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JP6098062B2 - Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and non-aqueous electrolyte secondary battery using the same Download PDF

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JP6098062B2
JP6098062B2 JP2012170117A JP2012170117A JP6098062B2 JP 6098062 B2 JP6098062 B2 JP 6098062B2 JP 2012170117 A JP2012170117 A JP 2012170117A JP 2012170117 A JP2012170117 A JP 2012170117A JP 6098062 B2 JP6098062 B2 JP 6098062B2
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Description

本発明は非水系電解液及びそれを用いた非水系電解液二次電池に関するものである。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

含リチウム遷移金属酸化物を正極に用い、非水溶媒を電解液に用いるリチウム非水系電解液二次電池は、高いエネルギー密度を実現できることから、携帯電話、ラップトップコンピュータなどの小型電源から、自動車や鉄道、ロードレベリング用の大型電源まで広範な用途に適用されている。しかしながら、近年の非水系電解液電池に対する高性能化の要求はますます高まっており、各種特性の改善が強く要求されている。   Lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries that use lithium-containing transition metal oxides as the positive electrode and non-aqueous solvent as the electrolyte can achieve high energy density, so from small power sources such as mobile phones and laptop computers to automobiles It is applied to a wide range of applications, from large power supplies for railways and road leveling. However, the demand for higher performance of non-aqueous electrolyte batteries in recent years is increasing, and there is a strong demand for improvement of various characteristics.

リチウム非水系電解液二次電池には、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等の環状カーボネート類;ジメチルカーボネートやジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート類;γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステル類;酢酸メチルや酢酸エチル、プロピオン酸メチル等の鎖状カルボン酸エステル類と、LiPF、LiBF、LiAsF、LiClO、LiCFSO、LiN(CFSO)等の溶質を含有する非水系電解液が用いられる。 Lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries include cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate; chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate; cyclic carboxyls such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Acid esters; chain carboxylic acid esters such as methyl acetate, ethyl acetate, and methyl propionate; and LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2, etc. A non-aqueous electrolyte containing a solute is used.

このような非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池では、その非水系電解液の組成によって反応性が異なるため、非水系電解液により電池特性が大きく変わることになる。非水系電解液二次電池の負荷特性、サイクル特性、保存特性等の電池特性を改良したり、過充電時の電池の安全性を高めたりするために、非水溶媒や電解質について種々の検討がなされている。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery using such a non-aqueous electrolyte, the reactivity varies depending on the composition of the non-aqueous electrolyte, and thus the battery characteristics are greatly changed by the non-aqueous electrolyte. In order to improve battery characteristics such as load characteristics, cycle characteristics and storage characteristics of non-aqueous electrolyte secondary batteries, and to improve battery safety during overcharge, various studies have been conducted on non-aqueous solvents and electrolytes. Has been made.

特許文献1には、含ハロゲン環状カーボネートを非水電解液成分として用いることで、凝固点を低下させ、サイクル特性の改善が報告されている。
特許文献2には、有機電解液に低分子量のイソシアネート化合物を溶解させることで、電極界面に反応層を形成させ、優れたサイクル安定性を得られることが報告されている。
特許文献3には、正極が、リン酸塩で被覆された正極活物質を含有し、電解液が、非水溶媒と、電解質塩と、イソシアネート化合物とを含む電解液を含有する非水電解質二次電池を用いることで、高温保存時の膨れの抑制効果が得られることが報告されている。
Patent Document 1 reports that the use of a halogen-containing cyclic carbonate as a non-aqueous electrolyte component lowers the freezing point and improves cycle characteristics.
Patent Document 2 reports that by dissolving a low molecular weight isocyanate compound in an organic electrolyte, a reaction layer is formed at the electrode interface, and excellent cycle stability can be obtained.
Patent Document 3 discloses a non-aqueous electrolyte 2 in which a positive electrode contains a positive electrode active material coated with a phosphate, and an electrolytic solution contains an electrolytic solution containing a non-aqueous solvent, an electrolyte salt, and an isocyanate compound. It has been reported that by using a secondary battery, the effect of suppressing swelling during high-temperature storage can be obtained.

特許文献4には、正極に水分を50〜1000ppm含有し、電解質が、イソシアネート化合物と芳香族化合物を含有する非水電解質電池を用いることで、高温サイクル時の電池特性が改善されることが報告されている。   Patent Document 4 reports that by using a non-aqueous electrolyte battery containing 50 to 1000 ppm of water in the positive electrode and the electrolyte containing an isocyanate compound and an aromatic compound, battery characteristics during high-temperature cycles are improved. Has been.

特開平7−240232号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-240232 特開2005−259641号公報JP 2005-259641 A 特開2011−014379号公報JP 2011-014379 A 特開2011−028860号公報JP 2011-028860 A

しかしながら、近年のリチウム非水系電解液二次電池の特性改善への要求はますます高まっており、エネルギー密度、出力性能、寿命、高温耐性、低温特性等の全ての性能を高いレベルで併せ持つことが求められているが、未だ達成されていない。サイクル特性をは
じめとする耐久性能と容量、抵抗、出力特性などの性能がトレードオフの関係になっており、総合的な性能のバランスが悪いという問題があった。
However, the demand for improving the characteristics of lithium non-aqueous electrolyte secondary batteries in recent years has been increasing, and it has all the performances such as energy density, output performance, life, high temperature resistance, and low temperature characteristics at a high level. It is sought, but not yet achieved. The durability performance including the cycle characteristics and the performance such as capacity, resistance, and output characteristics are in a trade-off relationship, and there is a problem that the overall performance balance is poor.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、リチウム非水系電解液二次電池に関して、耐久性能と容量、抵抗、出力特性などの性能につき、総合的な性能のバランスのよい電池を提供することを目的とする。
本発明の発明者は、鋭意検討を重ねた結果、フッ素エチレンカーボネート誘導体、及び、炭素―窒素間多重結合を有する特定の化合物を含有した非水電解液を用いることで、上記課題を解決できる可能性を見出し、さらに、上記非水系電解液中に特定の他の化合物を含有させることによって、上記課題を解決できることを見出し、後述する本発明の完成に至った。
The present invention has been made in view of the above-described problems. That is, with respect to a lithium non-aqueous electrolyte secondary battery, an object is to provide a battery having a good balance of overall performance with respect to performance such as durability and capacity, resistance, and output characteristics.
As a result of intensive studies, the inventors of the present invention can solve the above problems by using a non-aqueous electrolytic solution containing a fluorine ethylene carbonate derivative and a specific compound having a carbon-nitrogen multiple bond. In addition, the present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved by including a specific other compound in the non-aqueous electrolyte solution, and have completed the present invention described later.

また、フッ素エチレンカーボネート誘導体、及び、炭素―窒素間多重結合を有する特定の化合物を含有した非水系電解液と特定の正極を組合せて用いることで、上記課題を解決できることを見出し、後述する本発明の完成に至った。
第一の本発明の要旨は、以下に示す通りである。
非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質とを含有する非水系電解液において、
(A)炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、下記一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
(B)含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、
(C)下記一般式(2)で示される化合物、
とを含有することを特徴とする非水系電解液。
Further, the present invention, which will be described later, finds that the above-mentioned problems can be solved by using a specific positive electrode in combination with a non-aqueous electrolyte solution containing a fluorine ethylene carbonate derivative and a specific compound having a carbon-nitrogen multiple bond. It was completed.
The gist of the first aspect of the present invention is as follows.
In a non-aqueous electrolyte solution containing a non-aqueous solvent and an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent,
(A) at least one compound selected from the group consisting of a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a compound represented by the following general formula (1);
(B) a fluorine-containing ethylene carbonate derivative;
(C) a compound represented by the following general formula (2),
And a non-aqueous electrolyte solution.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

(上記式(1)中、Mは−O−または−NR−であり、Rは、水素または分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基である。Rは、置換基を有してもよく、分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基である。) (In the above formula (1), M is —O— or —NR 2 —, and R 2 is hydrogen or an optionally branched hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms. R 1 is a substituent. And a hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms which may have a branched chain.)

Figure 0006098062
Figure 0006098062

(上記式(2)中、Rは炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基である。Wは炭素―窒素間多重結合を有する分子量50以下の官能基である。nは1〜4の整数を表し、nが2以上の整数の場合には、複数のWは同一の官能基であっても異なる官能基であってもよい。)
また、上記含フッ素エチレンカーボネート誘導体が、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、または4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンであることが好ましい。
また、上記一般式(2)で示される化合物が、下記一般式(3)で示される化合物であることが好ましい。
(In the above formula (2), R 3 is a hydrocarbon group which may have a hetero element having 15 or less carbon atoms. W is a functional group having a molecular weight of 50 or less having a carbon-nitrogen multiple bond. n represents an integer of 1 to 4, and when n is an integer of 2 or more, the plurality of Ws may be the same functional group or different functional groups.
The fluorine-containing ethylene carbonate derivative is preferably 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one.
Moreover, it is preferable that the compound shown by the said General formula (2) is a compound shown by following General formula (3).

X−R−X ・・・(3)
(Rは炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基である。Xはシアノ基またはイソシアナト基である。)
また、上記一般式(2)で示される化合物が、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−
ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、またはビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートであることが好ましい。
X-R 4 -X (3)
(R 4 is a hydrocarbon group which may have a hetero element having 15 or less carbon atoms. X is a cyano group or an isocyanato group.)
In addition, the compound represented by the general formula (2) is 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,4′-.
Diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), or bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methyl = isocyanate), 2,4,4 -Trimethylhexamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are preferable.

また、上記一般式(1)で示される化合物において、Rが−CH−CH−、−CH−CH−CH−、−CH=CH−、−CH=C(CH)−、−CH−C(=CH)−及び下記構造式(4)に示す炭化水素基からなる群より選ばれる炭化水素基を表すことが好ましい。 Further, in the compound represented by the general formula (1), R 1 is -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH = CH -, - CH = C (CH 3) It is preferable to represent a hydrocarbon group selected from the group consisting of —, —CH 2 —C (═CH 2 ) — and a hydrocarbon group represented by the following structural formula (4).

Figure 0006098062
Figure 0006098062

また、上記一般式(1)で示される化合物において、Mが−O−、−NH−及び−N(CH)−からなる群より選ばれる有機基を表すことが好ましい。 また、上記一般式(1)で示される化合物が、無水琥珀酸、または無水マレイン酸であることが好ましい。 In the compound represented by the general formula (1), M preferably represents an organic group selected from the group consisting of —O—, —NH—, and —N (CH 3 ) —. The compound represented by the general formula (1) is preferably succinic anhydride or maleic anhydride.

また、上記炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネートが、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であることが好ましい。
また、上記炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、上記一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を、非水系電解液中に0.
001質量%以上10質量%以下含有することが好ましい。
The carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is preferably at least one compound selected from the group consisting of vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, and ethynyl ethylene carbonate.
Further, at least one compound selected from the group consisting of the carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and the compound represented by the general formula (1) is added to the non-aqueous electrolyte solution in an amount of 0.
It is preferable to contain 001 mass% or more and 10 mass% or less.

また、上記含フッ素エチレンカーボネート誘導体を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質量%以下含有することが好ましい。
また、上記一般式(2)で示される化合物を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質量%以下含有することが好ましい。
本発明の別の要旨は、少なくとも、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池において、該非水系電解液が、上記いずれかに記載の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。
Moreover, it is preferable to contain the said fluorine-containing ethylene carbonate derivative in 0.001 mass% or more and 10 mass% or less in nonaqueous electrolyte solution.
Moreover, it is preferable to contain 0.001 mass% or more and 10 mass% or less of the compound shown by the said General formula (2) in nonaqueous electrolyte solution.
Another aspect of the present invention is a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution. The aqueous electrolyte is a non-aqueous electrolyte secondary battery characterized in that it is any one of the non-aqueous electrolytes described above.

また、第ニの本発明の要旨は、以下に示す通りである。
少なくとも、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質とを含む非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池において、
該正極が、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を含有し、
該非水系電解液が、
(A)含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、
(B)下記一般式(2)で示される化合物、
とを含むことを特徴とする非水系電解液二次電池。
The gist of the second present invention is as follows.
Non-aqueous electrolysis comprising at least a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolytic solution including a non-aqueous solvent and an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent In liquid secondary batteries,
The positive electrode contains a lithium manganese composite oxide having a spinel structure,
The non-aqueous electrolyte solution is
(A) a fluorine-containing ethylene carbonate derivative;
(B) a compound represented by the following general formula (2),
And a non-aqueous electrolyte secondary battery.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

(上記式(2)中、Rは炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基である。Wは炭素―窒素間多重結合を有する分子量50以下の官能基である。nは1〜4の整数を表し、nが2以上の整数の場合には、複数のWは同一の官能基であっても異なる官能基であってもよい。)
また、上記リチウムマンガン複合酸化物を含有する正極が、さらに、層状構造を有するリチウムニッケル複合酸化物を含有することが好ましい。
(In the above formula (2), R 3 is a hydrocarbon group which may have a hetero element having 15 or less carbon atoms. W is a functional group having a molecular weight of 50 or less having a carbon-nitrogen multiple bond. n represents an integer of 1 to 4, and when n is an integer of 2 or more, the plurality of Ws may be the same functional group or different functional groups.
Moreover, it is preferable that the positive electrode containing the lithium manganese composite oxide further contains a lithium nickel composite oxide having a layered structure.

また、上記含フッ素エチレンカーボネート誘導体が、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、または4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンであることが好ましい。
また、上記一般式(2)で示される化合物が、下記一般式(3)で示される化合物であることが好ましい。
The fluorine-containing ethylene carbonate derivative is preferably 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one.
Moreover, it is preferable that the compound shown by the said General formula (2) is a compound shown by following General formula (3).

X−R−X ・・・(3)
(Rは炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基である。Xはシアノ基またはイソシアナト基である。)
また、上記一般式(2)で示される化合物が、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−
ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、又はビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートであることが好ましい。
X-R 4 -X (3)
(R 4 is a hydrocarbon group which may have a hetero element having 15 or less carbon atoms. X is a cyano group or an isocyanato group.)
In addition, the compound represented by the general formula (2) is 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,4′-.
Diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), or bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methyl = isocyanate), 2,4,4 -Trimethylhexamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are preferable.

また、上記含フッ素エチレンカーボネート誘導体を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質量%以下含有することが好ましい。
また、上記一般式(2)で示される化合物を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質量%以下含有することが好ましい。
Moreover, it is preferable to contain the said fluorine-containing ethylene carbonate derivative in 0.001 mass% or more and 10 mass% or less in nonaqueous electrolyte solution.
Moreover, it is preferable to contain 0.001 mass% or more and 10 mass% or less of the compound shown by the said General formula (2) in nonaqueous electrolyte solution.

本発明によれば、リチウム非水系電解液二次電池に関して、耐久性能と容量、抵抗、出力特性などの性能につき、総合的な性能のバランスのよい電池を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, regarding a lithium non-aqueous electrolyte secondary battery, a battery with a good balance of overall performance can be provided with respect to performance such as durability performance, capacity, resistance, and output characteristics.

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明は、これらの具体的内容に限定はされず、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, the description of the constituent elements described below is an example (representative example) of an embodiment of the present invention, and the present invention is limited to these specific contents. However, various modifications can be made within the scope of the invention.

[1.非水系電解液]
第一の本発明の非水系電解液は、非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質とを含む非水系電解液において、
(A)炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、下記一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
(B)含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、
(C)下記一般式(2)で示される化合物、
とを含有することを特徴とする。
[1. Non-aqueous electrolyte]
The non-aqueous electrolyte solution of the first aspect of the present invention is a non-aqueous electrolyte solution containing a non-aqueous solvent and an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent.
(A) at least one compound selected from the group consisting of a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a compound represented by the following general formula (1);
(B) a fluorine-containing ethylene carbonate derivative;
(C) a compound represented by the following general formula (2),
It is characterized by containing.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

(上記式(1)中、Mは−O−または−NR−であり、Rは、水素または分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基である。Rは、置換基を有してもよく、分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基である。) (In the above formula (1), M is —O— or —NR 2 —, and R 2 is hydrogen or an optionally branched hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms. R 1 is a substituent. And a hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms which may have a branched chain.)

Figure 0006098062
Figure 0006098062

(上記式(2)中、Rは炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基である。Wは炭素―窒素間多重結合を有する分子量50以下の官能基である。nは1〜4の整数を表し、nが2以上の整数の場合には、複数のWは同一の官能基であっても異なる官能基であってもよい。)
なお、第二の本発明の非水系電解液二次電池で用いる非水系電解液は、上記第一の本発明の非水系電解液において、「(A)炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、下記一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物」
を含まない場合も含む。
(In the above formula (2), R 3 is a hydrocarbon group which may have a hetero element having 15 or less carbon atoms. W is a functional group having a molecular weight of 50 or less having a carbon-nitrogen multiple bond. n represents an integer of 1 to 4, and when n is an integer of 2 or more, the plurality of Ws may be the same functional group or different functional groups.
The non-aqueous electrolyte solution used in the non-aqueous electrolyte secondary battery of the second invention is the non-aqueous electrolyte solution of the first invention, wherein “(A) a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, And at least one compound selected from the group consisting of compounds represented by the following general formula (1) "
Including the case of not including.

<1−0.作用>
第一の本発明の、炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有し、同時に含フッ
素エチレンカーボネート誘導体を含有し、さらに同時に一般式(2)で示される化合物を含有する非水系電解液を使用することで、耐久性能と容量、抵抗、出力特性などの性能に関して総合的にバランスを向上させる作用・原理、及び、第二の本発明の、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を正極に含有する非水系電解液二次電池において、含フッ素エチレンカーボネート誘導体を含有し、さらに同時に一般式(2)で示される化合物を含有する非水系電解液を使用することで、耐久性能と容量、抵抗、出力特性などの性能に関して総合的にバランスを向上させる作用・原理は明確ではないが、以下のように考えられる。ただし、本発明は、以下に記述する作用・原理に限定されるものではない。
<1-0. Action>
Containing at least one compound selected from the group consisting of a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a compound represented by the general formula (1) according to the first aspect of the invention, and simultaneously containing a fluorine-containing ethylene carbonate derivative; By using a non-aqueous electrolyte containing a compound represented by the general formula (2) at the same time, the action / principle improves overall balance in terms of durability, capacity, resistance, output characteristics, etc. In the non-aqueous electrolyte secondary battery containing the lithium manganese composite oxide having a spinel structure in the positive electrode according to the second aspect of the present invention, the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is contained, and at the same time, the general formula (2) By using a non-aqueous electrolyte containing a compound represented by the above, a comprehensive balance of durability performance and performance such as capacity, resistance, and output characteristics The action / principle to improve the efficiency is not clear, but it is considered as follows. However, the present invention is not limited to the operations and principles described below.

炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、一般式(1)で示される化合物、含フッ素エチレンカーボネート誘導体及び一般式(2)で示される化合物はいずれも負極上に皮膜状の構造物を形成すると考えられる。炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、一般式(1)で示される化合物によって形成される皮膜は、耐久性能には優れるが非常に抵抗が高い。第一の本発明では、含フッ素エチレンカーボネート誘導体及び一般式(2)で示される化合物を同時に添加することで、複合的な皮膜が形成され、抵抗の増加を抑制しつつ、耐久性能を高いままに保つことができる。   Carbonate having carbon-carbon unsaturated bond, compound represented by general formula (1), fluorine-containing ethylene carbonate derivative and compound represented by general formula (2) all form a film-like structure on the negative electrode. It is thought that. A film formed of a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a compound represented by the general formula (1) is excellent in durability performance but very high in resistance. In the first aspect of the present invention, the composite film is formed by simultaneously adding the fluorine-containing ethylene carbonate derivative and the compound represented by the general formula (2), and the durability performance remains high while suppressing an increase in resistance. Can be kept in.

また、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物は比較的抵抗が小さい一方、非水系電解液二次電池の正極活物質として用いると、マンガンイオンの溶出が多く、溶出したマンガンイオンが負極に到達し、負極を劣化させてしまうことで二次電池の耐久性
能を悪化させてしまう。第二の本発明では、含フッ素エチレンカーボネート誘導体及び一般式(2)で示される化合物を同時に添加することで形成される複合的な皮膜により、マンガンイオンが負極の劣化を促進するのを抑制する。また、同時に、一般式(2)で示される化合物には、リチウムマンガン複合酸化物の表面に吸着し、マンガンイオンの溶出を抑制する効果があり、この協奏的な効果によって、二次電池の特性を総合的に向上されるものと考えられる。
In addition, lithium manganese composite oxide having a spinel structure has relatively low resistance, but when used as a positive electrode active material for a non-aqueous electrolyte secondary battery, many manganese ions are eluted, and the eluted manganese ions reach the negative electrode. Then, the durability of the secondary battery is deteriorated by degrading the negative electrode. In 2nd this invention, it suppresses that a manganese ion accelerates | stimulates deterioration of a negative electrode by the composite film formed by adding simultaneously a fluorine-containing ethylene carbonate derivative and the compound shown by General formula (2). . At the same time, the compound represented by the general formula (2) has an effect of adsorbing on the surface of the lithium manganese composite oxide and suppressing the elution of manganese ions. Is considered to be improved comprehensively.

<1−1.電解質>
本発明の非水系電解液に用いる電解質は、特に限定されず、目的とする非水系電解液二次電池に応じて、任意に採用することができる。なお、本発明の非水系電解液を非水系電解液二次電池に用いる場合には電解質としてはリチウム塩を用いることが好ましい。
電解質の具体例としては、例えば、LiClO、LiAsF、LiPF、LiCO、LiBF、LiAlF等の無機リチウム塩; LiCFSO、LiSOF、LiN(CFSO、LiN(CSO、LiN(CFSO)(CSO)、LiN(CFSO)(CSO)、LiN(CFSO)(CSO)、リチウム環状1,2−エタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−プロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,4−パーフルオロブタンジスルホニルイミド、LiC(CFSO、LiPF(CF、LiPF(C、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBF(CF)、LiBF(C)、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩;
<1-1. Electrolyte>
The electrolyte used for the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is not particularly limited, and can be arbitrarily adopted depending on the intended non-aqueous electrolyte secondary battery. In addition, when using the non-aqueous electrolyte of this invention for a non-aqueous electrolyte secondary battery, it is preferable to use lithium salt as electrolyte.
Specific examples of the electrolyte include inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiAsF 6 , LiPF 6 , Li 2 CO 3 , LiBF 4 , and LiAlF 4 ; LiCF 3 SO 3 , LiSO 3 F, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) (C 2 F 5 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) (C 3 F 7 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2) (C 4 F 9 SO 2), lithium cyclic 1,2-ethane sulfonyl imide, lithium cyclic 1,3-propanediol disulfonylimide, lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1, 3-perfluoropropane disulfonylimide, lithium cyclic 1,4-perfluorobutane disulfonylimide, LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 3 (CF 3 ), LiBF 3 (C 2 F 5 ), LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) Fluorine-containing organic lithium salt such as 2 ;

リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオロ(オキサラト)ボレート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(オキサラト)ホスフェート、リチウムビス(マロナト)ボレート、リチウムジフルオロ(マロナト)ボレート、リチウムトリス(マロナト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(マロナト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(マロナト)ホスフェート、リチウムビス(メチルマロナト)ボレート、リチウムジフルオロ(メチルマロナト)ボレート、リチウムトリス(メチルマロナト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(メチルマロナト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(メチルマロナト)ホスフェート、リチウムビス(ジメチルマロナト)ボレート、リチウムジフルオロ(ジメチルマロナト)ボレート、リチウムトリス(ジメチルマロナト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(ジメチルマロナト)ホスフェート、リチウムテトラフルオロ(ジメチルマロナト)ホスフェート等の含ジカルボン酸錯体リチウム塩;
KPF、NaPF、NaBF、CFSONa等のナトリウム塩又はカリウム塩;
等が挙げられる。
Lithium bis (oxalato) borate, lithium difluoro (oxalato) borate, lithium tris (oxalato) phosphate, lithium difluorobis (oxalato) phosphate, lithium tetrafluoro (oxalato) phosphate, lithium bis (malonato) borate, lithium difluoro (malonato) borate , Lithium tris (malonate) phosphate, lithium difluorobis (malonate) phosphate, lithium tetrafluoro (malonate) phosphate, lithium bis (methylmalonate) borate, lithium difluoro (methylmalonate) borate, lithium tris (methylmalonate) phosphate, lithium difluorobis (methylmalonate) ) Phosphate, lithium tetrafluoro (methylmalonato) phosphate , Lithium bis (dimethylmalonate) borate, lithium difluoro (dimethylmalonate) borate, lithium tris (dimethylmalonate) phosphate, lithium difluorobis (dimethylmalonate) phosphate, lithium tetrafluoro (dimethylmalonate) phosphate, etc. Dicarboxylic acid complex lithium salt;
Sodium salts or potassium salts such as KPF 6 , NaPF 6 , NaBF 4 , CF 3 SO 3 Na;
Etc.

これらのうち、LiPF、LiBF、LiCFSO、LiSOF、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2−パーフルオロエタンジスルホニルイミドが好ましく、特にLiPF、LiBF、LiSOF、またはLiN(CFSOが好ましい。 これらの電解質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なかでも、無機リチウム塩の2種の併用、無機リチウム塩と含フッ素有機リチウム塩の併用、もしくは無機リチウム塩と含ジカルボン酸錯体リチウム塩の併用が、連続充電時のガス発生又は高温保存後の劣化が効果的に抑制されるので好ましい。 Among these, LiPF 6 , LiBF 4 , LiCF 3 SO 3 , LiSO 3 F, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonyl An imide is preferable, and LiPF 6 , LiBF 4 , LiSO 3 F, or LiN (CF 3 SO 2 ) 2 is particularly preferable. These electrolytes may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio. Among them, two types of combined use of inorganic lithium salt, combined use of inorganic lithium salt and fluorine-containing organic lithium salt, or combined use of inorganic lithium salt and lithium-containing dicarboxylic acid complex lithium salt are produced after gas generation during continuous charging or after high temperature storage. Deterioration is effectively suppressed, which is preferable.

特に、LiPFとLiBFとの併用や、LiPF、LiBF等の無機リチウム
塩と、LiCFSO、LiSOF、LiN(CFSO、LiN(CSO等の含フッ素有機リチウム塩との併用が好ましい。 LiPFとLiBFとを併用する場合、電解質全体に占めるLiBFの割合が、0.001質量%以上、20質量%以下であることが好ましい。この範囲内であると、LiBFの解離度の低さのために、非水系電解液の抵抗が高くなることが抑制されうる。
In particular, the combination and the LiPF 6 and LiBF 4, and an inorganic lithium salt such as LiPF 6, LiBF 4, LiCF 3 SO 3, LiSO 3 F, LiN (CF 3 SO 2) 2, LiN (C 2 F 5 SO 2 ) Combination with a fluorine-containing organic lithium salt such as 2 is preferred. When LiPF 6 and LiBF 4 are used in combination, the proportion of LiBF 4 in the entire electrolyte is preferably 0.001% by mass or more and 20% by mass or less. Within this range, the resistance of the non-aqueous electrolyte can be suppressed from increasing due to the low degree of dissociation of LiBF 4 .

一方、LiPF、LiBF等の無機リチウム塩と、LiCFSO、LiSOF、LiN(CFSO、LiN(CSO等の含フッ素有機リチウム塩とを併用する場合、電解質全体に占める無機リチウム塩の割合は、70質量%以上、99.9質量%以下であることが好ましい。この範囲内であると、一般に無機リチウム塩と比較して分子量が大きい含フッ素有機リチウム塩の割合が高くなりすぎて、非水系電解液全体に占める非水溶媒の比率が低下し、非水系電解液の抵抗が高くなることが抑制されうる。 On the other hand, inorganic lithium salts such as LiPF 6 and LiBF 4 and fluorine-containing organic lithium salts such as LiCF 3 SO 3 , LiSO 3 F, LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , and LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 When using together, it is preferable that the ratio of the inorganic lithium salt to the whole electrolyte is 70 mass% or more and 99.9 mass% or less. Within this range, the ratio of the fluorine-containing organic lithium salt having a large molecular weight is generally too high compared to the inorganic lithium salt, and the ratio of the non-aqueous solvent in the entire non-aqueous electrolyte decreases, resulting in non-aqueous electrolysis. An increase in the resistance of the liquid can be suppressed.

本発明の非水系電解液の最終的な組成中におけるリチウム塩等の電解質の濃度は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、好ましくは0.5モル/L以上、3モル/L以下である。電解質濃度がこの下限以上であると、十分な非水系電解液の電気伝導率が得られやすく、上限以下であると、粘度が上昇しすぎることが避けられ、良好な電気伝導率と、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液二次電池の性能を確保しやすい。リチウム塩等の電解質の濃度は、より好ましくは0.6モル/L以上、更に好ましくは0.8モル/L以上、また、より好ましくは2モル/L以下、より好ましくは1.5モル/L以下の範囲である。   The concentration of the electrolyte such as a lithium salt in the final composition of the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but preferably 0.5 mol / L or more, 3 mol / L or less. If the electrolyte concentration is above this lower limit, sufficient electric conductivity of the non-aqueous electrolyte solution can be easily obtained, and if it is lower than the upper limit, it is avoided that the viscosity is excessively increased, and good electric conductivity is obtained according to the present invention. It is easy to ensure the performance of the nonaqueous electrolyte secondary battery using the nonaqueous electrolyte solution. The concentration of the electrolyte such as a lithium salt is more preferably 0.6 mol / L or more, further preferably 0.8 mol / L or more, more preferably 2 mol / L or less, more preferably 1.5 mol / L. L or less.

特に、非水系電解液の非水溶媒がアルキレンカーボネートやジアルキルカーボネートといったカーボネート化合物を主体とする場合には、LiPFを単独で用いてもよいが、LiBFと併用すると連続充電による容量劣化が抑制されるので好ましい。これらを併用する場合のLiPF1モルに対するLiBFの使用量は、0.005モル以上、0.4モル以下であることが好ましい。この上限以下であれば、高温保存後の電池特性が低下することが避けやすく、下限以上であれば、連続充電時のガス発生や容量劣化を避けやすい。LiBFの使用量は、LiPF1モルに対して、好ましくは0.01モル以上、特に好ましくは0.05モル以上であり、好ましくは0.2モル以下である。 In particular, when the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte is mainly a carbonate compound such as alkylene carbonate or dialkyl carbonate, LiPF 6 may be used alone, but when used together with LiBF 4 , capacity deterioration due to continuous charging is suppressed. Therefore, it is preferable. When these are used in combination, the amount of LiBF 4 used relative to 1 mol of LiPF 6 is preferably 0.005 mol or more and 0.4 mol or less. If it is less than this upper limit, it is easy to avoid the battery characteristics after high temperature storage from being lowered, and if it is more than the lower limit, gas generation and capacity deterioration during continuous charging are easily avoided. The amount of LiBF 4 used is preferably 0.01 mol or more, particularly preferably 0.05 mol or more, and preferably 0.2 mol or less with respect to 1 mol of LiPF 6 .

<1−2.非水溶媒>
本発明の非水系電解液が含有する非水溶媒は、電池とした時に電池特性に対して悪影響を及ぼさない溶媒であれば特に制限されないが、以下に掲げる非水溶媒の内の1種以上であることが好ましい。
非水溶媒の例としては、鎖状及び環状カーボネート、鎖状及び環状カルボン酸エステル、鎖状及び環状エーテル、含リン有機溶媒、含硫黄有機溶媒、含硼素有機溶媒等が挙げられる。
<1-2. Nonaqueous solvent>
The non-aqueous solvent contained in the non-aqueous electrolyte of the present invention is not particularly limited as long as it does not adversely affect the battery characteristics when it is used as a battery, but it is one or more of the non-aqueous solvents listed below. Preferably there is.
Examples of non-aqueous solvents include linear and cyclic carbonates, linear and cyclic carboxylic acid esters, linear and cyclic ethers, phosphorus-containing organic solvents, sulfur-containing organic solvents, and boron-containing organic solvents.

鎖状カーボネートの種類は、特に限定されず、例えば、ジアルキルカーボネートが挙げられ、なかでも構成するアルキル基の炭素数が、それぞれ1〜5のものが好ましく、特に好ましくは1〜4のものである。具体的には、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチル−n−プロピルカーボネート、エチル−n−プロピルカーボネート、ジ−n−プロピルカーボネート、等が挙げられる。   The kind of the chain carbonate is not particularly limited, and examples thereof include dialkyl carbonates. Among them, the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 to 5, and particularly preferably 1 to 4. . Specific examples include dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, methyl-n-propyl carbonate, ethyl-n-propyl carbonate, di-n-propyl carbonate, and the like.

これらの中でも、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。
また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(以下、「フッ素化鎖状カーボネート」
と略記する場合がある)も好適に用いることができる。フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1以上であれば特に制限されないが、通常6以下であり、好ましくは4以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、それらは互いに同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素に結合していてもよい。フッ素化鎖状カーボネートとしては、フッ素化ジメチルカーボネート誘導体、フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体、フッ素化ジエチルカーボネート誘導体等が挙げられる。
Among these, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate are preferable in terms of industrial availability and various characteristics in the non-aqueous electrolyte secondary battery.
Also, chain carbonates having fluorine atoms (hereinafter referred to as “fluorinated chain carbonate”)
Can also be used preferably. The number of fluorine atoms contained in the fluorinated chain carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is usually 6 or less, preferably 4 or less. When the fluorinated chain carbonate has a plurality of fluorine atoms, they may be bonded to the same carbon or may be bonded to different carbons. Examples of the fluorinated chain carbonate include a fluorinated dimethyl carbonate derivative, a fluorinated ethyl methyl carbonate derivative, and a fluorinated diethyl carbonate derivative.

フッ素化ジメチルカーボネート誘導体としては、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロ)メチルカーボネート、ビス(トリフルオロメチル)カーボネート等が挙げられる。
フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体としては、2−フルオロエチルメチルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルメチルカーボネート、2−フルオロエチルフルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチルメチルカーボネート、2,2−ジフルオロエチルフルオロメチルカーボネート、2−フルオロエチルジフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the fluorinated dimethyl carbonate derivative include fluoromethyl methyl carbonate, difluoromethyl methyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoro) methyl carbonate, bis (trifluoromethyl) carbonate, and the like.
Fluorinated ethyl methyl carbonate derivatives include 2-fluoroethyl methyl carbonate, ethyl fluoromethyl carbonate, 2,2-difluoroethyl methyl carbonate, 2-fluoroethyl fluoromethyl carbonate, ethyl difluoromethyl carbonate, 2,2,2-trimethyl Examples include fluoroethyl methyl carbonate, 2,2-difluoroethyl fluoromethyl carbonate, 2-fluoroethyl difluoromethyl carbonate, and ethyl trifluoromethyl carbonate.

フッ素化ジエチルカーボネート誘導体としては、エチル−(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2−フルオロエチル)カーボネート、エチル−(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、2,2−ジフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、ビス(2,2−ジフルオロエチル)カーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’−フルオロエチルカーボネート、2,2,2−トリフルオロエチル−2’,2’−ジフルオロエチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。   Fluorinated diethyl carbonate derivatives include ethyl- (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2-difluoroethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2,2-trifluoro). Ethyl) carbonate, 2,2-difluoroethyl-2′-fluoroethyl carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2′-fluoroethyl carbonate, 2,2, Examples include 2-trifluoroethyl-2 ′, 2′-difluoroethyl carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, and the like.

環状カーボネートの種類は、特に限定されず、例えば、アルキレンカーボネートが挙げられ、なかでも構成するアルキレン基の炭素数は2〜6が好ましく、特に好ましくは2〜4である。具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート(2−エチルエチレンカーボネート、シス及びトランス2,3−ジメチルエチレンカーボネート)等が挙げられる。   The kind of cyclic carbonate is not particularly limited, and examples thereof include alkylene carbonate. Among them, the number of carbon atoms of the alkylene group constituting is preferably 2 to 6, particularly preferably 2 to 4. Specific examples include ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate (2-ethylethylene carbonate, cis and trans 2,3-dimethylethylene carbonate) and the like.

これらの中でも、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが、非水系電解液非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。
鎖状カルボン酸エステルの種類も特に限定されず、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−n−プロピル、酢酸−i−プロピル、酢酸−n−ブチル、酢酸−i−ブチル、酢酸−t−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−n−プロピル、プロピオン酸−i−プロピル、プロピオン酸−n−ブチル、プロピオン酸−i−ブチル、プロピオン酸−t−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル等が挙げられる。
Among these, ethylene carbonate or propylene carbonate is preferable in that various characteristics of the non-aqueous electrolyte non-aqueous electrolyte secondary battery are good.
The type of the chain carboxylic acid ester is not particularly limited. For example, methyl acetate, ethyl acetate, acetic acid-n-propyl, acetic acid-i-propyl, acetic acid-n-butyl, acetic acid-i-butyl, acetic acid-t-butyl , Methyl propionate, ethyl propionate, propionate-n-propyl, propionate-i-propyl, propionate-n-butyl, propionate-i-butyl, propionate-t-butyl, methyl butyrate, ethyl butyrate, etc. Is mentioned.

これらの中でも、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、酪酸メチル、酪酸エチルが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。
さらに環状カルボン酸エステルについても特に限定されず、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン等が挙げられる。
Among these, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, and ethyl butyrate are preferable in terms of industrial availability and various characteristics in non-aqueous electrolyte secondary batteries.
Furthermore, it does not specifically limit about cyclic carboxylic acid ester, For example, (gamma) -butyrolactone, (gamma) -valerolactone, (delta) -valerolactone etc. are mentioned.

中でも、γ−ブチロラクトンが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。
鎖状エーテルの種類に関しても特に限定されず、例えば、ジメトキシメタン、ジメトキシエタン、ジエトキシメタン、ジエトキシエタン、エトキシメトキシメタン、エトキシメ
トキシエタン等が挙げられる。
Among these, γ-butyrolactone is preferable in terms of industrial availability and various characteristics in the non-aqueous electrolyte secondary battery.
The type of chain ether is not particularly limited, and examples thereof include dimethoxymethane, dimethoxyethane, diethoxymethane, diethoxyethane, ethoxymethoxymethane, and ethoxymethoxyethane.

中でも、ジメトキシエタン、ジエトキシエタンが、工業的な入手性や非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましい。
また、環状エーテルも特に限定はされず、例えば、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等が挙げられる。
また、含リン有機溶媒に関しても特に限定されず、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリフェニル、亜リン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、トリメチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド、トリフェニルホスフィンオキシド等が挙げられる。
Of these, dimethoxyethane and diethoxyethane are preferable in terms of industrial availability and various characteristics in the non-aqueous electrolyte secondary battery.
The cyclic ether is not particularly limited, and examples thereof include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran and the like.
Further, the organic solvent containing phosphorus is not particularly limited. For example, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, trimethyl phosphite, triethyl phosphite, triphenyl phosphite, trimethylphosphine oxide, triethylphosphine Examples thereof include oxide and triphenylphosphine oxide.

含硫黄有機溶媒の種類は、特に限定されず、例えば、エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、メタンスルホン酸メチル、ブスルファン、スルホラン、スルホレン、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジフェニルスルホン、メチルフェニルスルホン、ジブチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド、N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等を挙げることができる。
含硼素有機溶媒の種類についても、特に限定されず、例えば、2,4,6−トリメチルボロキシン、2,4,6−トリエチルボロキシン等のボロキシン等が挙げられる。
The kind of the sulfur-containing organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include ethylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, methyl methanesulfonate, busulfan, sulfolane, sulfolene, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, Examples thereof include diphenyl sulfone, methyl phenyl sulfone, dibutyl disulfide, dicyclohexyl disulfide, tetramethyl thiuram monosulfide, N, N-dimethylmethanesulfonamide, N, N-diethylmethanesulfonamide and the like.
The type of the boron-containing organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include boroxines such as 2,4,6-trimethylboroxine and 2,4,6-triethylboroxine.

これらの非水溶媒の中でも、鎖状及び環状カーボネート又は鎖状及び環状カルボン酸エステルが、非水系電解液非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましく、それらのなかでも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、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、酪酸メチル、酪酸エチル、γ−ブチロラクトンがより好ましく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス(2,2,2−トリフルオロエチル)カーボネート、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、酪酸エチルがより好ましい。
これらの非水溶媒は1種を単独で用いても、2種類以上を併用してもよいが、2種以上の併用が好ましい。例えば、環状カーボネート類の高誘電率溶媒と、鎖状カーボネート類や鎖状エステル類等の低粘度溶媒とを併用するのが好ましい。
Among these non-aqueous solvents, linear and cyclic carbonates or linear and cyclic carboxylic acid esters are preferable in terms of various characteristics in non-aqueous electrolyte non-aqueous electrolyte secondary batteries, and among these, ethylene Carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, butyric acid Methyl, ethyl butyrate, and γ-butyrolactone are more preferable. Ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate, trifluoromethyl methyl carbonate, bis (2 2,2-trifluoroethyl) carbonate, methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, and ethyl butyrate more preferred.
These nonaqueous solvents may be used alone or in combination of two or more, but two or more of them are preferably used. For example, it is preferable to use a high dielectric constant solvent of cyclic carbonates in combination with a low viscosity solvent such as chain carbonates or chain esters.

環状カーボネート類と鎖状カーボネート類の好ましい組み合わせの例としては、エチレンカーボネートと鎖状カーボネート類の組み合わせが挙げられ、例えば、エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。   Examples of preferred combinations of cyclic carbonates and chain carbonates include combinations of ethylene carbonate and chain carbonates, such as ethylene carbonate and dimethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and ethyl methyl carbonate, Examples thereof include ethylene carbonate, dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate.

これらのエチレンカーボネートと鎖状カーボネート類との組み合わせに、更にプロピレンカーボネートを加えた組み合わせも好ましい。プロピレンカーボネートを含有する場合、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの容量比は、99:1〜40:60が好ましく、特に好ましくは95:5〜50:50である。更に、非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの量を、0.1容量%以上、10容量%以下とすると、エチレンカーボネートと鎖状カーボネート類との組み合わせの特性を維持したまま、更に、優れた放電負荷特性が得られるので好ましい。非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの量
は、より好ましくは1容量%、特に好ましくは2容量%以上であり、また、より好ましくは8容量%以下、特に好ましくは5容量%以下である。
A combination in which propylene carbonate is further added to the combination of these ethylene carbonate and chain carbonate is also preferable. When propylene carbonate is contained, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is preferably 99: 1 to 40:60, particularly preferably 95: 5 to 50:50. Furthermore, when the amount of propylene carbonate in the entire non-aqueous solvent is 0.1% by volume or more and 10% by volume or less, further excellent discharge is maintained while maintaining the characteristics of the combination of ethylene carbonate and chain carbonates. This is preferable because load characteristics can be obtained. The amount of propylene carbonate in the entire non-aqueous solvent is more preferably 1% by volume, particularly preferably 2% by volume or more, more preferably 8% by volume or less, and particularly preferably 5% by volume or less.

これらの中で、鎖状カーボネート類として非対称鎖状カーボネート類を含有するものが更に好ましく、特に、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを含有するもの、或いは更にプロピレンカーボネートを含有するものが、サイクル特性と放電負荷特性のバランスがよいので好ましい。特に、非対称鎖状カーボネート類がエチルメチルカーボネートであるものが好ましく、また、ジアルキルカーボネートを構成するアルキル基の炭素数が1〜2であるものが好ましい。   Among these, those containing asymmetrical chain carbonates as chain carbonates are more preferable, and in particular, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate. Among them, those containing diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate, or further containing propylene carbonate are preferable because the balance between cycle characteristics and discharge load characteristics is good. In particular, it is preferable that the asymmetric chain carbonate is ethyl methyl carbonate, and it is preferable that the alkyl group constituting the dialkyl carbonate has 1 to 2 carbon atoms.

好ましい非水溶媒の他の例は、鎖状カルボン酸エステル類を含有するものである。特に、上記、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類の混合溶媒に、鎖状カルボン酸エステル類を含有するものが、電池の放電負荷特性向上の観点から好ましく、この場合、鎖状カルボン酸エステル類としては、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、酪酸メチル、酪酸エチルが、特に好ましい。非水溶媒に占める鎖状カルボン酸エステル類の容量は、好ましくは5容量%以上、より好ましくは8容量%以上、特に好ましくは10容量%以上であり、好ましくは50容量%以下、より好ましくは35容量%以下、特に好ましくは30容量%以下、とりわけ好ましくは25容量%以下である。   Other examples of preferred non-aqueous solvents are those containing chain carboxylic esters. In particular, those containing a chain carboxylic acid ester in the mixed solvent of cyclic carbonates and chain carbonates are preferable from the viewpoint of improving the discharge load characteristics of the battery. In this case, as the chain carboxylic acid esters, Are particularly preferably methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, methyl butyrate and ethyl butyrate. The volume of the chain carboxylic acid esters in the non-aqueous solvent is preferably 5% by volume or more, more preferably 8% by volume or more, particularly preferably 10% by volume or more, preferably 50% by volume or less, more preferably It is 35% by volume or less, particularly preferably 30% by volume or less, and particularly preferably 25% by volume or less.

<1−3.炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、下記一般式(1)で示される化合物>
第一の本発明の非水系電解液は、炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート(以下、「不飽和カーボネート」と略記する場合がある)、及び、下記一般式(1)で示される化合物(以下、「特定環状化合物」と称する場合がある)からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を必須成分として含有する。また、第二の本発明の非水系電解液二次電池
で用いる非水系電解液に上記化合物を含有させてもよい。これらの本発明の非水系電解液においては、「不飽和カーボネート」及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる化合物1種を用いても、これら2種以上の任意の併用でもよい。
<1-3. Carbonate having carbon-carbon unsaturated bond and compound represented by the following general formula (1)>
The non-aqueous electrolyte solution of the first aspect of the present invention comprises a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter sometimes abbreviated as “unsaturated carbonate”) and a compound represented by the following general formula (1) ( Hereinafter, at least one compound selected from the group consisting of “sometimes referred to as“ specific cyclic compound ”) is contained as an essential component. Moreover, you may make the said compound contain in the non-aqueous electrolyte solution used with the non-aqueous electrolyte secondary battery of 2nd this invention. In these non-aqueous electrolyte solutions of the present invention, one kind of compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” may be used, or any combination of these two or more kinds may be used.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

(上記式(1)中、Mは−O−または−NR−であり、Rは、水素または分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基である。Rは、置換基を有してもよく、分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基である。)
また、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」に関して、各々市販品を用いても良く、また、製造する際にはその製造方法にも特に制限はなく、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
(In the above formula (1), M is —O— or —NR 2 —, and R 2 is hydrogen or an optionally branched hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms. R 1 is a substituent. And a hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms which may have a branched chain.)
In addition, regarding “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound”, commercially available products may be used, respectively, and the production method is not particularly limited, and a known method is arbitrarily selected. Can be manufactured.

非水系電解液中の「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の電解液中の含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全体に対して、それらの合計で通常0.001質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、特に好ましくは0.1質量%以上である。また、上限はそれらの合計で、通常10質量%以下、好ましくは8質量%以下、より好ましくは6質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下
、特に好ましくは4質量%以下、最も好ましくは3質量%以下である。「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の濃度が、上記範囲内であると電極界面での作用がより好適に進行するため、電池容量の低下を効果的に防ぐことが可能となる。
The content in the electrolyte of at least one compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” in the non-aqueous electrolyte is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, the total amount thereof is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and particularly preferably 0.1% by mass, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. It is at least mass%. In addition, the upper limit is a sum of them, usually 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, particularly preferably 4% by mass or less, and most preferably 3%. It is below mass%. When the concentration of at least one compound selected from the group consisting of "unsaturated carbonate" and "specific cyclic compound" is within the above range, the action at the electrode interface proceeds more favorably, resulting in a decrease in battery capacity. Can be effectively prevented.

「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物は、非水系電解液に含有させ実際に非水系電解液二次電池の作製に供すると、その電池を解体して再び非水系電解液を抜き出しても、その中の含有量が著しく低下している場合が多い。従って、電池から抜き出した非水系電解液から、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」が少量でも検出できるものは本発明に含まれるとみなされる。また、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物は、非水系電解液として実際に非水系電解液二次電池の作製に供すると、その電池を解体して再び抜き出した非水系電解液には「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」が含有されていなかった場合であっても、非水系電解液二次電池の他の構成部材である正極、負極若しくはセパレータ上で検出される場合も多い。従って、正極、負極、セパレータの少なくとも一構成部材から、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が検出された場合も本発明に含まれるとみなされる。   When at least one compound selected from the group consisting of "unsaturated carbonate" and "specific cyclic compound" is contained in a non-aqueous electrolyte solution and actually used for the production of a non-aqueous electrolyte secondary battery, Even when disassembled and the non-aqueous electrolyte is extracted again, the content of the non-aqueous electrolyte is often significantly reduced. Therefore, what can detect "unsaturated carbonate" and "specific cyclic compound" in a small amount from the non-aqueous electrolyte extracted from the battery is considered to be included in the present invention. In addition, when at least one compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” is actually used as a non-aqueous electrolyte solution for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery, Even if the non-aqueous electrolyte solution disassembled and extracted again does not contain “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound”, it is another component of the non-aqueous electrolyte secondary battery. It is often detected on the positive electrode, negative electrode or separator. Therefore, when at least one compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” is detected from at least one constituent member of the positive electrode, the negative electrode, and the separator is also considered to be included in the present invention. It is.

更に、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物は、作成される非水系電解液二次電池のセパレータ内又はセパレータの表面に予め含有させていてもよい。この場合、予め含有させた「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の一部若しくは全てが非水系電解液中に溶解し、機能を発現することが期待され、本発明に含まれるものとみなされる。予めセパレータ内又はセパレータの表面に含有させる手段に関しては、特に限定されないが、具体的な例としては、セパレータ作成時に「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を混合させておく、あるいは非水系電解液二次電池を作成する前のセパレータに、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を任意の非水溶媒に予め溶解させて作成した溶液を塗布或いは含浸させた後、用いた溶媒を乾燥、除去することで含有させる等の方法が挙げられる。   Furthermore, at least one compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” is contained in advance in the separator of the non-aqueous electrolyte secondary battery to be produced or on the surface of the separator. Also good. In this case, a part or all of at least one compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” contained in advance is dissolved in the non-aqueous electrolyte solution and exhibits its function. Is expected and included in the present invention. The means to be contained in the separator or on the surface of the separator in advance is not particularly limited, but specific examples include at least one selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” at the time of separator production. In the separator before the non-aqueous electrolyte secondary battery is prepared, at least one compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound” is arbitrarily added. Examples include a method in which a solution prepared by dissolving in a non-aqueous solvent in advance is applied or impregnated, and then the solvent used is dried and removed.

<1−3−1.不飽和カーボネート>
第一の本発明における「不飽和カーボネート」は特段限定されず、どのようなものを用いてもよい。また分子量にも特に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常50以上、好ましくは70以上、より好ましくは75以上、特に好ましくは80以上、また、通常250以下、好ましくは200以下、より好ましくは150以下、特に好ましくは120以下が実用的である。上記分子量の範囲内にあると、非水系電解液に対する溶解性に優れ、より優れた効果を奏しやすくなる。
<1-3-1. Unsaturated carbonate>
The “unsaturated carbonate” in the first invention is not particularly limited, and any one may be used. The molecular weight is not particularly limited and may be arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Usually, 50 or more, preferably 70 or more, more preferably 75 or more, particularly preferably 80 or more, and usually 250 or less, Preferably it is 200 or less, more preferably 150 or less, and particularly preferably 120 or less. When the molecular weight is within the above range, the solubility in the non-aqueous electrolyte solution is excellent, and a more excellent effect is easily achieved.

「不飽和カーボネート」としては、炭素−炭素二重結合や炭素−炭素三重結合等の炭素−炭素「不飽和カーボネート」であれば、特に限定されず、任意の「不飽和カーボネート」を用いることができる。なお、芳香環を有するカーボネートも、「不飽和カーボネート」に含まれるものとする。
「不飽和カーボネート」の例としては、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類、フェニルカーボネート類、ビニルカーボネート類、アリルカーボネート類、プロパルギルカーボネート類等が挙げられる。
The “unsaturated carbonate” is not particularly limited as long as it is a carbon-carbon “unsaturated carbonate” such as a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, and any “unsaturated carbonate” may be used. it can. Carbonate having an aromatic ring is also included in “unsaturated carbonate”.
Examples of “unsaturated carbonates” include vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond, phenyl carbonates, vinyl carbonates, allyl carbonates, propargyl carbonates Etc.

ビニレンカーボネート類の具体例としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカ
ーボネート、4,5−ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、4,5−ジフェニルビニレンカーボネート、カテコールカーボネート等が挙げられる。
芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類の具体例としては、ビニルエチレンカーボネート、4,5−ジビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、4,5−ジフェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。
Specific examples of vinylene carbonates include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, phenyl vinylene carbonate, 4,5-diphenyl vinylene carbonate, catechol carbonate and the like.
Specific examples of ethylene carbonates substituted with an aromatic ring or a substituent having a carbon-carbon unsaturated bond include vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, propargyl ethylene carbonate, phenyl ethylene carbonate, Examples include 4,5-diphenylethylene carbonate.

フェニルカーボネート類の具体例としては、ジフェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネート、t−ブチルフェニルカーボネート等が挙げられる。
ビニルカーボネート類の具体例としては、ジビニルカーボネート、メチルビニルカーボネートが挙げられる。
Specific examples of phenyl carbonates include diphenyl carbonate, ethyl phenyl carbonate, methyl phenyl carbonate, t-butyl phenyl carbonate, and the like.
Specific examples of vinyl carbonates include divinyl carbonate and methyl vinyl carbonate.

アリルカーボネート類の具体例としては、ジアリルカーボネート、アリルメチルカーボネート等が挙げられる。
プロパルギルカーボネート類の具体例としては、ジプロパルギルカーボネート、プロパルギルメチルカーボネート等が挙げられる。
なかでも、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素不飽和結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類が好ましく、特に、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネートは、安定な界面保護被膜を形成することができ、より好適に用いられる。
Specific examples of allyl carbonates include diallyl carbonate and allyl methyl carbonate.
Specific examples of propargyl carbonates include dipropargyl carbonate and propargyl methyl carbonate.
Among these, vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon unsaturated bond are preferable, and in particular, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, and ethynyl ethylene carbonate have a stable interface protective film. It can be formed and used more preferably.

<1−3−2.特定環状化合物>
第一の本発明における下記一般式(1)で示される化合物(「特定環状化合物」)の分子量に特に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常85以上、好ましくは90以上、より好ましくは95以上、また、通常300以下、好ましくは250以下、より好ましくは230以下が実用的である。上記分子量の範囲内にあると、非水系電解液に対する溶解性に優れ、より効果的に優れた効果を奏しやすくなる。
<1-3-2. Specific cyclic compound>
There is no particular limitation on the molecular weight of the compound represented by the following general formula (1) in the first present invention (“specific cyclic compound”), and it is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Is practically 90 or more, more preferably 95 or more, and usually 300 or less, preferably 250 or less, more preferably 230 or less. When the molecular weight is within the above range, the solubility in the non-aqueous electrolyte solution is excellent, and it becomes easier to achieve more effective effects.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

式(1)中、Mは−O−または−NR−であり、Rは、水素または分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基である。Rは、水素もしくは炭素数6以下の炭化水素基であることが好ましく、中でも、水素、炭素数1〜5のアルキル基、もしくはフェニル基であることがより好ましく、水素またはメチル基であることが特に好ましい。Rは、分岐していてもよい炭素数10以下の炭化水素基であり、炭素数6以下の炭化水素基であることが好ましく、中でも、−CH−CH−、−CH−CH−CH−、−CH=CH−、−CH=C(CH)−、−CH−C(=CH)−及び下記構造式(4)に示す炭化水素基からなる群より選ばれる炭化水素基を表すことがより好ましい。 In formula (1), M is —O— or —NR 2 —, and R 2 is hydrogen or a hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms which may be branched. R 2 is preferably hydrogen or a hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms, more preferably hydrogen, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a phenyl group, and more preferably hydrogen or a methyl group. Is particularly preferred. R 1 is an optionally branched hydrocarbon group having 10 or less carbon atoms, preferably a hydrocarbon group having 6 or less carbon atoms, and among them, —CH 2 —CH 2 —, —CH 2 —CH 2 -CH 2 -, - CH = CH -, - CH = C (CH 3) -, - CH 2 -C (= CH 2) - and selected from the group consisting of hydrocarbon radicals represented by the following structural formula (4) It is more preferable to represent a hydrocarbon group.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

「特定環状化合物」の好ましい具体例としては、無水マロン酸、無水琥珀酸、無水グルタル酸、無水アジピン酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸無水物、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸無水物、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、5−ノルボルネン−2・BR>C3−ジカルボン酸無水物、メチル−5−ノルボルネン−2,3−ジカルボン酸無水物、フェニルコハク酸無水物、2−フェニルグルタル酸無水物、マロンイミド、サクシンイミド、グルタルイミド、マレイミド、フタルイミド、N−メチルサクシンイミド、N−メチルグルタルイミド、N−メチルマレイミド、N−メチルフタルイミド、N−エチルサクシンイミド、N−エチルグルタルイミド、N−エチルマレイミド、N−エチルフタルイミド、N−フェニルサクシンイミド、N−フェニルグルタルイミド、N−フェニルマレイミド、N−フェニルフタルイミド、N−ベンジルサクシンイミド、N−ベンジルグルタルイミド、N−ベンジルマレイミド、N−ベンジルフタルイミド、N−シクロヘキシルサクシンイミド、N−シクロヘキシルグルタルイミド、N−シクロヘキシルマレイミド、N−シクロヘキシルフタルイミド、テトラヒドロフタルイミド、2−メチルサクシンイミド、2−メチルサクシンイミド、2−エチルマレイミド、エトスクシミド、3,3−テトラメチレングルタルイミド、3,3−ジメチルグルタルイミド等が挙げられる。   Specific examples of the “specific cyclic compound” include malonic anhydride, succinic anhydride, glutaric anhydride, adipic anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, cyclohexane 1,2-dicarboxylic anhydride, 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride, 5-norbornene-2 · BR> C3-dicarboxylic anhydride , Methyl-5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, phenylsuccinic anhydride, 2-phenylglutaric anhydride, malonimide, succinimide, glutarimide, maleimide, phthalimide, N-methylsuccinimide, N-methyl Glutarimide, N-methylmaleimide, N-methylphthalimide, N-ethylsuccini N-ethylglutarimide, N-ethylmaleimide, N-ethylphthalimide, N-phenylsuccinimide, N-phenylglutarimide, N-phenylmaleimide, N-phenylphthalimide, N-benzylsuccinimide, N-benzylglutar Imide, N-benzylmaleimide, N-benzylphthalimide, N-cyclohexylsuccinimide, N-cyclohexylglutarimide, N-cyclohexylmaleimide, N-cyclohexylphthalimide, tetrahydrophthalimide, 2-methylsuccinimide, 2-methylsuccinimide, 2 -Ethyl maleimide, ethosuximide, 3,3-tetramethylene glutarimide, 3,3-dimethyl glutarimide and the like.

このうち、無水琥珀酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、3,4,5,6−テトラヒドロフタル酸無水物、サクシンイミド、グルタルイミド、マレイミド、フタルイミド、N−メチルサクシンイミド、N−メチルグルタルイミド、N−メチルマレイミド、N−メチルフタルイミド、N−エチルサクシンイミド、N−エチルグルタルイミド、N−エチルマレイミド、N−エチルフタルイミド、N−フェニルサクシンイミド、N−フェニルグルタルイミド、N−フェニルマレイミド、N−フェニルフタルイミドが好ましく、   Among these, succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride, succinimide, glutarimide, maleimide, phthalimide, N-methyl succinimide, N-methyl glutarimide, N-methyl maleimide, N-methyl phthalimide, N-ethyl succinimide, N-ethyl glutarimide, N-ethyl maleimide, N-ethyl phthalimide, N-phenyl succinimide, N-phenylglutarimide, N-phenylmaleimide, N-phenylphthalimide are preferred,

無水琥珀酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、無水フタル酸、サクシンイミド、グルタルイミド、マレイミド、フタルイミド、N−メチルサクシンイミド、N−メチルグルタルイミド、N−メチルマレイミド、N−メチルフタルイミドがより好ましく、
無水琥珀酸、または無水マレイン酸が最も好ましい。
上記化合物が好ましい理由として、工業的な入手のし易さにより、電解液の製造コストが抑えられる点や、「特定環状化合物」の中でも非水系電解液中に溶解し易い点が挙げられる。
Succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, itaconic anhydride, phthalic anhydride, succinimide, glutarimide, maleimide, phthalimide, N-methylsuccinimide, N-methylglutarimide, N-methylmaleimide, N-methylphthalimide is more preferred,
Most preferred is succinic anhydride or maleic anhydride.
The reason why the above compound is preferable includes that the production cost of the electrolytic solution can be suppressed due to industrial availability, and that the “specific cyclic compound” is easily dissolved in the non-aqueous electrolytic solution.

<1−4.含フッ素エチレンカーボネート誘導体>
第一の本発明の非水系電解液、及び、第二の本発明の非水系電解液二次電池に用いる非水系電解液は、含フッ素エチレンカーボネート誘導体を必須成分として含有する。本発明の非水系電解液においては、含フッ素エチレンカーボネート誘導体より選ばれる化合物1種を用いても、2種以上の任意の併用でもよい。
<1-4. Fluorine-containing ethylene carbonate derivative>
The non-aqueous electrolyte solution used in the non-aqueous electrolyte solution of the first invention and the non-aqueous electrolyte secondary battery of the second invention contains a fluorine-containing ethylene carbonate derivative as an essential component. In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, one type of compound selected from fluorine-containing ethylene carbonate derivatives may be used, or two or more types may be used in combination.

本発明における含フッ素エチレンカーボネート誘導体は特段限定されず、どのようなものを用いてもよい。また分子量にも特に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常500以下、好ましくは300以下、より好ましくは200以下、特に好ましくは150以下が実用的である。上記分子量の範囲内にあると、非水系電解液に対する溶解性に優れ、より優れた効果を奏しやすくなる。
含フッ素エチレンカーボネート誘導体の好ましい例としては、以下のものが挙げられる。
The fluorine-containing ethylene carbonate derivative in the present invention is not particularly limited, and any one may be used. The molecular weight is not particularly limited and may be arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. However, it is usually 500 or less, preferably 300 or less, more preferably 200 or less, and particularly preferably 150 or less. When the molecular weight is within the above range, the solubility in the non-aqueous electrolyte solution is excellent, and a more excellent effect is easily achieved.
Preferable examples of the fluorine-containing ethylene carbonate derivative include the following.

Figure 0006098062
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中でも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンあるいは4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンが特に好ましく、分子量が小さく、非水系電解液への溶解度に優れる点や、容易に入手でき安価である点で優れている。4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンとしては、シス体よりもトランス体が好ましい。
また、含フッ素エチレンカーボネート誘導体に関して、各々市販品を用いても良く、また、製造する際にはその製造方法にも特に制限はなく、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
Among them, 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one is particularly preferable, has a small molecular weight, and has excellent solubility in a non-aqueous electrolyte solution. It is excellent in that it is easily available and inexpensive. As 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, a trans isomer is preferable to a cis isomer.
In addition, regarding the fluorine-containing ethylene carbonate derivative, commercially available products may be used, respectively, and when manufacturing, there is no particular limitation on the manufacturing method, and any known method can be selected and manufactured. is there.

また、含フッ素エチレンカーボネート誘導体は非水溶媒としても、助剤としても好適な化合物であるが、非水電解液中の含有量によって便宜的にそう呼ばれるものである。
含フッ素エチレンカーボネート誘導体を非水溶媒として用いる場合の非水系電解液中の含フッ素エチレンカーボネート誘導体の含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全体に対して、それらの合計で通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、特に好ましくは15体積%以上であり、また、それらの合計で通常40体積%以下、好ましくは30体積%以下、より好ましくは25体積%以下である。この範囲内であれば、含フッ素エチレンカーボネート誘導体の耐酸化性が十分に発揮され、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすい。
Further, the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is a compound that is suitable as a non-aqueous solvent and as an auxiliary agent, but it is called so for convenience depending on the content in the non-aqueous electrolyte.
The content of the fluorine-containing ethylene carbonate derivative in the non-aqueous electrolyte when the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is used as a non-aqueous solvent is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but with respect to the entire non-aqueous electrolyte. The total amount thereof is usually 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, particularly preferably 15% by volume or more, and the total thereof is usually 40% by volume or less, preferably Is 30% by volume or less, more preferably 25% by volume or less. Within this range, the oxidation resistance of the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is sufficiently exhibited, and the non-aqueous electrolyte secondary battery is likely to exhibit a sufficient cycle characteristic improving effect.

また、含フッ素エチレンカーボネート誘導体を助剤として用いる場合の非水系電解液中の含フッ素エチレンカーボネート誘導体の含有量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全体に対して、それらの合計で通常0.001質量%以上であり、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、特に好ましくは0.1質量%以上である。また、上限はそれらの合計で、通常10質量%以下、好ましくは8質量%以下、より好ましくは6質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下、特に好ましくは4質量%以下、最も好ましくは3質量%以下である。含フッ素エチレンカーボネート誘導体の濃度が上記範囲内であると、含フッ素エチレンカーボネートのうち大半が電極界面での反応に消費されるため、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。   Further, the content of the fluorine-containing ethylene carbonate derivative in the non-aqueous electrolyte when the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is used as an auxiliary agent is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but the entire non-aqueous electrolyte is used. On the other hand, the total amount is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and particularly preferably 0.1% by mass or more. In addition, the upper limit is a sum of them, usually 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 6% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, particularly preferably 4% by mass or less, and most preferably 3%. It is below mass%. When the concentration of the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is within the above range, most of the fluorine-containing ethylene carbonate is consumed for the reaction at the electrode interface, so the amount of gas generation increases and the discharge capacity maintenance rate decreases. Easy to avoid.

含フッ素エチレンカーボネート誘導体は、非水系電解液に含有させ実際に非水系電解液二次電池の作製に供すると、その電池を解体して再び非水系電解液を抜き出しても、その中の含有量が著しく低下している場合が多い。従って、電池から抜き出した非水系電解液
から、含フッ素エチレンカーボネート誘導体が少量でも検出できるものは本発明に含まれるとみなされる。また、含フッ素エチレンカーボネート誘導体は、非水系電解液として実際に非水系電解液二次電池の作製に供すると、その電池を解体して再び抜き出した非水系電解液には含フッ素エチレンカーボネート誘導体が含有されていなかった場合であっても、非水系電解液二次電池の他の構成部材である正極、負極若しくはセパレータ上で検出される場合も多い。従って、正極、負極、セパレータの少なくとも一構成部材から、含フッ素エチレンカーボネート誘導体が検出された場合も本発明に含まれるとみなされる。
When the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is contained in a non-aqueous electrolyte solution and actually used for the production of a non-aqueous electrolyte secondary battery, even if the battery is disassembled and the non-aqueous electrolyte solution is extracted again, Is often significantly reduced. Accordingly, it is considered that the present invention includes a non-aqueous electrolyte extracted from a battery that can detect even a small amount of a fluorine-containing ethylene carbonate derivative. In addition, when the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is actually used as a non-aqueous electrolyte for the production of a non-aqueous electrolyte secondary battery, the non-aqueous electrolyte obtained by disassembling the battery and extracting it again contains a fluorine-containing ethylene carbonate derivative. Even when it is not contained, it is often detected on the positive electrode, the negative electrode, or the separator, which is another component of the non-aqueous electrolyte secondary battery. Accordingly, the present invention also includes a case where a fluorine-containing ethylene carbonate derivative is detected from at least one constituent member of the positive electrode, the negative electrode, and the separator.

更に、含フッ素エチレンカーボネート誘導体は、作成される非水系電解液二次電池のセパレータ内又はセパレータの表面に予め含有させていてもよい。この場合、予め含有させた含フッ素エチレンカーボネート誘導体の一部若しくは全てが非水系電解液中に溶解し、機能を発現することが期待され、本発明に含まれるものとみなされる。予めセパレータ内又はセパレータの表面に含有させる手段に関しては、特に限定されないが、具体的な例としては、セパレータ作成時に含フッ素エチレンカーボネート誘導体を混合させておく、あるいは非水系電解液二次電池を作成する前のセパレータに、含フッ素エチレンカーボネート誘導体を任意の非水溶媒に予め溶解させて作成した溶液を塗布或いは含浸させた後、用いた溶媒を乾燥、除去することで含有させる等の方法が挙げられる。   Furthermore, the fluorine-containing ethylene carbonate derivative may be previously contained in the separator of the non-aqueous electrolyte secondary battery to be produced or on the surface of the separator. In this case, a part or all of the fluorine-containing ethylene carbonate derivative contained in advance is expected to be dissolved in the non-aqueous electrolyte solution and exhibit its function, and is considered to be included in the present invention. There is no particular limitation on the means for pre-contained in the separator or on the surface of the separator, but as a specific example, a fluorine-containing ethylene carbonate derivative is mixed at the time of producing the separator, or a non-aqueous electrolyte secondary battery is produced. For example, a separator prepared by dissolving a fluorine-containing ethylene carbonate derivative in an arbitrary non-aqueous solvent in advance or applying or impregnating the separator before drying is used to dry and remove the solvent. It is done.

<1−5.下記一般式(2)で示される化合物>
第一の本発明の非水系電解液、及び、第二の本発明の非水系電解液二次電池に用いる非水系電解液は、下記一般式(2)で示される化合物(以下、「特定CN化合物」と称する場合がある)を必須成分として含有する。本発明の非水系電解液においては、特定CN化合物より選ばれる化合物1種を用いても、2種以上の任意の併用でもよい。
<1-5. Compound represented by the following general formula (2)>
The non-aqueous electrolyte used in the non-aqueous electrolyte of the first invention and the non-aqueous electrolyte secondary battery of the second invention is a compound represented by the following general formula (2) (hereinafter referred to as “specific CN”). It may be referred to as a “compound”) as an essential component. In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, one type of compound selected from the specific CN compounds may be used, or two or more types may be used in combination.

Figure 0006098062
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式(2)中、Rは炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基である。Wは炭素―窒素間多重結合を有する分子量50以下の官能基である。nは1〜4の整数を表し、nが2以上の整数の場合には、複数のWは同一の官能基であっても異なる官能基であってもよい。 In Formula (2), R 3 is a hydrocarbon group that may have a hetero element having 15 or less carbon atoms. W is a functional group having a molecular weight of 50 or less having a carbon-nitrogen multiple bond. n represents an integer of 1 to 4, and when n is an integer of 2 or more, the plurality of Ws may be the same functional group or different functional groups.

本発明における「特定CN化合物」の分子量に特に制限はなく、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常50以上、好ましくは70以上、より好ましくは75以上、また、通常500以下、好ましくは400以下、より好ましくは300以下、特に好ましくは270以下が実用的である。上記分子量の範囲内にあると、非水系電解液に対する溶解性に優れ、より優れた効果を奏しやすくなる。
「特定CN化合物」は下記一般式(3)で示される化合物であることが好ましい。下記一般式(3)で示される化合物は「特定CN化合物」の中でも特に、非水系電解液への溶解度、非水系電解液中での安定性等の点から好ましい。
The molecular weight of the “specific CN compound” in the present invention is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Usually, 50 or more, preferably 70 or more, more preferably 75 or more, and usually 500 or less. Preferably, 400 or less, more preferably 300 or less, particularly preferably 270 or less is practical. When the molecular weight is within the above range, the solubility in the non-aqueous electrolyte solution is excellent, and a more excellent effect is easily achieved.
The “specific CN compound” is preferably a compound represented by the following general formula (3). The compound represented by the following general formula (3) is particularly preferable among “specific CN compounds” from the viewpoints of solubility in a non-aqueous electrolyte, stability in a non-aqueous electrolyte, and the like.

X−R−X ・・・(3)
式(3)中、Rは炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基であり、Xはシアノ基またはイソシアナト基である。Rの具体例としては、アルキレン基またはその誘導体、アルケニレン基またはその誘導体、シクロアルキレン基またはその誘導体、アルキニレン基またはその誘導体、シクロアルケニレン基またはその誘導体、アリーレン基またはその誘導体、カルボニル基またはその誘導体、スルホニル基またはその誘導体、スルフィニル基またはその誘導体、ホスホニル基またはその誘導体、ホスフィニル基ま
たはその誘導体、アミド基またはその誘導体、イミド基またはその誘導体、エーテル基またはその誘導体、チオエーテル基またはその誘導体、ボリン酸基またはその誘導体、ボラン基またはその誘導体であることが好ましく、アルキレン基またはその誘導体、アルケニレン基またはその誘導体、シクロアルキレン基またはその誘導体、アルキニレン基またはその誘導体、アリーレン基またはその誘導体がより好ましい。
X-R 4 -X (3)
In Formula (3), R 4 is a hydrocarbon group that may have a heteroelement having 15 or less carbon atoms, and X is a cyano group or an isocyanato group. Specific examples of R 4 include alkylene groups or derivatives thereof, alkenylene groups or derivatives thereof, cycloalkylene groups or derivatives thereof, alkynylene groups or derivatives thereof, cycloalkenylene groups or derivatives thereof, arylene groups or derivatives thereof, carbonyl groups or derivatives thereof Derivatives, sulfonyl groups or derivatives thereof, sulfinyl groups or derivatives thereof, phosphonyl groups or derivatives thereof, phosphinyl groups or derivatives thereof, amide groups or derivatives thereof, imide groups or derivatives thereof, ether groups or derivatives thereof, thioether groups or derivatives thereof, It is preferably a borinic acid group or a derivative thereof, a borane group or a derivative thereof, an alkylene group or a derivative thereof, an alkenylene group or a derivative thereof, a cycloalkylene group or a derivative thereof, Rene group or a derivative thereof, and arylene group or a derivative thereof are more preferable.

「特定CN化合物」の好ましい具体例としては、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、カプロニトリル、イソカプロニトリル、ヘプタンニトリル、オクタンニトリル、ノナンニトリル、マロノニトリル、サクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert−ブチルマロノニトリル、メチルサクシノニトリル、2,2−ジメチルサクシノニトリル、2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,3,3−トリメチルサクシノニトリル、2,2,3,3−テトラメチルサクシノニトリル、2,3−ジエチル−2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,2−ジエチル−3,3−ジメチルサクシノニトリル、ビシクロヘキシル−1,1−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−2,2−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−3,3−ジカルボニトリル、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジカルボニトリル、2,3−ジイソブチル−2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,2−ジイソブチル−3,3−ジメチルサクシノニトリル、2−メチルグルタロニトリル、2,3−ジメチルグルタロニトリル、2,4−ジメチルグルタロニトリル、2,2,3,3−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,4,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,3,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、マレオニトリル、フマロニトリル、1,4−ジシアノペンタン、2,6−ジシアノヘプタン、2,7−ジシアノオクタン、2,8−ジシアノノナン、1,6−ジシアノデカン、1,2−ジジアノベンゼン、1,3−ジシアノベンゼン、1,4−ジシアノベンゼン、3,3’−(エチレンジオキシ)ジプロピオニトリル、3,3’−(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル、1,2,3−プロパントリカルボニトリル、1,3,5−ヘプタントリカルボニトリル、1,2,3−トリス(2−シアノエトキシ)プロパン、トリス(2−シアノエチル)アミン、1,3,5−シクロヘキサントリカルボニトリル、7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、2,5−ジメチル−7,7,7,8−テトラシアノキノジメタン、2,5−ジフルオロ−7,7,8,8−テトラシアノキノジメタン、等のシアノ化合物、   Preferable specific examples of the “specific CN compound” include propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, isovaleronitrile, capronitrile, isocapronitrile, heptanenitrile, octanenitrile, nonanenitrile, malononitrile, succino Nitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimonitrile, suberonitrile, azeronitrile, sebacononitrile, undecandinitrile, dodecandinitrile, methylmalononitrile, ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, tert-butylmalononitrile, methylsuccinonitrile, 2,2 -Dimethyl succinonitrile, 2,3-dimethyl succinonitrile, 2,3,3-trimethyl succinonitrile, 2,2,3,3-tetramethyl succin Nitrile, 2,3-diethyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diethyl-3,3-dimethylsuccinonitrile, bicyclohexyl-1,1-dicarbonitrile, bicyclohexyl-2,2- Dicarbonitrile, bicyclohexyl-3,3-dicarbonitrile, 2,5-dimethyl-2,5-hexanedicarbonitrile, 2,3-diisobutyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diisobutyl -3,3-dimethylsuccinonitrile, 2-methylglutaronitrile, 2,3-dimethylglutaronitrile, 2,4-dimethylglutaronitrile, 2,2,3,3-tetramethylglutaronitrile, 2 , 2,4,4-Tetramethylglutaronitrile, 2,2,3,4-tetramethylglutaronitrile, 2,3,3,4-teto Methylglutaronitrile, maleonitrile, fumaronitrile, 1,4-dicyanopentane, 2,6-dicyanoheptane, 2,7-dicyanooctane, 2,8-dicyanononane, 1,6-dicyanodecane, 1,2-didianobenzene 1,3-dicyanobenzene, 1,4-dicyanobenzene, 3,3 ′-(ethylenedioxy) dipropionitrile, 3,3 ′-(ethylenedithio) dipropionitrile, 1,2,3-propanetri Carbonitrile, 1,3,5-heptanetricarbonitrile, 1,2,3-tris (2-cyanoethoxy) propane, tris (2-cyanoethyl) amine, 1,3,5-cyclohexanetricarbonitrile, 7, 7,8,8-tetracyanoquinodimethane, 2,5-dimethyl-7,7,7,8-tetracyanoquinodimeta , Cyano compounds such as 2,5-difluoro-7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane,

1−イソシアナトエタン、1−イソシアナトプロパン、1−イソシアナトブタン、1−イソシアナトペンタン、1−イソシアナトヘキサン、1−イソシアナトヘプタン、1−イソシアナトオクタン、1−イソシアナトノナン、1−イソシアナトデカン、1,4−ジイソシアナトブタン、1,5−ジイソシアナトペンタン、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,7−ジイソシアナトヘプタン、1,8−ジイソシアナトオクタン、1,9−ジイソシアナトノナン、1,10−ジイソシアナトデカン、1,3−ジイソシアナトプロペン、1,4−ジイソシアナト−2−ブテン、1,4−ジイソシアナト−2−フルオロブタン、1,4−ジイソシアナト−2,3−ジフルオロブタン、1,5−ジイソシアナト−2−ペンテン、1,5−ジイソシアナト−2−メチルペンタン、1,6−ジイソシアナト−2−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−フルオロヘキサン、1,6−ジイソシアナト−3,4−ジフルオロヘキサン、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,2−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−1,1’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタ
ン−2,2’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−3,3’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート
、1,6,11−トリイソシアナトウンデカン、4−イソシアナトメチル−1,8−オクタメチレンジイソシアネート、1,3,5−トリイソシアネートメチルベンゼン、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、1,3,5−トリス(6−イソシアナトヘキサ−1−イル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H,3H,5H)−トリオン、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、4−(イソシアナトメチル)オクタメチレン=ジイソシアネート等のイソシアナト化合物が挙げられる。
1-isocyanatoethane, 1-isocyanatopropane, 1-isocyanatobutane, 1-isocyanatopentane, 1-isocyanatohexane, 1-isocyanatoheptane, 1-isocyanatooctane, 1-isocyanatononane, 1- Isocyanatodecane, 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane, 1,7-diisocyanatoheptane, 1,8-diisocyanatooctane, 1 , 9-diisocyanatononane, 1,10-diisocyanatodecane, 1,3-diisocyanatopropene, 1,4-diisocyanato-2-butene, 1,4-diisocyanato-2-fluorobutane, 1,4 -Diisocyanato-2,3-difluorobutane, 1,5-diisocyanato-2-pentene, 1,5-diisocyana 2-methylpentane, 1,6-diisocyanato-2-hexene, 1,6-diisocyanato-3-hexene, 1,6-diisocyanato-3-fluorohexane, 1,6-diisocyanato-3,4-difluorohexane, Toluene diisocyanate, xylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,2- Diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane, dicyclohexylmethane-1,1′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,2′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-3,3 '-Diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, isophorone diisocyanate, 1,6,11-triisocyanatoundecane, 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate, 1,3,5-triisocyanate Methylbenzene, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methyl = isocyanate), 1,3,5 -Tris (6-isocyanatohex-1-yl) -1,3,5-triazine-2,4,6 (1H, 3H, 5H) -trione, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 4- (isocyanatomethyl) octane Isocyanato compounds such as methylene = diisocyanate.

中でも、マロノニトリル、サクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert−ブチルマロノニトリル、メチルサクシノニトリル、2,2−ジメチルサクシノニトリル、2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,3,3−トリメチルサクシノニトリル、2,2,3,3−テトラメチルサクシノニトリル、2,3−ジエチル−2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,2−ジエチル−3,3−ジメチルサクシノニトリル、ビシクロヘキシル−1,1−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−2,2−ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル−3,3−ジカルボニトリル、2,5−ジメチル−2,5−ヘキサンジカルボニトリル、2,3−ジイソブチル−2,3−ジメチルサクシノニトリル、2,2−ジイソブチル−3,3−ジメチルサクシノニトリル、2−メチルグルタロニトリル、2,3−ジメチルグルタロニトリル、2,4−ジメチルグルタロニトリル、2,2,3,3−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,4,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,2,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、2,3,3,4−テトラメチルグルタロニトリル、マレオニトリル、フマロニトリル、1,4−ジシアノペンタン、2,6−ジシアノヘプタン、2,7−ジシアノオクタン、2,8−ジシアノノナン、1,6−ジシアノデカン、1,2−ジジアノベンゼン、1,3−ジシアノベンゼン、1,4−ジシアノベンゼン、3,3’−(エチレンジオキシ)ジプロピオニトリル、3,3’−(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル等のジニトリル類、   Among them, malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimonitrile, suberonitrile, azeronitrile, sebacononitrile, undecandinitrile, dodecandinitrile, methylmalononitrile, ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, tert-butylmalononitrile, methylsuccinol Sinonitrile, 2,2-dimethylsuccinonitrile, 2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,3,3-trimethylsuccinonitrile, 2,2,3,3-tetramethylsuccinonitrile, 2,3- Diethyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diethyl-3,3-dimethylsuccinonitrile, bicyclohexyl-1,1-dicarbonitrile, bicyclohexyl-2,2-dicarbonitrile, bicyclohexene Sil-3,3-dicarbonitrile, 2,5-dimethyl-2,5-hexanedicarbonitrile, 2,3-diisobutyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diisobutyl-3,3- Dimethyl succinonitrile, 2-methyl glutaronitrile, 2,3-dimethyl glutaronitrile, 2,4-dimethyl glutaronitrile, 2,2,3,3-tetramethyl glutaronitrile, 2,2,4 4-tetramethylglutaronitrile, 2,2,3,4-tetramethylglutaronitrile, 2,3,3,4-tetramethylglutaronitrile, maleonitrile, fumaronitrile, 1,4-dicyanopentane, 2,6 -Dicyanoheptane, 2,7-dicyanooctane, 2,8-dicyanononane, 1,6-dicyanodecane, 1,2-dicyanobenzene, 1, - dicyanobenzene, 1,4-dicyanobenzene, 3,3 '- (ethylenedioxy) dipropionate nitrile, 3,3' - dinitriles such as (ethylene dithio) dipropionate nitrile,

1,4−ジイソシアナトブタン、1,5−ジイソシアナトペンタン、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,7−ジイソシアナトヘプタン、1,8−ジイソシアナトオクタン、1,9−ジイソシアナトノナン、1,10−ジイソシアナトデカン、1,3−ジイソシアナトプロペン、1,4−ジイソシアナト−2−ブテン、1,4−ジイソシアナト−2−フルオロブタン、1,4−ジイソシアナト−2,3−ジフルオロブタン、1,5−ジイソシアナト−2−ペンテン、1,5−ジイソシアナト−2−メチルペンタン、1,6−ジイソシアナト−2−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−ヘキセン、1,6−ジイソシアナト−3−フルオロヘキサン、1,6−ジイソシアナト−3,4−ジフルオロヘキサン、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、1,2−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,2−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3−ジイソシアナトシクロヘキサン、1,4−ジイソシアナトシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−1,1’−ジイソシアネート、ジシク
ロヘキシルメタン−2,2’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−3,3’−ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、イソホロンジ
イソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート等のジイソシアネート類がより好ましい。
1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane, 1,7-diisocyanatoheptane, 1,8-diisocyanatooctane, 1,9-di Isocyanatononane, 1,10-diisocyanatodecane, 1,3-diisocyanatopropene, 1,4-diisocyanato-2-butene, 1,4-diisocyanato-2-fluorobutane, 1,4-diisocyanato-2 , 3-difluorobutane, 1,5-diisocyanato-2-pentene, 1,5-diisocyanato-2-methylpentane, 1,6-diisocyanato-2-hexene, 1,6-diisocyanato-3-hexene, 1,6 -Diisocyanato-3-fluorohexane, 1,6-diisocyanato-3,4-difluorohexane, toluene diisocyanate, key Diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,2-diisocyanato Cyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane, dicyclohexylmethane-1,1′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,2′-diisocyanate, dicyclohexylmethane-3,3′-diisocyanate, Dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, isophorone diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis Diisocyanates such as (methyl = isocyanate), 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are more preferable.

これらのうち特に、マロノニトリル、サクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、フマロニトリル、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,
4’−ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートが電解液への溶解性および価格の点から特に好ましい。
Of these, malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeonitrile, suberonitrile, azeronitrile, sebacononitrile, undecandinitrile, dodecandinitrile, fumaronitrile, 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis ( Isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,
4′-diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methyl = isocyanate), 2,4 , 4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are particularly preferred from the viewpoints of solubility in the electrolyte and cost.

また、「特定CN化合物」のうち、イソシアナト化合物が好ましい。反応性が最適であり、本発明で求められる被膜の形成により好適に寄与するからである。
通常、「特定CN化合物」は、分子量が小さいほど一分子におけるニトリル基またはイソシアナト基の量割合が大きくなり、分子の粘度が上昇する一方、分子量が大きくなるほど、化合物の沸点が上昇する。よって、作業効率の向上の点からは、サクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイ
ソシアナート、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートが極めて好ましい。なお、「特定CN化合物」は市販のものを用いても良く、また、製造する場合にはその製造方法は限定されず、公知の方法により製造したものを用いることができる。
Of the “specific CN compounds”, isocyanato compounds are preferred. This is because the reactivity is optimal and contributes more favorably to the formation of the coating film required in the present invention.
Usually, in the “specific CN compound”, the smaller the molecular weight, the larger the proportion of nitrile groups or isocyanato groups in one molecule and the higher the viscosity of the molecule, while the higher the molecular weight, the higher the boiling point of the compound. Therefore, from the viewpoint of improving work efficiency, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeonitrile, suberonitrile, 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4 4,4'-diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are very preferred. In addition, as the “specific CN compound”, a commercially available product may be used, and in the case of production, the production method is not limited, and those produced by a known method can be used.

<1−6.添加剤>
本発明の非水系電解液は、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、各種の添加剤を含有していてもよい。添加剤は、従来公知のものを任意に用いることができる。添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
添加剤の例としては、過充電防止剤や、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を改善するための助剤等が挙げられる。
<1-6. Additives>
The nonaqueous electrolytic solution of the present invention may contain various additives as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. A conventionally well-known thing can be arbitrarily used for an additive. An additive may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
Examples of the additive include an overcharge inhibitor and an auxiliary agent for improving capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high-temperature storage.

<1−6−1.過充電防止剤>
過充電防止剤の具体例としては、トルエン、キシレン等のトルエン誘導体;
ビフェニル、2−メチルビフェニル、3−メチルビフェニル、4−メチルビフェニル等の無置換又はアルキル基で置換されたビフェニル誘導体;
o−ターフェニル、m−ターフェニル、p−ターフェニル等の無置換又はアルキル基で置換されたターフェニル誘導体;
無置換又はアルキル基で置換されたターフェニル誘導体の部分水素化物;
シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン等のシクロアルキルベンゼン誘導体;
クメン、1,3−ジイソプロピルベンゼン、1,4−ジイソプロピルベンゼン等のベンゼン環に直接結合する第3級炭素を有するアルキルベンゼン誘導体;
t−ブチルベンゼン、t−アミルベンゼン、t−ヘキシルベンゼン等のベンゼン環に直接結合する第4級炭素を有するアルキルベンゼン誘導体;
ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の酸素原子を有する芳香族化合物;
等の芳香族化合物が挙げられる。
<1-6-1. Overcharge prevention agent>
Specific examples of the overcharge inhibitor include toluene derivatives such as toluene and xylene;
Biphenyl derivatives unsubstituted or substituted with an alkyl group, such as biphenyl, 2-methylbiphenyl, 3-methylbiphenyl, 4-methylbiphenyl;
o-terphenyl, m-terphenyl, p-terphenyl and the like terphenyl derivatives unsubstituted or substituted with an alkyl group;
Partial hydrides of terphenyl derivatives unsubstituted or substituted with alkyl groups;
Cycloalkylbenzene derivatives such as cyclopentylbenzene and cyclohexylbenzene;
Alkylbenzene derivatives having a tertiary carbon directly bonded to a benzene ring such as cumene, 1,3-diisopropylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene;
alkylbenzene derivatives having a quaternary carbon directly bonded to a benzene ring, such as t-butylbenzene, t-amylbenzene, t-hexylbenzene;
Aromatic compounds having an oxygen atom such as diphenyl ether and dibenzofuran;
Aromatic compounds such as

更に、他の過充電防止剤の具体例としては、フルオロベンゼン、フルオロトルエン、ベンゾトリフルオリド、2−フルオロビフェニル、o−シクロヘキシルフルオロベンゼン、p−シクロヘキシルフルオロベンゼン等の前記芳香族化合物の部分フッ素化物;
2,4−ジフルオロアニソール、2,5−ジフルオロアニソール、1,6−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物;
等も挙げられる。
Furthermore, specific examples of other overcharge preventing agents include partially fluorinated products of the aromatic compounds such as fluorobenzene, fluorotoluene, benzotrifluoride, 2-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene and the like. ;
Fluorine-containing anisole compounds such as 2,4-difluoroanisole, 2,5-difluoroanisole, 1,6-difluoroanisole;
And so on.

なお、これらの過充電防止剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせで併用してもよい。また、任意の組合せで併用する場合にも上記に例示し同一の分類の化合物で併用してもよく、異なる分類の化合物で併用してもよい。
過充電防止剤を配合する場合、過充電防止剤の配合量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全体に対して、好ましくは0.001質量%以上、10質量%以下の範囲である。
In addition, these overcharge inhibitors may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations. Moreover, when using together by arbitrary combinations, it may use together by the compound of the same classification illustrated above and may be used together by a compound of a different classification | category.
When blending the overcharge inhibitor, the blending amount of the overcharge inhibitor is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is preferably 0.001% by mass or more based on the whole non-aqueous electrolyte. It is the range of 10 mass% or less.

本発明の非水系電解液に過充電防止剤を、本発明の効果を著しく損なわない範囲で含有させることは、万が一、誤った使用法や充電装置の異常等の過充電保護回路が正常に動作しない状況になり過充電されたとしても、非水系電解液二次電池の安全性が向上するので好ましい。   If the non-aqueous electrolyte of the present invention contains an overcharge inhibitor within a range that does not significantly impair the effects of the present invention, the overcharge protection circuit such as an incorrect usage or an abnormality of the charging device should operate normally. Even if the battery is overcharged due to the situation, it is preferable because the safety of the non-aqueous electrolyte secondary battery is improved.

<1−6−2.助剤>
一方、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を改善するための助剤の具体例としては、次のようなものが挙げられる。
エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート等の不飽和結合を有するカーボネートに該当するもの以外のカーボネート化合物;
エチレンサルファイト等の環状サルファイト;
1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1,3−プロペンスルトン、1,4−ブテンスルトン等の環状スルホン酸エステル;
メタンスルホン酸メチル、ブスルファン等の鎖状スルホン酸エステル;
スルホラン、スルホレン等の環状スルホン;
<1-6-2. Auxiliary>
On the other hand, specific examples of the auxiliary for improving capacity maintenance characteristics and cycle characteristics after high-temperature storage include the following.
Carbonate compounds other than those corresponding to carbonates having an unsaturated bond such as erythritan carbonate and spiro-bis-dimethylene carbonate;
Cyclic sulfites such as ethylene sulfite;
Cyclic sulfonate esters such as 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1,3-propene sultone, 1,4-butene sultone;
Chain sulfonate esters such as methyl methanesulfonate and busulfan;
Cyclic sulfones such as sulfolane and sulfolene;

ジメチルスルホン、ジフェニルスルホン、メチルフェニルスルホン等の鎖状スルホン;
ジブチルジスルフィド、ジシクロヘキシルジスルフィド、テトラメチルチウラムモノスルフィド等のスルフィド類;
N,N−ジメチルメタンスルホンアミド、N,N−ジエチルメタンスルホンアミド等のスルホンアミド類等の含硫黄化合物;
1−メチル−2−ピロリジノン、1−メチル−2−ピペリドン、3−メチル−2−オキサゾリジノン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン等の含窒素化合物;
ヘプタン、オクタン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物;
フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等の含フッ素芳香族化合物;
等が挙げられる。
Chain sulfones such as dimethyl sulfone, diphenyl sulfone, and methylphenyl sulfone;
Sulfides such as dibutyl disulfide, dicyclohexyl disulfide, tetramethylthiuram monosulfide;
Sulfur-containing compounds such as sulfonamides such as N, N-dimethylmethanesulfonamide and N, N-diethylmethanesulfonamide;
Nitrogen-containing compounds such as 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone;
Hydrocarbon compounds such as heptane, octane, cycloheptane;
Fluorine-containing aromatic compounds such as fluorobenzene, difluorobenzene, and benzotrifluoride;
Etc.

なお、これらの助剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
本発明の非水系電解液がこれらの助剤を含有する場合、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全体に対して、好ましくは0.001質量%以上、10質量%以下の範囲である。
In addition, these adjuvants may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
When the non-aqueous electrolyte solution of the present invention contains these auxiliaries, it is optional as long as the effects of the present invention are not significantly impaired, but preferably 0.001% by mass or more, based on the whole non-aqueous electrolyte solution. It is the range of the mass% or less.

<1−7.非水系電解液の製造方法>
第一の本発明の非水系電解液は、前述の非水溶媒に、電解質と、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、さらに「特定CN化合物」と、必要に応じて前述の「添加剤」や「助剤」を溶解することにより調製することができる。
<1-7. Method for producing non-aqueous electrolyte>
The non-aqueous electrolyte solution of the first aspect of the present invention includes an electrolyte, at least one compound selected from the group consisting of an “unsaturated carbonate” and a “specific cyclic compound”, and fluorine-containing ethylene. It can be prepared by dissolving the carbonate derivative, the “specific CN compound”, and the above-mentioned “additives” and “auxiliaries” as necessary.

第二の本発明の非水系電解液は、前述の非水溶媒に、電解質と、含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、さらに「特定CN化合物」と、必要に応じて「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物や、前述の「添加剤」や「助剤」を溶解することにより調製することができる。
非水系電解液を調製するに際しては、非水系電解液の各原料、すなわち、リチウム塩等の電解質、「不飽和カーボネート」、及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物、含フッ素エチレンカーボネート誘導体、「特定CN化合物」、非水溶媒、添加剤、助剤等は、予め脱水しておくことが好ましい。脱水の程度としては、通常50ppm以下、好ましくは30ppm以下となるまで脱水することが望ましい。
The non-aqueous electrolyte solution of the second aspect of the present invention includes an electrolyte, a fluorine-containing ethylene carbonate derivative, a “specific CN compound”, an “unsaturated carbonate”, and a “specific” as necessary. It can be prepared by dissolving at least one compound selected from the group consisting of “cyclic compounds” and the aforementioned “additives” and “auxiliaries”.
In preparing the non-aqueous electrolyte, each raw material of the non-aqueous electrolyte, that is, at least one compound selected from the group consisting of electrolytes such as lithium salts, “unsaturated carbonates”, and “specific cyclic compounds”, The fluorine-containing ethylene carbonate derivative, “specific CN compound”, non-aqueous solvent, additive, auxiliary agent and the like are preferably dehydrated in advance. The degree of dehydration is usually 50 ppm or less, preferably 30 ppm or less.

非水系電解液中の水分を除去することで、水の電気分解、水とリチウム金属との反応、リチウム塩の加水分解等が生じ難くなる。脱水の手段としては特に制限はないが、例えば、脱水する対象が非水溶媒等の液体の場合は、モレキュラーシーブ等の乾燥剤を用いればよい。また脱水する対象が電解質等の固体の場合は、分解が起きる温度未満で加熱して乾燥させればよい。   By removing moisture in the non-aqueous electrolyte, water electrolysis, water-lithium metal reaction, lithium salt hydrolysis, and the like are less likely to occur. The dehydration means is not particularly limited. For example, when the object to be dehydrated is a liquid such as a non-aqueous solvent, a desiccant such as molecular sieve may be used. In addition, when the object to be dehydrated is a solid such as an electrolyte, it may be dried by heating at a temperature lower than the temperature at which decomposition occurs.

[2.非水系電解液二次電池]
本発明の非水系電解液二次電池は、リチウムイオンを吸蔵及び放出し得る負極及び正極と前記の本発明の非水系電解液とを備えるものである。
<2−1.電池構成>
第一の本発明の非水系電解液二次電池は、上述の非水系電解液以外の構成については、従来公知の非水系電解液非水系電解液二次電池と同様であり、通常は、本発明の非水系電解液が含浸されている多孔膜(セパレータ)を介して正極と負極とが積層され、これらがケース(外装体)に収納された形態を有する。従って、本発明の非水系電解液二次電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
[2. Non-aqueous electrolyte secondary battery]
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention comprises a negative electrode and a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions and the non-aqueous electrolyte of the present invention.
<2-1. Battery configuration>
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the first aspect of the present invention is the same as the conventionally known non-aqueous electrolyte non-aqueous electrolyte secondary battery except for the non-aqueous electrolyte described above. The positive electrode and the negative electrode are laminated through a porous membrane (separator) impregnated with the nonaqueous electrolyte solution of the invention, and these are housed in a case (exterior body). Therefore, the shape of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

第二の本発明の非水系電解液二次電池は、後述する<2−3.正極>の項に詳細に説明する特定の正極、及び、上述の非水系電解液以外の構成については、従来公知の非水系電解液非水系電解液二次電池と同様であり、通常は、本発明の非水系電解液が含浸されている多孔膜(セパレータ)を介して正極と負極とが積層され、これらがケース(外装体)に収納された形態を有する。従って、本発明の非水系電解液二次電池の形状は特に制限されるものではなく、円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。   The non-aqueous electrolyte secondary battery of the second aspect of the present invention will be described later in <2-3. The structure other than the specific positive electrode described in detail in the section of “Positive electrode> and the non-aqueous electrolyte described above is the same as that of a conventionally known non-aqueous electrolyte non-aqueous electrolyte secondary battery. The positive electrode and the negative electrode are laminated through a porous membrane (separator) impregnated with the nonaqueous electrolyte solution of the invention, and these are housed in a case (exterior body). Therefore, the shape of the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

<2−2.非水系電解液>
非水系電解液としては、上述の本発明の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、本発明の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を混合して用いることも可能である。
<2−3.正極>
以下に本発明の非水系電解液二次電池に使用される正極について説明する。
<2-2. Non-aqueous electrolyte>
As the non-aqueous electrolyte, the above-described non-aqueous electrolyte of the present invention is used. In addition, in the range which does not deviate from the meaning of this invention, it is also possible to mix and use other nonaqueous electrolyte solution with respect to the nonaqueous electrolyte solution of this invention.
<2-3. Positive electrode>
The positive electrode used for the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described below.

<2−3−1.正極活物質>
以下に正極に使用される正極活物質について説明する。
(1)組成
第二の本発明の正極は、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を含有することを特徴とする。このようなリチウムマンガン複合酸化物としては、そのマンガンサイトの一部を置換したものであることが好ましい。特に典型元素により置換されたものであることが好ましい。このようなマンガンサイトを置換する典型元素としては、Li、B
、Na、Mg、Al、Ca、Zn、Ga、Ge等が挙げられる。無論複数の元素でマンガンサイトを置換することも可能である。マンガンサイトの置換元素としては、Li、Mg、Al、Gaが好ましく、特にAl及び/又はLiが好ましい。典型元素の置換量はマンガン2モルの中の0.03モル以上が好ましく、更に好ましくは0.05モル以上、最も好ましくは0.07モル以上である。
特に好ましいリチウムマンガン複合酸化物は、一般式
<2-3-1. Cathode active material>
The positive electrode active material used for the positive electrode will be described below.
(1) Composition The positive electrode of the second aspect of the present invention is characterized by containing a lithium manganese composite oxide having a spinel structure. Such a lithium manganese composite oxide is preferably one in which a part of the manganese site is substituted. In particular, those substituted with typical elements are preferred. Typical elements that replace such manganese sites include Li and B.
, Na, Mg, Al, Ca, Zn, Ga, Ge and the like. Of course, it is possible to replace the manganese site with a plurality of elements. Li, Mg, Al, and Ga are preferred as manganese site substitution elements, and Al and / or Li are particularly preferred. The substitution amount of the typical element is preferably 0.03 mol or more in 2 mol of manganese, more preferably 0.05 mol or more, and most preferably 0.07 mol or more.
Particularly preferred lithium manganese composite oxides have the general formula

Li1+w[Mn(2−x)AlLi]O
(式中、w、x、y及びzはそれぞれ0以上の数であり、x=y+zである。但し、yとzは同時に0でない)で表される化合物である。ここで、wとしては通常0.3以下、好ましくは0.2以下、特に好ましくは0.15以下である。yとしては、通常0.5以下、好ましくは0.25以下であり、また通常は0.1以上である。また、zとしては、通常0.1以下、好ましくは0.08以下である。yやzが小さすぎると高温特性が悪化することがあり、一方大きすぎると容量が低下する傾向にある。
Li 1 + w [Mn (2-x) Al y Li z ] O 4
(Wherein w, x, y and z are each a number of 0 or more and x = y + z, where y and z are not 0 at the same time). Here, w is usually 0.3 or less, preferably 0.2 or less, particularly preferably 0.15 or less. y is usually 0.5 or less, preferably 0.25 or less, and usually 0.1 or more. Z is usually 0.1 or less, preferably 0.08 or less. If y and z are too small, the high temperature characteristics may be deteriorated. On the other hand, if y and z are too large, the capacity tends to decrease.

なお、上記において、複合酸化物の酸素原子は不定比性を有していてもよく、また酸素原子の一部がフッ素等のハロゲン元素で置換されていてもよい。
第二の本発明の正極は、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を含有し、さらに、層状構造を有するリチウムニッケル複合酸化物を含有することが好ましい。高温雰囲気下における、サイクル特性、保存特性を向上させることができるためである。
In the above, the oxygen atom of the composite oxide may have nonstoichiometry, and a part of the oxygen atom may be substituted with a halogen element such as fluorine.
The positive electrode of the second aspect of the present invention preferably contains a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, and further contains a lithium nickel composite oxide having a layered structure. This is because the cycle characteristics and storage characteristics can be improved in a high temperature atmosphere.

スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物と層状構造を有するリチウムニッケル複合酸化物との混合割合の範囲としては、重量比で、通常20:1から1:20の範囲、好ましくは15:1から1:15の範囲、より好ましくは10:1から1:10の範囲、特に好ましくは5:1から1:5の範囲、最も好ましくは5:1から1:1の範囲である。この範囲を逸脱すると、本発明の効果を得にくくなる虞がある。   The mixing ratio of the lithium manganese composite oxide having a spinel structure and the lithium nickel composite oxide having a layered structure is usually in the range of 20: 1 to 1:20, preferably 15: 1, by weight. It is in the range of 1:15, more preferably in the range of 10: 1 to 1:10, particularly preferably in the range of 5: 1 to 1: 5, most preferably in the range of 5: 1 to 1: 1. If it deviates from this range, the effects of the present invention may be difficult to obtain.

このようなリチウムニッケル複合酸化物としては、そのニッケルサイトの一部を置換したものであることが好ましい。置換元素として好ましい元素としては、Al、Fe、Sn、Cr、Cu、Ti、Zn、Co、Mn等の金属元素を挙げることができる。無論複数の元素でニッケルサイトを置換することも可能である。特にはAl及び/又はCo及び/又はMnで置換されていることが好ましい。
特に好ましいリチウムニッケル複合酸化物は、一般式
Such a lithium nickel composite oxide is preferably one in which a part of the nickel site is substituted. Preferable elements for the substitution element include metal elements such as Al, Fe, Sn, Cr, Cu, Ti, Zn, Co, and Mn. Of course, it is also possible to replace nickel sites with a plurality of elements. In particular, it is preferably substituted with Al and / or Co and / or Mn.
Particularly preferred lithium nickel composite oxides have the general formula

Li1+s[Ni(1−p)Co]O
(式中、MはAlもしくはMnを表す。p、q、r及びsはそれぞれ0以上の数であり、p=q+rである。但し、qとrは同時に0ではない)で表される化合物である。ここで、q及びrは、それぞれ独立に、通常0.7以下、好ましくは0.5以下であり、また通常は0.05以上であり、好ましくは0.1以上である。また、MがAlであるとき、rは、通常0.1以下、好ましくは0.08以下であり、また通常0.02以上である。sは通常0.3以下、好ましくは0.2以下、特に好ましくは0.15以下である。qやrが小さすぎると高温特性が良くない傾向にあり、一方大きすぎると容量が低下する傾向にある。
Li 1 + s [Ni (1 -p) Co q M r] O 2
(Wherein M represents Al or Mn. P, q, r and s are each a number of 0 or more, and p = q + r, where q and r are not 0 at the same time) It is. Here, q and r are each independently usually 0.7 or less, preferably 0.5 or less, and usually 0.05 or more, preferably 0.1 or more. When M is Al, r is usually 0.1 or less, preferably 0.08 or less, and usually 0.02 or more. s is usually 0.3 or less, preferably 0.2 or less, particularly preferably 0.15 or less. If q or r is too small, the high temperature characteristics tend to be poor, while if too large, the capacity tends to decrease.

なお、上記において、リチウムニッケル複合酸化物の酸素原子は不定比性を有してもよく、また酸素素子の一部がフッ素等のハロゲン元素で置換されていてもよい。
また、第二の本発明の正極は、さらに別の活物質を含有してもよい。
また、第一の本発明においては、上記の活物質を用いてもよいが、他の活物質を用いてもよく、特に制限されない。他の正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限はないが、例えば、リチウムと少なくとも1種の遷
移金属を含有する物質が好ましい。具体例としては、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物、リチウム含有遷移金属ケイ酸化合物、リチウム含有遷移金属ホウ酸化合物が挙げられる。
In the above, the oxygen atom of the lithium nickel composite oxide may have nonstoichiometry, and a part of the oxygen element may be substituted with a halogen element such as fluorine.
The positive electrode of the second present invention may further contain another active material.
In the first aspect of the present invention, the above active material may be used, but other active materials may be used and are not particularly limited. The other positive electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. For example, a material containing lithium and at least one transition metal is preferable. Specific examples include lithium transition metal composite oxides, lithium-containing transition metal phosphate compounds, lithium-containing transition metal silicate compounds, and lithium-containing transition metal borate compounds.

リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としては、前記と重複するところがあるが、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiNiO等のリチウムニッケル複合酸化物、LiMnO、LiMn、LiMnO等のリチウムマンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 As the transition metal of the lithium transition metal composite oxide, there are some overlaps with the above, but V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, etc. are preferable, and specific examples include lithium, such as LiCoO 2. Cobalt composite oxides, lithium nickel composite oxides such as LiNiO 2 , lithium manganese composite oxides such as LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , Li 2 MnO 4, transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal composite oxides Part of is replaced with other metals such as Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn, W Etc.

置換されたものの具体例としては、例えば、LiNi0.5Mn0.5、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiMn1.8Al0.2、LiMn1.5Ni0.5等が挙げられる。 リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO、LiFe(PO、LiFeP等のリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 As specific examples of the substituted ones, for example, LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like. As the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound, V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples include, for example, LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 4 ). 3 , iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn , Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn, W and the like substituted with other metals.

リチウム含有遷移金属ホウ酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFeBO等のホウ酸鉄類、LiCoBO等のホウ酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属ホウ酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の金属で置換したもの等が挙げられる。 The transition metal of the lithium-containing transition metal borate compound, V, Ti, Cr, Mn , Fe, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples, LiFeBO 3 like boric Santetsurui, LiCoBO 3 Cobalt borates such as these, some of the transition metal atoms that are the main components of these lithium transition metal borate compounds are Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Examples include those substituted with other metals such as Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn, and W.

(2)表面被覆
上記の正極活物質の表面に、主体となる正極活物質を構成する物質とは異なる組成の物質(以後、適宜「表面付着物質」という)が付着したものを用いることもできる。表面付着物質の例としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
(2) Surface coating A material having a composition different from that of the main constituent of the positive electrode active material (hereinafter referred to as “surface adhering substance” as appropriate) may be used on the surface of the positive electrode active material. . Examples of surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, Examples thereof include sulfates such as calcium sulfate and aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate, and carbon.

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加させた後に乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて正極活物質に含浸添加させた後に加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により、正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭素質を、例えば、活性炭等の形で後から機械的に付着させる方法も用いることができる。   These surface adhering substances are, for example, a method in which they are dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material, and then dried. Then, it can be made to adhere to the surface of the positive electrode active material by a method of reacting by heating or the like, a method of adding to the positive electrode active material precursor and firing simultaneously. In addition, when attaching carbon, the method of attaching carbonaceous material mechanically later, for example in the form of activated carbon etc. can also be used.

正極活物質の表面に付着している表面付着物質の質量は、正極活物質の質量に対して、好ましくは0.1ppm以上であり、1ppm以上がより好ましく、10ppm以上が更に好ましい。また、好ましくは20%以下であり、10%以下がより好ましく、5%以下が更に好ましい。
表面付着物質により、正極活物質表面での非水系電解液の酸化反応を抑制することがで
き、電池寿命を向上させることができる。また、付着量が上記範囲内にあると、その効果を十分に発現することができ、リチウムイオンの出入りを阻害することなく抵抗も増加し難くなる。
The mass of the surface adhering substance adhering to the surface of the positive electrode active material is preferably 0.1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, still more preferably 10 ppm or more with respect to the mass of the positive electrode active material. Further, it is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 5% or less.
The surface adhering substance can suppress the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte on the surface of the positive electrode active material, and can improve the battery life. Moreover, when the adhesion amount is within the above range, the effect can be sufficiently exhibited, and resistance is hardly increased without inhibiting the entry and exit of lithium ions.

(3)形状
正極活物質粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が用いられる。また、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状又は楕円球状であってもよい。
(3) Shape As the shape of the positive electrode active material particles, a lump shape, a polyhedron shape, a spherical shape, an elliptical spherical shape, a plate shape, a needle shape, a columnar shape, and the like, which are conventionally used, are used. The primary particles may be aggregated to form secondary particles, and the shape of the secondary particles may be spherical or elliptical.

(4)タップ密度
正極活物質のタップ密度は、好ましくは0.5g・cm−3以上であり、1.0g・cm−3以上がより好ましく、1.5g・cm−3以上が更に好ましい。また、好ましくは4.0g・cm−3以下であり、3.7g・cm−3以下がより好ましい。 タップ密度の高い金属複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。正極活物質のタップ密度が上記範囲内にあると、正極活物質層形成時に必要な分散媒の量が適度なものとなるため、導電材やバインダーの量も適量となるため、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約されることなく、電池容量への影響も少なくなる。
(4) Tap Density Tap density positive electrode active material, preferably at 0.5 g · cm -3 or more, more preferably 1.0 g · cm -3 or more, 1.5 g · cm -3 or more is more preferable. Further, it is preferably 4.0 g · cm −3 or less, and more preferably 3.7 g · cm −3 or less. By using a metal composite oxide powder having a high tap density, a high-density positive electrode active material layer can be formed. When the tap density of the positive electrode active material is within the above range, the amount of the dispersion medium necessary for forming the positive electrode active material layer becomes appropriate, and the amount of the conductive material and binder is also appropriate. The positive electrode active material filling rate is not limited, and the battery capacity is less affected.

正極活物質のタップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセル容積を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量から密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明における正極活物質のタップ密度として定義する。 The tap density of the positive electrode active material is measured by passing a sieve having a mesh size of 300 μm, dropping the sample onto a 20 cm 3 tapping cell to fill the cell volume, and then measuring a powder density measuring device (for example, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using a tap denser, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the positive electrode active material in the present invention.

(5)メジアン径d50
正極活物質の粒子のメジアン径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は、レーザー回折/散乱式粒度分布測定装置を用いて測定することができる。
メジアン径d50は、好ましくは0.1μm以上であり、0.5μm以上がより好ましく、1μm以上が更に好ましく、3μm以上が特に好ましく、また、好ましくは30μm以下であり、20μm以下がより好ましく、16μm以下が更に好ましく、15μm以下が特に好ましい。メジアン径d50が上記範囲内であると、高嵩密度品を得易くなくなり、さらに、粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるらないため、電池特性が低下し難くなる。また、電池の正極作成すなわち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際には、スジ引き等も生じ難くなる。
(5) Median diameter d50
The median diameter d50 (secondary particle diameter when primary particles are aggregated to form secondary particles) of the positive electrode active material particles can be measured using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer. it can.
The median diameter d50 is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, further preferably 1 μm or more, particularly preferably 3 μm or more, preferably 30 μm or less, more preferably 20 μm or less, and more preferably 16 μm. The following is more preferable, and 15 μm or less is particularly preferable. When the median diameter d50 is within the above range, it becomes difficult to obtain a high bulk density product, and further, it does not take time for the diffusion of lithium in the particles, so that the battery characteristics are difficult to deteriorate. In addition, when forming a positive electrode of a battery, that is, when an active material, a conductive material, a binder, and the like are slurried with a solvent and applied in a thin film shape, streaking is less likely to occur.

なお、異なるメジアン径d50をもつ正極活物質を2種類以上、任意の比率で混合することで、正極作成時の充填性を更に向上させることもできる。
正極活物質のメジアン径d50の測定は、0.1質量%ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を分散媒として用い、粒度分布計(例えば、堀場製作所社製LA−920)を用いて、正極活物質の分散液に対して5分間の超音波分散後に測定屈折率1.24に設定して測定する。
In addition, the filling property at the time of positive electrode preparation can be further improved by mixing two or more types of positive electrode active materials having different median diameters d50 at an arbitrary ratio.
The median diameter d50 of the positive electrode active material was measured using a 0.1 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution as a dispersion medium, and using a particle size distribution analyzer (for example, LA-920 manufactured by Horiba, Ltd.), In contrast, after the ultrasonic dispersion for 5 minutes, the measurement refractive index is set to 1.24 and measured.

(6)平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合、正極活物質の平均一次粒子径は、好ましくは0.01μm以上であり、0.05μm以上がより好ましく、0.08μm以上が更に好ましく、0.1μm以上が特に好ましく、また、好ましくは3μm以下であり、2μm以下がより好ましく、1μm以下が更に好ましく、0.6μm以下が特に好ましい。上記範囲内であると、球状の二次粒子を形成し易くなり、粉体充填性が適度なものとなり、比表面積を十分確保できるため、出力特性等の電池性能の低下を抑制することができ
る。
(6) Average primary particle diameter When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more, It is more preferably 0.08 μm or more, particularly preferably 0.1 μm or more, and preferably 3 μm or less, more preferably 2 μm or less, still more preferably 1 μm or less, and particularly preferably 0.6 μm or less. Within the above range, it becomes easy to form spherical secondary particles, the powder filling property becomes appropriate, and a sufficient specific surface area can be secured, so that deterioration of battery performance such as output characteristics can be suppressed. .

なお、正極活物質の平均一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、10000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   The average primary particle size of the positive electrode active material is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is obtained for any 50 primary particles and obtained by taking the average value. It is done.

(7)BET比表面積
正極活物質のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、好ましくは0.2m・g−1以上であり、0.3m・g−1以上がより好ましく、0.4m・g−1以上が更に好ましく、また、好ましくは4.0m・g−1以下であり、2.5m・g−1以下がより好ましく、1.5m・g−1以下が更に好ましい。BET比表面積の値が、上記範囲内であると、電池性能の低下を防ぎ易い。さらに、十分なタップ密度を確保でき、正極活物質形成時の塗布性が良好となる。
(7) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the positive electrode active material, the value of the specific surface area measured using the BET method is preferably 0.2 m 2 · g −1 or more, and 0.3 m 2 · g −1. or more, and further preferably 0.4 m 2 · g -1 or higher, and preferably not more than 4.0m 2 · g -1, 2.5m more preferably 2 · g -1 or less, 1.5 m 2 · g −1 or less is more preferable. When the value of the BET specific surface area is within the above range, it is easy to prevent a decrease in battery performance. Furthermore, a sufficient tap density can be ensured, and the applicability at the time of forming the positive electrode active material becomes good.

正極活物質のBET比表面積は、表面積計(例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて測定する。具体的には、試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定する。該測定で求められる比表面積を、本発明における正極活物質のBET比表面積と定義する。   The BET specific surface area of the positive electrode active material is measured using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken). Specifically, the sample was pre-dried for 30 minutes at 150 ° C. under a nitrogen flow, and then the nitrogen-helium mixed gas accurately adjusted so that the relative pressure of nitrogen to the atmospheric pressure was 0.3. Is measured by a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the positive electrode active material in the present invention.

(8)正極活物質の製造法
正極活物質の製造法としては、本発明の要旨を超えない範囲で特には制限されないが、いくつかの方法が挙げられ、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
特に球状ないし楕円球状の活物質を作製するには種々の方法が考えられるが、例えばその1例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作製回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。
(8) Method for Producing Positive Electrode Active Material The method for producing the positive electrode active material is not particularly limited as long as it does not exceed the gist of the present invention, but there are several methods, which are common as methods for producing inorganic compounds. The method is used.
In particular, various methods are conceivable for producing a spherical or elliptical active material. For example, transition metal source materials such as transition metal nitrates and sulfates, and source materials of other elements as necessary. Is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to produce and recover a spherical precursor, which is dried as necessary, and then LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO There is a method in which an active material is obtained by adding a Li source such as 3 and baking at a high temperature.

また、別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 In addition, as an example of another method, transition metal raw materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, oxides and the like, and if necessary, raw materials of other elements are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. Then, it is dry-molded with a spray dryer or the like to obtain a spherical or oval spherical precursor, and a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 is added to the precursor and calcined at a high temperature to obtain an active material Is mentioned.

更に別の方法の例として、遷移金属硝酸塩、硫酸塩、水酸化物、酸化物等の遷移金属原料物質と、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源と、必要に応じ他の元素の原料物質とを水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これを高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 Examples of other methods include transition metal source materials such as transition metal nitrates, sulfates, hydroxides, oxides, Li sources such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 , and other elements as necessary. The raw material is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and is then dried by a spray dryer or the like to form a spherical or elliptical precursor, which is fired at a high temperature to obtain an active material. Can be mentioned.

<2−3−2.正極構造と作製法>
以下に、本発明に使用される正極の構成及びその作製法について説明する。
(正極の作製法)
正極は、正極活物質粒子とバインダーとを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製される。正極活物質を用いる正極の製造は、公知の何れの方法で作製することができる。例えば、正極活物質とバインダー、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を液体媒体
に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成させることにより正極を得ることができる。
<2-3-2. Positive electrode structure and fabrication method>
Below, the structure of the positive electrode used for this invention and its preparation method are demonstrated.
(Production method of positive electrode)
The positive electrode is produced by forming a positive electrode active material layer containing positive electrode active material particles and a binder on a current collector. The production of the positive electrode using the positive electrode active material can be produced by any known method. For example, a positive electrode active material and a binder, and if necessary, a conductive material and a thickener mixed in a dry form into a sheet form are pressure-bonded to the positive electrode current collector, or these materials are dissolved in a liquid medium Alternatively, a positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on the current collector by dispersing it as a slurry, applying this to a positive electrode current collector and drying it.

正極活物質の正極活物質層中の含有量は、好ましくは60質量%以上であり、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは99.9質量%以下であり、99質量%以下がより好ましい。正極活物質の含有量が、上記範囲内であると、電気容量を十分確保できる。さらに、正極の強度も十分なものとなる。なお、本発明における正極活物質粉体は、1種を単独で用いてもよく、異なる組成又は異なる粉体物性の2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 60% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, still more preferably 80% by mass or more, and preferably 99.9% by mass or less. Yes, 99 mass% or less is more preferable. When the content of the positive electrode active material is within the above range, a sufficient electric capacity can be secured. Furthermore, the strength of the positive electrode is sufficient. In addition, the positive electrode active material powder in this invention may be used individually by 1 type, and may use together 2 or more types of a different composition or different powder physical properties by arbitrary combinations and ratios.

(導電材)
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素質材料等が挙げられる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Conductive material)
A known conductive material can be arbitrarily used as the conductive material. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite (graphite); carbon black such as acetylene black; and carbonaceous materials such as amorphous carbon such as needle coke. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中の導電材の含有量は、好ましくは0.01質量%以上であり、0.1質量%以上がより好ましく、1質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは50質量%以下であり、30質量%以下がより好ましく、15質量%以下が更に好ましい。含有量が上記範囲内であると、導電性を十分確保できる。さらに、電池容量の低下も防ぎやすい。   The content of the conductive material in the positive electrode active material layer is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 1% by mass or more, and preferably 50% by mass or less. 30 mass% or less is more preferable, and 15 mass% or less is still more preferable. When the content is within the above range, sufficient conductivity can be secured. Furthermore, it is easy to prevent a decrease in battery capacity.

(バインダー)
正極活物質層の製造に用いるバインダーは、非水系電解液や電極製造時用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に限定されない。
塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であれば特に限定されないが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(binder)
The binder used for manufacturing the positive electrode active material layer is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used when manufacturing the electrode.
In the case of the coating method, it is not particularly limited as long as it is a material that is dissolved or dispersed in a liquid medium used at the time of electrode production. Specific examples include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, and cellulose. Resin polymers such as nitrocellulose; rubbery polymers such as SBR (styrene butadiene rubber), NBR (acrylonitrile butadiene rubber), fluorine rubber, isoprene rubber, butadiene rubber, ethylene propylene rubber; styrene butadiene Styrene block copolymer or hydrogenated product thereof, EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymer, styrene / isoprene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof etc Thermoplastic elastomeric polymers; soft resinous polymers such as syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride (PVdF) ), Fluorinated polymers such as polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer; polymer compositions having ionic conductivity of alkali metal ions (especially lithium ions), etc. It is done. In addition, these substances may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

正極活物質層中のバインダーの含有量は、好ましくは0.1質量%以上であり、1質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは80質量%以下であり、60質量%以下がより好ましく、40質量%以下が更に好ましく、10質量%以下が特に好ましい。バインダーの割合が、上記範囲内であると、正極活物質を十分保持でき、正極の機械的強度を確保できるため、サイクル特性等の電池性能が良好となる。さらに、電池容量や導電性の低下を回避することにもつながる。   The binder content in the positive electrode active material layer is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, further preferably 3% by mass or more, and preferably 80% by mass or less. 60 mass% or less is more preferable, 40 mass% or less is still more preferable, and 10 mass% or less is especially preferable. When the ratio of the binder is within the above range, the positive electrode active material can be sufficiently retained, and the mechanical strength of the positive electrode can be secured, so that battery performance such as cycle characteristics is improved. Furthermore, it also leads to avoiding a decrease in battery capacity and conductivity.

(液体媒体)
正極活物質層を形成するためのスラリーの調製に用いる液体媒体としては、正極活物質
、導電材、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
(Liquid medium)
The liquid medium used for preparing the slurry for forming the positive electrode active material layer is a solvent that can dissolve or disperse the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the thickener used as necessary. If it exists, there is no restriction | limiting in particular in the kind, You may use either an aqueous solvent or an organic solvent.

水系媒体の例としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体の例としては、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド等の非プロトン性極性溶媒等を挙げることができる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of organic media include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone. Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; amines such as diethylenetriamine and N, N-dimethylaminopropylamine; ethers such as diethyl ether and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) and dimethylformamide And amides such as dimethylacetamide; aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethyl sulfoxide. In addition, these may be used individually by 1 type and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

(増粘剤)
スラリーを形成するための液体媒体として水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレンブタジエンゴム(SBR)等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。
増粘剤としては、本発明の効果を著しく制限しない限り制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Thickener)
When an aqueous medium is used as the liquid medium for forming the slurry, it is preferable to make a slurry using a thickener and a latex such as styrene butadiene rubber (SBR). A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry.
The thickener is not limited as long as the effect of the present invention is not significantly limited. Specifically, carboxymethylcellulose, methylcellulose, hydroxymethylcellulose, ethylcellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein and salts thereof Etc. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

増粘剤を使用する場合には、正極活物質に対する増粘剤の割合は、好ましくは0.1質量%以上であり、0.5質量%以上がより好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、好ましくは5質量%以下であり、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。上記範囲内であると、塗布性が良好となり、さらに、正極活物質層に占める活物質の割合が十分なものとなるため、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題を回避し易くなる。   When a thickener is used, the ratio of the thickener to the positive electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and further 0.6% by mass or more. It is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less. When the content is within the above range, the coating property is improved, and further, the ratio of the active material in the positive electrode active material layer becomes sufficient, so that the problem that the battery capacity decreases and the resistance between the positive electrode active materials increases. It is easier to avoid problems.

(圧密化)
集電体への上記スラリーの塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.5g・cm−3以上が更に好ましく、2g・cm−3以上が特に好ましく、また、4g・cm−3以下が好ましく、3.5g・cm−3以下が更に好ましく、3g・cm−3以下が特に好ましい。 正極活物質層の密度が、上記範囲内であると、集電体/活物質界面付近への非水系電解液の浸透性が低下することなく、特に高電流密度での充放電特性が良好となる。さらに、活物質間の導電性が低下し難くなり、電池抵抗が増大し難くなる。
(Consolidation)
In order to increase the packing density of the positive electrode active material, the positive electrode active material layer obtained by applying the slurry to the current collector and drying is preferably consolidated by a hand press, a roller press or the like. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1 g · cm −3 or more, more preferably 1.5 g · cm −3 or more, particularly preferably 2 g · cm −3 or more, and preferably 4 g · cm −3 or less. 3.5 g · cm −3 or less is more preferable, and 3 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the density of the positive electrode active material layer is within the above range, the non-aqueous electrolyte solution permeation into the vicinity of the current collector / active material interface does not decrease, and the charge / discharge characteristics particularly at a high current density are good. Become. Furthermore, the electrical conductivity between the active materials is difficult to decrease, and the battery resistance is difficult to increase.

(集電体)
正極集電体の材質としては特に制限は無く、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素質材料が挙げられる。中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。
(Current collector)
There is no restriction | limiting in particular as a material of a positive electrode electrical power collector, A well-known thing can be used arbitrarily. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; and carbonaceous materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, metal materials, particularly aluminum, are preferred.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素質材料の場
合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。
集電体の厚さは任意であるが、好ましくは1μm以上であり、3μm以上がより好ましく、5μm以上が更に好ましく、また、好ましくは1mm以下であり、100μm以下がより好ましく、50μm以下が更に好ましい。集電体の厚さが、上記範囲内であると、集電体として必要な強度を十分確保することができる。さらに、取り扱い性も良好となる。
Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, foam metal, etc. A carbon thin film, a carbon cylinder, etc. are mentioned. Of these, metal thin films are preferred. In addition, you may form a thin film suitably in mesh shape.
The thickness of the current collector is arbitrary, but is preferably 1 μm or more, more preferably 3 μm or more, further preferably 5 μm or more, and preferably 1 mm or less, more preferably 100 μm or less, and further preferably 50 μm or less. preferable. When the thickness of the current collector is within the above range, sufficient strength required for the current collector can be ensured. Furthermore, the handleability is also improved.

集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、(非水系電解液注液直前の片面の活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)が、好ましくは150以下であり、20以下がより好ましく、10以下が特に好ましく、また、好ましくは0.1以上であり、0.4以上がより好ましく、1以上が特に好ましい。
集電体と正極活物質層の厚さの比が、上記範囲内であると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じ難くなる。さらに、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し難くなり、電池容量が低下を防ぐことができる。
The thickness ratio between the current collector and the positive electrode active material layer is not particularly limited, but (active material layer thickness on one side immediately before non-aqueous electrolyte injection) / (current collector thickness) is preferably 150 or less, more preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less, preferably 0.1 or more, more preferably 0.4 or more, and particularly preferably 1 or more.
When the ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is within the above range, the current collector hardly generates heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. Furthermore, the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material is difficult to increase, and the battery capacity can be prevented from decreasing.

(電極面積)
高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、非水系電解液二次電池の外装の表面積に対する前記正極の電極面積の総和を、面積比で20倍以上とすることが好ましく、更に40倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。
(Electrode area)
From the viewpoint of increasing the stability at high output and high temperature, the area of the positive electrode active material layer is preferably larger than the outer surface area of the battery outer case. Specifically, the total electrode area of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the non-aqueous electrolyte secondary battery is preferably 20 times or more, and more preferably 40 times or more. The outer surface area of the outer case is the total area obtained by calculation from the vertical, horizontal, and thickness dimensions of the case part filled with the power generation element excluding the protruding part of the terminal in the case of a bottomed square shape. . In the case of a bottomed cylindrical shape, the geometric surface area approximates the case portion filled with the power generation element excluding the protruding portion of the terminal as a cylinder. The total electrode area of the positive electrode is the geometric surface area of the positive electrode mixture layer facing the mixture layer containing the negative electrode active material. , The sum of the areas where each surface is calculated separately.

(放電容量)
本発明の非水系電解液を用いる場合、非水系電解液二次電池の1個の電池外装に収納される電池要素のもつ電気容量(電池を満充電状態から放電状態まで放電したときの電気容量)が、1アンペアーアワー(Ah)以上であると、低温放電特性の向上効果が大きくなるため好ましい。そのため、正極板は、放電容量が満充電で、好ましくは3Ah(アンペアアワー)であり、より好ましくは4Ah以上、また、好ましくは20Ah以下であり、より好ましくは10Ah以下になるように設計する。
(Discharge capacity)
When the non-aqueous electrolyte of the present invention is used, the electric capacity of the battery element housed in one battery exterior of the non-aqueous electrolyte secondary battery (electric capacity when the battery is discharged from a fully charged state to a discharged state) ) Is 1 ampere hour (Ah) or more, since the effect of improving the low temperature discharge characteristics is increased. Therefore, the positive electrode plate is designed so that the discharge capacity is fully charged, preferably 3 Ah (ampere hour), more preferably 4 Ah or more, preferably 20 Ah or less, more preferably 10 Ah or less.

上記範囲内であると、大電流の取り出し時に電極反応抵抗による電圧低下が大きくなり過ぎず、電力効率の悪化を防ぐことができる。さらに、パルス充放電時の電池内部発熱による温度分布が大きくなり過ぎず、充放電繰り返しの耐久性が劣り、また、過充電や内部短絡等の異常時の急激な発熱に対して放熱効率も悪くなるといった現象を回避することができる。   Within the above range, the voltage drop due to the electrode reaction resistance does not become excessive when a large current is taken out, and the deterioration of the power efficiency can be prevented. Furthermore, the temperature distribution due to the internal heat generation of the battery during pulse charge / discharge does not become too large, the durability of repeated charge / discharge is inferior, and the heat dissipation efficiency is poor against sudden heat generation during abnormalities such as overcharge and internal short circuit. The phenomenon of becoming can be avoided.

(正極板の厚さ)
正極板の厚さは、特に限定されないが、高容量かつ高出力、高レート特性の観点から、集電体の厚さを差し引いた正極活物質層の厚さは、集電体の片面に対して、10μm以上が好ましく、20μm以上がより好ましく、また、200μm以下が好ましく、100μm以下がより好ましい。
(Thickness of positive plate)
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity, high output, and high rate characteristics, the thickness of the positive electrode active material layer minus the thickness of the current collector is relative to one side of the current collector. 10 μm or more is preferable, 20 μm or more is more preferable, 200 μm or less is preferable, and 100 μm or less is more preferable.

<2−4.負極>
負極に使用される負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能
なものであれば、特に制限はない。その具体例としては、炭素質材料、金属化合物系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が挙げられる。これら1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
<2-4. Negative electrode>
The negative electrode active material used for the negative electrode is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release lithium ions. Specific examples thereof include carbonaceous materials, metal compound materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like. One of these may be used alone, or two or more may be used in any combination.

<2−4−1.炭素質材料>
負極活物質として用いられる炭素質材料としては、特に限定されないが、下記(ア)〜(エ)から選ばれるものが、初期不可逆容量、高電流密度充放電特性のバランスがよく好ましい。
(ア)天然黒鉛
(イ)人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を400から3200℃の範囲で1回以上熱処理した炭素質材料
(ウ)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる結晶性を有する炭素質から成り立ち、かつ/又はその異なる結晶性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料
(エ)負極活物質層が少なくとも2種類以上の異なる配向性を有する炭素質から成り立ち、かつ/又はその異なる配向性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料
(ア)〜(エ)の炭素質材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<2-4-1. Carbonaceous material>
The carbonaceous material used as the negative electrode active material is not particularly limited, but a material selected from the following (A) to (D) is preferable because it has a good balance between initial irreversible capacity and high current density charge / discharge characteristics.
(A) Natural graphite (I) Artificial carbonaceous material and carbonaceous material obtained by heat treating artificial graphite material at least once in the range of 400 to 3200 ° C. (C) The negative electrode active material layer has at least two different crystallinities. (D) a negative electrode active material layer comprising carbonaceous materials having at least two different orientations, and / or a carbonaceous material having an interface with which the different crystalline carbonaceous materials are in contact. And / or the carbonaceous materials (a) to (d) having an interface with which the carbonaceous materials having different orientations are in contact may be used alone or in any combination of two or more. And may be used in combination in a ratio.

上記(イ)の人造炭素質物質又は人造黒鉛質物質の具体例としては、天然黒鉛、石炭系コークス、石油系コークス、石炭系ピッチ、石油系ピッチ及びこれらピッチを酸化処理したもの、ニードルコークス、ピッチコークス及びこれらを一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等の有機物の熱分解物、炭化可能な有機物及びこれらの炭化物、並びに炭化可能な有機物をベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン、n−へキサン等の低分子有機溶媒に溶解させた溶液状の炭化物等が挙げられる。
炭素質材料の性質については、次に示す(1)〜(8)の何れか1項目又は複数の項目を同時に満たしていることが望ましい。
Specific examples of the artificial carbonaceous material or artificial graphite material of (i) above include natural graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch, petroleum-based pitch and those pitch-oxidized, needle coke, Pitch coke and carbon materials partially graphitized thereof, furnace black, acetylene black, pyrolysis products of organic substances such as pitch-based carbon fibers, carbonizable organic substances and their carbides, and carbonizable organic substances as benzene, toluene, Examples include solution-like carbides dissolved in low-molecular organic solvents such as xylene, quinoline, and n-hexane.
As for the properties of the carbonaceous material, it is desirable that any one or a plurality of items (1) to (8) shown below are satisfied at the same time.

(1)X線パラメータ
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)は、0.335nm以上であることが好ましく、また、通常0.360nm以下であり、0.350nm以下が好ましく、0.345nm以下がより好ましい。また、学振法によるX線回折で求めた結晶子サイズ(Lc)は、好ましくは1.0nm以上であり、より好ましくは1.5nm以上、更に好ましくは2nm以上である。
(1) X-ray parameters The d-value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) obtained by X-ray diffraction by the Gakushin method of carbonaceous materials is preferably 0.335 nm or more, and is usually 0.8. It is 360 nm or less, preferably 0.350 nm or less, and more preferably 0.345 nm or less. The crystallite size (Lc) determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 1.0 nm or more, more preferably 1.5 nm or more, and still more preferably 2 nm or more.

(2)体積基準平均粒径
炭素質材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)が、通常1μm以上であり、3μm以上がより好ましく、5μm以上が更に好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、好ましくは100μm以下であり、50μm以下がより好ましく、40μm以下が更に好ましく、30μm以下が特に好ましく、25μm以下がとりわけ好ましい。体積基準平均粒径が上記範囲内であると、不可逆容量が増大しすぎることもなく、初期の電池容量の損失を招くことを回避しやすくなる。また、塗布により電極を作製する際に、均一に塗面しやすく、電池製作工程上望ましい。
(2) Volume-based average particle diameter The volume-based average particle diameter of the carbonaceous material is usually 1 μm or more, and more preferably 3 μm or more, based on the volume-based average particle diameter (median diameter) determined by the laser diffraction / scattering method. It is more preferably 5 μm or more, particularly preferably 7 μm or more, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, further preferably 40 μm or less, particularly preferably 30 μm or less, and particularly preferably 25 μm or less. When the volume reference average particle diameter is within the above range, the irreversible capacity does not increase excessively, and it is easy to avoid incurring loss of the initial battery capacity. In addition, when an electrode is produced by coating, it is easy to uniformly coat the surface, which is desirable in the battery manufacturing process.

体積基準平均粒径を測定するには、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約10mL)に炭素質材料粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA−700)を用いて行う。該測定で求められるメジアン径を、炭素質材料の体積基準平均粒径と定義する。   In order to measure the volume-based average particle size, a carbonaceous material powder is dispersed in a 0.2% by mass aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant, and laser diffraction / A scattering type particle size distribution meter (LA-700 manufactured by Horiba, Ltd.) is used. The median diameter determined by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the carbonaceous material.

(3)ラマンR値、ラマン半値幅
炭素質材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値が、好ましくは0.01以上であり、0.03以上がより好ましく、0.1以上が更に好ましく、また、好ましくは1.5以下であり、1.2以下がより好ましく、1以下が更に好ましく、0.5以下が特に好ましい。
(3) Raman R value, Raman half value width The Raman R value of the carbonaceous material is preferably 0.01 or more, more preferably 0.03 or more, as measured using an argon ion laser Raman spectrum method. It is more preferably 0.1 or more, preferably 1.5 or less, more preferably 1.2 or less, still more preferably 1 or less, and particularly preferably 0.5 or less.

ラマンR値が上記範囲にあると、粒子表面の結晶性が適度な範囲となり、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトの減少を抑制でき、充電受入性が低下し難くなる。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合にも、負荷特性の低下を招き難くなる。さらに、効率の低下やガス発生の増加を招き難くなる。
また、炭素質材料の1580cm−1付近のラマン半値幅は、特に限定されないが、10cm−1以上であり、15cm−1以上が好ましく、また、通常100cm−1以下であり、80cm−1以下が好ましく、60cm−1以下がより好ましく、40cm−1以下が特に好ましい。
When the Raman R value is in the above range, the crystallinity of the particle surface is in an appropriate range, and it is possible to suppress a decrease in sites where Li enters between layers with charge / discharge, and charge acceptability is hardly lowered. Further, even when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, it is difficult to cause a decrease in load characteristics. Furthermore, it is difficult to cause a decrease in efficiency and an increase in gas generation.
Moreover, the Raman half-width in the vicinity of 1580 cm −1 of the carbonaceous material is not particularly limited, but is 10 cm −1 or more, preferably 15 cm −1 or more, and is usually 100 cm −1 or less, and 80 cm −1 or less. Preferably, 60 cm −1 or less is more preferable, and 40 cm −1 or less is particularly preferable.

ラマン半値幅が上記範囲にあると、粒子表面の結晶性が適度な範囲となり、充放電に伴ってLiが層間に入るサイトの減少を抑制でき、充電受入性が低下し難くなる。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合にも、負荷特性の低下を招き難くなる。さらに、効率の低下やガス発生の増加を招き難くなる。
ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(日本分光社製ラマン分光器)を用いて、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られるラマンスペクトルについて、1580cm−1付近のピークPの強度Iと、1360cm−1付近のピークPの強度Iとを測定し、その強度比R(R=I/I)を算出する。該測定で算出されるラマンR値を、本発明における炭素質材料のラマンR値と定義する。また、得られるラマンスペクトルの1580cm−1付近のピークPの半値幅を測定し、これを本発明における炭素質材料のラマン半値幅と定義する。
When the Raman half width is in the above range, the crystallinity of the particle surface is in an appropriate range, and the decrease in the sites where Li enters between the layers can be suppressed with charge / discharge, and the charge acceptability is hardly lowered. Further, even when the negative electrode is densified by applying it to the current collector and then pressing it, it is difficult to cause a decrease in load characteristics. Furthermore, it is difficult to cause a decrease in efficiency and an increase in gas generation.
The measurement of the Raman spectrum, using a Raman spectrometer (manufactured by JASCO Corporation Raman spectrometer), the sample is naturally dropped into the measurement cell and filled, and the sample surface in the cell is irradiated with argon ion laser light, This is done by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser beam. The resulting Raman spectrum, the intensity I A of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1, and measuring the intensity I B of a peak P B in the vicinity of 1360 cm -1, the intensity ratio R (R = I B / I A) Is calculated. The Raman R value calculated by the measurement is defined as the Raman R value of the carbonaceous material in the present invention. Further, the half width of the peak P A in the vicinity of 1580 cm -1 of the resulting Raman spectrum was measured, which is defined as the Raman half-value width of the carbonaceous material in the present invention.

また、上記のラマン測定条件は、次の通りである。
・アルゴンイオンレーザー波長 :514.5nm
・試料上のレーザーパワー :15〜25mW
・分解能 :10〜20cm−1
・測定範囲 :1100cm−1〜1730cm−1・ラマンR値、ラマン半値幅解析:バックグラウンド処理
・スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
Moreover, said Raman measurement conditions are as follows.
Argon ion laser wavelength: 514.5nm
・ Laser power on the sample: 15-25mW
・ Resolution: 10-20cm -1
· Measurement range: 1100cm -1 ~1730cm -1 · Raman R value, Raman half-value width Analysis: Background processing, smoothing processing: simple average, convolution 5 points

(4)BET比表面積
炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、好ましくは0.1m・g−1以上であり、0.7m・g−1以上がより好ましく、1.0m・g−1以上が更に好ましく、1.5m・g−1以上が特に好ましく、また、好ましくは100m・g−1以下であり、25m・g−1以下がより好ましく、15m・g−1以下が更に好ましく、10m・g−1以下が特に好ましい。
(4) BET specific surface area As for the BET specific surface area of the carbonaceous material, the value of the specific surface area measured using the BET method is preferably 0.1 m 2 · g −1 or more, and 0.7 m 2 · g −1. The above is more preferable, 1.0 m 2 · g −1 or more is further preferable, 1.5 m 2 · g −1 or more is particularly preferable, and preferably 100 m 2 · g −1 or less, and 25 m 2 · g −. 1 or less is more preferable, 15 m 2 · g −1 or less is more preferable, and 10 m 2 · g −1 or less is particularly preferable.

BET比表面積の値が上記範囲内にあると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウム等のカチオンの受け入れ性がよく、リチウム等が電極表面で析出し難くなり、安定性が低下を回避しやすい。さらに。非水系電解液との反応性が抑制でき、ガス発生が少なく、好ましい電池が得られ易い。   When the value of the BET specific surface area is within the above range, the acceptability of cations such as lithium is good at the time of charging when used as a negative electrode material, lithium and the like are difficult to deposit on the electrode surface, and the stability is avoided. Cheap. further. The reactivity with the non-aqueous electrolyte can be suppressed, gas generation is small, and a preferable battery is easily obtained.

BET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対
する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本発明における炭素質材料のBET比表面積と定義する。
The specific surface area was measured by the BET method using a surface area meter (a fully automated surface area measuring device manufactured by Okura Riken), preliminarily drying the sample at 350 ° C. for 15 minutes under nitrogen flow, Using a nitrogen helium mixed gas accurately adjusted so that the value of the relative pressure becomes 0.3, the nitrogen adsorption BET one-point method by the gas flow method is used. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the carbonaceous material in the present invention.

(5)円形度
炭素質材料の球形の程度として円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
炭素質材料の粒径が3〜40μmの範囲にある粒子の円形度は1に近いほど望ましい。好ましくは0.1以上であり、0.5以上がより好ましく、0.8以上が更に好ましく、0.85以上が特に好ましく、0.9以上がとりわけ好ましい。
(5) Circularity When the circularity is measured as a spherical degree of the carbonaceous material, it is preferably within the following range. The circularity is defined as “circularity = (peripheral length of an equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual perimeter of the particle projection shape)”, and is theoretical when the circularity is 1. Become a true sphere.
It is desirable that the circularity of particles having a carbonaceous material particle size in the range of 3 to 40 μm is closer to 1. Preferably it is 0.1 or more, 0.5 or more is more preferable, 0.8 or more is further more preferable, 0.85 or more is especially preferable, and 0.9 or more is especially preferable.

高電流密度充放電特性は、一般に円形度が大きいほど向上する。従って、円形度が上記範囲を下回ると、負極活物質の充填性が低下し、粒子間の抵抗が増大して、短時間高電流密度充放電特性が低下する場合がある。
炭素質材料の円形度の測定は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製FPIA)を用いて行う。具体的には試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が3〜40μmの範囲の粒子について測定する。該測定で求められる円形度を、本発明における炭素質材料の円形度と定義する。
High current density charge / discharge characteristics generally improve as the circularity increases. Therefore, when the circularity is less than the above range, the filling property of the negative electrode active material is lowered, the resistance between particles is increased, and the high current density charge / discharge characteristics may be lowered for a short time.
The circularity of the carbonaceous material is measured using a flow particle image analyzer (FPIA manufactured by Sysmex Corporation). Specifically, about 0.2 g of a sample is dispersed in a 0.2 mass% aqueous solution (about 50 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and an ultrasonic wave of 28 kHz is output at 60 W for 1 After irradiating for minutes, the detection range is specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size is measured for particles in the range of 3 to 40 μm. The circularity obtained by the measurement is defined as the circularity of the carbonaceous material in the present invention.

円形度を向上させる方法は、特に限定されないが、球形化処理を施して球形にしたものが、電極体にしたときの粒子間空隙の形状が整うので好ましい。球形化処理の例としては、せん断力、圧縮力を与えることによって機械的に球形に近づける方法、複数の微粒子をバインダー若しくは、粒子自身の有する付着力によって造粒する機械的・物理的処理方法等が挙げられる。   The method for improving the degree of circularity is not particularly limited, but a spheroidized sphere is preferable because the shape of the interparticle void when the electrode body is formed is preferable. Examples of spheroidizing treatment include a method of mechanically approximating a sphere by applying a shearing force and a compressive force, a mechanical / physical processing method of granulating a plurality of fine particles by an adhesive force possessed by a binder or particles, etc. Is mentioned.

(6)タップ密度
炭素質材料のタップ密度は、好ましくは0.1g・cm−3以上であり、0.5g・cm−3以上がより好ましく、0.7g・cm−3以上が更に好ましく、1g・cm−3以上が特に好ましい。また、2g・cm−3以下が好ましく、1.8g・cm−3以下がより好ましく、1.6g・cm−3以下が特に好ましい。
(6) The tap density of the tap density carbonaceous material, preferably at 0.1 g · cm -3 or more, 0.5 g · cm -3 or more, and more preferably 0.7 g · cm -3 or more, 1 g · cm −3 or more is particularly preferable. Moreover, 2 g * cm <-3> or less is preferable, 1.8 g * cm < -3 > or less is more preferable, and 1.6 g * cm <-3> or less is especially preferable.

タップ密度が、上記範囲内であると、負極として用いた場合に充填密度を十分確保でき、高容量の電池を得ることができる。さらに、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎず、粒子間の導電性が確保され、好ましい電池特性が得易くなる。
タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量からタップ密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明における炭素質材料のタップ密度として定義する。
When the tap density is within the above range, a sufficient packing density can be secured when used as a negative electrode, and a high-capacity battery can be obtained. Furthermore, voids between the particles in the electrode are not reduced too much, conductivity between the particles is ensured, and preferable battery characteristics are easily obtained.
The tap density is measured by passing through a sieve having an opening of 300 μm, dropping the sample onto a 20 cm 3 tapping cell and filling the sample to the upper end surface of the cell, and then measuring a powder density measuring device (for example, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using a tap denser, tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the tap density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the carbonaceous material in the present invention.

(7)配向比
炭素質材料の配向比は、好ましくは0.005以上であり、0.01以上がより好ましく、0.015以上が更に好ましく、また、好ましくは0.67以下である。配向比が、上記範囲を下回ると、高密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。
(7) Orientation ratio The orientation ratio of the carbonaceous material is preferably 0.005 or more, more preferably 0.01 or more, still more preferably 0.015 or more, and preferably 0.67 or less. When the orientation ratio is below the above range, the high-density charge / discharge characteristics may deteriorate. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit value of the orientation ratio of the carbonaceous material.

炭素質材料の配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定することにより求
める。具体的には、試料0.47gを直径17mmの成型機に充填し、58.8MN・m−2で圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてX線回折を測定する。得られた炭素質材料の(110)回折と(004)回折のピーク強度から、(110)回折ピーク強度/(004)回折ピーク強度で表される比を算出する。該測定で算出される配向比を、本発明における炭素質材料の配向比と定義する。
The orientation ratio of the carbonaceous material is obtained by measuring by X-ray diffraction after pressure-molding the sample. Specifically, a molded body obtained by filling 0.47 g of a sample into a molding machine having a diameter of 17 mm and compressing with a 58.8 MN · m −2 is flush with the surface of the measurement sample holder using clay. Then, the X-ray diffraction is measured. From the (110) diffraction and (004) diffraction peak intensities of the obtained carbonaceous material, a ratio represented by (110) diffraction peak intensity / (004) diffraction peak intensity is calculated. The orientation ratio calculated by the measurement is defined as the orientation ratio of the carbonaceous material in the present invention.

このときのX線回折測定条件は次の通りである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :
発散スリット=0.5度
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
The X-ray diffraction measurement conditions at this time are as follows. “2θ” indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) graphite monochromator ・ Slit:
Divergence slit = 0.5 degree Light receiving slit = 0.15 mm
Scattering slit = 0.5 degrees Measurement range and step angle / measurement time:
(110) plane: 75 degrees ≦ 2θ ≦ 80 degrees 1 degree / 60 seconds (004) plane: 52 degrees ≦ 2θ ≦ 57 degrees 1 degree / 60 seconds

(8)アスペクト比(粉)
炭素質材料のアスペクト比は、通常1以上、また、通常10以下であり、8以下が好ましく、5以下がより好ましい。アスペクト比が上記範囲を外れると、極板化時にスジ引きが起きたりし、均一な塗布面が得られず、高電流密度充放電特性が低下する場合がある。なお、上記範囲の下限は、炭素質材料のアスペクト比の理論下限値である。
(8) Aspect ratio (powder)
The aspect ratio of the carbonaceous material is usually 1 or more and usually 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 5 or less. If the aspect ratio is out of the above range, streaking may occur when forming an electrode plate, a uniform coated surface may not be obtained, and high current density charge / discharge characteristics may be deteriorated. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit value of the aspect ratio of the carbonaceous material.

炭素質材料のアスペクト比の測定は、炭素質材料の粒子を走査型電子顕微鏡で拡大観察して行う。具体的には厚さ50ミクロン以下の金属の端面に固定した任意の50個の炭素質材料粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、3次元的に観察した時の炭素質材料粒子の最長となる径Aと、それと直交する最短となる径Bを測定し、A/Bの平均値を求める。該測定で求められるアスペクト比(A/B)を、本発明における炭素質材料のアスペクト比と定義する。   The aspect ratio of the carbonaceous material is measured by magnifying and observing the carbonaceous material particles with a scanning electron microscope. Specifically, arbitrary 50 carbonaceous material particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 microns or less are selected, and the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted, and observed three-dimensionally. Then, the longest diameter A of the carbonaceous material particles and the shortest diameter B orthogonal thereto are measured, and the average value of A / B is obtained. The aspect ratio (A / B) obtained by the measurement is defined as the aspect ratio of the carbonaceous material in the present invention.

<2−4−2.金属化合物系材料>
負極活物質として用いられる金属化合物系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば、特に限定されず、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金、又はそれらの酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、リン化物等の化合物が挙げられる。このような金属化合物としては、Ag、Al、Ba、Bi、Cu、Ga、Ge、In、Ni、P、Pb、Sb、Si、Sn、Sr、Zn等の金属を含有する化合物が挙げられる。なかでも、リチウム合金を形成する単体金属若しくは合金であることが好ましく、周期表13族又は14族の金属・半金属元素(すなわち炭素を除く)を含む材料あることがより好ましく、更には、ケイ素(Si)、スズ(Sn)又は鉛(Pb)(以下、これら3種の元素を「SSP金属元素」という場合がある)の単体金属若しくはこれら原子を含む合金、又は、それらの金属(SSP金属元素)の化合物であることが好ましい。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
<2-4-2. Metal compound materials>
The metal compound-based material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, and is a single metal or alloy that forms a lithium alloy, or oxides, carbides, nitrides, silicides thereof. Compounds such as oxides, sulfides and phosphides. Examples of such metal compounds include compounds containing metals such as Ag, Al, Ba, Bi, Cu, Ga, Ge, In, Ni, P, Pb, Sb, Si, Sn, Sr, and Zn. Especially, it is preferable that it is a single metal or alloy which forms a lithium alloy, and it is more preferable that there is a material containing a metal / metalloid element (that is, excluding carbon) of Group 13 or Group 14 of the periodic table. (Si), tin (Sn), or lead (Pb) (hereinafter, these three elements may be referred to as “SSP metal elements”), simple metals, alloys containing these atoms, or their metals (SSP metals) Element). These may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

SSP金属元素から選ばれる少なくとも1種の原子を有する負極活物質の例としては、何れか1種のSSP金属元素の金属単体、2種以上のSSP金属元素からなる合金、1種又は2種以上のSSP金属元素とその他の1種又は2種以上の金属元素とからなる合金、並びに、1種又は2種以上のSSP金属元素を含有する化合物、又は、その化合物の酸化物、炭化物、窒化物、珪化物、硫化物、リン化物等の複合化合物が挙げられる。負極活物質としてこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、電池の高容量化が可能である。   Examples of the negative electrode active material having at least one kind of atom selected from SSP metal elements include a single metal of any one SSP metal element, an alloy composed of two or more SSP metal elements, one kind or two or more kinds. Alloys composed of SSP metal elements and other one or more metal elements, and compounds containing one or more SSP metal elements, or oxides, carbides, and nitrides of the compounds , Compound compounds such as silicides, sulfides and phosphides. By using these simple metals, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, the capacity of the battery can be increased.

また、これらの複合化合物が、金属単体、合金、又は非金属元素等の数種の元素と複雑に結合した化合物も例として挙げることができる。より具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負極として動作しない金属との合金を用いることができる。また例えばスズでは、スズとケイ素以外で負極として作用する金属と、更に負極として動作しない金属と、非金属元素との組み合わせで5〜6種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。   Moreover, the compound which these complex compounds combined with several elements, such as a metal simple substance, an alloy, or a nonmetallic element, can also be mentioned as an example. More specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used. In addition, for example, in the case of tin, a complex compound containing 5 to 6 kinds of elements in combination with a metal that acts as a negative electrode other than tin and silicon, a metal that does not operate as a negative electrode, and a nonmetallic element can also be used. .

これらの負極活物質の中でも、電池にしたときに単位質量当りの容量が大きいことから、何れか1種のSSP金属元素の金属単体、2種以上のSSP金属元素の合金、SSP金属元素の酸化物や炭化物、窒化物等が好ましく、特に、ケイ素及び/又はスズの金属単体、合金、酸化物や炭化物、窒化物等が、単位質量当りの容量及び環境負荷の観点から好ましい。   Among these negative electrode active materials, since the capacity per unit mass is large when a battery is formed, any one element of an SSP metal element, an alloy of two or more SSP metal elements, oxidation of an SSP metal element In particular, silicon and / or tin metal, alloy, oxide, carbide, nitride and the like are preferable from the viewpoint of capacity per unit mass and environmental load.

また、金属単体又は合金を用いるよりは単位質量当りの容量には劣るものの、サイクル特性に優れることから、ケイ素及び/又はスズを含有する以下の化合物も好ましい。
・ケイ素及び/又はスズと酸素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの酸化物」。
・ケイ素及び/又はスズと窒素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの窒化物」。
・ケイ素及び/又はスズと炭素との元素比が通常0.5以上であり、好ましくは0.7以上、更に好ましくは0.9以上、また、通常1.5以下であり、好ましくは1.3以下、更に好ましくは1.1以下の「ケイ素及び/又はスズの炭化物」。
なお、上述の負極活物質は、何れか1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
In addition, although the capacity per unit mass is inferior to that of using a single metal or an alloy, the following compounds containing silicon and / or tin are also preferred because of excellent cycle characteristics.
The element ratio of silicon and / or tin to oxygen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. “Silicon and / or tin oxide” of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
-Element ratio of silicon and / or tin and nitrogen is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. “Silicon and / or tin nitride” of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
The elemental ratio of silicon and / or tin to carbon is usually 0.5 or more, preferably 0.7 or more, more preferably 0.9 or more, and usually 1.5 or less, preferably 1. “Carbide of silicon and / or tin” of 3 or less, more preferably 1.1 or less.
In addition, any one of the above-described negative electrode active materials may be used alone, or two or more thereof may be used in any combination and ratio.

<2−4−3.リチウム含有金属複合酸化物材料>
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば特に限定はされないが、チタンを含むリチウム含有複合金属酸化物材料が好ましく、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する場合がある。)が特に好ましい。すなわち、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、リチウムイオン非水系電解液二次電池用負極活物質に含有させて用いると、出力抵抗が大きく低減するので特に好ましい。
<2-4-3. Lithium-containing metal composite oxide material>
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but lithium-containing composite metal oxide materials containing titanium are preferable, and lithium and titanium composite oxidation (Hereinafter sometimes abbreviated as “lithium titanium composite oxide”) is particularly preferable. That is, it is particularly preferable to use a lithium titanium composite oxide having a spinel structure in a negative electrode active material for a lithium ion non-aqueous electrolyte secondary battery because the output resistance is greatly reduced.

また、リチウムチタン複合酸化物のリチウムやチタンが、他の金属元素、例えば、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及び
Nbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されているものも好ましい。
負極活物質としての上記金属酸化物としては、下記一般式(A)で表されるリチウムチタン複合酸化物であり、一般式(A)中、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイオンのドープ・脱ドープの際の構造が安定であることから好ましい。
In addition, lithium or titanium of the lithium titanium composite oxide is at least selected from the group consisting of other metal elements such as Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb. Those substituted with one element are also preferred.
The metal oxide as the negative electrode active material is a lithium titanium composite oxide represented by the following general formula (A), and 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 in the general formula (A) It is preferable that ≦ y ≦ 2.3 and 0 ≦ z ≦ 1.6 because the structure upon doping and dedoping of lithium ions is stable.

LiTi (A)(一般式(A)中、Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
上記の一般式(A)で表される組成の中でも、
(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
Li x Ti y M z O 4 (A) (in the general formula (A), M is selected from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb) Represents at least one element.)
Among the compositions represented by the general formula (A),
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
This structure is particularly preferable because of a good balance of battery performance.

上記化合物の特に好ましい代表的な組成は、(a)ではLi4/3Ti5/3、(b)ではLiTi、(c)ではLi4/5Ti11/5である。また、z≠0の構造については、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましいものとして挙げられる。
本発明における負極活物質としてのリチウムチタン複合酸化物は、上記した要件に加えて、更に、下記の[1]〜[8]に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1項目を満たしていることが好ましく、複数の項目を同時に満たすことが特に好ましい。
Particularly preferred representative compositions of the above compounds are Li 4/3 Ti 5/3 O 4 in (a), Li 1 Ti 2 O 4 in (b), and Li 4/5 Ti 11/5 O in (c). 4 . As for the structure of z ≠ 0, for example, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferable.
In addition to the above requirements, the lithium titanium composite oxide as the negative electrode active material in the present invention further satisfies at least one of the characteristics such as physical properties and shapes shown in the following [1] to [8]. It is preferable to satisfy a plurality of items at the same time.

[1]BET比表面積
負極活物質として用いられるリチウムチタン複合酸化物のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値が、0.5m・g−1以上が好ましく、0.7m・g−1以上がより好ましく、1.0m・g−1以上が更に好ましく、1.5m・g−1以上が特に好ましく、また、200m・g−1以下が好ましく、100m・g−1以下がより好ましく、50m・g−1以下が更に好ましく、25m・g−1以下が特に好ましい。
[1] BET specific surface area The BET specific surface area of the lithium-titanium composite oxide used as the negative electrode active material is preferably 0.5 m 2 · g −1 or more as measured by the BET method. 7 m 2 · g −1 or more is more preferred, 1.0 m 2 · g −1 or more is more preferred, 1.5 m 2 · g −1 or more is particularly preferred, and 200 m 2 · g −1 or less is preferred, 100 m 2 · g −1 or less is more preferred, 50 m 2 · g −1 or less is more preferred, and 25 m 2 · g −1 or less is particularly preferred.

BET比表面積が、上記範囲内であると、負極材料として用いた場合の非水系電解液と接する反応面積が減少し難く、出力抵抗が増加を防げる。さらに、チタンを含有する金属酸化物の結晶の表面や端面の部分の増加を抑え、これに起因する、結晶の歪も生じ難くなるのため、好ましい電池が得易くなる。
リチウムチタン複合酸化物のBET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用いて、試料に対して窒素流通下、350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物のBET比表面積と定義する。
When the BET specific surface area is within the above range, the reaction area in contact with the non-aqueous electrolyte when used as the negative electrode material is unlikely to decrease, and the output resistance can be prevented from increasing. Furthermore, since the increase in the surface and end face portions of the metal oxide crystal containing titanium is suppressed and the resulting crystal distortion is less likely to occur, a preferable battery is easily obtained.
The specific surface area of the lithium-titanium composite oxide was preliminarily dried at 350 ° C. for 15 minutes under a nitrogen flow using a surface area meter (a fully automatic surface area measuring device manufactured by Rikura Okura) using a surface area meter. Thereafter, a nitrogen adsorption BET one-point method using a gas flow method is performed using a nitrogen helium mixed gas that is accurately adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to atmospheric pressure is 0.3. The specific surface area determined by the measurement is defined as the BET specific surface area of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

[2]体積基準平均粒径
リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径)は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)で定義される。
リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径は、0.1μm以上が好ましく、0.5μm以上がより好ましく、0.7μm以上が更に好ましく、また、50μm以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下が更に好ましく、25μm以下が特に好ましい。
[2] Volume-based average particle size The volume-based average particle size of the lithium-titanium composite oxide (secondary particle size when primary particles are aggregated to form secondary particles) is determined by the laser diffraction / scattering method. It is defined by the obtained volume-based average particle diameter (median diameter).
The volume-based average particle diameter of the lithium titanium composite oxide is preferably 0.1 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, further preferably 0.7 μm or more, more preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, and 30 μm. The following is more preferable, and 25 μm or less is particularly preferable.

リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径の測定は具体的には、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(10mL)にリチウムチタン複合酸化物粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA−700)を用いて行なう。該測定で求められるメジアン径を、リチウムチタン複合酸化物の体積基準平均粒径と定義する。
リチウムチタン複合酸化物の体積平均粒径が、上記範囲内であると、負極作製時にバインダーの量を抑えることでき、結果的に電池容量が低下を防ぎ易くなる。さらに、負極極板化時に、均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましい。
Specifically, the volume-based average particle diameter of the lithium-titanium composite oxide was measured by adding a lithium-titanium composite oxide to a 0.2% by mass aqueous solution (10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant. The powder is dispersed and the measurement is performed using a laser diffraction / scattering particle size distribution analyzer (LA-700, manufactured by Horiba, Ltd.). The median diameter determined by the measurement is defined as the volume-based average particle diameter of the lithium titanium composite oxide.
When the volume average particle size of the lithium titanium composite oxide is within the above range, the amount of the binder can be suppressed during the production of the negative electrode, and as a result, it is easy to prevent the battery capacity from being lowered. Furthermore, when forming a negative electrode plate, a uniform coating surface is likely to be obtained, which is desirable in the battery manufacturing process.

[3]平均一次粒子径
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合においては、リチウムチタン複合酸化
物の平均一次粒子径は、0.01μm以上が好ましく、0.05μm以上がより好ましく、0.1μm以上が更に好ましく、0.2μm以上が特に好ましく、また、2μm以下が好ましく、1.6μm以下がより好ましく、1.3μm以下が更に好ましく、1μm以下が特に好ましい。体積基準平均一次粒子径が、上記範囲内であると、球状の二次粒子を形成し易く、比表面積を確保し易くなるために、出力特性等の電池性能の低下を防ぎ易い。
[3] Average primary particle diameter When primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the lithium titanium composite oxide is preferably 0.01 μm or more, more preferably 0.05 μm or more. Preferably, 0.1 μm or more is more preferable, 0.2 μm or more is particularly preferable, 2 μm or less is preferable, 1.6 μm or less is more preferable, 1.3 μm or less is further preferable, and 1 μm or less is particularly preferable. When the volume-based average primary particle diameter is within the above range, spherical secondary particles are easily formed and the specific surface area is easily secured, so that it is easy to prevent a decrease in battery performance such as output characteristics.

なお、リチウムチタン複合酸化物の一次粒子径は、走査型電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には、粒子が確認できる倍率、例えば10000〜100000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。   In addition, the primary particle diameter of lithium titanium complex oxide is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification at which particles can be confirmed, for example, a magnification of 10,000 to 100,000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is determined for any 50 primary particles. Obtained and obtained by taking an average value.

[4]形状
リチウムチタン複合酸化物の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等のいずれでもよいが、中でも一次粒子が凝集して、二次粒子を形成して成り、その二次粒子の形状が球状ないし楕円球状であるものが好ましい。
[4] Shape The shape of the lithium-titanium composite oxide particles may be any of lump shape, polyhedron shape, spherical shape, elliptical spherical shape, plate shape, needle shape, columnar shape, etc. as used in the past. Thus, it is preferable to form secondary particles, and the shape of the secondary particles is spherical or elliptical.

通常、電気化学素子はその充放電に伴い、電極中の活物質が膨張収縮をするため、そのストレスによる活物質の破壊や導電パス切れ等の劣化がおきやすい。そのため一次粒子のみの単一粒子の活物質であるよりも、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成したものである方が膨張収縮のストレスを緩和して、劣化を防ぐことができる。
また、板状等軸配向性の粒子であるよりも、球状又は楕円球状の粒子の方が、電極の成形時の配向が少ないため、充放電時の電極の膨張収縮も少なく、また電極を作製する際の導電材との混合においても、均一に混合されやすいため好ましい。
In general, an electrochemical element expands and contracts as the active material in the electrode expands and contracts as it is charged and discharged. Therefore, the active material is easily damaged due to the stress or the conductive path is broken. Therefore, it is possible to relieve the stress of expansion and contraction and prevent deterioration when the primary particles are aggregated to form secondary particles, rather than being a single particle active material consisting of only primary particles.
In addition, spherical or oval spherical particles are less oriented during molding of the electrode than plate-like equiaxed particles, so there is less expansion and contraction of the electrode during charge and discharge, and an electrode is produced. The mixing with the conductive material is also preferable because it can be easily mixed uniformly.

[5]タップ密度
リチウムチタン複合酸化物のタップ密度は、0.05g・cm−3以上が好ましく、0.1g・cm−3以上がより好ましく、0.2g・cm−3以上が更に好ましく、0.4g・cm−3以上が特に好ましく、また、2.8g・cm−3以下が好ましく、2.4g・cm−3以下が更に好ましく、2g・cm−3以下が特に好ましい。リチウムチタン複合酸化物のタップ密度が、上記範囲内であると、負極として用いた場合に十分な充填密度を確保でき、また粒子間の接触面積を確保できるため、粒子間の抵抗が増加し難く、出力抵抗が増加を防ぎ易い。さらに、電極中の粒子間の空隙も適度なため、非水系電解液の流路を確保できるため、出力抵抗の増加を防ぎ易い。
[5] The tap density of the tap density lithium-titanium composite oxide is preferably from 0.05 g · cm -3 or more, 0.1 g · cm -3 or more, and more preferably 0.2 g · cm -3 or more, 0.4 g · cm −3 or more is particularly preferable, 2.8 g · cm −3 or less is preferable, 2.4 g · cm −3 or less is further preferable, and 2 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the tap density of the lithium-titanium composite oxide is within the above range, a sufficient packing density can be secured when used as a negative electrode, and a contact area between the particles can be secured, so that the resistance between the particles hardly increases. It is easy to prevent the output resistance from increasing. Furthermore, since the space between the particles in the electrode is also appropriate, the flow path of the non-aqueous electrolyte solution can be secured, so that it is easy to prevent an increase in output resistance.

リチウムチタン複合酸化物のタップ密度の測定には、目開き300μmの篩を通過させて、20cmのタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セイシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを1000回行なって、その時の体積と試料の質量から密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物のタップ密度として定義する。 To measure the tap density of the lithium-titanium composite oxide, the sample is passed through a sieve having a mesh size of 300 μm, dropped into a 20 cm 3 tapping cell and filled up to the upper end surface of the cell, and then a powder density measuring device. Using, for example, a tap denser manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd., tapping with a stroke length of 10 mm is performed 1000 times, and the density is calculated from the volume at that time and the mass of the sample. The tap density calculated by the measurement is defined as the tap density of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

[6]円形度
リチウムチタン複合酸化物の球形の程度として、円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ましい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
[6] Circularity When the circularity is measured as the spherical degree of the lithium titanium composite oxide, it is preferably within the following range. The circularity is defined as “circularity = (peripheral length of an equivalent circle having the same area as the particle projection shape) / (actual perimeter of the particle projection shape)”, and is theoretical when the circularity is 1. Become a true sphere.

リチウムチタン複合酸化物の円形度は、1に近いほど望ましい。好ましくは、0.10
以上であり、0.80以上がより好ましく、0.85以上が更に好ましく、0.90以上が特に好ましい。高電流密度充放電特性は、一般に円形度が大きいほどが向上する。従って、円形度が上記範囲内であると、負極活物質の充填性が低下することなく、粒子間の抵抗の増大を防ぎ、短時間高電流密度充放電特性の低下を予防することができる。
The circularity of the lithium-titanium composite oxide is preferably closer to 1. Preferably, 0.10
It is above, 0.80 or more is more preferable, 0.85 or more is still more preferable, and 0.90 or more is especially preferable. High current density charge / discharge characteristics generally improve as the circularity increases. Therefore, when the circularity is within the above range, the filling property of the negative electrode active material is not lowered, the increase in resistance between particles can be prevented, and the short time high current density charge / discharge characteristics can be prevented.

リチウムチタン複合酸化物の円形度の測定は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製FPIA)を用いて行なう。具体的には試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウレートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6〜400μmに指定し、粒径が3〜40μmの範囲の粒子について測定する。該測定で求められる円形度を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物の円形度と定義する。   The circularity of the lithium titanium composite oxide is measured using a flow type particle image analyzer (FPIA manufactured by Sysmex Corporation). Specifically, about 0.2 g of a sample is dispersed in a 0.2 mass% aqueous solution (about 50 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant, and an ultrasonic wave of 28 kHz is output at 60 W for 1 After irradiating for minutes, the detection range is specified as 0.6 to 400 μm, and the particle size is measured for particles in the range of 3 to 40 μm. The circularity obtained by the measurement is defined as the circularity of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

[7]アスペクト比
リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比は、1以上が好ましく、また、5以下が好ましく、4以下がより好ましく、3以下が更に好ましく、2以下が特に好ましい。アスペクト比が、上記範囲内であると、極板化時にスジ引きが発生し難くなり、均一な塗布面が得ら易いため、短時間高電流密度充放電特性の低下を予防することができる。なお、上記範囲の下限は、リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比の理論下限値である。
[7] Aspect ratio The aspect ratio of the lithium titanium composite oxide is preferably 1 or more, preferably 5 or less, more preferably 4 or less, still more preferably 3 or less, and particularly preferably 2 or less. When the aspect ratio is within the above range, streaking is less likely to occur when forming an electrode plate, and a uniform coated surface can be easily obtained, so that it is possible to prevent deterioration of high current density charge / discharge characteristics for a short time. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit value of the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide.

リチウムチタン複合酸化物のアスペクト比の測定は、リチウムチタン複合酸化物の粒子を走査型電子顕微鏡で拡大観察して行なう。厚さ50μm以下の金属の端面に固定した任意の50個のリチウムチタン複合酸化物粒子を選択し、それぞれについて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、3次元的に観察した時の粒子の最長となる径Aと、それと直交する最短となる径Bを測定し、A/Bの平均値を求める。該測定で求められるアスペクト比(A/B)を、本発明におけるリチウムチタン複合酸化物のアスペクト比と定義する。   The aspect ratio of the lithium titanium composite oxide is measured by magnifying and observing the particles of the lithium titanium composite oxide with a scanning electron microscope. When 50 arbitrary lithium-titanium composite oxide particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 μm or less are selected, and the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted, and three-dimensional observation is performed. The longest diameter A of the particles and the shortest diameter B orthogonal to the same are measured, and the average value of A / B is obtained. The aspect ratio (A / B) determined by the measurement is defined as the aspect ratio of the lithium titanium composite oxide in the present invention.

[8]リチウムチタン複合酸化物の製造法
リチウムチタン複合酸化物の製造法としては、本発明の要旨を超えない範囲で特には制限されないが、いくつかの方法が挙げられ、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
例えば、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質とLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を均一に混合し、高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。
[8] Method for producing lithium-titanium composite oxide The method for producing lithium-titanium composite oxide is not particularly limited as long as it does not exceed the gist of the present invention. A general method is used.
For example, a method of obtaining an active material by uniformly mixing a titanium source material such as titanium oxide and a source material of another element and a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , or LiNO 3 as necessary, and firing at a high temperature. Is mentioned.

特に球状又は楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられる。一例として、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。 In particular, various methods are conceivable for producing a spherical or elliptical active material. As an example, a titanium precursor material such as titanium oxide and, if necessary, a raw material material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring to create a spherical precursor. There is a method in which the active material is obtained by recovering and drying it as necessary, and then adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , or LiNO 3 and baking at a high temperature.

また、別の例として、酸化チタン等のチタン原料物質と、必要に応じ他の元素の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これにLiOH、LiCO、LiNO等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。
更に別の方法として、酸化チタン等のチタン原料物質と、LiOH、LiCO、LiNO等のLi源と、必要に応じ他の元素の原料物質とを水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、それをスプレードライヤー等で乾燥成型して球状ないし楕円球状の前駆体とし、これを高温で焼成して活物質を得る方法が挙げられる。
As another example, a titanium raw material such as titanium oxide and, if necessary, a raw material of another element are dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water. A method of obtaining an active material by adding a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 , LiNO 3 and the like to an elliptical spherical precursor and baking at a high temperature can be mentioned.
As yet another method, a titanium raw material such as titanium oxide, a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 and LiNO 3 and a raw material of another element as necessary are dissolved or pulverized in a solvent such as water. There is a method in which it is dispersed and dried by a spray dryer or the like to obtain a spherical or elliptical precursor, which is then fired at a high temperature to obtain an active material.

また、これらの工程中に、Ti以外の元素、例えば、Al、Mn、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、C、Si、Sn、Agを、チタンを含有する金属酸化物構造中及び/又はチタンを含有する酸化物に接する形で存在していることも可能である。これらの元素を含有することで、電池の作動電圧、容量を制御することが可能となる。   Also, during these steps, elements other than Ti, such as Al, Mn, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, C, Si, Sn , Ag may be present in the metal oxide structure containing titanium and / or in contact with the oxide containing titanium. By containing these elements, the operating voltage and capacity of the battery can be controlled.

<2−4−4.負極の構成、物性、調製方法>
上記活物質材料を含有する負極電極及び電極化手法、集電体、非水電解液二次電池については、次に示す(i)〜(vi)の何れか1項目又は複数の項目を同時に満たしていることが望ましい。
<2-4-4. Structure, physical properties and preparation method of negative electrode>
For the negative electrode containing the above active material, electrode forming method, current collector, and non-aqueous electrolyte secondary battery, one or more items of (i) to (vi) shown below are simultaneously satisfied It is desirable that

(i)負極作製
負極の製造は、本発明の効果を著しく制限しない限り、公知の何れの方法をも用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。
(I) Production of negative electrode Any known method can be used for production of the negative electrode as long as the effects of the present invention are not significantly limited. For example, it is formed by adding a binder, a solvent, and, if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried and then pressed. Can do.

(ii)集電体
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
また、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。中でも、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、更に好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることができる。
(Ii) Current collector As the current collector for holding the negative electrode active material, a known material can be arbitrarily used. Examples of the negative electrode current collector include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel. Copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.
In addition, the shape of the current collector may be, for example, a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foam metal, or the like when the current collector is a metal material. Among them, a metal thin film is preferable, and a copper foil is more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolytic copper foil by an electrolytic method are more preferable, and both can be used as a current collector.

また、銅箔の厚さが25μmよりも薄い場合、純銅よりも強度の高い銅合金(リン青銅、チタン銅、コルソン合金、Cu−Cr−Zr合金等)を用いることができる。
(iii)集電体と負極活物質層の厚さの比
集電体と負極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、「(非水系電解液の注液工程の直前の片面の負極活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、150以下が好ましく、20以下がより好ましく、10以下が特に好ましく、また、0.1以上が好ましく、0.4以上がより好ましく、1以上が特に好ましい。
In addition, when the thickness of the copper foil is less than 25 μm, a copper alloy (phosphor bronze, titanium copper, Corson alloy, Cu—Cr—Zr alloy, etc.) having higher strength than pure copper can be used.
(Iii) Ratio of thickness of current collector and negative electrode active material layer The ratio of thickness of current collector and negative electrode active material layer is not particularly limited, but “(one side just before the non-aqueous electrolyte injection step) Negative electrode active material layer thickness) / (current collector thickness) "is preferably 150 or less, more preferably 20 or less, particularly preferably 10 or less, and more preferably 0.1 or more. 4 or more is more preferable, and 1 or more is particularly preferable.

集電体と負極活物質層の厚さの比が、上記範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。   When the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer exceeds the above range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charge / discharge. On the other hand, below the above range, the volume ratio of the current collector to the negative electrode active material increases, and the battery capacity may decrease.

(iv)電極密度
負極活物質を電極化した際の電極構造は、特には限定されず、集電体上に存在している負極活物質の密度は、1g・cm−3以上が好ましく、1.2g・cm−3以上がより好ましく、1.3g・cm−3以上が更に好ましく、また、4g・cm−3以下が好ましく、3g・cm−3以下がより好ましく、2.5g・cm−3以下が更に好ましく、1.7g・cm−3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が、上記範囲内であると、負極活物質粒子が破壊されにくく、初期不可逆容量の増加や、集電体/負極活物質界面付近への非水電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を防ぎ易くなる。さらに、負極活物質間の導電性を確保することができ、電池抵抗が増大することなく、単位容積当たりの容量を稼ぐことができる。
(Iv) Electrode density The electrode structure when the negative electrode active material is made into an electrode is not particularly limited, and the density of the negative electrode active material present on the current collector is preferably 1 g · cm −3 or more. .2g · cm -3 or more preferably, 1.3 g · cm -3 or more, and also preferably 4g · cm -3 or less, more preferably 3 g · cm -3 or less, 2.5 g · cm - 3 or less is more preferable, and 1.7 g · cm −3 or less is particularly preferable. When the density of the negative electrode active material existing on the current collector is within the above range, the negative electrode active material particles are less likely to be destroyed, and the increase in initial irreversible capacity and the vicinity of the current collector / negative electrode active material interface It becomes easy to prevent deterioration of high current density charge / discharge characteristics due to a decrease in permeability of the non-aqueous electrolyte. Further, the conductivity between the negative electrode active materials can be secured, and the capacity per unit volume can be earned without increasing the battery resistance.

(v)バインダー・溶媒等
負極活物質層を形成するためのスラリーは、通常、負極活物質に対して、バインダー(結着剤)、増粘剤等を溶媒に加えて調製される。
負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
(V) Binder / Solvent, etc. The slurry for forming the negative electrode active material layer is usually prepared by adding a binder (binder), a thickener and the like to the solvent with respect to the negative electrode active material.
The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used in manufacturing the electrode.

具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック−1,2−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   Specific examples include resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluorine rubber, NBR ( Acrylonitrile / butadiene rubber), rubbery polymers such as ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; EPDM (ethylene / propylene / diene terpolymer), styrene / ethylene / Thermoplastic elastomeric polymer such as butadiene / styrene copolymer, styrene / isoprene / styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene Soft resinous polymers such as vinyl acetate copolymer and propylene / α-olefin copolymer; Fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymer Polymers: Polymer compositions having ionic conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions), and the like. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
水系溶媒の例としては水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒の例としてはN−メチルピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルフォキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。
The solvent for forming the slurry is not particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener and conductive material used as necessary. Alternatively, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.
Examples of the aqueous solvent include water, alcohol and the like, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N , N-dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane, etc. .

特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤等を含有させ、SBR等のラテックスを用いてスラリー化することが好ましい。
なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
負極活物質に対するバインダーの割合は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましく、8質量%以下が特に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が、上記範囲内であると、電池容量に寄与しないバインダー割合が多くならないので、電池容量の低下を招き難くなる。さらに、負極電極の強度低下も招き難くなる。
In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to add a dispersant or the like in addition to the thickener and slurry it using a latex such as SBR.
In addition, these solvents may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.
The ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.6% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, 15% by mass. The following is more preferable, 10 mass% or less is still more preferable, and 8 mass% or less is especially preferable. When the ratio of the binder to the negative electrode active material is within the above range, the ratio of the binder that does not contribute to the battery capacity does not increase, so that the battery capacity is hardly reduced. Furthermore, the strength of the negative electrode is hardly lowered.

特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上がより好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。
また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、1質量%以上が好ましく、2質量%以上がより好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、15質量%以下が好ましく、10質
量%以下がより好ましく、8質量%以下が更に好ましい。
In particular, when the main component contains a rubbery polymer typified by SBR, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and 0% 6 mass% or more is more preferable, 5 mass% or less is preferable, 3 mass% or less is more preferable, and 2 mass% or less is still more preferable.
When the main component contains a fluorine-based polymer typified by polyvinylidene fluoride, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 1% by mass or more, more preferably 2% by mass or more, and 3% by mass. The above is more preferable, 15 mass% or less is preferable, 10 mass% or less is more preferable, and 8 mass% or less is still more preferable.

増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調整するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together by arbitrary combinations and ratios.

増粘剤を用いる場合、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上がより好ましい。また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下がより好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲内にあると、塗布性が良好となる。さらに、負極活物質層に占める負極活物質の割合も適度なものとなり、電池容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する問題が生じ難くなる。   When using a thickener, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.6% by mass or more. Moreover, it is 5 mass% or less normally, 3 mass% or less is preferable and 2 mass% or less is more preferable. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is within the above range, the coating property is good. Furthermore, the ratio of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is also moderate, and the problem of a decrease in battery capacity and a problem of an increase in resistance between the negative electrode active materials are less likely to occur.

(vi)負極板の面積
負極板の面積は、特に限定されないが、対向する正極板よりもわずかに大きくして、正極板が負極板から外にはみ出すことがないように設計することが好ましい。また、充放電を繰り返したサイクルの寿命や高温保存による劣化を抑制する観点から、できる限り正極に等しい面積に近づけることが、より均一かつ有効に働く電極割合を高めて特性が向上するので好ましい。特に、大電流で使用される場合には、この負極板の面積の設計が重要である。
(Vi) Area of Negative Electrode Plate The area of the negative electrode plate is not particularly limited, but it is preferably designed to be slightly larger than the opposing positive electrode plate so that the positive electrode plate does not protrude from the negative electrode plate. Further, from the viewpoint of suppressing the life of a cycle in which charge and discharge are repeated and deterioration due to high temperature storage, it is preferable that the area be as close to the positive electrode as possible, because the ratio of electrodes that work more uniformly and effectively is increased and the characteristics are improved. In particular, when used with a large current, the design of the area of the negative electrode plate is important.

<2−5.セパレータ>
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
セパレータの材料や形状については特に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。
<2-5. Separator>
Usually, a separator is interposed between the positive electrode and the negative electrode in order to prevent a short circuit. In this case, the nonaqueous electrolytic solution of the present invention is usually used by impregnating the separator.
There is no restriction | limiting in particular about the material and shape of a separator, As long as the effect of this invention is not impaired remarkably, a well-known thing can be employ | adopted arbitrarily. Among them, a resin, glass fiber, inorganic material, etc. formed of a material that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, and a porous sheet or a nonwoven fabric-like material having excellent liquid retention properties is used. Is preferred.

樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、アラミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、更に好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。   As materials for the resin and glass fiber separator, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, aramid resins, polytetrafluoroethylene, polyethersulfone, glass filters and the like can be used. Of these, glass filters and polyolefins are preferred, and polyolefins are more preferred. These materials may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

上記セパレータの厚さは任意であるが、好ましくは1μm以上であり、5μm以上がより好ましく、10μm以上が更に好ましく、また、好ましくは50μm以下であり、40μm以下がより好ましく、30μm以下が更に好ましい。セパレータの厚さが、上記範囲内であると、絶縁性や機械的強度が良好なものとなる。さらに、レート特性等の電池性能の低下を防ぐことができ、非水系電解液二次電池全体としてのエネルギー密度の低下も防ぐことができる。   The thickness of the separator is arbitrary, but is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, further preferably 10 μm or more, and preferably 50 μm or less, more preferably 40 μm or less, and even more preferably 30 μm or less. . When the thickness of the separator is within the above range, the insulation and mechanical strength are good. Furthermore, the battery performance such as rate characteristics can be prevented from being lowered, and the energy density of the non-aqueous electrolyte secondary battery as a whole can be prevented from being lowered.

更に、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、好ましくは20%以上であり、35%以上がより好ましく、45%以上が更に好ましく、また、好ましくは90%以下であり、85%以下がより好ましく、75%以下が更に好ましい。空孔率が、上記範囲内であると、膜抵抗が大きくなり過ぎず、レート特性の悪化を抑制できる。さらに、セパレータの機械的強度も適度なものなり、絶縁性の低下も抑制できる。   Furthermore, when a porous material such as a porous sheet or nonwoven fabric is used as the separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is preferably 20% or more, more preferably 35% or more, and further 45% or more. Preferably, it is 90% or less, more preferably 85% or less, and further preferably 75% or less. When the porosity is within the above range, the membrane resistance does not increase excessively, and deterioration of rate characteristics can be suppressed. Furthermore, the mechanical strength of the separator becomes appropriate, and the deterioration of the insulation can be suppressed.

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、好ましくは0.5μm以下であり、0.2μm以下がより好ましく、また、好ましくは0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲内であると、短絡が生じ難くなる。さらに、膜抵抗も大きくなり過ぎず、レート特性が低下を防ぐことができる。
一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物類、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。
Moreover, although the average pore diameter of a separator is also arbitrary, Preferably it is 0.5 micrometer or less, 0.2 micrometer or less is more preferable, Preferably it is 0.05 micrometer or more. When the average pore diameter is within the above range, short circuit is difficult to occur. Furthermore, the film resistance is not increased too much, and the rate characteristics can be prevented from deteriorating.
On the other hand, as the inorganic material, for example, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. Things are used.

セパレータの形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01〜1μm、厚さが5〜50μmのものが好適に用いられる。前記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製のバインダーを用いて前記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂をバインダーとして多孔層を形成させることが挙げられる。   As a form of the separator, a thin film shape such as a nonwoven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. In the thin film shape, those having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm are preferably used. In addition to the independent thin film shape, a separator formed by forming a composite porous layer containing inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can be used. For example, a porous layer may be formed by using alumina particles having a 90% particle size of less than 1 μm on both surfaces of the positive electrode and using a fluororesin as a binder.

<2−6.電池設計>
(電極群)
電極群は、前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び前述の正極板と負極板とを前述のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のものの何れでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、好ましくは40%以上であり、50%以上がより好ましく、また、好ましくは95%以下であり、90%以下がより好ましい。電極群占有率が、上記範囲内であると、電池容量が小さくり難くなる。また、適度な空隙スペースを確保できるため、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、更には、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合を回避することができる。
<2-6. Battery design>
(Electrode group)
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are interposed via the separator, and a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are wound in a spiral shape via the separator. Either may be used. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as electrode group occupancy) is preferably 40% or more, more preferably 50% or more, and preferably 95% or less, 90% The following is more preferable. When the electrode group occupancy is within the above range, the battery capacity is difficult to decrease. In addition, since an appropriate gap space can be secured, the member expands due to the high temperature of the battery or the vapor pressure of the liquid component of the electrolyte increases, and the internal pressure rises. Various characteristics such as high-temperature storage can be deteriorated, and further, a case where a gas release valve that releases the internal pressure to the outside can be avoided.

(集電構造)
集電構造は特に限定されるものではないが、本発明の非水系電解液による放電特性の向上をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にすることが好ましい。この様に内部抵抗を低減させた場合、本発明の非水系電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
(Current collection structure)
The current collecting structure is not particularly limited, but in order to more effectively realize the improvement of the discharge characteristics by the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, it is necessary to make the structure to reduce the resistance of the wiring part and the joint part. preferable. Thus, when internal resistance is reduced, the effect of using the non-aqueous electrolyte solution of this invention is exhibited especially favorable.

電極群が前述の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。1枚の電極面積が大きくなる場合には、内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減することも好適に用いられる。電極群が前述の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。   In the case where the electrode group has the laminated structure described above, a structure formed by bundling the metal core portions of the electrode layers and welding them to the terminals is preferably used. When the area of one electrode increases, the internal resistance increases. Therefore, it is also preferable to reduce the resistance by providing a plurality of terminals in the electrode. When the electrode group has the winding structure described above, the internal resistance can be lowered by providing a plurality of lead structures for the positive electrode and the negative electrode, respectively, and bundling the terminals.

(保護素子)
保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等が挙げられる。前記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
(Protective element)
Protection elements such as PTC (Positive Temperature Coefficient), thermal fuse, thermistor, which increases resistance when abnormal heat is generated or excessive current flows, shuts off current flowing through the circuit due to sudden increase in battery internal pressure or internal temperature during abnormal heat generation And the like (current cutoff valve). It is preferable to select a protective element that does not operate under normal use at a high current, and it is more preferable that the protective element has a design that does not cause abnormal heat generation or thermal runaway even without the protective element.

(外装体)
本発明の非水系電解液二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレー
タ等を外装体(外装ケース)内に収納して構成される。この外装体に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り公知のものを任意に採用することができる。
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に限定されるものではない。具体的には、ニッケルめっき鋼板、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム合金、ニッケル、チタン等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム(ラミネートフィルム)が用いられる。軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
(Exterior body)
The non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is usually configured by housing the non-aqueous electrolyte, the negative electrode, the positive electrode, the separator, and the like in an exterior body (exterior case). There is no restriction | limiting in this exterior body, As long as the effect of this invention is not impaired remarkably, a well-known thing can be employ | adopted arbitrarily.
The material of the outer case is not particularly limited as long as it is a substance that is stable with respect to the non-aqueous electrolyte used. Specifically, a nickel-plated steel plate, stainless steel, aluminum or an aluminum alloy, a magnesium alloy, nickel, titanium, or a metal, or a laminated film (laminate film) of a resin and an aluminum foil is used. From the viewpoint of weight reduction, an aluminum or aluminum alloy metal or a laminate film is preferably used.

上記金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、又は、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。上記ラミネートフィルムを用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、上記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。
また、外装ケースの形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
In the outer case using the above metals, the metal is welded to each other by laser welding, resistance welding, ultrasonic welding, or a sealed sealing structure, or a caulking structure using the above metals through a resin gasket To do. Examples of the outer case using the laminate film include a case where a resin-sealed structure is formed by heat-sealing resin layers. In order to improve sealing performance, a resin different from the resin used for the laminate film may be interposed between the resin layers. In particular, when a resin layer is heat-sealed through a current collecting terminal to form a sealed structure, a metal and a resin are joined, so that a resin having a polar group or a modified group having a polar group introduced as an intervening resin Resins are preferably used.
The shape of the outer case is also arbitrary, and may be any of a cylindrical shape, a square shape, a laminate shape, a coin shape, a large size, and the like.

以下、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。
<実施例1−1〜1−2、比較例1−1〜1−4>
[非水系電解液二次電池の作製]
EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated further more concretely, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.
<Examples 1-1 to 1-2, Comparative Examples 1-1 to 1-4>
[Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery]

<正極の作製>
第一の正極活物質としてのマンガン酸リチウム(Li1.1Mn1.9Al0.1)72質量部、第二の正極活物質としてのリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(Li1.15Ni0.45Mn0.45Co0.10)18質量部、導電剤としてのカーボンブラックを5質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を5質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした。
<Preparation of positive electrode>
72 parts by mass of lithium manganate (Li 1.1 Mn 1.9 Al 0.1 O 4 ) as the first positive electrode active material, lithium nickel manganese cobalt composite oxide (Li 1. 15 Ni 0.45 Mn 0.45 Co 0.10 O 2 ), 18 parts by mass, 5 parts by mass of carbon black as a conductive agent, 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, N -After mixing and slurrying in methyl-2-pyrrolidone, this was uniformly applied to an aluminum foil having a thickness of 15 μm and dried, and then roll-pressed to obtain a positive electrode.

<負極の作製>
グラファイト粉末98質量部、導電剤としてのカーボンブラックを1質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)6質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ12μmの銅箔に均一に塗布して乾燥し、ロールプレスして負極とした。
<Production of negative electrode>
98 parts by mass of graphite powder, 1 part by mass of carbon black as a conductive agent, and 6 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone. It was uniformly applied to a copper foil having a thickness of 12 μm, dried, and roll-pressed to obtain a negative electrode.

<非水系電解液二次電池の製造>
上記の正極、負極、及びポリオレフィン製セパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層した。こうして得られた電池要素をアルミニウムラミネートフィルムで包み込み、後述する電解液を注入した後で真空封止し、シート状の非水系電解液二次電池を作製した。
<Manufacture of non-aqueous electrolyte secondary battery>
The positive electrode, the negative electrode, and the polyolefin separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode. The battery element thus obtained was wrapped in an aluminum laminate film, injected with an electrolyte solution described later, and then vacuum sealed to produce a sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery.

[非水系電解液二次電池の評価]
・初期充放電
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池を0.1C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする。以下同様。)で4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.1Cで3.0Vまで放電した。続いて0.33Cで4.2
Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで3.0Vまで放電した。これを2サイクル、合計3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その最後の放電容量を「初期容量」とした。
[Evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
Initial charge / discharge In a constant temperature bath of 25 ° C., sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery is 0.1 C (the rated capacity with a discharge capacity of 1 hour rate is 1 C. The current value is 1 C. The same applies hereinafter. )) To a constant current-constant voltage up to 4.2V, and then discharged to 3.0V at 0.1C. Then 4.2 at 0.33C
After charging at constant current-constant voltage to V, it was discharged to 3.0 V at 0.33C. This was carried out for 2 cycles for a total of 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. The last discharge capacity was defined as “initial capacity”.

・高温サイクル試験
55℃の恒温槽中、1Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.7Vまで放電する過程を1サイクルとして、30サイクル実施した。30サイクル目の容量を「サイクル後容量」とした。
[実施例1−1]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)に、十分に乾燥させたLiPFを1モル/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に十分に乾燥させた1,6−ジイソシアナトヘキサン(DIH)を0.5質量%(非水系電解液中の濃度として)と十分に乾燥させた4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を1質量%(非水系電解液中の濃度として)と十分に乾燥させたビニレンカーボネート(VC)を0.5質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いて上述の方法で電池を作成し、上記評価を実施した。
-High-temperature cycle test In a constant temperature bath at 55 ° C, a constant current-constant voltage charge at 1 C to 4.2 V was performed, and a process of discharging to 2.7 V at a constant current of 1 C was performed as 30 cycles. The capacity at the 30th cycle was defined as “capacity after cycle”.
[Example 1-1]
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in the non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 that was sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 3: 7). Dried 1,6-diisocyanatohexane (DIH) with 0.5% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte) and sufficiently dried 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one ( FEC) is dissolved in 1% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) and 0.5% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) of vinylene carbonate (VC) that has been sufficiently dried to dissolve the non-aqueous electrolyte solution. Was prepared. A battery was prepared by the above-described method using this nonaqueous electrolytic solution, and the above evaluation was performed.

[実施例1−2]
非水系電解液中にビニレンカーボネート(VC)の代わりに無水琥珀酸(SucA)を0.2質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させた以外は実施例1−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[比較例1−1]
非水系電解液に1,6−ジイソシアナトヘキサン(DIH)、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)及びビニレンカーボネート(VC)を溶解させなかった以外は実施例1−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[Example 1-2]
A battery as in Example 1-1, except that 0.2% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte) of succinic anhydride (SucA) was dissolved in the non-aqueous electrolyte instead of vinylene carbonate (VC). The above evaluation was carried out.
[Comparative Example 1-1]
Example 1 except that 1,6-diisocyanatohexane (DIH), 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) and vinylene carbonate (VC) were not dissolved in the nonaqueous electrolytic solution. A battery was prepared in the same manner as in Example 1, and the above evaluation was performed.

[比較例1−2]
非水系電解液に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)及びビニレンカーボネート(VC)を溶解させなかった以外は実施例1−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[比較例1−3]
非水系電解液に1,6−ジイソシアナトヘキサン(DIH)及びビニレンカーボネート(VC)を溶解させなかった以外は実施例1−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[Comparative Example 1-2]
A battery was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) and vinylene carbonate (VC) were not dissolved in the nonaqueous electrolytic solution, and the above evaluation was performed. Carried out.
[Comparative Example 1-3]
A battery was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that 1,6-diisocyanatohexane (DIH) and vinylene carbonate (VC) were not dissolved in the nonaqueous electrolytic solution, and the above evaluation was performed.

[比較例1−4]
非水系電解液に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を溶解させず、非水系電解液中にビニレンカーボネート(VC)を1質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させた以外は実施例1−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
下記表1に、比較例1−1の値で規格化した、初期容量及びサイクル後容量を示す。
[Comparative Example 1-4]
4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) is not dissolved in the nonaqueous electrolytic solution, and 1% by mass of vinylene carbonate (VC) in the nonaqueous electrolytic solution (concentration in the nonaqueous electrolytic solution). ) A battery was prepared in the same manner as in Example 1-1 except that it was dissolved, and the above evaluation was performed.
Table 1 below shows the initial capacity and post-cycle capacity normalized by the value of Comparative Example 1-1.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

表1から明らかなように、非水系電解液中に、「不飽和カーボネート」及び「特定環状化合物」からなる群より選ばれる化合物と、含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、さらに、「特定CN化合物」とを同時に含有する本発明の非水系電解液を用いて作成した非水系電解液二次電池では、これら化合物の一方を含有する、又は、これら化合物の両方を含有しない非水系電解液を用いて作成した非水系電解液二次電池と比較すると、高温サイクル試験後の容量が増大している。   As is apparent from Table 1, in the non-aqueous electrolyte solution, a compound selected from the group consisting of “unsaturated carbonate” and “specific cyclic compound”, a fluorine-containing ethylene carbonate derivative, and further, “specific CN compound” In the non-aqueous electrolyte secondary battery prepared using the non-aqueous electrolyte solution of the present invention containing simultaneously, it is prepared using a non-aqueous electrolyte solution containing one of these compounds or not containing both of these compounds Compared with the non-aqueous electrolyte secondary battery, the capacity after the high-temperature cycle test is increased.

一方、例えば、含フッ素エチレンカーボネート誘導体は単独で用いた場合では、サイクル後容量を増大させていないことが示されており、本発明で規定する特定の化合物を組み合わせて使用することによって初めてサイクル後容量の増大が得られる効果は、ここから予想されない。
また、例えば、含フッ素エチレンカーボネート誘導体は単独で用いても、初期容量の増加に寄与しないことが示されているが、驚くべきことに、本発明の同時使用によって初期容量の減少を抑制する効果が示されている。
On the other hand, for example, when the fluorine-containing ethylene carbonate derivative is used alone, it has been shown that the capacity after the cycle is not increased, and the first time after the cycle is obtained by using a specific compound defined in the present invention in combination. The effect of increasing the capacity is not expected from here.
Further, for example, it has been shown that the fluorine-containing ethylene carbonate derivative alone does not contribute to an increase in the initial capacity, but surprisingly, the effect of suppressing the decrease in the initial capacity by the simultaneous use of the present invention. It is shown.

<実施例2−1〜2−3、比較例2−1〜2−5>
[非水系電解液二次電池の作製]
<負極の作製>
グラファイト粉末98質量部、導電剤としてのカーボンブラックを1質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)6質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ12μmの銅箔に均一に塗布して乾燥し、ロールプレスして負極とした。
<Examples 2-1 to 2-3, Comparative Examples 2-1 to 2-5>
[Preparation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
<Production of negative electrode>
98 parts by mass of graphite powder, 1 part by mass of carbon black as a conductive agent, and 6 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder were mixed and slurried in N-methyl-2-pyrrolidone. It was uniformly applied to a copper foil having a thickness of 12 μm, dried, and roll-pressed to obtain a negative electrode.

<非水系電解液二次電池の製造>
後述する正極、負極、及びポリオレフィン製セパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層した。こうして得られた電池要素をアルミニウムラミネートフィルムで包み込み、後述する電解液を注入した後で真空封止し、シート状の非水系電解液二次電池を作製した。
<Manufacture of non-aqueous electrolyte secondary battery>
A positive electrode, a negative electrode, and a polyolefin separator to be described later were laminated in the order of the negative electrode, the separator, and the positive electrode. The battery element thus obtained was wrapped in an aluminum laminate film, injected with an electrolyte solution described later, and then vacuum sealed to produce a sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery.

[非水系電解液二次電池の評価]
・初期充放電
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池を0.1C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする。以下同様。)で4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.1Cで3.0Vまで放電した。続いて0.33Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、0.33Cで3.0Vまで放電した。これを2サイクル、合計3サイクル行って非水系電解液二次電池を安定させた。その最後の放電容量を「初期容量」とした。
[Evaluation of non-aqueous electrolyte secondary battery]
Initial charge / discharge In a constant temperature bath of 25 ° C., sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery is 0.1 C (the rated capacity with a discharge capacity of 1 hour rate is 1 C. The current value is 1 C. The same applies hereinafter. )) To a constant current-constant voltage up to 4.2V, and then discharged to 3.0V at 0.1C. Subsequently, the battery was charged at a constant current-constant voltage to 0.3 V at 0.33 C, and then discharged to 3.0 V at 0.33 C. This was carried out for 2 cycles for a total of 3 cycles to stabilize the non-aqueous electrolyte secondary battery. The last discharge capacity was defined as “initial capacity”.

・高温サイクル試験
55℃の恒温槽中、1Cで4.2Vまで定電流−定電圧充電した後、1Cの定電流で2.7Vまで放電する過程を1サイクルとして、30サイクル実施した。30サイクル目の容量を「サイクル後容量」とした。
[実施例2−1]
<正極の作製>
第一の正極活物質としてのマンガン酸リチウム(Li1.1Mn1.9Al0.1)72質量部、第二の正極活物質としてのリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物(Li1.15Ni0.45Mn0.45Co0.10)18質量部、導電剤としてのカーボンブラックを5質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を5質量部とを、N−メチル−2−ピロリドン中で混合・スラリー化し、これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い正極とした(以下LMO+NMCと略すことがある)。
-High-temperature cycle test In a constant temperature bath at 55 ° C, a constant current-constant voltage charge at 1 C to 4.2 V was performed, and a process of discharging to 2.7 V at a constant current of 1 C was performed as 30 cycles. The capacity at the 30th cycle was defined as “capacity after cycle”.
[Example 2-1]
<Preparation of positive electrode>
72 parts by mass of lithium manganate (Li 1.1 Mn 1.9 Al 0.1 O 4 ) as the first positive electrode active material, lithium nickel manganese cobalt composite oxide (Li 1. 15 Ni 0.45 Mn 0.45 Co 0.10 O 2 ), 18 parts by mass, 5 parts by mass of carbon black as a conductive agent, 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, N -Mixed and slurried in methyl-2-pyrrolidone, uniformly applied to a 15 μm thick aluminum foil, dried, and then roll pressed to form a positive electrode (hereinafter abbreviated as LMO + NMC).

<電解液の調整>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物(容量比3:7)に、十分に乾燥させたLiPFを1モル/L(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、更に十分に乾燥させた1,6−ジイソシアナトヘキサン(DIH)を0.5質量%(非水系電解液中の濃度として)と十分に乾燥させた4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を1.5質量%(非水系電解液中の濃度として)溶解させ、非水系電解液を調製した。この非水系電解液を用いて上述の方法で電池を作成し、上記評価を実施した。
<Adjustment of electrolyte>
In a dry argon atmosphere, 1 mol / L (as a concentration in the non-aqueous electrolyte) of LiPF 6 that was sufficiently dried was dissolved in a mixture of ethylene carbonate and diethyl carbonate (volume ratio 3: 7). Dried 1,6-diisocyanatohexane (DIH) with 0.5% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte) and sufficiently dried 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one ( FEC) was dissolved in an amount of 1.5% by mass (as a concentration in the non-aqueous electrolyte solution) to prepare a non-aqueous electrolyte solution. A battery was prepared by the above-described method using this nonaqueous electrolytic solution, and the above evaluation was performed.

[実施例2−2]
非水系電解液に−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を2質量%溶解させた以外は実施例2−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[実施例2−3]
非水系電解液に1,6−ジイソシアナトヘキサン(DIH)を0.2質量%溶解させ、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を2質量%溶解させた以外は実施例2−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[Example 2-2]
A battery was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that 2% by mass of -fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) was dissolved in a nonaqueous electrolytic solution, and the above evaluation was performed.
[Example 2-3]
Except that 0.2 mass% of 1,6-diisocyanatohexane (DIH) was dissolved in non-aqueous electrolyte solution and 2 mass% of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) was dissolved. A battery was prepared in the same manner as in Example 2-1, and the above evaluation was performed.

[比較例2−1]
非水系電解液に1,6−ジイソシアナトヘキサン(DIH)及び4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を溶解させなかった以外は実施例2−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[比較例2−2]
非水系電解液に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を溶解させなかった以外は実施例2−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[Comparative Example 2-1]
A battery was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that 1,6-diisocyanatohexane (DIH) and 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) were not dissolved in the nonaqueous electrolytic solution. Prepared and conducted the above evaluation.
[Comparative Example 2-2]
A battery was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) was not dissolved in the nonaqueous electrolytic solution, and the above evaluation was performed.

[比較例2−3]
非水系電解液に1,6−ジイソシアナトヘキサン(DIH)を溶解させず、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)を1質量%溶解させた以外は実施例2−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[比較例2−4]
非水系電解液に4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン(FEC)の代わりにビニレンカーボネート(VC)を1質量%溶解させた以外は実施例2−1と同様に電池を作成し、上記評価を実施した。
[Comparative Example 2-3]
Example 2 except that 1,6-diisocyanatohexane (DIH) was not dissolved in the nonaqueous electrolytic solution, but 1% by mass of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC) was dissolved. A battery was prepared in the same manner as in Example 1, and the above evaluation was performed.
[Comparative Example 2-4]
A battery was prepared in the same manner as in Example 2-1, except that 1% by mass of vinylene carbonate (VC) was dissolved in a non-aqueous electrolyte instead of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one (FEC). The above evaluation was performed.

下記表2に、比較例2−1の容量で除して規格化した初期容量及びサイクル後容量を示
す。
Table 2 below shows the initial capacity and the post-cycle capacity normalized by dividing by the capacity of Comparative Example 2-1.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

表2から明らかなように、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を活
物質の主成分とする正極を用い、非水系電解液中に、「特定CN化合物」と含フッ素エチレンカーボネート誘導体とを同時に含有する非水系電解液を用いて作成した本発明の非水系電解液二次電池では、これら化合物の一方を含有する、又は、これら化合物の両方を含有しない非水系電解液を用いて作成した非水系電解液二次電池と比較すると、初期容量の減少がほとんど無いにもかかわらず、サイクル後容量の増加が確認できる。
As is apparent from Table 2, using a positive electrode having a lithium manganese composite oxide having a spinel structure as a main component of an active material, a “specific CN compound” and a fluorine-containing ethylene carbonate derivative are added in a non-aqueous electrolyte solution. In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention prepared using the non-aqueous electrolyte solution contained at the same time, it was prepared using a non-aqueous electrolyte solution containing one of these compounds or not containing both of these compounds. Compared with the non-aqueous electrolyte secondary battery, an increase in the post-cycle capacity can be confirmed although there is almost no decrease in the initial capacity.

また、例えば、含フッ素エチレンカーボネート誘導体は単独で用いるとサイクル後容量を増大させていないことが示されているが、驚くべきことに、本発明で規定する特定の化合物及び特定の正極を組み合わせて用いることによって、サイクル後容量の増大が得られる効果が示されている。   Further, for example, it has been shown that the fluorine-containing ethylene carbonate derivative does not increase the post-cycle capacity when used alone, but surprisingly, the specific compound defined in the present invention and the specific positive electrode are combined. The effect of increasing the post-cycle capacity by using it is shown.

<実施例3−1〜3−2、比較例3−1>
[実施例3−1]
[非水系電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、
エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物(体積比26.3:73.7)に、非水系電解液中の含有量としてFEC6.5質量%、VC1.0質量%、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート0.15質量%ならびに2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート0.15質量%を混合し、次いで十分に乾燥したLiPFを1.0モル/リットルの割合となるように溶解して電解液を調製した。
<Examples 3-1 to 3-2 and Comparative Example 3-1>
[Example 3-1]
[Preparation of non-aqueous electrolyte]
Under a dry argon atmosphere,
FEC 6.5% by mass, VC 1.0% by mass, 2,2,4-trimethylhexahexene as a content in a non-aqueous electrolyte solution in a mixture of ethylene carbonate and dimethyl carbonate (volume ratio 26.3: 73.7) Mix 0.15% by weight of methylene diisocyanate and 0.15% by weight of 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, and then dissolve well-dried LiPF 6 at a rate of 1.0 mol / liter. An electrolyte solution was prepared.

[負極の作製]
負極活物質として非晶質被覆黒鉛粉末100質量部に、増粘剤、結着剤としてそれぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)、及び、スチレンブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレンブタジエンゴムの濃度50質量%)を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。このスラリーを厚さ12μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、
プレスして負極とした。なお、乾燥後の負極において、非晶質被覆黒鉛:カルボキシメチルセルロースナトリウム:スチレンブタジエンゴム=100:1:1の質量比となるように作製した。
[Production of negative electrode]
Aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of sodium carboxymethylcellulose 1% by mass) and aqueous styrene butadiene rubber as thickener and binder, respectively, on 100 parts by mass of amorphous coated graphite powder as negative electrode active material Dispersion (styrene butadiene rubber concentration 50 mass%) was added and mixed with a disperser to form a slurry. After this slurry was uniformly applied to one side of a 12 μm thick copper foil and dried,
The negative electrode was pressed. In addition, in the negative electrode after drying, it produced so that it might become a mass ratio of amorphous covering graphite: Carboxymethylcellulose sodium: styrene butadiene rubber = 100: 1: 1.

[正極の作製]
正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO)97質量%と、導電材としてアセチレンブラック1.5質量%と、結着材としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)1.5質量%とを、N−メチルピロリドン溶媒中で、ディスパーザーで混合してスラリー化した。これを厚さ21μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、プレスして正極とした。
[Production of positive electrode]
97% by mass of lithium cobaltate (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 1.5% by mass of acetylene black as a conductive material, and 1.5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as a binder, N-methylpyrrolidone In a solvent, the mixture was slurried by mixing with a disperser. This was uniformly applied to both sides of a 21 μm thick aluminum foil, dried, and then pressed to obtain a positive electrode.

[二次電池の作製]
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極、セパレータ、負極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正・負極の端子を突設させながら挿入した後、非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行ない、シート状の非水系電解液二次電池を作製した。
[Production of secondary battery]
The positive electrode, the negative electrode, and the polyethylene separator were laminated in the order of the negative electrode, the separator, the positive electrode, the separator, and the negative electrode to produce a battery element. After inserting this battery element into a bag made of a laminate film in which both surfaces of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, a non-aqueous electrolyte solution is injected into the bag, Vacuum sealing was performed to produce a sheet-like non-aqueous electrolyte secondary battery.

[初期容量評価]
非水系電解液二次電池を、ガラス板で挟んで加圧した状態で、25℃において、0.05Cに相当する電流で6時間定電流充電した後、0.2Cで3.0Vまで定電流放電を行った。その後、0.2Cに相当する電流で4.1Vまで定電流―定電圧充電(以下適宜「CC−CV充電」という)(0.05Cカット)した後、0.2Cの定電流で3Vまで放電した。さらに0.2Cに相当する電流で4.33VまでCC−CV充電(0.05Cカット)した後、0.2Cで3Vまで放電する操作を3回繰り返し、3回目の放電容量を初期容量とした。
ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、例えば、0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
[Initial capacity evaluation]
A non-aqueous electrolyte secondary battery is charged with being sandwiched between glass plates and pressurized at 25 ° C. with a current corresponding to 0.05 C for 6 hours, and then at a constant current up to 3.0 V at 0.2 C. Discharge was performed. After that, constant current-constant voltage charge (hereinafter referred to as “CC-CV charge” where appropriate) (0.05C cut) to 4.1V with a current corresponding to 0.2C, and then discharged to 3V with a constant current of 0.2C. did. Furthermore, after CC-CV charge (0.05C cut) to 4.33V with a current corresponding to 0.2C, the operation of discharging to 3V at 0.2C was repeated three times, and the third discharge capacity was set as the initial capacity. .
Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and for example, 0.2C represents a current value of 1/5 thereof.

[放電保存特性評価]
初期容量評価を行った後の非水系電解液二次電池を、25℃において、0.2Cで3.0VまでCCCV放電(0.005Cカット)を行った後、60℃、168時間の条件で保存を行った。電池を十分に冷却させた後、電池の開回路電圧(OCV)を測定し、保存前と保存後のOCVの差を放電保存時OCV低下とした。
上記作製した非水系電解液二次電池を用いて、初期容量評価ならびに放電保存特性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
[Evaluation of discharge storage characteristics]
After the initial capacity evaluation, the non-aqueous electrolyte secondary battery was subjected to CCCV discharge (0.005 C cut) to 3.0 V at 0.2 C at 25 ° C., and then at 60 ° C. for 168 hours. Saved. After sufficiently cooling the battery, the open circuit voltage (OCV) of the battery was measured, and the difference between the OCV before storage and after storage was defined as the OCV drop during discharge storage.
Using the non-aqueous electrolyte secondary battery produced above, initial capacity evaluation and discharge storage characteristic evaluation were performed. The evaluation results are shown in Table 3.

[実施例3−2]
実施例3−1の電解液において、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート0.35質量%ならびに2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート0.35質量%を用いた以外、実施例1と同様にして非水系電解液電池を作製し、初期容量評価ならびに放電保存特性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
[Example 3-2]
In the electrolytic solution of Example 3-1, except that 0.35% by mass of 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 0.35% by mass of 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate were used, Similarly, non-aqueous electrolyte batteries were prepared, and initial capacity evaluation and discharge storage characteristic evaluation were performed. The evaluation results are shown in Table 3.

[比較例3−1]
実施例3−1の電解液において、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートならびに2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネートを含まない電解液を用いた以外、実施例1と同様にして非水系電解液電池を作製し、初期容量評価ならびに放電保存特性評価を実施した。評価結果を表3に示す。
[Comparative Example 3-1]
In the electrolytic solution of Example 3-1, a non-aqueous system was used in the same manner as in Example 1 except that an electrolytic solution not containing 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate was used. An electrolyte battery was prepared, and initial capacity evaluation and discharge storage characteristic evaluation were performed. The evaluation results are shown in Table 3.

Figure 0006098062
Figure 0006098062

表3から明らかなように、非水系電解液中に、「特定CN化合物」と含フッ素エチレンカーボネート誘導体と炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネートを同時に含有する非水系電解液を用いて作成した本発明の非水系電解液二次電池では、「特定CN化合物」を
含有しない非水系電解液を用いて作成した非水系電解液二次電池と比較すると、初期容量の向上が見られ、また、放電保存時のOCV低下を抑制することができる。
As is apparent from Table 3, this book was prepared by using a non-aqueous electrolyte containing a “specific CN compound”, a fluorine-containing ethylene carbonate derivative and a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond at the same time in the non-aqueous electrolyte. In the non-aqueous electrolyte secondary battery of the invention, an improvement in the initial capacity is seen when compared with a non-aqueous electrolyte secondary battery prepared using a non-aqueous electrolyte containing no “specific CN compound”, and the discharge The decrease in OCV during storage can be suppressed.

本発明の非水系電解液によれば、大電流を出力させた場合でも、容量の大きな非水系電解液二次電池を製造することができるので、非水系電解液二次電池が用いられる電子機器等のあらゆる分野において好適に利用できる。
本発明の非水系電解液及び非水系電解液二次電池の用途は特に限定されず、公知の各種の用途に用いることが可能である。その用途の具体例としては、ラップトップコンピュータ、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンタ、携帯オーディオプレーヤー、小型ビデオカメラ、液晶テレビ、ハンディクリーナー、トランシーバ、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ等を挙げることができる。
According to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, even when a large current is output, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a large capacity can be manufactured. Therefore, an electronic device in which the non-aqueous electrolyte secondary battery is used Etc., and can be suitably used in all fields.
The application of the non-aqueous electrolyte solution and the non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention is not particularly limited, and can be used for various known applications. Specific examples of applications include laptop computers, electronic book players, mobile phones, mobile faxes, mobile copy, mobile printers, mobile audio players, small video cameras, LCD TVs, handy cleaners, transceivers, electronic notebooks, calculators, and memories. Cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, automobiles, motorcycles, motorbikes, bicycles, lighting equipment, toys, game machines, watches, electric tools, strobes, cameras, etc.

Claims (11)

非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質とを含む非水系電解液において、
(A)炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、下記一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
(B)含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、
(C)下記一般式()で示される化合物、
X−R −X ・・・(3)
(式(3)中、R は炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基であり、Xはイソシアナト基である。)
とを含み、
炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネートがビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート及びエチニルエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも1種の化合物であり、
含フッ素エチレンカーボネート誘導体が、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、または4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンであり、
炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を合計で、非水系電解液中に0.001質
量%以上10質量%以下含有し、
含フッ素エチレンカーボネート誘導体を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質量%以下含有し、
一般式(3)で示される化合物を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質量%以下含有する、
ことを特徴とする非水系電解液。
Figure 0006098062
(上記式(1)中、Mは−O−でり、R は、−CH −CH −、−CH −CH −CH −、−CH=CH−、−CH=C(CH )−、−CH −C(=CH )−及び下記式(4)に示す炭化水素基からなる群より選ばれる炭化水素基である。)
Figure 0006098062
In a non-aqueous electrolyte solution containing a non-aqueous solvent and an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent,
(A) at least one compound selected from the group consisting of a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond, a compound represented by the following general formula (1),
(B) a fluorine-containing ethylene carbonate derivative;
(C) a compound represented by the following general formula ( 3 ),
X-R 4 -X (3)
(In formula (3), R 4 is a hydrocarbon group which may have a hetero element having 15 or less carbon atoms, and X is an isocyanato group.)
Viewing including the door,
The carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is at least one compound selected from the group consisting of vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate and ethynyl ethylene carbonate;
The fluorine-containing ethylene carbonate derivative is 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
A total of at least one compound selected from the group consisting of a carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a compound represented by the general formula (1) is 0.001 in a non-aqueous electrolyte.
Contained in an amount of 10% by mass or more,
The fluorine-containing ethylene carbonate derivative is contained in the nonaqueous electrolytic solution in an amount of 0.001% by mass to 10% by mass,
Containing 0.001% by mass or more and 10% by mass or less of the compound represented by the general formula (3) in the non-aqueous electrolyte solution;
A non-aqueous electrolyte characterized by that.
Figure 0006098062
(In the above formula (1), M -O - a Oh Ri, R 1 is, -CH 2 -CH 2 -, - CH 2 -CH 2 -CH 2 -, - CH = CH -, - CH = C (CH 3 ) —, —CH 2 —C (═CH 2 ) — and a hydrocarbon group selected from the group consisting of hydrocarbon groups represented by the following formula (4) .
Figure 0006098062
前記一般式()で示される化合物が、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソ
シアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、またはビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート及び2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートから選ばれる化合物であることを特徴とする請求項1に記載の非水系電解液。
The compound represented by the general formula ( 3 ) is 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, bicyclo [2.2.1 ] Heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), or bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methyl = isocyanate), 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 2 The nonaqueous electrolytic solution according to claim 1, which is a compound selected from 1,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate.
前記一般式(1)で示される化合物が、無水琥珀酸、または無水マレイン酸であることを特徴とする請求項1又は2に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 or 2, wherein the compound represented by the general formula (1) is succinic anhydride or maleic anhydride. 前記炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネートが、ビニレンカーボネートであることを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の非水系電解液。 The carbon - carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is a non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the vinylene carbonate Natick bets. 前記炭素―炭素不飽和結合を有するカーボネート、及び、上記一般式(1)で示される化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を合計で、非水系電解液中に0.
01質量%以上質量%以下含有することを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の非水系電解液。
A total of at least one compound selected from the group consisting of the carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and the compound represented by the general formula (1) is added to the nonaqueous electrolyte solution in an amount of 0.
The non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 4 , wherein the non-aqueous electrolyte solution is contained in an amount of 01 % by mass to 3 % by mass.
前記含フッ素エチレンカーボネート誘導体を、非水系電解液中に0.01質量%以上質量%以下含有することを特徴とする請求項1ないしのいずれか1項に記載の非水系電解液。 Wherein the fluorine-containing ethylene carbonate derivatives, non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1, characterized in that it contains 8% by mass or less than 0.01 wt% in the non-aqueous electrolyte solution 5. 少なくとも、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池において、該非水系電解液が、請求項1ないしのいずれか1項に記載の非水系電解液であることを特徴とする非水系電解液二次電池。 A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising at least a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolyte solution, wherein the non-aqueous electrolyte solution comprises: A nonaqueous electrolyte secondary battery, which is the nonaqueous electrolyte solution according to any one of items 6 to 6 . 少なくとも、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能な負極と、非水溶媒と該非水溶媒に溶解される電解質とを含む非水系電解液とを備えた非水系電解液二次電池において、該正極が、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を含有し、該非水系電解液が、
(A)含フッ素エチレンカーボネート誘導体と、
(B)下記一般式()で示される化合物、
X−R −X ・・・(3)
(式(3)中、R は炭素数15以下のヘテロ元素を有していてもよい炭化水素基であり、Xはイソシアナト基である。)
とを含み
含フッ素エチレンカーボネート誘導体が、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、または4,5−ジフルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オンであり、
含フッ素エチレンカーボネート誘導体を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質
量%以下含有し、
一般式(3)で示される化合物を、非水系電解液中に0.001質量%以上10質量%以下含有する
ことを特徴とする非水系電解液二次電池。
Non-aqueous electrolysis comprising at least a positive electrode capable of inserting and extracting lithium ions, a negative electrode capable of inserting and extracting lithium ions, and a non-aqueous electrolytic solution including a non-aqueous solvent and an electrolyte dissolved in the non-aqueous solvent In the liquid secondary battery, the positive electrode contains a lithium manganese composite oxide having a spinel structure, and the non-aqueous electrolyte solution includes:
(A) a fluorine-containing ethylene carbonate derivative;
(B) a compound represented by the following general formula ( 3 ),
X-R 4 -X (3)
(In formula (3), R 4 is a hydrocarbon group which may have a hetero element having 15 or less carbon atoms, and X is an isocyanato group.)
Including
The fluorine-containing ethylene carbonate derivative is 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one or 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one;
Fluorine-containing ethylene carbonate derivative in 0.001% by mass or more in a non-aqueous electrolyte solution
Containing less than
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising 0.001% by mass or more and 10% by mass or less of a compound represented by the general formula (3) in a non-aqueous electrolyte.
前記リチウムマンガン複合酸化物を含有する正極が、さらに、層状構造を有するリチウムニッケル複合酸化物を含有することを特徴とする請求項に記載の非水系電解液二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 8 , wherein the positive electrode containing the lithium manganese composite oxide further contains a lithium nickel composite oxide having a layered structure. 前記一般式(3)で示される化合物が、1,6−ジイソシアナトヘキサン、1,3−ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソ
シアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,5−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、またはビシクロ[2.2.1]ヘプタン−2,6−ジイルビス(メチル=イソシアネート)、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート及び2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートから選ばれる化合物であることを特徴とする請求項8又は9に記載の非水系電解液二次電池。
The compound represented by the general formula (3) is 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,4′-diisocyanate, bicyclo [2.2.1. ] Heptane-2,5-diylbis (methyl = isocyanate), or bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methyl = isocyanate), 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 2 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 8 , wherein the non-aqueous electrolyte secondary battery is a compound selected from 1,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate.
前記含フッ素エチレンカーボネート誘導体を、非水系電解液中に0.01質量%以上質量%以下含有することを特徴とする請求項ないし10のいずれか1項に記載の非水系電解液二次電池。 Said fluorine-containing ethylene carbonate derivatives, non-aqueous electrolyte secondary according to any one of claims 8 to 10 in the non-aqueous electrolytic solution characterized by containing more than 8 wt% 0.01 wt% battery.
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