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JP6780263B2 - Manufacturing method of non-aqueous electrolyte for secondary batteries, non-aqueous electrolyte secondary batteries, and non-aqueous electrolyte secondary batteries - Google Patents
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Description

本発明は、二次電池用非水電解質、非水電解質二次電池、及び非水電解質二次電池の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a non-aqueous electrolyte for a secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などに多用されている。上記非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極間でイオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries represented by lithium ion secondary batteries are widely used in personal computers, electronic devices such as communication terminals, automobiles, etc. due to their high energy density. The non-aqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes electrically separated by a separator and a non-aqueous electrolyte interposed between the electrodes, and transfers ions between the two electrodes. It is configured to charge and discharge.

非水電解質二次電池においては、充放電サイクル特性等を向上させるために、非水電解質に各種添加剤を添加する技術が検討されている。具体的な技術としては、添加剤としてアスコルビン酸等の捕捉剤を含有させた非水電解質を用いる二次電池が提案されている(特許文献1参照)。上記二次電池においては、捕捉剤が電池内に発生する不純物を捕捉することにより、充放電サイクルを繰り返しても電池特性の劣化を低減することができるとされている。しかし、このアスコルビン酸等が含有された非水電解質においても、充放電サイクルにおける容量維持率は十分ではなく、より容量維持率の高い非水電解質二次電池が求められている。 In non-aqueous electrolyte secondary batteries, techniques for adding various additives to non-aqueous electrolytes are being studied in order to improve charge / discharge cycle characteristics and the like. As a specific technique, a secondary battery using a non-aqueous electrolyte containing a scavenger such as ascorbic acid as an additive has been proposed (see Patent Document 1). In the above-mentioned secondary battery, it is said that by capturing impurities generated in the battery with a scavenger, deterioration of battery characteristics can be reduced even if the charge / discharge cycle is repeated. However, even in the non-aqueous electrolyte containing ascorbic acid and the like, the capacity retention rate in the charge / discharge cycle is not sufficient, and a non-aqueous electrolyte secondary battery having a higher capacity retention rate is required.

特開2014−22321号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-22321

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、充放電サイクルにおける容量維持率を高めることができる二次電池用非水電解質、この非水電解質を備える非水電解質二次電池、及び非水電解質二次電池の製造方法を提供することである。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is a non-aqueous electrolyte for a secondary battery capable of increasing the capacity retention rate in a charge / discharge cycle, and a non-aqueous electrolyte containing the non-aqueous electrolyte. The present invention provides a method for manufacturing an electrolyte secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery.

上記課題を解決するためになされた発明は、非水溶媒に電解質塩が溶解する二次電池用非水電解質であって、五員環構造及びリン酸基を有する化合物、上記化合物の塩、上記化合物若しくは上記塩の水和物又はそれらの組み合わせからなる添加剤を含有することを特徴とする。 The invention made to solve the above problems is a non-aqueous electrolyte for a secondary battery in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent, a compound having a five-membered ring structure and a phosphate group, a salt of the above compound, and the above. It is characterized by containing an additive composed of a hydrate of a compound or the above-mentioned salt or a combination thereof.

上記課題を解決するためになされた別の発明は、正極と、負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池であって、上記非水電解質として、上記二次電池用非水電解質が用いられていることを特徴とする。 Another invention made to solve the above problems is a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the non-aqueous electrolyte is a non-aqueous electrolyte for a secondary battery. Is used.

上記課題を解決するためになされたさらに別の発明は、正極と、負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池の製造方法であって、上記非水電解質として、上記二次電池用非水電解質を用いることを特徴とする。 Yet another invention made to solve the above problems is a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, wherein the secondary battery is used as the non-aqueous electrolyte. It is characterized by using a non-aqueous electrolyte.

本発明によれば、充放電サイクルにおける容量維持率を高めることができる二次電池用非水電解質、この非水電解質を備える非水電解質二次電池、及び非水電解質二次電池の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a method for producing a non-aqueous electrolyte for a secondary battery capable of increasing the capacity retention rate in a charge / discharge cycle, a non-aqueous electrolyte secondary battery provided with this non-aqueous electrolyte, and a non-aqueous electrolyte secondary battery Can be provided.

以下、本発明の一実施形態に係る二次電池用非水電解質、非水電解質二次電池、及び非水電解質二次電池の製造方法について詳説する。 Hereinafter, a method for producing a non-aqueous electrolyte for a secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery, and a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention will be described in detail.

<二次電池用非水電解質>
本発明の一実施形態に係る二次電池用非水電解質(以下、単に「非水電解質」ということもある。)は、非水溶媒に電解質塩が溶解する二次電池用非水電解質であって、五員環構造及びリン酸基を有する化合物、上記化合物の塩、上記化合物若しくは上記塩の水和物又はそれらの組み合わせからなる添加剤を含有する。
<Non-aqueous electrolyte for secondary batteries>
The non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to an embodiment of the present invention (hereinafter, may be simply referred to as “non-aqueous electrolyte”) is a non-aqueous electrolyte for a secondary battery in which an electrolyte salt is dissolved in a non-aqueous solvent. It contains an additive consisting of a compound having a five-membered ring structure and a phosphate group, a salt of the above compound, a hydrate of the above compound or the above salt, or a combination thereof.

<添加剤>
上記添加剤は、五員環構造及びリン酸基を有する化合物、上記化合物の塩、上記化合物若しくは上記塩の水和物又はそれらの組み合わせからなる。上記添加剤は、一種を単独で、又は二種以上を混合して用いることができる。
<Additives>
The additive comprises a compound having a five-membered ring structure and a phosphoric acid group, a salt of the compound, a hydrate of the compound or the salt, or a combination thereof. The above additives may be used alone or in admixture of two or more.

<化合物>
上記化合物は、五員環構造及びリン酸基(−HPO)を有する化合物である限り特に限定されない。上記五員環構造及びリン酸基の数としては特に限定されず、上記化合物は、複数の五員環構造及び複数のリン酸基を有していても良い。但し、上記化合物は、1の五員環構造と1のリン酸基とを有することが好ましい。また、上記化合物は、五員環構造及びリン酸基以外の任意の基を有することができる。
<Compound>
The above compound is not particularly limited as long as it is a compound having a five-membered ring structure and a phosphoric acid group (-H 2 PO 4 ). The five-membered ring structure and the number of phosphoric acid groups are not particularly limited, and the compound may have a plurality of five-membered ring structures and a plurality of phosphoric acid groups. However, the above compound preferably has a 5-membered ring structure of 1 and a phosphate group of 1. In addition, the above compound can have any group other than the five-membered ring structure and the phosphoric acid group.

上記五員環構造としては、脂肪環(脂肪族炭素環)、脂肪族複素環、芳香族複素環等を挙げることができる。 Examples of the five-membered ring structure include an alicyclic (aliphatic carbocycle), an aliphatic heterocycle, and an aromatic heterocycle.

五員環構造の脂肪環(脂肪族炭素環)としては、シクロペンタン環、シクロペンテン環等を挙げることができる。 Examples of the alicyclic ring (aliphatic carbocyclic ring) having a five-membered ring structure include a cyclopentane ring and a cyclopentene ring.

五員環構造の脂肪族複素環としては、ピロリジン環、テトラヒドロフラン環(環状エーテル構造の一例)、テトラヒドロチオフェン環、エチレンカーボネート環(環状カーボネート構造の一例)、γ−ブチロラクトン環(環状エステル構造の一例)等を挙げることができる。 Examples of the five-membered cyclic aliphatic heterocycle include a pyrrolidine ring, a tetrahydrofuran ring (an example of a cyclic ether structure), a tetrahydrothiophene ring, an ethylene carbonate ring (an example of a cyclic carbonate structure), and a γ-butyrolactone ring (an example of a cyclic ester structure). ) Etc. can be mentioned.

五員環構造の芳香族複素環としては、ピロール環、フラン環、チオフェン環、オキサゾール環等を挙げることができる。 Examples of the aromatic heterocycle having a five-membered ring structure include a pyrrole ring, a furan ring, a thiophene ring, and an oxazole ring.

上記五員環構造の中でも、五員環の脂肪族複素環が好ましい。また、上記五員環構造としては、環構造を構成する酸素原子を含む五員環構造が好ましい。 Among the above-mentioned five-membered ring structures, a five-membered ring aliphatic heterocycle is preferable. Further, as the five-membered ring structure, a five-membered ring structure containing oxygen atoms constituting the ring structure is preferable.

上記環構造を構成する酸素原子を含む五員環構造としては、環状エーテル構造、環状エステル構造、環状カーボネート構造等の脂肪族複素環構造であってもよいし、フラン環等の芳香族複素環構造であってもよい。また、上記脂肪族複素環の場合、飽和脂肪族複素環であってもよいし、不飽和脂肪族複素環であってもよい。 The five-membered ring structure containing oxygen atoms constituting the ring structure may be an aliphatic heterocyclic structure such as a cyclic ether structure, a cyclic ester structure, or a cyclic carbonate structure, or an aromatic heterocycle such as a furan ring. It may be a structure. Further, in the case of the above-mentioned aliphatic heterocycle, it may be a saturated aliphatic heterocycle or an unsaturated aliphatic heterocycle.

上記環構造を構成する酸素原子を含む五員環構造としては、環状エーテル構造又は環状エステル構造であることが好ましく、環状エステル構造であることがより好ましい。上記環状エーテル構造としては、下記式(3)で表されるテトラヒドロフラン環、1,3−ジオキソラン環等の飽和環構造、及び2,3−ジヒドロフラン環、2,5−ジヒドロフラン環、フラン環等の不飽和環構造を挙げることができるが、飽和環構造が好ましく、テトラヒドロフラン環がより好ましい。上記環状エステル構造としては、γ−ブチロラクトン環等の飽和環構造、及び下記式(4)で表されるγ−クロトノラクトン環等の不飽和環構造を挙げることができるが、不飽和環構造が好ましく、γ−クロトノラクトン環がより好ましい。 The five-membered ring structure containing oxygen atoms constituting the ring structure is preferably a cyclic ether structure or a cyclic ester structure, and more preferably a cyclic ester structure. The cyclic ether structure includes a saturated ring structure such as a tetrahydrofuran ring and a 1,3-dioxorane ring represented by the following formula (3), and a 2,3-dihydrofuran ring, a 2,5-dihydrofuran ring and a furan ring. The unsaturated ring structure can be mentioned, but the saturated ring structure is preferable, and the tetrahydrofuran ring is more preferable. Examples of the cyclic ester structure include a saturated ring structure such as a γ-butyrolactone ring and an unsaturated ring structure such as a γ-crotonolactone ring represented by the following formula (4). Is preferable, and the γ-crotonolactone ring is more preferable.

Figure 0006780263
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上記化合物の具体例としては、下記式(1)で表される化合物を挙げることができる。 Specific examples of the above compound include a compound represented by the following formula (1).

Figure 0006780263
Figure 0006780263

式(1)中、Rは、上記環構造を構成する酸素原子を含む五員環構造である。Rは、単結合又は炭素数1〜3の2価の炭化水素基である。Rは、それぞれ独立して、極性基又は上記極性基を含む基である。nは、2〜7の整数である。 In formula (1), R 1 is a five-membered ring structure containing oxygen atoms constituting the ring structure. R 2 is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. R 3 is an independent polar group or a group containing the above polar groups. n is an integer of 2 to 7.

上記Rで表される環構造を構成する酸素原子を含む五員環構造の具体的構造及び好ましい構造は、上述したとおりである。 The specific structure and preferable structure of the five-membered ring structure containing the oxygen atom constituting the ring structure represented by R 1 are as described above.

上記Rは、Rで表される環構造と、リン酸基(−HPO)とを連結する構造である。上記Rで表される炭素数1〜3の2価の炭化水素基としては、
メタンジイル基、エタンジイル基、プロパンジイル基等のアルカンジイル基;
エテンジイル基等のアルケンジイル基;
エチンジイル基等のアルキンジイル基
などを挙げることができる。
The above R 2 is a structure in which a ring structure represented by R 1 and a phosphoric acid group (−H 2 PO 4 ) are linked. Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms represented by R 2,
Alcandiyl groups such as methanediyl group, ethanediyl group, propanediyl group;
Arkendiyl groups such as etendil groups;
An alkindiyl group such as an ethyndiyl group can be mentioned.

上記Rとしては、単結合及びメタンジイル基(−CH−)が好ましい。 As the above R 2 , a single bond and a methanediyl group (−CH 2− ) are preferable.

上記Rで表される極性基又は上記極性基を含む基における極性基としては、ヒドロキシ基、アミノ基、カルボキシ基、シアノ基、ハロゲン化炭化水素基、アルコキシ基、複素環基等を挙げることができる。上記極性基を含む基としては、置換基としてこれらの極性基を有する炭化水素基等を挙げることができる。 Examples of the polar group in the group containing a polar group or the polar group represented by R 3, hydroxy group, amino group, carboxy group, cyano group, halogenated hydrocarbon group, alkoxy group, include a heterocyclic group such as Can be done. Examples of the group containing the polar group include a hydrocarbon group having these polar groups as a substituent.

上記Rとしては、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基、又は下記式(2)で表される基が好ましい。 As the R 3, hydroxy group, hydroxyalkyl group, or a group represented by the following formula (2) preferably.

Figure 0006780263
Figure 0006780263

式(2)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、リン酸基又は炭素数1〜4の有機基である。 In the formula (2), R 4 and R 5 are independently hydrogen atoms, halogen atoms, hydroxy groups, phosphate groups or organic groups having 1 to 4 carbon atoms.

上記有機基とは、1以上の炭素原子を含む基をいう。上記炭素数1〜4の有機基としては、炭素数1〜4の炭化水素基、この炭化水素基の炭素−炭素間又は末端にヘテロ原子含有基を含む基、これらの基の水素原子の一部又は全部を置換基で置換した基、カルボキシ基、シアノ基等が挙げられる。 The organic group means a group containing one or more carbon atoms. The organic group having 1 to 4 carbon atoms includes a hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms, a group containing a heteroatom-containing group between carbons or at the terminal of the hydrocarbon group, and one of the hydrogen atoms of these groups. Examples thereof include a group in which a part or the whole is substituted with a substituent, a carboxy group, a cyano group and the like.

上記炭素数1〜4の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等のアルキル基、エテニル基、プロペニル基等のアルケニル基、エチニル基等のアルキニル基等を挙げることができる。 Examples of the hydrocarbon group having 1 to 4 carbon atoms include an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group, an alkenyl group such as an ethenyl group and a propenyl group, and an alkynyl group such as an ethynyl group. it can.

上記ヘテロ原子含有基とは、構造中に2価以上のヘテロ原子を有する基をいう。上記ヘテロ原子含有基はヘテロ原子を1個有していてもよく、2個以上有していてもよい。また、上記ヘテロ原子含有基は、1個のヘテロ原子のみから構成されるものであってもよい。 The heteroatom-containing group refers to a group having a divalent or higher valent heteroatom in the structure. The heteroatom-containing group may have one heteroatom or two or more heteroatoms. Further, the heteroatom-containing group may be composed of only one heteroatom.

上記ヘテロ原子含有基が有する2価以上のへテロ原子としては、2価以上の原子価を有するヘテロ原子であれば特に限定されず、例えば酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ケイ素原子、リン原子、ホウ素原子等が挙げられる。 The divalent or higher valent heteroatom possessed by the heteroatom-containing group is not particularly limited as long as it is a heteroatom having a divalent or higher valence, for example, an oxygen atom, a nitrogen atom, a sulfur atom, a silicon atom, or a phosphorus atom. , Boron atom and the like.

上記ヘテロ原子含有基としては、例えば
−O−、−S−、−SO−、−SO−、−SOO−、−SO−等のヘテロ原子のみからなる基;
−CO−、−COO−、−COS−、−CONH−、−OCOO−、−OCOS−、−OCONH−、−SCONH−、−SCSNH−、−SCSS−等の炭素原子とヘテロ原子とを組み合わせた基などが挙げられる。なお、上記有機基の炭素数には、これらのヘテロ原子含有基中の炭素数も含まれる。
As the hetero atom-containing group, for example -O -, - S -, - SO -, - SO 2 -, - SO 2 O -, - SO 3 - groups consist of a hetero atom such as;
Combining carbon atoms such as -CO-, -COO-, -COS-, -CONH-, -OCOO-, -OCOS-, -OCONH-, -SCONH-, -SCSNH-, -SCSS- and heteroatoms. The group and the like can be mentioned. The carbon number of the organic group also includes the carbon number in these heteroatom-containing groups.

上記置換基としては、例えばハロゲン原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、ニトロ基、シアノ基等が挙げられる。なお、上記有機基の炭素数には、これらの置換基中の炭素数も含まれる。 Examples of the substituent include a halogen atom, a hydroxy group, a carboxy group, a nitro group, a cyano group and the like. The carbon number of the organic group also includes the carbon number in these substituents.

上記R及びRとしては、水素原子が好ましい。 A hydrogen atom is preferable as R 4 and R 5 .

上記Rで表されるヒドロキシアルキル基とは、1又は複数の水素原子がヒドロキシ基で置換されたアルキル基をいう。上記ヒドロキシアルキル基としては、ヒドロキシメチル基、ジヒドロキシメチル基、1−ヒドロキシエチル基、2−ヒドロキシエチル基、1,2−ジヒドロキシエチル基、1−ヒドロキシプロピル基、2−ヒドロキシプロピル基、3−ヒドロキシプロピル基等の炭素数1〜4のヒドロキシアルキル基を挙げることができる。これらの中でも、炭素数1及び2のヒドロキシアルキル基が好ましく、1,2−ジヒドロキシエチル基がより好ましい。 The hydroxyalkyl group represented by R 3 refers to an alkyl group in which one or more hydrogen atoms are substituted with a hydroxy group. Examples of the hydroxyalkyl group include hydroxymethyl group, dihydroxymethyl group, 1-hydroxyethyl group, 2-hydroxyethyl group, 1,2-dihydroxyethyl group, 1-hydroxypropyl group, 2-hydroxypropyl group and 3-hydroxy. A hydroxyalkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as a propyl group can be mentioned. Among these, hydroxyalkyl groups having 1 and 2 carbon atoms are preferable, and 1,2-dihydroxyethyl groups are more preferable.

上記nは、Rで表される環構造に結合するRで表される極性基又は上記極性基を含む基の数を表す。上記nの下限としては、2が好ましい。一方、上記nの上限としては、4が好ましく、3がより好ましい。 The n represents the number of polar groups represented by R 3 or groups containing the polar groups bonded to the ring structure represented by R 1 . As the lower limit of n, 2 is preferable. On the other hand, as the upper limit of n, 4 is preferable, and 3 is more preferable.

上記化合物としては、五員環構造及びヒドロキシ基を有する化合物と、リン酸とのエステルであることが好ましい。 The compound is preferably an ester of a compound having a five-membered ring structure and a hydroxy group and phosphoric acid.

上記五員環構造及びヒドロキシ基を有する化合物としては、
シチジン、2’−デオキシシチジン、2’、3’−ジデオキシシチジン、5−フルオロシチジン、2’−o−メチルシチジン、シタラビン、デオキシリボフラノース、ヒドロキシメチルフルフラール、フルフリルアルコール、テトラヒドロフルフリルアルコール等の環員数5の環状エーテル構造及びヒドロキシ基を有する化合物;
アスコルビン酸(L−アスコルビン酸等)、エリソルビン酸、パントラクトン等の環員数5の環状エステル構造及びヒドロキシ基を有する化合物;
その他、シクロペンタノール等を挙げることができる。
Examples of the compound having a five-membered ring structure and a hydroxy group include
Cytidine, 2'-deoxycytidine, 2', 3'-dideoxycytidine, 5-fluorocytidine, 2'-o-methylcytidine, citarabin, deoxyribofuranose, hydroxymethylfurfural, furfuryl alcohol, tetrahydrofurfuryl alcohol and other rings A compound having a cyclic ether structure having 5 members and a hydroxy group;
Compounds having a cyclic ester structure with 5 rings and a hydroxy group, such as ascorbic acid (L-ascorbic acid, etc.), erythorbic acid, pantolactone, etc.;
In addition, cyclopentanol and the like can be mentioned.

これらの中でも、環員数5の環状エーテル構造及びヒドロキシ基を有する化合物、及び環員数5の環状エステル構造及びヒドロキシ基を有する化合物が好ましく、環員数5の環状エステル構造及びヒドロキシ基を有する化合物がより好ましい。 Among these, a compound having a cyclic ether structure having 5 ring members and a hydroxy group, a compound having a cyclic ester structure having 5 ring members and a hydroxy group are preferable, and a compound having a cyclic ester structure having 5 ring members and a hydroxy group is more preferable. preferable.

上記環員数5の環状エーテル構造及びヒドロキシ基を有する化合物としては、シチジン及びその誘導体(2’−デオキシシチジン、2’、3’−ジデオキシシチジン、5−フルオロシチジン、2’−o−メチルシチジン等)が好ましく、シチジンがより好ましい。
Examples of the compound having a cyclic ether structure having 5 ring members and a hydroxy group include cytidine and its derivatives (2'-deoxycytidine, 2', 3'-dideoxycytidine, 5-fluorocytidine, 2'-o-methylcytidine and the like. ) Is preferable, and cytidine is more preferable.

上記環員数5の環状エステル構造及びヒドロキシ基を有する化合物としては、アスコルビン酸及びエリソルビン酸が好ましく、アスコルビン酸がより好ましい。 As the compound having a cyclic ester structure having 5 ring members and a hydroxy group, ascorbic acid and erythorbic acid are preferable, and ascorbic acid is more preferable.

上記シチジンとリン酸とのエステルとしては、シチジン−2’−一リン酸(2’−シチジル酸)、シチジン−3’−一リン酸(3’−シチジル酸)、シチジン−5’−一リン酸(5’−シチジル酸)等のシチジル酸などを挙げることができるが、シチジン−5’−一リン酸が好ましい。 Examples of the ester of citidine and phosphoric acid include cytidine-2'-monophosphate (2'-cytidinelic acid), cytidine-3'-monophosphate (3'-cytidinelic acid), and cytidine-5'-monophosphate. Examples thereof include cytidilic acid such as acid (5'-cytidinelic acid), but cytidine-5'-monophosphate is preferable.

上記アスコルビン酸とリン酸とのエステルとしては、L−アスコルビン酸−2−リン酸、L−アスコルビン酸−3−リン酸等を挙げることができるが、L−アスコルビン酸−2−リン酸が好ましい。 Examples of the ester of ascorbic acid and phosphoric acid include L-ascorbic acid-2-phosphoric acid and L-ascorbic acid-3-phosphate, but L-ascorbic acid-2-phosphoric acid is preferable. ..

<塩及び水和物>
上記化合物の塩としては、カリウム塩、ナトリウム塩等のアルカリ金属塩や、マグネシウム塩、カルシウム塩等のアルカリ土類金属塩を挙げることができる。これらの中でも、アルカリ土類金属塩が好ましく、マグネシウム塩がより好ましい。
<Salts and hydrates>
Examples of the salt of the above compound include alkali metal salts such as potassium salt and sodium salt, and alkaline earth metal salts such as magnesium salt and calcium salt. Among these, alkaline earth metal salts are preferable, and magnesium salts are more preferable.

上記水和物は、上記化合物の水和物であってもよいし、上記塩の水和物であってもよい。上記水和物としては、L−アスコルビン酸−2−リン酸セスキマグネシウム水和物等を挙げることができる。 The hydrate may be a hydrate of the compound or a hydrate of the salt. Examples of the hydrate include L-ascorbic acid-2-phosphate sesquimagnesium hydrate and the like.

上記添加剤としては、マグネシウム塩又はその水和物が好ましい。このような添加剤を用いることで、充放電サイクルにおける容量維持率をより高めることができる。 As the additive, a magnesium salt or a hydrate thereof is preferable. By using such an additive, the capacity retention rate in the charge / discharge cycle can be further increased.

当該非水電解質における上記添加剤の含有量の下限としては、特に限定されないが、0.1質量%が好ましく、0.5質量%がより好ましく、1質量%がさらに好ましい。上記添加剤の含有量を上記下限以上とすることにより、充放電サイクルにおける容量維持率をより高めることができる。なお、この含有量の上限としては、特に限定されないが、例えば5質量%であり、3質量%であってもよく、2質量%であってもよい。上記添加剤は、1種を単独で、又は2種以上を混合して用いることができる。 The lower limit of the content of the additive in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.5% by mass, still more preferably 1% by mass. By setting the content of the additive to the above lower limit or more, the capacity retention rate in the charge / discharge cycle can be further increased. The upper limit of this content is not particularly limited, but may be, for example, 5% by mass, 3% by mass, or 2% by mass. The above additives may be used alone or in admixture of two or more.

<非水溶媒>
上記非水溶媒としては、一般的な二次電池用非水電解質の非水溶媒として通常用いられる公知の非水溶媒を用いることができる。上記非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、エステル、エーテル、アミド、スルホン、ラクトン、ニトリル等を挙げることができる。これらの中でも、環状カーボネート又は鎖状カーボネートを少なくとも用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比(環状カーボネート:鎖状カーボネート)としては、特に限定されないが、例えば5:95以上50:50以下とすることが好ましい。
<Non-aqueous solvent>
As the non-aqueous solvent, a known non-aqueous solvent usually used as a non-aqueous solvent for a general non-aqueous electrolyte for a secondary battery can be used. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonate, chain carbonate, ester, ether, amide, sulfonamide, lactone, nitrile and the like. Among these, it is preferable to use at least cyclic carbonate or chain carbonate, and it is more preferable to use cyclic carbonate and chain carbonate in combination. When the cyclic carbonate and the chain carbonate are used in combination, the volume ratio of the cyclic carbonate to the chain carbonate (cyclic carbonate: chain carbonate) is not particularly limited, but is, for example, 5:95 or more and 50:50 or less. Is preferable.

上記環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニレンカーボネート(VC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、スチレンカーボネート、カテコールカーボネート、1−フェニルビニレンカーボネート、1,2−ジフェニルビニレンカーボネート等を挙げることができ、これらの中でもECが好ましい。 Examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), vinylethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC), and difluoroethylene. Examples thereof include carbonate (DFEC), styrene carbonate, catechol carbonate, 1-phenylvinylene carbonate, 1,2-diphenylvinylene carbonate, and among these, EC is preferable.

上記鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジフェニルカーボネート等を挙げることができ、これらの中でもEMCが好ましい。 Examples of the chain carbonate include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethyl methyl carbonate (EMC), diphenyl carbonate and the like, and among these, EMC is preferable.

<電解質塩>
上記電解質塩としては、一般的な二次電池用非水電解質の電解質塩として通常用いられる公知の電解質塩を用いることができる。上記電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等を挙げることができるが、リチウム塩が好ましい。
<Electrolyte salt>
As the electrolyte salt, a known electrolyte salt usually used as an electrolyte salt of a general non-aqueous electrolyte for a secondary battery can be used. Examples of the electrolyte salt include lithium salt, sodium salt, potassium salt, magnesium salt, onium salt and the like, but lithium salt is preferable.

上記リチウム塩としては、LiPF、LiPO、LiBF、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のフッ化炭化水素基を有するリチウム塩などを挙げることができる。これらの中でも、無機リチウム塩が好ましく、LiPFがより好ましい。 Examples of the lithium salt include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiPO 2 F 2 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , and LiN (SO). 2 C 2 F 5 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 C 4 F 9 ), LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiC (SO 2 C 2 F 5 ) 3 and other fluorinated hydrocarbon groups Lithium salt having the above can be mentioned. Among these, an inorganic lithium salt is preferable, and LiPF 6 is more preferable.

当該非水電解質における上記電解質塩の含有量の下限としては、0.1Mが好ましく、0.3Mがより好ましく、0.5Mがさらに好ましく、0.7Mが特に好ましい。一方、この上限としては、特に限定されないが、2.5Mが好ましく、2Mがより好ましく、1.5Mがさらに好ましい。 The lower limit of the content of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 M, more preferably 0.3 M, further preferably 0.5 M, and particularly preferably 0.7 M. On the other hand, the upper limit is not particularly limited, but is preferably 2.5M, more preferably 2M, and even more preferably 1.5M.

当該非水電解質は、本発明の効果を阻害しない限り、上記添加剤、上記非水溶媒及び上記電解質以外の他の成分を含有していてもよい。上記他の成分としては、一般的な二次電池用非水電解質に含有される各種添加剤を挙げることができる。但し、これらの他の成分の含有量としては、5質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましいこともある。 The non-aqueous electrolyte may contain components other than the above additives, the above non-aqueous solvent and the above electrolyte as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the other components include various additives contained in a general non-aqueous electrolyte for a secondary battery. However, the content of these other components is preferably 5% by mass or less, and more preferably 1% by mass or less.

当該非水電解質は、上記非水溶媒に上記電解質塩、及び上記添加剤を添加し、溶解させることにより得ることができる。 The non-aqueous electrolyte can be obtained by adding the electrolyte salt and the additive to the non-aqueous solvent and dissolving them.

<非水電解質二次電池>
本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池は、正極と、負極と、非水電解質とを備える。上記正極及び負極は、通常、セパレータを介して積層又は巻回により交互に重畳された発電要素を形成する。この発電要素はケースに収納され、このケース内に上記非水電解質が充填される。当該非水電解質二次電池においては、非水電解質として、上述した二次電池用非水電解質が用いられている。上記非水電解質は、正極と負極との間に介在する。また、上記ケースとしては、非水電解質二次電池のケースとして通常用いられる公知のアルミニウムケース等を用いることができる。
<Non-aqueous electrolyte secondary battery>
The non-aqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention includes a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. The positive electrode and the negative electrode usually form power generation elements that are alternately superimposed by stacking or winding through a separator. The power generation element is housed in a case, and the case is filled with the non-aqueous electrolyte. In the non-aqueous electrolyte secondary battery, the above-mentioned non-aqueous electrolyte for a secondary battery is used as the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Further, as the above case, a known aluminum case or the like which is usually used as a case of a non-aqueous electrolyte secondary battery can be used.

当該非水電解質二次電池によれば、上記添加剤を含有する非水電解質を用いることで、充放電サイクルにおける容量維持率を高めることができる。 According to the non-aqueous electrolyte secondary battery, the capacity retention rate in the charge / discharge cycle can be increased by using the non-aqueous electrolyte containing the above additive.

<正極>
上記正極は、正極集電体、及びこの正極集電体に直接又は中間層を介して配される正極活物質層を有する。
<Positive electrode>
The positive electrode has a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer arranged directly on the positive electrode current collector or via an intermediate layer.

上記正極集電体は、導電性を有する。集電体の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。また、正極集電体の形成形態としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極集電体としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS−H−4000(2014年)に規定されるA1085P、A3003P等が例示できる。 The positive electrode current collector has conductivity. As the material of the current collector, metals such as aluminum, titanium, tantalum, and stainless steel or alloys thereof are used. Among these, aluminum and aluminum alloys are preferable from the viewpoint of balance of potential resistance, high conductivity and cost. Further, as a form of forming the positive electrode current collector, a foil, a vapor-deposited film and the like can be mentioned, and the foil is preferable from the viewpoint of cost. That is, an aluminum foil is preferable as the positive electrode current collector. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085P and A3003P specified in JIS-H-4000 (2014).

中間層は、正極集電体の表面の被覆層であり、炭素粒子等の導電性粒子を含むことで正極集電体と正極活物質層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えば樹脂バインダー及び導電性粒子を含有する組成物により形成できる。なお、「導電性」を有するとは、JIS−H−0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が10Ω・cm以下であることを意味し、「非導電性」とは、上記体積抵抗率が10Ω・cm超であることを意味する。 The intermediate layer is a coating layer on the surface of the positive electrode current collector, and by containing conductive particles such as carbon particles, the contact resistance between the positive electrode current collector and the positive electrode active material layer is reduced. The composition of the intermediate layer is not particularly limited, and can be formed by, for example, a composition containing a resin binder and conductive particles. Incidentally, to have a "conductive" means that the volume resistivity is measured according to JIS-H-0505 (1975 years) is not more than 10 7 Ω · cm, and "non-conductive" means that the volume resistivity is 10 7 Ω · cm greater.

正極活物質層は、正極活物質を含むいわゆる正極合材から形成される。また、正極活物質層を形成する正極合材は、必要に応じて導電剤、バインダー(結着剤)、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。 The positive electrode active material layer is formed from a so-called positive electrode mixture containing a positive electrode active material. In addition, the positive electrode mixture forming the positive electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder (binder), a thickener, and a filler, if necessary.

上記正極活物質としては、例えばLiMO(Mは少なくとも一種の遷移金属を表す)で表される複合酸化物(層状のα―NaFeO型結晶構造を有するLiCoO,LiNiO,LiMnO,LiNiαCo(1−α),LiNiαMnβCo(1−α−β)等、スピネル型結晶構造を有するLiMn,LiNiαMn(2−α)等)、LiMe(XO(Meは少なくとも一種の遷移金属を表し、Xは例えばP、Si、B、V等を表す)で表されるポリアニオン化合物(LiFePO,LiMnPO,LiNiPO,LiCoPO,Li(PO,LiMnSiO,LiCoPOF等)が挙げられる。これらの化合物中の元素又はポリアニオンは、他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。正極活物質層においては、これら化合物の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 Examples of the positive electrode active material include composite oxides represented by Li x MO y (M represents at least one kind of transition metal) (Li x CoO 2 and Li x NiO having a layered α-NaFeO type 2 crystal structure). 2 , Li x MnO 3 , Li x Ni α Co (1-α) O 2 , Li x Ni α Mn β Co (1-α-β) O 2, etc., Li x Mn 2 O 4 having a spinel type crystal structure , Li x Ni α Mn (2-α) O 4 etc.), Li w Me x (XO y ) z (Me represents at least one kind of transition metal, and X represents, for example, P, Si, B, V, etc.) Examples thereof include polyanionic compounds represented by (LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoPO 4 F, etc.). The elements or polyanions in these compounds may be partially substituted with other elements or anion species. In the positive electrode active material layer, one of these compounds may be used alone, or two or more of these compounds may be mixed and used.

上記導電剤としては、電池性能に悪影響を与えない導電性材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、天然又は人造の黒鉛、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等のカーボンブラック、金属、導電性セラミックスなどが挙げられる。導電剤の形状としては、粉状、繊維状等が挙げられる。 The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material that does not adversely affect the battery performance. Examples of such a conductive agent include natural or artificial graphite, carbon black such as furnace black, acetylene black, and Ketjen black, metal, and conductive ceramics. Examples of the shape of the conductive agent include powder and fibrous.

上記バインダー(結着剤)としては、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン−プロピレン−ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子などが挙げられる。 Examples of the binder (binding agent) include fluororesins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, and polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), Elastomers such as sulfonated EPDM, styrene-butadiene rubber (SBR), and fluororubber; and thermoplastic polymers can be mentioned.

上記増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。 Examples of the thickener include polysaccharide polymers such as carboxymethyl cellulose (CMC) and methyl cellulose. When the thickener has a functional group that reacts with lithium, it is preferable to deactivate the functional group by methylation or the like in advance.

上記フィラーとしては、電池性能に悪影響を与えないものであれば特に限定されない。フィラーの主成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、シリカ、アルミナ、ゼオライト、ガラス、炭素などが挙げられる。 The filler is not particularly limited as long as it does not adversely affect the battery performance. Examples of the main component of the filler include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, silica, alumina, zeolite, glass, carbon and the like.

<負極>
上記負極は、負極集電体、及びこの負極集電体に直接又は中間層を介して配される負極活物質層を有する。上記中間層は正極の中間層と同様の構成とすることができる。
<Negative electrode>
The negative electrode has a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer arranged directly or via an intermediate layer on the negative electrode current collector. The intermediate layer may have the same structure as the intermediate layer of the positive electrode.

上記負極集電体は、正極集電体と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極集電体としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。 The negative electrode current collector may have the same configuration as the positive electrode current collector, but as a material, a metal such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel or an alloy thereof is used, and copper or copper is used. Alloys are preferred. That is, a copper foil is preferable as the negative electrode current collector. Examples of the copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

負極活物質層は、負極活物質を含むいわゆる負極合材から形成される。また、負極活物質層を形成する負極合材は、必要に応じて導電剤、バインダー(結着剤)、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、結着剤、増粘剤、フィラー等の任意成分は、正極活物質層と同様のものを用いることができる。 The negative electrode active material layer is formed from a so-called negative electrode mixture containing a negative electrode active material. Further, the negative electrode mixture forming the negative electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder (binder), a thickener, and a filler, if necessary. As the optional component such as the conductive agent, the binder, the thickener, and the filler, the same one as that of the positive electrode active material layer can be used.

負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材質が用いられる。具体的な負極活物質としては、例えばSi、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;ポリリン酸化合物;黒鉛、非晶質炭素(易黒鉛化炭素または難黒鉛化性炭素)等の炭素材料などが挙げられる。 As the negative electrode active material, a material capable of occluding and releasing lithium ions is usually used. Specific negative electrode active materials include, for example, metals or metalloids such as Si and Sn; metal oxides or metalloids such as Si oxide and Sn oxide; polyphosphate compounds; graphite and amorphous carbon (easy). Examples include carbon materials such as graphitized carbon or non-graphitizable carbon).

さらに、負極合材(負極活物質層)は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等の遷移金属元素を含有してもよい。 Further, the negative electrode mixture (negative electrode active material layer) is a typical non-metal element such as B, N, P, F, Cl, Br, I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge. It may contain a typical metal element such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, W and the like.

<セパレータ>
上記セパレータの材質としては、例えば織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が用いられる。これらの中でも多孔質樹脂フィルムが好ましい。多孔質樹脂フィルムの主成分としては、強度の観点から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が好ましい。また、これらの樹脂とアラミドやポリイミド等の樹脂とを複合した多孔質樹脂フィルムを用いてもよい。
<Separator>
As the material of the separator, for example, a woven fabric, a non-woven fabric, a porous resin film or the like is used. Among these, a porous resin film is preferable. As the main component of the porous resin film, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable from the viewpoint of strength. Further, a porous resin film obtained by combining these resins with a resin such as aramid or polyimide may be used.

<非水電解質二次電池の製造方法>
本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法は、正極と、負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池の製造方法であって、上記非水電解質として、当該二次電池用非水電解質を用いることを特徴とする。当該製造方法は、例えば、正極と負極とを収容するケースに非水電解質を注入する工程を備える。
<Manufacturing method of non-aqueous electrolyte secondary battery>
The method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery according to an embodiment of the present invention is a method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte, and the non-aqueous electrolyte secondary battery is used as the non-aqueous electrolyte. It is characterized by using the non-aqueous electrolyte for a secondary battery. The manufacturing method includes, for example, a step of injecting a non-aqueous electrolyte into a case containing a positive electrode and a negative electrode.

上記注入は、公知の方法により行うことができる。注入後、注入口を封止することにより非水電解質二次電池を得ることができる。当該製造方法によって得られる非水電解質二次電池を構成する各要素についての詳細は上述したとおりである。当該非水電解質二次電池の製造方法によれば、上記添加剤を含有する非水電解質を用いることで、充放電サイクルにおける容量維持率が高い非水電解質二次電池を製造することができる。 The above injection can be performed by a known method. After injection, a non-aqueous electrolyte secondary battery can be obtained by sealing the injection port. Details of each element constituting the non-aqueous electrolyte secondary battery obtained by the manufacturing method are as described above. According to the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery, a non-aqueous electrolyte secondary battery having a high capacity retention rate in a charge / discharge cycle can be produced by using a non-aqueous electrolyte containing the above additive.

<その他の実施形態>
本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、上記態様の他、種々の変更、改良を施した態様で実施することができる。例えば、上記正極又は負極において、中間層を設けなくてもよい。また、例えば、非水電解質としてポリマー固体電解質を用いる場合、本発明の非水電解質二次電池の製造方法において、上述した注入工程を備えなくてもよい。
<Other Embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modifications and improvements in addition to the above-described embodiment. For example, it is not necessary to provide an intermediate layer in the positive electrode or the negative electrode. Further, for example, when a polymer solid electrolyte is used as the non-aqueous electrolyte, the above-mentioned injection step may not be provided in the method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but the present invention is not limited to the following Examples.

実施例及び比較例で用いた化合物を以下に示す。なお、各化合物の構造式もあわせて以下に示す。
A−1:L−アスコルビン酸−2−リン酸セスキマグネシウム水和物
A−2:シチジン−5’−一リン酸
a−1:アスコルビン酸
a−2:エリソルビン酸
The compounds used in Examples and Comparative Examples are shown below. The structural formulas of each compound are also shown below.
A-1: L-ascorbic acid-2-phosphate sesquimagnesium hydrate A-2: Cytidine-5'-monophosphate a-1: Ascorbic acid a-2: Erythorbic acid

Figure 0006780263
Figure 0006780263

[実施例1]
ECとEMCとを30:70の体積比で混合した溶媒にLiPFを1Mで溶解させた。これに、さらにL−アスコルビン酸−2−リン酸セスキマグネシウム水和物(A−1)を飽和溶解量添加し、実施例1の非水電解質を得た。
[Example 1]
LiPF 6 was dissolved at 1M in a solvent in which EC and EMC were mixed at a volume ratio of 30:70. To this, a saturated dissolved amount of L-ascorbic acid-2-phosphate sesquimagnesium hydrate (A-1) was further added to obtain the non-aqueous electrolyte of Example 1.

[実施例2、比較例1〜3]
用いた添加剤の種類を表1に記載のものにした、あるいは添加剤を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にして、実施例2及び比較例1〜3の非水電解質を得た。
[Example 2, Comparative Examples 1 to 3]
The non-aqueous electrolytes of Example 2 and Comparative Examples 1 to 3 were obtained in the same manner as in Example 1 except that the types of additives used were listed in Table 1 or no additives were used. It was.

[評価1]
正極活物質がα―NaFeO型結晶構造を有するLiNi1/3Co1/3Mn1/3である正極と、負極活物質が黒鉛である負極とを作製した。ポリオレフィン製多孔質樹脂フィルムセパレータを介して、上記正極及び負極を巻回することで発電要素を作製した。この発電要素をアルミケースに挿入した後に、ケースの蓋をレーザー溶接で溶接した。蓋に設けた注液孔を介して、上記実施例1〜2及び比較例1〜3の非水電解質を注入した後に注液孔を封止し、非水電解質二次電池(角形リチウムイオン電池)を得た。
[Evaluation 1]
A positive electrode in which the positive electrode active material was LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 having an α-NaFeO type 2 crystal structure and a negative electrode in which the negative electrode active material was graphite were prepared. A power generation element was produced by winding the positive electrode and the negative electrode through a porous resin film separator made of polyolefin. After inserting this power generation element into the aluminum case, the lid of the case was welded by laser welding. After injecting the non-aqueous electrolytes of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 through the liquid injection holes provided in the lid, the liquid injection holes are sealed to seal the non-aqueous electrolyte secondary battery (square lithium ion battery). ) Was obtained.

得られた各非水電解質二次電池について、25℃において充電終止電圧を4.2V、放電終止電圧を2.75Vとして充放電を行い、初期容量を確認した。次に、45℃において充電電流1.0CmA、充電電圧4.2Vの定電流定電圧充電、及び放電電流1.0CmA、放電終止電圧2.75Vの定電流放電を繰り返す充放電を500サイクル行った。なお、充電と放電の間、及び放電と充電の間に、それぞれ10分の休止期間を設けた。充放電サイクル試験前と、500サイクル後の1.0CmA放電容量(25℃)を測定し、各非水電解質二次電池の容量維持率(充放電サイクル試験前の放電容量に対する500サイクル後の放電容量の比)を求めた。この結果を表1に示す。 Each of the obtained non-aqueous electrolyte secondary batteries was charged and discharged at 25 ° C. with a charge termination voltage of 4.2 V and a discharge termination voltage of 2.75 V, and the initial capacity was confirmed. Next, 500 cycles of constant current constant voltage charging with a charging current of 1.0 CmA and a charging voltage of 4.2 V, and constant current discharge with a discharge current of 1.0 CmA and a discharge end voltage of 2.75 V were performed at 45 ° C. .. A 10-minute rest period was provided between charging and discharging and between discharging and charging. The 1.0 CmA discharge capacity (25 ° C) before the charge / discharge cycle test and after 500 cycles was measured, and the capacity retention rate of each non-aqueous electrolyte secondary battery (discharge after 500 cycles with respect to the discharge capacity before the charge / discharge cycle test). The volume ratio) was calculated. The results are shown in Table 1.

Figure 0006780263
Figure 0006780263

[評価2]
正極活物質がα―NaFeO型結晶構造を有するLiNi1/3Co1/3Mn1/3である正極と、負極活物質が黒鉛である負極とを作製した。ポリオレフィン製多孔質樹脂フィルムセパレータを介して、上記正極及び負極を巻回することで発電要素を作製した。この発電要素をアルミケースに挿入した後に、ケースの蓋をレーザー溶接で溶接した。蓋に設けた注液孔を介して、上記実施例1〜2及び比較例1〜3の非水電解質を注入した後に注液孔を封止し、非水電解質二次電池(角形リチウムイオン電池)を得た。
[Evaluation 2]
A positive electrode in which the positive electrode active material was LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 having an α-NaFeO type 2 crystal structure and a negative electrode in which the negative electrode active material was graphite were prepared. A power generation element was produced by winding the positive electrode and the negative electrode through a porous resin film separator made of polyolefin. After inserting this power generation element into the aluminum case, the lid of the case was welded by laser welding. After injecting the non-aqueous electrolytes of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 3 through the liquid injection holes provided in the lid, the liquid injection holes are sealed to seal the non-aqueous electrolyte secondary battery (square lithium ion battery). ) Was obtained.

得られた各非水電解質二次電池について、25℃において充電終止電圧を4.35V、放電終止電圧を2.75Vとして充放電を行い、初期容量を確認した。次に、45℃において充電電流1.0CmA、充電電圧4.35Vの定電流定電圧充電、及び放電電流1.0CmA、放電終止電圧2.75Vの定電流放電を繰り返す充放電を100サイクル行った。なお、充電と放電の間、及び放電と充電の間に、それぞれ10分の休止期間を設けた。充放電サイクル試験前と、100サイクル後の1.0CmA放電容量(25℃)を測定し、各非水電解質二次電池の容量維持率(充放電サイクル試験前の放電容量に対する100サイクル後の放電容量の比)を求めた。この結果を表2に示す。 Each of the obtained non-aqueous electrolyte secondary batteries was charged and discharged at 25 ° C. with a charge termination voltage of 4.35 V and a discharge termination voltage of 2.75 V, and the initial capacity was confirmed. Next, 100 cycles of constant current constant voltage charging with a charging current of 1.0 CmA and a charging voltage of 4.35 V and constant current discharge with a discharge current of 1.0 CmA and a discharge end voltage of 2.75 V were performed at 45 ° C. .. A 10-minute rest period was provided between charging and discharging and between discharging and charging. The 1.0 CmA discharge capacity (25 ° C.) before the charge / discharge cycle test and after 100 cycles was measured, and the capacity retention rate of each non-aqueous electrolyte secondary battery (discharge after 100 cycles with respect to the discharge capacity before the charge / discharge cycle test). The volume ratio) was calculated. The results are shown in Table 2.

Figure 0006780263
Figure 0006780263

上記表1及び表2に示されるように、実施例1及び2の非水電解質を備える非水電解質二次電池は高い容量維持率を有することがわかる。特に、表2に示されるように、4.35Vでの充電においては、L−アスコルビン酸を添加した比較例2は、非添加の比較例1よりも容量維持率が低下しており、エリソルビン酸を添加した比較例3は、非添加の比較例1よりわずかに高い容量維持率を有しているのみである。これに対し、実施例1、2は、顕著に高い容量維持率を有することがわかる。 As shown in Tables 1 and 2 above, it can be seen that the non-aqueous electrolyte secondary batteries provided with the non-aqueous electrolytes of Examples 1 and 2 have a high capacity retention rate. In particular, as shown in Table 2, when charging at 4.35 V, Comparative Example 2 to which L-ascorbic acid was added had a lower capacity retention rate than Comparative Example 1 to which L-ascorbic acid was not added, and erythorbic acid. Comparative Example 3 to which was added has only a slightly higher volume retention rate than Comparative Example 1 to which no addition was added. On the other hand, it can be seen that Examples 1 and 2 have a remarkably high capacity retention rate.

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などの電源として使用される非水電解質二次電池、及びこれに備わる二次電池用非水電解質などに適用できる。 The present invention can be applied to a non-aqueous electrolyte secondary battery used as a power source for a personal computer, an electronic device such as a communication terminal, an automobile, and a non-aqueous electrolyte for a secondary battery provided therein.

Claims (8)

非水溶媒に電解質塩が溶解する二次電池用非水電解質であって、
五員環構造及びリン酸基を有する化合物、上記化合物の塩、上記化合物若しくは上記塩の水和物又はそれらの組み合わせからなる添加剤を含有し、
上記五員環構造が、脂肪族複素環又は芳香族複素環であることを特徴とする二次電池用非水電解質。
A non-aqueous electrolyte for secondary batteries in which an electrolyte salt dissolves in a non-aqueous solvent.
It contains an additive consisting of a compound having a five-membered ring structure and a phosphoric acid group, a salt of the above compound, a hydrate of the above compound or the above salt, or a combination thereof .
A non-aqueous electrolyte for a secondary battery , wherein the five-membered ring structure is an aliphatic heterocycle or an aromatic heterocycle .
上記五員環構造が、環構造を構成する酸素原子を含む請求項1に記載の二次電池用非水電解質。 The non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to claim 1, wherein the five-membered ring structure contains oxygen atoms constituting the ring structure. 上記環構造を構成する酸素原子を含む五員環構造が、環状エーテル構造又は環状エステル構造である請求項2に記載の二次電池用非水電解質。 The non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to claim 2, wherein the five-membered ring structure containing oxygen atoms constituting the ring structure is a cyclic ether structure or a cyclic ester structure. 上記化合物が下記式(1)で表される請求項2又は請求項3に記載の二次電池用非水電解質。
Figure 0006780263
(式(1)中、Rは、上記環構造を構成する酸素原子を含む五員環構造である。Rは、単結合又は炭素数1〜3の2価の炭化水素基である。Rは、それぞれ独立して、極性基又は上記極性基を含む基である。nは、2〜7の整数である。)
The non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to claim 2 or 3, wherein the compound is represented by the following formula (1).
Figure 0006780263
(In the formula (1), R 1 is a five-membered ring structure containing oxygen atoms constituting the ring structure. R 2 is a single bond or a divalent hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms. R 3 is an independent polar group or a group containing the above polar groups. N is an integer of 2 to 7).
上記Rが、ヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基、又は下記式(2)で表される基である請求項4に記載の二次電池用非水電解質。
Figure 0006780263
(式(2)中、R及びRは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、ヒドロキシ基、リン酸基又は炭素数1〜4の有機基である。)
The non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to claim 4, wherein R 3 is a hydroxy group, a hydroxyalkyl group, or a group represented by the following formula (2).
Figure 0006780263
(In the formula (2), R 4 and R 5 are independently hydrogen atoms, halogen atoms, hydroxy groups, phosphate groups or organic groups having 1 to 4 carbon atoms.)
上記添加剤が、マグネシウム塩又はその水和物である請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の二次電池用非水電解質。 The non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to any one of claims 1 to 5, wherein the additive is a magnesium salt or a hydrate thereof. 正極と、負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池であって、
上記非水電解質として、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の二次電池用非水電解質が用いられており、
上記正極として、層状のα−NaFeO型結晶構造若しくはスピネル型結晶構造を有する複合酸化物、又はポリアニオン化合物を正極活物質として含む正極が用いられていることを特徴とする非水電解質二次電池。
A non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
As the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to any one of claims 1 to 6 is used.
As the positive electrode, a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a composite oxide having a layered α-NaFeO type 2 crystal structure or a spinel type crystal structure, or a positive electrode containing a polyanion compound as a positive electrode active material is used. ..
正極と、負極と、非水電解質とを備える非水電解質二次電池の製造方法であって、
上記非水電解質として、請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の二次電池用非水電解質を用い、
上記正極として、層状のα−NaFeO型結晶構造若しくはスピネル型結晶構造を有する複合酸化物、又はポリアニオン化合物を正極活物質として含む正極を用いることを特徴とする非水電解質二次電池の製造方法。
A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte.
As the non-aqueous electrolyte, the non-aqueous electrolyte for a secondary battery according to any one of claims 1 to 6 is used.
A method for producing a non-aqueous electrolyte secondary battery, which comprises using as the positive electrode a positive electrode containing a layered α-NaFeO type 2 crystal structure or a composite oxide having a spinel type crystal structure, or a polyanion compound as a positive electrode active material. ..
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CN111751422A (en) * 2020-07-01 2020-10-09 深圳市锦瑞生物科技有限公司 Magnesium ion selective membrane, preparation method and electrolyte analysis system
CN111883829B (en) * 2020-07-24 2023-09-01 香河昆仑新能源材料股份有限公司 A kind of lithium-ion battery non-aqueous electrolyte and lithium-ion battery
CN115706255B (en) * 2021-08-09 2026-03-10 深圳新宙邦科技股份有限公司 Nonaqueous electrolyte and battery
CN114864893B (en) * 2022-04-25 2023-11-28 同济大学 A dual carbon encapsulated CoS2/CoO porous heterojunction composite material and its preparation method and application

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JP2001338679A (en) * 2000-05-26 2001-12-07 Asahi Glass Co Ltd Secondary power supply
KR100508924B1 (en) * 2003-07-01 2005-08-17 삼성에스디아이 주식회사 Electrolyte for rechargeable lithium battery and rechargeable lithium battery comprising same
CN102522590B (en) * 2011-12-26 2014-09-17 华为技术有限公司 Non-aqueous organic electrolyte, lithium ion secondary battery containing non-aqueous organic electrolyte, preparation method of lithium ion secondary battery and terminal communication equipment
JP2014022321A (en) * 2012-07-23 2014-02-03 Kaneka Corp Nonaqueous electrolyte secondary battery including scavenger
JP6094826B2 (en) * 2014-07-16 2017-03-15 トヨタ自動車株式会社 Non-aqueous electrolyte secondary battery, manufacturing method thereof, and non-aqueous electrolyte

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