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JP7770801B2 - Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte solution - Google Patents
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JP7770801B2 - Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte solution - Google Patents

Non-aqueous electrolyte solution and non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte solution

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JP7770801B2 JP2021128252A JP2021128252A JP7770801B2 JP 7770801 B2 JP7770801 B2 JP 7770801B2 JP 2021128252 A JP2021128252 A JP 2021128252A JP 2021128252 A JP2021128252 A JP 2021128252A JP 7770801 B2 JP7770801 B2 JP 7770801B2
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Description

本発明は、非水系電解液及び該非水系電解液を備える非水系電解液二次電池に関する。 The present invention relates to a nonaqueous electrolyte solution and a nonaqueous electrolyte secondary battery equipped with the nonaqueous electrolyte solution.

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

例えば、特許文献1には、特定の負極活物質を含有する負極、炭素-炭素二重結合を有する有機スルホン酸リチウム塩を含有する非水系電解液及び特定のセパレータを有することを特徴とする電気化学素子が開示され、過充電時における安全性に優れること、高温貯蔵性に優れること、すなわち電池の膨れを抑制できること、および低温での充電特性に優れることが開示されている。 For example, Patent Document 1 discloses an electrochemical element characterized by having a negative electrode containing a specific negative electrode active material, a non-aqueous electrolyte solution containing an organic lithium sulfonate salt having a carbon-carbon double bond, and a specific separator, and discloses that the element has excellent safety during overcharging, excellent high-temperature storage properties (i.e., the ability to suppress battery swelling), and excellent low-temperature charging characteristics.

特許文献2には、スルホン酸イオン基を持つモノマーを含有する電解液が開示され、当該電解液を用いた二次電池は充放電サイクル時の放電容量維持率が改善することが開示されている。 Patent Document 2 discloses an electrolyte solution containing a monomer with a sulfonic acid ion group, and that secondary batteries using this electrolyte solution have an improved discharge capacity retention rate during charge-discharge cycles.

特許文献3には、特定の正極活物質を含む正極合材層を有する正極、及び炭素―炭素二重結合を有する有機スルホン酸リチウム塩を含有する非水電解質を備えた非水二次電池が開示され、放電容量、充放電サイクル特性、安全性が改善することが開示される。 Patent Document 3 discloses a nonaqueous secondary battery equipped with a positive electrode having a positive electrode composite layer containing a specific positive electrode active material and a nonaqueous electrolyte containing an organic lithium sulfonate salt having a carbon-carbon double bond, and discloses that the battery has improved discharge capacity, charge-discharge cycle characteristics, and safety.

特開2010-277723号公報JP 2010-277723 A 特開2007-42387号公報JP 2007-42387 A 特開2009-110943号公報JP 2009-110943 A

近年の非水系電解液二次電池は、特に電池搭載自動車が求める要求特性がますます高くなり、高温保存後の電池容量の改善が高いレベルで求められている。特に、リン酸塩又はスルホン酸塩を添加することにより、容量維持率等の電池性能を向上できる点から、例えば、ジフルオロリン酸リチウムなどが非水系電解液二次電池において添加剤として利用される。
しかしながら、特許文献1に記載の非水系電解液二次電池では、特定のセパレータと炭素-炭素不飽和結合を有する有機スルホン酸リチウム塩含有する非水電解液を組み合わせることにより電池の膨れを抑制できることが記載されているが、高温保存後の電池容量に関しては検討もされておらず記載もない。また、特許文献2に記載の非水系電解液では、サイクル試験時の放電容量維持率が改善できることが記載されているが、高温保存後の電池容量に関しては検討もされておらず記載もない。さらに、特許文献3に記載の非水二次電池では、特定の正極合剤層と炭素―炭素二重結合を有する電解液を組み合わせることによりサイクル特性が改善できることが記載されているが、リン酸塩又はスルホン酸塩を共添加した時の電池特性評価については記載されていない。
In recent years, non-aqueous electrolyte secondary batteries have been required to meet increasingly higher performance requirements, particularly for battery-equipped automobiles, and there has been a strong demand for improved battery capacity after high-temperature storage. In particular, the addition of phosphates or sulfonates can improve battery performance such as capacity retention, and therefore, for example, lithium difluorophosphate is used as an additive in non-aqueous electrolyte secondary batteries.
However, in the nonaqueous electrolyte secondary battery described in Patent Document 1, it is described that battery swelling can be suppressed by combining a specific separator with a nonaqueous electrolyte containing an organic lithium sulfonate salt having a carbon-carbon unsaturated bond, but there is no study or description of battery capacity after high-temperature storage. Furthermore, in the nonaqueous electrolyte described in Patent Document 2, it is described that the discharge capacity retention rate during cycle testing can be improved, but there is no study or description of battery capacity after high-temperature storage. Furthermore, in the nonaqueous secondary battery described in Patent Document 3, it is described that cycle characteristics can be improved by combining a specific positive electrode mixture layer with an electrolyte having a carbon-carbon double bond, but there is no description of battery performance evaluation when a phosphate or sulfonate is co-added.

本発明では、非水系電解液二次電池において上記問題点を解決できる、高温保存後の電池容量を改善し得る非水系電解液を提供することを課題とする。 The objective of the present invention is to provide a nonaqueous electrolyte that can solve the above-mentioned problems in nonaqueous electrolyte secondary batteries and improve battery capacity after high-temperature storage.

本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩及び特定のリン酸塩又はスルホン酸塩を非水系電解液に含有することで、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。 As a result of extensive research into resolving the above-mentioned problems, the inventors discovered that the above-mentioned problems can be solved by adding a sulfonate salt having a specific carbon-carbon unsaturated bond and a specific phosphate salt or sulfonate salt to a non-aqueous electrolyte solution, thereby completing the present invention.

即ち、本発明の要旨は、以下に存する。
[1]式(I)又は式(II)で表される化合物(A)、並びにP-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩(B)を1種以上含有することを特徴とする非水系電解液。


(式(I)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭化水素基であり、RとRは互いに結合し環状構造を形成していてもよく;nは0~4の整数であり;Mは1価のカチオンである。
式(II)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又は炭化水素基であり;nは0~4の整数であり;Mは1価のカチオンである。)
[2]前記式(I)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数6~12のアリール基、又は炭素数7~18のアラルキル基である、[1]に記載の非水系電解液。
[3]前記式(II)中、Rが、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数6~12のアリール基、又は炭素数7~18のアラルキル基である、請求項[1]又は[2]に記載の非水系電解液。
[4]前記式(I)又は式(II)で表される化合物(A)を0.01質量%以上10質量%以下含有する、[1]~[3]のいずれかに記載の非水系電解液。
[5]前記P-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩(B)を、0.01質量%以上10質量%以下含有する、[1]~[4]のいずれかに記載の非水系電解液。
[6]金属イオンを吸蔵及び放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵及び放出しうる負極活物質を有する負極と、[1]~[5]のいずれかに記載の非水系電解液と、を備える非水系電解液二次電池。
That is, the gist of the present invention lies in the following.
[1] A non-aqueous electrolyte solution comprising a compound (A) represented by formula (I) or formula (II), and one or more salts (B) selected from the group consisting of phosphates having a P—F bond and sulfonates having an S—F bond.


In formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a hydrocarbon group, and R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a cyclic structure; n represents an integer of 0 to 4; and M 1 represents a monovalent cation.
In formula (II), R4 is a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydrocarbon group; n is an integer of 0 to 4; and M2 is a monovalent cation.
[2] In the formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. [3] The nonaqueous electrolyte solution according to [1].
[3] The nonaqueous electrolyte solution according to claim [1] or [2], wherein in formula (II), R 4 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms.
[4] The nonaqueous electrolyte solution according to any one of [1] to [3], containing 0.01% by mass or more and 10% by mass or less of the compound (A) represented by formula (I) or formula (II).
[5] The nonaqueous electrolyte solution according to any one of [1] to [4], containing 0.01% by mass or more and 10% by mass or less of the salt (B) selected from the group consisting of phosphates having a P—F bond and sulfonates having an S—F bond.
[6] A nonaqueous electrolyte secondary battery comprising: a positive electrode having a positive electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions; a negative electrode having a negative electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions; and the nonaqueous electrolyte solution according to any one of [1] to [5].

本発明によれば、高温保存後の電池容量を改善し得る非水系電解液を提供できる。また、当該非水系電解液を備えた非水系電解液二次電池を提供できる。 The present invention provides a nonaqueous electrolyte solution that can improve battery capacity after high-temperature storage. It also provides a nonaqueous electrolyte secondary battery equipped with this nonaqueous electrolyte solution.

以下に、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。ただし、以下に記載する説明
は本発明の実施形態の一例(代表例)であり、本発明は請求項に記載の要旨を超えない限り、これらの内容に限定されるものではない。
The following describes in detail the embodiments of the present invention, but the following description is merely an example (typical example) of the present invention, and the present invention is not limited to these details as long as it does not depart from the gist of the claims.

[1.非水系電解液]
本発明の実施形態に係る非水系電解液二次電池に用いる非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様に、電解質及びこれを溶解する非水溶媒を含有し、式(I)又は式(II)で表される化合物(A)(以下、炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩と記す場合がある)、並びにP=O結合及びP-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩(B)((以下、「フッ素原子を有するリン酸塩又はスルホン酸塩」と記す場合がある))を1種以上含有する非水系電解液である。


(式(I)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭化水素基であり、R、Rは互いに結合し環状構造を形成していてもよく;nは0~4の整数であり;Mは1価のカチオンである。
式(II)中、Rは水素原子、ハロゲン原子又は炭化水素基であり;nは0~4の整数であり;Mは1価のカチオンである。)
本発明に係る非水系電解液は、高温保存後の電池容量を改善し得る点で好ましい。このような優れた効果を奏する理由について、本発明者は以下のように推測する。
二次電池の充放電に伴い、式(I)又は式(II)で表される化合物(A)の炭素-炭素不飽和結合が電極上で多量化し、さらにP-F結合を有するリン酸塩又はS-F結合を有するスルホン酸塩(B)と反応し、電極上で難溶解性かつ強固な共被膜を形成することで、電極活物質と溶媒等との副反応を抑制するものと考える。
すなわち、本発明は、非水系電解液中に、炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩と特定のリン酸塩又は特定のスルホン酸塩とを含有させることで、従来より高いレベルまで、高温保存後の電池容量を効率的に改善できると考える。
以下、各構成について説明する。
[1. Non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolyte solution used in the nonaqueous electrolyte secondary battery according to the embodiment of the present invention, like a general nonaqueous electrolyte solution, contains an electrolyte and a nonaqueous solvent that dissolves the electrolyte, and contains at least one compound (A) represented by formula (I) or formula (II) (hereinafter, this may be referred to as a sulfonate salt having a carbon-carbon unsaturated bond), and one or more salts (B) (hereinafter, this may be referred to as a "phosphate or sulfonate salt having a fluorine atom") selected from the group consisting of phosphates having a P═O bond and a P—F bond and sulfonates having an S—F bond.


(In formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a hydrocarbon group, and R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a cyclic structure; n represents an integer of 0 to 4; and M 1 represents a monovalent cation.
In formula (II), R4 is a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydrocarbon group; n is an integer of 0 to 4; and M2 is a monovalent cation.
The non-aqueous electrolyte solution according to the present invention is preferable in that it can improve the battery capacity after high-temperature storage. The inventors speculate that the reason for such excellent effects is as follows.
It is believed that as the secondary battery is charged and discharged, the carbon-carbon unsaturated bonds of compound (A) represented by formula (I) or formula (II) polymerize on the electrode, and further react with the phosphate having a P-F bond or the sulfonate having an S-F bond (B), forming a hardly soluble and strong co-coating film on the electrode, thereby suppressing side reactions between the electrode active material and the solvent, etc.
That is, it is believed that the present invention makes it possible to efficiently improve the battery capacity after high-temperature storage to a higher level than before by including a sulfonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a specific phosphate or specific sulfonate in a non-aqueous electrolyte solution.
Each component will be described below.

[1-1.式(I)又は式(II)中で表される化合物(A)(炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩)]
[1-1-1.式(I)中で表される化合物]

式(I)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子又は炭化水素基である。なかでも、水素原子又は炭化水素基が好ましい。
ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、又はヨウ素原子が挙げられる。なかでも、フッ素原子が、電解液への安定性の点で好ましい。
炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はアラルキル基が挙げられる。なかでも、アルキル基、アルケニル基、アリール基、及びアラルキル基が特に好ましい。なお、炭化水素基はフッ素原子等の置換基を有していてもよい。また、アリール基は、任意の環原子がヘテロ原子で置換されているヘテロアリール基も含むものとする。
アルキル基としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、及びデシル基等が挙げられる。なかでも、炭素数が1~6のアルキル基が、電解液への溶解性の点で好ましい。
アルケニル基としては、ビニル基、アリル基、メタリル基、2-ブテニル基、3-メチル2-ブテニル基、3-ブテニル基、4-ペンテニル基、5-ヘキセニル基、6-ヘプテニル基、及び7-オクテニル基等が挙げられる。なかでも、炭素数が2~6のアルケニル基が電解液への溶解性の点で好ましい。
アルキニル基としては、エチニル基、2-プロピニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、4-ペンチニル基、5-ヘキシニル基、6-ヘプチニル基、及び7-オクチニル基等が挙げられる。なかでも、炭素数が2~6のアルキニル基が電解液への溶解性の点で好ましい。
アリール基としては、フェニル基、1-ナフチル基、2-ナフチル基、2-チエニル基、3-チエニル基、2-フリル基、3-フリル基、2-ピロリル基、3-ピロリル基、及びベンジル基等が挙げられる。なかでも、炭素原子数が6~12のアリール基が好ましく、フェニル基、1-ナフチル基、及び2-ナフチル基が電解液への溶解性の点で特に好ましい。
アラルキル基としては、フェニルメチル基(ベンジル基)、フェニルエチル基(フェネチル基)、フェニルプロピル基、フェニルブチル基、及びフェニルイソプロピル基等が挙げられる。なかでも、ベンジル基及びフェネチル基が好ましく、ベンジル基が電解液への安定性の点で特に好ましい。
式(I)中のRとRは互いに結合し環状構造を形成していてもよい。環状構造としては、シクロヘキセン環、シクロペンテン環、ベンゼン環、ナフタレン環、ピロール環、チオフェン環、フラン環、イミダゾール環、チアゾール環、カルバゾール環、及びピリジン環等が挙げられる。なかでも、シクロヘキセン環、ベンゼン環、ナフタレン環、ピロール環、チオフェン環、及びフラン環が、電解液への安定性の点で好ましく、より好ましくは、シクロヘキセン環、ベンゼン環、及びナフタレン環である。また、環状構造を形成する原子にフッ素原子等の置換基を有していてもよい。
式(I)中のMは1価のカチオンであり、好ましくは、リチウムイオン、ナトリウム
イオン、カリウムイオン、ルビジウムイオン、及びセシウムイオンである。なかでも、リチウムイオン、ナトリウムイオン又はカリウムイオンが電解液への溶解性の点で好ましく、リチウムイオン、又はナトリウムイオンがより好ましい。
nは0~4の整数であり、電解液への溶解性の点で好ましくは、0~2の整数であり、0又は1がより好ましい。
[1-1. Compound (A) represented by formula (I) or formula (II) (sulfonate salt having a carbon-carbon unsaturated bond)]
[1-1-1. Compounds represented by formula (I)]

In formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a hydrocarbon group, with a hydrogen atom or a hydrocarbon group being preferred.
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom. Among these, a fluorine atom is preferred in terms of stability in the electrolyte solution.
Examples of the hydrocarbon group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, and an aralkyl group. Among these, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group are particularly preferred. The hydrocarbon group may have a substituent such as a fluorine atom. The aryl group also includes a heteroaryl group in which any ring atom is substituted with a heteroatom.
Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. Of these, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferred in terms of solubility in the electrolyte solution.
Examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a methallyl group, a 2-butenyl group, a 3-methyl-2-butenyl group, a 3-butenyl group, a 4-pentenyl group, a 5-hexenyl group, a 6-heptenyl group, and a 7-octenyl group. Of these, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms is preferred in terms of solubility in the electrolyte solution.
Examples of the alkynyl group include an ethynyl group, a 2-propynyl group, a 2-butynyl group, a 3-butynyl group, a 4-pentynyl group, a 5-hexynyl group, a 6-heptynyl group, and a 7-octynyl group. Of these, an alkynyl group having 2 to 6 carbon atoms is preferred in terms of solubility in an electrolyte solution.
Examples of the aryl group include a phenyl group, a 1-naphthyl group, a 2-naphthyl group, a 2-thienyl group, a 3-thienyl group, a 2-furyl group, a 3-furyl group, a 2-pyrrolyl group, a 3-pyrrolyl group, and a benzyl group. Of these, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms is preferred, and a phenyl group, a 1-naphthyl group, and a 2-naphthyl group are particularly preferred in terms of solubility in an electrolyte solution.
Examples of the aralkyl group include a phenylmethyl group (benzyl group), a phenylethyl group (phenethyl group), a phenylpropyl group, a phenylbutyl group, and a phenylisopropyl group. Of these, a benzyl group and a phenethyl group are preferred, and a benzyl group is particularly preferred in terms of stability in an electrolyte solution.
R1 and R2 in formula (I) may be bonded to each other to form a cyclic structure. Examples of the cyclic structure include a cyclohexene ring, a cyclopentene ring, a benzene ring, a naphthalene ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, a furan ring, an imidazole ring, a thiazole ring, a carbazole ring, and a pyridine ring. Among these, a cyclohexene ring, a benzene ring, a naphthalene ring, a pyrrole ring, a thiophene ring, and a furan ring are preferred in terms of stability to the electrolyte, and a cyclohexene ring, a benzene ring, and a naphthalene ring are more preferred. In addition, the atoms forming the cyclic structure may have a substituent such as a fluorine atom.
M1 in formula (I) is a monovalent cation, preferably a lithium ion, a sodium ion, a potassium ion, a rubidium ion, or a cesium ion. Among these, a lithium ion, a sodium ion, or a potassium ion is preferred in terms of solubility in an electrolyte solution, and a lithium ion or a sodium ion is more preferred.
n is an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, in terms of solubility in the electrolyte.

式(I)で表される化合物としては、具体的には以下の化合物が挙げられる。
Specific examples of the compound represented by formula (I) include the following compounds:

なかでも、以下の化合物が好ましい。
Among these, the following compounds are preferred:

より好ましくは、以下の化合物が挙げられる。
More preferred are the following compounds:

さらに好ましくは、以下の化合物が挙げられる。
More preferred compounds include the following:

特に好ましくは、以下の化合物が挙げられる。
Particularly preferred are the following compounds:

式(I)中で表される化合物の含有量は、特段の制限はないが、非水系電解液中が、前記式(I)で表される化合物を好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上含有し、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましく6質量%以下、特に好ましくは4質量%以下で含有する。式(I)で表される化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
式(I)で表される化合物と後述する式(II)で表される化合物を併用する場合には、式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物の合計量、すなわち、炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩(A)の総量が、上記範囲内となるようにすればよいが、式(I)で表される化合物のみを用いるのが好ましい。
炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩の同定や含有量の測定は、核磁気共鳴(NMR)分光法により行う。
The content of the compound represented by formula (I) is not particularly limited, but the non-aqueous electrolyte solution contains the compound represented by formula (I) in an amount of preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, even more preferably 6% by mass or less, and particularly preferably 4% by mass or less. The compound represented by formula (I) may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
When the compound represented by formula (I) and the compound represented by formula (II) described below are used in combination, the total amount of the compound represented by formula (I) and the compound represented by formula (II), i.e., the total amount of the sulfonate salt (A) having a carbon-carbon unsaturated bond, may be set within the above range, but it is preferable to use only the compound represented by formula (I).
The sulfonate salt having a carbon-carbon unsaturated bond is identified and its content is measured by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.

[1-1-2.式(II)で表される化合物]
[1-1-2. Compound represented by formula (II)]

式(II)中のRは、水素原子、ハロゲン原子又は炭化水素基である。ここで、Rに係るハロゲン原子又は炭化水素基は、R~Rで例示したものが挙げられ、好ましくは、水素原子、ハロゲン原子、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数6~12のアリール基又は炭素数7~18のアラルキル基であり、より好ましくは、水素原子又はフェニル基であり、さらに好ましくは、水素原子である。
式(II)中のMは1価のカチオンであり、具体的には、Mで例示したものが挙げられ、リチウムイオン、ナトリウムイオン、又はカリウムイオンが電解液への溶解性の点で好ましい。
nは0~4の整数であり、電解液への溶解性の点で好ましくは、0~2の整数であり、0又は1がより好ましい。
R4 in formula (II) is a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydrocarbon group. Examples of the halogen atom or hydrocarbon group represented by R4 include those exemplified for R1 to R3 , and are preferably a hydrogen atom, a halogen atom, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms, more preferably a hydrogen atom or a phenyl group, and even more preferably a hydrogen atom.
M2 in formula (II) is a monovalent cation, and specific examples thereof include those exemplified for M1 , with lithium ion, sodium ion, or potassium ion being preferred in terms of solubility in the electrolyte solution.
n is an integer of 0 to 4, preferably an integer of 0 to 2, more preferably 0 or 1, in terms of solubility in the electrolyte.

式(II)で表される化合物としては、具体的には以下の化合物が挙げられる。
Specific examples of the compound represented by formula (II) include the following compounds:

なかでも、以下の化合物が好ましい。
Among these, the following compounds are preferred:

より好ましくは、以下の化合物が挙げられる。
More preferred are the following compounds:

さらに好ましくは、以下の化合物が挙げられる。
More preferred compounds include the following:

特に好ましくは、以下の化合物が挙げられる。
Particularly preferred are the following compounds:

非水系電解液中、式(II)で表される化合物の含有量は、特段の制限はないが、非水系電解液中が、前記式(I)で表される化合物を好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以上含有し、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましく6質量%以下、特に好ましくは4質量%以下で含有する。式(II)で表される化合物は、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
上述した通り、式(I)で表される化合物と式(II)で表される化合物を併用する場合には、式(I)で表される化合物及び式(II)で表される化合物の合計量、すなわち、炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩(A)の総量が、上記範囲内となるようにすればよい。
The content of the compound represented by formula (II) in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited, but the non-aqueous electrolyte solution contains the compound represented by formula (I) in an amount of preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, even more preferably 6% by mass or less, and particularly preferably 4% by mass or less. The compound represented by formula (II) may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
As described above, when the compound represented by formula (I) and the compound represented by formula (II) are used in combination, the total amount of the compound represented by formula (I) and the compound represented by formula (II), i.e., the total amount of the sulfonate salt (A) having a carbon-carbon unsaturated bond, may be set to fall within the above range.

[1-2.フッ素原子を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩]
[1-2-1.P-F結合を有するリン酸塩(フッ素原子を有するリン酸塩)]
本発明に係るP-F結合を有するリン酸塩としては、具体的にはモノフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸ナトリウム、モノフルオロリン酸カリウム、モノフルオロリン酸ルビジウム、モノフルオロリン酸セシウム、ジフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸ナトリウム、ジフルオロリン酸カリウム、ジフルオロリン酸ルビジウム、ジフルオロリン酸セシウム、モノフルオロモノメチルリン酸リチウム、モノフルオロモノメチルリン酸ナトリウム、モノフルオロモノメチルリン酸カリウム、モノフルオロモノメチルリン酸ルビジウム、モノフルオロモノメチルリン酸セシウムが挙げられる。なかでも、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウムが電解液安定性の点で特に好ましい。
非水系電解液中、びP-F結合を有するリン酸塩の含有量は、特段の制限はないが、非水系電解液中がP-F結合を有するリン酸塩を、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0.1質量%以上含有し、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは6質量%以下で含有する。P-F結合を有するリン酸塩の同定や含有量の測定は、核磁気共鳴(NMR)分光法により行う。
[1-2. Phosphates having fluorine atoms and sulfonates having S—F bonds]
[1-2-1. Phosphate having a P—F bond (phosphate having a fluorine atom)]
Specific examples of the phosphate salt having a P—F bond according to the present invention include lithium monofluorophosphate, sodium monofluorophosphate, potassium monofluorophosphate, rubidium monofluorophosphate, cesium monofluorophosphate, lithium difluorophosphate, sodium difluorophosphate, potassium difluorophosphate, rubidium difluorophosphate, cesium difluorophosphate, lithium monofluoromonomethylphosphate, sodium monofluoromonomethylphosphate, potassium monofluoromonomethylphosphate, rubidium monofluoromonomethylphosphate, and cesium monofluoromonomethylphosphate. Of these, lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate are particularly preferred in terms of electrolyte stability.
The content of the phosphate having a P-F bond in the non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but the non-aqueous electrolyte contains preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more of the phosphate having a P-F bond, and preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 6% by mass or less. The identification and content of the phosphate having a P-F bond are measured by nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy.

[1-2-2.S-F結合を有するスルホン酸塩(フッ素原子を有するスルホン酸塩)]
本発明のS-F結合を有するスルホン酸塩としては、具体的にはフルオロスルホン酸リチウム、フルオロスルホン酸ナトリウム、フルオロスルホン酸カリウム、フルオロスルホン酸ルビジウム、フルオロスルホン酸セシウム、ビスフルオロスルホニルイミドリチウムが挙げられる。なかでも、フルオロスルホン酸リチウム、ビスフルオロスルホニルイミドリチウムが、電解液安定性の点で特に好ましい。
非水系電解液中、S-F結合を有するスルホン酸塩の含有量は、特段の制限はないが、非水系電解液中がS-F結合を有するスルホン酸塩を好ましくは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0.1質量%以上含有し、好ましくは10質量%以下、より好ましくは8質量%以下、さらに好ましくは6質量%以下で含有する。
[1-2-2. Sulfonate having an S—F bond (sulfonate having a fluorine atom)]
Specific examples of the sulfonate salt having an S—F bond of the present invention include lithium fluorosulfonate, sodium fluorosulfonate, potassium fluorosulfonate, rubidium fluorosulfonate, cesium fluorosulfonate, and lithium bisfluorosulfonylimide. Of these, lithium fluorosulfonate and lithium bisfluorosulfonylimide are particularly preferred in terms of electrolyte stability.
The content of the sulfonate salt having an S—F bond in the non-aqueous electrolytic solution is not particularly limited, but the non-aqueous electrolytic solution contains preferably 0.01 mass % or more, more preferably 0.05 mass % or more, and even more preferably 0.1 mass % or more of the sulfonate salt having an S—F bond, and preferably 10 mass % or less, more preferably 8 mass % or less, and even more preferably 6 mass % or less.

すなわち、非水系電解液中、フッ素原子を有するリン酸塩又はスルホン酸塩(B)の含有量は、非水系電解液が好ましくは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0.1質量%以上含有し、好ましくは10質量以下、より好ましくは、8質量%以下、さらに好ましくは6質量%以下で含有する。P-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩を2種以上含む場合には、P-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩の合計量、すなわち塩(B)の総量が上述の範囲となるようにすればよい。 In other words, the content of fluorine-containing phosphate or sulfonate (B) in the non-aqueous electrolyte solution is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05% by mass or more, and even more preferably 0.1% by mass or more, and preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and even more preferably 6% by mass or less. When two or more types of phosphate having a P-F bond and sulfonate having an S-F bond are contained, the total amount of phosphate having a P-F bond and sulfonate having an S-F bond, i.e., the total amount of salt (B), should be within the above-mentioned range.

[1-2.電解質]
<リチウム塩>
非水系電解液における電解質としては、通常、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。
[1-2. Electrolyte]
<Lithium salt>
As the electrolyte in the non-aqueous electrolytic solution, a lithium salt is usually used. The lithium salt is not particularly limited as long as it is known to be used for this purpose, and any lithium salt can be used, and specific examples thereof include the following:

例えば、フルオロホウ酸リチウム塩類、フルオロリン酸リチウム塩類、タングステン酸リチウム塩類、カルボン酸リチウム塩類、スルホン酸リチウム塩類、リチウムイミド塩類、リチウムメチド塩類、リチウムオキサラート塩類、及び含フッ素有機リチウム塩類等が挙げられる。 Examples include lithium fluoroborates, lithium fluorophosphates, lithium tungstates, lithium carboxylates, lithium sulfonates, lithium imide salts, lithium methide salts, lithium oxalate salts, and fluorine-containing organic lithium salts.

中でも、フルオロホウ酸リチウム塩類としてLiBF;フルオロリン酸リチウム塩類としてLiPF;スルホン酸リチウム塩類として、CHSOLi;リチウムイミド塩類としてLiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド;リチウムメチド塩類として、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO;リチウムオキサラート塩類として、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラト)フォスフェート、リチウムトリス(オキサラト)フォスフェート;等が、低温出力特性やハイレート充放電特性、インピーダンス特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点からより好ましい。さらに好ましくは、LiPF及びリチウムビス(オキサラト)ボレートであり、特に好ましくはLiPFである。また、上記電解質は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。ただし、「1-1.式(I)又は式(II)中で表される化合物(A)(炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩)」又は「1-2.フッ素原子を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩」に該当するリチウム塩が非水系電解液に含まれる場合、「1-1.式(I)又は式(II)中で表される化合物(A)(炭素-炭素不飽和結合を有するスルホン酸塩)」又は「1-2.フッ素原子を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩」に該当するリチウム塩以外の電解質を必ず含有する。
2種類以上の電解質の組み合わせとして、特段の制限はないが、LiPF及びLiBFの組み合わせ並びにLiPF及びLiN(CFSOの組み合わせが挙げられる。なかでも、LiPF及びLiBFの組み合わせが好ましい。
Among them, lithium fluoroborates include LiBF 4 ; lithium fluorophosphates include LiPF 6 ; lithium sulfonates include CH 3 SO 3 Li; lithium imide salts include LiN(FSO 2 )(CF 3 SO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethane disulfonylimide, and lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide; and lithium methide salts include LiC(FSO 2 ) 3 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , and LiC(C 2 F 5 SO 2 ) 3 . As lithium oxalate salts, lithium difluorooxalatoborate, lithium bis(oxalato)borate, lithium tetrafluorooxalatophosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tris(oxalato)phosphate, etc. are more preferred in terms of the effect of improving low-temperature output characteristics, high-rate charge/discharge characteristics, impedance characteristics, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics, etc. More preferred are LiPF6 and lithium bis(oxalato)borate, and particularly preferred is LiPF6 . The above electrolytes may be used alone or in combination of two or more. However, when a lithium salt corresponding to "1-1. Compound (A) represented by formula (I) or formula (II) (sulfonate having a carbon-carbon unsaturated bond)" or "1-2. Phosphate having a fluorine atom and sulfonate having an S—F bond" is contained in a non-aqueous electrolyte solution, the non-aqueous electrolyte solution must contain an electrolyte other than the lithium salt corresponding to "1-1. Compound (A) represented by formula (I) or formula (II) (sulfonate having a carbon-carbon unsaturated bond)" or "1-2. Phosphate having a fluorine atom and sulfonate having an S—F bond".
The combination of two or more electrolytes is not particularly limited, but examples thereof include a combination of LiPF 6 and LiBF 4 and a combination of LiPF 6 and LiN(CF 3 SO 2 ) 2. Of these, the combination of LiPF 6 and LiBF 4 is preferred.

非水系電解液中の電解質の総濃度は、特に制限はないが、非水系電解液の全量に対して、通常8質量%以上、好ましくは8.5質量%以上、より好ましくは9質量%以上であり、また、通常18質量%以下、好ましくは17質量%以下、より好ましくは16質量%以下である。電解質の総濃度が上記範囲内であると、電気伝導率が電池動作に適正となるため、十分な出力特性が得られる傾向にある。 There are no particular restrictions on the total concentration of electrolytes in the non-aqueous electrolyte solution, but it is typically 8% by mass or more, preferably 8.5% by mass or more, and more preferably 9% by mass or more, relative to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution, and typically 18% by mass or less, preferably 17% by mass or less, and more preferably 16% by mass or less. When the total electrolyte concentration is within the above range, the electrical conductivity is appropriate for battery operation, and sufficient output characteristics tend to be obtained.

[1-3.非水系溶媒]
非水系電解液は、一般的な非水系電解液と同様、通常はその主成分として、上述した電解質を溶解する非水系溶媒を含有する。用いられる非水系溶媒は上述した電解質を溶解すれば特に制限はなく、公知の有機溶媒を用いることができる。有機溶媒としては、飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート、鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル、エーテル系化合物、及びスルホン系化合物等が挙げられるが、これらに特に限定されない。有機溶媒は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることができる。
2種以上の有機溶媒の組み合わせとして、特段の制限はないが、飽和環状カーボネート及び鎖状カルボン酸エステル、環状カルボン酸エステル及び鎖状カーボネート、並びに飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート及び鎖状カルボン酸エステルが挙げられる。なかでも、飽和環状カーボネート及び鎖状カーボネート、並びに飽和環状カーボネート、鎖状カーボネート及び鎖状カルボン酸エステルが好ましい。
[1-3. Non-aqueous solvent]
Like common non-aqueous electrolytes, non-aqueous electrolytes usually contain a non-aqueous solvent that dissolves the above-mentioned electrolyte as its main component. The non-aqueous solvent used is not particularly limited as long as it dissolves the above-mentioned electrolyte, and known organic solvents can be used. Examples of organic solvents include saturated cyclic carbonates, chain carbonates, chain carboxylic acid esters, cyclic carboxylic acid esters, ether-based compounds, and sulfone-based compounds, but are not particularly limited thereto. The organic solvents can be used alone or in combination of two or more.
The combination of two or more organic solvents is not particularly limited, and examples thereof include a saturated cyclic carbonate and a chain carboxylic acid ester, a cyclic carboxylic acid ester and a chain carbonate, and a saturated cyclic carbonate, a chain carbonate and a chain carboxylic acid ester. Among these, a saturated cyclic carbonate and a chain carbonate, and a saturated cyclic carbonate, a chain carbonate and a chain carboxylic acid ester are preferred.

[1-3-1.飽和環状カーボネート]
飽和環状カーボネートとしては、例えば、炭素数2~4のアルキレン基を有するものが挙げられ、リチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から炭素数2~3の飽和環状カーボネートが好ましく用いられる。
[1-3-1. Saturated cyclic carbonates]
Examples of saturated cyclic carbonates include those having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms, and saturated cyclic carbonates having 2 to 3 carbon atoms are preferably used from the viewpoint of improving the battery characteristics resulting from the improvement in the degree of lithium ion dissociation.

飽和環状カーボネートとしては、具体的には、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。中でも、エチレンカーボネート又はプロピレンカーボネートが好ましく、酸化・還元されにくいエチレンカーボネートがより好ましい。飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 Specific examples of saturated cyclic carbonates include ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate. Among these, ethylene carbonate or propylene carbonate is preferred, and ethylene carbonate, which is less susceptible to oxidation and reduction, is more preferred. One saturated cyclic carbonate may be used alone, or two or more may be used in any combination and ratio.

飽和環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常3体積%以上、好ましくは5体積%以上であり、一方、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。この範囲とすることで、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、負極に対する安定性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなり、非水系電解液の酸化・還元耐性が向上し、高温保存時の安定性が向上する傾向にある。
なお、本実施形態における体積%とは25℃、1気圧における体積を意味する。
The content of the saturated cyclic carbonate is not particularly limited and may be any as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually 3% by volume or more, preferably 5% by volume or more, and is usually 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, relative to the total amount of the nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte solution. By setting it in this range, a decrease in electrical conductivity due to a decrease in the dielectric constant of the nonaqueous electrolyte solution can be avoided, and the large current discharge characteristics, stability with respect to the negative electrode, and cycle characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery tend to be in good ranges, and the oxidation/reduction resistance of the nonaqueous electrolyte solution is improved, and stability during high-temperature storage tends to be improved.
In the present embodiment, the volume percentage refers to the volume at 25° C. and 1 atmosphere.

[1-3-2.鎖状カーボネート]
鎖状カーボネートとしては、通常炭素数3~7のものが用いられ、電解液の粘度を適切な範囲に調整するために、炭素数3~5の鎖状カーボネートが好ましく用いられる。
[1-3-2. Chain carbonate]
The chain carbonate usually has 3 to 7 carbon atoms, and in order to adjust the viscosity of the electrolyte solution within an appropriate range, a chain carbonate having 3 to 5 carbon atoms is preferably used.

具体的には、鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n-プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネートが挙げられる。特に好ましくはジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート又はエチルメチルカーボネートである。 Specific examples of chain carbonates include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propyl isopropyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and methyl-n-propyl carbonate. Dimethyl carbonate, diethyl carbonate, and ethyl methyl carbonate are particularly preferred.

また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(以下、「フッ素化鎖状カーボネート」と略記する場合がある。)も好適に用いることができる。フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1以上であれば特に制限されないが、通常6以下であり、好ましくは4以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、当該複数のフッ素原子は互いに同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素に結合していてもよい。
フッ素化鎖状カーボネートとしては、フルオロメチルメチルカーボネート等のフッ素化ジメチルカーボネート誘導体;2-フルオロエチルメチルカーボネート等のフッ素化エチルメチルカーボネート誘導体;エチル-(2-フルオロエチル)カーボネート等のフッ素化ジエチルカーボネート誘導体;等が挙げられる。
Furthermore, chain carbonates having fluorine atoms (hereinafter sometimes abbreviated as "fluorinated chain carbonate") can also be suitably used. The number of fluorine atoms in the fluorinated chain carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is usually 6 or less, and preferably 4 or less. When the fluorinated chain carbonate has multiple fluorine atoms, the multiple fluorine atoms may be bonded to the same carbon or different carbons.
Examples of the fluorinated chain carbonate include fluorinated dimethyl carbonate derivatives such as fluoromethyl methyl carbonate; fluorinated ethyl methyl carbonate derivatives such as 2-fluoroethyl methyl carbonate; and fluorinated diethyl carbonate derivatives such as ethyl-(2-fluoroethyl) carbonate.

鎖状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 The chain carbonate may be used alone or in any combination and ratio of two or more types.

鎖状カーボネートの含有量は特に限定されないが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常15体積%以上であり、好ましくは20体積%以上、より好ましくは25体積%以上であり、また、通常90体積%以下、好ましくは85体積%以下、より好ましくは80体積%以下である。鎖状カーボネートの含有量を上記範囲とすることによって、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の出力特性を良好な範囲としやすくなる。 The amount of chain carbonate contained is not particularly limited, but is typically 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, and more preferably 25% by volume or more, relative to the total amount of nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte solution, and is typically 90% by volume or less, preferably 85% by volume or less, and more preferably 80% by volume or less. By keeping the amount of chain carbonate contained within this range, the viscosity of the nonaqueous electrolyte solution is kept within an appropriate range, reducing the decrease in ionic conductivity, and ultimately making it easier to maintain the output characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery within a favorable range.

さらに、特定の鎖状カーボネートに対して、エチレンカーボネートを特定の含有量で組み合わせることにより、電池性能を著しく向上させることができる。 Furthermore, by combining a specific chain carbonate with a specific amount of ethylene carbonate, battery performance can be significantly improved.

例えば、特定の鎖状カーボネートとしてジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを選択した場合、エチレンカーボネートの含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常15体積%以上、好ましくは20体積%以上、また、通常45体積%以下、好ましくは40体積%以下であり、ジメチルカーボネートの含有量は、非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また、通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下であり、エチルメチルカーボネートの含有量は非水系電解液の非水系溶媒全量に対して、通常20体積%以上、好ましくは30体積%以上、また、通常50体積%以下、好ましくは45体積%以下である。含有量を上記範囲内とすることで、高温安定性に優れ、ガス発生が抑制される傾向がある。 For example, if dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are selected as the specific chain carbonates, the ethylene carbonate content is not particularly limited and can be any content as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. However, it is typically 15% by volume or more, preferably 20% by volume or more, and typically 45% by volume or less, preferably 40% by volume or less, based on the total amount of nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte solution. The dimethyl carbonate content is typically 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and typically 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, based on the total amount of nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte solution. The ethyl methyl carbonate content is typically 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and typically 50% by volume or less, preferably 45% by volume or less, based on the total amount of nonaqueous solvent in the nonaqueous electrolyte solution. Keeping the contents within the above ranges tends to result in excellent high-temperature stability and suppress gas generation.

[1-3-3.鎖状カルボン酸エステル]
鎖状カルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、吉草酸メチル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、及びピバル酸メチルが挙げられる。なかでも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、又は酢酸ブチルが電池特性
向上の点から好ましい。上述の化合物の水素の一部をフッ素原子で置換した鎖状カルボン酸エステル(例えば、トリフルオロ酢酸メチル、トリフルオロ酢酸エチル等)も好適に使える。
鎖状カルボン酸エステルの配合量は、非水系溶媒全量に対して、通常1体積%以上、好ましくは5体積%以上、より好ましくは15体積%以上である。この範囲であれば、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、鎖状カルボン酸エステルの配合量は、通常70体積%以下、好ましくは50体積%以下、より好ましくは40体積%以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。
[1-3-3. Chain carboxylic acid ester]
Examples of chain carboxylic acid esters include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, methyl valerate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, and methyl pivalate. Among these, methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, and butyl acetate are preferred in terms of improving battery characteristics. Chain carboxylic acid esters in which some of the hydrogen atoms in the above-mentioned compounds are substituted with fluorine atoms (e.g., methyl trifluoroacetate, ethyl trifluoroacetate, etc.) can also be used suitably.
The amount of the chain carboxylic acid ester is typically 1% by volume or more, preferably 5% by volume or more, and more preferably 15% by volume or more, based on the total amount of the nonaqueous solvent. This range improves the electrical conductivity of the nonaqueous electrolyte and facilitates the enhancement of the large-current discharge characteristics of the nonaqueous electrolyte battery. Furthermore, the amount of the chain carboxylic acid ester is typically 70% by volume or less, preferably 50% by volume or less, and more preferably 40% by volume or less. By setting the upper limit in this manner, the viscosity of the nonaqueous electrolyte can be kept within an appropriate range, a decrease in electrical conductivity can be avoided, an increase in negative electrode resistance can be suppressed, and the large-current discharge characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be easily maintained within a favorable range.

[1-3-4.環状カルボン酸エステル]
環状カルボン酸エステルとしては、γ-ブチロラクトン、及びγ-バレロラクトンが挙げられる。これらの中でも、γ-ブチロラクトンがより好ましい。上述の化合物の水素の一部をフッ素で置換した環状カルボン酸エステルも好適に使える。
環状カルボン酸エステルの配合量は、非水系溶媒全量に対して、通常1体積%以上、好ましくは5体積%以上、より好ましくは15体積%以上である。この範囲であれば、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、環状カルボン酸エステルの配合量は、非水系溶媒全量に対して、通常70体積%以下、好ましくは50体積%以下、より好ましくは40体積%以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。
[1-3-4. Cyclic carboxylic acid esters]
Examples of cyclic carboxylic acid esters include γ-butyrolactone and γ-valerolactone. Of these, γ-butyrolactone is more preferred. Cyclic carboxylic acid esters in which some of the hydrogen atoms in the above compounds have been substituted with fluorine atoms can also be used suitably.
The amount of the cyclic carboxylic acid ester is typically 1% by volume or more, preferably 5% by volume or more, and more preferably 15% by volume or more, based on the total amount of the nonaqueous solvent. This range improves the electrical conductivity of the nonaqueous electrolyte and facilitates the improvement of the large-current discharge characteristics of the nonaqueous electrolyte battery. Furthermore, the amount of the cyclic carboxylic acid ester is typically 70% by volume or less, preferably 50% by volume or less, and more preferably 40% by volume or less, based on the total amount of the nonaqueous solvent. By setting the upper limit in this manner, the viscosity of the nonaqueous electrolyte can be kept within an appropriate range, a decrease in electrical conductivity can be avoided, an increase in negative electrode resistance can be suppressed, and the large-current discharge characteristics of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be easily maintained within a favorable range.

[1-3-5.エーテル系化合物]
エーテル系化合物としては、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等の炭素数3~10の鎖状エーテル、及びテトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、3-メチルテトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、2-メチル-1,3-ジオキサン、4-メチル-1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン等炭素数3~6の環状エーテルが好ましい。なお、上述のエーテル系化合物の一部の水素がフッ素にて置換されていてもよい。
なかでも、炭素数3~10の鎖状エーテルとして、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離性を向上させ、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、又はエトキシメトキシメタンが好ましく、炭素数3~6の環状エーテルとして、高いイオン電導度を与えることから、テトラヒドロフラン、1,3-ジオキサン、又は1,4-ジオキサン等が好ましい。
[1-3-5. Ether compounds]
Preferred ether compounds include chain ethers having 3 to 10 carbon atoms, such as dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether, and cyclic ethers having 3 to 6 carbon atoms, such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, and 1,4-dioxane. Some of the hydrogen atoms in the above-mentioned ether compounds may be substituted with fluorine.
Among these, as the chain ether having 3 to 10 carbon atoms, dimethoxymethane, diethoxymethane, or ethoxymethoxymethane is preferred because it has a high solvation ability for lithium ions, improves ionic dissociation, has low viscosity, and provides high ionic conductivity, and as the cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms, tetrahydrofuran, 1,3-dioxane, 1,4-dioxane, or the like is preferred because it provides high ionic conductivity.

エーテル系化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系溶媒全量に対して、通常1体積%以上、好ましくは2体積%以上、より好ましくは3体積%以上、また、通常30体積%以下、好ましくは25体積%以下、より好ましくは20体積%以下である。エーテル系化合物の含有量が前記好ましい範囲内であれば、エーテルのリチウムイオン解離度の向上と粘度低下に由来するイオン伝導度の向上効果を確保しやすい。また、負極活物質が炭素系材料の場合、鎖状エーテルがリチウムイオンと共に共挿入される現象を抑制できることから、入出力特性や充放電レート特性を適正な範囲とすることができる。 The content of the ether-based compound is not particularly limited and can be any amount as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. However, it is typically 1% by volume or more, preferably 2% by volume or more, more preferably 3% by volume or more, and typically 30% by volume or less, preferably 25% by volume or less, more preferably 20% by volume or less, based on the total amount of the non-aqueous solvent. When the content of the ether-based compound is within the preferred range, it is easy to ensure the improved ionic conductivity resulting from the improved degree of lithium ion dissociation of the ether and the reduced viscosity. Furthermore, when the negative electrode active material is a carbon-based material, the phenomenon of chain ethers being co-inserted with lithium ions can be suppressed, allowing the input/output characteristics and charge/discharge rate characteristics to be within appropriate ranges.

[1-3-6.スルホン系化合物]
スルホン系化合物としては、特に制限されず、環状スルホンであってもよく、鎖状スルホンであってもよい。環状スルホンの場合、炭素数が通常3~6、好ましくは3~5であ
り、鎖状スルホンの場合、炭素数が通常2~6、好ましくは2~5である。また、スルホン系化合物1分子中のスルホニル基の数は、特に制限されないが、通常1又は2である。
[1-3-6. Sulfone compounds]
The sulfone compound is not particularly limited and may be a cyclic sulfone or a chain sulfone. In the case of a cyclic sulfone, the carbon number is usually 3 to 6, preferably 3 to 5, and in the case of a chain sulfone, the carbon number is usually 2 to 6, preferably 2 to 5. In addition, the number of sulfonyl groups in one molecule of the sulfone compound is not particularly limited, but is usually 1 or 2.

環状スルホンとしては、モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類等;ジスルホン化合物であるトリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類等が挙げられる。中でも誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類、又はヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラメチレンスルホン類(スルホラン類)が特に好ましい。 Examples of cyclic sulfones include monosulfone compounds such as trimethylene sulfones, tetramethylene sulfones, and hexamethylene sulfones; and disulfone compounds such as trimethylene disulfones, tetramethylene disulfones, and hexamethylene disulfones. Among these, from the standpoint of dielectric constant and viscosity, tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones, and hexamethylene disulfones are more preferred, with tetramethylene sulfones (sulfolanes) being particularly preferred.

スルホラン類としては、スルホラン及びスルホラン誘導体が好ましい。スルホラン誘導体としては、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子の1以上がフッ素原子、アルキル基、フッ素置換アルキル基で置換されたものが好ましい。 Preferred sulfolanes are sulfolane and sulfolane derivatives. Preferred sulfolane derivatives are those in which one or more hydrogen atoms bonded to the carbon atoms constituting the sulfolane ring are substituted with a fluorine atom, an alkyl group, or a fluorine-substituted alkyl group.

中でも、2-メチルスルホラン、3-メチルスルホラン、2-フルオロスルホラン、3-フルオロスルホラン、2,3-ジフルオロスルホラン、2-トリフルオロメチルスルホラン、3-トリフルオロメチルスルホラン等が、イオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。 Among these, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane, 3-fluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2-trifluoromethylsulfolane, 3-trifluoromethylsulfolane, etc. are preferred due to their high ionic conductivity and high input/output.

また、鎖状スルホンとしては、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン等が挙げられる。なかでも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホンが電解液の高温保存安定性が向上する点で好ましい。 Examples of chain sulfones include dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl methyl sulfone, and pentafluoroethyl methyl sulfone. Of these, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, and monofluoromethyl methyl sulfone are preferred because they improve the high-temperature storage stability of the electrolyte.

スルホン系化合物の含有量は、特に制限されず、本実施形態に係る発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液の溶媒全量に対して、通常0.3体積%以上、好ましくは0.5体積%以上、より好ましくは1体積%以上であり、また、通常40体積%以下、好ましくは35体積%以下、より好ましくは30体積%以下である。スルホン系化合物の含有量が前記範囲内であれば、高温保存安定性に優れた電解液が得られる傾向にある。 The content of the sulfone-based compound is not particularly limited and can be any amount as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. However, it is typically 0.3 vol.% or more, preferably 0.5 vol.% or more, and more preferably 1 vol.% or more, relative to the total amount of solvent in the nonaqueous electrolyte solution, and is typically 40 vol.% or less, preferably 35 vol.% or less, and more preferably 30 vol.% or less. If the content of the sulfone-based compound is within this range, an electrolyte solution with excellent high-temperature storage stability tends to be obtained.

[1-4.助剤]
本発明の非水系電解液には、本発明の効果を著しく損なわない範囲において、各種の助剤を含有していてもよい。助剤としては、従来公知のものを任意に用いることができる。なお、助剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[1-4. Auxiliaries]
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention may contain various auxiliary agents within a range that does not significantly impair the effects of the present invention. As the auxiliary agent, any conventionally known agent can be used. Note that, one auxiliary agent may be used alone, or two or more auxiliary agents may be used in any combination and ratio.

非水系電解液に含有していてもよい助剤としては、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素含有環状カーボネート、イソシアネート基を有する化合物、イソシアヌル酸骨格を有する化合物、硫黄含有有機化合物、リン含有有機化合物、シアノ基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合物、フッ素非含有カルボン酸エステル、エーテル結合を有する環状化合物、カルボン酸無水物、ホウ酸塩、シュウ酸塩等が例示できる。例えば、国際公開公報第2015/111676号に記載の化合物等が挙げられる。
助剤の含有量は特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系電解液全量に対して、通常0.001質量%以上、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、通常10質量%以下、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1質量%以下、特に好ましくは1質量%未満である。
エーテル結合を有する環状化合物は、非水系電解液において助剤として用いることもできるし、1-3.で示したとおり非水系溶媒としても用いることができるものも含まれる。エーテル結合を有する環状化合物を助剤として用いる場合は、4質量%未満の量で用いる。ホウ酸塩、及びシュウ酸塩は、非水系電解液において助剤として用いることもできるし、1-2.で示したとおり電解質として用いることができるものも含まれる。これら化合物を助剤として用いる場合は、3質量%未満で用いる。
Examples of auxiliary agents that may be contained in the non-aqueous electrolyte solution include cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond, fluorine-containing cyclic carbonates, compounds having an isocyanate group, compounds having an isocyanuric acid skeleton, sulfur-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, organic compounds having a cyano group, silicon-containing compounds, aromatic compounds, non-fluorine-containing carboxylic acid esters, cyclic compounds having an ether bond, carboxylic acid anhydrides, borates, oxalates, etc. Examples include compounds described in WO 2015/111676.
The content of the auxiliary agent is not particularly limited and may be any amount as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. However, it is usually 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, even more preferably 1% by mass or less, and particularly preferably less than 1% by mass, relative to the total amount of the nonaqueous electrolyte solution.
Cyclic compounds having an ether bond can be used as auxiliary agents in non-aqueous electrolyte solutions, and as shown in 1-3, some of them can also be used as non-aqueous solvents. When used as auxiliary agents, cyclic compounds having an ether bond are used in an amount of less than 4% by mass. Borates and oxalates can be used as auxiliary agents in non-aqueous electrolyte solutions, and as shown in 1-2, some of them can also be used as electrolytes. When used as auxiliary agents, these compounds are used in an amount of less than 3% by mass.

[2.非水系電解液二次電池]
本発明の一実施態様である非水系電解液二次電池は、金属イオンを吸蔵及び放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵及び放出しうる負極活物質を有する負極とを備える非水系電解液二次電池であって、非水系電解液を含む。
[2. Non-aqueous electrolyte secondary battery]
A nonaqueous electrolyte secondary battery according to one embodiment of the present invention is a nonaqueous electrolyte secondary battery including a positive electrode having a positive electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions, and a negative electrode having a negative electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions, and containing a nonaqueous electrolyte.

[2-1.非水系電解液]
非水系電解液としては、上述の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において上述の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を混合して用いることも可能である。
[2-1. Non-aqueous electrolyte]
The nonaqueous electrolyte solution used is the nonaqueous electrolyte solution described above. Note that, within the scope of the present invention, other nonaqueous electrolyte solutions may be mixed with the nonaqueous electrolyte solution described above.

[2-2.負極]
負極は、負極活物質及び結着剤を含む負極活物質層並びに集電体からなる。
[2-2-1.負極活物質]
負極に使用される負極活物質としては、電気化学的に金属イオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。具体例としては、炭素系材料、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料、リチウム含有金属複合酸化物材料、及びこれらの混合物等が挙げられる。これらの中でもサイクル特性及び安全性が良好でさらに連続充電特性も優れている点で、炭素系材料を使用するのが好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
[2-2. Negative electrode]
The negative electrode is composed of a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material and a binder, and a current collector.
[2-2-1. Negative electrode active material]
The negative electrode active material used in the negative electrode is not particularly limited as long as it can electrochemically absorb and release metal ions. Specific examples include carbon-based materials, materials containing metal elements and/or metalloid elements that can be alloyed with Li, lithium-containing metal composite oxide materials, and mixtures thereof. Among these, carbon-based materials are preferred because of their excellent cycle characteristics and safety, as well as excellent continuous charge characteristics. These materials may be used alone or in any combination of two or more.

[2-2-1-1.炭素系材料]
炭素系材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素、炭素被覆黒鉛、黒鉛被覆黒鉛及び樹脂被覆黒鉛等が挙げられる。なかでも、天然黒鉛が好ましい。炭素系材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛及び/又はこれらの黒鉛に球形化や緻密化等の処理を施した黒鉛粒子等が挙げられる。これらの中でも、粒子の充填性又は充放電レート特性の観点から、球形化処理を施した球状もしくは楕円体状の黒鉛粒子が特に好ましい。
黒鉛粒子の平均粒子径(d50)は、通常1μm以上、100μm以下である。
[2-2-1-1. Carbon-based materials]
Examples of carbonaceous materials include natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon, carbon-coated graphite, graphite-coated graphite, and resin-coated graphite. Of these, natural graphite is preferred. One type of carbonaceous material may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.
Examples of natural graphite include scaly graphite, scaly graphite, and/or graphite particles obtained by subjecting such graphite to treatment such as spheroidization or densification. Among these, spherical or ellipsoidal graphite particles that have been subjected to spheroidization treatment are particularly preferred from the viewpoint of particle packing properties or charge/discharge rate characteristics.
The average particle size (d50) of the graphite particles is usually 1 μm or more and 100 μm or less.

[2-2-1-2.炭素系材料の物性]
負極活物質としての炭素系材料は、以下の(1)~(4)に示した物性及び形状等の特徴の内、少なくとも1つを満たしていることが好ましく、複数を同時に満たすことが特に好ましい。
(1)X線回折パラメータ
炭素系材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)は、通常0.335nm以上0.360nm以下である。また、学振法によるX線回折で求めた炭素系材料の結晶子サイズ(Lc)は、通常1.0nm以上である。
(2)体積基準平均粒径
炭素系材料の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径(メジアン径)であり、通常1μm以上、100μm以下である。
(3)ラマンR値、ラマン半値幅
炭素系材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定
した値であり、通常0.01以上、1.5以下である。
また、炭素系材料の1580cm-1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常10cm-1以上、100cm-1以下である。
(4)BET比表面積
炭素系材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常0.1m・g-1以上100m・g-1以下である。
負極活物質中に性質の異なる炭素系材料が2種以上含有していてもよい。ここでいう性質とは、X線回折パラメータ、体積基準平均粒径、ラマンR値、ラマン半値幅及びBET比表面積を意味する。
好ましい例としては、体積基準粒度分布がメジアン径を中心としたときに左右対称とならないこと、ラマンR値が異なる炭素系材料を2種以上含有すること、及びX線パラメータが異なる炭素系材料を2種以上含有すること等が挙げられる。
[2-2-1-2. Physical properties of carbon-based materials]
The carbonaceous material as the negative electrode active material preferably satisfies at least one of the characteristics such as physical properties and shape shown in the following items (1) to (4), and it is particularly preferable that the carbonaceous material simultaneously satisfies several of them.
(1) X-ray Diffraction Parameters The d value (interlayer distance) of the lattice plane (002 plane) of a carbon-based material determined by X-ray diffraction according to the Gakushin method is usually 0.335 nm or more and 0.360 nm or less. The crystallite size (Lc) of the carbon-based material determined by X-ray diffraction according to the Gakushin method is usually 1.0 nm or more.
(2) Volume-Based Average Particle Size The volume-based average particle size of a carbon-based material is the volume-based average particle size (median diameter) determined by a laser diffraction/scattering method, and is usually 1 μm or more and 100 μm or less.
(3) Raman R Value and Raman Half Width The Raman R value of a carbon-based material is a value measured using argon ion laser Raman spectroscopy, and is usually 0.01 or more and 1.5 or less.
The Raman half-width of the carbon-based material around 1580 cm −1 is not particularly limited, but is usually 10 cm −1 or more and 100 cm −1 or less.
(4) BET Specific Surface Area The BET specific surface area of a carbon-based material is the value of the specific surface area measured using the BET method, and is usually 0.1 m 2 ·g −1 or more and 100 m 2 ·g −1 or less.
The negative electrode active material may contain two or more carbonaceous materials with different properties, where the properties refer to X-ray diffraction parameters, volume-based average particle size, Raman R value, Raman half-width, and BET specific surface area.
Preferred examples include a case where the volume-based particle size distribution is not symmetrical about the median diameter, a case where two or more carbon-based materials having different Raman R values are contained, and a case where two or more carbon-based materials having different X-ray parameters are contained.

[2-2-1-3.Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料]
Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料は、従来公知のいずれのものも使用可能であるが、容量とサイクル寿命の点から、例えば、Sb、Si、Sn、Al、As、及びZnからなる群より選ばれる金属及び/若しくは半金属元素の単体又はその化合物であることが好ましい。また、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料が2種類以上の元素を含有する場合、当該材料は、これらの金属の合金からなる合金材料であってもよい。
また、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素の材料としては、酸化物、窒化物、炭化物等が挙げられる。これらは、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を2種以上含有していてもよい。なかでも、金属Si(以下、Siと記載する場合がある)又はSi含有無機化合物が高容量化の点で、好ましい。
また、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素の材料は、後述する負極の製造時で既にLiと合金化されていてもよい。
[2-2-1-3. Materials containing metal elements and/or metalloid elements that can be alloyed with Li]
Any conventionally known material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li can be used, but from the viewpoint of capacity and cycle life, it is preferable that the material be, for example, a simple substance or a compound of a metal and/or a metalloid element selected from the group consisting of Sb, Si, Sn, Al, As, and Zn. Furthermore, when the material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li contains two or more elements, the material may be an alloy material made of an alloy of these metals.
Examples of materials containing metal elements and/or metalloid elements that can be alloyed with Li include oxides, nitrides, carbides, etc. These may contain two or more metal elements and/or metalloid elements that can be alloyed with Li. Among these, metal Si (hereinafter sometimes referred to as Si) or Si-containing inorganic compounds are preferred in terms of increasing capacity.
Furthermore, the material of the metal element and/or metalloid element that can be alloyed with Li may already be alloyed with Li during the production of the negative electrode, which will be described later.

本明細書では、Si又はSi含有無機化合物を総称してSi化合物と呼ぶ。Si化合物としては、具体的には、SiO(0≦x≦2)等が挙げられる。Liと合金化された金属化合物としては、具体的には、LiSi(0<y≦4.4)、LiSiO2+z(0<z≦2)等が挙げられる。Si化合物としてSi酸化物(SiOx1、0<x1≦2)が、黒鉛と比較して理論容量が大きい点で好ましく、又は非晶質SiもしくはナノサイズのSi結晶が、リチウムイオン等のアルカリイオンの出入りがしやすく、高容量を得ることが可能である点で好ましい。
Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料が粒子である場合、その平均粒子径(d50)は、サイクル寿命の観点から、通常0.01μm以上、10μm以下である。
In this specification, Si or Si-containing inorganic compounds are collectively referred to as Si compounds. Specific examples of Si compounds include SiO x (0≦x≦2). Specific examples of metal compounds alloyed with Li include Li y Si (0<y≦4.4) and Li 2 SiO 2+z (0<z≦2). As the Si compound, Si oxide (SiO x1 , 0<x1≦2) is preferred because it has a larger theoretical capacity than graphite, and amorphous Si or nano-sized Si crystals are preferred because they allow alkali ions such as lithium ions to easily enter and exit the material, making it possible to obtain a high capacity.
When the material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li is in the form of particles, the average particle size (d50) is usually 0.01 μm or more and 10 μm or less from the viewpoint of cycle life.

[2-2-1-4.Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料と炭素系材料との混合物]
負極活物質として用いられるLiと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料と炭素系材料との混合物は、前述のLiと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料と前述の炭素系材料が互いに独立した材料の状態で混合されている混合体でもよいし、Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料が炭素系材料の表面又は内部に存在している複合体でもよい。
Liと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料と炭素系材料の合計に対するLiと合金化可能な金属元素及び/若しくは半金属元素を含有する材料の含有割合は、通常1質量%以上、99質量%以下である。
[2-2-1-4. Mixture of a material containing a metal element and/or a metalloid element capable of being alloyed with Li and a carbon-based material]
The mixture of a material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li and a carbon-based material used as the negative electrode active material may be a mixture in which the material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li and the carbon-based material are mixed in a state in which they are independent materials, or may be a composite in which the material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li is present on the surface or inside of the carbon-based material.
The content of the material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li relative to the total of the material containing a metal element and/or a metalloid element that can be alloyed with Li and the carbon-based material is usually 1 mass % or more and 99 mass % or less.

[2-2-1-5.リチウム含有金属複合酸化物材料]
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムイオンを吸蔵及び放出可能であれば、特に制限されないが、高電流密度充放電特性の点からチタンを含むリチウム含有金属複合酸化物材料が好ましく、リチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記する場合がある)がより好ましく、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物が出力抵抗を大きく低減するので特に好ましい。
[2-2-1-5. Lithium-containing metal composite oxide material]
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of absorbing and releasing lithium ions. However, from the viewpoint of high current density charge/discharge characteristics, a lithium-containing metal composite oxide material containing titanium is preferred, a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter sometimes abbreviated as "lithium titanium composite oxide") is more preferred, and a lithium titanium composite oxide having a spinel structure is particularly preferred because it significantly reduces output resistance.

また、リチウムチタン複合酸化物のリチウム及び/又はチタンが、他の金属元素、例えば、Al、Ga、Cu及びZnからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素で置換されていてもよい。
リチウムチタン複合酸化物として、Li4/3Ti5/3、LiTi及びLi4/5Ti11/5が好ましい。また、リチウム及び/又はチタンの一部が他の元素で置換されたリチウムチタン複合酸化物として、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましい。
Furthermore, the lithium and/or titanium of the lithium titanium composite oxide may be substituted with another metal element, for example, at least one element selected from the group consisting of Al, Ga, Cu, and Zn.
Preferred lithium titanium composite oxides are Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , Li 1 Ti 2 O 4 and Li 4/5 Ti 11/5 O 4. Also preferred lithium titanium composite oxides in which part of the lithium and/or titanium has been substituted with other elements include Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 .

[2-2-1-6.表面被覆]
負極活物質は、その表面に、負極活物質とは異なる組成の物質が付着したもの(表面付着物質)を用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム等の酸化物、硫酸リチウム等の硫酸塩、炭酸リチウム等の炭酸塩等が挙げられる。
これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて前記負極活物質に含浸添加、乾燥する方法等により、負極活物質表面に付着させることができる。
表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して、好ましくは1μmol/g以上であり、また、10μmol/g以上が好ましく、通常1mmol/g以下で用いられる。
本明細書においては、負極活物質の表面に、前記表面付着物質が付着したものも「負極活物質」という。
[2-2-1-6. Surface coating]
The negative electrode active material may have a substance (surface-attached substance) attached to its surface, the substance having a different composition from the negative electrode active material. Examples of the surface-attached substance include oxides such as aluminum oxide, sulfates such as lithium sulfate, and carbonates such as lithium carbonate.
These surface-adhering substances can be attached to the surface of the negative electrode active material, for example, by dissolving or suspending them in a solvent, adding them to the negative electrode active material by impregnation, and then drying.
The amount of the surface-adhering substance is preferably 1 μmol/g or more, more preferably 10 μmol/g or more, and is usually 1 mmol/g or less, relative to the positive electrode active material.
In this specification, the term "negative electrode active material" also refers to a negative electrode active material having the surface-adhering substance attached to its surface.

[2-2-2.負極の構成と製造方法]
負極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いてもよい。例えば、負極活物質に、結着剤、水系溶媒又は有機系溶媒等の溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスして負極活物質層を形成することによって作製することができる。この際、負極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。
[2-2-2. Negative electrode configuration and manufacturing method]
The negative electrode can be produced by any known method as long as it does not significantly impair the effects of the present invention. For example, the negative electrode can be produced by adding a binder, a solvent such as an aqueous solvent or an organic solvent, and optionally a thickener, a conductive material, a filler, etc. to the negative electrode active material to form a slurry, which is then applied to a current collector, dried, and pressed to form a negative electrode active material layer. In this case, in order to increase the packing density of the negative electrode active material, it is preferable to compact it using a hand press, a roller press, etc.

[2-2-2-1.活物質含有量]
負極活物質の、負極活物質層中の含有量は、通常80質量%以上、99.5質量%以下である。
[2-2-2-1. Active material content]
The content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is usually 80% by mass or more and 99.5% by mass or less.

[2-2-2-2.増粘剤]
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調整するために使用される。増粘剤としては、特に制限されないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%以上、5質量%以下である。
[2-2-2-2. Thickener]
A thickener is usually used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, but specific examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, etc. These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
When a thickener is used, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more and 5% by mass or less.

[2-2-2-3.結着剤]
負極活物質を結着する結着剤としては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
具体例としては、SBR(スチレン-ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル-ブタジエンゴム)、エチレン-プロピレンゴム等のゴム状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、テトラフルオロエチレン-エチレン共重合体等のフッ素系高分子等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
負極活物質に対する結着剤の割合は、通常0.1質量%以上20質量%以下である。
特に、結着剤がSBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対する結着剤の割合は、好ましくは0.1質量%以上5質量%以下である。また、結着剤がポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する結着剤の割合は、好ましくは1質量%以上、15質量%以下である。
[2-2-2-3. Binder]
The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a material that is stable to the non-aqueous electrolyte solution and the solvent used in producing the electrode.
Specific examples include rubbery polymers such as SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), and ethylene-propylene rubber; and fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, and tetrafluoroethylene-ethylene copolymer. These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.
The ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more and 20% by mass or less.
In particular, when the binder contains a rubber-like polymer such as SBR as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less. Also, when the binder contains a fluorine-based polymer such as polyvinylidene fluoride as a main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 1% by mass or more and 15% by mass or less.

[2-2-2-4.溶媒]
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤、導電材、充填剤等を溶解または分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
[2-2-2-4. Solvent]
The solvent for forming the slurry is not particularly limited as long as it is capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener, conductive material, filler, and the like that are used as needed, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

[2-2-2-5.集電体]
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
集電体の形状としては、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。これらのうち、金属箔又は金属薄膜が好ましい。なお、金属箔及び金属薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。
負極の集電体の形状が板状や膜状等である場合、該集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上、1mm以下である。
[2-2-2-5. Current collector]
Any known current collector can be used to support the negative electrode active material. Examples of the negative electrode current collector include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel, but copper is particularly preferred from the standpoints of ease of processing and cost.
The current collector may be in the form of a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punched metal, a foamed metal, or the like. Of these, a metal foil or a metal thin film is preferred. The metal foil or the metal thin film may be formed into a mesh shape as appropriate.
When the negative electrode current collector is in the form of a plate or film, the thickness of the current collector is not limited, but is usually 1 μm or more and 1 mm or less.

[2-2-2-6.負極活物質層の厚さ及び密度]
負極活物質層の厚さとは、負極全体の厚さから集電体の厚さを差し引いた厚さであり、、特に制限されないが、高容量かつ高出力の観点から、通常15μm以上、300μm以下である。また、負極活物質層の密度は、通常0.8g・cm-3以上、1.7g・cm-3以下である。
負極活物質層の密度の測定は、負極活物質層の厚さ及び重量を測定することにより行う。
[2-2-2-6. Thickness and density of negative electrode active material layer]
The thickness of the negative electrode active material layer is the thickness obtained by subtracting the thickness of the current collector from the thickness of the entire negative electrode, and is not particularly limited, but is usually 15 μm to 300 μm from the viewpoint of high capacity and high output. The density of the negative electrode active material layer is usually 0.8 g cm to 1.7 g cm.
The density of the negative electrode active material layer is measured by measuring the thickness and weight of the negative electrode active material layer.

[2-2-2-7.負極板の表面被覆]
また、上記負極板は、その表面に、負極活物質とは異なる組成の物質が付着したもの(表面付着物質)を用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム等の酸化物、硫酸リチウム等の硫酸塩、炭酸リチウム等の炭酸塩等が挙げられる。
[2-2-2-7. Surface coating of negative electrode plate]
The negative electrode plate may have a surface to which a substance having a different composition from the negative electrode active material (surface-attached substance) is attached, such as an oxide such as aluminum oxide, a sulfate such as lithium sulfate, or a carbonate such as lithium carbonate.

[2-3.正極]
正極は、正極活物質及び結着剤を含む正極活物質層並びに集電体からなる。
[2-3-1.正極活物質]
正極に使用される正極活物質としては、電気化学的に金属イオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。具体例としては、リチウム遷移金属系化合物等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
[2-3. Positive electrode]
The positive electrode is composed of a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder, and a current collector.
[2-3-1. Cathode active material]
The positive electrode active material used in the positive electrode is not particularly limited as long as it can electrochemically absorb and release metal ions. Specific examples include lithium transition metal compounds. These may be used alone or in any combination of two or more.

[2-3-1-1.リチウム遷移金属系化合物]
リチウム遷移金属系化合物とは、硫化物やリン酸塩化合物、ケイ酸化合物、ホウ酸化合
物、リチウム遷移金属複合酸化物等が挙げられる。なかでも、リン酸塩化合物、リチウム遷移金属複合酸化物が好ましく、リチウム遷移金属複合酸化物がより好ましい。
リチウム遷移金属複合酸化物としては、三次元的拡散が可能なスピネル構造や、リチウムイオンの二次元的拡散を可能にする層状構造に属するものが挙げられる。スピネル構造を有するものは、一般的に下記組成式(1)で表され、
Lix’M’・・・(1)
(式(1)中、x’は1≦x’≦1.5であり、M’は少なくとも1種の遷移金属元素を表す。)
具体的にはLiMn、LiCoMnO、LiNi0.5Mn1.5、LiCoVOなどが挙げられる。
層状構造を有するものは、一般的に下記組成式(2)で表される。
Li1+xMO・・・(2)
(式(2)中、xは-0.1≦x≦0.5であり、Mは少なくとも1種の遷移金属元素を表す。)
具体的にはLiCoO、LiNiO、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.80Co0.15Al0.05、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、Li1.05Ni0.33Co0.33Mn0.33、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、Li1.05Ni0.5Co0.2Mn0.3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1などが挙げられる。
[2-3-1-1. Lithium transition metal compounds]
Examples of lithium transition metal compounds include sulfides, phosphate compounds, silicate compounds, borate compounds, lithium transition metal composite oxides, etc. Among these, phosphate compounds and lithium transition metal composite oxides are preferred, and lithium transition metal composite oxides are more preferred.
Examples of lithium transition metal composite oxides include those having a spinel structure that allows three-dimensional diffusion and those having a layered structure that allows two-dimensional diffusion of lithium ions. Those having a spinel structure are generally represented by the following composition formula (1):
Li x' M' 2 O 4 ...(1)
(In formula (1), x' is 1≦x'≦1.5, and M' represents at least one transition metal element.)
Specific examples include LiMn 2 O 4 , LiCoMnO 4 , LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 , and LiCoVO 4 .
Those having a layered structure are generally represented by the following composition formula (2).
Li 1+x MO 2 ...(2)
(In formula (2), x is −0.1≦x≦0.5, and M represents at least one transition metal element.)
Specifically, LiCoO 2 , LiNiO 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.80 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , Li 1.05 Ni 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , Li 1.05 Ni 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , LiNi 0.8Co0.1Mn0.1O2 , etc.

なかでも、電池容量を向上させる観点から、層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物が好ましく、下記組成式(3)で示される遷移金属複合酸化物であることがより好ましい。
Lia1Nib1c1・・・(3)
(式(3)中、a1、b1、及びc1はそれぞれ、0.90≦a1≦1.10、0.30≦b1≦0.98、0.01≦c1≦0.5を満たす数値を示し、0.50≦b1+c1かつb1+c1=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(3)中、0.01≦d1≦0.50の数値を示すことが好ましい。
Among these, from the viewpoint of improving the battery capacity, a lithium transition metal composite oxide having a layered structure is preferred, and a transition metal composite oxide represented by the following composition formula (3) is more preferred.
Li a1 Ni b1 M c1 O 2 ...(3)
(In formula (3), a1, b1, and c1 are numerical values that satisfy 0.90≦a1≦1.10, 0.30≦b1≦0.98, and 0.01≦c1≦0.5, respectively, and satisfy 0.50≦b1+c1 and b1+c1=1. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
In the composition formula (3), it is preferable that d1 satisfies the numerical value 0.01≦d1≦0.50.

特に、リチウム遷移金属複合酸化物の構造安定性の観点から、下記組成式(4)で示される遷移金属酸化物であることが好ましい。
Lia2Nib2Coc2d2・・・(4)
(式(4)中、a2、b2、及びc2はそれぞれ、0.90≦a2≦1.10、0.50≦b2≦0.98、0.01≦c2<0.50を満たす数値を示し、b2+c2=1を満たす。MはMn、Al、Mg、Zr、Fe、Ti及びErからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表す。)
組成式(4)で表されるリチウム遷移金属酸化物の好適な具体例としては、例えば、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.80Co0.15Al0.05、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、Li1.05Ni0.50Co0.20Mn0.30、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1等が挙げられる。
各組成式中、MはMn又はAlを含むことが好ましく、Mnを含むことがより好ましく、Mn又はAlであることがさらに好ましい。リチウム遷移金属酸化物の構造安定性が高まり、繰り返し充放電した際の構造劣化が抑制されるためである。
In particular, from the viewpoint of the structural stability of the lithium transition metal composite oxide, a transition metal oxide represented by the following composition formula (4) is preferred.
Li a2 Ni b2 Co c2 M d2 O 2 ...(4)
(In formula (4), a2, b2, and c2 are numerical values that satisfy 0.90≦a2≦1.10, 0.50≦b2≦0.98, and 0.01≦c2<0.50, respectively, and b2+c2=1 is satisfied. M represents at least one element selected from the group consisting of Mn, Al, Mg, Zr, Fe, Ti, and Er.)
Specific examples of suitable lithium transition metal oxides represented by composition formula ( 4 ) include LiNi0.85Co0.10Al0.05O2 , LiNi0.80Co0.15Al0.05O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , Li1.05Ni0.50Co0.20Mn0.30O2 , LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 , and LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 .
In each composition formula, M preferably contains Mn or Al, more preferably contains Mn, and further preferably is Mn or Al, because this increases the structural stability of the lithium transition metal oxide and suppresses structural deterioration during repeated charge and discharge.

[2-3-1-2.異元素導入]
また、リチウム遷移金属複合酸化物は、上述の組成式に含まれる元素以外の元素(異元素)が導入されてもよい。
[2-3-1-2. Introduction of different elements]
Furthermore, elements (foreign elements) other than the elements included in the above composition formula may be incorporated into the lithium transition metal composite oxide.

[2-3-1-3.表面被覆]
正極活物質は、その表面に、正極活物質とは異なる組成の物質が付着したもの(表面付着物質)を用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム等の酸化物、硫酸リチウム等の硫酸塩、炭酸リチウム等の炭酸塩等が挙げられる。
これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて前記正極活物質に含浸添加、乾燥する方法等により、正極活物質表面に付着させることができる。
表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して、好ましくは1μmol/g以上であり、また、10μmol/g以上が好ましく、通常1mmol/g以下で用いられる。
本明細書においては、正極活物質の表面に、前記表面付着物質が付着したものも「正極活物質」という。
[2-3-1-4.ブレンド]
なお、これらの正極活物質は一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
[2-3-1-3. Surface coating]
The positive electrode active material may have a substance (surface-attached substance) attached to its surface, the substance having a different composition from the positive electrode active material. Examples of the surface-attached substance include oxides such as aluminum oxide, sulfates such as lithium sulfate, and carbonates such as lithium carbonate.
These surface-adhering substances can be attached to the surface of the positive electrode active material by, for example, dissolving or suspending them in a solvent, adding them to the positive electrode active material by impregnation, and drying them.
The amount of the surface-adhering substance is preferably 1 μmol/g or more, more preferably 10 μmol/g or more, and is usually 1 mmol/g or less, relative to the positive electrode active material.
In this specification, a positive electrode active material having the surface-adhering substance attached to its surface is also referred to as a "positive electrode active material."
[2-3-1-4. Blend]
These positive electrode active materials may be used alone or in any combination of two or more in any ratio.

[2-3-2.正極の構成と製造方法]
以下に、正極の構成と製造方法について述べる。本実施形態において、正極活物質を用いる正極の製造は、常法により行うことができる。即ち、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着するか、又はこれらの材料を、水系溶媒又は有機系溶媒等の溶媒に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成する塗布法により正極を得ることができる。また、例えば、上述の正極活物質をロール成形してシート電極としてもよいし、圧縮成形によりペレット電極としてもよい。この際、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。
以下、正極集電体に順次スラリーの塗布及び乾燥する場合について説明する。
[2-3-2. Positive electrode configuration and manufacturing method]
The configuration and manufacturing method of the positive electrode are described below. In this embodiment, a positive electrode using a positive electrode active material can be manufactured by a conventional method. That is, a positive electrode can be obtained by a coating method in which a positive electrode active material, a binder, and, if necessary, a conductive material and a thickener are mixed in a dry state to form a sheet and then pressed onto a positive electrode current collector, or by dissolving or dispersing these materials in a solvent such as an aqueous solvent or an organic solvent to form a slurry, which is then applied to a positive electrode current collector and dried to form a positive electrode active material layer on the current collector. Furthermore, for example, the above-mentioned positive electrode active material may be roll-formed into a sheet electrode, or may be compression-molded into a pellet electrode. In this case, in order to increase the packing density of the positive electrode active material, it is preferable to compact it using a hand press, roller press, or the like.
Hereinafter, the case where the slurry is sequentially applied to the positive electrode current collector and then dried will be described.

[2-3-2-1.活物質含有量]
正極活物質層中、正極活物質の含有量は、通常80質量%以上、99.5質量%以下である。
[2-3-2-1. Active material content]
The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is usually 80% by mass or more and 99.5% by mass or less.

[2-3-2-2.導電材]
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラック等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素系材料;等が挙げられる。導電材は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上50質量%以下含有するように用いられる。
[2-3-2-2. Conductive material]
Any known conductive material can be used as the conductive material. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite; carbon black such as acetylene black; and carbon-based materials such as amorphous carbon such as needle coke. One type of conductive material may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio. The conductive material is typically used so that it is contained in the positive electrode active material layer in an amount of 0.01% by mass to 50% by mass.

[2-3-2-3.結着剤]
正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、例えば、塗布法により正極活物質層を形成する場合は、スラリー用の溶媒に対して溶解又は分散される材料であれば、その種類は特に制限されないが、耐候性、耐薬品性、耐熱性、難燃性等からポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等のフッ素系樹脂;ポリアクリロニトリル、ポリビニリデンシアニド等のCN基含有ポリマーなどが好ましい。
また、上記のポリマーなどの混合物、変成体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体なども使用できる。なお、結着剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
また、結着剤として樹脂を用いる場合、その樹脂の重量平均分子量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常1万以上300万以下である。分子量がこの範
囲であると電極の強度が向上し、電極の形成を好適に行うことができる。
正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上80質量%以下である。
[2-3-2-3. Binder]
When the positive electrode active material layer is formed by, for example, a coating method, the type of binder used in producing the positive electrode active material layer is not particularly limited as long as it is a material that can be dissolved or dispersed in a solvent for the slurry. However, in view of weather resistance, chemical resistance, heat resistance, flame retardancy, and the like, preferred binders include fluorine-based resins such as polyvinyl fluoride, polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene; and CN group-containing polymers such as polyacrylonitrile and polyvinylidene cyanide.
It is also possible to use mixtures, modified products, derivatives, random copolymers, alternating copolymers, graft copolymers, block copolymers, etc. The binder may be used alone or in any combination and ratio of two or more types.
Furthermore, when a resin is used as a binder, the weight-average molecular weight of the resin is not particularly limited as long as it does not significantly impair the effects of the present invention, but is usually from 10,000 to 3,000,000. When the molecular weight is within this range, the strength of the electrode is improved, and the electrode can be suitably formed.
The proportion of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more and 80% by mass or less.

[2-3-2-4.溶媒]
スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
[2-3-2-4. Solvent]
The solvent for forming the slurry is not particularly limited in type as long as it is capable of dissolving or dispersing the positive electrode active material, conductive material, binder, and thickener used as needed, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.

[2-3-2-5.集電体]
正極集電体の材質としては特に制限されず、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料が挙げられる。中でもアルミニウムが好ましい。
集電体の形状としては、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。これらのうち、金属箔又は金属薄膜が好ましい。なお、金属箔及び金属薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。
正極の集電体の形状が板状や膜状等である場合、該集電体の厚さは任意であるが、通常1μm以上、1mm以下である。
[2-3-2-5. Current collector]
The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and any known material can be used. Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum. Among these, aluminum is preferred.
The current collector may be in the form of a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punched metal, a foamed metal, or the like. Of these, a metal foil or a metal thin film is preferred. The metal foil or the metal thin film may be formed into a mesh shape as appropriate.
When the current collector of the positive electrode is in the form of a plate or film, the thickness of the current collector is not limited, but is usually 1 μm or more and 1 mm or less.

[2-3-2-6.正極活物質層の厚さ及び密度]
正極活物質層の厚さとは、正極全体の厚さから集電体の厚さを差し引いた厚さであり、特に限定されないが、高容量かつ高出力の観点から、集電体の片面に対して通常10μm以上、500μm以下である。また、正極活物質層の密度は、通常1.5g・cm-3以上、4.5g・cm-3以下である。
正極活物質層の密度の測定は、正極活物質層の厚さ及び重量を測定することにより行う。
[2-3-2-6. Thickness and density of positive electrode active material layer]
The thickness of the positive electrode active material layer is the thickness obtained by subtracting the thickness of the current collector from the thickness of the entire positive electrode, and is not particularly limited, but is usually 10 μm or more and 500 μm or less on one side of the current collector from the viewpoint of high capacity and high output. In addition, the density of the positive electrode active material layer is usually 1.5 g cm or more and 4.5 g cm or less .
The density of the positive electrode active material layer is measured by measuring the thickness and weight of the positive electrode active material layer.

[2-3-2-7.正極板の表面被覆]
また、上記正極板は、その表面に、正極板とは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよく、当該物質としては、正極活物質の表面に付着していてもよい表面付着物質と同じ物質が用いられる。
[2-3-2-7. Surface coating of positive electrode plate]
In addition, the positive electrode plate may have a substance of a different composition attached to its surface, and the substance may be the same as the surface-attached substance that may be attached to the surface of the positive electrode active material.

[2-4.セパレータ]
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この場合、非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
[2-4. Separator]
A separator is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent short circuits, and in this case, the non-aqueous electrolyte is usually impregnated into the separator before use.

[2-4-1.材料]
セパレータの材料としては非水系電解液に対し安定な材料であれば特に制限されないが、好ましくは、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物類、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類、ガラス繊維からなるガラスフィルター等の無機物;ポリオレフィン等の樹脂が挙げられ、より好ましくはポリオレフィンであり、特に好ましくはポリエチレン又はポリプロピレンである。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。また上記材料を積層させて用いてもよい。
[2-4-1. material]
The separator material is not particularly limited as long as it is stable against the non-aqueous electrolyte solution, but preferred examples include oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate, inorganic materials such as glass filters made of glass fibers, and resins such as polyolefins, more preferably polyolefins, and particularly preferably polyethylene or polypropylene. These materials may be used alone or in any combination and ratio of two or more. The above materials may also be used in a laminated state.

[2-4-2.形態]
形態としては特に制限されないが、好ましくは、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01~1μm、厚さが1~50μmのものが好適に用いられる。独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着材を用いて無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いてもよい。セパレータは、好ましくは、保液性に優れるため、微多孔性フィルム及び不織布である。
[2-4-2. form]
The form is not particularly limited, but preferably, a thin film such as a nonwoven fabric, woven fabric, or microporous film is used. Thin film separators with a pore size of 0.01 to 1 μm and a thickness of 1 to 50 μm are preferably used. In addition to independent thin film separators, separators may be used in which a composite porous layer containing inorganic particles is formed on the surface of the positive electrode and/or negative electrode using a resin binder. The separator is preferably a microporous film or nonwoven fabric because of its excellent liquid retention properties.

[2-4-3.空孔率]
セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常20%以上90%以下である。
[2-4-3. Porosity]
When a porous material such as a porous sheet or nonwoven fabric is used as the separator, the porosity of the separator is not limited, but is usually 20% or more and 90% or less.

[2-4-4.透気度]
セパレータの非水系電解液二次電池における透気度は、ガーレ値で把握することができる。ガーレ値とは、フィルム厚さ方向の空気の通り抜け難さを示し、100mLの空気が該フィルムを通過するのに必要な秒数で表される。セパレータのガーレ値は、任意ではあるが、通常10~1000秒/100mLである。
[2-4-4. Air permeability]
The air permeability of a separator in a nonaqueous electrolyte secondary battery can be determined by its Gurley value. The Gurley value indicates the difficulty of air passing through the film in the thickness direction, and is expressed as the number of seconds required for 100 mL of air to pass through the film. The Gurley value of a separator is arbitrary, but is typically 10 to 1,000 seconds/100 mL.

[2-5.電池設計]
[2-5-1.電極群]
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称する)は、通常40%以上90%以下である。
[2-5. Battery design]
[2-5-1. Electrode group]
The electrode group may have either a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are sandwiched between the separator, or a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are spirally wound with the separator sandwiched between them. The ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupancy rate) is usually 40% to 90%.

[2-5-2.集電構造]
電極群が前述の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減する構造も好適に用いられる。電極群が前述の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。
[2-5-2. Current collection structure]
When the electrode group has the aforementioned laminated structure, a structure in which the metal core portions of each electrode layer are bundled and welded to a terminal is preferably used. A structure in which multiple terminals are provided within the electrode to reduce resistance is also preferably used. When the electrode group has the aforementioned wound structure, the internal resistance can be reduced by providing multiple lead structures on each of the positive electrode and negative electrode and bundling them to a terminal.

[2-5-3.保護素子]
保護素子として、過大電流等による発熱とともに抵抗が増大するPTC(Positive Temperature Coefficient)素子、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁(電流遮断弁)等を使用することができる。上記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。
[2-5-3. Protection elements]
Examples of protective elements that can be used include a PTC (Positive Temperature Coefficient) element whose resistance increases with heat generation due to excessive current, a thermal fuse, a thermistor, a valve (current cutoff valve) that cuts off the current flowing in the circuit due to a sudden increase in the internal pressure or temperature of the battery during abnormal heat generation, etc. It is preferable to select the above protective element so that it will not operate under normal use at high current, and it is more preferable to design it so that abnormal heat generation or thermal runaway does not occur even without a protective element.

[2-5-4.外装体]
非水系電解液二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体(外装ケース)内に収納して構成される。この外装体に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り公知のものを任意に採用することができる。
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に限定されるものではないが、軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
上記金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、又は、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。
[2-5-4. Exterior body]
A non-aqueous electrolyte secondary battery is usually constructed by housing the above-mentioned non-aqueous electrolyte, negative electrode, positive electrode, separator, etc. in an exterior body (exterior case). There are no limitations on this exterior body, and any known exterior body can be used as long as it does not significantly impair the effects of the present invention.
The material of the exterior case is not particularly limited as long as it is stable against the non-aqueous electrolyte solution used, but from the viewpoint of weight reduction, metals such as aluminum or aluminum alloys, and laminate films are preferably used.
Examples of exterior cases using the above metals include those in which metals are welded together by laser welding, resistance welding, or ultrasonic welding to form a sealed, airtight structure, and those in which the above metals are used via a resin gasket to form a crimped structure.

[2-5-5.形状]
また、外装ケースの形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
[2-5-5. shape]
The shape of the exterior case may also be arbitrary, and may be, for example, cylindrical, rectangular, laminated, coin-shaped, large, or the like.

次に実施例により本発明の具体的態様を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの例に
よって限定されるものではない。
本実施例及び比較例に使用した化合物を以下に示す。
Next, specific embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.
The compounds used in the present examples and comparative examples are shown below.


[実施例1-1~1-2、2-1~2-2、比較例1-1~1-6、2-1~2-6]
[非水系電解液二次電池の作製]
<非水系電解液の調製>
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネートとジメチルカーボネートの混合物(体積比3:4:3)に、十分に乾燥させたLiPFを1.0mol/L(12.3質量%、非水系電解液中の濃度として)溶解させた非水系電解液を基準電解液として、表1、表2に記載の通り、添加剤1、2を溶解させて実施例1-1~1-2、2-1~2-2、比較例1-2~1-6、2-2~2-6の非水系電解液を調製した。比較例1-1、2-1の非水系電解液は、基準電解液を用いた。
[Examples 1-1 to 1-2, 2-1 to 2-2, Comparative Examples 1-1 to 1-6, 2-1 to 2-6]
[Fabrication of non-aqueous electrolyte secondary battery]
<Preparation of non-aqueous electrolyte>
Under a dry argon atmosphere, a non-aqueous electrolyte solution in which thoroughly dried LiPF 6 was dissolved at 1.0 mol / L (12.3 mass%, as the concentration in the non-aqueous electrolyte solution) in a mixture of ethylene carbonate, ethyl methyl carbonate, and dimethyl carbonate (volume ratio 3:4:3) was used as a reference electrolyte solution, and additives 1 and 2 were dissolved as shown in Tables 1 and 2. The non-aqueous electrolyte solutions of Examples 1-1 to 1-2, 2-1 to 2-2 and Comparative Examples 1-2 to 1-6, and 2-2 to 2-6 were prepared. The non-aqueous electrolyte solutions of Comparative Examples 1-1 and 2-1 were standard electrolyte solutions.

<正極の作製>
正極活物質としてLi1.05Ni0.34Mn0.33Co0.33を85質量部、導電材としてのアセチレンブラックを10質量部、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)を5質量部と、N-メチル-2-ピロリドン中で混合してスラリー化した。これを厚さ15μmのアルミニウム箔に均一に塗布、乾燥した後、ロールプレスを行い、正極とした。なお、正極の極板密度は2.6g/cmであった。
<Preparation of positive electrode>
85 parts by mass of Li1.05Ni0.34Mn0.33Co0.33O2 as the positive electrode active material, 10 parts by mass of acetylene black as the conductive material, and 5 parts by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder were mixed in N -methyl-2-pyrrolidone to form a slurry. This was uniformly applied to a 15 μm thick aluminum foil, dried, and then roll-pressed to form a positive electrode. The plate density of the positive electrode was 2.6 g/ cm3 .

<負極の作製>
グラファイト粉末49質量部に、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)50質量部と、結着剤としてスチレン-ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン-ブタジエンゴムの濃度49質量%)1質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ10μmの銅箔に均一に塗布して乾燥し、ロールプレスして負極とした。
<Preparation of negative electrode>
To 49 parts by mass of graphite powder, 50 parts by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethylcellulose (concentration of sodium carboxymethylcellulose: 1% by mass) as a thickener and 1 part by mass of an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (concentration of styrene-butadiene rubber: 49% by mass) as a binder were added, and the mixture was mixed in a disperser to form a slurry. The resulting slurry was uniformly applied to a 10 μm-thick copper foil, dried, and roll-pressed to form a negative electrode.

<非水系電解液二次電池の製造>
上記の正極、負極、及びポリオレフィン製セパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層した。こうして得られた電池要素をアルミニウムラミネートフィルムで包み込み、前述の非水系電解液を注入した後で真空封止し、シート状の非水系電解液二次電池を作製した。
得られた非水系電解液二次電池において、残存容量及び回復容量の評価を前述の通りに行った。表1、表2に結果を示す。
<Production of non-aqueous electrolyte secondary battery>
The positive electrode, negative electrode, and polyolefin separator were stacked in this order, and the resulting battery element was wrapped in an aluminum laminate film, and the nonaqueous electrolyte solution was poured into the battery, followed by vacuum sealing to prepare a sheet-shaped nonaqueous electrolyte secondary battery.
The remaining capacity and recovered capacity of the obtained non-aqueous electrolyte secondary battery were evaluated as described above. The results are shown in Tables 1 and 2.

[非水系電解液二次電池の評価]
実施例で作製した非水系電解液二次電池は以下のとおり評価した。
・保存後残存容量と回復容量の評価
25℃の恒温槽中、シート状の非水系電解液二次電池を0.025C(1時間率の放電容量による定格容量を1時間で放電する電流値を1Cとする。以下同様。)で3.6Vまで定電流充電し、次いで0.167Cで4.2Vの電圧まで定電流-定電圧充電し、その後0.167Cで2.5Vまでの定電流放電を行った。
さらに、4.1Vまで0.167Cで定電流-定電圧充電した後に、60℃で12時間保管することで非水系電解液二次電池を安定させた。その後、25℃にて2.5Vまで定電流放電し、次いで4.2Vの電圧まで0.167Cで定電流-定電圧充電を実施した。その後、0.167Cで2.5Vまでの定電流放電を行った。次に、4.2Vの電圧まで0.2Cで定電流-定電圧充電を実施し、初期充放電を完了した。上記初期充放電後の非水系電解液二次電池を、60℃、14日間静置した。14日間の静置後、25℃にて2.5Vまで定電流放電し、この時の放電容量を残存容量とした。次いで4.2Vの電圧まで0.2Cで定電流-定電圧充電を実施した。その後、0.2Cで2.5Vまでの定電流放電を行い、この時の放電容量を回復容量とした。結果を表1、表2に示す。表1、表2の残存容量、回復容量はそれぞれ比較例1-1と比較例2-1を100と規格化した値である。なお、残存容量、回復容量は大きいほど好ましいといえる。
[Evaluation of non-aqueous electrolyte secondary batteries]
The non-aqueous electrolyte secondary batteries prepared in the examples were evaluated as follows.
Evaluation of remaining capacity and recovered capacity after storage In a thermostatic bath at 25°C, a sheet-shaped non-aqueous electrolyte secondary battery was charged at a constant current of 0.025C (the current value at which the rated capacity based on the discharge capacity at a 1-hour rate is discharged in 1 hour is defined as 1C; the same applies hereinafter) to 3.6V, then charged at a constant current and constant voltage of 0.167C to a voltage of 4.2V, and then discharged at a constant current of 0.167C to 2.5V.
Furthermore, the nonaqueous electrolyte secondary battery was stabilized by constant current-constant voltage charging at 0.167 C to 4.1 V and then storing at 60 °C for 12 hours. Thereafter, a constant current discharge was performed at 25 °C to 2.5 V, followed by a constant current-constant voltage charge at 0.167 C to a voltage of 4.2 V. A constant current discharge was then performed at 0.167 C to 2.5 V. Next, a constant current-constant voltage charge was performed at 0.2 C to a voltage of 4.2 V, completing the initial charge and discharge. The nonaqueous electrolyte secondary battery after the initial charge and discharge was left standing at 60 °C for 14 days. After leaving for 14 days, a constant current discharge was performed at 25 °C to 2.5 V, and the discharge capacity at this time was recorded as the remaining capacity. A constant current-constant voltage charge was then performed at 0.2 C to a voltage of 4.2 V. A constant current discharge was then performed at 0.2 C to 2.5 V, and the discharge capacity at this time was recorded as the recovered capacity. The results are shown in Tables 1 and 2. The remaining capacity and recovery capacity in Tables 1 and 2 are values normalized by setting the values of Comparative Example 1-1 and Comparative Example 2-1 to 100. It can be said that the larger the remaining capacity and recovery capacity, the more preferable it is.

表1より、実施例1-1及び実施例1-2と、比較例1-1~1-3及び比較例1-6とを比較すると、不飽和結合を有するスルホン酸塩とP-F結合を有するリン酸塩を非水
系電解液に共添加することにより、非水系電解液二次電池の残存容量と回復容量がさらに向上することが分かる。また、比較例1-4と比較例1-1との比較から、不飽和結合を有しないスルホン酸塩である化合物2を含有する非水系電解液を用いても、非水系二次電池の残存容量及び回復容量のいずれもほとんど変わらないことがわかる。さらに、比較例1-3~1-5からは、不飽和結合を有しないスルホン酸塩とP-F結合を有するリン酸塩を含有する非水系電解液を用いた場合は、P-F結合を有するリン酸塩のみを含む非水系電界液を用いた場合よりも、非水系二次電池の残存容量も回復容量も、低下したことがわかる。したがって、本願発明の非水系電解液は、不飽和結合を有するスルホン酸塩とP-F結合を有するリン酸塩を共添加することにより特異的に電池性能を向上できることが分かる。
From Table 1, comparing Examples 1-1 and 1-2 with Comparative Examples 1-1 to 1-3 and 1-6, it can be seen that the co-addition of a sulfonate having an unsaturated bond and a phosphate having a P-F bond to a non-aqueous electrolyte solution further improves the remaining capacity and recovered capacity of a non-aqueous electrolyte secondary battery. Furthermore, comparing Comparative Example 1-4 with Comparative Example 1-1, it can be seen that the use of a non-aqueous electrolyte solution containing Compound 2, which is a sulfonate having no unsaturated bonds, results in almost no change in the remaining capacity and recovered capacity of a non-aqueous secondary battery. Furthermore, Comparative Examples 1-3 to 1-5 show that when a non-aqueous electrolyte solution containing a sulfonate having no unsaturated bonds and a phosphate having a P-F bond is used, both the remaining capacity and recovered capacity of the non-aqueous secondary battery are lower than when a non-aqueous electrolyte solution containing only a phosphate having a P-F bond is used. Therefore, it can be seen that the non-aqueous electrolyte solution of the present invention can specifically improve battery performance by co-adding a sulfonate having an unsaturated bond and a phosphate having a P-F bond.

表2より、実施例2-1及び実施例2-2と、比較例2-1~2-3及び比較例2-6とを比較すると、不飽和結合を有するスルホン酸塩とS-F結合を有するスルホン酸塩を非水系電解液に共添加することにより、非水系電解液二次電池の残存容量と回復容量がさらに向上することが分かる。
また、比較例2-4と比較例2-1との比較から、不飽和結合を有しないスルホン酸塩を用いても残存容量及び回復容量のいずれもほとんど変わらないことがわかる。一方、比較例2-3~2-5から、不飽和結合を有しないスルホン酸塩とS-F結合を有するスルホン酸塩である化合物2を含有する非水系電解液を用いても、S-F結合を有するスルホン酸塩の添加効果しか発現していないことがわかる。また、不飽和結合を有しないスルホン酸塩とS-F結合を有するスルホン酸塩を含有する非水系電解液を用いた場合は、S-F結合を有するスルホン酸塩のみを含む非水系電界液を用いた場合よりも、非水系電解液二次電池の残存容量はむしろ低下したことがわかる。
これらの結果から、本願発明の非水系電解液は、不飽和結合を有するスルホン酸塩とS-F結合を有するスルホン酸塩を共添加することにより特異的に電池性能を向上できることが分かる。
Comparing Example 2-1 and Example 2-2 with Comparative Examples 2-1 to 2-3 and Comparative Example 2-6 in Table 2, it can be seen that the remaining capacity and recovered capacity of the nonaqueous electrolyte secondary battery are further improved by co-adding a sulfonate having an unsaturated bond and a sulfonate having an S—F bond to the nonaqueous electrolyte.
Furthermore, a comparison between Comparative Example 2-4 and Comparative Example 2-1 shows that the use of a sulfonate salt having no unsaturated bonds results in almost no change in either the remaining capacity or the recovered capacity. On the other hand, Comparative Examples 2-3 to 2-5 show that even when a non-aqueous electrolyte solution containing Compound 2, which is a sulfonate salt having no unsaturated bonds and a sulfonate salt having an S—F bond, is used, only the effect of adding a sulfonate salt having an S—F bond is exhibited. Furthermore, when a non-aqueous electrolyte solution containing a sulfonate salt having no unsaturated bonds and a sulfonate salt having an S—F bond is used, the remaining capacity of the non-aqueous electrolyte secondary battery is found to be lower than when a non-aqueous electrolyte solution containing only a sulfonate salt having an S—F bond is used.
These results demonstrate that the nonaqueous electrolyte solution of the present invention can specifically improve battery performance by adding a sulfonate having an unsaturated bond and a sulfonate having an S—F bond together.

Claims (8)

式(I)又は式(II)で表される化合物(A)、並びにP-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩(B)を1種以上含有することを特徴とし、
前記P-F結合を有するリン酸塩が、モノフルオロリン酸アルカリ金属塩、及びジフルオロリン酸アルカリ金属塩からなる群より選ばれる1種以上である、非水系電解液。

(式(I)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、又は炭化水素基であり、RとRは互いに結合し環状構造を形成していてもよく;nは0~4の整数であり;Mは1価のカチオンである。
式(II)中、Rは水素原子、ハロゲン原子、又は炭化水素基であり;nは0~4の整数であり;Mは1価のカチオンである。)
The composition is characterized by comprising a compound (A) represented by formula (I) or formula (II), and one or more salts (B) selected from the group consisting of phosphates having a P—F bond and sulfonates having an S—F bond ,
The nonaqueous electrolyte solution , wherein the phosphate having a P—F bond is at least one selected from the group consisting of alkali metal monofluorophosphates and alkali metal difluorophosphates .

In formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom or a hydrocarbon group, and R 1 and R 2 may be bonded to each other to form a cyclic structure; n represents an integer of 0 to 4; and M 1 represents a monovalent cation.
In formula (II), R4 is a hydrogen atom, a halogen atom, or a hydrocarbon group; n is an integer of 0 to 4; and M2 is a monovalent cation.
前記P-F結合を有するリン酸塩が、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1種以上である、請求項1に記載の非水系電解液。2. The nonaqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the phosphate having a P—F bond is at least one selected from the group consisting of lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate. 前記P-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩(B)が、S-F結合を有するスルホン酸塩である、請求項1に記載の非水系電解液。2. The nonaqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the salt (B) selected from the group consisting of a phosphate having a P—F bond and a sulfonate having an S—F bond is a sulfonate having an S—F bond. 前記式(I)中、R、R及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数6~12のアリール基、又は炭素数7~18のアラルキル基である、請求項1~3のいずれか一項に記載の非水系電解液。 4. The nonaqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein in formula (I), R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. 前記式(II)中、Rが、水素原子、ハロゲン原子、炭素数1~6のアルキル基、炭素数2~6のアルケニル基、炭素数6~12のアリール基、又は炭素数7~18のアラルキル基である、請求項1~4のいずれか一項に記載の非水系電解液。 The nonaqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 4, wherein in formula (II), R4 is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 6 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, or an aralkyl group having 7 to 18 carbon atoms. 前記式(I)又は式(II)で表される化合物(A)を0.01質量%以上10質量%以下含有する、請求項1~のいずれか一項に記載の非水系電解液。 The nonaqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 5 , containing 0.01% by mass or more and 10% by mass or less of the compound (A) represented by formula (I) or formula (II). 前記P-F結合を有するリン酸塩及びS-F結合を有するスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩(B)を、0.01質量%以上10質量%以下含有する、請求項1~のいずれか一項に記載の非水系電解液。 The nonaqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 6 , comprising 0.01% by mass or more and 10% by mass or less of the salt (B) selected from the group consisting of phosphates having a P-F bond and sulfonates having an S-F bond. 金属イオンを吸蔵及び放出しうる正極活物質を有する正極と、金属イオンを吸蔵及び放出しうる負極活物質を有する負極と、請求項1~のいずれか1項に記載の非水系電解液と、を備える非水系電解液二次電池。
A non-aqueous electrolyte secondary battery comprising: a positive electrode having a positive electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions; a negative electrode having a negative electrode active material capable of absorbing and releasing metal ions; and the non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 7 .
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