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JP7681482B2 - Nonaqueous electrolyte, nonaqueous secondary battery precursor, nonaqueous secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous secondary battery - Google Patents
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Nonaqueous electrolyte, nonaqueous secondary battery precursor, nonaqueous secondary battery, and method for manufacturing nonaqueous secondary battery Download PDF

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Description

本開示は、非水電解液、非水系二次電池前駆体、非水系二次電池、及び非水系二次電池の製造方法に関する。 The present disclosure relates to a nonaqueous electrolyte, a nonaqueous secondary battery precursor, a nonaqueous secondary battery, and a method for manufacturing a nonaqueous secondary battery.

リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度の電池として、注目されている。
特許文献1は、非水電解液二次電池(以下、「非水系二次電池」という。)を開示している。特許文献1に開示された非水系二次電池は、正極と、負極と、非水電解液とを備える。負極は、リチウム又はリチウムの吸蔵放出の可能な負極材料からなる。非水電解液は、有機溶媒と溶質とからなる。有機溶媒中には、溶質としてモノフルオロ燐酸リチウム、及びジフルオロ燐酸リチウムの少なくとも一方を含有する。
Lithium-ion secondary batteries have been attracting attention as batteries with high energy density.
Patent Document 1 discloses a nonaqueous electrolyte secondary battery (hereinafter referred to as "nonaqueous secondary battery"). The nonaqueous secondary battery disclosed in Patent Document 1 includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The negative electrode is made of lithium or a negative electrode material capable of absorbing and releasing lithium. The nonaqueous electrolyte is made of an organic solvent and a solute. The organic solvent contains at least one of lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate as a solute.

特許3439085号公報Patent No. 3439085

非水系二次電池には、高温環境(例えば、60℃)下において長期(例えば、14日間)保存されても、直流抵抗が上昇しにくく、放電容量が減少しにくい非水電解液が求められている。 Non-aqueous secondary batteries require a non-aqueous electrolyte that is unlikely to increase in direct current resistance or decrease in discharge capacity even when stored for a long period of time (e.g., 14 days) in a high-temperature environment (e.g., 60°C).

本開示は、上記事情に鑑み、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、直流抵抗の上昇及び放電容量の減少を抑制することができる非水電解液、非水系二次電池前駆体、非水系二次電池、及び非水系二次電池の製造方法を提供することである。 In view of the above circumstances, the present disclosure provides a nonaqueous electrolyte, a nonaqueous secondary battery precursor, a nonaqueous secondary battery, and a method for manufacturing a nonaqueous secondary battery that can suppress an increase in DC resistance and a decrease in discharge capacity even when the nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment.

上記課題を解決するための手段には、以下の態様が含まれる。
<1> 式(I)で表される化合物(I)を含む、非水電解液。
Means for solving the above problems include the following aspects.
<1> A nonaqueous electrolyte solution containing a compound (I) represented by formula (I).

(式(I)中、Rは、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のアルコキシ基を示す。)
<2> 前記Rは、炭素数1~6のアルコキシ基である、前記<1>に記載の非水電解液。
<3> 前記化合物(I)の含有量は、非水電解液の全量に対して、0.01質量%以上10質量%以下である、前記<1>又は<2>に記載の非水電解液。
<4> 下記式(II)で表される化合物を含む、前記<1>~<3>のいずれか1つに記載の非水電解液。
(In formula (I), R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)
<2> The nonaqueous electrolyte solution according to <1>, wherein R is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
<3> The nonaqueous electrolyte according to <1> or <2>, wherein the content of the compound (I) is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less with respect to a total amount of the nonaqueous electrolyte.
<4> The nonaqueous electrolyte solution according to any one of <1> to <3>, further comprising a compound represented by the following formula (II):

(式(II)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基である。)
<5> モノフルオロリン酸リチウム及びジフルオロリン酸リチウムからなる群から選択される少なくとも1種である化合物(III)を含む、前記<1>~<4>のいずれか1つに記載の非水電解液。
<6> 下記式(IV)で表される化合物を含む、前記<1>~<5>のいずれか1つに記載の非水電解液。
(In formula (II), R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.)
<5> The nonaqueous electrolyte solution according to any one of <1> to <4>, further comprising at least one compound (III) selected from the group consisting of lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate.
<6> The nonaqueous electrolyte solution according to any one of <1> to <5>, further comprising a compound represented by the following formula (IV):

〔式(IV)中、
Mは、アルカリ金属であり、
Yは、遷移元素、周期律表の13族元素、14族元素、又は15族元素であり、
bは、1~3の整数であり、
mは、1~4の整数であり、
nは、0~8の整数であり、
qは、0又は1であり、
は、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基、炭素数6~20のアリーレン基、又は炭素数6~20のハロゲン化アリーレン基(これらの基は、構造中に置換基、又はヘテロ原子を含んでいてもよく、またqが1でmが2~4の場合にはm個のRはそれぞれが結合していてもよい。)であり、
は、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のハロゲン化アルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数6~20のハロゲン化アリール基(これらの基は、構造中に置換基、又はヘテロ原子を含んでいてもよく、また、nが2~8の場合はn個のRはそれぞれが結合して環を形成していてもよい。)であり、
、及びQは、それぞれ独立に、酸素原子、又は炭素原子である。〕
<7> 下記式(V)で表される化合物を含む、前記<1>~<6>のいずれか1つに記載の非水電解液。
[In formula (IV),
M is an alkali metal;
Y is a transition element, an element of Group 13, 14, or 15 of the periodic table;
b is an integer from 1 to 3;
m is an integer from 1 to 4,
n is an integer from 0 to 8,
q is 0 or 1;
R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated arylene group having 6 to 20 carbon atoms (these groups may contain a substituent or a heteroatom in the structure, and when q is 1 and m is 2 to 4, m R 3s may each be bonded to each other);
R 4 is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms (these groups may contain a substituent or a heteroatom in the structure, and when n is 2 to 8, n R 4s may be bonded to each other to form a ring);
Q 1 and Q 2 each independently represent an oxygen atom or a carbon atom.
<7> The nonaqueous electrolyte solution according to any one of <1> to <6>, further comprising a compound represented by the following formula (V):

〔式(V)中、
は、酸素原子、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数1~6のアルケニレン基、又はビニレン基を表し、
は、炭素数1~6のアルキレン基、上記式(v-1)で表される基、又は上記式(v-2)で表される基を表す。
*は、結合位置を示す。
式(v-1)中、R61は、酸素原子、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数2~6のアルケニレン基、又はオキシメチレン基であり、
式(v-2)中、R62は、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数2~6のアルケニル基である。〕
<8> 前記<1>~<7>のいずれか1つに記載の非水電解液と、
正極と、
負極と
を備える、非水系二次電池前駆体。
<9> 前記正極に含まれる正極活物質は、リチウム含有複合酸化物を含む、前記<8>に記載の非水系二次電池前駆体。
<10> 前記負極に含まれる負極活物質は、リチウムを吸蔵及び放出できる材料、リチウムと合金を形成できる金属材料、及び酸化物材料からなる群から選択される少なくとも1つを含む、前記<8>又は<9>に記載の非水系二次電池前駆体。
<11> 前記<8>~<10>のいずれか1つに記載の非水系二次電池前駆体を準備する準備工程と、
前記非水系二次電池前駆体に対して、充電及び放電を施すエージング工程と
を含む、非水系二次電池の製造方法。
<12> 前記<8>~<10>のいずれか1つに記載の非水系二次電池前駆体に対して、充電及び放電を施して得られた非水系二次電池。
[In formula (V),
R5 represents an oxygen atom, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a vinylene group;
R6 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a group represented by the above formula (v-1), or a group represented by the above formula (v-2).
* indicates the bond position.
In formula (v-1), R 61 represents an oxygen atom, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an oxymethylene group.
In formula (v-2), R 62 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms.
<8> The nonaqueous electrolyte according to any one of <1> to <7>,
A positive electrode and
and a negative electrode.
<9> The nonaqueous secondary battery precursor according to <8>, wherein the positive electrode active material contained in the positive electrode contains a lithium-containing composite oxide.
<10> The nonaqueous secondary battery precursor according to <8> or <9>, wherein the negative electrode active material included in the negative electrode includes at least one selected from the group consisting of a material capable of absorbing and releasing lithium, a metal material capable of forming an alloy with lithium, and an oxide material.
<11> A preparation step of preparing a nonaqueous secondary battery precursor according to any one of <8> to <10>;
and an aging step of charging and discharging the nonaqueous secondary battery precursor.
<12> A nonaqueous secondary battery obtained by charging and discharging the nonaqueous secondary battery precursor according to any one of <8> to <10>.

本開示によれば、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、直流抵抗の上昇及び放電容量の減少を抑制することができる非水電解液、非水系二次電池前駆体、非水系二次電池、及び非水系二次電池の製造方法が提供される。 The present disclosure provides a nonaqueous electrolyte, a nonaqueous secondary battery precursor, a nonaqueous secondary battery, and a method for manufacturing a nonaqueous secondary battery that can suppress an increase in DC resistance and a decrease in discharge capacity even when the nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment.

本開示の非水系二次電池前駆体又は本開示の非水系二次電池の一例である、ラミネート型電池の一例を示す概略斜視図である。FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a laminate type battery, which is an example of a nonaqueous secondary battery precursor or a nonaqueous secondary battery of the present disclosure. 図1に示すラミネート型電池に収容される積層型電極体の、厚さ方向の概略断面図である。2 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of a laminated electrode body housed in the laminated battery shown in FIG. 1 . 本開示の非水系二次電池前駆体又は本開示の非水系二次電池の別の一例である、コイン型電池の一例を示す概略断面図である。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of a coin-type battery, which is another example of the nonaqueous secondary battery precursor or the nonaqueous secondary battery of the present disclosure.

本明細書において、「~」を用いて表される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。
本明細書において、組成物中の各成分の量は、組成物中に各成分に該当する物質が複数存在する場合は、特に断らない限り、組成物中に存在する当該複数の物質の合計量を意味する。
In this specification, a numerical range expressed using "to" means a range that includes the numerical values before and after "to" as the lower and upper limits.
In this specification, the amount of each component in a composition means, when a plurality of substances corresponding to each component are present in the composition, the total amount of the plurality of substances present in the composition, unless otherwise specified.

(非水電解液)
本開示の非水電解液について説明する。
(Non-aqueous electrolyte)
The nonaqueous electrolyte of the present disclosure will now be described.

本開示の非水電解液は、非水系二次電池の電解液として好適に用いられる。非水系二次電池は、リチウム二次電池を含む。非水系二次電池の詳細については、図1~図3を参照して後述する。 The nonaqueous electrolyte of the present disclosure is suitable for use as an electrolyte for nonaqueous secondary batteries. Nonaqueous secondary batteries include lithium secondary batteries. Details of nonaqueous secondary batteries will be described later with reference to Figures 1 to 3.

<化合物(I)>
本開示の非水電解液は、下記一般式(I)で表される化合物(I)を含む。化合物(I)の詳細については、後述する。
<Compound (I)>
The non-aqueous electrolyte of the present disclosure contains a compound (I) represented by the following general formula (I): The details of compound (I) will be described later.

本開示の非水電解液は、上記の構成を有するので、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、化合物(I)を含まない構成よりも直流抵抗の上昇及び放電容量の減少を抑制することができる。
高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、化合物(I)を含まない構成よりも直流抵抗の上昇及び放電容量の減少を抑制することができるのは、主として、以下の理由によると推測される。
本開示の非水電解液を用いた非水系二次電池を充電又は放電(以下、「充放電」という場合がある。)すると、負極の表面及び正極の表面には固体電解質界面層(SEI:Solid Electrolyte Interphase)膜(以下、「SEI膜」という。)が形成されると考えられる。
以下、負極のSEI膜、及び正極のSEI膜を単に「SEI膜」という場合がある。
SEI膜は、主として、非水電解液中のリチウムイオンと、非水系二次電池の充放電によって分解された非水電解液の分解物とによって形成されると考えられる。
SEI膜が形成されると、非水系二次電池の充放電サイクルにおいて、本来の電池反応ではない副反応は進行しにくくなると考えられる。電池反応は、正極及び負極にリチウムイオンが出入り(インターカレート)する反応を示す。副反応は、負極による非水電解液の還元分解反応、正極による非水電解液の酸化分解反応、正極活物質中の金属元素の溶出等を含む。
一方で、充放電のたびに負極のSEI膜は厚膜化しやすい。負極のSEI膜の厚膜化には、非水電解液中のリチウムイオンが消費される。そのため、負極のSEI膜の厚膜化は、非水系二次電池の直流抵抗の上昇の1つの要因と考えられる。特に、負極のSEI膜の厚膜化は、非水系二次電池が高温環境下に曝されると、顕著になる。加えて、正極の金属成分が非水電解液に溶出すると、正極の金属成分は負極の表面に堆積し、非水電解液の分解反応を促進させる。そのため、正極からの金属成分の溶出も、非水系二次電池の直流抵抗の上昇の1つの要因と考えられる。特に、正極からの金属成分の溶出は、非水系二次電池が高温環境下に曝されると、顕著になる。正極の金属成分は、正極活物質である遷移金属を含む。
そこで、正極の金属成分の溶出を抑制するため、正極活物質である遷移金属に配位する添加剤(化合物(I))を非水電解液に添加することで正極の金属成分の溶出を抑制することができる。正極活物質である遷移金属に配位可能な添加剤(化合物(I))は、正極活物質である遷移金属に配位することで、正極活物質表面の金属を安定化させることができる。
本開示の非水電解液は、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、直流抵抗を上昇しにくくすることができる。これは、化合物(I)が、正極活物質である遷移金属の溶出を抑制することで、溶出した遷移金属が負極に堆積して非水電解液の溶媒を分解することが抑制され、負極のSEI膜の厚膜化が抑制されるためと推測される。
更に、本開示の非水電解液は、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、放電容量を減少しにくくすることができる。これは、上述したように、化合物(I)が、負極のSEI膜の厚膜化を抑制することで、非水系二次電池が高温環境下に曝された場合であっても、副反応の進行が抑制され、放電容量が減少しにくくなったためと推測される。
Since the nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure has the above-mentioned configuration, even if a nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment, an increase in DC resistance and a decrease in discharge capacity can be suppressed more than in a configuration that does not contain compound (I).
The reason why the increase in DC resistance and the decrease in discharge capacity can be suppressed more than in a configuration not containing compound (I) even when the nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment is presumably mainly due to the following reasons.
When a nonaqueous secondary battery using the nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure is charged or discharged (hereinafter, sometimes referred to as "charging and discharging"), it is believed that a solid electrolyte interphase (SEI) film (hereinafter, referred to as an "SEI film") is formed on the surface of the negative electrode and the surface of the positive electrode.
Hereinafter, the negative electrode SEI film and the positive electrode SEI film may be simply referred to as "SEI film".
The SEI film is considered to be formed mainly by lithium ions in the nonaqueous electrolyte and decomposition products of the nonaqueous electrolyte that are decomposed during charging and discharging of the nonaqueous secondary battery.
It is believed that when the SEI film is formed, side reactions that are not the original battery reaction are less likely to proceed during the charge/discharge cycle of the nonaqueous secondary battery. The battery reaction is a reaction in which lithium ions enter and leave (intercalate) the positive electrode and the negative electrode. The side reactions include a reductive decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte by the negative electrode, an oxidative decomposition reaction of the nonaqueous electrolyte by the positive electrode, and the elution of metal elements in the positive electrode active material.
On the other hand, the SEI film of the negative electrode tends to thicken with each charge and discharge. Lithium ions in the non-aqueous electrolyte are consumed to thicken the SEI film of the negative electrode. Therefore, the thickening of the SEI film of the negative electrode is considered to be one of the factors that increase the DC resistance of the non-aqueous secondary battery. In particular, the thickening of the SEI film of the negative electrode becomes more pronounced when the non-aqueous secondary battery is exposed to a high temperature environment. In addition, when the metal component of the positive electrode dissolves into the non-aqueous electrolyte, the metal component of the positive electrode is deposited on the surface of the negative electrode, promoting the decomposition reaction of the non-aqueous electrolyte. Therefore, the dissolution of the metal component from the positive electrode is also considered to be one of the factors that increase the DC resistance of the non-aqueous secondary battery. In particular, the dissolution of the metal component from the positive electrode becomes more pronounced when the non-aqueous secondary battery is exposed to a high temperature environment. The metal component of the positive electrode includes a transition metal that is a positive electrode active material.
In order to suppress the dissolution of the metal components of the positive electrode, an additive (compound (I)) that coordinates with the transition metal of the positive electrode active material is added to the non-aqueous electrolyte, thereby suppressing the dissolution of the metal components of the positive electrode. The additive (compound (I)) that can coordinate with the transition metal of the positive electrode active material can stabilize the metal on the surface of the positive electrode active material by coordinating with the transition metal of the positive electrode active material.
The nonaqueous electrolyte of the present disclosure can prevent the DC resistance from increasing even when the nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment. This is presumably because compound (I) suppresses the elution of the transition metal, which is the positive electrode active material, and thereby prevents the eluted transition metal from accumulating on the negative electrode and decomposing the solvent of the nonaqueous electrolyte, thereby suppressing the thickening of the SEI film of the negative electrode.
Furthermore, the nonaqueous electrolyte of the present disclosure can prevent the discharge capacity from decreasing even when the nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment. This is presumably because, as described above, compound (I) prevents the SEI film of the negative electrode from thickening, thereby suppressing the progression of side reactions and preventing the discharge capacity from decreasing even when the nonaqueous secondary battery is exposed to a high-temperature environment.

<化合物(I)>
非水電解液は、下記式(I)で表される化合物(I)を含有する。
非水電解液は、化合物(I)を一種単独で含んでもいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
<Compound (I)>
The non-aqueous electrolyte contains a compound (I) represented by the following formula (I).
The non-aqueous electrolyte may contain one type of compound (I) alone or two or more types of compound (I).

式(I)中、Rは、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のアルコキシ基を示す。 In formula (I), R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.

式(I)中、Rで表される炭素数1~6のアルキル基は、直鎖のアルキル基であってもよいし、分岐及び/又は環構造を有するアルキル基であってもよい。
式(I)中、Rで表される炭素数1~6のアルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、1-エチルプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、2-メチルブチル基、3,3-ジメチルブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルペンチル基、n-ヘキシル基、イソヘキシル基、sec-ヘキシル基、tert-ヘキシル基等が挙げられる。
式(I)中、Rで表される炭素数1~6のアルキル基の炭素数としては、1~3が好ましく、1又は2がより好ましく、1が更に好ましい。
In formula (I), the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R may be a straight-chain alkyl group or an alkyl group having a branched and/or cyclic structure.
In formula (I), examples of the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, a 1-ethylpropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, a 2-methylbutyl group, a 3,3-dimethylbutyl group, an n-pentyl group, an isopentyl group, a neopentyl group, a 1-methylpentyl group, an n-hexyl group, an isohexyl group, a sec-hexyl group, and a tert-hexyl group.
In formula (I), the number of carbon atoms in the alkyl group having 1 to 6 carbon atoms represented by R is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

式(I)中、Rで表される炭素数1~6のアルコキシ基は、直鎖のアルコキシ基であってもよいし、分岐及び/又は環構造を有するアルコキシ基であってもよい。
式(I)中、Rで表される炭素数1~6のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、1-エチルプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、2-メチルブトキシ基、3,3-ジメチルブトキシ基、n-ペントキシ基、イソペントキシ基、ネオペントキシ基、1-メチルペントキシ基、n-ヘキソキシ基、イソヘキソキシ基、sec-ヘキソキシ基、tert-ヘキソキシ基等が挙げられる
式(I)中、Rで表される炭素数1~6のアルコキシ基の炭素数としては、1~3が好ましく、1又は2がより好ましく、1が更に好ましい。
In formula (I), the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms represented by R may be a linear alkoxy group or an alkoxy group having a branched and/or cyclic structure.
In formula (I), examples of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms represented by R include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, a 1-ethylpropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group, a 2-methylbutoxy group, a 3,3-dimethylbutoxy group, an n-pentoxy group, an isopentoxy group, a neopentoxy group, a 1-methylpentoxy group, an n-hexoxy group, an isohexoxy group, a sec-hexoxy group, and a tert-hexoxy group. In formula (I), the number of carbon atoms of the alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms represented by R is preferably 1 to 3, more preferably 1 or 2, and even more preferably 1.

なかでも、式(I)中、Rは、炭素数1~6のアルコキシ基であることが好ましい。
Rが炭素数1~6のアルコキシ基であることにより、非水電解液は、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、直流抵抗の上昇及び放電容量の減少をより抑制することができる。
この効果が奏される主要因は、以下のためと推測される。
Rが炭素数1~6のアルコキシ基である化合物(I)の分子内のカルボニル基(C=O)の電子密度は、Rが炭素数1~6のアルキル基である場合よりも高い。そのため、非水系二次電池において、化合物(I)は、正極活物質である遷移金属により配位しやすいと考えられる。その結果、非水電解液は、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、直流抵抗の上昇及び放電容量の減少をより抑制することができると推測される。
In particular, in formula (I), R is preferably an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.
When R is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, the nonaqueous electrolyte can further suppress an increase in direct current resistance and a decrease in discharge capacity even when the nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment.
The main reason for this effect is presumed to be as follows.
The electron density of the carbonyl group (C=O) in the molecule of compound (I) where R is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms is higher than that in the case where R is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. Therefore, in a non-aqueous secondary battery, compound (I) is considered to be more likely to be coordinated to the transition metal that is the positive electrode active material. As a result, it is presumed that the non-aqueous electrolyte can further suppress the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity even if the non-aqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment.

化合物(I)の具体例として、下記式(I-1)~下記(I-12)で表される化合物が挙げられる。
以下、式(I-1)で表される化合物を「化合物(I-1)」という場合がある。
Specific examples of compound (I) include compounds represented by the following formulas (I-1) to (I-12).
Hereinafter, the compound represented by formula (I-1) may be referred to as "compound (I-1)."

化合物(I)の含有量は、非水電解液の全量に対し、0.01質量%以上10質量%以下であることが好ましい。
化合物(I)の含有量が上記範囲内であれば、非水電解液は、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、直流抵抗の上昇及び放電容量の減少をより抑制することができる。
化合物(I)の含有量の上限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、さらに好ましくは3.0質量%以下、特に好ましくは2.0質量%以下、最も好ましくは1.0質量%以下である。
化合物(I)の含有量の下限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.03質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、一層に好ましくは0.3質量%以上である。
The content of compound (I) is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less based on the total amount of the nonaqueous electrolyte.
When the content of compound (I) is within the above range, the nonaqueous electrolyte can further suppress an increase in DC resistance and a decrease in discharge capacity even when the nonaqueous secondary battery is stored for a long period of time in a high-temperature environment.
The upper limit of the content of compound (I) is preferably 10 mass% or less, more preferably 5.0 mass% or less, even more preferably 3.0 mass% or less, particularly preferably 2.0 mass% or less, and most preferably 1.0 mass% or less, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte.
The lower limit of the content of compound (I) is preferably 0.01 mass % or more, more preferably 0.03 mass % or more, still more preferably 0.1 mass % or more, and even more preferably 0.3 mass % or more, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte.

<化合物(II)>
本開示の非水電解液は、下記式(II)で表される化合物(II)(以下、「環状炭酸エステル化合物(II)」という。)を含むことが好ましい。
<Compound (II)>
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure preferably contains a compound (II) represented by the following formula (II) (hereinafter referred to as "cyclic carbonate compound (II)").

式(II)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基を示す。 In formula (II), R 1 and R 2 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.

本開示の非水電解液は、化合物(I)に加えて、環状炭酸エステル化合物(II)を含むことで、高温環境下において長期に保存された後の充放電サイクルにおいても、非水系二次電池の直流抵抗の上昇及び放電容量の減少は、より抑制される。
この効果は、以下の理由によると推測される。
環状炭酸エステル化合物(II)は、高温環境下において長期に保存された後の充放電サイクルにおいても、負極上で電解液が還元分解する前に、負極によって還元分解され、SEI膜を形成しやすい。これにより、負極での電解液の分解は抑制される。その結果、非水系二次電池の直流抵抗の上昇及び放電容量の減少は、より抑制される。
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure contains a cyclic carbonate ester compound (II) in addition to compound (I), and thus the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity of the nonaqueous secondary battery are further suppressed even during charge-discharge cycles after long-term storage in a high-temperature environment.
This effect is presumably due to the following reasons.
The cyclic carbonate compound (II) is easily reductively decomposed by the negative electrode to form an SEI film before the electrolyte is reductively decomposed on the negative electrode, even during charge-discharge cycles after long-term storage in a high-temperature environment. This suppresses the decomposition of the electrolyte at the negative electrode. As a result, the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity of the nonaqueous secondary battery are further suppressed.

環状炭酸エステル化合物(II)の具体例として、下記式(II-1)~(II-7)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of the cyclic carbonate ester compound (II) include compounds represented by the following formulas (II-1) to (II-7).

非水電解液が環状炭酸エステル(II)を含有する場合、環状炭酸エステル(II)の含有量の上限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは10.0質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、さらに好ましくは3.0質量%以下である。環状炭酸エステル(II)の含有量の上限が上記範囲内であれば、正極上又は負極上での非水溶媒の分解を抑制しつつ、SEI膜の膜厚の増加を抑制することができる。非水溶媒については、後述する。その結果、非水系二次電池の高温保存後特性は向上する。
環状炭酸エステル(II)の含有量の下限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは0.10質量%以上、より好ましくは0.20質量%以上、さらに好ましくは0.30質量%以上である。環状炭酸エステル(II)の含有量の下限が上記範囲内であれば、非水電解液中の非水溶媒の分解を抑制できる膜厚のSEI膜が形成される。その結果、非水系二次電池の高温保存後特性は向上する。
When the non-aqueous electrolyte contains a cyclic carbonate ester (II), the upper limit of the content of the cyclic carbonate ester (II) is preferably 10.0 mass% or less, more preferably 5.0 mass% or less, and even more preferably 3.0 mass% or less, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. If the upper limit of the content of the cyclic carbonate ester (II) is within the above range, the decomposition of the non-aqueous solvent on the positive electrode or the negative electrode can be suppressed while suppressing an increase in the thickness of the SEI film. The non-aqueous solvent will be described later. As a result, the characteristics of the non-aqueous secondary battery after high-temperature storage are improved.
The lower limit of the content of the cyclic carbonate (II) is preferably 0.10 mass% or more, more preferably 0.20 mass% or more, and even more preferably 0.30 mass% or more, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. If the lower limit of the content of the cyclic carbonate (II) is within the above range, an SEI film having a thickness capable of suppressing decomposition of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte is formed. As a result, the characteristics of the nonaqueous secondary battery after high-temperature storage are improved.

<化合物(III)>
本開示の非水電解液は、モノフルオロリン酸リチウム及びジフルオロリン酸リチウムからなる群より選ばれる少なくとも1種である化合物(III)(以下、「フルオロリン酸リチウム化合物(III)」という場合がある。)を含むことが好ましい。
ジフルオロリン酸リチウムは、下記式(III-1)で表され、モノフルオロリン酸リチウムは、下記式(III-2)で表される。
<Compound (III)>
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure preferably contains at least one compound (III) selected from the group consisting of lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate (hereinafter, sometimes referred to as “lithium fluorophosphate compound (III)”).
Lithium difluorophosphate is represented by the following formula (III-1), and lithium monofluorophosphate is represented by the following formula (III-2).

本開示の非水電解液が化合物(I)に加えて、フルオロリン酸リチウム化合物(III)を含むことで、高温環境下において長期に保存された後の充放電サイクルにおいても、非水系二次電池の直流抵抗の上昇及び放電容量の減少は、より抑制される。 By containing the lithium fluorophosphate compound (III) in addition to the compound (I) in the nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure, the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity of the nonaqueous secondary battery are further suppressed even during charge-discharge cycles after long-term storage in a high-temperature environment.

非水電解液がフルオロリン酸リチウム化合物(III)を含有する場合、フルオロリン酸リチウム化合物(III)の含有量の上限は、非水電解液の総量に対して、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、さらに好ましくは2質量%以下である。
フルオロリン酸リチウム化合物(III)の含有量の上限が上記範囲内であれば、フルオロリン酸リチウムの非水溶媒への溶解性を確保することができる。
フルオロリン酸リチウム化合物(III)の含有量の下限は、非水電解液の総量に対して、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、さらに好ましくは0.1質量%以上である。
フルオロリン酸リチウム化合物(III)の含有量の下限が上記範囲内であれば、非水系二次電池の直流抵抗をさらに下げることができる。
When the non-aqueous electrolyte contains the lithium fluorophosphate compound (III), the upper limit of the content of the lithium fluorophosphate compound (III) is preferably 5 mass % or less, more preferably 3 mass % or less, and even more preferably 2 mass % or less, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte.
When the upper limit of the content of the lithium fluorophosphate compound (III) is within the above range, the solubility of lithium fluorophosphate in the non-aqueous solvent can be ensured.
The lower limit of the content of the lithium fluorophosphate compound (III) is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte.
When the lower limit of the content of the lithium fluorophosphate compound (III) is within the above range, the direct current resistance of the nonaqueous secondary battery can be further reduced.

<化合物(IV)>
本開示の非水電解液は、下記式(IV)で表される化合物(以下、「環状ジカルボニル化合物(IV)」という。)を含むことが好ましい。
<Compound (IV)>
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure preferably contains a compound represented by the following formula (IV) (hereinafter referred to as "cyclic dicarbonyl compound (IV)").

式(IV)中、
Mは、アルカリ金属であり、
Yは、遷移元素、周期律表の13族元素、14族元素、又は15族元素であり、
bは、1~3の整数であり、
mは、1~4の整数であり、
nは、0~8の整数であり、
qは、0又は1であり、
は、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基、炭素数6~20のアリーレン基、又は炭素数6~20のハロゲン化アリーレン基(これらの基は、構造中に置換基、又はヘテロ原子を含んでいてもよく、またqが1でmが2~4の場合にはm個のRはそれぞれが結合していてもよい。)であり、
は、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のハロゲン化アルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数6~20のハロゲン化アリール基(これらの基は、構造中に置換基、又はヘテロ原子を含んでいてもよく、また、nが2~8の場合はn個のRはそれぞれが結合して環を形成していてもよい。)であり、
、及びQは、それぞれ独立に、酸素原子、又は炭素原子である。
In formula (IV),
M is an alkali metal;
Y is a transition element, an element of Group 13, 14, or 15 of the periodic table;
b is an integer from 1 to 3;
m is an integer from 1 to 4,
n is an integer from 0 to 8,
q is 0 or 1;
R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated arylene group having 6 to 20 carbon atoms (these groups may contain a substituent or a heteroatom in the structure, and when q is 1 and m is 2 to 4, m R 3s may each be bonded to each other);
R 4 is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms (these groups may contain a substituent or a heteroatom in the structure, and when n is 2 to 8, n R 4s may be bonded to each other to form a ring);
Q 1 and Q 2 each independently represent an oxygen atom or a carbon atom.

本開示の非水電解液が化合物(I)に加えて環状ジカルボニル化合物(IV)を含むことで、高温環境下において長期に保存された後の充放電サイクルにおいても、非水系二次電池の直流抵抗の上昇及び放電容量の減少は、より抑制される。
非水電解液は、化合物(I)に加えて、環状ジカルボニル化合物(IV)を含むことにより、SEI膜は、その内部に、上述した反応生成物等に加えて、環状ジカルボニル化合物(IV)由来の結合を含み得る。これにより、熱的及び化学的に安定な無機塩又は高分子構造は、形成されやすくなる。そのため、高温下において、SEI膜の耐久性を損なうSEI膜の成分の溶出、及びSEI膜の変質などは、起こりにくい。その結果、高温環境下において長期に保存された後の充放電サイクルにおいても、非水系二次電池の直流抵抗の上昇及び放電容量の減少は、より抑制される。
By including a cyclic dicarbonyl compound (IV) in addition to compound (I) in the nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure, the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity of the nonaqueous secondary battery are further suppressed even during charge-discharge cycles after long-term storage in a high-temperature environment.
The non-aqueous electrolyte contains a cyclic dicarbonyl compound (IV) in addition to the compound (I), so that the SEI film may contain bonds derived from the cyclic dicarbonyl compound (IV) in addition to the above-mentioned reaction products. This makes it easier to form a thermally and chemically stable inorganic salt or polymer structure. Therefore, at high temperatures, the components of the SEI film that impair the durability of the SEI film are less likely to dissolve, and the SEI film is less likely to degrade. As a result, the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity of the non-aqueous secondary battery are more suppressed even in charge-discharge cycles after long-term storage in a high-temperature environment.

Mは、アルカリ金属である。アルカリ金属としては、リチウム、ナトリウム、カリウム等が挙げられる。中でも、Mは、リチウムであることが好ましい。
Yは、遷移元素、周期律表の13族元素、14族元素、又は15族元素である。Yとしては、Al、B、V、Ti、Si、Zr、Ge、Sn、Cu、Y、Zn、Ga、Nb、Ta、Bi、P、As、Sc、Hf又はSbであることが好ましく、Al、B又はPであることがより好ましい。YがAl、B又はPの場合、アニオン化合物の合成が比較的容易になり、製造コストを抑えることができる。
bは、アニオンの価数及びカチオンの個数を表す。bは、1~3の整数であり、1であることが好ましい。bが3以下であれば、アニオン化合物の塩が混合有機溶媒に溶解しやすい。
m及びnの各々は、配位子の数に関係する値である。m及びnの各々は、Mの種類によって決まる。mは、1~4の整数である。nは、0~8の整数である。
qは、0又は1である。qが0の場合、キレートリングが五員環となり、qが1の場合、キレートリングが六員環となる。
は、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基、炭素数6~20のアリーレン基、又は炭素数6~20のハロゲン化アリーレン基を表す。これらのアルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基又はハロゲン化アリーレン基は、その構造中に置換基、ヘテロ原子を含んでいてもよい。具体的には、これらの基の水素原子の代わりに、置換基を含んでもよい。置換基としては、ハロゲン原子、鎖状又は環状のアルキル基、アリール基、アルケニル基、アルコキシ基、アリーロキシ基、スルホニル基、アミノ基、シアノ基、カルボニル基、アシル基、アミド基、又は水酸基が挙げられる。また、これらの基の炭素元素の代わりに、窒素原子、硫黄原子、又は酸素原子が導入された構造であってもよい。また、qが1でmが2~4である場合、m個のRはそれぞれが結合していてもよい。そのような例としては、エチレンジアミン四酢酸のような配位子を挙げることができる。
は、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のハロゲン化アルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数6~20のハロゲン化アリール基を表す。これらのアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基又はハロゲン化アリール基は、Rと同様に、その構造中に置換基、ヘテロ原子を含んでいてもよく、また、nが2~8のときにはn個のRは、それぞれ結合して環を形成してもよい。Rとしては、電子吸引性の基が好ましく、特にフッ素原子が好ましい。
、及びQは、それぞれ独立に、O、又はSを表す。つまり、配位子はこれらヘテロ原子を介してYに結合することになる。
M is an alkali metal. Examples of the alkali metal include lithium, sodium, and potassium. Among them, M is preferably lithium.
Y is a transition element, a group 13 element, a group 14 element, or a group 15 element of the periodic table. Y is preferably Al, B, V, Ti, Si, Zr, Ge, Sn, Cu, Y, Zn, Ga, Nb, Ta, Bi, P, As, Sc, Hf, or Sb, and more preferably Al, B, or P. When Y is Al, B, or P, the synthesis of the anion compound becomes relatively easy, and the production cost can be reduced.
b represents the valence of the anion and the number of cations. b is an integer of 1 to 3, and is preferably 1. When b is 3 or less, the salt of the anion compound is easily dissolved in the mixed organic solvent.
Each of m and n is a value related to the number of ligands. Each of m and n is determined depending on the type of M. m is an integer of 1 to 4. n is an integer of 0 to 8.
q is 0 or 1. When q is 0, the chelate ring is a five-membered ring, and when q is 1, the chelate ring is a six-membered ring.
R 3 represents an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated arylene group having 6 to 20 carbon atoms. These alkylene groups, halogenated alkylene groups, arylene groups, or halogenated arylene groups may contain a substituent or a heteroatom in their structure. Specifically, these groups may contain a substituent instead of a hydrogen atom. Examples of the substituent include a halogen atom, a linear or cyclic alkyl group, an aryl group, an alkenyl group, an alkoxy group, an aryloxy group, a sulfonyl group, an amino group, a cyano group, a carbonyl group, an acyl group, an amide group, or a hydroxyl group. In addition, the structure may have a nitrogen atom, a sulfur atom, or an oxygen atom introduced instead of the carbon element of these groups. In addition, when q is 1 and m is 2 to 4, m R 3s may be bonded to each other. An example of such a ligand is ethylenediaminetetraacetic acid.
R 4 represents a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms. As with R 3 , these alkyl groups, halogenated alkyl groups, aryl groups, and halogenated aryl groups may contain a substituent or a heteroatom in the structure, and when n is 2 to 8, n R 4s may be bonded to each other to form a ring. As R 4 , an electron-withdrawing group is preferable, and a fluorine atom is particularly preferable.
Q 1 and Q 2 each independently represent O or S. That is, the ligand bonds to Y via these heteroatoms.

環状ジカルボニル化合物(IV)の具体例としては、下記式(IV-1)~(IV-2)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of cyclic dicarbonyl compounds (IV) include compounds represented by the following formulas (IV-1) to (IV-2).

非水電解液が環状ジカルボニル化合物(IV)を含有する場合、環状ジカルボニル化合物(IV)の含有量の上限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは10質量%以下、より好ましくは5.0質量%以下、さらに好ましくは3.0質量%以下、特に好ましくは2.0質量%以下である。環状ジカルボニル化合物(IV)の含有量の上限が上記範囲内であれば、SEI膜がリチウムカチオンの伝導度を損なうことなく、非水系二次電池は動作し得る。さらにSEI膜が環状ジカルボニル構造を含むことに伴い、非水系二次電池の電池特性は、向上する。
環状ジカルボニル化合物(IV)の含有量の下限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.10質量%以上である。環状ジカルボニル化合物(IV)の含有量の下限が上記範囲内であれば、SEI膜は、環状ジカルボニル構造を主体とする構造を十分量含む。これにより、熱的及び化学的に安定な無機塩又は高分子構造は形成されやすくなる。そのため、高温下において、SEI膜の耐久性を損なうSEI膜の成分の溶出、及びSEI膜の変質などは起こりにくい。その結果、SEI膜の耐久性、及び非水系二次電池の高温保存後特性は、向上する。
When the non-aqueous electrolyte contains a cyclic dicarbonyl compound (IV), the upper limit of the content of the cyclic dicarbonyl compound (IV) is preferably 10% by mass or less, more preferably 5.0% by mass or less, even more preferably 3.0% by mass or less, and particularly preferably 2.0% by mass or less, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. If the upper limit of the content of the cyclic dicarbonyl compound (IV) is within the above range, the non-aqueous secondary battery can operate without the SEI film impairing the conductivity of lithium cations. Furthermore, the battery characteristics of the non-aqueous secondary battery are improved due to the SEI film containing a cyclic dicarbonyl structure.
The lower limit of the content of the cyclic dicarbonyl compound (IV) is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.10% by mass or more, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte. If the lower limit of the content of the cyclic dicarbonyl compound (IV) is within the above range, the SEI film contains a sufficient amount of a structure mainly composed of a cyclic dicarbonyl structure. This makes it easier to form a thermally and chemically stable inorganic salt or polymer structure. Therefore, at high temperatures, the elution of the components of the SEI film that impair the durability of the SEI film and the deterioration of the SEI film are unlikely to occur. As a result, the durability of the SEI film and the characteristics of the non-aqueous secondary battery after high-temperature storage are improved.

<化合物(V)>
本開示の非水電解液は、下記式(V)で表される化合物「(以下、「環状含硫黄エステル化合物(V)」という。)」を含むことが好ましい。
<Compound (V)>
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure preferably contains a compound represented by the following formula (V) (hereinafter referred to as "cyclic sulfur-containing ester compound (V)").

式(V)中、
は、酸素原子、炭素数1~6のアルキレン基、又は炭素数2~6のアルケニレン基であり、
は、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数2~6のアルケニレン基、式(v-1)で表される基、又は式(v-2)で表される基であり、
*は、結合位置を示し、
式(v-1)中、R61は、酸素原子、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数2~6のアルケニレン基、又はオキシメチレン基であり、
式(v-2)中、R62は、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数2~6のアルケニル基である。
In formula (V),
R5 is an oxygen atom, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms;
R 6 is an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, a group represented by formula (v-1), or a group represented by formula (v-2),
* indicates the bond position,
In formula (v-1), R 61 represents an oxygen atom, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an oxymethylene group.
In formula (v-2), R 62 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms.

本開示の非水電解液が化合物(I)に加えて環状含硫黄エステル化合物(V)を含むことで、高温環境下において長期に保存された後の充放電サイクルにおいても、非水系二次電池の直流抵抗の上昇及び放電容量の減少は、より抑制される。
この効果は、以下の理由によると推測される。
本開示の非水電解液を用いて非水系二次電池を製造する場合、その製造過程(例えば、後述するエージング工程)において、反応生成物は、環状含硫黄エステル化合物(IV)と、電解質から生じた化合物(例えば、LiF)との反応による生成物を含む。これにより、高温環境下での非水系二次電池の安定性がより高められる。その結果、高温環境下において長期に保存された後の充放電サイクルにおいても、非水系二次電池の直流抵抗の上昇及び放電容量の減少は、より抑制される。
By including the cyclic sulfur-containing ester compound (V) in addition to compound (I) in the nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure, the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity of the nonaqueous secondary battery are further suppressed even during charge-discharge cycles after long-term storage in a high-temperature environment.
This effect is presumably due to the following reasons.
When a non-aqueous secondary battery is manufactured using the non-aqueous electrolyte of the present disclosure, in the manufacturing process (for example, the aging step described below), the reaction product includes a product of the reaction between the cyclic sulfur-containing ester compound (IV) and a compound (for example, LiF) generated from the electrolyte. This further enhances the stability of the non-aqueous secondary battery in a high-temperature environment. As a result, even in the charge-discharge cycle after long-term storage in a high-temperature environment, the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity of the non-aqueous secondary battery are further suppressed.

式(V)中、Rは、炭素数2~3のアルキレン基、ビニレン基、又は酸素原子であることが好ましく、トリメチレン基、ビニレン基、又は酸素原子であることがより好ましく、酸素原子であることが特に好ましい。 In formula (V), R 5 is preferably an alkylene group having 2 to 3 carbon atoms, a vinylene group, or an oxygen atom, more preferably a trimethylene group, a vinylene group, or an oxygen atom, and particularly preferably an oxygen atom.

環状含硫黄エステル化合物(V)は、Rが、酸素原子であることが好ましい。これにより、熱的及び化学的に安定な無機塩構造が形成されやすくなる。そのため、高温下において、SEI膜の耐久性を損なうSEI膜の成分の溶出、及びSEI膜の変質などは起こりにくい。その結果、SEI膜の耐久性、及び非水系二次電池の電池特性は向上する。 In the cyclic sulfur-containing ester compound (V), R 5 is preferably an oxygen atom. This makes it easier to form a thermally and chemically stable inorganic salt structure. Therefore, at high temperatures, the components of the SEI film that impair the durability of the SEI film are unlikely to be eluted, and the SEI film is unlikely to be altered. As a result, the durability of the SEI film and the battery characteristics of the non-aqueous secondary battery are improved.

式(V)中、Rは、式(v-1)で表される基又は式(v-2)で表される基であることが好ましい。
式(v-1)中、R61は、炭素数1~3のアルキレン基、炭素数1~3のアルケニレン基、又はオキシメチレン基であることが好ましく、オキシメチレン基であることがより好ましい。
式(v-2)中、R62は、炭素数1~3のアルキル基、又は炭素数2~3のアルケニル基であることが好ましく、プロピル基であることがより好ましい。
In formula (V), R 6 is preferably a group represented by formula (v-1) or a group represented by formula (v-2).
In formula (v-1), R 61 is preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenylene group having 1 to 3 carbon atoms, or an oxymethylene group, and more preferably an oxymethylene group.
In formula (v-2), R 62 is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 3 carbon atoms, and more preferably a propyl group.

環状含硫黄エステル化合物(V)の具体例としては、式(V-1)~(V-7)で表される化合物が挙げられる。 Specific examples of the cyclic sulfur-containing ester compound (V) include compounds represented by formulas (V-1) to (V-7).

非水電解液は、環状含硫黄エステル化合物(V)を1種のみ含有していてもよいし、2種以上含有していてもよい。 The nonaqueous electrolyte may contain only one type of cyclic sulfur-containing ester compound (V), or may contain two or more types.

環状含硫黄エステル化合物(V)の含有量の上限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下、さらに好ましくは2.0質量%以下である。環状含硫黄エステル化合物(V)の含有量の上限が上記範囲内であれば、SEI膜がリチウムイオンの伝導度を損なうことなく、非水系二次電池は動作し得る。さらに、SEI膜が環状含硫黄エステル構造を含むことに伴い、非水系二次電池の電池特性は向上する。
環状含硫黄エステル化合物(V)の含有量の下限は、非水電解液の全量に対し、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上、さらに好ましくは0.10質量%以上である。環状含硫黄エステル化合物(V)の含有量の下限が上記範囲内であれば、SEI膜は、十分量の環状含硫黄エステル構造を含む。これにより、熱的及び化学的に安定な無機塩又は高分子構造は形成されやすくなる。そのため、高温下において、SEI膜の耐久性を損なうSEI膜の成分の溶出、及びSEI膜の変質などは起こりにくい。その結果、SEI膜の耐久性、及び非水系二次電池の電池特性は向上する。
The upper limit of the content of the cyclic sulfur-containing ester compound (V) is preferably 5.0 mass% or less, more preferably 3.0 mass% or less, and even more preferably 2.0 mass% or less, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. If the upper limit of the content of the cyclic sulfur-containing ester compound (V) is within the above range, the SEI film does not impair the conductivity of lithium ions, and the nonaqueous secondary battery can operate. Furthermore, the battery characteristics of the nonaqueous secondary battery are improved as the SEI film contains a cyclic sulfur-containing ester structure.
The lower limit of the content of the cyclic sulfur-containing ester compound (V) is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.10% by mass or more, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. If the lower limit of the content of the cyclic sulfur-containing ester compound (V) is within the above range, the SEI film contains a sufficient amount of cyclic sulfur-containing ester structure. This makes it easier to form a thermally and chemically stable inorganic salt or polymer structure. Therefore, at high temperatures, the elution of the components of the SEI film that impair the durability of the SEI film and the deterioration of the SEI film are unlikely to occur. As a result, the durability of the SEI film and the battery characteristics of the nonaqueous secondary battery are improved.

<その他の添加剤>
本開示の非水電解液は、その他の添加剤を含んでもよい。
その他の添加剤としては、特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができる。
その他の添加剤としては、例えば、特開2019-153443号公報に記載の添加剤を用いることができる。
<Other additives>
The nonaqueous electrolyte of the present disclosure may contain other additives.
The other additives are not particularly limited, and any known additives can be used.
As other additives, for example, additives described in JP-A-2019-153443 can be used.

<非水溶媒>
本開示の非水電解液は、非水溶媒を含有してもよい。
<Non-aqueous solvent>
The non-aqueous electrolyte of the present disclosure may contain a non-aqueous solvent.

非水溶媒としては、種々公知のものを適宜選択することができる。
非水溶媒としては、例えば、特開2017-45723号公報の段落0069~0087に記載の非水溶媒を用いることができる。
As the non-aqueous solvent, various known ones can be appropriately selected.
As the non-aqueous solvent, for example, the non-aqueous solvents described in paragraphs 0069 to 0087 of JP-A-2017-45723 can be used.

非水溶媒は、環状カーボネート化合物及び鎖状カーボネート化合物を含むことが好ましい。
環状カーボネート化合物及び鎖状カーボネート化合物は、それぞれ、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
The non-aqueous solvent preferably contains a cyclic carbonate compound and a chain carbonate compound.
The cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound may each be used alone or in combination of two or more kinds.

環状カーボネート化合物としては、例えば、エチレンカーボネート(以下、「EC」という場合がある。)、プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネート等が挙げられる。
これらのうち、誘電率が高い、エチレンカーボネートが好適である。特に非水系二次電池の負極活物質が黒鉛を含む場合、非水溶媒は、エチレンカーボネートを含むことがより好ましい。
Examples of the cyclic carbonate compound include ethylene carbonate (hereinafter sometimes referred to as "EC"), propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, and 2,3-pentylene carbonate.
Among these, ethylene carbonate, which has a high dielectric constant, is preferable. In particular, when the negative electrode active material of the nonaqueous secondary battery contains graphite, it is more preferable that the nonaqueous solvent contains ethylene carbonate.

鎖状カーボネート化合物としては、ジメチルカーボネート(以下、「DMC」という場合がある。)、エチルメチルカーボネート(以下、「EMC」という場合がある。)、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、メチルペンチルカーボネート、エチルペンチルカーボネート、ジペンチルカーボネート、メチルヘプチルカーボネート、エチルヘプチルカーボネート、ジヘプチルカーボネート、メチルヘキシルカーボネート、エチルヘキシルカーボネート、ジヘキシルカーボネート、メチルオクチルカーボネート、エチルオクチルカーボネート、ジオクチルカーボネート等が挙げられる。 Examples of chain carbonate compounds include dimethyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as "DMC"), ethyl methyl carbonate (hereinafter sometimes referred to as "EMC"), diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, ethyl propyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, methyl pentyl carbonate, ethyl pentyl carbonate, dipentyl carbonate, methyl heptyl carbonate, ethyl heptyl carbonate, diheptyl carbonate, methyl hexyl carbonate, ethyl hexyl carbonate, dihexyl carbonate, methyl octyl carbonate, ethyl octyl carbonate, dioctyl carbonate, etc.

環状カーボネートと鎖状カーボネートとの組み合わせは、特に限定されない。非水電解液は、非水溶媒として、ECと、DMCと、EMCとを含むことが好ましい。
非水系二次電池の負極活物質が黒鉛を含む場合、非水溶媒がECを含むことで、リチウムイオンが円滑で効率良く移動できる負極のSEI膜を形成することができる。ECは、常温で固体であるため、溶融しても粘度が高い。ECに粘度の低いDMC及びEMCを混合させることで、非水溶媒は適度な粘度になる。これにより、非水電解液中のリチウムイオンは、高速で移動しやすくなると考えられる。その結果、非水系二次電池の電池性能は向上する。
The combination of the cyclic carbonate and the chain carbonate is not particularly limited.The non-aqueous electrolyte preferably contains EC, DMC, and EMC as non-aqueous solvents.
When the negative electrode active material of a non-aqueous secondary battery contains graphite, the non-aqueous solvent contains EC, so that the SEI film of the negative electrode in which lithium ions can move smoothly and efficiently can be formed. EC is a solid at room temperature, so it has a high viscosity even when melted. By mixing EC with DMC and EMC, which have low viscosity, the non-aqueous solvent has a moderate viscosity. It is believed that this makes it easier for lithium ions in the non-aqueous electrolyte to move at high speed. As a result, the battery performance of the non-aqueous secondary battery is improved.

環状カーボネート化合物と鎖状カーボネート化合物の混合割合は、質量比で表して、環状カーボネート化合物:鎖状カーボネート化合物が、例えば5:95~80:20、好ましくは10:90~70:30、更に好ましくは15:85~55:45である。このような比率にすることによって、非水電解液の粘度上昇を抑制し、後述する電解質の解離度を高めることができるため、非水系二次電池の充放電特性に関わる非水電解液の伝導度を高めることができる。また、電解質の溶解度をさらに高めることができる。よって、常温または低温での電気伝導性に優れた非水電解液とすることができるため、常温から低温での非水系二次電池の負荷特性を改善することができる。 The mixing ratio of the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound is, for example, 5:95 to 80:20, preferably 10:90 to 70:30, and more preferably 15:85 to 55:45, expressed as a mass ratio of the cyclic carbonate compound to the chain carbonate compound. By setting such a ratio, the increase in viscosity of the non-aqueous electrolyte can be suppressed and the degree of dissociation of the electrolyte, which will be described later, can be increased, thereby increasing the conductivity of the non-aqueous electrolyte, which is related to the charge-discharge characteristics of the non-aqueous secondary battery. In addition, the solubility of the electrolyte can be further increased. Therefore, a non-aqueous electrolyte with excellent electrical conductivity at room temperature or low temperature can be obtained, and the load characteristics of the non-aqueous secondary battery at room temperature to low temperature can be improved.

非水溶媒は、環状カーボネート化合物及び鎖状カーボネート化合物以外のその他の化合物を含んでいてもよい。
この場合、非水溶媒に含まれるその他の化合物は、1種のみであってもよいし、2種以上であってもよい。
その他の化合物としては、環状カルボン酸エステル化合物(例えばγブチロラクトン)、環状スルホン化合物、環状エーテル化合物、鎖状カルボン酸エステル化合物、鎖状エーテル化合物、鎖状リン酸エステル化合物、アミド化合物、鎖状カーバメート化合物、環状アミド化合物、環状ウレア化合物、ホウ素化合物、ポリエチレングリコール誘導体、等が挙げられる。
これらの化合物については、特開2017-45723号公報の段落0069~0087の記載を適宜参照できる。
The non-aqueous solvent may contain compounds other than the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound.
In this case, the other compound contained in the non-aqueous solvent may be only one type, or may be two or more types.
Other compounds include cyclic carboxylate compounds (e.g., gamma-butyrolactone), cyclic sulfone compounds, cyclic ether compounds, chain carboxylate compounds, chain ether compounds, chain phosphate compounds, amide compounds, chain carbamate compounds, cyclic amide compounds, cyclic urea compounds, boron compounds, polyethylene glycol derivatives, and the like.
For these compounds, the descriptions in paragraphs 0069 to 0087 of JP-A-2017-45723 can be appropriately referred to.

非水溶媒中に占める、環状カーボネート化合物及び鎖状カーボネート化合物の割合は、好ましくは80質量%以上であり、より好ましくは90質量%以上であり、更に好ましくは95質量%以上である。
非水溶媒中に占める、環状カーボネート化合物及び鎖状カーボネート化合物の割合は、100質量%であってもよい。
The proportion of the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound in the non-aqueous solvent is preferably 80% by mass or more, more preferably 90% by mass or more, and even more preferably 95% by mass or more.
The proportion of the cyclic carbonate compound and the chain carbonate compound in the non-aqueous solvent may be 100% by mass.

非水溶媒として、ECと、DMCと、EMCとを含む場合、ECと、DMCと、EMCとの混合割合は、特に限定されず、体積比で、30:35:35であることが好ましい。 When the non-aqueous solvent contains EC, DMC, and EMC, the mixing ratio of EC, DMC, and EMC is not particularly limited, but is preferably 30:35:35 by volume.

非水電解液中に占める非水溶媒の割合は、好ましくは60質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上である。
非水電解液中に占める非水溶媒の割合の上限は、他の成分(電解質、添加剤等)の含有量にもよるが、例えば99質量%であり、好ましくは97質量%であり、更に好ましくは90質量%である。
The proportion of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte is preferably 60% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more.
The upper limit of the proportion of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte solution varies depending on the contents of other components (electrolyte, additives, etc.), but is, for example, 99 mass %, preferably 97 mass %, and more preferably 90 mass %.

<電解質>
本開示の非水電解液は、電解質を含むことが好ましい。
電解質は、リチウム塩を含むことが好ましい。
リチウム塩は、LiPFを含むことが好ましい。
電解質がLiPFを含む場合、電解質中に占めるLiPFの比率は、好ましくは10質量%~100質量%、より好ましくは50質量%~100質量%、さらに好ましくは70質量%~100質量%である。
<Electrolyte>
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure preferably contains an electrolyte.
The electrolyte preferably comprises a lithium salt.
The lithium salt preferably comprises LiPF6 .
When the electrolyte contains LiPF 6 , the ratio of LiPF 6 in the electrolyte is preferably 10% by mass to 100% by mass, more preferably 50% by mass to 100% by mass, and further preferably 70% by mass to 100% by mass.

非水電解液における電解質の濃度は、好ましくは0.1mol/L~3mol/L、より好ましくは0.5mol/L~2mol/Lである。 The concentration of the electrolyte in the non-aqueous electrolyte solution is preferably 0.1 mol/L to 3 mol/L, and more preferably 0.5 mol/L to 2 mol/L.

電解質がLiPFを含む場合、電解質は、LiPF以外の化合物を含んでいてもよい。
LiPF以外の化合物としては;
(CNPF、(CNBF、(CNClO、(CNAsF、(CSiF、(CNOSO(2k+1)(k=1~8の整数)、(CNPF[C(2k+1)(6-n)(n=1~5、k=1~8の整数)などのテトラアルキルアンモニウム塩;
LiBF、LiClO、LiAsF、LiSiF、LiOSO(2k+1)(k=1~8の整数)、LiPF[C(2k+1)(6-n)(n=1~5、k=1~8の整数)、LiC(SO)(SO)(SO)、LiN(SOOR10)(SOOR11)、LiN(SO12)(SO13)(ここでR~R13は互いに同一でも異なっていてもよく、フッ素原子又は炭素数1~8のパーフルオロアルキル基である)等のリチウム塩(即ち、LiPF以外のリチウム塩);
等が挙げられる。
When the electrolyte contains LiPF 6 , the electrolyte may contain compounds other than LiPF 6 .
Compounds other than LiPF6 include:
tetraalkylammonium salts such as (C 2 H 5 ) 4 NPF 6 , (C 2 H 5 ) 4 NBF 4 , (C 2 H 5 ) 4 NClO 4 , (C 2 H 5 ) 4 NAsF 6 , (C 2 H 5 ) 4 N 2 SiF 6 , (C 2 H 5 ) 4 NOSO 2 C k F (2k+1) (k = an integer from 1 to 8), (C 2 H 5 ) 4 NPF n [C k F (2k+1) ] (6-n) (n = 1 to 5, k = an integer from 1 to 8);
Lithium salts such as LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiOSO 2 C k F (2k+1) (k = an integer from 1 to 8), LiPF n [C k F (2k+1) ] (6-n) (n = 1 to 5, k = an integer from 1 to 8), LiC(SO 2 R 7 ) (SO 2 R 8 ) (SO 2 R 9 ), LiN(SO 2 OR 10 ) (SO 2 OR 11 ), LiN(SO 2 R 12 ) (SO 2 R 13 ) (wherein R 7 to R 13 may be the same or different and are a fluorine atom or a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms) (i.e., lithium salts other than LiPF 6 );
etc.

<その他の添加剤>
本開示の非水電解液は、その他の添加剤を含有することが好ましい。
非水電解液がその他の添加剤を含有することにより、非水系二次電池の充放電サイクルにおいて、副反応の進行を抑制することができる。その結果、非水系二次電池の電池性能は向上する。
非水電解液は、その他の添加剤を一種単独で含んでもいてもよいし、二種以上を含んでいてもよい。
<Other additives>
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure preferably contains other additives.
By including other additives in the non-aqueous electrolyte, the progression of side reactions during the charge-discharge cycle of the non-aqueous secondary battery can be suppressed, and as a result, the battery performance of the non-aqueous secondary battery is improved.
The non-aqueous electrolyte may contain one type of other additive alone or two or more types of additives.

その他の添加剤としては、特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができる。
その他の添加剤としては、例えば、特開2019-153443号公報の段落0042~0055に記載の添加剤を用いることができる。
The other additives are not particularly limited, and any known additives can be used.
As other additives, for example, additives described in paragraphs 0042 to 0055 of JP-A-2019-153443 can be used.

非水電解液がその他の添加剤を含む場合、その他の添加剤の含有量は、非水電解液の全量に対し、好ましくは0.001質量%~10質量%、より好ましくは0.005質量%~5質量%が、更に好ましくは0.01質量%~2質量%、特に好ましくは0.1質量%~2質量%、一層好ましくは0.1~1質量%である。 When the non-aqueous electrolyte contains other additives, the content of the other additives is preferably 0.001% by mass to 10% by mass, more preferably 0.005% by mass to 5% by mass, even more preferably 0.01% by mass to 2% by mass, particularly preferably 0.1% by mass to 2% by mass, and even more preferably 0.1% by mass to 1% by mass, based on the total amount of the non-aqueous electrolyte.

〔非水系二次電池前駆体〕
本開示の非水系二次電池前駆体は、本開示の非水電解液と、正極と、負極とを備える。
[Non-aqueous secondary battery precursor]
The nonaqueous secondary battery precursor of the present disclosure includes the nonaqueous electrolyte of the present disclosure, a positive electrode, and a negative electrode.

非水系二次電池前駆体は、充電及び放電が施される前の非水系二次電池を示す。つまり、非水系二次電池前駆体において、負極はSEI膜を含まず、正極はSEI膜を含まない。 The nonaqueous secondary battery precursor refers to a nonaqueous secondary battery before it is charged and discharged. That is, in the nonaqueous secondary battery precursor, the negative electrode does not include an SEI film, and the positive electrode does not include an SEI film.

(正極)
本開示の非水系二次電池前駆体は、正極を備える。
正極は、正極活物質を含む。
(positive electrode)
The nonaqueous secondary battery precursor of the present disclosure includes a positive electrode.
The positive electrode includes a positive electrode active material.

正極活物質としては、リチウム含有複合酸化物、リチウム含有酸化物、遷移金属酸化物、遷移金属硫化物、導電性高分子材料等が挙げられる。正極活物質は、1種類で使用してもよく、2種類以上混合して使用してもよい。
リチウム含有複合酸化物については、後述する。
リチウム含有酸化物としては、例えば、LiNiO、LiCoO、LiMnO、LiMn、LiNiO等のリチウム含有酸化物、LiFePO、LiMnPO等のリチウム含有リン酸化合物等が挙げられる。
遷移金属酸化物としては、MnO、V等が挙げられる。
遷移金属硫化物としては、MoS、TiS等が挙げられる。
導電性高分子材料としては、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロール、ポリアセチレン、ポリアセン、ジメルカプトチアジアゾール、ポリアニリン複合体等は挙げられる。
なかでも、正極活物質は、電池容量、寿命特定、入手容易性等の観点から、リチウム含有複合酸化物を含むことが好ましい。
Examples of the positive electrode active material include a lithium-containing composite oxide, a lithium-containing oxide, a transition metal oxide, a transition metal sulfide, a conductive polymer material, etc. The positive electrode active material may be used alone or in combination of two or more kinds.
The lithium-containing composite oxide will be described later.
Examples of lithium-containing oxides include lithium-containing oxides such as LiNiO2 , LiCoO2 , LiMnO2 , LiMn2O4 , and LiNiO2 , and lithium - containing phosphate compounds such as LiFePO4 and LiMnPO4 .
Examples of transition metal oxides include MnO2 , V2O5 , and the like .
Examples of transition metal sulfides include MoS2 and TiS2 .
Examples of the conductive polymer material include polyaniline, polythiophene, polypyrrole, polyacetylene, polyacene, dimercaptothiadiazole, and polyaniline complexes.
Among these, it is preferable that the positive electrode active material contains a lithium-containing composite oxide from the viewpoints of battery capacity, life specification, availability, and the like.

リチウム含有複合酸化物は、Liと、Niと、Li及びNi以外の金属元素の少なくとも1種とを含む。Li及びNi以外の金属元素としては、例えば、遷移金属元素、典型金属元素などが挙げられる。Li及びNi以外の金属元素として、好ましくは、原子数換算で、Niと同程度、又は、Niよりも少ない割合で含むことが好ましい。Li及びNi以外の金属元素は、例えば、Co、Mn、Al、Cr、Fe、V、Mg、Ca、Na、Ti、Zr、Nb、Mo、W、Cu、Zn、Ga、In、Sn、La及びCeからなる群から選択される少なくとも1種であり得る。 The lithium-containing composite oxide contains Li, Ni, and at least one metal element other than Li and Ni. Examples of metal elements other than Li and Ni include transition metal elements and typical metal elements. It is preferable that the metal elements other than Li and Ni are contained in an amount equivalent to or less than Ni in terms of atomic number. The metal elements other than Li and Ni may be, for example, at least one selected from the group consisting of Co, Mn, Al, Cr, Fe, V, Mg, Ca, Na, Ti, Zr, Nb, Mo, W, Cu, Zn, Ga, In, Sn, La, and Ce.

リチウム含有複合酸化物は、下記式(C1)で表されるリチウム含有複合酸化物(以下、「NCM」という場合がある。)を含むことが好ましい。リチウム含有複合酸化物(C1)は、単位体積当たりのエネルギー密度が高く、熱安定性にも優れる。
LiNiCoMn … 式(C1)
式(C1)中、a、b及びcは、それぞれ独立に、0超1未満であり、a、b及びcの合計は、0.99以上1.00以下である。
NCMの具体例としては、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiNi0.5Co0.3Mn0.2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1などが挙げられる。
The lithium-containing composite oxide preferably contains a lithium-containing composite oxide (hereinafter, sometimes referred to as "NCM") represented by the following formula (C1): The lithium-containing composite oxide (C1) has a high energy density per unit volume and excellent thermal stability.
LiNi a Co b Mn c O 2 ... Formula (C1)
In formula (C1), a, b, and c each independently represent greater than 0 and less than 1, and the sum of a, b, and c is 0.99 or greater and 1.00 or less.
Specific examples of NCM include LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2 , LiNi0.5Co0.3Mn0.2O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 , LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 , and the like .

リチウム含有複合酸化物は、下記式(C2)で表されるリチウム含有複合酸化物(以下、「NCA」という場合がある。)を含んでもよい。
LiNi1-x-yCoAl … 式(C2)
式(C2)中、tは、0.95以上1.15以下であり、xは、0以上0.3以下であり、yは、0.1以上0.2以下であり、x及びyの合計は、0.5未満である。
NCAの具体例としては、LiNi0.8Co0.15Al0.05などが挙げられる。
The lithium-containing composite oxide may contain a lithium-containing composite oxide (hereinafter, sometimes referred to as "NCA") represented by the following formula (C2).
Li t Ni 1-x-y Co x Al y O 2 ... Formula (C2)
In formula (C2), t is 0.95 or more and 1.15 or less, x is 0 or more and 0.3 or less, y is 0.1 or more and 0.2 or less, and the sum of x and y is less than 0.5.
Specific examples of NCAs include LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 .

正極は、正極集電体を含んでもよい。
正極集電体の材質は、特に制限はなく、公知のものを任意に用いることができる。
正極集電体の具体例としては、例えば、金属材料、炭素材料等が挙げられる。正極集電体の金属材料としては、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、タンタルなどが挙げられる。正極集電体の炭素材料としては、カーボンクロス、カーボンペーパーなどが挙げられる。
The positive electrode may include a positive electrode current collector.
The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and any known material can be used.
Specific examples of the positive electrode current collector include metal materials, carbon materials, etc. Metal materials for the positive electrode current collector include aluminum, aluminum alloys, stainless steel, nickel, titanium, tantalum, etc. Carbon materials for the positive electrode current collector include carbon cloth, carbon paper, etc.

正極は、正極集電体と、正極集電体の表面の少なくとも一部に設けられた正極活物質層と、を含んでもよい。
正極活物質層は、正極活物質を少なくとも1種含む。正極活物質は、リチウム含有複合酸化物を含むことが好ましい。
リチウム含有複合酸化物の含有量は、正極活物質層の全量に対し、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上である。
正極活物質層は、更に、導電助剤を少なくとも1種含んでいてもよい。導電助剤としては、グラファイト、カーボンブラック、導電性炭素繊維、フラーレン等が挙げられる。
正極活物質層は、更に、バインダーを少なくとも1種含んでいてもよい。
バインダーとしては、例えば、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース、フッ素樹脂、ゴム粒子等が挙げられる。
フッ素樹脂としては、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)、テトラフルオロエチレン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体等が挙げられる。
ゴム粒子としては、スチレン-ブタジエンゴム粒子、アクリロニトリルゴム粒子等が挙げられる。これらの中でも、正極活物質層の耐酸化性を向上させる観点から、フッ素樹脂が好ましい。
バインダーの含有量は、正極活物質層の全量に対し、好ましくは1質量%~20質量%であり、より好ましくは1質量%~10質量%である。
The positive electrode may include a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer provided on at least a portion of the surface of the positive electrode current collector.
The positive electrode active material layer contains at least one positive electrode active material, which preferably contains a lithium-containing composite oxide.
The content of the lithium-containing composite oxide is preferably 70% by mass or more, and more preferably 80% by mass or more, based on the total amount of the positive electrode active material layer.
The positive electrode active material layer may further contain at least one conductive additive, such as graphite, carbon black, conductive carbon fiber, and fullerene.
The positive electrode active material layer may further contain at least one binder.
Examples of the binder include polyvinyl acetate, polymethyl methacrylate, nitrocellulose, fluororesin, and rubber particles.
Examples of the fluororesin include polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer (FEP), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, and the like.
Examples of the rubber particles include styrene-butadiene rubber particles, acrylonitrile rubber particles, etc. Among these, fluororesin is preferred from the viewpoint of improving the oxidation resistance of the positive electrode active material layer.
The content of the binder is preferably 1% by mass to 20% by mass, and more preferably 1% by mass to 10% by mass, based on the total amount of the positive electrode active material layer.

(負極)
本開示の非水系二次電池前駆体は、負極を備える。
負極は、負極活物質を含む。
(Negative electrode)
The nonaqueous secondary battery precursor of the present disclosure includes a negative electrode.
The negative electrode includes a negative electrode active material.

負極活物質としては、金属リチウム、リチウムを吸蔵及び放出できる材料、リチウムとの合金を形成できる金属材料、酸化物材料等が挙げられる。リチウムは、リチウムイオンを含む。
リチウムを吸蔵及び放出できる材料としては、炭素材料、酸化物、遷移金属窒素化物等が挙げられる。炭素材料としては、黒鉛材料、カーボンブラック、活性炭、非晶質炭素材料等が挙げられる。黒鉛材料としては、人造黒鉛、天然黒鉛等が挙げられる。人造黒鉛としては、黒鉛化メソカーボンマイクロビーズ(MCMB:Meso Carbon Micro Beads)、黒鉛化メソカーボンファイバー(MCF:Meso Carbon Fiber)などが用いられる。また、黒鉛材料としては、ホウ素を含有するものなども用いることができる。また、黒鉛材料としては、金、白金、銀、銅、スズなどの金属で被覆したもの、非晶質炭素で被覆したもの、非晶質炭素と黒鉛を混合したものも使用することができる。炭素材料の形態は、繊維状、球状、ポテト状、フレーク状のいずれであってもよい。酸化物としては、チタン酸リチウム(Li(Li1/3Ti5/3)O)等が挙げられる。遷移金属窒素化物としては、非晶質のリチウム含有遷移金属窒化物等が挙げられる。
リチウムと合金を形成できる金属材料は、例えば、非水系二次電池の充電時にリチウムと合金を形成できる。リチウムと合金を形成できる金属材料としては、金属、合金等が挙げられる。金属としては、Si、Zn、Sn、Al、Zn、Ge、Cd、Pb、Bi、Sb等が挙げられる。合金としては、Si合金、Zn合金、Sn合金、Al合金、Zn合金、Ge合金、Cd合金、Pb合金、Bi合金、Sb合金等が挙げられる。
酸化物材料としては、例えば、ケイ素及びスズの少なくとも一方を含む酸化物、チタン酸リチウム(LiTiO)等が挙げられる。
なかでも、負極活物質は、得られる非水系二次電池の安全性等の観点から、リチウムを吸蔵及び放出できる材料、リチウムと合金を形成できる金属材料、及び酸化物材料からなる群から選択される少なくとも1つを含むことが好ましい。
これらの中でも、負極のSEI膜の形成性をより向上させ、初期の及び/又は高温長期保存後の非水系二次電池の直流抵抗をより低減させる観点から、リチウムを吸蔵及び放出できる炭素材料が好ましい。
Examples of the negative electrode active material include metallic lithium, materials capable of absorbing and releasing lithium, metal materials capable of forming an alloy with lithium, oxide materials, etc. Lithium includes lithium ions.
Examples of materials capable of absorbing and releasing lithium include carbon materials, oxides, transition metal nitrides, and the like. Examples of carbon materials include graphite materials, carbon black, activated carbon, and amorphous carbon materials. Examples of graphite materials include artificial graphite and natural graphite. Examples of artificial graphite include graphitized mesocarbon microbeads (MCMB: Meso Carbon Micro Beads) and graphitized mesocarbon fiber (MCF: Meso Carbon Fiber). In addition, graphite materials containing boron can also be used. In addition, graphite materials can be those coated with metals such as gold, platinum, silver, copper, and tin, those coated with amorphous carbon, and those mixed with amorphous carbon and graphite. The form of the carbon material may be any of fibrous, spherical, potato, and flake-like. Examples of oxides include lithium titanate (Li(Li 1/3 Ti 5/3 )O 4 ). The transition metal nitride may be an amorphous lithium-containing transition metal nitride.
Metal materials capable of forming an alloy with lithium can form an alloy with lithium, for example, when a non-aqueous secondary battery is charged. Metal materials capable of forming an alloy with lithium include metals and alloys. Metals include Si, Zn, Sn, Al, Zn, Ge, Cd, Pb, Bi, Sb, etc. Alloys include Si alloys, Zn alloys, Sn alloys, Al alloys, Zn alloys, Ge alloys, Cd alloys, Pb alloys, Bi alloys, Sb alloys, etc.
Examples of oxide materials include oxides containing at least one of silicon and tin, lithium titanate (Li 2 TiO 3 ), and the like.
In particular, from the viewpoint of the safety of the resulting nonaqueous secondary battery, it is preferable that the negative electrode active material contains at least one selected from the group consisting of a material capable of absorbing and releasing lithium, a metal material capable of forming an alloy with lithium, and an oxide material.
Among these, carbon materials capable of absorbing and releasing lithium are preferred from the viewpoints of further improving the formability of the SEI film of the negative electrode and further reducing the DC resistance of the nonaqueous secondary battery at the initial stage and/or after long-term storage at high temperature.

負極は、負極集電体を含んでもよい。
負極集電体の材質としては、金属材料が挙げられる。負極集電体の金属材料としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等が挙げられる。中でも、負極集電体の材質としては、加工しやすさの点から特に銅が好ましい。
The negative electrode may include a negative electrode current collector.
Examples of the material of the negative electrode current collector include metal materials. Examples of the metal material of the negative electrode current collector include copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, etc. Among them, copper is particularly preferable as the material of the negative electrode current collector from the viewpoint of ease of processing.

負極は、負極集電体と、負極集電体の表面の少なくとも一部に設けられた負極活物質層と、を含んでもよい。
負極活物質層は、負極活物質を少なくとも1種含む。負極活物質は、上述した炭素材料を含むことが好ましい。
炭素材料の含有量は、負極のSEI膜の形成性をより向上させ、初期の及び/又は高温長期保存後の非水系二次電池の直流抵抗をより低減させる観点から、負極活物質層の全量に対し、好ましくは70質量%以上、より好ましくは80質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上である。
負極活物質層は、更に、バインダーを少なくとも1種含んでいてもよい。
バインダーとしては、スチレンブタジエン(SBR)ゴム(例えば、SBRラテックス)、アクリロニトリル-ブタジエンゴム、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレンゴム、カルボキシメチルセルロース(CMC)、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ポリビニルアルコール、ヒドロキシプロピルセルロース、及びジアセチルセルロースからなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。バインダーは、SBRラテックス及びカルボキシメチルセルロースを含むことが好ましい。
負極活物質層中におけるバインダーの含有量は、負極活物質層の全量に対し、好ましくは1質量%~20質量%であり、より好ましくは1質量%~10質量%であり、更に好ましくは1質量%~5質量%である。
The negative electrode may include a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer provided on at least a portion of the surface of the negative electrode current collector.
The negative electrode active material layer contains at least one negative electrode active material, which preferably contains the above-mentioned carbon material.
From the viewpoints of further improving the formability of the SEI film of the negative electrode and further reducing the direct current resistance of the nonaqueous secondary battery at the initial stage and/or after long-term storage at high temperature, the content of the carbon material is preferably 70 mass % or more, more preferably 80 mass % or more, and even more preferably 90 mass % or more, relative to the total amount of the negative electrode active material layer.
The negative electrode active material layer may further contain at least one binder.
The binder is preferably at least one selected from the group consisting of styrene butadiene (SBR) rubber (e.g., SBR latex), acrylonitrile-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene-styrene rubber, carboxymethyl cellulose (CMC), hydroxypropyl methyl cellulose, polyvinyl alcohol, hydroxypropyl cellulose, and diacetyl cellulose. The binder preferably contains SBR latex and carboxymethyl cellulose.
The content of the binder in the negative electrode active material layer is preferably 1 mass % to 20 mass %, more preferably 1 mass % to 10 mass %, and even more preferably 1 mass % to 5 mass %, based on the total amount of the negative electrode active material layer.

Siの含有量は、負極の全量に対して、5質量%以下であることが好ましい。
Siの含有量が5質量%以下である場合には、負極のSEI膜の形成性がより向上し、初期の及び/又は高温長期保存後の非水系二次電池の直流抵抗がより低減される。
The Si content is preferably 5 mass % or less based on the total amount of the negative electrode.
When the Si content is 5 mass % or less, the formability of the SEI film in the negative electrode is further improved, and the DC resistance of the nonaqueous secondary battery at the initial stage and/or after long-term storage at high temperature is further reduced.

(セパレータ)
本開示の非水系二次電池前駆体は、セパレータを備えていてもよい。セパレータは、負極と正極との間に配置される。
セパレータは、正極と負極とを電気的に絶縁し且つリチウムイオンを透過する膜であって、多孔性膜や高分子電解質が例示される。
多孔性膜としては微多孔性高分子フィルムが好適に使用され、材質としてポリオレフィン、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル等が例示される。
特に、多孔性膜の材質は、多孔性ポリオレフィンが好ましい。具体的には、多孔性膜として、多孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィルム、又は多孔性のポリエチレンフィルムとポリプロピレンフィルムとの多層フィルムを例示することができる。多孔性ポリオレフィンフィルム上には、熱安定性に優れる他の樹脂がコーティングされてもよい。
高分子電解質としては、リチウム塩を溶解した高分子や、電解液で膨潤させた高分子等が挙げられる。
本開示の非水電解液は、高分子を膨潤させて高分子電解質を得る目的で使用してもよい。
(Separator)
The non-aqueous secondary battery precursor of the present disclosure may include a separator disposed between the negative electrode and the positive electrode.
The separator is a membrane that electrically insulates the positive electrode from the negative electrode and is permeable to lithium ions, and examples of the separator include a porous membrane and a polymer electrolyte.
As the porous membrane, a microporous polymer film is preferably used, and examples of the material include polyolefin, polyimide, polyvinylidene fluoride, polyester, and the like.
In particular, the material of the porous membrane is preferably a porous polyolefin. Specifically, the porous membrane may be a porous polyethylene film, a porous polypropylene film, or a multi-layer film of a porous polyethylene film and a porous polypropylene film. The porous polyolefin film may be coated with another resin having excellent thermal stability.
Examples of the polymer electrolyte include a polymer in which a lithium salt is dissolved, and a polymer swollen with an electrolytic solution.
The nonaqueous electrolyte solution of the present disclosure may be used for the purpose of swelling a polymer to obtain a polymer electrolyte.

(ケース)
本開示の非水系二次電池前駆体は、ケースを備えていてもよい。ケースは、例えば、正極、負極、非水電解液、及びセパレータを収容する。
ケースの形状などは、特に限定はなく、非水系二次電池の用途などに応じて、適宜選択される。ケースとしては、ラミネートフィルムを含むケース、電池缶と電池缶蓋とからなるケースなどが挙げられる。
(case)
The nonaqueous secondary battery precursor of the present disclosure may include a case that houses, for example, a positive electrode, a negative electrode, a nonaqueous electrolyte, and a separator.
The shape of the case is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the application of the nonaqueous secondary battery, etc. Examples of the case include a case including a laminate film and a case consisting of a battery can and a battery can lid.

<非水系二次電池前駆体の構成>
本開示の非水系二次電池前駆体は、種々公知の形状をとることができ、円筒型、コイン型、角型、ラミネート型、フィルム型その他任意の形状に形成することができる。非水系二次電池前駆体の基本構造は、形状によらず同じであり、目的に応じて設計変更を施すことができる。
<Configuration of non-aqueous secondary battery precursor>
The nonaqueous secondary battery precursor of the present disclosure can have various known shapes, and can be formed into any shape such as a cylinder, a coin, a square, a laminate, a film, etc. The basic structure of the nonaqueous secondary battery precursor is the same regardless of the shape, and the design can be modified according to the purpose.

〔非水系二次電池〕
本開示の非水系二次電池は、非水系二次電池前駆体に対して、充電及び放電を施して得られる。
詳しくは、本開示の非水系二次電池は、正極と、負極と、非水電解液とを備える。負極は、SEI膜を含む。正極は、SEI膜を含む。
[Non-aqueous secondary battery]
The nonaqueous secondary battery of the present disclosure is obtained by charging and discharging a nonaqueous secondary battery precursor.
In particular, the nonaqueous secondary battery of the present disclosure includes a positive electrode, a negative electrode, and a nonaqueous electrolyte. The negative electrode includes an SEI film. The positive electrode includes an SEI film.

非水系二次電池は、主として、負極がSEI膜を含む第1点、及び正極がSEI膜を含む第2点で、非水系二次電池前駆体と異なる。つまり、非水系二次電池は、第1点及び第2点の他は、非水系二次電池前駆体と同様である。そのため、以下、非水系二次電池について、第1点及び第2点以外の構成部材の説明は省略する。 A nonaqueous secondary battery differs from a nonaqueous secondary battery precursor mainly in the first point that the negative electrode includes an SEI film, and in the second point that the positive electrode includes an SEI film. In other words, a nonaqueous secondary battery is similar to a nonaqueous secondary battery precursor except for the first and second points. Therefore, hereinafter, a description of the components of a nonaqueous secondary battery other than the first and second points will be omitted.

第1点について、「負極は、SEI膜を含む」とは、負極が負極集電体及び負極活物質層を備える場合、第1負極形態及び第2負極形態を含む。第1負極形態は、負極活物質層の表面の少なくとも一部にSEI膜が形成された形態を示す。第2負極形態は、負極活物質層の構成材料である負極活物質の表面にSEI膜が形成された形態を示す。 Regarding the first point, "the negative electrode includes an SEI film" includes a first negative electrode form and a second negative electrode form when the negative electrode includes a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer. The first negative electrode form refers to a form in which an SEI film is formed on at least a portion of the surface of the negative electrode active material layer. The second negative electrode form refers to a form in which an SEI film is formed on the surface of the negative electrode active material, which is a constituent material of the negative electrode active material layer.

第2点について、「正極は、SEI膜を含む」とは、正極が正極集電体及び正極活物質層を備える場合、第1正極形態及び第2正極形態を含む。第1正極形態は、正極活物質層の表面の少なくとも一部にSEI膜が形成された形態を示す。第2正極形態は、正極活物質層の構成材料である正極活物質の表面にSEI膜が形成された形態を示す。 Regarding the second point, "the positive electrode includes an SEI film" includes a first positive electrode form and a second positive electrode form when the positive electrode includes a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer. The first positive electrode form refers to a form in which an SEI film is formed on at least a portion of the surface of the positive electrode active material layer. The second positive electrode form refers to a form in which an SEI film is formed on the surface of the positive electrode active material, which is a constituent material of the positive electrode active material layer.

SEI膜は、例えば、化合物(I)の分解物、化合物(I)と電解質との反応物、及び当該反応物の分解物からなる群から選択される少なくとも1つを含む。 The SEI film contains, for example, at least one selected from the group consisting of a decomposition product of compound (I), a reaction product of compound (I) with an electrolyte, and a decomposition product of the reaction product.

負極のSEI膜の成分と正極のSEI膜の成分とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。また、負極のSEI膜の膜厚と正極のSEI膜の膜厚とは、同一であってもよいし、異なっていてもよい。 The components of the SEI film of the negative electrode and the components of the SEI film of the positive electrode may be the same or different. Also, the thickness of the SEI film of the negative electrode and the thickness of the SEI film of the positive electrode may be the same or different.

本開示の非水系二次電池の基本構造は、本開示の非水系二次電池前駆体の基本構造を参照できる。 For the basic structure of the nonaqueous secondary battery of the present disclosure, refer to the basic structure of the nonaqueous secondary battery precursor of the present disclosure.

本開示の非水系二次電池前駆体又は本開示の非水系二次電池の例として、ラミネート型電池が挙げられる。
図1は、本開示の非水系二次電池前駆体又は本開示の非水系二次電池の一例である、ラミネート型電池の一例を示す概略斜視図であり、図2は、図1に示すラミネート型電池に収容される積層型電極体の厚さ方向の概略断面図である。
ラミネート型電池1は、ラミネート外装体8を備える。ラミネート外装体8の内部には、本開示の非水電解液(図1中では不図示)及び積層型電極体(図1中では不図示)が収納されている。ラミネート外装体8の周縁部は封止されている。つまり、ラミネート外装体8の内部は密閉されている。ラミネート外装体8の材質としては、例えばアルミニウムが用いられる。
積層型電極体は、図2に示すように、正極板5と負極板6とがセパレータ7を介して交互に積層されてなる。正極板5、負極板6、及びセパレータ7は、本開示の非水電解液に含浸されている。
上記積層型電極体における複数の正極板5は、いずれも正極タブを介して正極端子2と電気的に接続されており(不図示)、この正極端子2の一部が上記ラミネート外装体8の周端部から外側に突出している(図1参照)。ラミネート外装体8の周端部において正極端子2が突出する部分は、絶縁シール4によってシールされている。
同様に、上記積層型電極体における複数の負極板6は、いずれも負極タブを介して負極端子3と電気的に接続されており(不図示)、この負極端子3の一部が上記ラミネート外装体8の周端部から外側に突出している(図1参照)。ラミネート外装体8の周端部において負極端子3が突出する部分は、絶縁シール4によってシールされている。
なお、上記一例に係るラミネート型電池では、正極板5の数が5枚、負極板6の数が6枚となっており、正極板5と負極板6とがセパレータ7を介し、両側の最外層がいずれも負極板6となる配置で積層されている。しかし、ラミネート型電池における、正極板の数、負極板の数、及び配置については、この一例には限定されず、種々の変更がなされてもよいことは言うまでもない。
An example of the nonaqueous secondary battery precursor or the nonaqueous secondary battery of the present disclosure is a laminate type battery.
FIG. 1 is a schematic perspective view showing an example of a laminated battery, which is an example of a nonaqueous secondary battery precursor or a nonaqueous secondary battery of the present disclosure, and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view in the thickness direction of a stacked electrode body housed in the laminated battery shown in FIG.
The laminated battery 1 includes a laminated exterior body 8. The laminated exterior body 8 contains a nonaqueous electrolyte solution (not shown in FIG. 1) and a laminated electrode body (not shown in FIG. 1) of the present disclosure. The periphery of the laminated exterior body 8 is sealed. In other words, the inside of the laminated exterior body 8 is airtight. The laminated exterior body 8 is made of a material such as aluminum.
2, the laminated electrode body is formed by alternately stacking positive electrode plates 5 and negative electrode plates 6 with separators 7 interposed therebetween. The positive electrode plates 5, the negative electrode plates 6, and the separators 7 are impregnated with the nonaqueous electrolyte of the present disclosure.
Each of the multiple positive electrode plates 5 in the laminated electrode body is electrically connected to a positive electrode terminal 2 via a positive electrode tab (not shown), and a part of this positive electrode terminal 2 protrudes outward from the peripheral edge of the laminated exterior body 8 (see FIG. 1 ). The portion of the peripheral edge of the laminated exterior body 8 from which the positive electrode terminal 2 protrudes is sealed with an insulating seal 4.
Similarly, each of the negative electrode plates 6 in the laminated electrode body is electrically connected to the negative electrode terminal 3 via a negative electrode tab (not shown), and a portion of this negative electrode terminal 3 protrudes outward from the peripheral edge of the laminated exterior body 8 (see FIG. 1 ). The portion of the peripheral edge of the laminated exterior body 8 from which the negative electrode terminal 3 protrudes is sealed with an insulating seal 4.
In the laminated battery according to the above example, the number of positive plates 5 is five and the number of negative plates 6 is six, and the positive plates 5 and the negative plates 6 are laminated with separators 7 interposed between them in an arrangement in which the outermost layers on both sides are negative plates 6. However, it goes without saying that the number and arrangement of positive and negative plates in the laminated battery are not limited to this example, and various modifications may be made.

本開示の非水系二次電池前駆体又は本開示の非水系二次電池の別の一例として、コイン型電池も挙げられる。
図3は、本開示の非水系二次電池前駆体又は本開示の非水系二次電池の別の一例であるコイン型電池の一例を示す概略斜視図である。
図3に示すコイン型電池では、円盤状負極12、非水電解液を注入したセパレータ15、円盤状正極11、必要に応じて、ステンレス、又はアルミニウムなどのスペーサー板17、18が、この順序に積層された状態で、正極缶13(以下、「電池缶」ともいう)と封口板14(以下、「電池缶蓋」ともいう)との間に収納される。正極缶13と封口板14とはガスケット16を介してかしめ密封する。
この一例では、セパレータ15に注入される非水電解液として、本開示の非水電解液を用いる。
Another example of the nonaqueous secondary battery precursor or the nonaqueous secondary battery of the present disclosure includes a coin-type battery.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing an example of a coin-type battery, which is another example of the nonaqueous secondary battery precursor or the nonaqueous secondary battery of the present disclosure.
3, a disk-shaped negative electrode 12, a separator 15 filled with a nonaqueous electrolyte, a disk-shaped positive electrode 11, and, if necessary, spacer plates 17, 18 made of stainless steel, aluminum, or the like are stacked in this order and housed between a positive electrode can 13 (hereinafter also referred to as a "battery can") and a sealing plate 14 (hereinafter also referred to as a "battery can lid"). The positive electrode can 13 and the sealing plate 14 are crimped and sealed with a gasket 16 interposed therebetween.
In this example, the nonaqueous electrolyte of the present disclosure is used as the nonaqueous electrolyte injected into separator 15 .

本開示の非水系二次電池前駆体又は本開示の非水系二次電池の用途は特に限定されず、種々公知の用途に用いることができる。例えば、ノート型パソコン、モバイルパソコン、携帯電話、ヘッドホンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、電子手帳、電卓、ラジオ、バックアップ電源用途、モーター、自動車、電気自動車、バイク、電動バイク、自転車、電動自転車、照明器具、ゲーム機、時計、電動工具、カメラ等、小型携帯機器、大型機器を問わず広く利用可能なものである。 The use of the nonaqueous secondary battery precursor or the nonaqueous secondary battery disclosed herein is not particularly limited, and the battery can be used for various known uses. For example, the battery can be widely used in notebook computers, mobile computers, mobile phones, headphone stereos, video movie players, liquid crystal televisions, handy cleaners, electronic organizers, calculators, radios, backup power supplies, motors, automobiles, electric automobiles, motorcycles, electric motorcycles, bicycles, electric bicycles, lighting equipment, game machines, watches, power tools, cameras, and the like, regardless of whether the device is small portable or large.

〔非水系二次電池の製造方法〕
本開示の非水系二次電池の製造方法は、後述する準備工程と、後述するエージング工程とを含む。これにより、非水系二次電池が得られる。
[Method for manufacturing non-aqueous secondary battery]
The method for producing a nonaqueous secondary battery according to the present disclosure includes a preparation step, which will be described later, and an aging step, which will be described later, thereby obtaining a nonaqueous secondary battery.

(準備工程)
準備工程では、非水系二次電池前駆体を準備する。
(Preparation process)
In the preparation step, a non-aqueous secondary battery precursor is prepared.

非水系二次電池前駆体は、化合物(I)を含む非水電解液と、正極と、負極と、を備える。 The nonaqueous secondary battery precursor comprises a nonaqueous electrolyte solution containing compound (I), a positive electrode, and a negative electrode.

非水系二次電池前駆体の構成は、SEI膜が形成されていない他は、非水系二次電池と同様の構成である。そのため、非水系二次電池前駆体の構成の説明は、省略する。 The structure of the nonaqueous secondary battery precursor is the same as that of a nonaqueous secondary battery, except that an SEI film is not formed. Therefore, a description of the structure of the nonaqueous secondary battery precursor is omitted.

非水系二次電池前駆体を準備する方法は、特に限定されず、非水系二次電池前駆体を公知の方法によって組み立てればよい。 The method for preparing the non-aqueous secondary battery precursor is not particularly limited, and the non-aqueous secondary battery precursor may be assembled by a known method.

(エージング工程)
エージング工程では、非水系二次電池前駆体に対して、充電又は放電(以下、「エージング処理」という。)を施す。これにより、SEI膜が形成される。つまり、非水系二次電池が得られる。
(Aging process)
In the aging step, the nonaqueous secondary battery precursor is charged or discharged (hereinafter referred to as "aging treatment"), whereby an SEI film is formed, that is, a nonaqueous secondary battery is obtained.

エージング処理は、非水系二次電池前駆体に対し、25℃以上70℃以下の環境下で、充電及び放電を施すことを含む。詳しくは、エージング処理は、第1充電フェーズと、第1保持フェーズと、第2充電フェーズと、第2保持フェーズと、充放電フェーズとを含む。 The aging process includes charging and discharging the non-aqueous secondary battery precursor in an environment of 25°C or higher and 70°C or lower. In detail, the aging process includes a first charging phase, a first holding phase, a second charging phase, a second holding phase, and a charge/discharge phase.

第1充電フェーズでは、非水系二次電池前駆体を、25℃以上70℃以下の環境下で充電する。第1保持フェーズでは、第1充電フェーズ後の非水系二次電池前駆体を、25℃以上70℃以下の環境下で保持する。第2充電フェーズでは、第1保持フェーズ後の非水系二次電池前駆体を、25℃以上70℃以下の環境下で充電する。第2保持フェーズでは、第2充電フェーズ後の非水系二次電池前駆体を、25℃以上70℃以下の環境下で保持する。充放電フェーズでは、第2保持フェーズ後の非水系二次電池前駆体に対し、25℃以上70℃以下の環境下で、充電及び放電の組み合わせを1回以上施す。 In the first charging phase, the nonaqueous secondary battery precursor is charged in an environment of 25°C or higher and 70°C or lower. In the first holding phase, the nonaqueous secondary battery precursor after the first charging phase is held in an environment of 25°C or higher and 70°C or lower. In the second charging phase, the nonaqueous secondary battery precursor after the first holding phase is charged in an environment of 25°C or higher and 70°C or lower. In the second holding phase, the nonaqueous secondary battery precursor after the second charging phase is held in an environment of 25°C or higher and 70°C or lower. In the charge/discharge phase, the nonaqueous secondary battery precursor after the second holding phase is subjected to a combination of charging and discharging one or more times in an environment of 25°C or higher and 70°C or lower.

本開示の非水系二次電池の製造方法で得られる非水系二次電池は、高温長期保存されても、化合物(I)を含まない構成よりも直流抵抗の上昇及び放電容量の減少が抑制された効果がより効果的に発揮される。 The nonaqueous secondary battery obtained by the method for producing a nonaqueous secondary battery disclosed herein exhibits the effect of suppressing the increase in direct current resistance and the decrease in discharge capacity more effectively than a configuration that does not contain compound (I), even when stored at high temperature for a long period of time.

以下、本開示に係る実施形態を、実施例を参照して詳細に説明する。なお、本開示は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 Embodiments of the present disclosure will be described in detail below with reference to examples. Note that the present disclosure is in no way limited to the description of these examples.

〔実施例1〕
非水系二次電池前駆体を以下のようにして作製した。
Example 1
A non-aqueous secondary battery precursor was prepared as follows.

<非水電解液の調製>
エチレンカーボネート(EC)と、ジメチルカーボネート(DMC)と、エチルメチルカーボネート(EMC)とを、EC:DMC:EMC=30:35:35(体積比)の割合で混合した。これにより、非水溶媒としての混合溶媒を得た。
電解質としてのLiPFを、得られた混合溶媒に対し、最終的に得られる非水電解液中の濃度が1モル/リットルとなるように溶解させ、電解液を得た。以下、得られた電解液を「基本電解液」という。
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
Ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed in a ratio of EC:DMC:EMC=30:35:35 (volume ratio) to obtain a mixed solvent as a non-aqueous solvent.
LiPF6 as an electrolyte was dissolved in the resulting mixed solvent so that the concentration in the final non-aqueous electrolyte solution was 1 mol/L to obtain an electrolyte solution. Hereinafter, the obtained electrolyte solution is referred to as the "base electrolyte solution."

化合物(I)として、下記(I-1)で示す化合物(I-1)を用いた。
最終的に得られる非水電解液の全量に対する含有量が、表1に記載の含有量(質量%)となるように、化合物(I-1)を基本電解液に添加した。これにより、非水電解液を得た。
As compound (I), compound (I-1) shown below in (I-1) was used.
The compound (I-1) was added to the base electrolyte so that the content relative to the total amount of the finally obtained nonaqueous electrolyte was the content (mass%) shown in Table 1. In this way, a nonaqueous electrolyte was obtained.

<正極の作製>
正極活物質としてLiNi0.5Co0.2Mn0.3(94質量%)、導電助剤としてカーボンブラック(3質量%)、及び結着材としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)(3質量%)を添加した混合物を得た。得られた混合物を、N-メチルピロリドン溶媒中に分散させ、正極合剤スラリーを得た。
正極集電体として厚さ20μmのアルミニウム箔を準備した。
得られた正極合剤スラリーをアルミニウム箔上に塗布し、乾燥後、プレス機で圧延し、シート状の正極を得た。得られた正極は、正極集電体と、正極活物質層とからなる。
<Preparation of Positive Electrode>
A mixture was obtained by adding LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 (94 mass%) as a positive electrode active material, carbon black (3 mass%) as a conductive assistant, and polyvinylidene fluoride (PVdF) (3 mass%) as a binder, and the mixture was dispersed in an N-methylpyrrolidone solvent to obtain a positive electrode mixture slurry.
An aluminum foil having a thickness of 20 μm was prepared as a positive electrode current collector.
The obtained positive electrode mixture slurry was applied onto an aluminum foil, dried, and then rolled with a press to obtain a sheet-shaped positive electrode, which was composed of a positive electrode current collector and a positive electrode active material layer.

<負極の作製>
負極活物質として天然黒鉛 96質量%、導電助剤としてカーボンブラック 1質量%、増粘剤として純水中で分散したカルボキシメチルセルロースナトリウムを固形分で1質量%、及び結着材として純水中で分散したスチレンーブタジエンゴムの(SBR)を固形分で2質量%を混合し、負極合剤スラリーを得た。
負極集電体として厚さ10μmの銅箔を準備した。
得られた負極合剤スラリーを銅箔上に塗布し、乾燥後、プレス機で圧延し、シート状の負極を得た。得られた負極は、負極集電体と、負極活物質層とからなる。
<Preparation of negative electrode>
A negative electrode mixture slurry was obtained by mixing 96 mass % of natural graphite as a negative electrode active material, 1 mass % of carbon black as a conductive assistant, 1 mass % of sodium carboxymethylcellulose dispersed in pure water as a thickener in terms of solid content, and 2 mass % of styrene-butadiene rubber (SBR) dispersed in pure water as a binder.
A copper foil having a thickness of 10 μm was prepared as a negative electrode current collector.
The obtained negative electrode mixture slurry was applied onto a copper foil, dried, and then rolled with a press to obtain a sheet-shaped negative electrode, which was composed of a negative electrode current collector and a negative electrode active material layer.

<セパレータの準備>
セパレータとして、多孔性ポリエチレンフィルムを準備した。
<Preparing the separator>
As a separator, a porous polyethylene film was prepared.

<コイン型電池の作製>
負極を直径14mmで、正極を直径13mmで、セパレータを直径17mmで、それぞれ円盤状に打ち抜いた。これにより、コイン状の負極、コイン状の正極、及びコイン状のセパレータをそれぞれ得た。
得られたコイン状の負極、コイン状のセパレータ、及びコイン状の正極を、この順序でステンレス製の電池缶(サイズ:2032サイズ)内に積層した。次いで、この電池缶内に非水電解液 20μLを注入し、セパレータと正極と負極とを非水電解液に含漬させた。
次に、正極上にアルミニウム製の板(厚さ:1.2mm、直径:16mm)及びバネを乗せ、ポリプロピレン製のガスケットを介して、電池缶蓋をかしめることにより、電池を密封した。
以上により、図3で示す構成を有するコイン型の非水系二次電池前駆体を得た。コイン型の非水系二次電池前駆体のサイズは、直径20mm、高さ3.2mmであった。
<Preparation of coin-type battery>
The negative electrode was punched out into a disk shape with a diameter of 14 mm, the positive electrode was punched out into a disk shape with a diameter of 13 mm, and the separator was punched out into a disk shape with a diameter of 17 mm, thereby obtaining a coin-shaped negative electrode, a coin-shaped positive electrode, and a coin-shaped separator.
The obtained coin-shaped negative electrode, coin-shaped separator, and coin-shaped positive electrode were stacked in this order in a stainless steel battery can (size: 2032 size). Next, 20 μL of non-aqueous electrolyte was poured into the battery can, and the separator, positive electrode, and negative electrode were immersed in the non-aqueous electrolyte.
Next, an aluminum plate (thickness: 1.2 mm, diameter: 16 mm) and a spring were placed on the positive electrode, and the battery can lid was crimped via a polypropylene gasket to seal the battery.
In this manner, a coin-shaped nonaqueous secondary battery precursor was obtained having the structure shown in Fig. 3. The coin-shaped nonaqueous secondary battery precursor had a diameter of 20 mm and a height of 3.2 mm.

〔比較例1〕
化合物(I-1)を添加しなかったことの他は、実施例1と同様にして、コイン型の非水系二次電池前駆体を得た。
Comparative Example 1
A coin-type non-aqueous secondary battery precursor was obtained in the same manner as in Example 1, except that the compound (I-1) was not added.

〔実施例2~6〕
上述した非水電解液の作製において、添加剤として、化合物(I-1)に加えて、下記式(II-1)、(III-1)、(IV-1)、(V-1)、(V-2)で表される化合物を最終的に得られる非水電解液の全量に対する含有量が表1に記載の化合物および含有量(質量%)となるように基本電解液に添加した他は、実施例1と同様にして、コイン型の非水系二次電池前駆体を得た。
[Examples 2 to 6]
In the preparation of the nonaqueous electrolyte solution described above, in addition to compound (I-1), compounds represented by the following formulas (II-1), (III-1), (IV-1), (V-1), and (V-2) were added as additives to the base electrolyte solution so that the contents of the compounds and contents (mass %) relative to the total amount of the nonaqueous electrolyte solution finally obtained were those shown in Table 1. A coin-shaped nonaqueous secondary battery precursor was obtained in the same manner as in Example 1.

〔評価試験〕
得られた非水系二次電池前駆体に、下記のエージング処理を施し、第1電池を得た。得られた第1電池に、下記の初期充放電処理を施し、第2電池を得た。得られた第2電池に、下記の直流抵抗評価用処理を施し、第3電池を得た。得られた第3電池に、高温保存処理を施し、第4電池を得た。得られた第4電池に、下記の後期充放電処理を施し、第5電池を得た。
得られた第1電池~第5電池を用いて、下記の測定方法により、抵抗上昇率、及び容量維持率の各々を測定した。これらの測定結果を表1に示す。
評価結果を表1に示す。
[Evaluation test]
The obtained nonaqueous secondary battery precursor was subjected to the aging treatment described below to obtain a first battery. The obtained first battery was subjected to the initial charge/discharge treatment described below to obtain a second battery. The obtained second battery was subjected to the treatment for evaluating DC resistance described below to obtain a third battery. The obtained third battery was subjected to a high-temperature storage treatment to obtain a fourth battery. The obtained fourth battery was subjected to the later charge/discharge treatment described below to obtain a fifth battery.
The resistance increase rate and capacity retention rate of the first to fifth batteries thus obtained were measured by the following measurement methods. The measurement results are shown in Table 1.
The evaluation results are shown in Table 1.

<エージング処理>
非水系二次電池前駆体に、下記のエージング処理を施し、第1電池を得た。
非水系二次電池前駆体を、25~60℃の温度範囲下、終止電圧1.5V~3.5Vの範囲、で充電した後、5~50時間の範囲で休止させた。次に、25~60℃の温度範囲下、終止電圧3.5V~4.2Vの範囲で非水系二次電池前駆体を充電し、5~50時間の範囲で保持した。次に、25~60℃の温度範囲下で非水系二次電池前駆体を4.2Vまで充電し、その後2.5Vまで放電させた。これにより、第1電池を得た。
<Aging treatment>
The nonaqueous secondary battery precursor was subjected to the following aging treatment to obtain a first battery.
The nonaqueous secondary battery precursor was charged at a temperature range of 25 to 60° C. with an end voltage range of 1.5 V to 3.5 V, and then rested for a range of 5 to 50 hours. Next, the nonaqueous secondary battery precursor was charged at a temperature range of 25 to 60° C. with an end voltage range of 3.5 V to 4.2 V, and held for a range of 5 to 50 hours. Next, the nonaqueous secondary battery precursor was charged to 4.2 V at a temperature range of 25 to 60° C., and then discharged to 2.5 V. This produced a first battery.

<初期充放電処理>
第1電池に、下記の初期充放電処理を施し、第2電池を得た。
第1電池を、25℃の温度環境にて12時間保持した。次いで、第1電池を充電レート0.2Cにて4.2V(SOC(State Of Charge):100%)まで定電流定電圧充電(0.2C-CCCV)し、次いで30分間休止させ、次いで放電レート0.2Cにて2.5Vまで定電流放電(0.2C-CC)させた。これを3サイクル行って電池を安定させた。その後、充電レート0.2Cにて4.2Vまで定電流定電圧充電(0.5C-CCCV)し、次いで30分間休止させ、次いで放電レート1Cにて2.5Vまで定電流放電(1C-CC)させた。これにより、第2電池を得た。
<Initial charge/discharge treatment>
The first battery was subjected to the following initial charge/discharge treatment to obtain a second battery.
The first battery was kept in a temperature environment of 25°C for 12 hours. Next, the first battery was charged at a constant current and constant voltage (0.2C-CCCV) at a charge rate of 0.2C to 4.2V (SOC (State Of Charge): 100%), then rested for 30 minutes, and then discharged at a constant current (0.2C-CC) at a discharge rate of 0.2C to 2.5V. This was repeated for three cycles to stabilize the battery. Thereafter, the first battery was charged at a constant current and constant voltage (0.5C-CCCV) at a charge rate of 0.2C to 4.2V, then rested for 30 minutes, and then discharged at a constant current (1C-CC) at a discharge rate of 1C to 2.5V. This produced a second battery.

<直流抵抗評価用処理>
第2電池に、下記の直流抵抗評価用処理を施し、第3電池を得た。
直流抵抗評価用処理は、25℃の温度環境で行った。第2電池を放電レート0.2Cにて2.5VまでCC放電させ、充電レート0.2Cにて3.7VまでCCCV充電した。「CCCV充電」とは、定電流定電圧(Constant Current Constant Voltage)で充電することを意味する。
次いで、第2電池に対し、放電レート0.2CにてCC10s放電を施し、充電レート0.2CにてCC10s充電を施した。「CC10s放電」とは、定電流(Constant Current)にて10秒間放電することを意味する。「CC10s充電」とは、定電流(Constant Current)にて10秒間充電することを意味する。
次いで、第2電池に対し、放電レート0.5CにてCC10s放電を施し、充電レート0.2CにてCC25s充電を施した。次いで、第2電池に対し、放電レート1CにてCC10s放電を施し、充電レート0.2CにてCC50s充電を施した。次いで、第2電池に対し、放電レート2CにてCC10s放電を行い、充電レート0.2CにてCC100s充電を施した。これにより、第3電池を得た。
<Processing for evaluating DC resistance>
The second battery was subjected to the following treatment for evaluating DC resistance to obtain a third battery.
The process for evaluating DC resistance was performed in a temperature environment of 25° C. The second battery was CC discharged to 2.5 V at a discharge rate of 0.2 C, and CCCV charged to 3.7 V at a charge rate of 0.2 C. “CCCV charging” means charging at a constant current and constant voltage.
Next, the second battery was subjected to CC10s discharge at a discharge rate of 0.2 C and CC10s charging at a charge rate of 0.2 C. "CC10s discharge" means discharging at a constant current for 10 seconds. "CC10s charging" means charging at a constant current for 10 seconds.
Next, the second battery was subjected to CC10s discharge at a discharge rate of 0.5 C and CC25s charge at a charge rate of 0.2 C. Next, the second battery was subjected to CC10s discharge at a discharge rate of 1 C and CC50s charge at a charge rate of 0.2 C. Next, the second battery was subjected to CC10s discharge at a discharge rate of 2 C and CC100s charge at a charge rate of 0.2 C. This produced a third battery.

<高温保存処理>
第3電池に、下記の高温保存処理を施し、第4電池を得た。
第3電池を、25℃の温度環境にて、充電レート0.2Cにて4.2Vまで定電流充電した。次いで、充電状態の電池を60℃の雰囲気下で14日間静置した。これにより、第4電池を得た。
<High temperature storage treatment>
The third battery was subjected to the following high-temperature storage treatment to obtain a fourth battery.
The third battery was charged at a constant current of 0.2 C at a charge rate up to 4.2 V in a temperature environment of 25° C. The charged battery was then left to stand for 14 days in an atmosphere at 60° C. Thus, a fourth battery was obtained.

<後期充放電処理>
第4電池に、下記の後期充放電処理を施し、第5電池を得た。
第4電池を25℃の温度環境で放熱し、第1放電をした後、第1充電をし、第2放電をした。第1放電は、放電レート1Cにて2.5Vまで定電流放電(1C-CC)したことを示す。第1充電は、充電レート0.2Cにて4.2Vまで定電流定電圧充電(0.2C-CCCV)したことを示す。第2放電は、放電レート1Cにて2.5Vまで定電流放電(1C-CC)したことを示す。これにより、第5電池を得た。
<Late-stage charge/discharge treatment>
The fourth battery was subjected to the following later charge-discharge treatment to obtain a fifth battery.
The fourth battery was allowed to cool in a temperature environment of 25°C, and was subjected to a first discharge, a first charge, and a second discharge. The first discharge indicates constant current discharge (1C-CC) to 2.5V at a discharge rate of 1C. The first charge indicates constant current constant voltage charge (0.2C-CCCV) to 4.2V at a charge rate of 0.2C. The second discharge indicates constant current discharge (1C-CC) to 2.5V at a discharge rate of 1C. In this way, the fifth battery was obtained.

<容量維持率の測定方法>
下記式(X1)に示すように、比較例1の第4電池の放電容量に対する、各実施例の第4電池の放電容量の相対値を、「容量維持率[%]」とした。放電容量は、上述した後期充放電処理において、第2放電をした際に、得られた容量を示す。
<Method for measuring capacity retention rate>
As shown in the following formula (X1), the relative value of the discharge capacity of the fourth battery of each Example to the discharge capacity of the fourth battery of Comparative Example 1 was defined as the "capacity maintenance rate [%]." The discharge capacity indicates the capacity obtained when the second discharge was performed in the above-mentioned later charge-discharge treatment.

容量維持率[相対値;%]=(第4電池の放電容量[mAh/g]/比較例1の第4電池の放電容量[mAh/g])×100…(X1) Capacity retention rate [relative value; %] = (discharge capacity of the fourth battery [mAh/g] / discharge capacity of the fourth battery of Comparative Example 1 [mAh/g]) x 100... (X1)

<抵抗上昇率の測定方法>
下記式(X2)に示すように、比較例1の抵抗増加率に対する、各実施例の抵抗増加率の相対値を、「抵抗上昇率[%]」とした。
<Method for measuring resistance increase rate>
As shown in the following formula (X2), the relative value of the resistance increase rate of each Example to the resistance increase rate of Comparative Example 1 was taken as "resistance increase rate [%]".

抵抗上昇率[相対値;%]=(抵抗増加率/比較例1の抵抗増加率)×100…(X2) Resistance increase rate [relative value; %] = (resistance increase rate / resistance increase rate of comparative example 1) x 100 ... (X2)

式(X2)中、抵抗増加率は、第4電池の直流抵抗(Ω)を、第2電池の直流抵抗(Ω)で除したものである。 In formula (X2), the resistance increase rate is the DC resistance (Ω) of the fourth battery divided by the DC resistance (Ω) of the second battery.

第4電池の直流抵抗(Ω)は、下記方法により測定した。
第4電池に、上述した直流抵抗評価用処理と同様の直流抵抗評価用処理を施した。放電レート0.2C~1C各々における「CC10s放電」による各電圧低下量(=放電開始前の電圧-放電開始後10秒目の電圧)と、各電流値(即ち、放電レート0.2C~1Cに相当する各電流値)と、に基づき、第4電池の直流抵抗(Ω)を求めた。
The DC resistance (Ω) of the fourth battery was measured by the following method.
The fourth battery was subjected to a DC resistance evaluation process similar to the DC resistance evaluation process described above. The DC resistance (Ω) of the fourth battery was calculated based on the voltage drop (=voltage before the start of discharge-voltage 10 seconds after the start of discharge) due to "CC10s discharge" at discharge rates of 0.2C to 1C and each current value (i.e., each current value corresponding to discharge rates of 0.2C to 1C).

第2電池の直流抵抗(Ω)は、第4電池の直流抵抗(Ω)の測定方法と同様にして測定した。 The DC resistance (Ω) of the second battery was measured in the same manner as the DC resistance (Ω) of the fourth battery.

表1中、「含有量」は、最終的に得られる非水電解液の全量に対する化合物(I)の含有量[質量%]を示す。
表1中、「NCM523」は「LiNi0.5Co0.2Mn0.3」を示す。表1中、「(I-1)」は、「化合物(I-1)」を示す。
表1中、非水系二次電池の項目における「-」は、該当する成分を含有しないことを示す。
In Table 1, "content" indicates the content [mass %] of compound (I) relative to the total amount of the finally obtained nonaqueous electrolyte.
In Table 1, "NCM523" represents " LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 ." In Table 1, " (I-1)" represents "compound (I-1 ) ."
In Table 1, "-" in the non-aqueous secondary battery section indicates that the corresponding component is not contained.

高温保存試験後である第5電池の直流抵抗の上記相対値は、60℃の雰囲気下での保存による直流抵抗の増加率(%)(以下、単に「抵抗増加率」ともいう)に相当する。ここでいう増加率は、増加せず減少もしない場合を100%と表現し、増加する場合を100%超と表現し、減少する場合を100%未満と表現する態様の増加率である。
抵抗増加率に注目した理由は、電池性能において、抵抗値自体が低いことも重要な性能ではあるが、保存期間中の劣化などに起因する抵抗増加率が低減されることも極めて重要な性能であるためである。
The above relative value of the DC resistance of the fifth battery after the high-temperature storage test corresponds to the increase rate (%) of DC resistance due to storage in an atmosphere at 60° C. (hereinafter, also simply referred to as the “resistance increase rate”). The increase rate referred to here is an increase rate in a mode in which neither increase nor decrease is expressed as 100%, an increase is expressed as more than 100%, and a decrease is expressed as less than 100%.
The reason for focusing on the rate of increase in resistance is that, although a low resistance value itself is an important performance factor in battery performance, reducing the rate of increase in resistance due to deterioration during storage is also an extremely important performance factor.

実施例1~6の非水電解液は、化合物(I-1)を含む。そのため、実施例1~6の非水系二次電池では、抵抗上昇率は98%以下であり、容量維持率は102%以上であった。その結果、実施例1~6の非水系二次電池は、高温環境下において長期保存されても、直流抵抗の上昇及び放電容量の減少が抑制されていることがわかった。換言すると、実施例1~6の非水電解液は、高温環境下において非水系二次電池が長期保存されても、直流抵抗の上昇及び放電容量の減少を抑制することができることがわかった。 The nonaqueous electrolyte solutions of Examples 1 to 6 contain compound (I-1). Therefore, in the nonaqueous secondary batteries of Examples 1 to 6, the resistance increase rate was 98% or less, and the capacity retention rate was 102% or more. As a result, it was found that the nonaqueous secondary batteries of Examples 1 to 6 suppressed the increase in DC resistance and the decrease in discharge capacity even when stored for a long period of time in a high-temperature environment. In other words, it was found that the nonaqueous electrolyte solutions of Examples 1 to 6 can suppress the increase in DC resistance and the decrease in discharge capacity even when the nonaqueous secondary batteries are stored for a long period of time in a high-temperature environment.

1 ラミネート型電池
2 正極端子
3 負極端子
4 絶縁シール
5 正極板
6 負極板
7 セパレータ
8 ラミネート外装体
11 正極
12 負極
13 正極缶
14 封口板
15 セパレータ
16 ガスケット
17、18 スペーサー板
REFERENCE SIGNS LIST 1 Laminated battery 2 Positive electrode terminal 3 Negative electrode terminal 4 Insulation seal 5 Positive electrode plate 6 Negative electrode plate 7 Separator 8 Laminated exterior body 11 Positive electrode 12 Negative electrode 13 Positive electrode can 14 Sealing plate 15 Separator 16 Gasket 17, 18 Spacer plate

Claims (12)

式(I)で表される化合物(I)を含む、非水電解液。

(式(I)中、Rは、炭素数1~6のアルキル基又は炭素数1~6のアルコキシ基を示す。)
A non-aqueous electrolyte solution comprising a compound (I) represented by formula (I).

(In formula (I), R represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms.)
前記Rは、炭素数1~6のアルコキシ基である、請求項1に記載の非水電解液。 The nonaqueous electrolyte according to claim 1, wherein R is an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. 前記化合物(I)の含有量は、非水電解液の全量に対して、0.01質量%以上10質量%以下である、請求項1又は請求項2に記載の非水電解液。 The nonaqueous electrolyte according to claim 1 or 2, wherein the content of the compound (I) is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the total amount of the nonaqueous electrolyte. 下記式(II)で表される化合物を含む、請求項1~請求項3のいずれか1項に記載の非水電解液。

(式(II)中、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、メチル基、エチル基、又はプロピル基である。)
The nonaqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 3, comprising a compound represented by the following formula (II):

(In formula (II), R1 and R2 each independently represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, or a propyl group.)
モノフルオロリン酸リチウム及びジフルオロリン酸リチウムからなる群から選択される少なくとも1種である化合物(III)を含む、請求項1~請求項4のいずれか1項に記載の非水電解液。 The nonaqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 4, comprising at least one compound (III) selected from the group consisting of lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate. 下記式(IV)で表される化合物を含む、請求項1~請求項5のいずれか1項に記載の非水電解液。

〔式(IV)中、
Mは、アルカリ金属であり、
Yは、遷移元素、周期律表の13族元素、14族元素、又は15族元素であり、
bは、1~3の整数であり、
mは、1~4の整数であり、
nは、0~8の整数であり、
qは、0又は1であり、
は、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数1~10のハロゲン化アルキレン基、炭素数6~20のアリーレン基、又は炭素数6~20のハロゲン化アリーレン基(これらの基は、構造中に置換基、又はヘテロ原子を含んでいてもよく、またqが1でmが2~4の場合にはm個のRはそれぞれが結合していてもよい。)であり、
は、ハロゲン原子、炭素数1~10のアルキル基、炭素数1~10のハロゲン化アルキル基、炭素数6~20のアリール基、又は炭素数6~20のハロゲン化アリール基(これらの基は、構造中に置換基、又はヘテロ原子を含んでいてもよく、また、nが2~8の場合はn個のRはそれぞれが結合して環を形成していてもよい。)であり、
、及びQは、それぞれ独立に、酸素原子、又は炭素原子である。〕
The nonaqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 5, comprising a compound represented by the following formula (IV):

[In formula (IV),
M is an alkali metal;
Y is a transition element, an element of Group 13, 14, or 15 of the periodic table;
b is an integer from 1 to 3;
m is an integer from 1 to 4,
n is an integer from 0 to 8,
q is 0 or 1;
R 3 is an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, an arylene group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated arylene group having 6 to 20 carbon atoms (these groups may contain a substituent or a heteroatom in the structure, and when q is 1 and m is 2 to 4, m R 3s may each be bonded to each other);
R 4 is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, or a halogenated aryl group having 6 to 20 carbon atoms (these groups may contain a substituent or a heteroatom in the structure, and when n is 2 to 8, n R 4s may be bonded to each other to form a ring);
Q 1 and Q 2 each independently represent an oxygen atom or a carbon atom.
下記式(V)で表される化合物を含む、請求項1~請求項6のいずれか1項に記載の非水電解液。

〔式(V)中、
は、酸素原子、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数1~6のアルケニレン基、又はビニレン基を表し、
は、炭素数1~6のアルキレン基、上記式(v-1)で表される基、又は上記式(v-2)で表される基を表す。
*は、結合位置を示す。
式(v-1)中、R61は、酸素原子、炭素数1~6のアルキレン基、炭素数2~6のアルケニレン基、又はオキシメチレン基であり、
式(v-2)中、R62は、炭素数1~6のアルキル基、又は炭素数2~6のアルケニル基である。〕
The nonaqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 6, comprising a compound represented by the following formula (V):

[In formula (V),
R5 represents an oxygen atom, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 1 to 6 carbon atoms, or a vinylene group;
R6 represents an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, a group represented by the above formula (v-1), or a group represented by the above formula (v-2).
* indicates the bond position.
In formula (v-1), R 61 represents an oxygen atom, an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenylene group having 2 to 6 carbon atoms, or an oxymethylene group.
In formula (v-2), R 62 is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms.
請求項1~請求項7のいずれか1項に記載の非水電解液と、
正極と、
負極と
を備える、非水系二次電池前駆体。
The nonaqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 7,
A positive electrode and
and a negative electrode.
前記正極に含まれる正極活物質は、リチウム含有複合酸化物を含む、請求項8に記載の非水系二次電池前駆体。 The nonaqueous secondary battery precursor according to claim 8, wherein the positive electrode active material contained in the positive electrode includes a lithium-containing composite oxide. 前記負極に含まれる負極活物質は、リチウムを吸蔵及び放出できる材料、リチウムと合金を形成できる金属材料、及び酸化物材料からなる群から選択される少なくとも1つを含む、請求項8又は請求項9に記載の非水系二次電池前駆体。 The nonaqueous secondary battery precursor according to claim 8 or 9, wherein the negative electrode active material contained in the negative electrode includes at least one selected from the group consisting of a material capable of absorbing and releasing lithium, a metal material capable of forming an alloy with lithium, and an oxide material. 請求項8~請求項10のいずれか1項に記載の非水系二次電池前駆体を準備する準備工程と、
前記非水系二次電池前駆体に対して、充電及び放電を施すエージング工程と
を含む、非水系二次電池の製造方法。
A preparation step of preparing a nonaqueous secondary battery precursor according to any one of claims 8 to 10;
and an aging step of charging and discharging the nonaqueous secondary battery precursor.
請求項8~請求項10のいずれか1項に記載の非水系二次電池前駆体に対して、充電及び放電を施して得られた非水系二次電池。 A non-aqueous secondary battery obtained by charging and discharging the non-aqueous secondary battery precursor according to any one of claims 8 to 10.
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