  • the “monovalent sulfur-containing hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of sulfur (S) together with carbon and hydrogen.
  • the “monovalent halogenated hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a monovalent hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the “monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the “monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the “monovalent sulfur-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the divalent hydrocarbon group is a general term for divalent groups composed of carbon and hydrogen.
  • the divalent hydrocarbon group may contain one or two or more carbon-carbon unsaturated bonds, or may not contain the carbon-carbon unsaturated bonds. Further, the divalent hydrocarbon group may be linear, branched having one or more side chains, or cyclic.
  • the “divalent nitrogen-containing hydrocarbon group” is a general term for divalent groups composed of nitrogen together with carbon and hydrogen.
  • the “divalent oxygen-containing hydrocarbon group” is a general term for divalent groups composed of oxygen together with carbon and hydrogen.
  • the “divalent sulfur-containing hydrocarbon group” is a general term for divalent groups composed of sulfur together with carbon and hydrogen.
  • the “divalent halogenated hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a divalent hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the “divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a divalent nitrogen-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the “divalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a divalent oxygen-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the “divalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a divalent sulfur-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group.
  • the electrolyte solution for a lithium ion secondary battery and the lithium ion secondary battery according to an embodiment of the present technology, since the electrolyte solution includes the polycyclic aromatic compound described above, excellent battery characteristics can be obtained. Can do. In addition, similar effects can be obtained in each of the battery pack, the electric vehicle, the power storage system, the electric tool, and the electronic device according to the embodiment of the present technology.
  • effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a wound electrode body taken along line IV-IV illustrated in FIG. 3. It is a perspective view showing the structure of the application example (battery pack: single cell) of a lithium ion secondary battery. It is a block diagram showing the structure of the battery pack shown in FIG.
  • Electrolyte for lithium ion secondary battery> First, the electrolyte for lithium ion secondary batteries of one embodiment of the present technology will be described.
  • the electrolyte solution for a lithium ion secondary battery described here (hereinafter simply referred to as “electrolyte solution”) is used for a lithium ion secondary battery.
  • this lithium ion secondary battery is a secondary battery in which battery capacity is obtained by utilizing insertion and extraction of lithium.
  • the operating principle of a lithium ion secondary battery is fundamentally different from the operating principle of a lithium metal secondary battery in which battery capacity is obtained by utilizing precipitation and dissolution of lithium.
  • the electrolytic solution contains any one type or two or more types of polycyclic aromatic compounds represented by the following formula (1). That is, the polycyclic aromatic compound contained in the electrolytic solution may be only one type or two or more types.
  • R1 to R8 are each a hydrogen group, a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, a monovalent group, A halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group, and two or more of them bonded to each other
  • Each of R9 and R10 is a divalent hydrocarbon group, a divalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a divalent oxygen-containing hydrocarbon group, or divalent sulfur.
  • R1 to R8 is a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, or a monovalent halogen.
  • a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, or at least one of R9 and R10 is a divalent halogenated hydrocarbon group or a divalent halogen.
  • polycyclic aromatic compounds As is clear from the formula (1), the polycyclic aromatic compound has two aromatic rings (a benzene ring having R1 to R4 and a benzene ring having R5 to R8) having two linking groups (R9 and R10). ) Are cyclic compounds bonded to each other via
  • the electrolytic solution contains a polycyclic aromatic compound because chemical stability of the electrolytic solution is improved.
  • the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed, and the generation of gas due to the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed. Therefore, the battery characteristics of the secondary battery using the electrolytic solution are improved.
  • the decomposition reaction of the electrolytic solution Is sufficiently suppressed and the generation of gas is sufficiently suppressed, so that the battery characteristics are greatly improved.
  • the type of secondary battery in which an electrolytic solution containing a polycyclic aromatic compound is used is a lithium ion secondary battery because the advantages resulting from the polycyclic aromatic compound are specifically obtained. .
  • the polycyclic aromatic compound is difficult to exert the above-described function of inhibiting the decomposition of the electrolytic solution. The reaction becomes difficult to be suppressed.
  • the electrolyte contains a polycyclic aromatic compound
  • the polycyclic aromatic compound tends to exert the above-described function of inhibiting the decomposition of the electrolyte. Decomposition reaction tends to be suppressed.
  • each of R1 to R8 is a hydrogen group, a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, or a monovalent sulfur-containing hydrocarbon.
  • This monovalent linking group is a monovalent group in which two or more of the series of groups described above are bonded to each other.
  • Each of R1 to R8 may be the same type of group or different types of groups. Of course, some of R1 to R8 may be the same type of group.
  • the halogen group is, for example, any one of a fluorine group (—F), a chlorine group (—Cl), a bromine group (—Br), and an iodine group (—I).
  • the halogen group is preferably a fluorine group. This is because the polycyclic aromatic compound easily exhibits a function of inhibiting the decomposition of the electrolytic solution while ensuring the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound.
  • the “monovalent hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of carbon and hydrogen as described above.
  • the monovalent hydrocarbon group may be a group (monovalent unsaturated hydrocarbon group) containing one or more carbon-carbon unsaturated bonds, or does not contain the carbon-carbon unsaturated bond. It may be a group (monovalent saturated hydrocarbon group). This carbon-carbon unsaturated bond is, for example, a carbon-carbon double bond and a carbon-carbon triple bond. Further, the monovalent hydrocarbon group may be linear, may be branched having one or more side chains, or may be cyclic.
  • Examples of the monovalent hydrocarbon group include a monovalent saturated hydrocarbon group, a monovalent unsaturated hydrocarbon group, and a monovalent hydrocarbon bonding group.
  • This monovalent hydrocarbon bonding group is a monovalent group in which two or more of a monovalent saturated hydrocarbon group and a monovalent unsaturated hydrocarbon group are bonded to each other.
  • Examples of the monovalent saturated hydrocarbon group include an alkyl group, a cycloalkyl group, and a monovalent saturated bonding group.
  • the monovalent saturated linking group is a monovalent group in which two or more of an alkyl group and a cycloalkyl group are bonded to each other.
  • the monovalent unsaturated hydrocarbon group examples include an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and a monovalent unsaturated bond group.
  • the monovalent unsaturated bond group is a monovalent group in which two or more of an alkenyl group, an alkynyl group, and an aryl group are bonded to each other.
  • a monovalent group in which an alkenyl group and an alkynyl group are bonded to each other a monovalent group in which an alkenyl group and an aryl group are bonded to each other.
  • a monovalent group in which an alkenyl group and an aryl group are bonded to each other, and a monovalent group in which an alkynyl group and an aryl group are bonded to each other.
  • the type of the alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group.
  • the type of the cycloalkyl group is not particularly limited, and examples thereof include a cyclopropyl group, a cyclobutyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, and a cyclodecyl group.
  • the kind of the monovalent saturated bonding group is not particularly limited.
  • a monovalent group in which a methyl group and a cyclopropyl group are bonded to each other and a monovalent group in which a methyl group and a cyclobutyl group are bonded to each other. It is.
  • the type of the alkenyl group is not particularly limited, and examples thereof include an ethenyl group, a propenyl group, a butenyl group, a pentenyl group, a hexenyl group, a heptenyl group, an octenyl group, a nonenyl group, and a decenyl group.
  • alkynyl group is not particularly limited, and examples thereof include ethynyl group, propynyl group, butynyl group, pentynyl group, hexynyl group, heptynyl group, octynyl group, nonylyl group, and decynyl group.
  • the kind of the aryl group is not particularly limited, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
  • the kind of the monovalent unsaturated bond group is not particularly limited.
  • a monovalent group in which an ethenyl group and an ethynyl group are bonded to each other a monovalent group in which an ethenyl group and a phenyl group are bonded to each other, and A monovalent group in which an ethynyl group and a phenyl group are bonded to each other.
  • the type of the monovalent hydrocarbon bonding group is not particularly limited.
  • a monovalent group in which a methyl group and an ethenyl group are bonded to each other a monovalent group in which a methyl group and an ethynyl group are bonded to each other
  • a monovalent group in which a methyl group and a phenyl group are bonded to each other a monovalent group in which a cyclohexyl group and an ethenyl group are bonded to each other, a monovalent group in which a cyclohexyl group and an ethynyl group are bonded to each other, and a cyclohexyl group
  • a monovalent group in which a phenyl group is bonded to each other a monovalent group in which a methyl group and an ethenyl group are bonded to each other.
  • the number of carbon atoms of the monovalent hydrocarbon group is not particularly limited, but is preferably 1 to 18 among them. This is because the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound are ensured.
  • the alkyl group preferably has 1 to 18 carbon atoms.
  • the alkenyl group and alkynyl group preferably have 2 to 18 carbon atoms.
  • the cycloalkyl group preferably has 3 to 18 carbon atoms.
  • the aryl group should have 6 to 18 carbon atoms.
  • the “monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of nitrogen together with carbon and hydrogen as described above.
  • the configuration of the monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a monovalent group composed of nitrogen together with carbon and hydrogen.
  • the monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group includes, for example, a monovalent nitrogen-containing linking group, a monovalent amine linking group, and a monovalent nitrogen-based linking group.
  • the monovalent nitrogen-containing linking group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other.
  • the details regarding the monovalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • the monovalent amine bond group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more amine bonds are bonded to each other.
  • This amine bond is represented by —NR100— (R100 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group).
  • R100 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group.
  • the details regarding the monovalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • the monovalent nitrogen-based linking group is a monovalent group in which two or more of a monovalent nitrogen-containing linking group and a monovalent amine linking group are bonded to each other.
  • the type of the monovalent nitrogen-containing group contained in the monovalent nitrogen-containing linking group may be only one type or two or more types. Further, the number of monovalent nitrogen-containing groups contained in the monovalent nitrogen-containing linking group may be only one or two or more.
  • the “monovalent nitrogen-containing group” is a general term for monovalent groups containing nitrogen as a constituent element.
  • the type of monovalent nitrogen-containing group is not particularly limited. For example, cyano group (—CN), nitro group (—NO 2 ), amino group (—NH 2 ), isocyanate group (—NCO) and amide group ( -CONH 2- ).
  • a monovalent group containing nitrogen as a constituent element is 1 It shall correspond to a valent nitrogen-containing group.
  • the monovalent nitrogen-containing linking group is, for example, a monovalent group in which one alkyl group and one or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other, one alkenyl group and one or A monovalent group in which two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other, a monovalent group in which one alkynyl group and one or two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other A monovalent group in which one cycloalkyl group and one or two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other, and one aryl group and one or two or more monovalent nitrogens And monovalent groups in which the groups are bonded to each other.
  • the type of the monovalent nitrogen-containing group Details regarding the numbers and positions are, for example, as follows. 1stly, as above-mentioned, only 1 type may be sufficient as the kind of monovalent nitrogen containing group couple
  • the position of the monovalent nitrogen-containing group introduced into the alkyl group is not particularly limited.
  • the position of the monovalent nitrogen-containing group introduced into the alkyl group may be at the end of the alkyl group or in the middle of the alkyl group.
  • the type of the monovalent nitrogen-containing linking group is not particularly limited.
  • a monovalent group in which a cyano group is introduced into a methyl group a monovalent group in which a cyano group is introduced at the end of an ethyl group, or an ethyl group A monovalent group in which a cyano group is introduced, a monovalent group in which a cyano group is introduced at the end of a propyl group, a monovalent group in which a cyano group is introduced in the middle of a propyl group, an end of an ethyl group A monovalent group in which a nitro group is introduced, a monovalent group in which an amino group is introduced at the end of the ethyl group, and a monovalent group in which an isocyanate group is introduced at the end of the ethyl group.
  • (Monovalent amine bond group) There may be only one kind of monovalent hydrocarbon group contained in the monovalent amine bond group, or two or more kinds. Further, the number of monovalent hydrocarbon groups contained in the monovalent amine bond group may be only one, or two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent hydrocarbon group contained in the monovalent amine bond group, the number of monovalent hydrocarbon groups may be only one, or two or more. Good.
  • the number of amine bonds contained in the monovalent amine bond group may be one or two or more. When the number of amine bonds is 2 or more, the two amine bonds adjacent to each other may be directly bonded without passing through a monovalent hydrocarbon group, for example, or a monovalent hydrocarbon It may be indirectly linked via a group.
  • the monovalent amine bond group is, for example, a monovalent group in which one alkyl group and one amine bond are bonded to each other, 1 in which one alkenyl group and one amine bond are bonded to each other.
  • the number of alkyl groups and the number of amine bonds are as follows. First, since the number of alkyl groups is one and the number of amine bonds is one, one alkyl group and one amine bond may be bonded to each other. Second, since the number of alkyl groups is two or more and the number of amine bonds is one or more, two or more alkyl groups and one or more amine bonds may be alternately bonded. .
  • the monovalent group in which the alkyl group and the amine bond are bonded to each other may be linear, or one or more side chains may be formed. It may be branched.
  • the order of bonding between the 2 or more alkyl groups and the 2 or more amine bonds may be regular. It may be random.
  • the kind of the monovalent amine bond group is not particularly limited, but for example, a monovalent group in which two methyl groups and one ether bond are alternately bonded, three methyl groups, and two ethers Monovalent group with alternating bonds, monovalent group with alternating two ethyl groups and one ether bond, and alternating three ethyl groups and two ether bonds And a monovalent group bonded to.
  • the monovalent nitrogen-containing linking group contained in the monovalent nitrogen-based linking group may be only one type or two or more types. Further, the number of monovalent nitrogen-containing linking groups contained in the monovalent nitrogen-based linking group may be one or two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent nitrogen-containing linking group contained in the monovalent nitrogen-based linking group, the number of monovalent nitrogen-containing linking groups may be only one, It may be more than one.
  • the number of monovalent amine bond groups contained in the monovalent nitrogen-based bond group may be one or two or more. Further, the number of monovalent amine bond groups contained in the monovalent nitrogen-based bond group may be one, or two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent amine bond group contained in the monovalent nitrogen-based bond group, the number of monovalent amine bond groups may be only one, or two or more. But you can.
  • the type of monovalent nitrogen-based linking group is not particularly limited.
  • a monovalent nitrogen-containing linking group a monovalent group in which a cyano group is introduced at the end of an ethyl group
  • a monovalent amine linking group A monovalent group in which three methyl groups and two amine bonds are alternately bonded to each other.
  • the “monovalent oxygen-containing hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of oxygen together with carbon and hydrogen as described above.
  • the structure of the monovalent oxygen-containing hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a monovalent group composed of oxygen together with carbon and hydrogen as described above.
  • the monovalent oxygen-containing hydrocarbon group includes, for example, a monovalent oxygen-containing linking group, a monovalent ether linking group, and a monovalent nitrogen linking group.
  • the monovalent oxygen-containing hydrocarbon group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other.
  • the monovalent ether bond group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more ether bonds are bonded to each other.
  • the monovalent oxygen-based linking group is a monovalent group in which two or more of a monovalent oxygen-containing linking group and a monovalent ether linking group are bonded to each other. The details regarding the monovalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • (Monovalent oxygen-containing linking group) There may be only one kind of monovalent oxygen-containing group contained in the monovalent oxygen-containing linking group, or two or more kinds. Further, the number of monovalent oxygen-containing groups contained in the monovalent oxygen-containing linking group may be only one or two or more.
  • “Monovalent oxygen-containing group” is a general term for monovalent groups containing oxygen as a constituent element.
  • the type of monovalent oxygen-containing group is not particularly limited. For example, a hydroxyl group (—OH), an aldehyde group (—CHO), a carboxyl group (—COOH), and an ester group (—COOR101: R101 is a monovalent carbon group).
  • a hydrogen group The details regarding the monovalent hydrocarbon group contained in the ester group are as described above, for example.
  • a monovalent group containing oxygen as a constituent element corresponds to a monovalent oxygen-containing group.
  • the monovalent oxygen-containing linking group is, for example, a monovalent group in which one alkyl group and one or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, one alkenyl group and one or A monovalent group in which two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, a monovalent group in which one alkynyl group and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other A monovalent group in which one cycloalkyl group and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, and one aryl group and one or two or more monovalent oxygens And monovalent groups in which the groups are bonded to each other.
  • the kind of the monovalent oxygen-containing group Details regarding the numbers and positions are, for example, as follows. 1stly, as above-mentioned, only 1 type may be sufficient as the kind of monovalent oxygen containing group couple
  • the position of the monovalent oxygen-containing group introduced into the alkyl group is not particularly limited.
  • the position of the monovalent oxygen-containing group introduced into the alkyl group may be at the end of the alkyl group or in the middle of the alkyl group.
  • the type of the monovalent oxygen-containing linking group is not particularly limited.
  • a monovalent group in which a hydroxyl group is introduced into a methyl group a monovalent group in which a hydroxyl group is introduced at the end of the ethyl group, or the middle of the ethyl group A monovalent group with a hydroxyl group introduced into it, a monovalent group with a hydroxyl group introduced at the end of the propyl group, a monovalent group with a hydroxyl group introduced in the middle of the propyl group, and an aldehyde group at the end of the ethyl group A monovalent group in which a carboxyl group is introduced at the end of the ethyl group, a monovalent group in which an ester group is introduced at the end of the ethyl group, and the like.
  • (Monovalent ether bond group) There may be only one kind of monovalent hydrocarbon group contained in the monovalent ether bond group, or two or more kinds. Further, the number of monovalent hydrocarbon groups contained in the monovalent ether bond group may be one, or two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent hydrocarbon group contained in the monovalent ether bond group, the number of monovalent hydrocarbon groups may be only one, or two or more. Good.
  • the number of ether bonds contained in the monovalent ether bond group may be one or two or more. When the number of ether bonds is 2 or more, the two adjacent ether bonds may be directly bonded without a monovalent hydrocarbon group, for example, or a monovalent hydrocarbon It may be indirectly linked via a group.
  • the monovalent ether bond group is, for example, a monovalent group (alkoxy group) in which one alkyl group and one ether bond are bonded to each other, and one alkenyl group and one ether bond are bonded to each other.
  • a monovalent group, a monovalent group in which one alkynyl group and one ether bond are bonded to each other, a monovalent group in which one cycloalkyl group and one ether bond are bonded to each other A monovalent group in which one aryl group and one ether bond are bonded to each other, a monovalent group in which two or more alkyl groups and one or more ether bonds are alternately bonded, and the like It is.
  • the number of alkyl groups and the number of ether bonds For example, the details are as follows. First, since the number of alkyl groups is one and the number of ether bonds is one, one alkyl group and one ether bond may be bonded to each other. Second, since the number of alkyl groups is two or more and the number of ether bonds is one or more, two or more alkyl groups and one or more ether bonds may be alternately bonded. .
  • the monovalent group in which the alkyl group and the ether bond are bonded to each other may be linear, or one or more side chains may be formed. It may be branched.
  • the bonding order of the two or more alkyl groups and the two or more ether bonds may be regular. Random.
  • the type of the monovalent ether bond group is not particularly limited, but for example, a monovalent group in which two methyl groups and one ether bond are alternately bonded, three methyl groups, and two ethers Monovalent group with alternating bonds, monovalent group with alternating two ethyl groups and one ether bond, and alternating three ethyl groups and two ether bonds And a monovalent group bonded to.
  • the number of monovalent oxygen-containing linking groups contained in the monovalent oxygen-based linking group may be one or two or more. Further, the number of monovalent oxygen-containing linking groups contained in the monovalent oxygen-based linking group may be one or two or more. Therefore, when there is only one kind of monovalent oxygen-containing linking group contained in the monovalent oxygen-based linking group, the number of monovalent oxygen-containing linking groups may be only one, It may be more than one.
  • the number of monovalent ether bond groups contained in the monovalent oxygen-based bond group may be one or two or more. Further, the number of monovalent ether bond groups contained in the monovalent oxygen-based bond group may be one or two or more. Therefore, when there is only one kind of monovalent ether bond group contained in the monovalent oxygen-based bond group, the number of monovalent ether bond groups may be only one, or two or more. But you can.
  • the type of the monovalent oxygen-based linking group is not particularly limited.
  • a monovalent oxygen-containing linking group a monovalent group having a hydroxyl group introduced at the end of an ethyl group
  • a monovalent ether linking group 3 A monovalent group in which one methyl group and two ether bonds are alternately bonded to each other).
  • the “monovalent sulfur-containing hydrocarbon group” is a general term for monovalent groups composed of sulfur together with carbon and hydrogen as described above.
  • the configuration of the monovalent sulfur-containing hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a monovalent group composed of sulfur together with carbon and hydrogen as described above.
  • the monovalent sulfur-containing hydrocarbon group includes, for example, a monovalent sulfur-containing linking group, a monovalent thio linking group, and a monovalent sulfur-based linking group.
  • the monovalent sulfur-containing linking group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other.
  • the monovalent thio bonding group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more thio bonds are bonded to each other.
  • the monovalent sulfur-based linking group is a monovalent group in which two or more of a monovalent sulfur-containing linking group and a monovalent thio linking group are bonded to each other. The details regarding the monovalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • (Monovalent sulfur-containing linking group) There may be only one kind of monovalent sulfur-containing group contained in the monovalent sulfur-containing linking group, or two or more kinds. Further, the number of monovalent sulfur-containing groups contained in the monovalent sulfur-containing linking group may be one or two or more.
  • the “monovalent sulfur-containing group” is a general term for monovalent groups containing sulfur as a constituent element.
  • the type of the monovalent sulfur-containing group is not particularly limited, and examples thereof include a sulfonic acid group (—SO 3 H) and a sulfonyl type group (—SO 2 R102: R102 is a monovalent hydrocarbon group). is there.
  • the details regarding the monovalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • the monovalent group containing sulfur as a constituent element is a monovalent group. It shall correspond to a sulfur-containing group.
  • the monovalent sulfur-containing linking group is, for example, a monovalent group in which one alkyl group and one or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other, one alkenyl group and one or A monovalent group in which two or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other, a monovalent group in which one alkynyl group and one or two or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other A monovalent group in which one cycloalkyl group and one or two or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other, and one aryl group and one or two or more monovalent sulfurs And monovalent groups in which the groups are bonded to each other.
  • the kind of the monovalent sulfur-containing group Details regarding the numbers and positions are, for example, as follows. 1stly, as above-mentioned, only 1 type may be sufficient as the kind of monovalent sulfur containing group couple
  • the position of the monovalent sulfur-containing group introduced into the alkyl group is not particularly limited.
  • the position of the monovalent sulfur-containing group introduced into the alkyl group may be, for example, the terminal of the alkyl group or in the middle of the alkyl group.
  • the kind of the monovalent sulfur-containing linking group is not particularly limited.
  • a monovalent group in which a sulfonic acid group is introduced into a methyl group a monovalent group in which a sulfonic acid group is introduced into the terminal of an ethyl group, A monovalent group in which a sulfonic acid group is introduced in the middle of an ethyl group, a monovalent group in which a sulfonic acid group is introduced at the end of a propyl group, and a monovalent group in which a sulfonic acid group is introduced in the middle of a propyl group Etc.
  • (Monovalent thio bond group) There may be only one kind of monovalent hydrocarbon group contained in the monovalent thio bonding group, or two or more kinds. Further, the number of monovalent hydrocarbon groups contained in the monovalent thio bond group may be only one, or two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent hydrocarbon group contained in the monovalent thio bond group, the number of monovalent hydrocarbon groups may be only one, or two or more. Good.
  • the number of thio bonds contained in the monovalent thio bond group may be one or two or more. When the number of thio bonds is 2 or more, the two adjacent thio bonds may be directly bonded without a monovalent hydrocarbon group, for example, or a monovalent hydrocarbon It may be indirectly linked via a group.
  • the monovalent thio-bonding group is, for example, a monovalent group in which one alkyl group and one thio bond are bonded to each other, 1 in which one alkenyl group and one thio bond are bonded to each other.
  • the number of alkyl groups and the number of thio bonds For example, the details are as follows. First, since the number of alkyl groups is one and the number of thio bonds is one, one alkyl group and one thio bond may be bonded to each other. Second, since the number of alkyl groups is two or more and the number of thio bonds is one or more, two or more alkyl groups and one or more thio bonds may be alternately bonded. .
  • the monovalent group in which the alkyl group and the thio bond are bonded to each other may be linear, or one or more side chains may be formed. It may be branched.
  • the order of bonding between the 2 or more alkyl groups and the 2 or more thio bonds may be regular. Random.
  • the type of the monovalent thio bond group is not particularly limited, but for example, a monovalent group in which two methyl groups and one thio bond are alternately bonded, three methyl groups, and two thio groups.
  • the type of the monovalent sulfur-containing bonding group contained in the monovalent sulfur-based bonding group may be only one type or two or more types. Further, the number of monovalent sulfur-containing linking groups contained in the monovalent sulfur-based linking group may be one or two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent sulfur-containing linking group contained in the monovalent sulfur-based linking group, the number of monovalent sulfur-containing linking groups may be only one, It may be more than one.
  • the number of monovalent thio linking groups contained in the monovalent sulfur-based linking group may be one or two or more. Further, the number of monovalent thio linking groups contained in the monovalent sulfur-based linking group may be one or two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent thio linking group contained in the monovalent sulfur-based linking group, the number of monovalent thio linking groups may be only one, or two or more. But you can.
  • the type of monovalent sulfur-based linking group is not particularly limited.
  • a monovalent oxygen-containing linking group a monovalent group having a sulfonic acid group introduced at the end of an ethyl group
  • a monovalent thio linking group a monovalent group having a sulfonic acid group introduced at the end of an ethyl group
  • the like monovalent group in which three methyl groups and two thio bonds are alternately bonded
  • the “monovalent halogenated hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a monovalent hydrocarbon group are substituted with a halogen group, as described above.
  • the “monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or more of the monovalent nitrogen-containing hydrocarbon groups are substituted with a halogen group, as described above. .
  • the “monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or more of the monovalent oxygen-containing hydrocarbon groups are substituted with a halogen group, as described above.
  • the “monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group, as described above. .
  • halogen group Details regarding the halogen group are as described above, for example. However, only one type of halogen group may be used, or two or more types may be used. Moreover, when there is only one kind of halogen group, the number of halogen groups may be only one, or two or more.
  • the halogen group is preferably a fluorine group as described above.
  • the monovalent halogenated hydrocarbon group is preferably a monovalent fluorinated hydrocarbon group.
  • the monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group is preferably a monovalent fluorinated nitrogen-containing hydrocarbon group.
  • the monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group is preferably a monovalent fluorinated oxygen-containing hydrocarbon group.
  • the monovalent sulfur-containing hydrocarbon group is preferably a monovalent fluorinated sulfur-containing hydrocarbon group.
  • the details regarding the carbon number of the monovalent halogenated hydrocarbon group are the same as the details regarding the carbon number of the monovalent hydrocarbon group described above, for example.
  • the type of monovalent linking group includes a hydrogen group, a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, Two or more of a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, and a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group are bonded to each other.
  • the monovalent group is not particularly limited.
  • each of R9 and R10 is a divalent hydrocarbon group, a divalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a divalent oxygen-containing hydrocarbon group, a divalent sulfur-containing hydrocarbon group, or a divalent halogen.
  • Hydrocarbon group, divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, divalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, divalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group and divalent linking group is a divalent group in which two or more of the series of groups described above are bonded to each other.
  • Each of R9 and R10 may be the same type of group or different types of groups.
  • the “divalent hydrocarbon group” is a general term for divalent groups composed of carbon and hydrogen as described above.
  • the divalent hydrocarbon group may be a group containing one or two or more carbon-carbon unsaturated bonds (a divalent unsaturated hydrocarbon group), or does not contain the carbon-carbon unsaturated bond. It may be a group (a divalent saturated hydrocarbon group). Further, the divalent hydrocarbon group may be linear, branched having one or more side chains, or cyclic.
  • divalent hydrocarbon group examples include a divalent saturated hydrocarbon group, a divalent unsaturated hydrocarbon group, and a divalent hydrocarbon bonding group.
  • the divalent hydrocarbon bonding group is a divalent group in which two or more of a divalent saturated hydrocarbon group and a divalent unsaturated hydrocarbon group are bonded to each other.
  • divalent saturated hydrocarbon group examples include an alkylene group, a cycloalkylene group, and a divalent saturated bonding group.
  • the divalent saturated linking group is a divalent group in which two or more of an alkylene group and a cycloalkylene group are bonded to each other.
  • Examples of the divalent unsaturated hydrocarbon group include an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group, and a divalent unsaturated bond group.
  • the divalent unsaturated bond group is a divalent group in which two or more of an alkenylene group, an alkynylene group, and an arylene group are bonded to each other.
  • an alkenylene group and an alkynylene group are bonded to each other.
  • the type of the alkylene group is not particularly limited, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, a hexylene group, a heptylene group, an octylene group, a nonylene group, and a decylene group.
  • the type of the cycloalkylene group is not particularly limited, and examples thereof include a cyclopropylene group, a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, and a cyclodecylene group.
  • the type of the divalent saturated linking group is not particularly limited.
  • a divalent group in which a methylene group and a cyclopropylene group are bonded to each other and a divalent group in which a methylene group and a cyclobutylene group are bonded to each other.
  • alkenylene group is not particularly limited, and examples thereof include ethenylene group, propenylene group, butenylene group, pentenylene group, hexenylene group, heptenylene group, octenylene group, nonenylene group, and desenylene group.
  • the type of the alkynylene group is not particularly limited, and examples thereof include an ethynylene group, a propynylene group, a butynylene group, a pentynylene group, a hexynylene group, a heptynylene group, an octynylene group, a nonylylene group, and a decynylene group.
  • the kind of the arylene group is not particularly limited, and examples thereof include a phenylene group and a naphthylene group.
  • the type of the divalent unsaturated bond group is not particularly limited.
  • a monovalent group in which an ethenylene group and an ethynylene group are bonded to each other a divalent group in which an ethenylene group and a phenylene group are bonded to each other, and A divalent group in which an ethynylene group and a phenylene group are bonded to each other.
  • the type of the divalent hydrocarbon bonding group is not particularly limited.
  • a divalent group in which a methylene group and an ethenylene group are bonded to each other a divalent group in which a methylene group and an ethynylene group are bonded to each other
  • a divalent group in which a methylene group and a phenylene group are bonded to each other a divalent group in which a cyclohexylene group and an ethenylene group are bonded to each other, a divalent group in which a cyclohexylene group and an ethynylene group are bonded to each other
  • the number of carbon atoms of the divalent hydrocarbon group is not particularly limited, but is preferably 1 to 10 among them. This is because the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound are ensured.
  • the alkylene group preferably has 1 to 10 carbon atoms.
  • Each of the alkenylene group and the alkynylene group preferably has 2 to 10 carbon atoms.
  • the cycloalkylene group preferably has 3 to 10 carbon atoms.
  • the arylene group preferably has 6 to 10 carbon atoms.
  • the “divalent nitrogen-containing hydrocarbon group” is a general term for divalent groups composed of nitrogen together with carbon and hydrogen as described above.
  • the configuration of the divalent nitrogen-containing hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a divalent group composed of nitrogen together with carbon and hydrogen.
  • the divalent nitrogen-containing hydrocarbon group includes, for example, a divalent nitrogen-containing linking group, a divalent amine linking group, and a divalent nitrogen-based linking group.
  • the divalent nitrogen-containing linking group is a monovalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other. Details regarding the divalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • the divalent amine bond group is a divalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more amine bonds are bonded to each other.
  • This amine bond is represented by —NR103— (R103 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group). Details regarding the divalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • the divalent nitrogen-based linking group is a divalent group in which two or more of a divalent nitrogen-containing linking group and a divalent amine linking group are bonded to each other.
  • (Divalent nitrogen-containing linking group) There may be only one kind of monovalent nitrogen-containing group contained in the divalent nitrogen-containing linking group, or two or more kinds. Further, the number of monovalent nitrogen-containing groups contained in the divalent nitrogen-containing linking group may be only one, or two or more. The details regarding the monovalent nitrogen-containing group are as described above, for example. That is, the monovalent nitrogen-containing group includes, for example, a cyano group, a nitro group, an amino group, an isocyanate group, and an amide group.
  • the divalent nitrogen-containing linking group is, for example, a divalent group in which one alkylene group and one or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other, one alkenylene group and one or A divalent group in which two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other, a divalent group in which one alkynylene group and one or two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other A divalent group in which one cycloalkylene group and one or two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other, and one arylene group and one or two or more monovalent nitrogens And a divalent group in which the groups are bonded to each other.
  • the type of the monovalent nitrogen-containing group Details regarding the numbers and positions are, for example, as follows. 1stly, as above-mentioned, only 1 type may be sufficient as the kind of monovalent nitrogen containing group couple
  • the position of the monovalent nitrogen-containing group introduced into the alkylene group is not particularly limited.
  • the position of the monovalent nitrogen-containing group introduced into the alkylene group may be at the end of the alkylene group or in the middle of the alkylene group.
  • the type of the divalent nitrogen-containing linking group is not particularly limited.
  • a divalent group in which a cyano group is introduced into a methylene group a divalent group in which a cyano group is introduced at the end of an ethylene group, an ethylene group A divalent group in which a cyano group is introduced, a divalent group in which a cyano group is introduced at the end of a propylene group, a divalent group in which a cyano group is introduced in the middle of a propylene group, an end of an ethylene group A divalent group in which a nitro group is introduced, a divalent group in which an amino group is introduced at the end of an ethylene group, and a divalent group in which an isocyanate group is introduced at the end of an ethylene group.
  • the type of the divalent hydrocarbon group contained in the divalent amine bond group may be only one type or two or more types. Further, the number of divalent hydrocarbon groups contained in the divalent amine bond group may be only one or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent hydrocarbon group contained in the divalent amine bond group, the number of the divalent hydrocarbon group may be only one, or two or more. Good.
  • the number of amine bonds contained in the divalent amine bond group may be only one, or two or more. When the number of amine bonds is 2 or more, the two adjacent amine bonds may be directly bonded without using a divalent hydrocarbon group, for example, or a divalent hydrocarbon It may be indirectly linked via a group.
  • the divalent amine bond group is, for example, a divalent group in which one alkylene group and one amine bond are bonded to each other, and 2 in which one alkenylene group and one amine bond are bonded to each other.
  • the number of alkylene groups and the number of amine bonds are as follows. First, since the number of alkylene groups is one and the number of amine bonds is one, one alkylene group and one amine bond may be bonded to each other. Second, since the number of alkylene groups is two or more and the number of amine bonds is one or more, two or more alkylene groups and one or more amine bonds may be alternately bonded. . In this case, both groups at both ends are alkylene groups.
  • the number of alkylene groups is one or more and the number of amine bonds is two or more, two or more amine bonds and one or more alkylene groups may be alternately bonded. . In this case, both groups at both ends are amine bonds.
  • the number of alkylene groups is two or more and the number of amine bonds is two or more, two or more alkylene groups and two or more amine bonds may be alternately bonded. . In this case, when the number of alkylene groups and the number of amine bonds are equal to each other, one terminal group becomes an alkylene group and the other terminal group becomes an amine bond.
  • the divalent group in which the alkylene group and the amine bond are bonded to each other may be linear, or one or two or more side chains may be formed. It may be branched.
  • the order of bonding between the 2 or more alkylene groups and the 2 or more amine bonds may be regular. It may be random.
  • the type of the divalent amine bond group is not particularly limited.
  • a divalent group in which the bonds are alternately bonded, a divalent group in which two ethylene groups and one amine bond are bonded to each other, and three ethylene groups and two amine bonds in turn A divalent group bonded, a divalent group in which two amine bonds and one methylene group are alternately bonded, and a group in which three amine bonds and two methylene groups are alternately bonded 2
  • a divalent group in which two methylene groups and two amine bonds are alternately bonded, three methylene groups and three amine bonds Are alternately bonded divalent groups, 2 ethylene groups and 2 amine bonds are alternately
  • the type of the divalent nitrogen-containing linking group contained in the divalent nitrogen-based linking group may be only one type or two or more types. Further, the number of divalent nitrogen-containing linking groups contained in the divalent nitrogen-based linking group may be only one or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent nitrogen-containing linking group contained in the divalent nitrogen-based linking group, the number of divalent nitrogen-containing linking groups may be only one, It may be more than one.
  • the number of divalent amine linking groups contained in the divalent nitrogen-based linking group may be one or two or more. Further, the number of divalent amine bond groups contained in the divalent nitrogen-based bond group may be one, or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent amine bond group contained in the divalent nitrogen-based bond group, the number of the divalent amine bond groups may be only one, or two or more. But you can.
  • the type of the divalent nitrogen-based linking group is not particularly limited.
  • a divalent nitrogen-containing linking group a divalent group in which a cyano group is introduced at the end of an ethylene group
  • a divalent amine linking group A divalent group in which three methylene groups and two amine bonds are alternately bonded to each other.
  • the “divalent oxygen-containing hydrocarbon group” is a general term for divalent groups composed of oxygen together with carbon and hydrogen as described above.
  • the structure of the divalent oxygen-containing hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a divalent group composed of oxygen together with carbon and hydrogen as described above.
  • the divalent oxygen-containing hydrocarbon group is, for example, a divalent oxygen-containing linking group, a divalent ether linking group, and a divalent nitrogen linking group.
  • the divalent oxygen-containing hydrocarbon group is a divalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other.
  • the divalent ether bond group is a divalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more ether bonds are bonded to each other.
  • the divalent oxygen-based linking group is a divalent group in which two or more of a divalent oxygen-containing linking group and a divalent ether linking group are bonded to each other.
  • (Divalent oxygen-containing linking group) There may be only one kind of monovalent oxygen-containing group contained in the divalent oxygen-containing linking group, or two or more kinds. Further, the number of monovalent oxygen-containing groups contained in the divalent oxygen-containing linking group may be one or two or more. For this reason, when the number of monovalent oxygen-containing groups contained in the divalent oxygen-containing linking group is one, the number of monovalent oxygen-containing groups may be only one, or two or more. Good.
  • the details regarding the monovalent oxygen-containing group are as described above, for example. That is, examples of the monovalent oxygen-containing group include a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, and an ester group (—COOR104: R104 is a monovalent hydrocarbon group). The details regarding the monovalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • the divalent oxygen-containing linking group is, for example, a divalent group in which one alkylene group and one or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, one alkenylene group and one or A divalent group in which two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, a divalent group in which one alkynylene group and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other A divalent group in which one cycloalkylene group and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, and one arylene group and one or two or more monovalent oxygens And a divalent group in which the groups are bonded to each other.
  • the kind of the monovalent oxygen-containing group Details regarding the numbers and positions are, for example, as follows.
  • the type of the monovalent oxygen-containing group bonded to the alkylene group may be only one type or two or more types as described above.
  • the number of monovalent oxygen-containing groups bonded to the alkylene group may be only one or may be two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent oxygen-containing group bonded to the alkylene group, the number of monovalent nitrogen-containing groups may be only one, or two or more.
  • the position of the monovalent oxygen-containing group introduced into the alkylene group is not particularly limited.
  • the position of the monovalent oxygen-containing group introduced into the alkylene group may be at the end of the alkylene group or in the middle of the alkylene group.
  • the type of the divalent oxygen-containing linking group is not particularly limited.
  • a divalent group in which a hydroxyl group is introduced into a methylene group a divalent group in which a hydroxyl group is introduced at the end of an ethylene group, or the middle of an ethylene group
  • a divalent group in which a hydroxyl group is introduced a divalent group in which a hydroxyl group is introduced at the end of a propylene group, a divalent group in which a hydroxyl group is introduced in the middle of a propylene group, and an aldehyde group at the end of an ethylene group
  • divalent ether bond group There may be only one kind of divalent hydrocarbon group contained in the divalent ether bond group, or two or more kinds. Further, the number of divalent hydrocarbon groups contained in the divalent ether bond group may be only one or two or more. For this reason, when the number of divalent hydrocarbon groups contained in the divalent ether bond group is only one, the number of the divalent hydrocarbon groups may be only one, or two or more. Good.
  • the number of ether bonds contained in the divalent ether bond group may be one or two or more. When the number of ether bonds is 2 or more, the two adjacent ether bonds may be directly bonded, for example, without a divalent hydrocarbon group, or may be a divalent hydrocarbon It may be indirectly linked via a group.
  • the divalent ether bond group is, for example, a divalent group in which one alkylene group and one ether bond are bonded to each other, and 2 in which one alkenylene group and one ether bond are bonded to each other.
  • the number of alkylene groups and the number of ether bonds For example, the details are as follows. First, since the number of alkylene groups is one and the number of ether bonds is one, one alkylene group and one ether bond may be bonded to each other. Second, since the number of alkylene groups is two or more and the number of ether bonds is one or more, two or more alkylene groups and one or more ether bonds may be alternately bonded. . In this case, both end groups are alkylene groups.
  • the number of alkylene groups is one or more and the number of ether bonds is two or more, two or more ether bonds and one or more alkylene groups may be alternately bonded. . In this case, both end groups are ether bonds.
  • the number of alkylene groups is two or more and the number of ether bonds is two or more, two or more alkylene groups and two or more ether bonds may be alternately bonded. . In this case, when the number of alkylene groups and the number of ether bonds are equal to each other, one terminal group becomes an alkylene group and the other terminal group becomes an ether bond.
  • the divalent group in which the alkylene group and the ether bond are bonded to each other may be linear, or one or two or more side chains may be formed. It may be branched.
  • the bonding order of the 2 or more alkylene groups and the 2 or more ether bonds may be regular. It may be random.
  • the type of the divalent ether bond group is not particularly limited.
  • a divalent group in which the bond is alternately bonded, a divalent group in which the two ethylene groups and one ether bond are alternately bonded, and the three ethylene groups and two ether bonds are alternately switched A divalent group bonded to 1, a divalent group in which one methylene group and two ether bonds are alternately bonded, and two methylene groups and three ether bonds are alternately bonded.
  • Divalent group divalent group in which one ethylene group and two ether bonds are alternately bonded, divalent group in which two ethylene groups and three ether bonds are alternately bonded 2 divalent groups in which 2 methylene groups and 2 ether bonds are bonded alternately, 3 methyles A divalent group in which a group and three ether bonds are alternately bonded, a divalent group in which two ethylene groups and two ether bonds are alternately bonded, and three ethylene groups and three And a divalent group in which the ether bond is alternately bonded.
  • divalent oxygen-based bonding group There may be only one kind of divalent oxygen-containing linking group contained in the divalent oxygen-based linking group, or two or more kinds. Further, the number of divalent oxygen-containing linking groups contained in the divalent oxygen-based linking group may be one or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent oxygen-containing linking group contained in the divalent oxygen-based linking group, the number of divalent oxygen-containing linking groups may be only one, It may be more than one.
  • the type of the divalent ether bond group contained in the divalent oxygen-based bond group may be one type or two or more types. Further, the number of divalent ether bond groups contained in the divalent oxygen-based bond group may be one or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent ether bond group contained in the divalent oxygen-based bond group, the number of the divalent ether bond groups may be only one, or two or more. But you can.
  • the type of the divalent oxygen-based bonding group is not particularly limited.
  • a divalent oxygen-containing bonding group (a divalent group in which a hydroxyl group is introduced at the end of an ethylene group) and a divalent ether bonding group (3 A monovalent group in which a methylene group and a divalent group in which two ether bonds are alternately bonded) are bonded to each other.
  • the “divalent sulfur-containing hydrocarbon group” is a generic name for divalent groups composed of sulfur together with carbon and hydrogen as described above. As described above, the structure of the divalent sulfur-containing hydrocarbon group is not particularly limited as long as it is a divalent group composed of sulfur together with carbon and hydrogen.
  • the monovalent sulfur-containing hydrocarbon group includes, for example, a divalent sulfur-containing linking group, a divalent thio linking group, and a divalent sulfur-based linking group.
  • the divalent sulfur-containing linking group is a divalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other.
  • the divalent thio bond group is a divalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more thio bonds are bonded to each other.
  • the divalent sulfur-based linking group is a divalent group in which two or more of a divalent sulfur-containing linking group and a monovalent thio linking group are bonded to each other. Details regarding the divalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • (Divalent sulfur-containing linking group) There may be only one kind of divalent sulfur-containing group contained in the divalent sulfur-containing linking group, or two or more kinds. Further, the number of divalent sulfur-containing groups contained in the divalent sulfur-containing linking group may be only one or may be two or more. For this reason, when there is only one kind of monovalent sulfur-containing group contained in the divalent sulfur-containing linking group, the number of monovalent sulfur-containing groups may be only one, or two or more. But you can. The details regarding the monovalent sulfur-containing group are as described above, for example.
  • examples of the monovalent sulfur-containing group include a sulfonic acid group and a sulfonyl type group (-SO2 R105: R105 is a monovalent hydrocarbon group).
  • the details regarding the monovalent hydrocarbon group are as described above, for example.
  • the divalent sulfur-containing linking group includes, for example, one or two divalent groups in which one or two or more monovalent sulfur-containing groups are introduced into one alkylene group, or one alkenylene group.
  • a divalent group in which the above monovalent sulfur-containing group is introduced a divalent group in which one or two or more monovalent sulfur-containing groups are introduced into one alkynylene group, and one cycloalkylene
  • the kind of the monovalent sulfur-containing group Details regarding the numbers and positions are, for example, as follows. 1stly, as above-mentioned, only 1 type may be sufficient as the kind of monovalent sulfur containing group couple
  • the position of the monovalent sulfur-containing group introduced into the alkylene group is not particularly limited.
  • the position of the monovalent sulfur-containing group introduced into the alkylene group may be at the end of the alkylene group or in the middle of the alkylene group.
  • the type of the divalent sulfur-containing linking group is not particularly limited.
  • a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced into a methylene group a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced at the end of an ethylene group
  • a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced in the middle of an ethylene group a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced at the end of a propylene group
  • a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced in the middle of a propylene group Etc a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced into a methylene group
  • a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced in the middle of an ethylene group a divalent group in which a sulfonic acid group is introduced at
  • the type of the divalent hydrocarbon group contained in the divalent thio bond group may be one type or two or more types. Further, the number of divalent hydrocarbon groups contained in the divalent thio bond group may be only one or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent hydrocarbon group contained in the divalent thio bonding group, the number of the divalent hydrocarbon group may be only one, or two or more. Good.
  • the number of thio bonds contained in the divalent thio bond group may be only one or two or more. When the number of thio bonds is 2 or more, the two adjacent thio bonds may be directly bonded without passing through a divalent hydrocarbon group, for example, or a divalent hydrocarbon It may be indirectly linked via a group.
  • the divalent thio-bonded group is, for example, a divalent group in which one alkylene group and one thio bond are bonded to each other, 2 in which one alkenylene group and one thio bond are bonded to each other.
  • the number of alkylene groups and the number of thio bonds For example, the details are as follows. First, since the number of alkylene groups is one and the number of thio bonds is one, one alkylene group and one thio bond may be bonded to each other. Second, since the number of alkylene groups is two or more and the number of thio bonds is one or more, two or more alkylene groups and one or more thio bonds may be alternately bonded. . In this case, both end groups are alkylene groups.
  • the number of alkylene groups is one or more and the number of thio bonds is two or more, one or more alkylene groups and two or more thio bonds may be alternately bonded. . In this case, both groups at both ends are thio bonds.
  • the number of alkylene groups is two or more and the number of thio bonds is two or more, two or more alkylene groups and two or more thio bonds may be alternately bonded. . In this case, when the number of alkylene groups and the number of thio bonds are equal to each other, one terminal group becomes an alkylene group and the other terminal group becomes a thio bond.
  • the divalent group in which the alkylene group and the thio bond are bonded to each other may be linear, or one or more side chains may be formed. It may be branched.
  • the order of bonding between the 2 or more alkylene groups and the 2 or more thio bonds may be regular. It may be random.
  • the type of the divalent thio bond group is not particularly limited.
  • a divalent group in which the bonds are alternately bonded, a divalent group in which the two ethylene groups and one thio bond are alternately bonded, and an alternating three ethylene group and two thio bonds A divalent group bonded to 1, a divalent group in which one methylene group and two thio bonds are alternately bonded, and two methylene groups and three thio bonds are alternately bonded.
  • Divalent group divalent group in which one ethylene group and two thio bonds are alternately bonded, divalent group in which two ethylene groups and three thio bonds are alternately bonded A divalent group in which two methylene groups and two thio bonds are alternately bonded, and three methylene groups and three thio bonds are alternately bonded. A divalent group in which two ethylene groups and two thio bonds are alternately bonded, a divalent group in which three ethylene groups and three thio bonds are alternately bonded, etc. It is.
  • divalent sulfur-based bonding group There may be only one kind of divalent sulfur-containing linking group contained in the divalent sulfur-based linking group, or two or more kinds. Further, the number of divalent sulfur-containing linking groups contained in the divalent sulfur-based linking group may be only one or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent sulfur-containing linking group contained in the divalent sulfur-based linking group, the number of divalent sulfur-containing linking groups may be only one, It may be more than one.
  • the type of the divalent thio linking group contained in the divalent sulfur-based linking group may be one type or two or more types. Further, the number of divalent thio linking groups contained in the divalent sulfur-based linking group may be one or two or more. For this reason, when there is only one kind of divalent thio linking group contained in the divalent sulfur-based linking group, the number of the divalent thio linking group may be only one, or two or more. But you can.
  • the type of the divalent sulfur-based linking group is not particularly limited.
  • a divalent oxygen-containing linking group a divalent group having a sulfonic acid group introduced at the end of an ethylene group
  • a divalent thio linking group a divalent group in which three methylene groups and two thio bonds are alternately bonded
  • the “divalent halogenated hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a divalent hydrocarbon group are substituted with a halogen group, as described above.
  • the “divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or more hydrogen groups in a divalent nitrogen-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group, as described above. .
  • the “divalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a divalent oxygen-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group, as described above.
  • the “divalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group” is a group in which one or two or more hydrogen groups in a divalent sulfur-containing hydrocarbon group are substituted with a halogen group, as described above. .
  • halogen group Details regarding the halogen group are as described above, for example. However, only one type of halogen group may be used, or two or more types may be used. Moreover, when there is only one kind of halogen group, the number of halogen groups may be only one, or two or more.
  • the halogen group is preferably a fluorine group as described above.
  • the divalent halogenated hydrocarbon group is preferably a divalent fluorinated hydrocarbon group.
  • the divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group is preferably a divalent fluorinated nitrogen-containing hydrocarbon group.
  • the divalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group is preferably a divalent fluorinated oxygen-containing hydrocarbon group.
  • the divalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group is preferably a divalent fluorinated sulfur-containing hydrocarbon group.
  • the details regarding the carbon number of the divalent halogenated hydrocarbon group are the same as the details regarding the carbon number of the divalent hydrocarbon group described above, for example.
  • divalent linking group Types of divalent linking groups are divalent hydrocarbon groups, divalent nitrogen-containing hydrocarbon groups, divalent oxygen-containing hydrocarbon groups, divalent sulfur-containing hydrocarbon groups, divalent halogenated hydrocarbons.
  • R1 to R8 are a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen-containing carbonized group.
  • a hydrogen group and a monovalent sulfur halide-containing hydrocarbon group are a type of R9 and R10.
  • R9 and R10 are a divalent halogenated hydrocarbon group, a divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a divalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group and a divalent sulfur halide. Any of the containing hydrocarbon groups. In this case, each type of R1 to R8 is not particularly limited.
  • R1 to R10 is a halogen group or a group containing halogen as a constituent element.
  • group containing a halogen as a constituent element means, for each of R1 to R8, a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen.
  • a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group and each of R9 and R10 is a divalent halogenated hydrocarbon group or a divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon.
  • the reason why the conditions described above with respect to R1 to R10 are satisfied is that the advantages resulting from the above polycyclic aromatic compounds can be obtained specifically. Specifically, when a compound that does not satisfy the above-described conditions regarding R1 to R10 is included in the electrolytic solution, the compound is difficult to exert a function of suppressing the decomposition of the electrolytic solution, and therefore, the decomposition reaction of the electrolytic solution is not performed. It becomes difficult to be suppressed. On the other hand, when a compound (polycyclic aromatic compound) that satisfies the above-mentioned conditions for R1 to R10 is contained in the electrolytic solution, the polycyclic aromatic compound has a function of inhibiting decomposition of the electrolytic solution. Therefore, the decomposition reaction of the electrolytic solution is easily suppressed.
  • the polycyclic aromatic compound contains the compound represented by following formula (2). This is because, while ensuring the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound, the function of inhibiting decomposition of the electrolytic solution by the polycyclic aromatic compound is sufficiently exhibited.
  • R81 to R96 are each a hydrogen group, a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, a monovalent group, A halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group, and two or more of them bonded to each other Provided that at least one of R81 to R96 is a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, It is either a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group or a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group.
  • the compound represented by the formula (2) contains R81 to R88 corresponding to R1 to R8 represented by the formula (1), as is clear from the comparison between the formula (1) and the formula (2). It is a compound containing two linking groups (-CR89R90-CR91R92- and -CR93R94-CR95R96-) corresponding to R9 and R10 shown in the formula (1).
  • R81 to R96 halogen group, monovalent hydrocarbon group, monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, monovalent halogenated hydrocarbon group, Details regarding the monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group, and monovalent linking group are as described above, for example. .
  • R81 to R96 are a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, and One of the monovalent sulfur halide-containing hydrocarbon groups. That is, one or more of R81 to R96 is a halogen group or a group containing halogen as a constituent element.
  • each of R81 to R96 is any one of a hydrogen group, a halogen group, and a monovalent hydrocarbon group, and one or more of R81 to R96 is a halogen group. Is preferred. This is because the function of inhibiting the decomposition of the electrolytic solution by the polycyclic aromatic compound is more exhibited.
  • each of R81 to R88 is preferably a halogen group
  • each of R89 to R96 is preferably either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group.
  • each of R81 to R88 is preferably either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group
  • each of R89 to R96 is preferably a halogen group. This is because the function of inhibiting the decomposition of the electrolytic solution by the polycyclic aromatic compound is more exhibited.
  • halogen group is preferably a fluorine group as described above. This is because the polycyclic aromatic compound easily exerts the above-described function of inhibiting the decomposition of the electrolytic solution while ensuring the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound.
  • polycyclic aromatic compounds The kind of polycyclic aromatic compound is not particularly limited. Specific examples of the polycyclic aromatic compound include, for example, compounds represented by the following formulas (1-1) to (1-31).
  • the content of the polycyclic aromatic compound in the electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.001% by weight to 10% by weight, and more preferably 0.001% by weight to 3% by weight. Preferably, it is 0.001% by weight to 1% by weight. This is because, while ensuring the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound, the function of inhibiting decomposition of the electrolytic solution by the polycyclic aromatic compound is sufficiently exhibited.
  • the above-mentioned “content of polycyclic aromatic compounds” is the total content of the respective polycyclic aromatic compounds.
  • the electrolytic solution may contain any one kind or two or more kinds of other materials.
  • the other material is, for example, any one or more of solvents such as a non-aqueous solvent (organic solvent).
  • the electrolytic solution containing the nonaqueous solvent is a so-called nonaqueous electrolytic solution.
  • cyclic carbonate are ethylene carbonate, propylene carbonate and butylene carbonate.
  • chain carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and methyl propyl carbonate.
  • lactones include ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone.
  • chain carboxylic acid ester include methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethyl acetate, and ethyl trimethyl acetate.
  • nitrile compound include acetonitrile, methoxyacetonitrile and 3-methoxypropionitrile.
  • solvents include, for example, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1,4 -Dioxane, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N'-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate and dimethyl sulfoxide may be used. This is because similar advantages can be obtained.
  • the solvent preferably contains one or more of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate.
  • high battery capacity, excellent cycle characteristics, and excellent storage characteristics can be obtained.
  • high viscosity (high dielectric constant) solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate (for example, dielectric constant ⁇ ⁇ 30) and low viscosity solvents such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate (for example, viscosity ⁇ 1 mPas).
  • -A combination with s is more preferred. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved.
  • the solvent may contain any one or more of unsaturated cyclic carbonate, halogenated carbonate, dinitrile compound, diisocyanate compound, sulfonate ester, acid anhydride and phosphate ester. Good. This is because the chemical stability of the electrolytic solution is further improved.
  • the unsaturated cyclic carbonate is a cyclic carbonate containing one or more carbon-carbon unsaturated bonds (carbon-carbon double bonds).
  • the content of the unsaturated cyclic carbonate in the solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by weight to 10% by weight.
  • Each of R11 and R12 is any one of a hydrogen group and an alkyl group.
  • Each of R13 to R16 is any one of a hydrogen group, an alkyl group, a vinyl group, and an allyl group.
  • the compound represented by Formula (3) is a vinylene carbonate compound.
  • R11 and R12 may be the same type of group or different types of groups. Details regarding the alkyl group are as described above.
  • Specific examples of vinylene carbonate compounds include vinylene carbonate (1,3-dioxol-2-one), methyl vinylene carbonate (4-methyl-1,3-dioxol-2-one), ethyl vinylene carbonate (4-ethyl- 1,3-dioxol-2-one), 4,5-dimethyl-1,3-dioxol-2-one, 4,5-diethyl-1,3-dioxol-2-one, 4-fluoro-1,3 -Dioxol-2-one and 4-trifluoromethyl-1,3-dioxol-2-one.
  • the compound shown in Formula (4) is a vinyl ethylene carbonate compound.
  • R13 to R16 may be the same type of group, or may be a different type of group. Of course, some of R13 to R16 may be the same type of group.
  • Specific examples of the vinyl carbonate-based compound include vinyl ethylene carbonate (4-vinyl-1,3-dioxolane-2-one), 4-methyl-4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one, and 4-ethyl.
  • the compound represented by the formula (5) is a methylene ethylene carbonate compound.
  • R171 and R172 may be the same type of group or different types of groups.
  • Specific examples of the methylene ethylene carbonate compound include methylene ethylene carbonate (4-methylene-1,3-dioxolan-2-one), 4,4-dimethyl-5-methylene-1,3-dioxolan-2-one and 4 , 4-diethyl-5-methylene-1,3-dioxolan-2-one and the like.
  • the unsaturated cyclic carbonate may be catechol carbonate having a benzene ring (catechol carbonate).
  • the halogenated carbonate is a carbonate containing one or two or more halogens as a constituent element.
  • the content of the halogenated carbonate in the solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by weight to 10% by weight.
  • Each of R18 to R21 is any one of a hydrogen group, a halogen group, an alkyl group, and a halogenated alkyl group, and at least one of R18 to R21 is a halogen group or a halogenated alkyl group.
  • Each of R22 to R27 is any one of a hydrogen group, a halogen group, an alkyl group, and a halogenated alkyl group, and at least one of R22 to R27 is a halogen group and an alkyl halide. Any of the groups.
  • the compound represented by the formula (6) is a halogenated cyclic carbonate.
  • R18 to R21 may be the same type of group, or may be a group different from each other. Of course, some of R18 to R21 may be the same type of group.
  • halogen group is not particularly limited, but among them, one or more of fluorine group, chlorine group, bromine group and iodine group are preferable, and fluorine group is more preferable. As described above, the number of halogen groups may be only one or may be two or more.
  • the halogenated alkyl group is a group in which one or two or more hydrogen groups in an alkyl group are substituted (halogenated) with a halogen group.
  • the details regarding the halogen group are as described above.
  • halogenated cyclic carbonate examples include compounds represented by the following formulas (6-1) to (6-21), and the compounds include geometric isomers.
  • 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one represented by formula (6-3) Is preferred.
  • a trans isomer is preferable to a cis isomer. This is because it can be easily obtained and a high effect can be obtained.
  • the compound represented by the formula (7) is a halogenated chain carbonate.
  • R22 to R27 may be the same type of group, or may be a different type of group. Of course, some of R22 to R27 may be the same type of group.
  • halogenated chain carbonate ester examples include fluoromethyl methyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate and difluoromethyl methyl carbonate.
  • the dinitrile compound is, for example, a compound represented by the following formula (8).
  • the content of the dinitrile compound in the solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.5% by weight to 5% by weight.
  • NC-R28-CN (8) (R28 is either an alkylene group or an arylene group.)
  • each of the alkylene group and the arylene group is as described above, for example.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, but is, for example, 1 to 18, and the number of carbon atoms of the arylene group is not particularly limited, but is, for example, 6 to 18.
  • dinitrile compounds include succinonitrile (NC-C 2 H 4 -CN), glutaronitrile (NC-C 3 H 6 -CN), adiponitrile (NC-C 4 H 8 -CN), sebacononitrile (NC -C 8 H 10 -CN) and phthalonitrile (NC-C 6 H 4 -CN).
  • the diisocyanate compound is, for example, a compound represented by OCN-R29-NCO (R29 is an alkylene group).
  • the content of the diisocyanate compound in the solvent is not particularly limited, and is, for example, 0.1% by weight to 10% by weight.
  • the details regarding the alkylene group are as described above, for example.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, but is, for example, 1 to 18.
  • Specific examples of the diisocyanate compound include OCN—C 6 H 12 —NCO.
  • the sulfonate esters are, for example, monosulfonate esters and disulfonate esters.
  • the content of the sulfonic acid ester in the solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by weight to 10% by weight.
  • the monosulfonic acid ester may be a cyclic monosulfonic acid ester or a chain monosulfonic acid ester.
  • cyclic monosulfonic acid esters are sultone such as 1,3-propane sultone and 1,3-propene sultone.
  • chain monosulfonic acid ester include a compound in which a cyclic monosulfonic acid ester is cleaved on the way.
  • the disulfonic acid ester may be a cyclic disulfonic acid ester or a chain disulfonic acid ester.
  • Specific examples of the cyclic disulfonic acid ester include compounds represented by the following formulas (9-1) to (9-3).
  • Specific examples of the chain disulfonic acid ester include a compound in which a cyclic disulfonic acid ester is cleaved on the way.
  • acid anhydride examples include carboxylic acid anhydride, disulfonic acid anhydride, and carboxylic acid sulfonic acid anhydride.
  • the content of the acid anhydride in the solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by weight to 10% by weight.
  • carboxylic acid anhydride examples include succinic anhydride, glutaric anhydride, and maleic anhydride.
  • disulfonic anhydride examples include ethanedisulfonic anhydride and propanedisulfonic anhydride.
  • carboxylic acid sulfonic acid anhydride examples include anhydrous sulfobenzoic acid, anhydrous sulfopropionic acid, and anhydrous sulfobutyric acid.
  • phosphate ester Specific examples of the phosphate ester include trimethyl phosphate, triethyl phosphate and triallyl phosphate.
  • the content of the phosphate ester in the solvent is not particularly limited, and is, for example, 0.5% by weight to 5% by weight.
  • the other material is, for example, one or more of electrolyte salts such as lithium salts.
  • the electrolyte salt may contain a salt other than the lithium salt, for example.
  • salts other than lithium salts include salts of light metals other than lithium.
  • lithium salt examples include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), tetra Lithium phenylborate (LiB (C 6 H 5 ) 4 ), lithium methanesulfonate (LiCH 3 SO 3 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ), lithium tetrachloroaluminate (LiAlCl 4 ), hexafluoride Dilithium silicate (Li 2 SiF 6 ), lithium chloride (LiCl), and lithium bromide (LiBr).
  • LiPF 6 lithium hexafluorophosphate
  • LiBF 4 lithium perchlorate
  • LiAsF 6 lithium hexafluoroarsenate
  • LiAsF 6 tetra
  • lithium hexafluorophosphate lithium tetrafluoroborate, lithium perchlorate and lithium hexafluoroarsenate are preferable, and lithium hexafluorophosphate is more preferable. . This is because the internal resistance is lowered.
  • the electrolyte salt may be any one or two or more of the compounds represented by the following formulas (10) to (12).
  • Each of R41 and R43 may be the same type of group or different types of groups.
  • Each of R51 to R53 may be the same type of group, or may be a group different from each other. Of course, some of R51 to R53 may be the same type of group.
  • Each of R61 and R62 may be the same type of group or different types of groups.
  • X41 is one of Group 1 and Group 2 elements in the long-period periodic table, and aluminum (Al).
  • M41 is a transition metal, and Group 13 element and Group 14 in the long-period periodic table. And any one of elements and Group 15.
  • R41 is a halogen group
  • Y41 is —C ( ⁇ O) —R42—C ( ⁇ O) —, —C ( ⁇ O) —CR43 2 —.
  • R43 is any one of an alkyl group, a halogenated alkyl group, an aryl group, and a halogenated aryl group, a4 is an integer of 1 to 4, b4 is an integer of 0, 2 or 4, and c4 d4, each of m4 and n4 is an integer of 1-3.
  • X51 is one of Group 1 and Group 2 elements in the long-period periodic table.
  • M51 is a transition metal, and Group 13 element, Group 14 element and Group 15 element in the long-period periodic table.
  • any of the alkyl groups provided that at least one of R51 is It is either a halogen group or a halogenated alkyl group, and at least one of R53 is any one of a halogen group and a halogenated alkyl group, and R52 is a hydrogen group, an alkyl group, or a halogen group.
  • R51 is It is either a halogen group or a halogenated alkyl group
  • at least one of R53 is any one of a halogen group and a halogenated alkyl group
  • R52 is a hydrogen group, an alkyl group, or a halogen group.
  • Each of a5, e5 and n5 is an integer of 1 or 2
  • each of b5 and d5 is an integer of 1 to 4
  • c5 is an integer of 0 to 4
  • each of f5 and m5 is an integer of 1 to 3.
  • X61 is one of Group 1 and Group 2 elements in the long-period periodic table.
  • M61 is a transition metal, and Group 13 element, Group 14 element and Group 15 element in the long-period periodic table.
  • Rf is either a fluorinated alkyl group or a fluorinated aryl group, and each of the fluorinated alkyl group and the fluorinated aryl group has 1 to 10 carbon atoms.
  • R61 is any one of a hydrogen group, an alkyl group, a halogen group, and a halogenated alkyl group
  • R62 is any one of a hydrogen group, an alkyl group, a halogen group, and a halogenated alkyl group.
  • R62 is any one of a halogen group and a halogenated alkyl group, each of a6, f6 and n6 is an integer of 1 or 2, and each of b6, c6 and e6 is 1 D6 is an integer from 0 to 4, and each of g6 and m6 is an integer from 1 to 3.
  • the Group 1 elements are hydrogen (H), lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), and francium (Fr).
  • Group 2 elements are beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), and radium (Ra).
  • Group 13 elements are boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and thallium (Tl).
  • Group 14 elements are carbon (C), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), and lead (Pb).
  • Group 15 elements are nitrogen (N), phosphorus (P), arsenic (As), antimony (Sb), and bismuth (Bi).
  • Specific examples of the compound represented by the formula (10) include compounds represented by the following formulas (10-1) to (10-6).
  • Specific examples of the compound represented by the formula (11) include compounds represented by the following formulas (11-1) to (11-8).
  • Specific examples of the compound represented by the formula (12) include a compound represented by the following formula (12-1).
  • the electrolyte salt may be any one or two or more of the compounds represented by the following formulas (13) to (15).
  • Each of m and n may be the same value or different values.
  • Each of p, q, and r may have the same value or different values. Of course, some of p, q and r may have the same value.
  • R71 is a linear or branched perfluoroalkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
  • the compound shown in Formula (13) is a chain imide compound.
  • the chain imide compound include bis (fluorosulfonyl) imide lithium (LiN (SO 2 F) 2 ), bis (trifluoromethanesulfonyl) imide lithium (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), bis (pentafluoroethane (Sulfonyl) imidolithium (LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 ), (trifluoromethanesulfonyl) (pentafluoroethanesulfonyl) imide lithium (LiN (CF 3 SO 2 ) (C 2 F 5 SO 2 )), (trifluoro Lomethanesulfonyl) (heptafluoropropanesulfonyl) imidolithium (LiN (CF 3 SO 2 ) (C 3 F 7 SO 2 )) and (trifluoromethanesulfonyl) (nonaflu
  • the compound represented by the formula (14) is a cyclic imide compound.
  • Specific examples of the cyclic imide compound include compounds represented by the following formulas (14-1) to (14-4).
  • the compound represented by the formula (15) is a chain methide compound.
  • Specific examples of the chain methide compound include lithium tris (trifluoromethanesulfonyl) methide (LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ).
  • the electrolyte salt may be a phosphorus fluorine-containing salt such as lithium difluorophosphate (LiPF 2 O 2 ) and lithium fluorophosphate (Li 2 PFO 3 ).
  • the content of the electrolyte salt is not particularly limited, but is preferably 0.3 mol / kg to 3.0 mol / kg with respect to the solvent. This is because high ionic conductivity is obtained.
  • the electrolytic solution is manufactured, for example, by the following procedure.
  • an electrolyte salt is added to the solvent, and then the solvent is stirred. As a result, the electrolyte salt is dissolved or dispersed in the solvent. Then, after adding a polycyclic aromatic compound to the solvent containing electrolyte salt, the solvent is stirred. As a result, the polycyclic aromatic compound is dissolved or dispersed in the solvent. As described above, the polycyclic aromatic compound may be of only one type or two or more types. Thereby, the electrolyte solution containing a polycyclic aromatic compound is obtained.
  • the above-described polycyclic aromatic compound is contained.
  • the electrolytic solution improves chemical stability.
  • This “other compound” is, for example, a compound represented by the following formula (16-1).
  • the compound represented by formula (16-1) is [2,2] -paracyclophane.
  • the halogen group is a fluorine group
  • the monovalent hydrocarbon group is an alkyl group
  • the monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group contains a monovalent nitrogen. If the monovalent oxygen-containing hydrocarbon group is a monovalent oxygen-containing linking group or the like, and the monovalent sulfur-containing hydrocarbon group is a monovalent sulfur-containing linking group or the like, Since the chemical stability is sufficiently improved, a higher effect can be obtained.
  • the divalent hydrocarbon group is an alkylene group
  • the divalent nitrogen-containing hydrocarbon group is a divalent nitrogen-containing linking group
  • the like If the oxygen-containing hydrocarbon group is a divalent oxygen-containing linking group or the like, and the divalent sulfur-containing hydrocarbon group is a divalent sulfur-containing linking group or the like, the chemical stability of the electrolyte is sufficiently improved. Therefore, a higher effect can be obtained.
  • the monovalent hydrocarbon group has 1 to 18 carbon atoms and the divalent hydrocarbon group has 1 to 10 carbon atoms, the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound is ensured. Therefore, a higher effect can be obtained.
  • the polycyclic aromatic compound contains the compound represented by the formula (2), the polycyclic aromatic compound is decomposed by the polycyclic aromatic compound while ensuring the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound. Since the suppression function is sufficiently exhibited, a higher effect can be obtained.
  • each of R81 to R96 is any one of a hydrogen group, a halogen group and a monovalent hydrocarbon group, and one or more of R81 to R96 are halogenated. If it is group, since the decomposition inhibitory function of the electrolyte solution by the polycyclic aromatic compound is sufficiently exhibited, a higher effect can be obtained.
  • each of R81 to R88 is a halogen group and each of R89 to R96 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group, or each of R81 to R88 is a hydrogen group and 1 If it is either a valent hydrocarbon group and each of R89 to R96 is a halogen group, a higher effect can be obtained.
  • the polycyclic aromatic compound can easily exhibit the above-described decomposition inhibiting function of the electrolytic solution while ensuring the solubility and compatibility of the polycyclic aromatic compound. Therefore, a higher effect can be obtained.
  • the content of the polycyclic aromatic compound in the electrolytic solution is 0.001% by weight to 10% by weight, the function of suppressing the decomposition of the electrolytic solution by the polycyclic aromatic compound can be sufficiently exerted, so that the higher An effect can be obtained.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional configuration of the secondary battery
  • FIG. 2 is an enlarged view of a part of the cross-sectional configuration of the spirally wound electrode body 20 shown in FIG.
  • the secondary battery described here is, for example, a lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode 22 is obtained by utilizing insertion and extraction of lithium.
  • the secondary battery has a so-called cylindrical battery structure.
  • a pair of insulating plates 12 and 13 and a battery element are provided inside a hollow cylindrical battery can 11.
  • the wound electrode body 20 is housed.
  • the wound electrode body 20 for example, after the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are stacked via the separator 23, the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 are wound.
  • the wound electrode body 20 is impregnated with an electrolytic solution that is a liquid electrolyte.
  • the battery can 11 has, for example, a hollow structure in which one end is closed and the other end is opened.
  • one or more of iron, aluminum, and alloys thereof are used. Is included. Nickel or the like may be plated on the surface of the battery can 11.
  • the pair of insulating plates 12 and 13 are arranged so as to sandwich the wound electrode body 20 and to extend perpendicularly to the wound peripheral surface.
  • a battery lid 14, a safety valve mechanism 15, and a heat sensitive resistance element (PTC element) 16 are caulked to the open end of the battery can 11 via a gasket 17. Thereby, the battery can 11 is sealed.
  • the battery lid 14 is formed of the same material as the battery can 11, for example.
  • Each of the safety valve mechanism 15 and the thermal resistance element 16 is provided inside the battery lid 14, and the safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14 via the thermal resistance element 16.
  • the disk plate 15 ⁇ / b> A is reversed when the internal pressure becomes a certain level or more due to an internal short circuit or external heating. Thereby, the electrical connection between the battery lid 14 and the wound electrode body 20 is cut.
  • the resistance of the heat sensitive resistor 16 increases as the temperature rises.
  • the gasket 17 is formed of, for example, an insulating material, and asphalt or the like may be applied to the surface of the gasket 17.
  • a center pin 24 is inserted into the winding center of the wound electrode body 20.
  • the center pin 24 may not be inserted into the winding center of the wound electrode body 20.
  • a positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode 21, and a negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode 22.
  • the positive electrode lead 25 includes, for example, a conductive material such as aluminum.
  • the positive electrode lead 25 is attached to the safety valve mechanism 15 and is electrically connected to the battery lid 14.
  • the negative electrode lead 26 includes, for example, a conductive material such as nickel.
  • the negative electrode lead 26 is attached to the battery can 11 and is electrically connected to the battery can 11.
  • the positive electrode 21 includes a positive electrode current collector 21 ⁇ / b> A and a positive electrode active material layer 21 ⁇ / b> B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 21 ⁇ / b> A.
  • the positive electrode active material layer 21B may be provided only on one surface of the positive electrode current collector 21A.
  • the positive electrode current collector 21A includes, for example, any one type or two or more types of conductive materials. Although the kind of conductive material is not specifically limited, For example, they are metal materials, such as aluminum, nickel, and stainless steel.
  • the positive electrode current collector 21A may be a single layer or a multilayer.
  • the positive electrode active material layer 21 ⁇ / b> B includes any one or more of positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material layer 21 ⁇ / b> B may include any one type or two or more types of other materials such as a positive electrode binder and a positive electrode conductive agent in addition to the positive electrode active material.
  • the positive electrode material is preferably a lithium-containing compound, and more specifically, preferably one or both of a lithium-containing composite oxide and a lithium-containing phosphate compound. This is because a high energy density can be obtained.
  • the lithium-containing composite oxide is an oxide containing lithium and one or more other elements as constituent elements, and has, for example, a crystal structure of any one of a layered rock salt type and a spinel type.
  • the lithium-containing phosphate compound is a phosphate compound containing lithium and one or more other elements as constituent elements, and has, for example, an olivine type crystal structure. “Other elements” are elements other than lithium.
  • the type of other element is not particularly limited as long as it is any one or more of arbitrary elements.
  • the other elements are preferably any one or more of elements belonging to Groups 2 to 15 in the long-period periodic table. More specifically, it is more preferable that the other elements include one or more metal elements of nickel (Ni), cobalt (Co), manganese (Mn), and iron (Fe). preferable. This is because a high voltage can be obtained.
  • lithium-containing composite oxide having a layered rock salt type crystal structure examples include compounds represented by the following formulas (21) to (23).
  • M11 is cobalt (Co), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W), a to e being 0.8 ⁇ a ⁇ 1.2, 0 ⁇ b ⁇ 0.5, 0 ⁇ c ⁇ 0.5, (b + c) ⁇ 1, ⁇ 0.1 ⁇ d ⁇ 0.2 and 0 ⁇ e ⁇ 0.1 are satisfied.
  • the composition of lithium varies depending on the charge / discharge state, and a is the value of the fully discharged state.
  • M12 is cobalt (Co), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W), and a to d are 0.8.
  • composition of lithium depends on the charge / discharge state Unlikely, a is the value of the fully discharged state.
  • M13 is nickel (Ni), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W), and a to d are 0.8.
  • lithium-containing composite oxide having a layered rock salt type crystal structure LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2.
  • LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 Li 1.2 Mn 0.52 Co 0.175 Ni 0.1 O 2 and Li 1.15 (Mn 0.65 Ni 0.22 Co 0.13 ) O 2 .
  • the lithium-containing composite oxide having a layered rock salt type crystal structure contains nickel, cobalt, manganese, and aluminum as constituent elements
  • the atomic ratio of nickel is preferably 50 atomic% or more. This is because a high energy density can be obtained.
  • the lithium-containing composite oxide having a spinel crystal structure is, for example, a compound represented by the following formula (24).
  • M14 is cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe), copper At least one of (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W), wherein a to d are 0.9.
  • composition of lithium differs depending on the charge / discharge state, and a Is the value of the fully discharged state.
  • lithium-containing composite oxide having a spinel crystal structure examples include LiMn 2 O 4 .
  • lithium-containing phosphate compound having an olivine type crystal structure examples include a compound represented by the following formula (25).
  • Li a M15PO 4 (25) (M15 is cobalt (Co), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), niobium It is at least one of (Nb), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), strontium (Sr), tungsten (W), and zirconium (Zr). 0.9 ⁇ a ⁇ 1.1, where the composition of lithium varies depending on the charge / discharge state, and a is the value of the complete discharge state.)
  • lithium-containing phosphate compound having an olivine type crystal structure examples include LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiFe 0.5 Mn 0.5 PO 4, and LiFe 0.3 Mn 0.7 PO 4 .
  • the lithium-containing composite oxide may be a compound represented by the following formula (26).
  • the positive electrode material may be any one kind or two or more kinds of oxides, disulfides, chalcogenides, conductive polymers, and the like.
  • oxide include titanium oxide, vanadium oxide, and manganese dioxide.
  • disulfide include titanium disulfide and molybdenum sulfide.
  • chalcogenide is niobium selenide.
  • conductive polymer include sulfur, polyaniline, and polythiophene.
  • the positive electrode material may be a material other than the above.
  • the positive electrode binder includes, for example, any one kind or two or more kinds of synthetic rubber and polymer compound.
  • the synthetic rubber include styrene butadiene rubber, fluorine rubber, and ethylene propylene diene.
  • the polymer compound include polyvinylidene fluoride and polyimide.
  • the positive electrode conductive agent contains, for example, any one or more of carbon materials.
  • the carbon material include graphite, carbon black, acetylene black, and ketjen black.
  • the positive electrode conductive agent may be a metal material or a conductive polymer as long as it is a conductive material.
  • the negative electrode 22 includes a negative electrode current collector 22A and negative electrode active material layers 22B provided on both surfaces of the negative electrode current collector 22A.
  • the negative electrode active material layer 22B may be provided only on one surface of the negative electrode current collector 22A.
  • the anode current collector 22A includes, for example, any one type or two or more types of conductive materials. Although the kind of electrically conductive material is not specifically limited, For example, they are metal materials, such as copper, aluminum, nickel, and stainless steel.
  • the anode current collector 22A may be a single layer or a multilayer.
  • the surface of the negative electrode current collector 22A is preferably roughened. This is because the so-called anchor effect improves the adhesion of the negative electrode active material layer 22B to the negative electrode current collector 22A. In this case, the surface of the negative electrode current collector 22A only needs to be roughened at least in a region facing the negative electrode active material layer 22B.
  • the roughening method is, for example, a method of forming fine particles using electrolytic treatment. In the electrolytic treatment, fine particles are formed on the surface of the negative electrode current collector 22A by an electrolysis method in an electrolytic bath, so that the surface of the negative electrode current collector 22A is provided with irregularities.
  • a copper foil produced by an electrolytic method is generally called an electrolytic copper foil.
  • the negative electrode active material layer 22 ⁇ / b> B includes any one or more of negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material.
  • the negative electrode active material layer 22B may include any one type or two or more types of other materials such as a negative electrode binder and a negative electrode conductive agent in addition to the negative electrode active material.
  • the chargeable capacity of the negative electrode material is larger than the discharge capacity of the positive electrode 21 in order to prevent unintentional deposition of lithium metal on the negative electrode 22 during charging. That is, the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium is preferably larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 21.
  • the type of the negative electrode material is not particularly limited as long as it is a material that can occlude and release lithium.
  • Examples of the negative electrode material include a carbon material, a first metal material, and a second metal material.
  • the carbon material is a general term for materials containing carbon as a constituent element. This is because the change in crystal structure during insertion and extraction of lithium is very small, so that a high energy density can be obtained stably. Moreover, since the carbon material also functions as a negative electrode conductive agent, the conductivity of the negative electrode active material layer 22B is improved.
  • Examples of the carbon material include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, and graphite.
  • the interplanar spacing of the (002) plane in non-graphitizable carbon is preferably 0.37 nm or more, and the interplanar spacing of the (002) plane in graphite is preferably 0.34 nm or less.
  • examples of the carbon material include pyrolytic carbons, cokes, glassy carbon fibers, organic polymer compound fired bodies, activated carbon, and carbon blacks.
  • the cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke and the like.
  • the organic polymer compound fired body is obtained by firing (carbonizing) a polymer compound such as a phenol resin and a furan resin at an appropriate temperature.
  • the carbon material may be low crystalline carbon heat-treated at a temperature of about 1000 ° C. or less, or may be amorphous carbon.
  • the shape of the carbon material may be any of a fibrous shape, a spherical shape, a granular shape, and a scale shape.
  • the first metal-based material is a material including any one or more of metal elements and metalloid elements as constituent elements. This is because a high energy density can be obtained.
  • the first metal-based material may be any one of a simple substance, an alloy, and a compound, or may be two or more of them, or a material having at least a part of one or two or more of them. But you can.
  • the alloy includes a material including one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to a material composed of two or more metal elements.
  • the alloy may contain a nonmetallic element.
  • the structure of the metal-based material is, for example, a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, and two or more kinds of coexisting materials.
  • the above-described metal element and metalloid element are, for example, one or more of metal elements and metalloid elements capable of forming an alloy with lithium.
  • metal elements and metalloid elements capable of forming an alloy with lithium.
  • silicon and tin is preferable. This is because the ability to occlude and release lithium is excellent, so that a significantly high energy density can be obtained.
  • the material containing one or both of silicon and tin as a constituent element may be any of a simple substance, an alloy, and a compound of silicon, or any of a simple substance, an alloy, and a compound of tin. These may be two or more types, or may be a material having at least a part of one or two or more of them.
  • the simple substance described here means a simple substance (which may contain a small amount of impurities) in a general sense, and does not necessarily mean 100% purity.
  • the alloy of silicon is, for example, any one of tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony, chromium and the like as a constituent element other than silicon or Includes two or more.
  • the compound of silicon contains, for example, one or more of carbon and oxygen as constituent elements other than silicon.
  • the compound of silicon may contain any 1 type or 2 types or more of the series of elements demonstrated regarding the alloy of silicon as structural elements other than silicon, for example.
  • silicon alloys and silicon compounds are SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 , ZnSi 2 , SiC, Si 3 N 4 , Si 2 N 2 O, SiO v (0 ⁇ v ⁇ 2), and LiSiO.
  • v in SiO v may be 0.2 ⁇ v ⁇ 1.4.
  • the alloy of tin for example, as a constituent element other than tin, any one of silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony, chromium, etc. Includes two or more.
  • the tin compound contains, for example, one or more of carbon and oxygen as constituent elements other than tin.
  • the compound of tin may contain any 1 type in the series of elements demonstrated regarding the alloy of tin, or 2 or more types as structural elements other than tin, for example.
  • tin alloy and the tin compound include SnO w (0 ⁇ w ⁇ 2), SnSiO 3 , LiSnO, and Mg 2 Sn.
  • the material containing tin as a constituent element is preferably, for example, a material (tin-containing material) containing a second constituent element and a third constituent element together with tin which is the first constituent element.
  • the second constituent element is, for example, cobalt, iron, magnesium, titanium, vanadium, chromium, manganese, nickel, copper, zinc, gallium, zirconium, niobium, molybdenum, silver, indium, cesium (Ce), hafnium (Hf), Any one or more of tantalum, tungsten, bismuth, silicon and the like are included.
  • the third constituent element includes, for example, one or more of boron, carbon, aluminum, phosphorus, and the like. This is because a high battery capacity and excellent cycle characteristics can be obtained because the tin-containing material contains the second and third constituent elements.
  • the tin-containing material is preferably a material containing tin, cobalt, and carbon as constituent elements (tin-cobalt carbon-containing material).
  • tin-cobalt carbon-containing material for example, the carbon content is 9.9 mass% to 29.7 mass%, and the ratio of content of tin and cobalt (Co / (Sn + Co)) is 20 mass% to 70 mass%. is there. This is because a high energy density can be obtained.
  • the tin cobalt carbon-containing material has a phase containing tin, cobalt and carbon, and the phase is preferably low crystalline or amorphous. Since this phase is a phase capable of reacting with lithium (reaction phase), excellent characteristics can be obtained due to the presence of the reaction phase.
  • the half-width (diffraction angle 2 ⁇ ) of the diffraction peak obtained by X-ray diffraction of this reaction phase is 1 ° or more when CuK ⁇ ray is used as the specific X-ray and the insertion speed is 1 ° / min. Is preferred. This is because lithium is occluded and released more smoothly and the reactivity with the electrolytic solution is reduced.
  • the tin-cobalt carbon-containing material may contain a phase containing a simple substance or a part of each constituent element.
  • Such a reaction phase contains, for example, each of the above-described constituent elements, and is considered to be low crystallized or amorphous mainly due to the presence of carbon.
  • the tin-cobalt carbon-containing material it is preferable that at least a part of carbon that is a constituent element is bonded to a metal element or a metalloid element that is another constituent element. This is because aggregation or crystallization of tin or the like is suppressed.
  • the bonding state of the elements can be confirmed using, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • Al—K ⁇ ray or Mg—K ⁇ ray is used as the soft X-ray.
  • the peak of the synthetic wave of carbon 1s orbital (C1s) appears in a region lower than 284.5 eV. It is assumed that the energy calibration is performed so that the peak of the 4f orbit (Au4f) of the gold atom is obtained at 84.0 eV.
  • the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, and the peak is used as an energy reference.
  • the waveform of the C1s peak is obtained in a form including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the tin cobalt carbon-containing material. For this reason, for example, both peaks are separated by analyzing using commercially available software. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy reference (284.8 eV).
  • This tin-cobalt carbon-containing material is not limited to a material whose constituent elements are only tin, cobalt and carbon.
  • This tin-cobalt-carbon-containing material is, for example, any one of silicon, iron, nickel, chromium, indium, niobium, germanium, titanium, molybdenum, aluminum, phosphorus, gallium, and bismuth in addition to tin, cobalt, and carbon
  • One type or two or more types may be included as constituent elements.
  • tin-cobalt iron-carbon-containing materials materials containing tin, cobalt, iron, and carbon as constituent elements (tin-cobalt iron-carbon-containing materials) are also preferable.
  • the composition of the tin cobalt iron carbon-containing material is arbitrary. For example, when the iron content is set to be small, the carbon content is 9.9 mass% to 29.7 mass%, and the iron content is 0.3 mass% to 5.9 mass%.
  • the content ratio of tin and cobalt (Co / (Sn + Co)) is 30% by mass to 70% by mass.
  • the carbon content is 11.9% to 29.7% by mass
  • the ratio of the content of tin, cobalt and iron ((Co + Fe) / (Sn + Co + Fe)) Is 26.4 mass% to 48.5 mass%, and the ratio of cobalt and iron content (Co / (Co + Fe)) is 9.9 mass% to 79.5 mass%.
  • the physical property (half-value width etc.) of a tin cobalt iron carbon containing material is the same as that of the above-described tin cobalt carbon containing material.
  • the second metal material is a material (lithium titanium composite oxide) containing lithium and titanium (Ti) as constituent elements. Since lithium-titanium composite oxide containing titanium as a constituent element together with lithium is more electrochemically stable (low reactivity) than the above-described carbon material (for example, graphite or the like), electrolysis caused by the reactivity of the anode 22 This is because the decomposition reaction of the liquid is suppressed. Thereby, even if charging / discharging is repeated, the resistance of the negative electrode 22 hardly increases.
  • the second metal material is, for example, a compound represented by each of the following formulas (27) to (29).
  • M1 is at least one of magnesium (Mg), calcium (Ca), copper (Cu), zinc (Zn), and strontium (Sr).
  • X satisfies 0 ⁇ x ⁇ 1/3. )
  • Li [Li y M2 1-3y Ti 1 + 2y ] O 4 (28) (M2 is at least one of aluminum (Al), scandium (Sc), chromium (Cr), manganese (Mn), iron (Fe), germanium (Ga), and yttrium (Y). 0 ⁇ y ⁇ 1/3 is satisfied.)
  • Li [Li 1/3 M3 z Ti (5/3) -z ] O 4 (29) (M3 is at least one of vanadium (V), zirconium (Zr), and niobium (Nb). Z satisfies 0 ⁇ z ⁇ 2/3.)
  • M2 shown in Formula (27) is a metal element that can be a divalent ion.
  • M3 shown in Formula (28) is a metal element that can be a trivalent ion.
  • M4 shown in Formula (29) is a metal element that can be a tetravalent ion.
  • Specific examples of the compound represented by the formula (27) include Li 3.75 Ti 4.875 Mg 0.375 O 12 .
  • a specific example of the compound represented by the formula (28) is LiCrTiO 4 or the like.
  • Specific examples of the compound represented by the formula (29) include Li 4 Ti 5 O 12 and Li 4 Ti 4.95 Nb 0.05 O 12 .
  • the negative electrode material may be any one kind or two or more kinds of metal oxides and polymer compounds, for example.
  • the metal oxide include iron oxide, ruthenium oxide, and molybdenum oxide.
  • the polymer compound include polyacetylene, polyaniline, and polypyrrole.
  • the negative electrode material contains both the carbon material and the first metal material for the following reasons.
  • the first metal-based material in particular, a material containing one or both of silicon and tin as a constituent element has an advantage of high theoretical capacity, but has a concern that it tends to violently expand and contract during charge / discharge.
  • the carbon material has a concern that the theoretical capacity is low, but has an advantage that it is difficult to expand and contract during charging and discharging. Therefore, by using both the carbon material and the first metal-based material, expansion and contraction at the time of charging and discharging are suppressed while ensuring a high theoretical capacity (that is, battery capacity).
  • negative electrode binder and negative electrode conductive agent The details regarding the negative electrode binder are the same as the details regarding the positive electrode binder described above, for example. Moreover, the detail regarding a negative electrode electrically conductive agent is the same as that regarding the above-mentioned negative electrode electrically conductive agent, for example.
  • the negative electrode active material layer 22B is formed by any one method or two or more methods among, for example, a coating method, a gas phase method, a liquid phase method, a thermal spray method, and a firing method (sintering method).
  • the coating method is, for example, a method in which a particulate (powder) negative electrode active material is mixed with a negative electrode binder and the mixture is dispersed in an organic solvent and then applied to the negative electrode current collector 22A.
  • the vapor phase method include a physical deposition method and a chemical deposition method.
  • a vacuum deposition method for example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, a thermal chemical vapor deposition, a chemical vapor deposition (CVD) method, and a plasma chemical vapor deposition method.
  • the liquid phase method include an electrolytic plating method and an electroless plating method.
  • the thermal spraying method is a method of spraying a molten or semi-molten negative electrode active material onto the negative electrode current collector 22A.
  • the firing method is, for example, a method in which a mixture dispersed in an organic solvent or the like is applied to the negative electrode current collector 22A using a coating method and then heat-treated at a temperature higher than the melting point of the negative electrode binder or the like.
  • an atmosphere firing method, a reaction firing method, a hot press firing method, or the like can be used.
  • the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium is the electrical equivalent of the positive electrode. Greater than the chemical equivalent.
  • the open circuit voltage (that is, the battery voltage) at the time of full charge is 4.25 V or more, compared with the case where it is 4.20 V, even when the same positive electrode active material is used, the amount of lithium released per unit mass Therefore, the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode active material are adjusted accordingly. Thereby, a high energy density is obtained.
  • the separator 23 is disposed between the positive electrode 21 and the negative electrode 22.
  • the separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes.
  • the separator 23 is, for example, one kind or two or more kinds of porous films such as synthetic resin and ceramic, and may be a laminated film of two or more kinds of porous films.
  • the synthetic resin include polytetrafluoroethylene, polypropylene, and polyethylene.
  • the separator 23 may include, for example, the above-described porous film (base material layer) and a polymer compound layer provided on one or both surfaces of the base material layer. This is because the adhesion of the separator 23 to each of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is improved, so that the distortion of the wound electrode body 20 is suppressed. As a result, the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed, and the leakage of the electrolytic solution impregnated in the base material layer is also suppressed. Therefore, the resistance is not easily increased even if charging and discharging are repeated, and the battery swelling is also suppressed. Is done.
  • the polymer compound layer contains, for example, a polymer compound such as polyvinylidene fluoride. This is because it has excellent physical strength and is electrochemically stable. However, the polymer compound may be other than polyvinylidene fluoride.
  • the substrate layer is dried.
  • the base material layer may be dried.
  • This polymer compound layer may contain any one kind or two or more kinds of insulating particles such as inorganic particles. Examples of the inorganic particles include aluminum oxide and aluminum nitride.
  • the wound electrode body 20 is impregnated with the electrolytic solution.
  • This electrolytic solution has the same configuration as the electrolytic solution of the present technology described above. That is, the electrolytic solution contains a polycyclic aromatic compound.
  • This secondary battery operates as follows, for example.
  • lithium ions are released from the positive electrode 21, and the lithium ions are occluded in the negative electrode 22 through the electrolytic solution.
  • lithium ions are released from the negative electrode 22, and the lithium ions are occluded in the positive electrode 21 through the electrolytic solution.
  • This secondary battery is manufactured by the following procedure, for example.
  • the positive electrode 21 When the positive electrode 21 is produced, first, a positive electrode active material and, if necessary, a positive electrode binder and a positive electrode conductive agent are mixed to obtain a positive electrode mixture. Subsequently, a positive electrode mixture slurry is obtained by dispersing the positive electrode mixture in an organic solvent or the like. Finally, after applying the positive electrode mixture slurry to both surfaces of the positive electrode current collector 21A, the positive electrode mixture slurry is dried to form the positive electrode active material layer 21B. After that, the positive electrode active material layer 21B is compression-molded using a roll press machine or the like while heating the positive electrode active material layer 21B as necessary. In this case, compression molding may be repeated a plurality of times.
  • the negative electrode active material layer 22B is formed on both surfaces of the negative electrode current collector 22A by the same procedure as that of the positive electrode 21 described above. Specifically, a negative electrode active material, a negative positive electrode binder, a negative electrode conductive agent, and the like are mixed to form a negative electrode mixture, and then the negative electrode mixture is dispersed in an organic solvent or the like. A negative electrode mixture slurry. Subsequently, after applying the negative electrode mixture slurry to both surfaces of the negative electrode current collector 22A, the negative electrode mixture slurry is dried, thereby forming the negative electrode active material layer 22B. After that, if necessary, the negative electrode active material layer 22B is compression-molded using a roll press or the like.
  • the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A using a welding method or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A using a welding method or the like. Subsequently, the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are stacked via the separator 23, and then the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 are wound to form the wound electrode body 20. Subsequently, the center pin 24 is inserted into the winding center of the wound electrode body 20.
  • the wound electrode body 20 is accommodated in the battery can 11 while the wound electrode body 20 is sandwiched between the pair of insulating plates 12 and 13.
  • the tip of the positive electrode lead 25 is attached to the safety valve mechanism 15 using a welding method or the like
  • the tip of the negative electrode lead 26 is attached to the battery can 11 using a welding method or the like.
  • the wound electrode body 20 is impregnated with the electrolytic solution.
  • the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are caulked to the opening end of the battery can 11 through the gasket 17. Thereby, a cylindrical secondary battery is completed.
  • the negative electrode includes a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, and the negative electrode material is one or two of a carbon material, a first metal material, and a second metal material. If it contains the above, since the decomposition suppression function of the electrolyte solution by a polycyclic aromatic compound is exhibited effectively, a higher effect can be acquired.
  • FIG. 3 illustrates a perspective configuration of another secondary battery
  • FIG. 4 illustrates a cross-sectional configuration of the wound electrode body 30 taken along line IV-IV illustrated in FIG.
  • FIG. 3 shows a state where the wound electrode body 30 and the exterior member 40 are separated from each other.
  • This secondary battery is a lithium ion secondary battery having a so-called laminate film type battery structure.
  • a wound electrode as a battery element is provided inside a film-shaped exterior member 40.
  • the body 30 is stored.
  • the wound electrode body 30 for example, after the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35 and the electrolyte layer 36, the positive electrode 33, the negative electrode 34, the separator 35, and the electrolyte layer 36 are wound.
  • the electrolyte layer 36 is disposed between the positive electrode 33 and the separator 35, and is disposed between the negative electrode 34 and the separator 35.
  • a positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode 33, and a negative electrode lead 32 is attached to the negative electrode 34.
  • the outermost peripheral part of the wound electrode body 30 is protected by a protective tape 37.
  • the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 is led out in the same direction from the inside of the exterior member 40 to the outside, for example.
  • the positive electrode lead 31 includes, for example, any one type or two or more types of conductive materials such as aluminum (Al).
  • the negative electrode lead 32 includes any one type or two or more types of conductive materials such as copper (Cu), nickel (Ni), and stainless steel. These conductive materials have, for example, a thin plate shape or a mesh shape.
  • the exterior member 40 is, for example, a single film that can be folded in the direction of the arrow R shown in FIG. 3, and a recess for accommodating the wound electrode body 30 is provided in a part of the exterior member 40. It has been.
  • the exterior member 40 is, for example, a laminate film in which a fusion layer, a metal layer, and a surface protective layer are laminated in this order. In the manufacturing process of the secondary battery, after the exterior member 40 is folded so that the fusion layers face each other with the wound electrode body 30 therebetween, the outer peripheral edges of the fusion layers are fused. However, two laminate films may be bonded together with an adhesive or the like.
  • the fusion layer is, for example, any one kind or two or more kinds of films such as polyethylene and polypropylene.
  • the metal layer is, for example, one or more of aluminum foils.
  • the surface protective layer is, for example, one or more of films such as nylon and polyethylene terephthalate.
  • the exterior member 40 is an aluminum laminate film in which a polyethylene film, an aluminum foil, and a nylon film are laminated in this order.
  • the exterior member 40 may be a laminate film having another laminated structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film.
  • an adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 in order to prevent intrusion of outside air. Further, for example, the adhesion film 41 described above is inserted between the exterior member 40 and the negative electrode lead 32.
  • the adhesion film 41 includes a material having adhesion to both the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32.
  • the material having this adhesion is, for example, a polyolefin resin, and more specifically, any one or more of polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, modified polypropylene, and the like.
  • the positive electrode 33 includes, for example, a positive electrode current collector 33A and a positive electrode active material layer 33B
  • the negative electrode 34 includes, for example, a negative electrode current collector 34A and a negative electrode active material layer 34B.
  • the configurations of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B are, for example, the positive electrode current collector 21A, the positive electrode active material layer 21B, the negative electrode current collector 22A, and the negative electrode
  • the configuration is the same as that of each of the active material layers 22B.
  • the configuration of the separator 35 is the same as that of the separator 23, for example.
  • the electrolyte layer 36 includes an electrolytic solution and a polymer compound, and the electrolytic solution has the same configuration as the electrolytic solution of the present technology described above. That is, the electrolytic solution contains a polycyclic aromatic compound.
  • the electrolyte layer 36 described here is a so-called gel electrolyte, and an electrolytic solution is held by a polymer compound. This is because high ionic conductivity (for example, 1 mS / cm or more at room temperature) is obtained and leakage of the electrolytic solution is prevented.
  • the electrolyte layer 36 may further include any one kind or two or more kinds of other materials such as additives.
  • polymer compound examples include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl fluoride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethacryl. It includes any one or more of methyl acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene and polycarbonate. In addition, the polymer compound may be a copolymer.
  • This copolymer is, for example, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropyrene.
  • a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropyrene is preferable. This is because it is electrochemically stable.
  • the solvent contained in the electrolytic solution is a wide concept including not only a liquid material but also a material having ion conductivity capable of dissociating the electrolyte salt. Therefore, when using a polymer compound having ion conductivity, the polymer compound is also included in the non-aqueous solvent.
  • electrolytic solution may be used instead of the electrolyte layer 36.
  • the wound electrode body 30 is impregnated with the electrolytic solution.
  • This secondary battery operates as follows, for example.
  • lithium ions are released from the positive electrode 33 and the lithium ions are occluded in the negative electrode 34 through the electrolyte layer 36.
  • lithium ions are released from the negative electrode 34 and the lithium ions are occluded in the positive electrode 33 through the electrolyte layer 36.
  • the secondary battery provided with the gel electrolyte layer 36 is manufactured, for example, by the following three types of procedures.
  • the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are manufactured by the same procedure as that of the positive electrode 21 and the negative electrode 22. That is, when the positive electrode 33 is produced, the positive electrode active material layer 33B is formed on both surfaces of the positive electrode current collector 33A, and when the negative electrode 34 is produced, the negative electrode active material layer is formed on both surfaces of the negative electrode current collector 34A. 34B is formed.
  • a precursor solution is prepared by mixing an electrolytic solution, a polymer compound, an organic solvent, and the like. Then, after apply
  • the precursor solution is dried, and the gel electrolyte layer 36 is formed.
  • the positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode current collector 33A using a welding method or the like, and the negative electrode lead 32 is attached to the negative electrode current collector 34A using a welding method or the like.
  • the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35, and then the positive electrode 33, the negative electrode 34, and the separator 35 are wound to form the wound electrode body 30.
  • the protective tape 37 is attached to the outermost peripheral portion of the wound electrode body 30.
  • the outer peripheral edge portions of the exterior member 40 are bonded to each other using a heat fusion method or the like, thereby winding the exterior member 40 inside.
  • the rotary electrode body 30 is enclosed.
  • the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the exterior member 40, and the adhesion film 41 is inserted between the negative electrode lead 32 and the exterior member 40.
  • the positive electrode lead 31 is attached to the positive electrode 33 and the negative electrode lead 32 is attached to the negative electrode 34.
  • the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are stacked via the separator 35 and then wound to produce a wound body that is a precursor of the wound electrode body 30, and then the outermost periphery of the wound body.
  • a protective tape 37 is affixed to the part.
  • the remaining outer peripheral edge portion excluding the outer peripheral edge portion on one side of the exterior member 40 is bonded using a heat fusion method or the like.
  • the wound body is accommodated in the bag-shaped exterior member 40.
  • an electrolyte composition is prepared by mixing an electrolytic solution, a monomer that is a raw material of the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary.
  • the electrolyte composition is injected into the bag-shaped exterior member 40, the exterior member 40 is sealed using a heat fusion method or the like.
  • the polymer is formed by thermally polymerizing the monomer. Thereby, since the electrolytic solution is held by the polymer compound, the gel electrolyte layer 36 is formed.
  • a wound body is prepared and stored in the bag-shaped exterior member 40 in the same manner as in the above-described second procedure, except that the separator 35 on which the polymer compound layer is formed is used first. To do. Subsequently, after injecting the electrolyte into the exterior member 40, the opening of the exterior member 40 is sealed using a thermal fusion method or the like. Finally, by heating the exterior member 40 while applying a load, the separator 35 is brought into close contact with the positive electrode 33 through the polymer compound layer, and the separator 35 is brought into close contact with the negative electrode 34 through the polymer compound layer. Thereby, each of the polymer compound layers is impregnated with the electrolytic solution, and each of the polymer compound layers is gelled, so that the electrolyte layer 36 is formed.
  • the electrolyte layer 36 contains an electrolytic solution, and the electrolytic solution has the same configuration as the electrolytic solution of the present technology described above. Excellent battery characteristics can be obtained for the same reason as that of the lithium ion secondary battery. Other operations and effects are the same as those of the cylindrical lithium ion secondary battery.
  • Secondary batteries can be used in machines, equipment, instruments, devices and systems (aggregates of multiple equipment) that can be used as a power source for driving or a power storage source for power storage. If there is, it will not be specifically limited.
  • the secondary battery used as a power source may be a main power source or an auxiliary power source.
  • the main power source is a power source that is preferentially used regardless of the presence or absence of other power sources.
  • the auxiliary power supply may be, for example, a power supply used instead of the main power supply, or a power supply that can be switched from the main power supply as necessary.
  • the type of main power source is not limited to the secondary battery.
  • the usage of the secondary battery is, for example, as follows.
  • Electronic devices including portable electronic devices
  • portable electronic devices such as video cameras, digital still cameras, mobile phones, notebook computers, cordless phones, headphone stereos, portable radios, portable televisions, and portable information terminals.
  • It is a portable living device such as an electric shaver.
  • Storage devices such as backup power supplies and memory cards.
  • Electric tools such as electric drills and electric saws.
  • It is a battery pack that is mounted on a notebook computer or the like as a detachable power source.
  • Medical electronic devices such as pacemakers and hearing aids.
  • An electric vehicle such as an electric vehicle (including a hybrid vehicle).
  • It is an electric power storage system such as a home battery system that stores electric power in case of an emergency.
  • the secondary battery may be used for other purposes.
  • the battery pack is a power source using a secondary battery. As will be described later, this battery pack may use a single battery or an assembled battery.
  • An electric vehicle is a vehicle that operates (runs) using a secondary battery as a driving power source, and may be an automobile (such as a hybrid automobile) that includes a drive source other than the secondary battery as described above.
  • the power storage system is a system that uses a secondary battery as a power storage source.
  • a secondary battery which is a power storage source
  • An electric power tool is a tool in which a movable part (for example, a drill etc.) moves, using a secondary battery as a driving power source.
  • An electronic device is a device that exhibits various functions using a secondary battery as a driving power source (power supply source).
  • FIG. 5 shows a perspective configuration of a battery pack using single cells.
  • FIG. 6 shows a block configuration of the battery pack shown in FIG. FIG. 5 shows a state where the battery pack is disassembled.
  • the battery pack described here is a simple battery pack (so-called soft pack) using one secondary battery of the present technology, and is mounted on, for example, an electronic device typified by a smartphone.
  • the battery pack includes a power supply 111 that is a laminate film type secondary battery, and a circuit board 116 connected to the power supply 111.
  • a positive electrode lead 112 and a negative electrode lead 113 are attached to the power source 111.
  • a pair of adhesive tapes 118 and 119 are attached to both side surfaces of the power source 111.
  • a protection circuit (PCM: Protection Circuit Circuit Module) is formed on the circuit board 116.
  • the circuit board 116 is connected to the positive electrode 112 through the tab 114 and is connected to the negative electrode lead 113 through the tab 115.
  • the circuit board 116 is connected to a lead wire 117 with a connector for external connection. In the state where the circuit board 116 is connected to the power source 111, the circuit board 116 is protected by the label 120 and the insulating sheet 121. By attaching the label 120, the circuit board 116, the insulating sheet 121, and the like are fixed.
  • the battery pack includes, for example, a power supply 111 and a circuit board 116 as shown in FIG.
  • the circuit board 116 includes, for example, a control unit 121, a switch unit 122, a PTC element 123, and a temperature detection unit 124. Since the power source 111 can be connected to the outside via the positive electrode terminal 125 and the negative electrode terminal 127, the power source 111 is charged / discharged via the positive electrode terminal 125 and the negative electrode terminal 127.
  • the temperature detector 124 detects the temperature using a temperature detection terminal (so-called T terminal) 126.
  • the controller 121 controls the operation of the entire battery pack (including the usage state of the power supply 111).
  • the control unit 121 includes, for example, a central processing unit (CPU) and a memory.
  • the control unit 121 disconnects the switch unit 122 so that the charging current does not flow in the current path of the power supply 111. For example, when a large current flows during charging, the control unit 121 cuts off the charging current by cutting the switch unit 122.
  • the control unit 121 disconnects the switch unit 122 so that no discharge current flows in the current path of the power supply 111.
  • the control unit 121 cuts off the discharge current by cutting the switch unit 122.
  • the overcharge detection voltage is, for example, 4.2V ⁇ 0.05V, and the overdischarge detection voltage is, for example, 2.4V ⁇ 0.1V.
  • the switch unit 122 switches the usage state of the power source 111, that is, whether or not the power source 111 is connected to an external device, in accordance with an instruction from the control unit 121.
  • the switch unit 122 includes, for example, a charge control switch and a discharge control switch.
  • Each of the charge control switch and the discharge control switch is, for example, a semiconductor switch such as a field effect transistor (MOSFET) using a metal oxide semiconductor.
  • MOSFET field effect transistor
  • the temperature detection unit 124 measures the temperature of the power supply 111 and outputs the temperature measurement result to the control unit 121.
  • the temperature detection unit 124 includes a temperature detection element such as a thermistor, for example.
  • the temperature measurement result measured by the temperature detection unit 124 is used when the control unit 121 performs charge / discharge control during abnormal heat generation, or when the control unit 121 performs correction processing when calculating the remaining capacity. .
  • circuit board 116 may not include the PTC element 123. In this case, a PTC element may be attached to the circuit board 116 separately.
  • FIG. 7 shows a block configuration of a battery pack using an assembled battery.
  • This battery pack includes, for example, a control unit 61, a power source 62, a switch unit 63, a current measurement unit 64, a temperature detection unit 65, a voltage detection unit 66, and a switch control unit 67 inside the housing 60.
  • the housing 60 includes, for example, a plastic material.
  • the control unit 61 controls the operation of the entire battery pack (including the usage state of the power supply 62).
  • the control unit 61 includes, for example, a CPU.
  • the power source 62 is an assembled battery including two or more types of secondary batteries of the present technology, and the connection type of the two or more types of secondary batteries may be in series, in parallel, or a mixture of both. .
  • the power source 62 includes six secondary batteries connected in two parallel three series.
  • the switch unit 63 switches the usage state of the power source 62, that is, whether or not the power source 62 is connected to an external device, in accordance with an instruction from the control unit 61.
  • the switch unit 63 includes, for example, a charge control switch, a discharge control switch, a charging diode, a discharging diode, and the like.
  • Each of the charge control switch and the discharge control switch is, for example, a semiconductor switch such as a field effect transistor (MOSFET) using a metal oxide semiconductor.
  • MOSFET field effect transistor
  • the current measurement unit 64 measures the current using the current detection resistor 70 and outputs the measurement result of the current to the control unit 61.
  • the temperature detection unit 65 measures the temperature using the temperature detection element 69 and outputs the temperature measurement result to the control unit 61. This temperature measurement result is used, for example, when the control unit 61 performs charge / discharge control during abnormal heat generation, or when the control unit 61 performs correction processing when calculating the remaining capacity.
  • the voltage detection unit 66 measures the voltage of the secondary battery in the power source 62 and supplies the control unit 61 with the measurement result of the analog-digital converted voltage.
  • the switch control unit 67 controls the operation of the switch unit 63 according to signals input from the current measurement unit 64 and the voltage detection unit 66, respectively.
  • the switch control unit 67 disconnects the switch unit 63 (charge control switch) so that the charging current does not flow in the current path of the power source 62.
  • the power source 62 can only discharge through the discharging diode.
  • the switch control unit 67 cuts off the charging current.
  • the switch control unit 67 disconnects the switch unit 63 (discharge control switch) so that the discharge current does not flow in the current path of the power source 62.
  • the power source 62 can only be charged via the charging diode.
  • the switch control unit 67 interrupts the discharge current.
  • the overcharge detection voltage is, for example, 4.2V ⁇ 0.05V, and the overdischarge detection voltage is, for example, 2.4V ⁇ 0.1V.
  • the memory 68 includes, for example, an EEPROM which is a nonvolatile memory.
  • the memory 68 stores, for example, numerical values calculated by the control unit 61, information on the secondary battery measured in the manufacturing process stage (for example, internal resistance in an initial state), and the like. If the full charge capacity of the secondary battery is stored in the memory 68, the control unit 61 can grasp information such as the remaining capacity.
  • the temperature detection element 69 measures the temperature of the power supply 62 and outputs the temperature measurement result to the control unit 61.
  • the temperature detection element 69 includes, for example, a thermistor.
  • Each of the positive electrode terminal 71 and the negative electrode terminal 72 is used for an external device (eg, a notebook personal computer) that is operated using a battery pack, an external device (eg, a charger) that is used to charge the battery pack, and the like. It is a terminal to be connected.
  • the power source 62 is charged and discharged via the positive terminal 71 and the negative terminal 72.
  • FIG. 8 shows a block configuration of a hybrid vehicle which is an example of an electric vehicle.
  • This electric vehicle includes, for example, a control unit 74, an engine 75, a power source 76, a driving motor 77, a differential device 78, a generator 79, and a transmission 80 inside a metal casing 73. And a clutch 81, inverters 82 and 83, and various sensors 84.
  • the electric vehicle includes, for example, a front wheel drive shaft 85 and a front wheel 86 connected to the differential device 78 and the transmission 80, and a rear wheel drive shaft 87 and a rear wheel 88.
  • This electric vehicle can travel using, for example, one of the engine 75 and the motor 77 as a drive source.
  • the engine 75 is a main power source, such as a gasoline engine.
  • the driving force (rotational force) of the engine 75 is transmitted to the front wheels 86 and the rear wheels 88 via the differential device 78, the transmission 80, and the clutch 81 which are driving units.
  • the motor 77 serving as the conversion unit is used as a power source
  • the power (DC power) supplied from the power source 76 is converted into AC power via the inverter 82, and therefore the motor is utilized using the AC power.
  • 77 is driven.
  • the driving force (rotational force) converted from the electric power by the motor 77 is transmitted to the front wheels 86 and the rear wheels 88 via, for example, a differential device 78 that is a driving unit, a transmission 80, and a clutch 81.
  • the motor 77 may generate AC power using the rotational force. Good. Since this AC power is converted into DC power via the inverter 82, the DC regenerative power is preferably stored in the power source 76.
  • the control unit 74 controls the operation of the entire electric vehicle.
  • the control unit 74 includes, for example, a CPU.
  • the power source 76 includes one type or two or more types of secondary batteries of the present technology.
  • the power source 76 may be connected to an external power source, and may store power by receiving power supply from the external power source.
  • the various sensors 84 are used, for example, to control the rotational speed of the engine 75 and to control the throttle valve opening (throttle opening).
  • the various sensors 84 include, for example, any one or more of speed sensors, acceleration sensors, engine speed sensors, and the like.
  • the electric vehicle may be a vehicle (electric vehicle) that operates using only the power source 76 and the motor 77 without using the engine 75.
  • FIG. 9 shows a block configuration of the power storage system.
  • This power storage system includes, for example, a control unit 90, a power source 91, a smart meter 92, and a power hub 93 in a house 89 such as a general house or a commercial building.
  • the power source 91 is connected to an electric device 94 installed in the house 89 and can be connected to an electric vehicle 96 stopped outside the house 89.
  • the power source 91 is connected to, for example, a private generator 95 installed in a house 89 via a power hub 93 and also connected to an external centralized power system 97 via a smart meter 92 and the power hub 93. It is possible.
  • the electrical device 94 includes, for example, one type or two or more types of home appliances, and the home appliances are, for example, a refrigerator, an air conditioner, a television, and a water heater.
  • the private power generator 95 includes, for example, any one type or two or more types among a solar power generator and a wind power generator.
  • the electric vehicle 96 includes, for example, any one or more of an electric vehicle, an electric motorcycle, and a hybrid vehicle.
  • the centralized power system 97 includes, for example, any one or more of a thermal power plant, a nuclear power plant, a hydroelectric power plant, and a wind power plant.
  • the control unit 90 controls the operation of the entire power storage system (including the usage state of the power supply 91).
  • the control unit 90 includes, for example, a CPU.
  • the power source 91 includes one type or two or more types of secondary batteries of the present technology.
  • the smart meter 92 is, for example, a network-compatible power meter installed in the house 89 on the power demand side, and can communicate with the power supply side. Accordingly, the smart meter 92 enables highly efficient and stable energy supply, for example, by controlling the balance between the demand and supply of power in the house 89 while communicating with the outside.
  • the power storage system for example, power is accumulated in the power source 91 from the centralized power system 97 that is an external power source via the smart meter 92 and the power hub 93, and from the private power generator 95 that is an independent power source via the power hub 93.
  • electric power is accumulated in the power source 91.
  • the electric power stored in the power supply 91 is supplied to the electric device 94 and the electric vehicle 96 in accordance with an instruction from the control unit 90, so that the electric device 94 can be operated and the electric vehicle 96 can be charged.
  • the power storage system is a system that makes it possible to store and supply power in the house 89 using the power source 91.
  • the power stored in the power source 91 can be used as necessary. For this reason, for example, power is stored in the power source 91 from the centralized power system 97 at midnight when the electricity usage fee is low, and the power stored in the power source 91 is used during the day when the electricity usage fee is high. it can.
  • the power storage system described above may be installed for each house (one household), or may be installed for each of a plurality of houses (multiple households).
  • FIG. 10 shows a block configuration of the electric power tool.
  • the electric tool described here is, for example, an electric drill.
  • This electric tool includes, for example, a control unit 99 and a power source 100 inside a tool body 98.
  • a drill portion 101 which is a movable portion is attached to the tool body 98 so as to be operable (rotatable).
  • the tool main body 98 includes, for example, a plastic material.
  • the control unit 99 controls the operation of the entire power tool (including the usage state of the power supply 100).
  • the control unit 99 includes, for example, a CPU.
  • the power supply 100 includes one type or two or more types of secondary batteries of the present technology.
  • the control unit 99 supplies power from the power supply 100 to the drill unit 101 in accordance with the operation of the operation switch.
  • lithium carbonate Li 2 CO 3
  • cobalt carbonate CoCO 3
  • firing temperature 900 ° C.
  • firing time 5
  • lithium cobaltate LiCoO 2
  • a positive electrode active material lithium cobaltate
  • a positive electrode binder polyvinylidene fluoride
  • a positive electrode conductive agent graphite
  • the positive electrode mixture was charged into an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone), and then the organic solvent was stirred to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry.
  • the positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of the positive electrode current collector 33A (12 ⁇ m-thick striped aluminum foil) using a coating apparatus, and then the positive electrode mixture slurry was dried, whereby the positive electrode active material layer 33B was formed. Formed. Finally, the positive electrode active material layer 33B was compression molded using a roll press.
  • a negative electrode binder acrylic acid-modified product of styrene-butadiene rubber copolymer
  • the negative electrode mixture slurry was applied to both surfaces of the negative electrode current collector 34A (15 ⁇ m thick strip copper foil) using a coating apparatus, and then the negative electrode mixture slurry was dried, whereby the negative electrode active material layer 34B was formed. Formed. Finally, the negative electrode active material layer 34B was compression molded using a roll press.
  • an electrolytic solution that is a liquid electrolyte was used.
  • an electrolyte salt LiPF 6
  • a solvent ethylene carbonate, propylene carbonate, ethyl methyl carbonate and propyl propionate
  • the solvent was stirred by adding aromatic compounds.
  • the content of the electrolyte salt was 1.2 mol / kg with respect to the solvent.
  • the types of polycyclic aromatic compounds and the content (% by weight) of the polycyclic aromatic compounds in the electrolytic solution are as shown in Tables 1 to 3.
  • an electrolyte solution was prepared by the same procedure except that no polycyclic aromatic compound was used.
  • an electrolytic solution was prepared by the same procedure except that another compound was used instead of the polycyclic aromatic compound.
  • the types of other compounds and the content (% by weight) of other compounds in the electrolytic solution are as shown in Table 3.
  • a base material layer provided with a polymer compound layer on both sides was used.
  • a polymer compound polyvinylidene fluoride
  • the organic solvent N-methyl-2-pyrrolidone
  • a base material layer (12 ⁇ m-thick microporous polyethylene film) was immersed in the dispersion.
  • the organic solvent was removed using an aqueous solvent (pure water).
  • the positive electrode lead 31 made of aluminum was welded to the positive electrode current collector 33A, and the negative electrode lead 32 made of copper was welded to the negative electrode current collector 34A. Then, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 were laminated
  • the exterior member 40 As the exterior member 40, an aluminum laminate film in which a 25 ⁇ m thick nylon film, a 40 ⁇ m thick aluminum foil, and a 30 ⁇ m thick polypropylene film were laminated in this order from the outside was used.
  • the adhesion film 41 was inserted between the positive electrode lead 31 and the exterior member 40, and the adhesion film 41 was inserted between the negative electrode lead 32 and the exterior member 40.
  • the wound electrode body 30 is impregnated with the electrolytic solution, and then the outer peripheral edge portions of the remaining one side of the exterior member 40 are placed in a reduced pressure environment. Heat-sealed.
  • the wound electrode body 30 was enclosed in the exterior member 40, a laminated film type lithium ion secondary battery was completed.
  • the amount of the positive electrode active material and the amount of the negative electrode active material were adjusted so that the open circuit voltage (so-called battery voltage) when the secondary battery was fully charged was 4.45V.
  • a lithium metal secondary battery was produced instead of the lithium ion secondary battery.
  • the same procedure as that for producing a lithium ion secondary battery was followed, except that a lithium metal plate was used instead of the carbon material (graphite) as the negative electrode active material.
  • the “secondary battery” column shown in Tables 1 to 3 indicates the type of the secondary battery. That is, “lithium ion” represents a lithium ion secondary battery, and “lithium metal” represents a lithium metal secondary battery.
  • the thickness of the charged secondary battery (the thickness before the high-temperature cycle test) was measured.
  • constant current charging was performed until the voltage reached 4.45 V at a current density of 1 mA / cm 2
  • constant voltage charging was performed until the current density reached 0.02 mA / cm 2 at a voltage of 4.45 V.
  • the secondary battery was discharged in the same environment. During discharging, discharging was performed at a current density of 1 mA / cm 2 until the voltage reached 2.5V.
  • the thickness of the charged secondary battery was measured. During charging, constant current charging was performed until the voltage reached 4.45 V at a current density of 1 mA / cm 2, and then constant voltage charging was performed until the current density reached 0.02 mA / cm 2 at a voltage of 4.45 V.
  • Example 1-44 when another compound is used in place of the polycyclic aromatic compound in the lithium ion secondary battery (Experimental Example 1-44), the polycyclic aromatic compound is also replaced with another compound in the lithium ion secondary battery. Also, the swelling rate increased as compared with the case where N was not used (Experimental Example 1-43).
  • the swelling ratio decreased when the content of the polycyclic aromatic compound in the electrolytic solution was 0.001 wt% to 10 wt%.
  • the swelling rate is further reduced, and the content of the polycyclic aromatic compound is 0.001% by weight to 1% by weight.
  • the swelling rate further decreased.
  • additives examples include 1,3-dioxane (DOX), vinylene carbonate (VC) which is an unsaturated cyclic carbonate, and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one which is a halogenated cyclic carbonate.
  • DOX 1,3-dioxane
  • VC vinylene carbonate
  • 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one which is a halogenated cyclic carbonate.
  • FEC dinitrile compound adiponitrile
  • PS sulfonate ester 1,3-propane sultone
  • TAP phosphate ester triallyl phosphate
  • additive additional electrolyte salt
  • a compound represented by the formula (10-1) bis (fluorosulfonyl) imide lithium (LiFSA) and lithium difluorophosphate (LiPF 2 O 2 ) were used.
  • the content of the additive in the electrolytic solution is as shown in Table 4 and Table 5.
  • a negative electrode binder polyimide precursor
  • a negative electrode mixture was prepared by mixing 5 parts by mass of a negative electrode conductive
  • the negative electrode active material layer 34B containing a negative electrode binder (polyimide) was formed.
  • the negative electrode active material layer 34B was compression molded using a roll press.
  • an electrolyte layer 36 that is a gel electrolyte was used as the electrolyte.
  • an electrolytic solution was prepared.
  • an electrolyte salt LiPF 6
  • a solvent ethylene carbonate and propylene carbonate
  • a polycyclic aromatic compound ethylene carbonate and propylene carbonate
  • the solvent was stirred.
  • the content of the electrolyte salt was 1 mol / kg with respect to the solvent.
  • the types of polycyclic aromatic compounds and the content (% by weight) of the polycyclic aromatic compounds in the electrolytic solution are as shown in Tables 6 to 8.
  • the electrolyte solution was dried to form an electrolyte layer. Further, after applying an electrolyte solution to the surface of the negative electrode 34, the electrolyte solution 36 was dried to form an electrolyte layer 36.
  • the positive electrode 34 on which the electrolyte layer 36 was formed and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 was formed were used.
  • the polycyclic aromatic compound was not used, and another compound was used instead of the polycyclic aromatic compound. Further, a lithium metal secondary battery was produced instead of the lithium ion secondary battery.
  • lithium nickel manganese composite oxide LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4
  • lithium titanium composite oxide Li 4 Ti 5 O 12
  • graphite graphite
  • the negative electrode active material lithium titanium composite oxide
  • the negative electrode active material lithium titanium composite oxide
  • 5 parts by mass of the negative electrode binder polyvinylidene fluoride
  • 10 parts by mass of the negative electrode conductive agent graphite
  • a negative electrode mixture was prepared.
  • the negative electrode mixture was added to an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone), and the organic solvent was stirred to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry.
  • the negative electrode mixture slurry was applied to both surfaces of the negative electrode current collector 34A (15 ⁇ m-thick striped aluminum foil) using a coating apparatus, and then the negative electrode mixture slurry was dried, whereby the negative electrode active material layer 34B was formed. Formed. Finally, the negative electrode active material layer 34B was compression molded using a roll press.
  • the polycyclic aromatic compound was not used, and another compound was used instead of the polycyclic aromatic compound. Further, a lithium metal secondary battery was produced instead of the lithium ion secondary battery.
  • the battery structure of the secondary battery is a cylindrical type and a laminate film type
  • the battery structure of the secondary battery of the present technology is not particularly limited.
  • the battery structure of the secondary battery may be other battery structures such as a square type and a coin type.
  • the structure of the battery element in the secondary battery of the present technology is not particularly limited.
  • the battery element may have another structure such as a laminated structure.
  • a positive electrode; A negative electrode, A lithium ion secondary battery comprising: an electrolyte solution containing a polycyclic aromatic compound represented by the following formula (1).
  • R1 to R8 are each a hydrogen group (—H), a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent sulfur-containing hydrocarbon.
  • R9 and R10 is a divalent hydrocarbon group, a divalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a divalent oxygen-containing hydrocarbon group, Divalent sulfur-containing hydrocarbon group, divalent halogenated hydrocarbon group, divalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, divalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, divalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group And two or more of them are bonded to each other
  • at least one of R1 to R8 is a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, Either a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group or a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group,
  • a monovalent group in which the monovalent hydrocarbon group is bonded to one or more amine bonds (—NR100—: R100 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group). And a monovalent group in which two or more of them are bonded to each other, and the monovalent nitrogen-containing group includes a cyano group (—CN), a nitro group (—NO 2 ), An amino group (—NH 2 ), an isocyanate group (—NCO) and an amide group (—CONH 2 —),
  • the monovalent oxygen-containing hydrocarbon group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, or one or two or more.
  • the monovalent oxygen-containing group includes a hydroxyl group (—OH), an aldehyde group (—CHO), a carboxyl group (—COOH), and an ester group (—COOR101: R101 is a monovalent hydrocarbon).
  • the monovalent sulfur-containing hydrocarbon group is a monovalent group in which one or two or more monovalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other, or one or two or more.
  • the monovalent sulfur-containing group includes a sulfonic acid group (—SO 3 H) and a sulfonyl type group (—SO 2 R102: R102 is a monovalent hydrocarbon group).
  • the divalent hydrocarbon group is any one of an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, an arylene group, and a divalent group in which two or more of them are bonded to each other
  • the divalent nitrogen-containing hydrocarbon group is a divalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent nitrogen-containing groups are bonded to each other, or one or two or more.
  • a divalent hydrocarbon group and one or more amine bonds (—NR103—: R103 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group) bonded to each other.
  • a monovalent nitrogen-containing group includes a cyano group, a nitro group, an amino group, an isocyanate group, and an amide group.
  • the divalent oxygen-containing hydrocarbon group is a monovalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent oxygen-containing groups are bonded to each other, or one or two or more. Any one of a divalent group in which the divalent hydrocarbon group and one or more ether bonds are bonded to each other, and a divalent group in which two or more of them are bonded to each other.
  • the monovalent oxygen-containing group includes a hydroxyl group, an aldehyde group, a carboxyl group, and an ester group (—COOR104: R104 is a monovalent hydrocarbon group)
  • the divalent sulfur-containing hydrocarbon group is a divalent group in which one or two or more divalent hydrocarbon groups and one or two or more monovalent sulfur-containing groups are bonded to each other, or one or two or more. Any one of a monovalent group in which the divalent hydrocarbon group and one or more thio bonds are bonded to each other, and a divalent group in which two or more of them are bonded to each other.
  • the monovalent sulfur-containing group includes a sulfonic acid group and a sulfonyl type group (—SO 2 R105: R105 is a monovalent hydrocarbon group),
  • R105 is a monovalent hydrocarbon group
  • the halogen group includes a fluorine group, a chlorine group, a bromine group and an iodine group.
  • the monovalent hydrocarbon group has 1 to 18 carbon atoms
  • the divalent hydrocarbon group has 1 to 10 carbon atoms.
  • the polycyclic aromatic compound includes a compound represented by the following formula (2): The lithium ion secondary battery according to any one of (1) to (4) above.
  • R81 to R96 are each a hydrogen group, a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, a monovalent group, A halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group, and two or more of them bonded to each other Provided that at least one of R81 to R96 is a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, It is either a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group or a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group.) (6) Each of R81 to R96 is any one of a hydrogen group, a halogen group, and a monovalent hydrocarbon group, and at least one of R81 to
  • Each of R81 to R88 is a halogen group, and each of R89 to R96 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group, Alternatively, each of R81 to R88 is either a hydrogen group or a monovalent hydrocarbon group, and each of R89 to R96 is a halogen group.
  • the halogen group is a fluorine group, The lithium ion secondary battery according to any one of (5) to (7) above. (9)
  • the content of the polycyclic aromatic compound in the electrolytic solution is 0.001 wt% or more and 10 wt% or less.
  • the negative electrode includes a negative electrode material capable of inserting and extracting lithium, The lithium ion secondary battery according to any one of (1) to (9) above.
  • the negative electrode material includes at least one of a carbon material, a material containing at least one of silicon (Si) and tin (Sn) as a constituent element, and a material containing titanium (Ti) as a constituent element.
  • R1 to R8 are each a hydrogen group, a halogen group, a monovalent hydrocarbon group, a monovalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, a monovalent group, A halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated oxygen-containing hydrocarbon group, a monovalent halogenated sulfur-containing hydrocarbon group, and two or more of them bonded to each other
  • Each of R9 and R10 is a divalent hydrocarbon group, a divalent nitrogen-containing hydrocarbon group, a divalent oxygen-containing hydrocarbon group, or divalent sulfur.
  • R1 to R8 is a halogen group, a monovalent halogenated hydrocarbon group, a monovalent halogenated nitrogen-containing hydrocarbon group, or a monovalent halogen.
  • a monovalent sulfur-containing hydrocarbon group, or at least one of R9 and R10 is a divalent halogenated hydrocarbon group or a divalent halogen.
  • a power storage system comprising: a control unit that controls power supply from the lithium ion secondary battery to the electric device.
  • An electric tool comprising: a movable part to which electric power is supplied from the lithium ion secondary battery.
  • An electronic device comprising the lithium ion secondary battery according to any one of (1) to (11) as a power supply source.

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Abstract

リチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、多環芳香族化合物を含む電解液とを備えている。

Description

リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
 本技術は、リチウムを吸蔵および放出するリチウムイオン二次電池に用いられる電解液、その電解液を用いたリチウムイオン二次電池、ならびにそのリチウムイオン二次電池を用いた電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器に関する。
 携帯電話機および携帯情報端末機器(PDA)などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。そこで、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。中でも、高い電池容量が安定して得られるため、リチウムの吸蔵および放出を利用して電池容量が得られるリチウムイオン二次電池が注目されている。
 リチウムイオン二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。一例を挙げると、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、および電動ドリルなどの電動工具である。
 このリチウムイオン二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えている。電解液の組成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その電解液の組成に関しては、さまざまな検討がなされている。
 具体的には、リチウム金属の析出および溶解を利用して電池容量が得られるリチウム金属二次電池に関して、デンドライトの発生に起因する短絡などを防止するために、電解液中に[2,2]-パラシクロファンなどが含有されている(例えば、特許文献1~3参照。)。
特開平06-168739号公報 特開2001-015158号公報 中国特許第105591071号明細書
 電子機器などは、益々、高性能化および多機能化している。これに伴い、電子機器などの使用頻度は増加していると共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。そこで、リチウムイオン二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
 したがって、優れた電池特性を得ることが可能なリチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器を提供することが望ましい。
 本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電解液は、下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含むものである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
(R1~R8のそれぞれは、水素基(-H)、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
 本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池は、正極と負極と電解液とを備え、その電解液が上記した本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電解液と同様の構成を有するものである。
 本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、リチウムイオン二次電池を備え、そのリチウムイオン二次電池が上記した本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池と同様の構成を有するものである。
 ここで、「リチウムイオン二次電池」とは、リチウムの析出および溶解を利用して電池容量が得られる二次電池(リチウム金属二次電池)とは異なり、リチウムの吸蔵および放出を利用して電池容量が得られる二次電池である。
 「1価の炭化水素基」とは、炭素(C)および水素(H)により構成されている1価の基の総称である。この1価の炭化水素基は、1個または2個以上の炭素間不飽和結合(炭素間二重結合および炭素間三重結合)を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。また、1価の炭化水素基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
 「1価の窒素含有炭化水素基」とは、炭素および水素と共に窒素(N)により構成されている1価の基の総称である。「1価の酸素含有炭化水素基」とは、炭素および水素と共に酸素(O)により構成されている1価の基の総称である。「1価の硫黄含有炭化水素基」とは、炭素および水素と共に硫黄(S)により構成されている1価の基の総称である。
 「1価のハロゲン化炭化水素基」とは、1価の炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基」とは、1価の窒素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基」とは、1価の酸素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基」とは、1価の硫黄含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。
 「2価の炭化水素基」とは、炭素および水素により構成されている2価の基の総称である。この2価の炭化水素基は、1個または2個以上の炭素間不飽和結合を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。また、2価の炭化水素基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
 「2価の窒素含有炭化水素基」とは、炭素および水素と共に窒素により構成されている2価の基の総称である。「2価の酸素含有炭化水素基」とは、炭素および水素と共に酸素により構成されている2価の基の総称である。「2価の硫黄含有炭化水素基」とは、炭素および水素と共に硫黄により構成されている2価の基の総称である。
 「2価のハロゲン化炭化水素基」とは、2価の炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基」とは、2価の窒素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基」とは、2価の酸素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基」とは、2価の硫黄含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。
 本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電解液およびリチウムイオン二次電池のそれぞれによれば、電解液が上記した多環芳香族化合物を含んでいるので、優れた電池特性を得ることができる。また、本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれにおいても、同様の効果を得ることができる。
 なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池(円筒型)の構成を表す断面図である。 図1に示した巻回電極体の構成のうちの一部を拡大して表す断面図である。 本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池(ラミネートフィルム型)の構成を表す斜視図である。 図3に示したIV-IV線に沿った巻回電極体の構成を表す断面図である。 リチウムイオン二次電池の適用例(電池パック:単電池)の構成を表す斜視図である。 図5に示した電池パックの構成を表すブロック図である。 リチウムイオン二次電池の適用例(電池パック:組電池)の構成を表すブロック図である。 リチウムイオン二次電池の適用例(電動車両)の構成を表すブロック図である。 リチウムイオン二次電池の適用例(電力貯蔵システム)の構成を表すブロック図である。 リチウムイオン二次電池の適用例(電動工具)の構成を表すブロック図である。
 以下、本技術の一実施形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

 1.リチウムイオン二次電池用電解液
  1-1.構成
  1-2.製造方法
  1-3.作用および効果
 2.リチウムイオン二次電池
  2-1.円筒型
  2-2.ラミネートフィルム型
 3.二次電池の用途
  3-1.電池パック(単電池)
  3-2.電池パック(組電池)
  3-3.電動車両
  3-4.電力貯蔵システム
  3-5.電動工具
<1.リチウムイオン二次電池用電解液>
 まず、本技術の一実施形態のリチウムイオン二次電池用電解液に関して説明する。
 ここで説明するリチウムイオン二次電池用電解液(以下、単に「電解液」と呼称する。)は、リチウムイオン二次電池に用いられる。このリチウムイオン二次電池は、上記したように、リチウムの吸蔵および放出を利用して電池容量が得られる二次電池である。このため、リチウムイオン二次電池の動作原理は、リチウムの析出および溶解を利用して電池容量が得られるリチウム金属二次電池の動作原理とは根本的に異なる。
<1-1.構成>
 電解液は、下記の式(1)で表される多環芳香族化合物のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。すなわち、電解液中に含有されている多環芳香族化合物の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
(R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
[多環芳香族化合物]
 多環芳香族化合物は、式(1)から明らかなように、2個の芳香族環(R1~R4を有するベンゼン環およびR5~R8を有するベンゼン環)が2個の連結基(R9およびR10)を介して互いに結合された環状の化合物である。
 電解液が多環芳香族化合物を含んでいるのは、その電解液の化学的安定性が向上するからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、その電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制されるため、その電解液を用いた二次電池の電池特性が向上する。この場合には、特に、高温環境および低温環境などの厳しい環境中において二次電池が使用(充放電)されると共に、それらの環境中において二次電池が保存されても、電解液の分解反応が十分に抑制されると共に、ガスの発生が十分に抑制されるため、電池特性が大幅に改善される。
 また、多環芳香族化合物を含む電解液が用いられる二次電池の種類がリチウムイオン二次電池であるのは、上記した多環芳香族化合物に起因する利点が特異的に得られるからである。詳細には、リチウム金属二次電池では、電解液が多環芳香族化合物を含んでいても、その多環芳香族化合物が上記した電解液の分解抑制機能を発揮しにくいため、電解液の分解反応が抑制されにくくなる。これに対して、リチウムイオン二次電池では、電解液が多環芳香族化合物を含んでいると、その多環芳香族化合物が上記した電解液の分解抑制機能を発揮しやすいため、電解液の分解反応が抑制されやすくなる。
 多環芳香族化合物の構成に関する詳細は、以下の通りである。
(R1~R8に関する詳細)
 R1~R8のそれぞれは、上記したように、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基および1価の結合基のうちのいずれかである。この1価の結合基は、上記した一連の基のうちの2種類以上が互いに結合された1価の基である。
 R1~R8のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、R1~R8のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。
(ハロゲン基)
 ハロゲン基は、例えば、フッ素基(-F)、塩素基(-Cl)、臭素基(-Br)およびヨウ素基(-I)のうちのいずれかである。中でも、ハロゲン基は、フッ素基であることが好ましい。多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などを担保しながら、その多環芳香族化合物が電解液の分解抑制機能を発揮しやすくなるからである。
(1価の炭化水素基)
 「1価の炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素により構成されている1価の基の総称である。この1価の炭化水素基は、1個または2個以上の炭素間不飽和結合を含んでいる基(1価の不飽和炭化水素基)でもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいない基(1価の飽和炭化水素基)でもよい。この炭素間不飽和結合は、例えば、炭素間二重結合および炭素間三重結合である。また、1価の炭化水素基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
 1価の炭化水素基は、例えば、1価の飽和炭化水素基、1価の不飽和炭化水素基および1価の炭化水素結合基などである。この1価の炭化水素結合基は、1価の飽和炭化水素基および1価の不飽和炭化水素基のうちの2種類以上が互いに結合された1価の基である。
 1価の飽和炭化水素基は、例えば、アルキル基、シクロアルキル基および1価の飽和結合基などである。この1価の飽和結合基は、アルキル基およびシクロアルキル基のうちの2種類以上が互いに結合された1価の基であり、例えば、アルキル基とシクロアルキル基とが互いに結合された1価の基などである。
 1価の不飽和炭化水素基は、例えば、アルケニル基、アルキニル基、アリール基および1価の不飽和結合基などである。この1価の不飽和結合基は、アルケニル基、アルキニル基およびアリール基のうちの2種類以上が互いに結合された1価の基であり、例えば、アルケニル基とアルキニル基とが互いに結合された1価の基、アルケニル基とアリール基とが互いに結合された1価の基およびアルキニル基とアリール基とが互いに結合された1価の基などである。
 アルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基およびデシル基などである。
 シクロアルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基およびシクロデシル基などである。
 1価の飽和結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基とシクロプロピル基とが互いに結合された1価の基およびメチル基とシクロブチル基とが互いに結合された1価の基などである。
 アルケニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基およびデセニル基などである。
 アルキニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニリル基およびデシニル基などである。
 アリール基の種類は、特に限定されないが、例えば、フェニル基およびナフチル基などである。
 1価の不飽和結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニル基とエチニル基とが互いに結合された1価の基、エテニル基とフェニル基とが互いに結合された1価の基およびエチニル基とフェニル基とが互いに結合された1価の基などである。
 1価の炭化水素結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基とエテニル基とが互いに結合された1価の基、メチル基とエチニル基とが互いに結合された1価の基、メチル基とフェニル基とが互いに結合された1価の基、シクロヘキシル基とエテニル基とが互いに結合された1価の基、シクロヘキシル基とエチニル基とが互いに結合された1価の基およびシクロヘキシル基とフェニル基とが互いに結合された1価の基などである。
 1価の炭化水素基の炭素数は、特に限定されないが、中でも、1~18であることが好ましい。多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などが確保されるからである。
 詳細には、アルキル基の炭素数は、1~18であることが好ましい。アルケニル基およびアルキニル基のそれぞれの炭素数は、2~18であることが好ましい。シクロアルキル基の炭素数は、3~18であることが好ましい。アリール基の炭素数は、6~18であることが。
(1価の窒素含有炭化水素基)
 「1価の窒素含有炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素と共に窒素により構成されている1価の基の総称である。1価の窒素含有炭化水素基の構成は、炭素および水素と共に窒素により構成されている1価の基であれば、特に限定されない。
 具体的には、1価の窒素含有炭化水素基は、例えば、1価の窒素含有結合基、1価のアミン結合基および1価の窒素系結合基などである。
 1価の窒素含有結合基は、1個または2個以上の1価の炭化水素基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基である。なお、1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 1価のアミン結合基は、1個または2個以上の1価の炭化水素基と1個または2個以上のアミン結合とが互いに結合された1価の基である。このアミン結合は、-NR100-(R100は、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかである。)で表される。なお、1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 1価の窒素系結合基は、1価の窒素含有結合基および1価のアミン結合基のうちの2種類以上が互いに結合された1価の基である。
(1価の窒素含有結合基)
 1価の窒素含有結合基に含まれる1価の窒素含有基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の窒素含有結合基に含まれる1価の窒素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 「1価の窒素含有基」とは、窒素を構成元素として含む1価の基の総称である。1価の窒素含有基の種類は、特に限定されないが、例えば、シアノ基(-CN)、ニトロ基(-NO)、アミノ基(-NH)、イソシアネート基(-NCO)およびアミド基(-CONH-)などである。
 ただし、ここで説明する1価の窒素含有基と後述する1価の酸素含有基および1価の硫黄含有基とを区別するために、窒素を構成元素として含んでいる1価の基は、1価の窒素含有基に該当するものとする。
 1価の窒素含有結合基は、例えば、1個のアルキル基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基、1個のアルケニル基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基、1個のアルキニル基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基、1個のシクロアルキル基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基および1個のアリール基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基などである。
 ここで、上記した1個のアルキル基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基を例に挙げると、その1価の窒素含有基の種類、数および位置に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキル基と結合される1価の窒素含有基の種類は、上記したように、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。第2に、アルキル基と結合される1価の窒素含有基の数は、上記したように、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、アルキル基と結合される1価の窒素含有基の種類が1種類だけである場合、その1価の窒素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。第3に、アルキル基に導入される1価の窒素含有基の位置は、特に限定されない。このため、アルキル基に導入される1価の窒素含有基の位置は、アルキル基の末端でもよいし、アルキル基の途中でもよい。
 1価の窒素含有結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基にシアノ基が導入された1価の基、エチル基の末端にシアノ基が導入された1価の基、エチル基の途中にシアノ基が導入された1価の基、プロピル基の末端にシアノ基が導入された1価の基、プロピル基の途中にシアノ基が導入された1価の基、エチル基の末端にニトロ基が導入された1価の基、エチル基の末端にアミノ基が導入された1価の基およびエチル基の末端にイソシアネート基が導入された1価の基などである。
 なお、1価の窒素含有基と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価のアミン結合基)
 1価のアミン結合基に含まれる1価の炭化水素基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価のアミン結合基に含まれる1価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価のアミン結合基に含まれる1価の炭化水素基の種類が1種類だけである場合、その1価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価のアミン結合基に含まれるアミン結合の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。アミン結合の数が2個以上である場合、互いに隣り合う2個のアミン結合は、例えば、1価の炭化水素基を介さずに直接的に結合されていてもよいし、1価の炭化水素基を介して間接的に結合されていてもよい。
 1価のアミン結合基は、例えば、1個のアルキル基と1個のアミン結合とが互いに結合された1価の基、1個のアルケニル基と1個のアミン結合とが互いに結合された1価の基、1個のアルキニル基と1個のアミン結合とが互いに結合された1価の基、1個のシクロアルキル基と1個のアミン結合とが互いに結合された1価の基、1個のアリール基と1個のアミン結合とが互いに結合された1価の基および2個以上のアルキル基と1個以上のアミン結合とが交互に結合された1価の基などである。
 ここで、上記した1個または2個以上のアルキル基と1個または2個以上のアミン結合とが互いに結合された1価の基を例に挙げると、そのアルキル基の数およびアミン結合の数に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキル基の数が1個であると共にアミン結合の数が1個であるため、1個のアルキル基と1個アミン結合とが互いに結合されていてもよい。第2に、アルキル基の数が2個以上であると共にアミン結合の数が1個以上であるため、2個以上のアルキル基と1個以上のアミン結合とが交互に結合されていてもよい。第3に、アミン結合の数が2個以上である場合、アルキル基とアミン結合とが互いに結合された1価の基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよい。なお、アルキル基の数が2個以上であると共にアミン結合の数が2個以上である場合、その2個以上のアルキル基と2個以上のアミン結合との結合順は、規則的でもよいし、ランダムでもよい。
 1価のアミン結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2個のメチル基と1個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基、3個のメチル基と2個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基、2個のエチル基と1個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基および3個のエチル基と2個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基などである。
 なお、アミン結合と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価の窒素系結合基)
 1価の窒素系結合基に含まれる1価の窒素含有結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の窒素系結合基に含まれる1価の窒素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価の窒素系結合基に含まれる1価の窒素含有結合基の種類が1種類だけである場合、その1価の窒素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価の窒素系結合基に含まれる1価のアミン結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の窒素系結合基に含まれる1価のアミン結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価の窒素系結合基に含まれる1価のアミン結合基の種類が1種類だけである場合、その1価のアミン結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価の窒素系結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、1価の窒素含有結合基(エチル基の末端にシアノ基が導入された1価の基)と1価のアミン結合基(3個のメチル基と2個のアミン結合とが交互に結合された1価の基)とが互いに結合された1価の基などである。
(1価の酸素含有炭化水素基)
 「1価の酸素含有炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素と共に酸素により構成されている1価の基の総称である。1価の酸素含有炭化水素基の構成は、上記したように、炭素および水素と共に酸素により構成されている1価の基であれば、特に限定されない。
 具体的には、1価の酸素含有炭化水素基は、例えば、1価の酸素含有結合基、1価のエーテル結合基および1価の窒素結合基などである。1価の酸素含有炭化水素基は、1個または2個以上の1価の炭化水素基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基である。1価のエーテル結合基は、1個または2個以上の1価の炭化水素基と1個または2個以上のエーテル結合とが互いに結合された1価の基である。1価の酸素系結合基は、1価の酸素含有結合基および1価のエーテル結合基のうちの2種類以上が互いに結合された1価の基である。なお、1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価の酸素含有結合基)
 1価の酸素含有結合基に含まれる1価の酸素含有基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の酸素含有結合基に含まれる1価の酸素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 「1価の酸素含有基」とは、酸素を構成元素として含む1価の基の総称である。1価の酸素含有基の種類は、特に限定されないが、例えば、水酸基(-OH)、アルデヒド基(-CHO)、カルボキシル基(-COOH)およびエステル基(-COOR101:R101は、1価の炭化水素基である。)などである。なお、エステル基に含まれている1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 ただし、ここで説明する1価の酸素含有基と1価の窒素含有基および1価の硫黄含有基とを区別するために、窒素および硫黄のうちの一方または双方を構成元素として含んでおらずに酸素を構成元素として含んでいる1価の基は、1価の酸素含有基に該当するものとする。
 1価の酸素含有結合基は、例えば、1個のアルキル基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基、1個のアルケニル基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基、1個のアルキニル基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基、1個のシクロアルキル基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基および1個のアリール基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基などである。
 ここで、上記した1個のアルキル基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基を例に挙げると、その1価の酸素含有基の種類、数および位置に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキル基と結合される1価の酸素含有基の種類は、上記したように、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。第2に、アルキル基と結合される1価の酸素含有基の数は、上記したように、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、アルキル基と結合される1価の酸素含有基の種類が1種類だけである場合、その1価の窒素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。第3に、アルキル基に導入される1価の酸素含有基の位置は、特に限定されない。このため、アルキル基に導入される1価の酸素含有基の位置は、アルキル基の末端でもよいし、アルキル基の途中でもよい。
 1価の酸素含有結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基に水酸基が導入された1価の基、エチル基の末端に水酸基が導入された1価の基、エチル基の途中に水酸基が導入された1価の基、プロピル基の末端に水酸基が導入された1価の基、プロピル基の途中に水酸基が導入された1価の基、エチル基の末端にアルデヒド基が導入された1価の基、エチル基の末端にカルボキシル基が導入された1価の基およびエチル基の末端にエステル基が導入された1価の基などである。
 なお、1価の酸素含有基と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価のエーテル結合基)
 1価のエーテル結合基に含まれる1価の炭化水素基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価のエーテル結合基に含まれる1価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価のエーテル結合基に含まれる1価の炭化水素基の種類が1種類だけである場合、その1価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価のエーテル結合基に含まれるエーテル結合の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。エーテル結合の数が2個以上である場合、互いに隣り合う2個のエーテル結合は、例えば、1価の炭化水素基を介さずに直接的に結合されていてもよいし、1価の炭化水素基を介して間接的に結合されていてもよい。
 1価のエーテル結合基は、例えば、1個のアルキル基と1個のエーテル結合とが互いに結合された1価の基(アルコキシ基)、1個のアルケニル基と1個のエーテル結合とが互いに結合された1価の基、1個のアルキニル基と1個のエーテル結合とが互いに結合された1価の基、1個のシクロアルキル基と1個のエーテル結合とが互いに結合された1価の基、1個のアリール基と1個のエーテル結合とが互いに結合された1価の基および2個以上のアルキル基と1個以上のエーテル結合とが交互に結合された1価の基などである。
 ここで、上記した1個または2個以上のアルキル基と1個または2個以上のエーテル結合とが互いに結合された1価の基を例に挙げると、そのアルキル基の数およびエーテル結合の数に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキル基の数が1個であると共にエーテル結合の数が1個であるため、1個のアルキル基と1個のエーテル結合とが互いに結合されていてもよい。第2に、アルキル基の数が2個以上であると共にエーテル結合の数が1個以上であるため、2個以上のアルキル基と1個以上のエーテル結合とが交互に結合されていてもよい。第3に、エーテル結合の数が2個以上である場合、アルキル基とエーテル結合とが互いに結合された1価の基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよい。なお、アルキル基の数が2個以上であると共にエーテル結合の数が2個以上である場合、その2個以上のアルキル基と2個以上のエーテル結合との結合順は、規則的でもよいし、ランダムでもよい。
 1価のエーテル結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2個のメチル基と1個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基、3個のメチル基と2個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基、2個のエチル基と1個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基および3個のエチル基と2個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基などである。
 なお、エーテル結合と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価の酸素系結合基)
 1価の酸素系結合基に含まれる1価の酸素含有結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の酸素系結合基に含まれる1価の酸素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価の酸素系結合基に含まれる1価の酸素含有結合基の種類が1種類だけである場合、その1価の酸素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価の酸素系結合基に含まれる1価のエーテル結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の酸素系結合基に含まれる1価のエーテル結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価の酸素系結合基に含まれる1価のエーテル結合基の種類が1種類だけである場合、その1価のエーテル結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価の酸素系結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、1価の酸素含有結合基(エチル基の末端に水酸基が導入された1価の基)と1価のエーテル結合基(3個のメチル基と2個のエーテル結合とが交互に結合された1価の基)とが互いに結合された1価の基などである。
(1価の硫黄含有炭化水素基)
 「1価の硫黄含有炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素と共に硫黄により構成されている1価の基の総称である。1価の硫黄含有炭化水素基の構成は、上記したように、炭素および水素と共に硫黄により構成されている1価の基であれば、特に限定されない。
 具体的には、1価の硫黄含有炭化水素基は、例えば、1価の硫黄含有結合基、1価のチオ結合基および1価の硫黄系結合基などである。1価の硫黄含有結合基は、1個または2個以上の1価の炭化水素基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基である。1価のチオ結合基は、1個または2個以上の1価の炭化水素基と1個または2個以上のチオ結合とが互いに結合された1価の基である。1価の硫黄系結合基は、1価の硫黄含有結合基および1価のチオ結合基のうちのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基である。なお、1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価の硫黄含有結合基)
 1価の硫黄含有結合基に含まれる1価の硫黄含有基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の硫黄含有結合基に含まれる1価の硫黄含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 「1価の硫黄含有基」とは、硫黄を構成元素として含む1価の基の総称である。1価の硫黄含有基の種類は、特に限定されないが、例えば、スルホン酸基(-SOH)およびスルホニル型基(-SOR102:R102は、1価の炭化水素基である)などである。なお、1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 ただし、ここで説明する1価の硫黄含有基と1価の窒素含有基および1価の酸素含有基とを区別するために、硫黄を構成元素として含んでいる1価の基は、1価の硫黄含有基に該当するものとする。
 1価の硫黄含有結合基は、例えば、1個のアルキル基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基、1個のアルケニル基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基、1個のアルキニル基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基、1個のシクロアルキル基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基および1個のアリール基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基などである。
 ここで、上記した1個のアルキル基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基を例に挙げると、その1価の硫黄含有基の種類、数および位置に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキル基と結合される1価の硫黄含有基の種類は、上記したように、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。第2に、アルキル基と結合される1価の硫黄含有基の数は、上記したように、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、アルキル基と結合される1価の硫黄含有基の種類が1種類だけである場合、その1価の窒素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。第3に、アルキル基に導入される1価の硫黄含有基の位置は、特に限定されない。このため、アルキル基に導入される1価の硫黄含有基の位置は、例えば、アルキル基の末端でもよいし、アルキル基の途中でもよい。
 1価の硫黄含有結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基にスルホン酸基が導入された1価の基、エチル基の末端にスルホン酸基が導入された1価の基、エチル基の途中にスルホン酸基が導入された1価の基、プロピル基の末端にスルホン酸基が導入された1価の基およびプロピル基の途中にスルホン酸基が導入された1価の基などである。
 なお、1価の硫黄含有基と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価のチオ結合基)
 1価のチオ結合基に含まれる1価の炭化水素基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価のチオ結合基に含まれる1価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価のチオ結合基に含まれる1価の炭化水素基の種類が1種類だけである場合、その1価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価のチオ結合基に含まれるチオ結合の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。チオ結合の数が2個以上である場合、互いに隣り合う2個のチオ結合は、例えば、1価の炭化水素基を介さずに直接的に結合されていてもよいし、1価の炭化水素基を介して間接的に結合されていてもよい。
 1価のチオ結合基は、例えば、1個のアルキル基と1個のチオ結合とが互いに結合された1価の基、1個のアルケニル基と1個のチオ結合とが互いに結合された1価の基、1個のアルキニル基と1個のチオ結合とが互いに結合された1価の基、1個のシクロアルキル基と1個のチオ結合とが互いに結合された1価の基、1個のアリール基と1個のチオ結合とが互いに結合された1価の基および2個以上のアルキル基と1個以上のチオ結合とが交互に結合された1価の基などである。
 ここで、上記した1個または2個以上のアルキル基と1個または2個以上のチオ結合とが互いに結合された1価の基を例に挙げると、そのアルキル基の数およびチオ結合の数に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキル基の数が1個であると共にチオ結合の数が1個であるため、1個のアルキル基と1個のチオ結合とが互いに結合されていてもよい。第2に、アルキル基の数が2個以上であると共にチオ結合の数が1個以上であるため、2個以上のアルキル基と1個以上のチオ結合とが交互に結合されていてもよい。第3に、チオ結合の数が2個以上である場合、アルキル基とチオ結合とが互いに結合された1価の基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよい。なお、アルキル基の数が2個以上であると共にチオ結合の数が2個以上である場合、その2個以上のアルキル基と2個以上のチオ結合との結合順は、規則的でもよいし、ランダムでもよい。
 1価のチオ結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2個のメチル基と1個のチオ結合とが交互に結合された1価の基、3個のメチル基と2個のチオ結合とが交互に結合された1価の基、2個のエチル基と1個のチオ結合とが交互に結合された1価の基および3個のエチル基と2個のチオ結合とが交互に結合された1価の基などである。
 なお、チオ結合と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(1価の硫黄系結合基)
 1価の硫黄系結合基に含まれる1価の硫黄含有結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の硫黄系結合基に含まれる1価の硫黄含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価の硫黄系結合基に含まれる1価の硫黄含有結合基の種類が1種類だけである場合、その1価の硫黄含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価の硫黄系結合基に含まれる1価のチオ結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、1価の硫黄系結合基に含まれる1価のチオ結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、1価の硫黄系結合基に含まれる1価のチオ結合基の種類が1種類だけである場合、その1価のチオ結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 1価の硫黄系結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、1価の酸素含有結合基(エチル基の末端にスルホン酸基が導入された1価の基)と1価のチオ結合基(3個のメチル基と2個のチオ結合とが交互に結合された1価の基)とが互いに結合された1価の基などである。
(1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基)
 「1価のハロゲン化炭化水素基」とは、上記したように、1価の炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基」とは、上記したように、1価の窒素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基」とは、上記したように、1価の酸素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基」とは、上記したように、1価の硫黄含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。
 ハロゲン基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。ただし、ハロゲン基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、ハロゲン基の種類が1種類だけである場合、そのハロゲン基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 中でも、ハロゲン基は、上記したように、フッ素基であることが好ましい。このため、1価のハロゲン化炭化水素基は、1価のフッ素化炭化水素基であることが好ましい。1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基は、1価のフッ素化窒素含有炭化水素基であることが好ましい。1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基は、1価のフッ素化酸素含有炭化水素基であることが好ましい。1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基は、1価のフッ素化硫黄含有炭化水素基であることが好ましい。
 なお、1価のハロゲン化炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細と同様である。
(1価の結合基)
 1価の結合基の種類は、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちの2種類以上が互いに結合された1価の基であれば、特に限定されない。
(R9およびR10に関する詳細)
 R9およびR10のそれぞれは、上記したように、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基および2価の結合基のうちのいずれかである。この2価の結合基は、上記した一連の基のうちの2種類以上が互いに結合された2価の基である。
 R9およびR10のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。
(2価の炭化水素基)
 「2価の炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素により構成されている2価の基の総称である。この2価の炭化水素基は、1個または2個以上の炭素間不飽和結合を含んでいる基(2価の不飽和炭化水素基)でもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいない基(2価の飽和炭化水素基)でもよい。また、2価の炭化水素基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
 2価の炭化水素基は、例えば、2価の飽和炭化水素基、2価の不飽和炭化水素基および2価の炭化水素結合基などである。この2価の炭化水素結合基は、2価の飽和炭化水素基および2価の不飽和炭化水素基のうちの2種類以上が互いに結合された2価の基である。
 2価の飽和炭化水素基は、例えば、アルキレン基、シクロアルキレン基および2価の飽和結合基などである。この2価の飽和結合基は、アルキレン基およびシクロアルキレン基のうちの2種類以上が互いに結合された2価の基であり、例えば、アルキレン基とシクロアルキレン基とが互いに結合された2価の基などである。
 2価の不飽和炭化水素基は、例えば、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基および2価の不飽和結合基などである。この2価の不飽和結合基は、アルケニレン基、アルキニレンル基およびアリーレン基のうちの2種類以上が互いに結合された2価の基であり、例えば、アルケニレン基とアルキニレン基とが互いに結合された2価の基、アルケニレン基とアリール基とが互いに結合された2価の基およびアルキニレン基とアリーレン基とが互いに結合された1価の基などである。
 アルキレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基およびデシレン基などである。
 シクロアルキレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基およびシクロデシレンル基などである。
 2価の飽和結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチレン基とシクロプロピレン基とが互いに結合された2価の基およびメチレン基とシクロブチレン基とが互いに結合された2価の基などである。
 アルケニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基、ノネニレン基およびデセニレン基などである。
 アルキニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、ヘプチニレン基、オクチニレン基、ノニリレン基およびデシニレンル基などである。
 アリーレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、フェニレン基およびナフチレン基などである。
 2価の不飽和結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニレン基とエチニレン基とが互いに結合された1価の基、エテニレン基とフェニレン基とが互いに結合された2価の基およびエチニレン基とフェニレン基とが互いに結合された2価の基などである。
 2価の炭化水素結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチレン基とエテニレン基とが互いに結合された2価の基、メチレン基とエチニレン基とが互いに結合された2価の基、メチレン基とフェニレン基とが互いに結合された2価の基、シクロヘキシレン基とエテニレン基とが互いに結合された2価の基、シクロヘキシレン基とエチニレン基とが互いに結合された2価の基およびシクロヘキシレン基とフェニレン基とが互いに結合された1価の基などである。
 2価の炭化水素基の炭素数は、特に限定されないが、中でも、1~10であることが好ましい。多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などが確保されるからである。
 詳細には、アルキレン基の炭素数は、1~10であることが好ましい。アルケニレン基およびアルキニレン基のそれぞれの炭素数は、2~10であることが好ましい。シクロアルキレンル基の炭素数は、3~10であることが好ましい。アリーレン基の炭素数は、6~10であることが好ましい。
(2価の窒素含有炭化水素基)
 「2価の窒素含有炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素と共に窒素により構成されている2価の基の総称である。2価の窒素含有炭化水素基の構成は、炭素および水素と共に窒素により構成されている2価の基であれば、特に限定されない。
 具体的には、2価の窒素含有炭化水素基は、例えば、2価の窒素含有結合基、2価のアミン結合基および2価の窒素系結合基などである。
 2価の窒素含有結合基は、1個または2個以上の2価の炭化水素基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基である。なお、2価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 2価のアミン結合基は、1個または2個以上の2価の炭化水素基と1個または2個以上のアミン結合とが互いに結合された2価の基である。このアミン結合は、-NR103-(R103は、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかである。)で表される。なお、2価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 2価の窒素系結合基は、2価の窒素含有結合基および2価のアミン結合基のうちの2種類以上が互いに結合された2価の基である。
(2価の窒素含有結合基)
 2価の窒素含有結合基に含まれる1価の窒素含有基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の窒素含有結合基に含まれる1価の窒素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。なお、1価の窒素含有基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。すなわち、1価の窒素含有基は、例えば、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、イソシアネート基およびアミド基などである。
 2価の窒素含有結合基は、例えば、1個のアルキレン基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基、1個のアルケニレン基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基、1個のアルキニレン基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基、1個のシクロアルキレン基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基および1個のアリーレン基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基などである。
 ここで、上記した1個のアルキレン基と1個または2個以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基を例に挙げると、その1価の窒素含有基の種類、数および位置に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキレン基と結合される1価の窒素含有基の種類は、上記したように、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。第2に、アルキレン基と結合される1価の窒素含有基の数は、上記したように、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、アルキレン基と結合される1価の窒素含有基の種類が1種類だけである場合、その1価の窒素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。第3に、アルキレン基に導入される1価の窒素含有基の位置は、特に限定されない。このため、アルキレン基に導入される1価の窒素含有基の位置は、アルキレン基の末端でもよいし、アルキレン基の途中でもよい。
 2価の窒素含有結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチレン基にシアノ基が導入された2価の基、エチレン基の末端にシアノ基が導入された2価の基、エチレン基の途中にシアノ基が導入された2価の基、プロピレン基の末端にシアノ基が導入された2価の基、プロピレン基の途中にシアノ基が導入された2価の基、エチレン基の末端にニトロ基が導入された2価の基、エチレン基の末端にアミノ基が導入された2価の基およびエチレンル基の末端にイソシアネート基が導入された2価の基などである。
 なお、2価の窒素含有基と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(2価のアミン結合基)
 2価のアミン結合基に含まれる2価の炭化水素基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価のアミン結合基に含まれる2価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価のアミン結合基に含まれる2価の炭化水素基の種類が1種類だけである場合、その2価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価のアミン結合基に含まれるアミン結合の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。アミン結合の数が2個以上である場合、互いに隣り合う2個のアミン結合は、例えば、2価の炭化水素基を介さずに直接的に結合されていてもよいし、2価の炭化水素基を介して間接的に結合されていてもよい。
 2価のアミン結合基は、例えば、1個のアルキレン基と1個のアミン結合とが互いに結合された2価の基、1個のアルケニレン基と1個のアミン結合とが互いに結合された2価の基、1個のアルキニレン基と1個のアミン結合とが互いに結合された2価の基、1個のシクロアルキレン基と1個のアミン結合とが互いに結合された2価の基、1個のアリーレン基と1個のアミン結合とが互いに結合された2価の基、2個以上のアルキレン基と1個以上のアミン結合とが交互に結合された2価の基、2個以上のアルキレン基と1個以上のアミン結合とが交互に結合された2価の基および2個以上のアルキレン基と2個以上のアミン結合とが交互に結合された2価の基などである。
 ここで、上記した1個または2個以上のアルキレン基と1個または2個以上のアミン結合とが互いに結合された2価の基を例に挙げると、そのアルキレン基の数およびアミン結合の数に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキレン基の数が1個であると共にアミン結合の数が1個であるため、1個のアルキレン基と1個アミン結合とが互いに結合されていてもよい。第2に、アルキレン基の数が2個以上であると共にアミン結合の数が1個以上であるため、2個以上のアルキレン基と1個以上のアミン結合とが交互に結合されていてもよい。この場合には、両末端の基がいずれもアルキレン基になる。第3に、アルキレン基の数が1個以上であると共にアミン結合の数が2個以上であるため、2個以上のアミン結合と1個以上のアルキレン基とが交互に結合されていてもよい。この場合には、両末端の基がいずれもアミン結合になる。第4に、アルキレン基の数が2個以上であると共にアミン結合の数が2個以上であるため、2個以上のアルキレン基と2個以上のアミン結合とが交互に結合されていてもよい。この場合には、アルキレン基の数とアミン結合の数とが互いに等しいと、一方の末端の基がアルキレン基になると共に、他方の末端の基がアミン結合になる。第5に、アミン結合の数が2個以上である場合、アルキレン基とアミン結合とが互いに結合された2価の基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよい。なお、アルキレン基の数が2個以上であると共にアミン結合の数が2個以上である場合、その2個以上のアルキレン基と2個以上のアミン結合との結合順は、規則的でもよいし、ランダムでもよい。
 2価のアミン結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2個のメチレン基と1個のアミン結合とが交互に結合された2価の基、3個のメチレン基と2個のアミン結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と1個のアミン結合とが互いに結合された2価の基、3個のエチレン基と2個のアミン結合とが交互に結合された2価の基、2個のアミン結合と1個のメチレン基とが交互に結合された2価の基、3個のアミン結合と2個のメチレン基とが交互に結合された2価の基、2個のアミン結合と1個のエチレン基とが交互に結合された2価の基、3個のアミン結合と2個のエチレン基とが交互に結合された2価の基、2個のメチレン基と2個のアミン結合とが交互に結合された2価の基、3個のメチレン基と3個のアミン結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と2個のアミン結合とが交互に結合された2価の基および3個のエチレン基と3個のアミン結合とが交互に結合された2価の基などである。
 なお、アミン結合と結合される2価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(2価の窒素系結合基)
 2価の窒素系結合基に含まれる2価の窒素含有結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の窒素系結合基に含まれる2価の窒素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の窒素系結合基に含まれる2価の窒素含有結合基の種類が1種類だけである場合、その2価の窒素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価の窒素系結合基に含まれる2価のアミン結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の窒素系結合基に含まれる2価のアミン結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の窒素系結合基に含まれる2価のアミン結合基の種類が1種類だけである場合、その2価のアミン結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価の窒素系結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2価の窒素含有結合基(エチレン基の末端にシアノ基が導入された2価の基)と2価のアミン結合基(3個のメチレン基と2個のアミン結合とが交互に結合された2価の基)とが互いに結合された1価の基などである。
(2価の酸素含有炭化水素基)
 「2価の酸素含有炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素と共に酸素により構成されている2価の基の総称である。2価の酸素含有炭化水素基の構成は、上記したように、炭素および水素と共に酸素により構成されている2価の基であれば、特に限定されない。
 具体的には、2価の酸素含有炭化水素基は、例えば、2価の酸素含有結合基、2価のエーテル結合基および2価の窒素結合基などである。2価の酸素含有炭化水素基は、1個または2個以上の2価の炭化水素基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された2価の基である。2価のエーテル結合基は、1個または2個以上の2価の炭化水素基と1個または2個以上のエーテル結合とが互いに結合された2価の基である。2価の酸素系結合基は、2価の酸素含有結合基および2価のエーテル結合基のうちの2種類以上が互いに結合された2価の基である。
(2価の酸素含有結合基)
 2価の酸素含有結合基に含まれる1価の酸素含有基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の酸素含有結合基に含まれる1価の酸素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の酸素含有結合基に含まれる1価の酸素含有基の種類が1種類である場合、その1価の酸素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。なお、1価の酸素含有基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。すなわち、1価の酸素含有基は、例えば、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基およびエステル基(-COOR104:R104は、1価の炭化水素基である。)などである。なお、1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 2価の酸素含有結合基は、例えば、1個のアルキレン基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された2価の基、1個のアルケニレン基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された2価の基、1個のアルキニレン基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された2価の基、1個のシクロアルキレン基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された2価の基および1個のアリーレン基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された2価の基などである。
 ここで、上記した1個のアルキレン基と1個または2個以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された2価の基を例に挙げると、その1価の酸素含有基の種類、数および位置に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキレン基と結合される1価の酸素含有基の種類は、上記したように、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。第2に、アルキレン基と結合される1価の酸素含有基の数は、上記したように、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、アルキレン基と結合される1価の酸素含有基の種類が1種類だけである場合、その1価の窒素含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。第3に、アルキレン基に導入される1価の酸素含有基の位置は、特に限定されない。このため、アルキレン基に導入される1価の酸素含有基の位置は、アルキレン基の末端でもよいし、アルキレン基の途中でもよい。
 2価の酸素含有結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチレン基に水酸基が導入された2価の基、エチレン基の末端に水酸基が導入された2価の基、エチレン基の途中に水酸基が導入された2価の基、プロピレン基の末端に水酸基が導入された2価の基、プロピレン基の途中に水酸基が導入された2価の基、エチレン基の末端にアルデヒド基が導入された2価の基、エチレン基の末端にカルボキシル基が導入された2価の基およびエチレン基の末端にエステル基が導入された2価の基などである。
 なお、1価の酸素含有基と結合される2価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(2価のエーテル結合基)
 2価のエーテル結合基に含まれる2価の炭化水素基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価のエーテル結合基に含まれる2価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価のエーテル結合基に含まれる2価の炭化水素基の種類が1種類だけである場合、その2価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価のエーテル結合基に含まれるエーテル結合の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。エーテル結合の数が2個以上である場合、互いに隣り合う2個のエーテル結合は、例えば、2価の炭化水素基を介さずに直接的に結合されていてもよいし、2価の炭化水素基を介して間接的に結合されていてもよい。
 2価のエーテル結合基は、例えば、1個のアルキレン基と1個のエーテル結合とが互いに結合された2価の基、1個のアルケニレン基と1個のエーテル結合とが互いに結合された2価の基、1個のアルキニレン基と1個のエーテル結合とが互いに結合された2価の基、1個のシクロアルキレン基と1個のエーテル結合とが互いに結合された2価の基、1個のアリーレン基と1個のエーテル結合とが互いに結合された2価の基、2個以上のアルキレン基と1個以上のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、2個以上のエーテル結合と1個以上のアルキレン基とが交互に結合された2価の基および2個以上のアルキレン基と2個以上のエーテル結合とが交互に結合された2価の基などである。
 ここで、上記した1個または2個以上のアルキレン基と1個または2個以上のエーテル結合とが互いに結合された2価の基を例に挙げると、そのアルキレン基の数およびエーテル結合の数に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキレン基の数が1個であると共にエーテル結合の数が1個であるため、1個のアルキレン基と1個のエーテル結合とが互いに結合されていてもよい。第2に、アルキレン基の数が2個以上であると共にエーテル結合の数が1個以上であるため、2個以上のアルキレン基と1個以上のエーテル結合とが交互に結合されていてもよい。この場合には、両末端の基がいずもアルキレン基になる。第3に、アルキレン基の数が1個以上であると共にエーテル結合の数が2個以上であるため、2個以上のエーテル結合と1個以上のアルキレン基とが交互に結合されていてもよい。この場合には、両末端の基がいずれもエーテル結合になる。第4に、アルキレン基の数が2個以上であると共にエーテル結合の数が2個以上であるため、2個以上のアルキレン基と2個以上のエーテル結合とが交互に結合されていてもよい。この場合には、アルキレン基の数とエーテル結合の数とが互いに等しいと、一方の末端の基がアルキレン基になると共に、他方の末端の基がエーテル結合になる。第5に、エーテル結合の数が2個以上である場合、アルキレン基とエーテル結合とが互いに結合された2価の基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよい。なお、アルキレン基の数が2個以上であると共にエーテル結合の数が2個以上である場合、その2個以上のアルキレン基と2個以上のエーテル結合との結合順は、規則的でもよいし、ランダムでもよい。
 2価のエーテル結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2個のメチレン基と1個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、3個のメチレン基と2個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と1個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、3個のエチレン基と2個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、1個のメチレン基と2個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、2個のメチレン基と3個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、1個のエチレン基と2個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と3個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、2個のメチレン基と2個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、3個のメチレン基と3個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と2個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基および3個のエチレン基と3個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基などである。
 なお、エーテル結合と結合される2価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(2価の酸素系結合基)
 2価の酸素系結合基に含まれる2価の酸素含有結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の酸素系結合基に含まれる2価の酸素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の酸素系結合基に含まれる2価の酸素含有結合基の種類が1種類だけである場合、その2価の酸素含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価の酸素系結合基に含まれる2価のエーテル結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の酸素系結合基に含まれる2価のエーテル結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の酸素系結合基に含まれる2価のエーテル結合基の種類が1種類だけである場合、その2価のエーテル結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価の酸素系結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2価の酸素含有結合基(エチレン基の末端に水酸基が導入された2価の基)と2価のエーテル結合基(3個のメチレン基と2個のエーテル結合とが交互に結合された2価の基)とが互いに結合された1価の基などである。
(2価の硫黄含有炭化水素基)
 「2価の硫黄含有炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素と共に硫黄により構成されている2価の基の総称である。2価の硫黄含有炭化水素基の構成は、上記したように、炭素および水素と共に硫黄により構成されている2価の基であれば、特に限定されない。
 具体的には、1価の硫黄含有炭化水素基は、例えば、2価の硫黄含有結合基、2価のチオ結合基および2価の硫黄系結合基などである。2価の硫黄含有結合基は、1個または2個以上の2価の炭化水素基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された2価の基である。2価のチオ結合基は、1個または2個以上の2価の炭化水素基と1個または2個以上のチオ結合とが互いに結合された2価の基である。2価の硫黄系結合基は、2価の硫黄含有結合基および1価のチオ結合基のうちのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基である。なお、2価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(2価の硫黄含有結合基)
 2価の硫黄含有結合基に含まれる2価の硫黄含有基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の硫黄含有結合基に含まれる2価の硫黄含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の硫黄含有結合基に含まれる1価の硫黄含有基の種類が1種類だけである場合、その1価の硫黄含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。1価の硫黄含有基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。すなわち、1価の硫黄含有基は、例えば、スルホン酸基およびスルホニル型基(-SO2 R105:R105は、1価の炭化水素基である。)などである。なお、1価の炭化水素基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 2価の硫黄含有結合基は、例えば、1個のアルキレン基に1個または2個以上の1価の硫黄含有基が導入された2価の基、1個のアルケニレン基に1個または2個以上の1価の硫黄含有基が導入された2価の基、1個のアルキニレン基に1個または2個以上の1価の硫黄含有基が導入された2価の基、1個のシクロアルキレン基に1個または2個以上の1価の硫黄含有基が導入された2価の基および1個のアリーレン基に1個または2個以上の1価の硫黄含有基が導入された2価の基などである。
 ここで、上記した1個のアルキレン基と1個または2個以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された2価の基を例に挙げると、その1価の硫黄含有基の種類、数および位置に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキレン基と結合される1価の硫黄含有基の種類は、上記したように、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。第2に、アルキレン基と結合される1価の硫黄含有基の数は、上記したように、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、アルキレン基と結合される1価の硫黄含有基の種類が1種類だけである場合、その1価の硫黄含有基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。第3に、アルキレン基に導入される1価の硫黄含有基の位置は、特に限定されない。このため、アルキレン基に導入される1価の硫黄含有基の位置は、アルキレン基の末端でもよいし、アルキレン基の途中でもよい。
 2価の硫黄含有結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチレン基にスルホン酸基が導入された2価の基、エチレン基の末端にスルホン酸基が導入された2価の基、エチレン基の途中にスルホン酸基が導入された2価の基、プロピレン基の末端にスルホン酸基が導入された2価の基およびプロピレン基の途中にスルホン酸基が導入された2価の基などである。
 なお、1価の硫黄含有基と結合される2価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(2価のチオ結合基)
 2価のチオ結合基に含まれる2価の炭化水素基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価のチオ結合基に含まれる2価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価のチオ結合基に含まれる2価の炭化水素基の種類が1種類だけである場合、その2価の炭化水素基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価のチオ結合基に含まれるチオ結合の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。チオ結合の数が2個以上である場合、互いに隣り合う2個のチオ結合は、例えば、2価の炭化水素基を介さずに直接的に結合されていてもよいし、2価の炭化水素基を介して間接的に結合されていてもよい。
 2価のチオ結合基は、例えば、1個のアルキレン基と1個のチオ結合とが互いに結合された2価の基、1個のアルケニレン基と1個のチオ結合とが互いに結合された2価の基、1個のアルキニレン基と1個のチオ結合とが互いに結合された2価の基、1個のシクロアルキレン基と1個のチオ結合とが互いに結合された2価の基、1個のアリーレン基と1個のチオ結合とが互いに結合された2価の基、2個以上のアルキレン基と1個以上のチオ結合とが交互に結合された2価の基、2個以上のチオ結合と1個以上のアルキレン基とが交互に結合された2価の基および2個以上のアルキレン基と2個以上のチオ結合とが交互に結合された2価の基などである。
 ここで、上記した1個または2個以上のアルキレン基と1個または2個以上のチオ結合とが互いに結合された2価の基を例に挙げると、そのアルキレン基の数およびチオ結合の数に関する詳細は、例えば、以下の通りである。第1に、アルキレン基の数が1個であると共にチオ結合の数が1個であるため、1個のアルキレン基と1個のチオ結合とが互いに結合されていてもよい。第2に、アルキレン基の数が2個以上であると共にチオ結合の数が1個以上であるため、2個以上のアルキレン基と1個以上のチオ結合とが交互に結合されていてもよい。この場合には、両末端の基がいずもアルキレン基になる。第3に、アルキレン基の数が1個以上であると共にチオ結合の数が2個以上であるため、1個以上のアルキレン基と2個以上のチオ結合とが交互に結合されていてもよい。この場合には、両末端の基がいずれもチオ結合になる。第4に、アルキレン基の数が2個以上であると共にチオ結合の数が2個以上であるため、2個以上のアルキレン基と2個以上のチオ結合とが交互に結合されていてもよい。この場合には、アルキレン基の数とチオ結合の数とが互いに等しいと、一方の末端の基がアルキレン基になると共に、他方の末端の基がチオ結合になる。第5に、チオ結合の数が2個以上である場合、アルキレン基とチオ結合とが互いに結合された2価の基は、直鎖状でもよいし、1個または2個以上の側鎖を有する分岐状でもよい。なお、アルキレン基の数が2個以上であると共にチオ結合の数が2個以上である場合、その2個以上のアルキレン基と2個以上のチオ結合との結合順は、規則的でもよいし、ランダムでもよい。
 2価のチオ結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2個のメチレン基と1個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、3個のメチレン基と2個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と1個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、3個のエチレン基と2個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、1個のメチレン基と2個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、2個のメチレン基と3個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、1個のエチレン基と2個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と3個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、2個のメチレン基と2個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、3個のメチレン基と3個のチオ結合とが交互に結合された2価の基、2個のエチレン基と2個のチオ結合とが交互に結合された2価の基および3個のエチレン基と3個のチオ結合とが交互に結合された2価の基などである。
 なお、チオ結合と結合される1価の炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
(2価の硫黄系結合基)
 2価の硫黄系結合基に含まれる2価の硫黄含有結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の硫黄系結合基に含まれる2価の硫黄含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の硫黄系結合基に含まれる2価の硫黄含有結合基の種類が1種類だけである場合、その2価の硫黄含有結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価の硫黄系結合基に含まれる2価のチオ結合基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、2価の硫黄系結合基に含まれる2価のチオ結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。このため、2価の硫黄系結合基に含まれる2価のチオ結合基の種類が1種類だけである場合、その2価のチオ結合基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 2価の硫黄系結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、2価の酸素含有結合基(エチレン基の末端にスルホン酸基が導入された2価の基)と2価のチオ結合基(3個のメチレン基と2個のチオ結合とが交互に結合された2価の基)とが互いに結合された2価の基などである。
(2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基)
 「2価のハロゲン化炭化水素基」とは、上記したように、2価の炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基」とは、上記したように、2価の窒素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基」とは、上記したように、2価の酸素含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。「2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基」とは、上記したように、2価の硫黄含有炭化水素基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。
 ハロゲン基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。ただし、ハロゲン基の種類は、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。また、ハロゲン基の種類が1種類だけである場合、そのハロゲン基の数は、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 中でも、ハロゲン基は、上記したように、フッ素基であることが好ましい。このため、2価のハロゲン化炭化水素基は、2価のフッ素化炭化水素基であることが好ましい。2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基は、2価のフッ素化窒素含有炭化水素基であることが好ましい。2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基は、2価のフッ素化酸素含有炭化水素基であることが好ましい。2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基は、2価のフッ素化硫黄含有炭化水素基であることが好ましい。
 なお、2価のハロゲン化炭化水素基の炭素数に関する詳細は、例えば、上記した2価の炭化水素基の炭素数に関する詳細と同様である。
(2価の結合基)
 2価の結合基の種類は、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちの2種類以上が互いに結合された2価の基であれば、特に限定されない。
(R1~R10に関する条件)
 ただし、R1~R10のそれぞれに関しては、上記したように、所定の条件が満たされている。
 具体的には、R1~R8のうちの1個または2個以上は、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。この場合、R9およびR10のそれぞれの種類は、特に限定されない。
 または、R9およびR10のうちの一方または双方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。この場合、R1~R8のそれぞれの種類は、特に限定されない。
 すなわち、R1~R10のうちの1個または2個以上は、ハロゲン基であるか、ハロゲンを構成元素として含む基である。この「ハロゲンを構成元素として含む基」とは、R1~R8のそれぞれに関しては、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであると共に、R9およびR10のそれぞれに関しては、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。
 このため、R1~R10の全てがハロゲン基でないと共にハロゲンを構成元素として含む基でない化合物は、ここで説明する多環芳香族化合物から除かれる。
 R1~R10に関して上記した条件が満たされているのは、上記した多環芳香族化合物に起因する利点が特異的に得られるからである。詳細には、R1~R10に関して上記した条件が満たされていない化合物が電解液に含まれている場合には、その化合物が電解液の分解抑制機能を発揮しにくいため、電解液の分解反応が抑制されにくくなる。これに対して、R1~R10に関して上記した条件が満たされている化合物(多環芳香族化合物)が電解液に含まれている場合には、その多環芳香族化合物が電解液の分解抑制機能を発揮しやすいため、電解液の分解反応が抑制されやすくなる。
(好適な多環芳香族化合物)
 中でも、多環芳香族化合物は、下記の式(2)で表される化合物を含んでいることが好ましい。多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などが担保されながら、その多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能が十分に発揮されるからである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
(R81~R96のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。ただし、R81~R96のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
 式(2)に示した化合物は、式(1)と式(2)との比較から明らかなように、式(1)に示したR1~R8に対応するR81~R88を含んでいると共に、式(1)に示したR9およびR10に対応する2個の連結基(-CR89R90-CR91R92-および-CR93R94-CR95R96-)を含んでいる化合物である。
 R81~R96(ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基および1価の結合基)に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
 ただし、R81~R96のうちの1個または2個以上は、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。すなわち、R81~R96のうちの1個または2個以上は、ハロゲン基であるか、ハロゲンを構成元素として含む基である。
 中でも、R81~R96のそれぞれは、水素基、ハロゲン基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであると共に、そのR81~R96のうちの1個または2個以上は、ハロゲン基であることが好ましい。多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能がより発揮されるからである。
 この場合には、さらに、R81~R88のそれぞれがハロゲン基であると共に、R89~R96のそれぞれが水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであることが好ましい。または、R81~R88のそれぞれが水素基および1価の炭化水素基のいずれかであると共に、R89~R96のそれぞれがハロゲン基であることが好ましい。多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能がより発揮されるからである。
 なお、ハロゲン基は、上記したように、フッ素基であることが好ましい。多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などを担保しながら、その多環芳香族化合物が上記した電解液の分解抑制機能を発揮しやすくなるからである。
(多環芳香族化合物の具体例)
 多環芳香族化合物の種類は、特に限定されない。多環芳香族化合物の具体例は、例えば、下記の式(1-1)~式(1-31)のそれぞれで表される化合物などである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(多環芳香族化合物の含有量)
 電解液中における多環芳香族化合物の含有量は、特に限定されないが、中でも、0.001重量%~10重量%であることが好ましく、0.001重量%~3重量%であることがより好ましく、0.001重量%~1重量%であることがさらに好ましい。多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などが担保されながら、その多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能が十分に発揮されるからである。
 なお、電解液が2種類以上の多環芳香族化合物を含んでいる場合、上記した「多環芳香族化合物の含有量」とは、各多環芳香族化合物の含有量の総和である。
[他の材料]
 なお、電解液は、上記した多環芳香族化合物に加えて、他の材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
(溶媒)
 他の材料は、例えば、非水溶媒(有機溶剤)などの溶媒のうちのいずれか1種類または2種類以上である。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
(環状炭酸エステル,鎖状炭酸エステル,ラクトン,鎖状カルボン酸エステル,ニトリル化合物)
 溶媒は、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステルおよびニトリル(モノニトリル)化合物などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
 環状炭酸エステルの具体例は、炭酸エチレン、炭酸プロピレンおよび炭酸ブチレンなどである。鎖状炭酸エステルの具体例は、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。ラクトンの具体例は、γ-ブチロラクトンおよびγ-バレロラクトンなどである。鎖状カルボン酸エステルの具体例は、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルおよびトリメチル酢酸エチルなどである。ニトリル化合物の具体例は、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよび3-メトキシプロピオニトリルなどである。
 この他、溶媒は、例えば、1,2-ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン、1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチルピロリジノン、N-メチルオキサゾリジノン、N,N’-ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。
 中でも、溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいることが好ましい。高い電池容量、優れたサイクル特性および優れた保存特性などが得られるからである。この場合には、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンなどの高粘度(高誘電率)溶媒(例えば比誘電率ε≧30)と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒(例えば粘度≦1mPa・s)との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
 また、溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、ジニトリル化合物、ジイソシアネート化合物、スルホン酸エステル、酸無水物およびリン酸エステルなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。
(不飽和環状炭酸エステル)
 不飽和環状炭酸エステルは、1個または2個以上の炭素間不飽和結合(炭素間二重結合)を含む環状の炭酸エステルであり、例えば、下記の式(3)~式(5)のそれぞれで表される化合物のうちのいずれか1種類または2種類以上である。溶媒中における不飽和環状炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、0.01重量%~10重量%である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(R11およびR12のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。R13~R16のそれぞれは、水素基、アルキル基、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかであり、R13~R16のうちの少なくとも1つは、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかである。R17は、=CR171R172で表される基であり、R171およびR172のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。)
 式(3)に示した化合物は、炭酸ビニレン系化合物である。R11およびR12のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。なお、アルキル基に関する詳細は、上記した通りである。炭酸ビニレン系化合物の具体例は、炭酸ビニレン(1,3-ジオキソール-2-オン)、炭酸メチルビニレン(4-メチル-1,3-ジオキソール-2-オン)、炭酸エチルビニレン(4-エチル-1,3-ジオキソール-2-オン)、4,5-ジメチル-1,3-ジオキソール-2-オン、4,5-ジエチル-1,3-ジオキソール-2-オン、4-フルオロ-1,3-ジオキソール-2-オンおよび4-トリフルオロメチル-1,3-ジオキソール-2-オンなどである。
 式(4)に示した化合物は、炭酸ビニルエチレン系化合物である。R13~R16のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、R13~R16のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。炭酸ビニルエチレン系化合物の具体例は、炭酸ビニルエチレン(4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン)、4-メチル-4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-エチル-4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4-n-プロピル-4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン、5-メチル-4-ビニル-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4-ジビニル-1,3-ジオキソラン-2-オンおよび4,5-ジビニル-1,3-ジオキソラン-2-オンなどである。
 式(5)に示した化合物は、炭酸メチレンエチレン系化合物である。R171およびR172のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。炭酸メチレンエチレン系化合物の具体例は、炭酸メチレンエチレン(4-メチレン-1,3-ジオキソラン-2-オン)、4,4-ジメチル-5-メチレン-1,3-ジオキソラン-2-オンおよび4,4-ジエチル-5-メチレン-1,3-ジオキソラン-2-オンなどである。
 この他、不飽和環状炭酸エステルは、ベンゼン環を有する炭酸カテコール(カテコールカーボネート)などでもよい。
(ハロゲン化炭酸エステル)
 ハロゲン化炭酸エステルは、1個または2個以上のハロゲンを構成元素として含む炭酸エステルであり、例えば、下記の式(6)および式(7)のそれぞれで表される化合物のうちの一方または双方である。溶媒中におけるハロゲン化炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、0.01重量%~10重量%である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(R18~R21のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、R18~R21のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。R22~R27のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、R22~R27のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。)
 式(6)に示した化合物は、ハロゲン化環状炭酸エステルである。R18~R21のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、R18~R21のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。
 ハロゲン基の種類は、特に限定されないが、中でも、フッ素基、塩素基、臭素基およびヨウ素基のうちのいずれか1種類または2種類以上であることが好ましく、フッ素基がより好ましい。なお、ハロゲン基の数は、上記したように、1個だけでもよいし、2個以上でもよい。
 アルキル基に関する詳細は、上記した通りである。ハロゲン化アルキル基とは、アルキル基のうちの1個または2個以上の水素基がハロゲン基により置換(ハロゲン化)された基である。ハロゲン基に関する詳細は、上記した通りである。
 ハロゲン化環状炭酸エステルの具体例は、下記の式(6-1)~式(6-21)のそれぞれで表される化合物などであり、それらの化合物には、幾何異性体も含まれる。中でも、式(6-1)に示した4-フルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オンおよび式(6-3)に示した4,5-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オンなどが好ましい。なお、4,5-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オンとしては、シス異性体よりもトランス異性体が好ましい。容易に入手できると共に、高い効果が得られるからである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
 式(7)に示した化合物は、ハロゲン化鎖状炭酸エステルである。R22~R27のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、R22~R27のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。
 ハロゲン化鎖状炭酸エステルの具体例は、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス(フルオロメチル)および炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。
(ジニトリル化合物)
 ジニトリル化合物は、例えば、下記の式(8)で表される化合物である。溶媒中におけるジニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、0.5重量%~5重量%である。
 NC-R28-CN ・・・(8)
(R28は、アルキレン基およびアリーレン基のうちのいずれかである。)
 アルキレン基およびアリーレン基のそれぞれに関する詳細は、例えば、上記した通りである。アルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、1~18であると共に、アリーレン基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、6~18である。
 ジニトリル化合物の具体例は、スクシノニトリル(NC-C-CN)、グルタロニトリル(NC-C-CN)、アジポニトリル(NC-C-CN)、セバコニトリル(NC-C10-CN)およびフタロニトリル(NC-C-CN)などである。
(ジイソシアネート化合物)
 ジイソシアネート化合物は、例えば、OCN-R29-NCO(R29は、アルキレン基である。)で表される化合物である。溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、0.1重量%~10重量%である。
 アルキレン基に関する詳細は、例えば、上記した通りである。アルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、1~18である。ジイソシアネート化合物の具体例は、OCN-C12-NCOなどである。
(スルホン酸エステル)
 スルホン酸エステルは、例えば、モノスルホン酸エステルおよびジスルホン酸エステルである。溶媒中におけるスルホン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、0.01重量%~10重量%である。
 モノスルホン酸エステルは、環状モノスルホン酸エステルでもよいし、鎖状モノスルホン酸エステルでもよい。環状モノスルホン酸エステルの具体例は、1,3-プロパンスルトンおよび1,3-プロペンスルトンなどのスルトンである。鎖状モノスルホン酸エステルの具体例は、環状モノスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。
 ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルでもよいし、鎖状ジスルホン酸エステルでもよい。環状ジスルホン酸エステルの具体例は、下記の式(9-1)~式(9-3)のそれぞれで表される化合物などである。鎖状ジスルホン酸エステルの具体例は、環状ジスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(酸無水物)
 酸無水物は、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物およびカルボン酸スルホン酸無水物などである。溶媒中における酸無水物の含有量は、特に限定されないが、例えば、0.01重量%~10重量%である。
 カルボン酸無水物の具体例は、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物の具体例は、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物の具体例は、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などである。
(リン酸エステル)
 リン酸エステルの具体例は、リン酸トリメチル、リン酸トリエチルおよびリン酸トリアリルなどである。溶媒中におけるリン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、0.5重量%~5重量%である。
(電解質塩)
 また、他の材料は、例えば、リチウム塩などの電解質塩のうちのいずれか1種類または2種類以上である。ただし、電解質塩は、例えば、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。リチウム塩以外の塩とは、例えば、リチウム以外の軽金属の塩などである。
 リチウム塩の具体例は、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF)、過塩素酸リチウム(LiClO)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF)、テトラフェニルホウ酸リチウム(LiB(C)、メタンスルホン酸リチウム(LiCHSO)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCFSO)、テトラクロロアルミン酸リチウム(LiAlCl)、六フッ化ケイ酸二リチウム(LiSiF)、塩化リチウム(LiCl)、および臭化リチウム(LiBr)である。
 中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムのうちのいずれか1種類または2種類以上が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。内部抵抗が低下するからである。
 また、電解質塩は、下記の式(10)~式(12)のそれぞれで表される化合物のうちのいずれか1種類または2種類以上でもよい。R41およびR43のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。R51~R53のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに種類の異なる基でもよい。もちろん、R51~R53のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。R61およびR62のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(X41は、長周期型周期表における1族元素および2族元素、ならびにアルミニウム(Al)のうちのいずれかである。M41は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における13族元素、14族元素および15族元素のうちのいずれかである。R41は、ハロゲン基である。Y41は、-C(=O)-R42-C(=O)-、-C(=O)-CR43-および-C(=O)-C(=O)-のうちのいずれかである。ただし、R42は、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基およびハロゲン化アリーレン基のうちのいずれかである。R43は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基およびハロゲン化アリール基のうちのいずれかである。a4は1~4の整数であり、b4は0、2または4の整数であり、c4、d4、m4およびn4のそれぞれは1~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(X51は、長周期型周期表における1族元素および2族元素のうちのいずれかである。M51は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における13族元素、14族元素および15族元素のうちのいずれかである。Y51は、-C(=O)-(CR51b5-C(=O)-、-R53C-(CR52c5-C(=O)-、-R53C-(CR52c5-CR53-、-R53C-(CR52c5-S(=O)-、-S(=O)-(CR52d5-S(=O)-および-C(=O)-(CR52d5-S(=O)-のうちのいずれかである。R51およびR53のそれぞれは、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。ただし、R51のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、R53のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。R52は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。a5、e5およびn5のそれぞれは1または2の整数であり、b5およびd5のそれぞれは1~4の整数であり、c5は0~4の整数であり、f5およびm5のそれぞれは1~3の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(X61は、長周期型周期表における1族元素および2族元素のうちのいずれかである。M61は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における13族元素、14族元素および15族元素のうちのいずれかである。Rfは、フッ素化アルキル基およびフッ素化アリール基のうちのいずれかであり、フッ素化アルキル基およびフッ素化アリール基のそれぞれの炭素数は、1~10である。Y61は、-C(=O)-(CR61d6-C(=O)-、-R62C-(CR61d6-C(=O)-、-R62C-(CR61d6-CR62-、-R62C-(CR61d6-S(=O)-、-S(=O)-(CR61e6-S(=O)-および-C(=O)-(CR61e6-S(=O)-のうちのいずれかである。ただし、R61は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。R62は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、R62のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。a6、f6およびn6のそれぞれは1または2の整数であり、b6、c6およびe6のそれぞれは1~4の整数であり、d6は0~4の整数であり、g6およびm6のそれぞれは1~3の整数である。)
 なお、1族元素とは、水素(H)、リチウム(Li)、ナトリウム(Na)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、セシウム(Cs)およびフランシウム(Fr)である。2族元素とは、ベリリウム(Be)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)およびラジウム(Ra)である。13族元素とは、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)およびタリウム(Tl)である。14族元素とは、炭素(C)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)および鉛(Pb)である。15族元素とは、窒素(N)、リン(P)、ヒ素(As)、アンチモン(Sb)およびビスマス(Bi)である。
 式(10)に示した化合物の具体例は、下記の式(10-1)~式(10-6)のそれぞれで表される化合物などである。式(11)に示した化合物の具体例は、下記の式(11-1)~式(11-8)のそれぞれで表される化合物などである。式(12)に示した化合物の具体例は、下記の式(12-1)で表される化合物などである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 また、電解質塩は、下記の式(13)~式(15)のそれぞれで表される化合物のうちのいずれか1種類または2種類以上でもよい。mおよびnのそれぞれは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。p、qおよびrのそれぞれは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。もちろん、p、qおよびrのうちの一部が互いに同じ値でもよい。
 LiN(C2m+1SO)(C2n+1 SO) …(13)
(mおよびnのそれぞれは、1以上の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
(R71は、炭素数が2~4である直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキレン基である。)
 LiC(C2p+1SO)(C2q+1SO)(C2r+1SO) …(15)
(p、qおよびrのそれぞれは、1以上の整数である。)
 式(13)に示した化合物は、鎖状イミド化合物である。鎖状イミド化合物の具体例は、ビス(フルオロスルホニル)イミドリチウム(LiN(SOF))、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(LiN(CFSO)、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム(LiN(CSO)、(トリフルオロメタンスルホニル)(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム(LiN(CFSO)(CSO))、(トリフルオロメタンスルホニル)(ヘプタフルオロプロパンスルホニル)イミドリチウム(LiN(CFSO)(CSO))および(トリフルオロメタンスルホニル)(ノナフルオロブタンスルホニル)イミドリチウム(LiN(CFSO)(CSO))などである。
 式(14)に示した化合物は、環状イミド化合物である。環状イミド化合物の具体例は、下記の式(14-1)~式(14-4)のそれぞれで表される化合物などである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 式(15)に示した化合物は、鎖状メチド化合物である。鎖状メチド化合物の具体例は、リチウムトリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチド(LiC(CFSO)などである。
 また、電解質塩は、ジフルオロリン酸リチウム(LiPF)およびフルオロリン酸リチウム(LiPFO)などのリンフッ素含有塩でもよい。
 電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、溶媒に対して0.3mol/kg~3.0mol/kgであることが好ましい。高いイオン伝導性が得られるからである。
<1-2.製造方法>
 電解液は、例えば、以下の手順により製造される。
 電解液を製造する場合には、溶媒に電解質塩を加えたのち、その溶媒を撹拌する。これにより、電解質塩が溶媒中に溶解または分散される。続いて、電解質塩を含む溶媒に多環芳香族化合物を加えたのち、その溶媒を撹拌する。これにより、多環芳香族化合物が溶媒中に溶解または分散される。多環芳香族化合物の種類は、上記したように、1種類だけでもよいし、2種類以上でもよい。これにより、多環芳香族化合物を含む電解液が得られる。
<1-3.作用および効果>
 この電解液によれば、上記した多環芳香族化合物を含んでいる。この場合には、電解液が多環芳香族化合物を含んでいない場合および電解液が多環芳香族化合物の代わりに他の化合物を含んでいる場合と比較して、上記したように、電解液の化学的安定性が向上する。この「他の化合物」とは、例えば、下記の式(16-1)で表される化合物などである。式(16-1)に示した化合物は、[2,2]-パラシクロファンである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、その電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制される。よって、電解液を用いた二次電池の電池特性を向上させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 特に、式(1)に示したR1~R8に関して、ハロゲン基がフッ素基などであり、1価の炭化水素基がアルキル基などであり、1価の窒素含有炭化水素基が1価の窒素含有結合基などであり、1価の酸素含有炭化水素基が1価の酸素含有結合基などであり、1価の硫黄含有炭化水素基が1価の硫黄含有結合基などであれば、電解液の化学的安定性が十分に向上するため、より高い効果を得ることができる。
 また、式(1)に示したR9およびR10に関して、2価の炭化水素基がアルキレン基などであり、2価の窒素含有炭化水素基が2価の窒素含有結合基などであり、2価の酸素含有炭化水素基が2価の酸素含有結合基などであり、2価の硫黄含有炭化水素基が2価の硫黄含有結合基などであれば、電解液の化学的安定性が十分に向上するため、より高い効果を得ることができる。
 また、1価の炭化水素基の炭素数が1~18であり、2価の炭化水素基の炭素数が1~10であれば、多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などが確保されるため、より高い効果を得ることができる。
 また、多環芳香族化合物が式(2)に示した化合物を含んでいれば、多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などが担保されながら、その多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能が十分に発揮されるため、より高い効果を得ることができる。
 この場合には、第1に、R81~R96のそれぞれが水素基、ハロゲン基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであると共に、R81~R96のうちの1個または2個以上がハロゲン基であれば、多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能が十分に発揮されるため、より高い効果を得ることができる。第2に、R81~R88のそれぞれがハロゲン基であると共にR89~R96のそれぞれが水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR81~R88のそれぞれが水素基および1価の炭化水素基のいずれかであると共にR89~R96のそれぞれがハロゲン基であれば、さらに高い効果を得ることができる。第3に、ハロゲン基がフッ素基であれば、多環芳香族化合物の溶解性および相溶性などを担保しながら、その多環芳香族化合物が上記した電解液の分解抑制機能を発揮しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
 また、電解液中における多環芳香族化合物の含有量が0.001重量%~10重量%であれば、多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能が十分に発揮されるため、より高い効果を得ることができる。
<2.リチウムイオン二次電池>
 次に、上記した本技術の電解液を用いたリチウムイオン二次電池に関して説明する。
<2-1.円筒型>
 図1は、二次電池の断面構成を表しており、図2は、図1に示した巻回電極体20の断面構成のうちの一部を拡大している。
 ここで説明する二次電池は、例えば、リチウムの吸蔵および放出を利用して負極22の容量が得られるリチウムイオン二次電池である。
[全体構成]
 この二次電池は、いわゆる円筒型の電池構造を有しており、例えば、図1に示したように、中空円柱状の電池缶11の内部に、一対の絶縁板12,13と、電池素子である巻回電極体20とが収納されている。巻回電極体20では、例えば、セパレータ23を介して正極21と負極22とが積層されたのち、その正極21、負極22およびセパレータ23が巻回されている。この巻回電極体20には、液状の電解質である電解液が含浸されている。
 電池缶11は、例えば、一端部が閉鎖されると共に他端部が開放された中空構造を有しており、例えば、鉄、アルミニウムおよびそれらの合金などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。この電池缶11の表面には、ニッケルなどが鍍金されていてもよい。一対の絶縁板12,13は、巻回電極体20を挟むと共にその巻回周面に対して垂直に延在するように配置されている。
 電池缶11の開放端部には、電池蓋14と、安全弁機構15と、熱感抵抗素子(PTC素子)16とがガスケット17を介してかしめられている。これにより、電池缶11は密閉されている。電池蓋14は、例えば、電池缶11と同様の材料により形成されている。安全弁機構15および熱感抵抗素子16のそれぞれは、電池蓋14の内側に設けられており、その安全弁機構15は、熱感抵抗素子16を介して電池蓋14と電気的に接続されている。この安全弁機構15では、内部短絡、または外部からの加熱などに起因して内圧が一定以上になると、ディスク板15Aが反転する。これにより、電池蓋14と巻回電極体20との電気的接続が切断される。大電流に起因する異常な発熱を防止するために、熱感抵抗素子16の抵抗は、温度の上昇に応じて増加する。ガスケット17は、例えば、絶縁材料により形成されており、そのガスケット17の表面には、アスファルトなどが塗布されていてもよい。
 巻回電極体20の巻回中心には、例えば、センターピン24が挿入されている。ただし、センターピン24は、巻回電極体20の巻回中心に挿入されていなくてもよい。正極21には、正極リード25が取り付けられていると共に、負極22には、負極リード26が取り付けられている。正極リード25は、例えば、アルミニウムなどの導電性材料を含んでいる。この正極リード25は、例えば、安全弁機構15に取り付けられていると共に、電池蓋14と電気的に接続されている。負極リード26は、例えば、ニッケルなどの導電性材料を含んでいる。この負極リード26は、例えば、電池缶11に取り付けられており、その電池缶11と電気的に接続されている。
(正極)
 正極21は、例えば、図2に示したように、正極集電体21Aと、その正極集電体21Aの両面に設けられた正極活物質層21Bとを含んでいる。ただし、正極活物質層21Bは、正極集電体21Aの片面だけに設けられていてもよい。
(正極集電体)
 正極集電体21Aは、例えば、導電性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この正極集電体21Aは、単層でもよいし、多層でもよい。
(正極活物質層)
 正極活物質層21Bは、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能である正極材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層21Bは、正極活物質に加えて、正極結着剤および正極導電剤などの他の材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
(正極活物質(正極材料))
 正極材料は、リチウム含有化合物であることが好ましく、より具体的には、リチウム含有複合酸化物およびリチウム含有リン酸化合物のうちのいずれか一方または双方であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
 リチウム含有複合酸化物は、リチウムと1または2以上の他元素とを構成元素として含む酸化物であり、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれかの結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物は、リチウムと1または2以上の他元素とを構成元素として含むリン酸化合物であり、例えば、オリビン型などの結晶構造を有している。なお、「他元素」とは、リチウム以外の元素である。
 他元素の種類は、任意の元素のうちのいずれか1種類または2種類以上であれば、特に限定されない。中でも、他元素は、長周期型周期表における2族~15族に属する元素のうちのいずれか1種類または2種類以上であることが好ましい。より具体的には、他元素は、ニッケル(Ni)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)および鉄(Fe)のうちのいずれか1種類または2種類以上の金属元素を含んでいることがより好ましい。高い電圧が得られるからである。
 層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式(21)~式(23)のそれぞれで表される化合物などである。
 LiMn(1-b-c) NiM11(2-d)  ・・・(21)
(M11は、コバルト(Co)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)のうちの少なくとも1種である。a~eは、0.8≦a≦1.2、0<b<0.5、0≦c≦0.5、(b+c)<1、-0.1≦d≦0.2および0≦e≦0.1を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、aは完全放電状態の値である。)
 LiNi(1-b) M12(2-c)  ・・・(22)
(M12は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)のうちの少なくとも1種である。a~dは、0.8≦a≦1.2、0.005≦b≦0.5、-0.1≦c≦0.2および0≦d≦0.1を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、aは完全放電状態の値である。)
 LiCo(1-b) M13(2-c)  ・・・(23)
(M13は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)のうちの少なくとも1種である。a~dは、0.8≦a≦1.2、0≦b<0.5、-0.1≦c≦0.2および0≦d≦0.1を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、aは完全放電状態の値である。)
 層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、LiNiO、LiCoO、LiCo0.98Al0.01Mg0.01、LiNi0.5 Co0.2 Mn0.3 、LiNi0.8 Co0.15Al0.05、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、Li1.2 Mn0.52Co0.175 Ni0.1 およびLi1.15(Mn0.65Ni0.22Co0.13)Oなどである。
 なお、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、50原子%以上であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
 スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式(24)で表される化合物などである。
 LiMn(2-b) M14 ・・・(24)
(M14は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)のうちの少なくとも1種である。a~dは、0.9≦a≦1.1、0≦b≦0.6、3.7≦c≦4.1および0≦d≦0.1を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、aは完全放電状態の値である。)
 スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、LiMnなどである。
 オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、下記の式(25)で表される化合物などである。
 LiM15PO ・・・(25)
(M15は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)およびジルコニウム(Zr)のうちの少なくとも1種である。aは、0.9≦a≦1.1を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、aは完全放電状態の値である。)
 オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例は、LiFePO、LiMnPO、LiFe0.5 Mn0.5 POおよびLiFe0.3 Mn0.7 POなどである。
 なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式(26)で表される化合物などでもよい。
 (LiMnO(LiMnO1-x  ・・・(26)
(xは、0≦x≦1を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、xは完全放電状態の値である。)
 この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物および導電性高分子などのうちのいずれか1種類または2種類以上でもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンおよびポリチオフェンなどである。ただし、正極材料は、上記以外の他の材料でもよい。
(正極結着剤)
 正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムおよびエチレンプロピレンジエンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリフッ化ビニリデンおよびポリイミドなどである。
(正極導電剤)
 正極導電剤は、例えば、炭素材料などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。この炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
(負極)
 負極22は、例えば、図2に示したように、負極集電体22Aと、その負極集電体22Aの両面に設けられた負極活物質層22Bとを含んでいる。ただし、負極活物質層22Bは、負極集電体22Aの片面だけに設けられていてもよい。
(負極集電体)
 負極集電体22Aは、例えば、導電性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この負極集電体22Aは、単層でもよいし、多層でもよい。
 負極集電体22Aの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果により、負極集電体22Aに対する負極活物質層22Bの密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層22Bと対向する領域において、負極集電体22Aの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法などである。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体22Aの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体22Aの表面に凹凸が設けられる。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
(負極活物質層)
 負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層22Bは、負極活物質に加えて、負極結着剤および負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
 充電途中において意図せずにリチウム金属が負極22に析出することを防止するために、負極材料の充電可能な容量は、正極21の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極21の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。
(負極活物質(負極材料))
 負極材料の種類は、リチウムを吸蔵および放出することが可能である材料であれば、特に限定されない。この負極材料は、例えば、炭素材料、第1金属系材料および第2金属系材料などである。
(炭素材料)
 炭素材料は、炭素を構成元素として含む材料の総称である。リチウムの吸蔵時および放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が安定して得られるからである。また、炭素材料は負極導電剤としても機能するため、負極活物質層22Bの導電性が向上するからである。
 炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛などである。ただし、難黒鉛化性炭素における(002)面の面間隔は、0.37nm以上であることが好ましいと共に、黒鉛における(002)面の面間隔は、0.34nm以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料は、例えば、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭およびカーボンブラック類などである。このコークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂およびフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成(炭素化)されたものである。この他、炭素材料は、約1000℃以下の温度で熱処理された低結晶性炭素でもよいし、非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状のうちのいずれでもよい。
(第1金属系材料)
 第1金属系材料は、金属元素および半金属元素のうちのいずれか1種類または2種類以上を構成元素として含む材料である。高いエネルギー密度が得られるからである。
 第1金属系材料は、単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの2種類以上でもよいし、それらのうちの1種類または2種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ただし、合金には、2種類以上の金属元素からなる材料に加えて、1種類以上の金属元素と1種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。この金属系材料の組織は、例えば、固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物およびそれらの2種類以上の共存物などである。
 上記した金属元素および半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成することが可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか1種類または2種類以上である。具体的には、例えば、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)および白金(Pt)などである。
 中でも、ケイ素およびスズのうちの一方または双方が好ましい。リチウムを吸蔵および放出する能力が優れているため、著しく高いエネルギー密度が得られるからである。
 ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、ケイ素の単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、スズの単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの2種類以上でもよいし、それらのうちの1種類または2種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ここで説明する単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体(微量の不純物を含んでいてもよい)を意味しており、必ずしも純度100%を意味しているわけではない。
 ケイ素の合金は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。なお、ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、ケイ素の合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
 ケイ素の合金およびケイ素の化合物のそれぞれの具体例は、SiB、SiB、MgSi、NiSi、TiSi、MoSi、CoSi、NiSi、CaSi、CrSi、CuSi、FeSi、MnSi、NbSi、TaSi、VSi、WSi、ZnSi、SiC、Si、SiO、SiO(0<v≦2)、およびLiSiOなどである。なお、SiOにおけるvは、0.2<v<1.4でもよい。
 スズの合金は、例えば、スズ以外の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。なお、スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、スズの合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
 スズの合金およびスズの化合物の具体例は、SnO(0<w≦2)、SnSiO、LiSnOおよびMgSnなどである。
 特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第1構成元素であるスズと共に第2構成元素および第3構成元素を含む材料(スズ含有材料)であることが好ましい。第2構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、セシウム(Ce)、ハフニウム(Hf)、タンタル、タングステン、ビスマスおよびケイ素などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。第3構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウムおよびリンなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。スズ含有材料が第2および第3構成元素を含んでいることで、高い電池容量および優れたサイクル特性などが得られるからである。
 中でも、スズ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料(スズコバルト炭素含有材料)であることが好ましい。このスズコバルト炭素含有材料では、例えば、炭素の含有量が9.9質量%~29.7質量%、スズおよびコバルトの含有量の割合(Co/(Sn+Co))が20質量%~70質量%である。高いエネルギー密度が得られるからである。
 スズコバルト炭素含有材料は、スズとコバルトと炭素とを含む相を有しており、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応することが可能な相(反応相)であるため、その反応相の存在に起因して優れた特性が得られる。この反応相のX線回折により得られる回折ピークの半値幅(回折角2θ)は、特定X線としてCuKα線を用いると共に挿引速度を1°/minとした場合において、1°以上であることが好ましい。リチウムがより円滑に吸蔵および放出されると共に、電解液との反応性が低減するからである。なお、スズコバルト炭素含有材料は、低結晶性または非晶質の相に加えて、各構成元素の単体または一部が含まれている相を含んでいる場合もある。
 X線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応することが可能な反応相に対応するものであるか否かは、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるX線回折チャートを比較すれば容易に判断できる。例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウムと反応可能な反応相に対応するものである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相の回折ピークが2θ=20°~50°の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記した各構成元素を含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化または非晶質化しているものと考えられる。
 スズコバルト炭素含有材料では、構成元素である炭素のうちの少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。スズなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、X線光電子分光法(XPS)を用いて確認可能である。市販の装置では、例えば、軟X線としてAl-Kα線またはMg-Kα線などが用いられる。炭素のうちの少なくとも一部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、炭素の1s軌道(C1s)の合成波のピークが284.5eVよりも低い領域に現れる。なお、金原子の4f軌道(Au4f)のピークは、84.0eVに得られるようにエネルギー較正されているものとする。この際、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、その表面汚染炭素のC1sのピークを284.8eVとして、そのピークをエネルギー基準とする。XPS測定において、C1sのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとスズコバルト炭素含有材料中の炭素のピークとを含んだ形で得られる。このため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することで、両者のピークを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準(284.8eV)とする。
 このスズコバルト炭素含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料に限られない。このスズコバルト炭素含有材料は、例えば、スズ、コバルトおよび炭素に加えて、さらにケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン、ガリウムおよびビスマスなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
 スズコバルト炭素含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素とを構成元素として含む材料(スズコバルト鉄炭素含有材料)も好ましい。このスズコバルト鉄炭素含有材料の組成は、任意である。一例を挙げると、鉄の含有量を少なめに設定する場合は、炭素の含有量が9.9質量%~29.7質量%、鉄の含有量が0.3質量%~5.9質量%、スズおよびコバルトの含有量の割合(Co/(Sn+Co))が30質量%~70質量%である。また、鉄の含有量を多めに設定する場合は、炭素の含有量が11.9質量%~29.7質量%、スズ、コバルトおよび鉄の含有量の割合((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))が26.4質量%~48.5質量%、コバルトおよび鉄の含有量の割合(Co/(Co+Fe))が9.9質量%~79.5質量%である。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られるからである。なお、スズコバルト鉄炭素含有材料の物性(半値幅など)は、上記したスズコバルト炭素含有材料の物性と同様である。
(第2金属系材料)
 第2金属系材料は、リチウムおよびチタン(Ti)を構成元素として含む材料(リチウムチタン複合酸化物)である。リチウムと共にチタンを構成元素として含むリチウムチタン複合酸化物は、上記した炭素材料(例えば、黒鉛など)よりも電気化学的に安定(低反応性)であるため、負極22の反応性に起因する電解液の分解反応が抑制されるからである。これにより、充放電を繰り返しても負極22の抵抗が上昇しにくくなる。
 具体的には、第2金属系材料は、例えば、下記の式(27)~式(29)のそれぞれで表される化合物などである。
 Li[LiM1(1-3x)/2Ti(3+x)/2 ]O ・・・(27)
(M1は、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)およびストロンチウム(Sr)のうちの少なくとも1種である。xは、0≦x≦1/3を満たす。)
 Li[LiM21-3yTi1+2y]O ・・・(28)
(M2は、アルミニウム(Al)、スカンジウム(Sc)、クロム(Cr)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ゲルマニウム(Ga)およびイットリウム(Y)のうちの少なくとも1種である。yは、0≦y≦1/3を満たす。)
 Li[Li1/3 M3Ti(5/3)-z ]O ・・・(29)
(M3は、バナジウム(V)、ジルコニウム(Zr)およびニオブ(Nb)のうちの少なくとも1種である。zは、0≦z≦2/3を満たす。)
 式(27)に示したM2は、2価イオンになり得る金属元素である。式(28)に示したM3は、3価イオンになり得る金属元素である。式(29)に示したM4は、4価イオンになり得る金属元素である。
 式(27)に示した化合物の具体例は、Li3.75Ti4.875 Mg0.375 12などである。式(28)に示した化合物の具体例は、LiCrTiOなどである。式(29)に示した化合物の具体例は、LiTi12およびLiTi4.95Nb0.0512などである。
(他の負極材料)
 この他、負極材料は、例えば、金属酸化物および高分子化合物などのうちのいずれか1種類または2種類以上でもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムおよび酸化モリブデンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンおよびポリピロールなどである。
 中でも、負極材料は、以下の理由により、炭素材料および第1金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。
 第1金属系材料、特に、ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張収縮しやすいという懸念点を有する。一方、炭素材料は、理論容量が低いという懸念点を有する反面、充放電時において膨張収縮しにくいという利点を有する。よって、炭素材料および第1金属系材料の双方を用いることにより、高い理論容量(すなわち電池容量)が担保されながら、充放電時の膨張収縮が抑制される。
(負極結着剤および負極導電剤)
 負極結着剤に関する詳細は、例えば、上記した正極結着剤に関する詳細と同様である。また、負極導電剤に関する詳細は、例えば、上記した負極導電剤に関する詳細と同様である。
(負極活物質層の形成方法など)
 負極活物質層22Bは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法(焼結法)などのうちのいずれか1種類または2種類以上の方法により形成されている。塗布法とは、例えば、粒子(粉末)状の負極活物質を負極結着剤などと混合したのち、その混合物を有機溶剤などに分散させてから負極集電体22Aに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法および化学堆積法などである。より具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長(CVD)法およびプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法および無電解鍍金法などである。溶射法とは、溶融状態または半溶融状態の負極活物質を負極集電体22Aに噴き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて、有機溶剤などに分散された混合物を負極集電体22Aに塗布したのち、負極結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。この焼成法としては、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法およびホットプレス焼成法などを用いることができる。
 この二次電池では、上記したように、充電途中において負極22にリチウムが意図せずに析出することを防止するために、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きい。また、完全充電時の開回路電圧(すなわち電池電圧)が4.25V以上であると、4.20Vである場合と比較して、同じ正極活物質を用いても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより、高いエネルギー密度が得られる。
[セパレータ]
 セパレータ23は、例えば、図2に示したように、正極21と負極22との間に配置されている。このセパレータ23は、正極21と負極22とを隔離すると共に、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。
 このセパレータ23は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜のうちのいずれか1種類または2種類以上であり、2種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
 特に、セパレータ23は、例えば、上記した多孔質膜(基材層)と、その基材層の片面または両面に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。正極21および負極22のそれぞれに対するセパレータ23の密着性が向上するため、巻回電極体20の歪みが抑制されるからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、基材層に含浸された電解液の漏液も抑制されるため、充放電を繰り返しても抵抗が上昇しにくくなると共に、電池膨れが抑制される。
 高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物を含んでいる。物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。ただし、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン以外でもよい。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などに高分子化合物が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。この高分子化合物層は、例えば、無機粒子などの絶縁性粒子のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。無機粒子の種類は、例えば、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムなどである。
(電解液)
 巻回電極体20には、上記したように、電解液が含浸されている。この電解液は、上記した本技術の電解液と同様の構成を有している。すなわち、電解液は、多環芳香族化合物を含んでいる。
[動作]
 この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
 充電時には、正極21からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して負極22に吸蔵される。一方、放電時には、負極22からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して正極21に吸蔵される。
[製造方法]
 この二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。
 正極21を作製する場合には、最初に、正極活物質と、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤などとを混合することにより、正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとする。最後に、正極集電体21Aの両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層21Bを形成する。こののち、必要に応じて、正極活物質層21Bを加熱しながら、ロールプレス機などを用いて正極活物質層21Bを圧縮成型する。この場合には、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。
 負極22を作製する場合には、上記した正極21と同様の手順により、負極集電体22Aの両面に負極活物質層22Bを形成する。具体的には、負極活物質と、負正極結着剤および負極導電剤などとを混合することにより、負極合剤としたのち、有機溶剤などに負極合剤を分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、負極集電体22Aの両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層22Bを形成する。こののち、必要に応じて、ロールプレス機などを用いて負極活物質層22Bを圧縮成型する。
 二次電池を組み立てる場合には、溶接法などを用いて正極集電体21Aに正極リード25を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体22Aに負極リード26を取り付ける。続いて、セパレータ23を介して正極21と負極22とを積層させたのち、その正極21、負極22およびセパレータ23を巻回させることにより、巻回電極体20を形成する。続いて、巻回電極体20の巻回中心にセンターピン24を挿入する。
 続いて、一対の絶縁板12,13により巻回電極体20を挟みながら、その巻回電極体20を電池缶11の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて正極リード25の先端部を安全弁機構15に取り付けると共に、溶接法などを用いて負極リード26の先端部を電池缶11に取り付ける。続いて、電池缶11の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体20に含浸させる。最後に、ガスケット17を介して電池缶11の開口端部に電池蓋14、安全弁機構15および熱感抵抗素子16をかしめる。これにより、円筒型の二次電池が完成する。
[作用および効果]
 この円筒型のリチウムイオン二次電池によれば、電解液が上記した本技術の電解液と同様の構成を有しているので、上記したように、その二次電池の使用時(充放電時)および保存時において電解液の分解反応が抑制される。よって、優れた電池特性を得ることができる。
 特に、負極がリチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料を含んでおり、その負極材料が炭素材料、第1金属系材料および第2金属系材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいれば、多環芳香族化合物による電解液の分解抑制機能が効果的に発揮されるため、より高い効果を得ることができる。
 これ以外の作用および効果は、本技術の電解液に関する作用および効果と同様である。
<2-2.ラミネートフィルム型>
 図3は、他の二次電池の斜視構成を表しており、図4は、図3に示したIV-IV線に沿った巻回電極体30の断面構成を表している。なお、図3では、巻回電極体30と外装部材40とを互いに離間させた状態を示している。
 以下の説明では、既に説明した円筒型の二次電池の構成要素を随時引用する。
[全体構成]
 この二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型の電池構造を有するリチウムイオン二次電池であり、例えば、図3に示したように、フィルム状の外装部材40の内部に、電池素子である巻回電極体30が収納されている。巻回電極体30では、例えば、セパレータ35および電解質層36を介して正極33と負極34とが積層されたのち、その正極33、負極34、セパレータ35および電解質層36が巻回されている。この電解質層36は、例えば、正極33とセパレータ35との間に配置されていると共に、負極34とセパレータ35との間に配置されている。正極33には、正極リード31が取り付けられていると共に、負極34には、負極リード32が取り付けられている。巻回電極体30の最外周部は、保護テープ37により保護されている。
 正極リード31および負極リード32のそれぞれは、例えば、外装部材40の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード31は、例えば、アルミニウム(Al)などの導電性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。負極リード32は、例えば、銅(Cu)、ニッケル(Ni)およびステンレスなどの導電性材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。これらの導電性材料は、例えば、薄板状または網目状である。
 外装部材40は、例えば、図3に示した矢印Rの方向に折り畳み可能な1枚のフィルムであり、その外装部材40の一部には、巻回電極体30を収納するための窪みが設けられている。この外装部材40は、例えば、融着層と、金属層と、表面保護層とがこの順に積層されたラミネートフィルムである。二次電池の製造工程では、融着層同士が巻回電極体30を介して対向するように外装部材40が折り畳まれたのち、その融着層の外周縁部同士が融着される。ただし、2枚のラミネートフィルムが接着剤などを介して貼り合わされていてもよい。融着層は、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのフィルムのうちのいずれか1種類または2種類以上である。金属層は、例えば、アルミニウム箔などのうちのいずれか1種類または2種類以上である。表面保護層は、例えば、ナイロンおよびポリエチレンテレフタレートなどのフィルムのうちのいずれか1種類または2種類以上である。
 中でも、外装部材40は、ポリエチレンフィルムと、アルミニウム箔と、ナイロンフィルムとがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。ただし、外装部材40は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムでもよいし、金属フィルムでもよい。
 外装部材40と正極リード31との間には、例えば、外気の侵入を防止するために密着フィルム41が挿入されている。また、外装部材40と負極リード32との間には、例えば、上記した密着フィルム41が挿入されている。この密着フィルム41は、正極リード31および負極リード32の双方に対して密着性を有する材料を含んでいる。この密着性を有する材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂などであり、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンおよび変性ポリプロピレンなどのうちのいずれか1種類または2種類以上である。
[正極、負極およびセパレータ]
 正極33は、例えば、正極集電体33Aおよび正極活物質層33Bを含んでいると共に、負極34は、例えば、負極集電体34Aおよび負極活物質層34Bを含んでいる。正極集電体33A、正極活物質層33B、負極集電体34Aおよび負極活物質層34Bのそれぞれの構成は、例えば、正極集電体21A、正極活物質層21B、負極集電体22Aおよび負極活物質層22Bのそれぞれの構成と同様である。セパレータ35の構成は、例えば、セパレータ23の構成と同様である。
[電解質層]
 電解質層36は、電解液と、高分子化合物とを含んでおり、その電解液は、上記した本技術の電解液と同様の構成を有している。すなわち、電解液は、多環芳香族化合物を含んでいる。ここで説明する電解質層36は、いわゆるゲル状の電解質であり、高分子化合物により電解液が保持されている。高いイオン伝導率(例えば、室温で1mS/cm以上)が得られると共に、電解液の漏液が防止されるからである。なお、電解質層36は、さらに、添加剤などの他の材料のうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいてもよい。
 高分子化合物は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン-ブタジエンゴム、ニトリル-ブタジエンゴム、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。この他、高分子化合物は、共重合体でもよい。この共重合体は、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体などである。中でも、単独重合体としては、ポリフッ化ビニリデンが好ましいと共に、共重合体としては、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体が好ましい。電気化学的に安定だからである。
 ゲル状の電解質である電解質層36において、電解液に含まれる溶媒とは、液状の材料だけでなく、電解質塩を解離させることが可能なイオン伝導性を有する材料まで含む広い概念である。よって、イオン伝導性を有する高分子化合物を用いる場合には、その高分子化合物も非水溶媒に含まれる。
 なお、電解質層36の代わりに電解液を用いてもよい。この場合には、電解液が巻回電極体30に含浸される。
[動作]
 この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
 充電時には、正極33からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層36を介して負極34に吸蔵される。一方、放電時には、負極34からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層36を介して正極33に吸蔵される。
[製造方法]
 ゲル状の電解質層36を備えた二次電池は、例えば、以下の3種類の手順により製造される。
 第1手順では、最初に、正極21および負極22のそれぞれの作製手順と同様の手順により、正極33および負極34を作製する。すなわち、正極33を作製する場合には、正極集電体33Aの両面に正極活物質層33Bを形成すると共に、負極34を作製する場合には、負極集電体34Aの両面に負極活物質層34Bを形成する。続いて、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などとを混合することにより、前駆溶液を調製する。続いて、正極33に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層36を形成する。また、負極34に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層36を形成する。続いて、溶接法などを用いて正極集電体33Aに正極リード31を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体34Aに負極リード32を取り付ける。続いて、セパレータ35を介して正極33と負極34とを積層させたのち、その正極33、負極34およびセパレータ35を巻回させることにより、巻回電極体30を形成する。続いて、巻回電極体30の最外周部に、保護テープ37を貼り付ける。最後に、巻回電極体30を挟むように外装部材40を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材40の外周縁部同士を接着させることにより、その外装部材40の内部に巻回電極体30を封入する。この場合には、正極リード31と外装部材40との間に密着フィルム41を挿入すると共に、負極リード32と外装部材40との間に密着フィルム41を挿入する。
 第2手順では、最初に、正極33に正極リード31を取り付けると共に、負極34に負極リード32を取り付ける。続いて、セパレータ35を介して正極33と負極34とを積層させてから巻回させることにより、巻回電極体30の前駆体である巻回体を作製したのち、その巻回体の最外周部に保護テープ37を貼り付ける。続いて、巻回電極体30を挟むように外装部材40を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材40のうちの一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させることにより、袋状の外装部材40の内部に巻回体を収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを混合することにより、電解質用組成物を調製する。続いて、袋状の外装部材40の内部に電解質用組成物を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材40を密封する。最後に、モノマーを熱重合させることにより、高分子化合物を形成する。これにより、高分子化合物により電解液が保持されるため、ゲル状の電解質層36が形成される。
 第3手順では、最初に、高分子化合物層が形成されたセパレータ35を用いることを除き、上記した第2手順と同様に、巻回体を作製して袋状の外装部材40の内部に収納する。続いて、外装部材40の内部に電解液を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材40の開口部を密封する。最後に、外装部材40に加重をかけながら加熱することにより、高分子化合物層を介してセパレータ35を正極33に密着させると共に、高分子化合物層を介してセパレータ35を負極34に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物層のそれぞれに含浸すると共に、その高分子化合物層のそれぞれがゲル化するため、電解質層36が形成される。
 この第3手順では、第1手順よりも二次電池の膨れが抑制される。また、第3手順では、第2手順と比較して、非水溶媒およびモノマー(高分子化合物の原料)などが電解質層36中にほとんど残存しないため、高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極33、負極34およびセパレータ35のそれぞれと電解質層36とが十分に密着する。
[作用および効果]
 このラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池によれば、電解質層36が電解液を含んでおり、その電解液が上記した本技術の電解液と同様の構成を有しているので、上記した円筒型のリチウムイオン二次電池と同様の理由により、優れた電池特性を得ることができる。これ以外の作用および効果は、円筒型のリチウムイオン二次電池に関する作用および効果と同様である。
<3.二次電池の用途>
 次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
 二次電池の用途は、その二次電池を駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能である機械、機器、器具、装置およびシステム(複数の機器などの集合体)などであれば、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
 二次電池の用途は、例えば、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオ、携帯用テレビおよび携帯用情報端末などの電子機器(携帯用電子機器を含む)である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに搭載される電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車(ハイブリッド自動車を含む)などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。もちろん、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。
 中でも、二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器などに適用されることが有効である。これらの用途では優れた電池特性が要求されるため、本技術の二次電池を用いることにより、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、二次電池を用いた電源である。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。電動車両は、二次電池を駆動用電源として作動(走行)する車両であり、上記したように、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車(ハイブリッド自動車など)でもよい。電力貯蔵システムは、二次電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源である二次電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して家庭用の電気製品などを使用することが可能である。電動工具は、二次電池を駆動用の電源として可動部(例えばドリルなど)が可動する工具である。電子機器は、二次電池を駆動用の電源(電力供給源)として各種機能を発揮する機器である。
 ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。
<3-1.電池パック(単電池)>
 図5は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図6は、図5に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図5では、電池パックが分解された状態を示している。
 ここで説明する電池パックは、1つの本技術の二次電池を用いた簡易型の電池パック(いわゆるソフトパック)であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。この電池パックは、例えば、図5に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池である電源111と、その電源111に接続される回路基板116とを備えている。この電源111には、正極リード112および負極リード113が取り付けられている。
 電源111の両側面には、一対の粘着テープ118,119が貼り付けられている。回路基板116には、保護回路(PCM:Protection・Circuit・Module )が形成されている。この回路基板116は、タブ114を介して正極112に接続されていると共に、タブ115を介して負極リード113に接続されている。また、回路基板116は、外部接続用のコネクタ付きリード線117に接続されている。なお、回路基板116が電源111に接続された状態において、その回路基板116は、ラベル120および絶縁シート121により保護されている。このラベル120が貼り付けられることにより、回路基板116および絶縁シート121などは固定されている。
 また、電池パックは、例えば、図6に示したように、電源111と、回路基板116とを備えている。回路基板116は、例えば、制御部121と、スイッチ部122と、PTC素子123と、温度検出部124とを備えている。電源111は、正極端子125および負極端子127を介して外部と接続されることが可能であるため、その電源111は、正極端子125および負極端子127を介して充放電される。温度検出部124は、温度検出端子(いわゆるT端子)126を用いて温度を検出する。
 制御部121は、電池パック全体の動作(電源111の使用状態を含む)を制御する。この制御部121は、例えば、中央演算処理装置(CPU)およびメモリなどを含んでいる。
 この制御部121は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部122を切断させることにより、電源111の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部121は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部122を切断させることにより、充電電流を遮断する。
 一方、制御部121は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部122を切断させることにより、電源111の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部121は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部122を切断させることにより、放電電流を遮断する。
 なお、過充電検出電圧は、例えば、4.2V±0.05Vであると共に、過放電検出電圧は、例えば、2.4V±0.1Vである。
 スイッチ部122は、制御部121の指示に応じて、電源111の使用状態、すなわち電源111と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部122は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ(MOSFET)などの半導体スイッチである。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部122のON抵抗に基づいて検出される。
 温度検出部124は、電源111の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部121に出力する。この温度検出部124は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部124により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部121が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部121が補正処理を行う場合などに用いられる。
 なお、回路基板116は、PTC素子123を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板116にPTC素子が付設されていてもよい。
<3-2.電池パック(組電池)>
 図7は、組電池を用いた電池パックのブロック構成を表している。
 この電池パックは、例えば、筐体60の内部に、制御部61と、電源62と、スイッチ部63と、電流測定部64と、温度検出部65と、電圧検出部66と、スイッチ制御部67と、メモリ68と、温度検出素子69と、電流検出抵抗70と、正極端子71および負極端子72とを備えている。この筐体60は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。
 制御部61は、電池パック全体の動作(電源62の使用状態を含む)を制御する。この制御部61は、例えば、CPUなどを含んでいる。電源62は、2種類以上の本技術の二次電池を含む組電池であり、その2種類以上の二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源62は、2並列3直列となるように接続された6つの二次電池を含んでいる。
 スイッチ部63は、制御部61の指示に応じて、電源62の使用状態、すなわち電源62と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部63は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ(MOSFET)などの半導体スイッチである。
 電流測定部64は、電流検出抵抗70を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部61に出力する。温度検出部65は、温度検出素子69を用いて温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部61に出力する。この温度の測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部61が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部61が補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部66は、電源62中における二次電池の電圧を測定すると共に、アナログ-デジタル変換された電圧の測定結果を制御部61に供給する。
 スイッチ制御部67は、電流測定部64および電圧検出部66のそれぞれから入力される信号に応じて、スイッチ部63の動作を制御する。
 このスイッチ制御部67は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部63(充電制御スイッチ)を切断することにより、電源62の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源62では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部67は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。
 また、スイッチ制御部67は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部63(放電制御スイッチ)を切断することにより、電源62の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源62では、充電用ダイオードを介して充電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部67は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。
 なお、過充電検出電圧は、例えば、4.2V±0.05Vであると共に、過放電検出電圧は、例えば、2.4V±0.1Vである。
 メモリ68は、例えば、不揮発性メモリであるEEPROMなどを含んでいる。このメモリ68には、例えば、制御部61により演算された数値、製造工程段階において測定された二次電池の情報(例えば、初期状態の内部抵抗など)などが記憶されている。なお、メモリ68に二次電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部61が残容量などの情報を把握できる。
 温度検出素子69は、電源62の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部61に出力する。この温度検出素子69は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。
 正極端子71および負極端子72のそれぞれは、電池パックを用いて稼働される外部機器(例えばノート型のパーソナルコンピュータなど)、電池パックを充電するために用いられる外部機器(例えば充電器など)などに接続される端子である。電源62は、正極端子71および負極端子72を介して充放電される。
<3-3.電動車両>
 図8は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。
 この電動車両は、例えば、金属製の筐体73の内部に、制御部74と、エンジン75と、電源76と、駆動用のモータ77と、差動装置78と、発電機79と、トランスミッション80およびクラッチ81と、インバータ82,83と、各種センサ84とを備えている。この他、電動車両は、例えば、差動装置78およびトランスミッション80に接続された前輪用駆動軸85および前輪86と、後輪用駆動軸87および後輪88とを備えている。
 この電動車両は、例えば、エンジン75およびモータ77のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行することが可能である。エンジン75は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン75を動力源とする場合には、例えば、駆動部である差動装置78、トランスミッション80およびクラッチ81を介して、エンジン75の駆動力(回転力)が前輪86および後輪88に伝達される。なお、エンジン75の回転力が発電機79に伝達されるため、その回転力を利用して発電機79が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ83を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源76に蓄積される。一方、変換部であるモータ77を動力源とする場合には、電源76から供給された電力(直流電力)がインバータ82を介して交流電力に変換されるため、その交流電力を利用してモータ77が駆動する。このモータ77により電力から変換された駆動力(回転力)は、例えば、駆動部である差動装置78、トランスミッション80およびクラッチ81を介して前輪86および後輪88に伝達される。
 なお、制動機構を介して電動車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ77に回転力として伝達されるため、その回転力を利用してモータ77が交流電力を発生させるようにしてもよい。この交流電力はインバータ82を介して直流電力に変換されるため、その直流回生電力は電源76に蓄積されることが好ましい。
 制御部74は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部74は、例えば、CPUなどを含んでいる。電源76は、1種類または2種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この電源76は、外部電源と接続されていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。各種センサ84は、例えば、エンジン75の回転数を制御すると共に、スロットルバルブの開度(スロットル開度)を制御するために用いられる。この各種センサ84は、例えば、速度センサ、加速度センサおよびエンジン回転数センサなどのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。
 なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、その電動車両は、エンジン75を用いずに電源76およびモータ77だけを用いて作動する車両(電気自動車)でもよい。
<3-4.電力貯蔵システム>
 図9は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。
 この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋89の内部に、制御部90と、電源91と、スマートメータ92と、パワーハブ93とを備えている。
 ここでは、電源91は、例えば、家屋89の内部に設置された電気機器94に接続されていると共に、家屋89の外部に停車された電動車両96に接続されることが可能である。また、電源91は、例えば、家屋89に設置された自家発電機95にパワーハブ93を介して接続されていると共に、スマートメータ92およびパワーハブ93を介して外部の集中型電力系統97に接続されることが可能である。
 なお、電気機器94は、例えば、1種類または2種類以上の家電製品を含んでおり、その家電製品は、例えば、冷蔵庫、エアコン、テレビおよび給湯器などである。自家発電機95は、例えば、太陽光発電機および風力発電機などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。電動車両96は、例えば、電気自動車、電気バイクおよびハイブリッド自動車などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。集中型電力系統97は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所および風力発電所などのうちのいずれか1種類または2種類以上を含んでいる。
 制御部90は、電力貯蔵システム全体の動作(電源91の使用状態を含む)を制御する。この制御部90は、例えば、CPUなどを含んでいる。電源91は、1種類または2種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。スマートメータ92は、例えば、電力需要側の家屋89に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信することが可能である。これに伴い、スマートメータ92は、例えば、外部と通信しながら、家屋89における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。
 この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統97からスマートメータ92およびパワーハブ93を介して電源91に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機95からパワーハブ93を介して電源91に電力が蓄積される。この電源91に蓄積された電力は、制御部90の指示に応じて電気機器94および電動車両96に供給されるため、その電気機器94が稼働可能になると共に、その電動車両96が充電可能になる。すなわち、電力貯蔵システムは、電源91を用いて、家屋89内における電力の蓄積および供給を可能にするシステムである。
 電源91に蓄積された電力は、必要に応じて使用することが可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜において、集中型電力系統97から電源91に電力を蓄積しておき、電気使用料が高い日中において、その電源91に蓄積された電力を用いることができる。
 なお、上記した電力貯蔵システムは、1戸(1世帯)ごとに設置されていてもよいし、複数戸(複数世帯)ごとに設置されていてもよい。
<3-5.電動工具>
 図10は、電動工具のブロック構成を表している。
 ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、工具本体98の内部に、制御部99と、電源100とを備えている。この工具本体98には、例えば、可動部であるドリル部101が稼働(回転)可能に取り付けられている。
 工具本体98は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。制御部99は、電動工具全体の動作(電源100の使用状態を含む)を制御する。この制御部99は、例えば、CPUなどを含んでいる。電源100は、1種類または2種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この制御部99は、動作スイッチの操作に応じて、電源100からドリル部101に電力を供給する。
 以下では、本技術の実施例に関して説明する。
(実験例1-1~1-52)
 以下の手順により、図3および図4に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。
 正極33を作製する場合には、最初に、炭酸リチウム(LiCO)と炭酸コバルト(CoCO)とを混合したのち、空気中において混合物を焼成(焼成温度=900℃,焼成時間=5時間)することにより、リチウム含有化合物であるコバルト酸リチウム(LiCoO)を得た。この場合には、炭酸リチウムと炭酸コバルトとの混合比(モル比)を炭酸リチウム:炭酸コバルト=0.5:1とした。
 続いて、正極活物質(コバルト酸リチウム)91質量部と、正極結着剤(ポリフッ化ビニリデン)3質量部と、正極導電剤(黒鉛)6質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤(N-メチル-2-ピロリドン)に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体33A(12μm厚の帯状アルミニウム箔)の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層33Bを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層33Bを圧縮成型した。
 負極34を作製する場合には、最初に、負極活物質(炭素材料である黒鉛,メジアン径D50=15μm)96質量部と、負極結着剤(スチレンブタジエンゴム共重合体のアクリル酸変性体)1.5質量部と、増粘剤(カルボキシメチルセルロース)1.5質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、水性溶媒(純水)に負極合剤を投入したのち、その純水を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体34A(15μm厚の帯状銅箔)の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層34Bを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層34Bを圧縮成型した。
 電解質としては、液状の電解質である電解液を用いた。電解液を調製する場合には、溶媒(炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸エチルメチルおよびプロピオン酸プロピル)に電解質塩(LiPF)を加えることにより、その溶媒を撹拌したのち、その溶媒にさらに多環芳香族化合物を加えることにより、その溶媒を撹拌した。この場合には、溶媒の混合比(重量比)を炭酸エチレン:炭酸プロピレン:炭酸エチルメチル:プロピオン酸プロピル=30:10:40:20とした。電解質塩の含有量を溶媒に対して1.2mol/kgとした。多環芳香族化合物の種類および電解液中における多環芳香族化合物の含有量(重量%)は、表1~表3に示した通りである。
 なお、比較のために、多環芳香族化合物を用いないことを除いて同様の手順により、電解液を調製した。また、比較のために、多環芳香族化合物の代わりに他の化合物を用いたことを除いて同様の手順により、電解液を調製した。他の化合物の種類および電解液中における他の化合物の含有量(重量%)は、表3に示した通りである。
 セパレータ35としては、両面に高分子化合物層が設けられた基材層を用いた。セパレータ35を作製する場合には、最初に、有機溶剤(N-メチル-2-ピロリドン)に高分子化合物(ポリフッ化ビニリデン)および無機粒子(酸化アルミニウム,メジアン径D50=0.3μm)を加えたのち、その有機溶剤を撹拌することにより、分散液を得た。この場合には、高分子化合物と無機粒子との混合比(重量比)を高分子化合物:無機粒子=20:80とした。続いて、分散液中に基材層(12μm厚の微多孔性ポリエチレンフィルム)を浸漬させた。続いて、分散液中から基材層を取り出したのち、水性溶媒(純水)を用いて有機溶剤を取り除いた。最後に、熱風(温度=80℃)を用いて基材層を乾燥させた。これにより、基材層の両面に高分子化合物層(2つの高分子化合物層の厚さの和=5μm)が形成されたため、セパレータ35が得られた。
 二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体33Aにアルミニウム製の正極リード31を溶接すると共に、負極集電体34Aに銅製の負極リード32を溶接した。続いて、セパレータ35を介して正極33と負極34とを積層させることにより、積層体を得た。続いて、積層体を長手方向に巻回させたのち、その積層体の最外周部に保護テープ37を貼り付けることにより、巻回電極体30を作製した。最後に、巻回電極体30を挟むように外装部材40を折り畳んだのち、その外装部材40のうちの3辺の外周縁部同士を熱融着した。外装部材40としては、25μm厚のナイロンフィルムと、40μm厚のアルミニウム箔と、30μm厚のポリプロピレンフィルムとが外側からこの順に積層されたアルミラミネートフィルムを用いた。この場合には、正極リード31と外装部材40との間に密着フィルム41を挿入すると共に、負極リード32と外装部材40との間に密着フィルム41を挿入した。最後に、外装部材40の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体30に含浸させたのち、減圧環境中において外装部材40の残りの1辺の外周縁部同士を熱融着した。
 これにより、外装部材40の内部に巻回電極体30が封入されたため、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池が完成した。この場合には、二次電池の完全充電時における開回路電圧(いわゆる電池電圧)が4.45Vになるように、正極活物質の量と負極活物質の量とを調整した。
 なお、比較のために、リチウムイオン二次電池の代わりにリチウム金属二次電池を作製した。リチウム金属二次電池を作製する場合には、負極活物質として炭素材料(黒鉛)の代わりにリチウム金属板を用いたことを除いて、リチウムイオン二次電池を作製した場合と同様の手順を経た。表1~表3に示した「二次電池」の欄は、その二次電池の種類を表している。すなわち、「リチウムイオン」はリチウムイオン二次電池を表していると共に、「リチウム金属」はリチウム金属二次電池を表している。
 二次電池の電池特性を評価するために、その二次電池の膨れ特性を調べたところ、表1~表3に示した結果が得られた。
 膨れ特性を調べる場合には、最初に、二次電池の状態を安定化させるために、常温環境中(温度=23℃)において二次電池を充放電(2サイクル)させた。
 続いて、同環境中において二次電池を再び充電させたのち、その充電状態の二次電池の厚さ(高温サイクル試験前の厚さ)を測定した。充電時には、1mA/cmの電流密度で電圧が4.45Vに到達するまで定電流充電したのち、4.45Vの電圧で電流密度が0.02mA/cmに到達するまで定電圧充電した。
 続いて、同環境中において二次電池を放電させた。放電時には、1mA/cmの電流密度で電圧が2.5Vに到達するまで放電した。
 続いて、二次電池を用いて高温サイクル試験を行った。具体的には、高温環境中(温度=55℃)において二次電池を充放電させる工程を100回繰り返した(充放電サイクル数=100サイクル)。充電時には、1mA/cmの電流密度で電圧が4.45Vに到達するまで定電流充電したのち、4.45Vの電圧で電流密度が0.02mA/cmに到達するまで定電圧充電した。放電時には、1mA/cmCの電流密度で電圧が2.5Vに到達するまで放電した。
 続いて、常温環境中(温度=23℃)において二次電池を充電させたのち、その充電状態の二次電池の厚さ(高温サイクル試験後の厚さ)を測定した。充電時には、1mA/cmの電流密度で電圧が4.45Vに到達するまで定電流充電したのち、4.45Vの電圧で電流密度が0.02mA/cmに到達するまで定電圧充電した。
 最後に、膨れ率(%)=(高温サイクル試験後の厚さ/高温サイクル試験前の厚さ)×100を算出した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000031
 リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物を用いた場合(実験例1-1~1-42)には、それ以外の場合(実験例1-43~1-52)と比較して、膨れ率が大幅に改善された。
 詳細には、リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物の代わりに他の化合物を用いた場合(実験例1-44)には、リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物も他の化合物も用いなかった場合(実験例1-43)と比較して、膨れ率が増加した。
 また、リチウム金属二次電池において多環芳香族化合物を用いた場合(実験例1-46~1-52)には、リチウム金属二次電池において多環芳香族化合物も他の化合物も用いなかった場合(実験例1-45)と比較して、膨れ率がほとんど変化しなかった。
 これに対して、リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物を用いた場合(実験例1-1~1-42)には、リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物も他の化合物も用いなかった場合(実験例1-43)と比較して、膨れ率が大幅に減少した。
 特に、リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物を場合には、電解液中における多環芳香族化合物の含有量が0.001重量%~10重量%であると、膨れ率が減少した。この場合には、多環芳香族化合物の含有量が0.001重量%~3重量%であると膨れ率がより減少し、多環芳香族化合物の含有量が0.001重量%~1重量%であると膨れ率がさらに減少した。
(実験例2-1~2-36)
 表4および表5に示したように、電解液に添加剤を加えると共に、膨れ特性と一緒にサイクル特性も調べたことを除いて、実験例1-1~1-42と同様の手順により、二次電池を作製したのち、その二次電池の電池特性を調べた。
 添加剤(溶媒)としては、1,3-ジオキサン(DOX)、不飽和環状炭酸エステルである炭酸ビニレン(VC)、ハロゲン化環状炭酸エステルである4-フルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン(FEC)、ジニトリル化合物であるアジポニトリル(AN)、スルホン酸エステルである1,3-プロパンスルトン(PS)、リン酸エステルであるリン酸トリアリル(TAP)を用いた。また、添加剤(追加の電解質塩)としては、式(10-1)に示した化合物、ビス(フルオロスルホニル)イミドリチウム(LiFSA)およびジフルオロリン酸リチウム(LiPF)を用いた。電解液中における添加剤の含有量は、表4および表5に示した通りである。
 サイクル特性を調べる場合には、上記した高温サイクル試験(充放電サイクル数=100サイクル)を行う際に放電容量を測定することにより、容量維持率(%)を求めた。具体的には、高温サイクル試験時における1サイクル目の放電容量と、その高温サイクル試験時における100サイクル目の放電容量とに基づいて、容量維持率(%)=(高温試験時における100サイクル目の放電容量/高温試験時における1サイクル目の放電容量)×100を算出した。
 なお、表5では、添加剤を用いなかった場合(実験例1-1,1-4,1-19,1-22)の容量維持率も併せて示している。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000033
 電解液に添加剤を加えた場合(実験例2-1~2-36)には、電解液に添加剤を加えなかった場合(実験例1-1,1-4,1-19,1-22)と比較して、膨れ率が増加することを最小限に抑えつつ、容量維持率が増加した。
 特に、添加剤として、主に、ジニトリル化合物およびスルホン酸エステルなどを用いると、その添加剤を用いなかった場合と比較して、膨れ率が減少すると共に、容量維持率が増加した。
(実験例3-1~3-52)
 表6~表8に示したように、負極活物質の種類および電解質の種類を変更したことを除いて、実験例1-1~1-52と同様の手順により、二次電池を作製したのち、その二次電池の電池特性を調べた。
 負極34を作製する場合には、最初に、負極活物質(第1金属系材料であるケイ素,メジアン径D50=5μm)90質量部と、負極結着剤(ポリイミド前駆体)5質量部と、負極導電剤(黒鉛)5質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、有機溶剤(N-メチル-2-ピロリドン)に負極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体34A(15μm厚の帯状銅箔)の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させた。続いて、真空雰囲気中において、負極合剤スラリーが塗布された負極集電体34Aを加熱(加熱温度=400℃,加熱時間=12時間)することにより、ポリイミド前駆体を反応させた。これにより、負極結着剤(ポリイミド)を含む負極活物質層34Bが形成された。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層34Bを圧縮成型した。
 電解質としては、ゲル状の電解質である電解質層36を用いた。電解質層36を形成する場合には、最初に、電解液を調製した。電解液を調製する場合には、溶媒(炭酸エチレンおよび炭酸プロピレン)に電解質塩(LiPF)を加えることにより、その溶媒を撹拌したのち、その溶媒にさらに多環芳香族化合物を加えることにより、その溶媒を撹拌した。この場合には、溶媒の混合比(重量比)を炭酸エチレン:炭酸プロピレン=50:50とした。電解質塩の含有量を溶媒に対して1mol/kgとした。多環芳香族化合物の種類および電解液中における多環芳香族化合物の含有量(重量%)は、表6~表8に示した通りである。
 続いて、高分子化合物(フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体,ヘキサフルオロプロピレンの共重合量=6.9重量%)と、電解液と、無機粒子(酸化アルミニウム,メジアン径D50=0.3μm)と、希釈用の有機溶剤(炭酸ジメチル)とを混合したのち、その混合物を撹拌することにより、ゾル状の電解質溶液を調製した。この場合には、混合比(重量比)を高分子化合物:電解液:無機粒子=1:15:2とした。
 最後に、正極33の表面に電解質溶液を塗布したのち、その電解質溶液を乾燥させることにより、電解質層36を形成した。また、負極34の表面に電解質溶液を塗布したのち、その電解質溶液を乾燥させることにより、電解質層36を形成した。
 二次電池を組み立てる場合には、電解質層36が形成された正極34と、電解質層36が形成された負極34とを用いた。
 なお、比較のために、電解液を調製する際に、多環芳香族化合物を用いなかったと共に、その多環芳香族化合物の代わりに他の化合物を用いた。また、リチウムイオン二次電池の代わりにリチウム金属二次電池を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000034
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000036
 負極活物質の種類および電解質の種類を変更した場合(表6~表8)においても、表1~表3と同様の結果が得られた。
 すなわち、リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物を用いた場合(実験例3-1~3-42)には、それ以外の場合(実験例3-43~3-52)と比較して、膨れ率が大幅に改善された。
(実験例4-1~4-52)
 表9~表11に示したように、正極活物質の種類、負極活物質の種類および電解液の組成を変更したことを除いて、実験例1-1~1-52と同様の手順により、二次電池を作製したのち、その二次電池の電池特性を調べた。
 正極33を作製する場合には、正極活物質として、コバルト酸リチウムの代わりにリチウムニッケルマンガン複合酸化物(LiNi0.5 Mn1.5 )を用いたことを除いて、同様の手順を経た。このリチウムニッケルマンガン複合酸化物を得るためには、最初に、反応容器中にアンモニア水(濃度=3%)を投入したのち、そのアンモニア水(温度=50℃)を撹拌した。続いて、上記したアンモニア水に対して、炭酸ニッケル(NiCO)と炭酸マンガン(MnCO)との混合水溶液(濃度=1.5mol/dm=1.5mol/l)と、アンモニア水(濃度=5%)と、炭酸ナトリウム水溶液(濃度=2mol/dm=2mol/l)とを添加することにより、ニッケルマンガン炭酸塩を含む共沈粒子を得た。この場合には、混合水溶液中における炭酸ニッケルと炭酸マンガンとの混合比(モル比)を炭酸ニッケル:炭酸マンガン=1:3とした。最後に、共沈粒子と炭酸リチウム(LiCO)とを混合したのち、空気中において混合物を焼成(焼成温度=800℃,焼成時間=10時間)することにより、リチウムニッケルマンガン複合酸化物を得た。この場合には、炭酸リチウムと炭酸ニッケルと炭酸マンガンとの混合比(モル比)を炭酸リチウム:炭酸ニッケル:炭酸マンガン=1:1:3となるように調整した。
 負極34を作製する場合には、負極活物質として、炭素材料である黒鉛の代わりに、第2金属系材料であるリチウムチタン複合酸化物(LiTi12)を用いた。この場合には、負極活物質(リチウムチタン複合酸化物)85質量部と、負極結着剤(ポリフッ化ビニリデン)5質量部と、負極導電剤(黒鉛)10質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、有機溶剤(N-メチル-2-ピロリドン)に負極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体34A(15μm厚の帯状アルミニウム箔)の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層34Bを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層34Bを圧縮成型した。
 電解液を調製する場合には、溶媒(炭酸エチレンおよび炭酸ジメチル)に電解質塩(LiPF)を加えることにより、その溶媒を撹拌したのち、その溶媒にさらに多環芳香族化合物を加えることにより、その溶媒を撹拌した。この場合には、溶媒の混合比(重量比)を炭酸エチレン:炭酸ジメチル=30:70とした。電解質塩の含有量を溶媒に対して1.2mol/kgとした。多環芳香族化合物の種類および電解液中における多環芳香族化合物の含有量(重量%)は、表9~表11に示した通りである。
 なお、比較のために、電解液を調製する際に、多環芳香族化合物を用いなかったと共に、その多環芳香族化合物の代わりに他の化合物を用いた。また、リチウムイオン二次電池の代わりにリチウム金属二次電池を作製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000039
 正極活物質の種類、負極活物質の種類および電解液の組成を変更した場合(表9~表11)においても、表1~表3と同様の結果が得られた。
 すなわち、リチウムイオン二次電池において多環芳香族化合物を用いた場合(実験例4-1~4-42)には、それ以外の場合(実験例4-43~4-52)と比較して、膨れ率が大幅に改善された。
 表1~表11に示した結果から、電解液が多環芳香族化合物を含んでいると、膨れ特性が改善された。よって、二次電池において優れた電池特性が得られた。
 以上、一実施形態および実施例を挙げながら本技術を説明したが、本技術は、一実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。
 具体的には、二次電池の電池構造が円筒型およびラミネートフィルム型である場合に関して説明したが、本技術の二次電池の電池構造は、特に限定されない。具体的には、二次電池の電池構造は、例えば、角型およびコイン型などの他の電池構造でもよい。
 また、電池素子が巻回構造を有する場合に関して説明したが、本技術の二次電池において電池素子が有する構造は、特に限定されない。具体的には、電池素子は、例えば、積層構造などの他の構造を有していてもよい。
 なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
 なお、本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
(1)
 正極と、
 負極と、
 下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む電解液と
 を備えた、リチウムイオン二次電池。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
(R1~R8のそれぞれは、水素基(-H)、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
(2)
 前記ハロゲン基は、フッ素基(-F)、塩素基(-Cl)、臭素基(-Br)およびヨウ素基(-I)のうちのいずれかであり、
 前記1価の炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであり、
 前記1価の窒素含有炭化水素基は、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上のアミン結合(-NR100-:R100は、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかである。)とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の窒素含有基は、シアノ基(-CN)、ニトロ基(-NO)、アミノ基(-NH)、イソシアネート基(-NCO)およびアミド基(-CONH-)を含み、
 前記1価の酸素含有炭化水素基は、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上のエーテル結合(-O-)とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の酸素含有基は、水酸基(-OH)、アルデヒド基(-CHO)、カルボキシル基(-COOH)およびエステル基(-COOR101:R101は、1価の炭化水素基である。)を含み、
 前記1価の硫黄含有炭化水素基は、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上のチオ結合(-S-)とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の硫黄含有基は、スルホン酸基(-SOH)およびスルホニル型基(-SOR102:R102は、1価の炭化水素基である。)を含み、
 前記1価のハロゲン化炭化水素基、前記1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、前記1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および前記1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のそれぞれは、前記ハロゲン基のうちの少なくとも1種を含む、
 上記(1)に記載のリチウムイオン二次電池。
(3)
 前記2価の炭化水素基は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであり、
 前記2価の窒素含有炭化水素基は、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上のアミン結合(-NR103-:R103は、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかである。)とが互いに結合された2価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の窒素含有基は、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、イソシアネート基およびアミド基を含み、
 前記2価の酸素含有炭化水素基は、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上のエーテル結合とが互いに結合された2価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の酸素含有基は、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基およびエステル基(-COOR104:R104は、1価の炭化水素基である。)を含み、
 前記2価の硫黄含有炭化水素基は、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された2価の基、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上のチオ結合とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の硫黄含有基は、スルホン酸基およびスルホニル型基(-SOR105:R105は、1価の炭化水素基である。)を含み、
 前記2価のハロゲン化炭化水素基、前記2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、前記2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および前記2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のそれぞれは、前記ハロゲン基のうちの少なくとも1種を含み、
 前記ハロゲン基は、フッ素基、塩素基、臭素基およびヨウ素基を含む、
 上記(1)または(2)に記載のリチウムイオン二次電池。
(4)
 前記1価の炭化水素基の炭素数は、1以上18以下であり、
 前記2価の炭化水素基の炭素数は、1以上10以下である、
 上記(1)ないし(3)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
(5)
 前記多環芳香族化合物は、下記の式(2)で表される化合物を含む、
 上記(1)ないし(4)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
(R81~R96のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。ただし、R81~R96のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
(6)
 前記R81~R96のそれぞれは、水素基、ハロゲン基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであると共に、前記R81~R96のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基である、
 上記(5)に記載のリチウムイオン二次電池。
(7)
 前記R81~R88のそれぞれは、ハロゲン基であると共に、前記R89~R96のそれぞれは、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであるか、
 または、前記R81~R88のそれぞれは、水素基および1価の炭化水素基のいずれかであると共に、前記R89~R96のそれぞれは、ハロゲン基である、
 上記(6)に記載のリチウムイオン二次電池。
(8)
 前記ハロゲン基は、フッ素基である、
 上記(5)ないし(7)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
(9)
 前記電解液中における前記多環芳香族化合物の含有量は、0.001重量%以上10重量%以下である、
 上記(1)ないし(8)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
(10)
 前記負極は、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料を含む、
 上記(1)ないし(9)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
(11)
 前記負極材料は、炭素材料、ケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料、ならびにチタン(Ti)を構成元素として含む材料のうちの少なくとも1種を含む、
 上記(10)に記載のリチウムイオン二次電池。
(12)
 下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む、
 リチウムイオン二次電池用電解液。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
(R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
(13)
 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池と、
 前記リチウムイオン二次電池の動作を制御する制御部と、
 前記制御部の指示に応じて前記リチウムイオン二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
 を備えた、電池パック。
(14)
 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池と、
 前記リチウムイオン二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
 前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
 前記リチウムイオン二次電池の動作を制御する制御部と
 を備えた、電動車両。
(15)
 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池と、
 前記リチウムイオン二次電池から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
 前記リチウムイオン二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
 を備えた、電力貯蔵システム。
(16)
 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池と、
 前記リチウムイオン二次電池から電力を供給される可動部と
 を備えた、電動工具。
(17)
 上記(1)ないし(11)のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
 本出願は、日本国特許庁において2017年2月17日に出願された日本特許出願番号第2017-027575号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
 当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲の趣旨やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (17)

  1.  正極と、
     負極と、
     下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む電解液と
     を備えた、リチウムイオン二次電池。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (R1~R8のそれぞれは、水素基(-H)、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
  2.  前記ハロゲン基は、フッ素基(-F)、塩素基(-Cl)、臭素基(-Br)およびヨウ素基(-I)のうちのいずれかであり、
     前記1価の炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであり、
     前記1価の窒素含有炭化水素基は、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上のアミン結合(-NR100-:R100は、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかである。)とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の窒素含有基は、シアノ基(-CN)、ニトロ基(-NO)、アミノ基(-NH)、イソシアネート基(-NCO)およびアミド基(-CONH-)を含み、
     前記1価の酸素含有炭化水素基は、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上のエーテル結合(-O-)とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の酸素含有基は、水酸基(-OH)、アルデヒド基(-CHO)、カルボキシル基(-COOH)およびエステル基(-COOR101:R101は、1価の炭化水素基である。)を含み、
     前記1価の硫黄含有炭化水素基は、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記1価の炭化水素基と1または2以上のチオ結合(-S-)とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の硫黄含有基は、スルホン酸基(-SOH)およびスルホニル型基(-SOR102:R102は、1価の炭化水素基である。)を含み、
     前記1価のハロゲン化炭化水素基、前記1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、前記1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および前記1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のそれぞれは、前記ハロゲン基のうちの少なくとも1種を含む、
     請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
  3.  前記2価の炭化水素基は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであり、
     前記2価の窒素含有炭化水素基は、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上の1価の窒素含有基とが互いに結合された2価の基、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上のアミン結合(-NR103-:R103は、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかである。)とが互いに結合された2価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の窒素含有基は、シアノ基、ニトロ基、アミノ基、イソシアネート基およびアミド基を含み、
     前記2価の酸素含有炭化水素基は、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上の1価の酸素含有基とが互いに結合された1価の基、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上のエーテル結合とが互いに結合された2価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の酸素含有基は、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基およびエステル基(-COOR104:R104は、1価の炭化水素基である。)を含み、
     前記2価の硫黄含有炭化水素基は、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上の1価の硫黄含有基とが互いに結合された2価の基、1または2以上の前記2価の炭化水素基と1または2以上のチオ結合とが互いに結合された1価の基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかであると共に、前記1価の硫黄含有基は、スルホン酸基およびスルホニル型基(-SOR105:R105は、1価の炭化水素基である。)を含み、
     前記2価のハロゲン化炭化水素基、前記2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、前記2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および前記2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のそれぞれは、前記ハロゲン基のうちの少なくとも1種を含み、
     前記ハロゲン基は、フッ素基、塩素基、臭素基およびヨウ素基を含む、
     請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
  4.  前記1価の炭化水素基の炭素数は、1以上18以下であり、
     前記2価の炭化水素基の炭素数は、1以上10以下である、
     請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
  5.  前記多環芳香族化合物は、下記の式(2)で表される化合物を含む、
     請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (R81~R96のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。ただし、R81~R96のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
  6.  前記R81~R96のそれぞれは、水素基、ハロゲン基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであると共に、前記R81~R96のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基である、
     請求項5記載のリチウムイオン二次電池。
  7.  前記R81~R88のそれぞれは、ハロゲン基であると共に、前記R89~R96のそれぞれは、水素基および1価の炭化水素基のうちのいずれかであるか、
     または、前記R81~R88のそれぞれは、水素基および1価の炭化水素基のいずれかであると共に、前記R89~R96のそれぞれは、ハロゲン基である、
     請求項6記載のリチウムイオン二次電池。
  8.  前記ハロゲン基は、フッ素基である、
     請求項5記載のリチウムイオン二次電池。
  9.  前記電解液中における前記多環芳香族化合物の含有量は、0.001重量%以上10重量%以下である、
     請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
  10.  前記負極は、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料を含む、
     請求項1記載のリチウムイオン二次電池。
  11.  前記負極材料は、炭素材料、ケイ素(Si)およびスズ(Sn)のうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料、ならびにチタン(Ti)を構成元素として含む材料のうちの少なくとも1種を含む、
     請求項10記載のリチウムイオン二次電池。
  12.  下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む、
     リチウムイオン二次電池用電解液。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
  13.  リチウムイオン二次電池と、
     前記リチウムイオン二次電池の動作を制御する制御部と、
     前記制御部の指示に応じて前記リチウムイオン二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
     を備え、
     前記リチウムイオン二次電池は、
     正極と、
     負極と、
     下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む電解液と
     を備えた、電池パック。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
  14.  リチウムイオン二次電池と、
     前記リチウムイオン二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
     前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
     前記リチウムイオン二次電池の動作を制御する制御部と
     を備え、
     前記リチウムイオン二次電池は、
     正極と、
     負極と、
     下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む電解液と
     を備えた、電動車両。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
  15.  リチウムイオン二次電池と、
     前記リチウムイオン二次電池から電力を供給される1または2以上の電気機器と、
     前記リチウムイオン二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
     を備え、
     前記リチウムイオン二次電池は、
     正極と、
     負極と、
     下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む電解液と
     を備えた、電力貯蔵システム。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
  16.  リチウムイオン二次電池と、
     前記リチウムイオン二次電池から電力を供給される可動部と
     を備え、
     前記リチウムイオン二次電池は、
     正極と、
     負極と、
     下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む電解液と
     を備えた、電動工具。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
  17.  リチウムイオン二次電池を電力供給源として備え、
     前記リチウムイオン二次電池は、
     正極と、
     負極と、
     下記の式(1)で表される多環芳香族化合物を含む電解液と
     を備えた、電子機器。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (R1~R8のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、1価の炭化水素基、1価の窒素含有炭化水素基、1価の酸素含有炭化水素基、1価の硫黄含有炭化水素基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された1価の基のうちのいずれかである。R9およびR10のそれぞれは、2価の炭化水素基、2価の窒素含有炭化水素基、2価の酸素含有炭化水素基、2価の硫黄含有炭化水素基、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基およびそれらのうちの2種類以上が互いに結合された2価の基のうちのいずれかである。ただし、R1~R8のうちの少なくとも1つは、ハロゲン基、1価のハロゲン化炭化水素基、1価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、1価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および1価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかであるか、またはR9およびR10のうちの少なくとも一方は、2価のハロゲン化炭化水素基、2価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、2価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および2価のハロゲン化硫黄含有炭化水素基のうちのいずれかである。)
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