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JP7628451B2 - Nonaqueous electrolyte and nonaqueous secondary battery - Google Patents

Nonaqueous electrolyte and nonaqueous secondary battery Download PDF

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JP7628451B2 JP2021053801A JP2021053801A JP7628451B2 JP 7628451 B2 JP7628451 B2 JP 7628451B2 JP 2021053801 A JP2021053801 A JP 2021053801A JP 2021053801 A JP2021053801 A JP 2021053801A JP 7628451 B2 JP7628451 B2 JP 7628451B2
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Description

本発明は、非水系電解液及び非水系二次電池に関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a non-aqueous secondary battery.

非水系電解液を含む非水系二次電池は、軽量、高エネルギー及び長寿命であることが大きな特徴であり、例えば、ノートブックコンピューター、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の携帯用電子機器電源として広範囲に用いられている。また、非水系二次電池は、低環境負荷社会への移行に伴い、ハイブリッド型電気自動車(Hybrid Electric Vehicle、以下「HEV」と略記する。)及びプラグインHEV(Plug-in Hybrid Electric Vehicle、以下「PHEV」と略記する。)の電源、更には住宅用蓄電システム等の電力貯蔵分野においても注目されている。 Non-aqueous secondary batteries containing non-aqueous electrolytes are characterized by their light weight, high energy and long life, and are widely used as power sources for portable electronic devices such as notebook computers, mobile phones, digital cameras and video cameras. In addition, with the transition to a society with a low environmental impact, non-aqueous secondary batteries are attracting attention as power sources for hybrid electric vehicles (hereinafter abbreviated as "HEVs") and plug-in HEVs (hereinafter abbreviated as "PHEVs"), as well as in the field of power storage such as residential power storage systems.

自動車等の車両及び住宅用蓄電システムに非水系二次電池を搭載する場合、高温環境下におけるサイクル性能及び長期信頼性等の観点から、電池の構成材料には、化学的、電気化学的な安定性、強度、耐腐食性等に優れた材料が求められる。さらに、自動車等の車両及び住宅用蓄電システムのための非水系二次電池は、携帯用電子機器電源とは使用条件が大きく異なり、寒冷地においても作動しなければならないことから、低温環境下における高出力性能及び長寿命性能も必要物性として求められる。 When non-aqueous secondary batteries are installed in vehicles such as automobiles and residential power storage systems, the constituent materials of the batteries must have excellent chemical and electrochemical stability, strength, corrosion resistance, etc., from the viewpoint of cycle performance and long-term reliability in high-temperature environments. Furthermore, non-aqueous secondary batteries for vehicles such as automobiles and residential power storage systems have significantly different operating conditions than portable electronic device power sources, and must also operate in cold climates, so they are also required to have high output performance and long life performance in low-temperature environments.

上述のような状況では、出力性能を有する非水系二次電池を実現するために、非水溶媒として、粘度と比誘電率とのバランスに優れたニトリル系溶媒が提案されている。中でも、アセトニトリルは、突出した性能を有する溶媒であることが知られているが、ニトリル基を含有するこれらの溶媒は、電気化学的に還元分解するといった致命的な欠点があるため、幾つかの改善策が報告されてきた。例えば、以下の特許文献1及び2には、溶媒であるアセトニトリルを特定の電解質塩、添加剤等と組み合わせることによって、特に好適な例として、添加剤に亜硫酸エステル化合物を添加剤に用いることによって、アセトニトリルの還元分解の影響を低減した電解液が報告されている。 In the above-mentioned circumstances, in order to realize a non-aqueous secondary battery with output performance, nitrile-based solvents with an excellent balance between viscosity and dielectric constant have been proposed as non-aqueous solvents. Among them, acetonitrile is known to be a solvent with outstanding performance, but these solvents containing nitrile groups have a fatal drawback of electrochemically undergoing reductive decomposition, and several measures to improve the performance have been reported. For example, the following Patent Documents 1 and 2 report electrolytes that reduce the effects of reductive decomposition of acetonitrile by combining the solvent acetonitrile with a specific electrolyte salt, additive, etc., and as a particularly suitable example, by using a sulfite ester compound as an additive.

また、特許文献3には、溶媒としてアセトニトリルを用い、かつ電解質塩にリチウムビス(フルオロスルホニル)イミド等のイミド塩とフッ素含有無機リチウム塩とを組み合わせた系が、良好な例として報告されている。 Patent Document 3 also reports a good example of a system that uses acetonitrile as the solvent and combines an imide salt such as lithium bis(fluorosulfonyl)imide with a fluorine-containing inorganic lithium salt as the electrolyte salt.

ところで、エチレンサルファイトに代表される亜硫酸エステル化合物については、更なる蓄電デバイスの性能向上に寄与するために、不純物として含まれる遊離酸であるHSOをできるだけ低濃度に調整したものを使用することが、特許文献4に提案されている。 Incidentally, with regard to a sulfite ester compound represented by ethylene sulfite, in order to contribute to further improvement of the performance of an electricity storage device, it has been proposed in Patent Document 4 to use one in which the concentration of free acid H2SO4 contained as an impurity is adjusted as low as possible.

国際公開第2012/057311号International Publication No. 2012/057311 国際公開第2013/062056号International Publication No. 2013/062056 特開2015-65049号公報JP 2015-65049 A 特開2010-120947号公報JP 2010-120947 A

アセトニトリルを非水系電解液の溶媒に用いた二次電池は、長時間、高温環境下に置かれた場合に性能低下を生じる課題について、未だ十分な解決には至っておらず、その出力性能を十分に活かすことができていない。 Secondary batteries that use acetonitrile as a solvent for the non-aqueous electrolyte solution have yet to fully resolve the issue of performance degradation when placed in a high-temperature environment for a long period of time, meaning that their output performance cannot be fully utilized.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたものであり、したがって、その目的は、高温環境下でも性能劣化が少ない、アセトニトリル含有非水系電解液を用いた非水系二次電池を提供することである。 The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and therefore has an objective to provide a non-aqueous secondary battery that uses an acetonitrile-containing non-aqueous electrolyte solution and exhibits little performance degradation even in high-temperature environments.

本発明者らは、上述の課題を解決するために鋭意研究を重ね、その結果、以下の構成を有する非水系電解液又は非水系二次電池を用いることによって上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
<1> 非水系溶媒とリチウム塩を含有する非水系電解液であって、前記非水系溶媒が、前記非水系溶媒の全量に対して、5体積%以上95体積%以下のアセトニトリルを含み、かつ、前記リチウム塩が、リチウムビスフルオロスルホニルイミドとLiPFを含み、かつ、下記一般式(I):
{式中、R、及びRは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい、炭素数1~4のアルキル基であるか、又はRとRは、結合して環状を形成してもよい}
で表される亜硫酸エステル化合物を、前記非水系溶媒の全量に対して、1体積%以上5体積%以下で含み、かつ前記非水電解液中のSO 2-の含有量が10ppm以上500ppm以下であることを特徴とする非水系電解液。
<2> 前記亜硫酸エステル化合物が、エチレンサルファイトである、項目1に記載の非水系電解液。
<3> 前記非水系溶媒が、環状カーボネートを含む、項目1または2に記載の非水系電解液。
<4> 前記環状カーボネートが、ビニレンカーボネート及びフルオロエチレンカーボネートより成る群から選択される少なくとも1種を含む、項目3に記載の非水系電解液。
<5> 項目1~4のいずれか一項に記載の非水系電解液、正極集電体の片面又は両面に正極活物質層を有する正極、負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極、及びセパレータを具備する非水系二次電池。
<6> 前記正極活物質層が、正極活物質としてリチウム含有金属酸化物を含有し、
前記負極活物質層が、負極活物質として、リチウムイオンを0.4V vs.Li/Liよりも卑な電位で吸蔵することが可能な材料を含有する、項目5に記載の非水系二次電池。
The present inventors have conducted extensive research to solve the above-mentioned problems, and as a result, have found that the above-mentioned problems can be solved by using a nonaqueous electrolyte solution or a nonaqueous secondary battery having the following configuration, thereby completing the present invention.
<1> A non-aqueous electrolyte solution containing a non-aqueous solvent and a lithium salt, wherein the non-aqueous solvent contains 5% by volume to 95% by volume of acetonitrile with respect to the total amount of the non-aqueous solvent, and the lithium salt contains lithium bisfluorosulfonylimide and LiPF 6 , and a compound represented by the following general formula (I):
In the formula, R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, or R 1 and R 2 may be bonded to form a ring.
and a content of SO 4 2- in the nonaqueous electrolyte is 10 ppm or more and 500 ppm or less.
<2> The nonaqueous electrolyte solution according to item 1, wherein the sulfite ester compound is ethylene sulfite.
<3> The nonaqueous electrolyte solution according to item 1 or 2, wherein the nonaqueous solvent contains a cyclic carbonate.
<4> The nonaqueous electrolyte solution according to item 3, wherein the cyclic carbonate includes at least one selected from the group consisting of vinylene carbonate and fluoroethylene carbonate.
<5> A nonaqueous secondary battery comprising: the nonaqueous electrolyte according to any one of items 1 to 4; a positive electrode having a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector; a negative electrode having a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector; and a separator.
<6> The positive electrode active material layer contains a lithium-containing metal oxide as a positive electrode active material,
6. The nonaqueous secondary battery according to item 5, wherein the negative electrode active material layer contains, as a negative electrode active material, a material capable of absorbing lithium ions at a potential lower than 0.4 V vs. Li/ Li + .

本発明によれば、非水系電解液中に特定の濃度で亜硫酸エステル化合物とSO 2-が含有されることで、出力性能を維持しつつ、高温環境下での電池特性の劣化が改善し、より幅広い用途で使用可能な非水系二次電池を提供できる。 According to the present invention, by containing a sulfite compound and SO 4 2- at specific concentrations in a nonaqueous electrolyte solution, it is possible to provide a nonaqueous secondary battery that can be used in a wider range of applications by improving the deterioration of battery characteristics in high-temperature environments while maintaining output performance.

本実施形態の非水系二次電池の一例を概略的に示す平面図である。1 is a plan view illustrating a schematic example of a nonaqueous secondary battery according to an embodiment of the present invention. 図1の非水系二次電池のA-A線断面図である。2 is a cross-sectional view of the nonaqueous secondary battery shown in FIG. 1 taken along line AA.

以下、本発明を実施するための形態(以下、単に「本実施形態」という。)について詳細に説明する。本発明は、以下の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。本明細書において「~」を用いて記載される数値範囲は、その前後に記載される数値を含む。 The following is a detailed description of an embodiment of the present invention (hereinafter, simply referred to as the "present embodiment"). The present invention is not limited to the following embodiment, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. In this specification, a numerical range described using "~" includes the numerical values described before and after the range.

<非水系二次電池>
本実施形態の非水系電解液は、非水系二次電池に用いることができる。本実施形態の非水系二次電池としては、負極、正極、セパレータ、及び電池外装に対し、特に制限を与えるものではない。
<Non-aqueous secondary battery>
The nonaqueous electrolyte of the present embodiment can be used in a nonaqueous secondary battery. There are no particular limitations on the negative electrode, positive electrode, separator, and battery exterior of the nonaqueous secondary battery of the present embodiment.

また、限定するものではないが、本実施形態の非水系二次電池としては、正極活物質としてリチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な正極材料を含有する正極と、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な負極材料、及び/又は金属リチウムを含有する負極と、を備えるリチウムイオン電池が挙げられる。 In addition, although not limited thereto, the non-aqueous secondary battery of this embodiment may be a lithium ion battery having a positive electrode containing a positive electrode material capable of absorbing and releasing lithium ions as a positive electrode active material, and a negative electrode containing a negative electrode material capable of absorbing and releasing lithium ions and/or metallic lithium as a negative electrode active material.

本実施形態の非水系二次電池としては、具体的には、図1及び2に図示される非水系二次電池であってもよい。ここで、図1は非水系二次電池を概略的に表す平面図であり、図2は図1のA-A線断面図である。 Specifically, the nonaqueous secondary battery of this embodiment may be the nonaqueous secondary battery shown in Figures 1 and 2. Here, Figure 1 is a plan view that shows a schematic representation of the nonaqueous secondary battery, and Figure 2 is a cross-sectional view taken along line A-A in Figure 1.

図1、図2に示す非水系二次電池100は、パウチ型セルで構成される。非水系二次電池100は、2枚のアルミニウムラミネートフィルムで構成した電池外装110の空間120内に、正極150と負極160とをセパレータ170を介して積層して構成した積層電極体と、非水系電解液(図示せず)とを収容している。電池外装110は、その外周部において、上下のアルミニウムラミネートフィルムを熱融着することにより封止されている。正極150、セパレータ170、及び負極160を順に積層した積層体には、非水系電解液が含浸されている。ただし、図2では、図面が煩雑になることを避けるために、電池外装110を構成している各層、並びに正極150及び負極160の各層を区別して示していない。 The nonaqueous secondary battery 100 shown in Figs. 1 and 2 is composed of a pouch-type cell. The nonaqueous secondary battery 100 contains a laminated electrode body formed by laminating a positive electrode 150 and a negative electrode 160 with a separator 170 between them, and a nonaqueous electrolyte (not shown) in a space 120 of a battery exterior 110 composed of two aluminum laminate films. The battery exterior 110 is sealed at its outer periphery by heat-sealing the upper and lower aluminum laminate films. The laminate formed by laminating the positive electrode 150, the separator 170, and the negative electrode 160 in this order is impregnated with a nonaqueous electrolyte. However, in Fig. 2, in order to avoid cluttering the drawing, the layers constituting the battery exterior 110 and the layers of the positive electrode 150 and the negative electrode 160 are not shown separately.

電池外装110を構成しているアルミニウムラミネートフィルムは、アルミニウム箔の両面をポリオレフィン系の樹脂でコートしたものであることが好ましい。 The aluminum laminate film constituting the battery exterior 110 is preferably an aluminum foil coated on both sides with a polyolefin-based resin.

正極150は、非水系二次電池100内で正極リード体130と接続している。図示していないが、負極160も、非水系二次電池100内で負極リード体140と接続している。そして、正極リード体130及び負極リード体140は、それぞれ、外部の機器等と接続可能なように、片端側が電池外装110の外側に引き出されており、それらのアイオノマー部分が、電池外装110の1辺と共に熱融着されている。 The positive electrode 150 is connected to the positive electrode lead body 130 within the nonaqueous secondary battery 100. Although not shown, the negative electrode 160 is also connected to the negative electrode lead body 140 within the nonaqueous secondary battery 100. One end of each of the positive electrode lead body 130 and the negative electrode lead body 140 is pulled out to the outside of the battery exterior 110 so that they can be connected to external devices, and the ionomer portions of these are heat-sealed to one side of the battery exterior 110.

図1及び2に図示される非水系二次電池100は、正極150及び負極160が、それぞれ1枚ずつの積層電極体を有しているが、容量設計により正極150及び負極160の積層枚数を適宜増やすことができる。正極150及び負極160をそれぞれ複数枚有する積層電極体の場合には、同一極のタブ同士を溶接等により接合したうえで1つのリード体に溶接等により接合して電池外部に取り出してもよい。上記同一極のタブとしては、集電体の露出部から構成される態様、集電体の露出部に金属片を溶接して構成される態様等が可能である。 In the non-aqueous secondary battery 100 shown in Figs. 1 and 2, the positive electrode 150 and the negative electrode 160 each have one laminated electrode body, but the number of laminated positive electrodes 150 and negative electrodes 160 can be increased as appropriate depending on the capacity design. In the case of a laminated electrode body having multiple positive electrodes 150 and multiple negative electrodes 160, the tabs of the same electrode may be joined by welding or the like and then joined to a single lead body by welding or the like and taken out of the battery. The above-mentioned tabs of the same electrode may be formed from the exposed part of the current collector, or may be formed by welding a metal piece to the exposed part of the current collector, etc.

正極150は、正極合剤から作製した正極活物質層と、正極集電体とから構成される。負極160は、負極合剤から作製した負極活物質層と、負極集電体とから構成される。正極150及び負極160は、セパレータ170を介して正極活物質層と負極活物質層とが対向するように配置される。 The positive electrode 150 is composed of a positive electrode active material layer made from a positive electrode mixture and a positive electrode current collector. The negative electrode 160 is composed of a negative electrode active material layer made from a negative electrode mixture and a negative electrode current collector. The positive electrode 150 and the negative electrode 160 are arranged so that the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other via the separator 170.

これらの各部材としては、本実施形態における各要件を満たしていれば、従来のリチウムイオン電池に備えられる材料を用いることができる。以下、非水系二次電池の各部材について更に詳細に説明する。 As these components, materials that are used in conventional lithium ion batteries can be used as long as they satisfy the requirements of this embodiment. Each component of the nonaqueous secondary battery will be described in more detail below.

<正極>
正極150は、正極合剤から作製した正極活物質層と、正極集電体とから構成される。正極150は、非水系二次電池の正極として作用するものであれば特に限定されず、公知のものであってもよい。
<Positive electrode>
The positive electrode 150 is composed of a positive electrode active material layer made of a positive electrode mixture and a positive electrode current collector. The positive electrode 150 is not particularly limited as long as it acts as a positive electrode of a non-aqueous secondary battery, and may be a known positive electrode.

正極活物質層は、正極活物質を含有し、必要に応じて導電助剤及びバインダーを更に含有することが好ましい。 The positive electrode active material layer preferably contains a positive electrode active material and, if necessary, further contains a conductive additive and a binder.

正極活物質層は、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵及び放出することが可能な材料を含有することが好ましい。このような材料を用いる場合、高電圧及び高エネルギー密度を得ることができる傾向にあるので好ましい。 The positive electrode active material layer preferably contains a material capable of absorbing and releasing lithium ions as the positive electrode active material. When such a material is used, it is preferable because it tends to be possible to obtain a high voltage and a high energy density.

正極活物質としては、例えば、Ni、Mn、及びCoから成る群より選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有する正極活物質が挙げられ、リチウム含有金属酸化物が、例えば、下記一般式(a):
LiNiCoMn・・・・・(a)
{式中、Mは、Al、Sn、In、Fe、V、Cu、Mg、Ti、Zn、Mo、Zr、Sr、及びBaから成る群から選ばれる少なくとも1種の金属であり、且つ、0<p<1.3、0<q<1.2、0<r<1.2、0≦s<0.5、0≦t<0.3、0.7≦q+r+s+t≦1.2、1.8<u<2.2の範囲であり、そしてpは、電池の充放電状態により決まる値である}
で表されるリチウム(Li)含有金属酸化物から選ばれる少なくとも1種が好適である。
The positive electrode active material may be, for example, a positive electrode active material containing at least one transition metal element selected from the group consisting of Ni, Mn, and Co. The lithium-containing metal oxide may be, for example, a lithium-containing metal oxide represented by the following general formula (a):
Li p Ni q Cor M n s M t O u ... (a)
In the formula, M is at least one metal selected from the group consisting of Al, Sn, In, Fe, V, Cu, Mg, Ti, Zn, Mo, Zr, Sr, and Ba, and is within the ranges of 0<p<1.3, 0<q<1.2, 0<r<1.2, 0≦s<0.5, 0≦t<0.3, 0.7≦q+r+s+t≦1.2, 1.8<u<2.2, and p is a value determined by the charge/discharge state of the battery.
At least one selected from the lithium (Li)-containing metal oxides represented by the following formula (1) is suitable.

正極活物質の具体例としては、例えば、LiCoOに代表されるリチウムコバルト酸化物;LiMnO、LiMn、及びLiMnに代表されるリチウムマンガン酸化物;LiNiOに代表されるリチウムニッケル酸化物;LiNi1/3Co1/3Mn1/3、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、LiNi0.8Co0.2に代表されるLiMO{式中、Mは、Ni、Mn、及びCoから成る群より選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含み、且つ、Ni、Mn、Co、Al、及びMgから成る群より選ばれる2種以上の金属元素を示し、そしてzは、0.9超1.2未満の数を示す}で表されるリチウム含有複合金属酸化物等が挙げられる。 Specific examples of the positive electrode active material include lithium cobalt oxides such as LiCoO2 ; lithium manganese oxides such as LiMnO2 , LiMn2O4 , and Li2Mn2O4 ; lithium nickel oxides such as LiNiO2 ; and LizMO2 such as LiNi1 / 3Co1 /3Mn1 / 3O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , and LiNi0.8Co0.2O2 . {in the formula, M contains at least one transition metal element selected from the group consisting of Ni, Mn, and Co, and represents two or more metal elements selected from the group consisting of Ni, Mn, Co, Al, and Mg, and z represents a number greater than 0.9 and less than 1.2}.

特に、一般式(a)で表されるLi含有金属酸化物のNi含有比qが、0.5<q<1.2である場合には、レアメタルであるCoの使用量削減と、高エネルギー密度化の両方が達成されるため好ましい。そのような正極活物質としては、例えば、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.75Co0.15Mn0.15、LiNi0.8Co0.1Mn0.1、LiNi0.85Co0.075Mn0.075、LiNi0.8Co0.15Al0.05、LiNi0.81Co0.1Al0.09、LiNi0.85Co0.1Al0.05、等に代表されるリチウム含有複合金属酸化物が挙げられる。 In particular, when the Ni content ratio q of the Li-containing metal oxide represented by the general formula (a) is 0.5<q<1.2, it is preferable because it is possible to reduce the amount of Co used, which is a rare metal, and to achieve a high energy density. Examples of such positive electrode active materials include lithium - containing composite metal oxides such as LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 , LiNi0.75Co0.15Mn0.15O2 , LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 , LiNi0.85Co0.075Mn0.075O2 , LiNi0.8Co0.15Al0.05O2 , LiNi0.81Co0.1Al0.09O2 , and LiNi0.85Co0.1Al0.05O2 .

他方、Ni含有比が高まるほど、低電圧で劣化が進行する傾向にある。一般式(a)で表されるLi含有金属酸化物の正極活物質には、非水系電解液を酸化劣化させる活性点が本質的に存在するが、この活性点は、負極を保護するために添加した化合物を正極側で意図せず消費してしまうことがある。中でも、酸無水物は、その影響を受け易い傾向にある。特に、非水系溶媒としてアセトニトリルを含有する場合には、酸無水物の添加効果は絶大であるが故に、正極側で酸無水物が消費されてしまうことは致命的な課題である。 On the other hand, the higher the Ni content ratio, the more degradation tends to progress at low voltages. The positive electrode active material of the Li-containing metal oxide represented by the general formula (a) essentially has active sites that oxidize and deteriorate the non-aqueous electrolyte, but these active sites may unintentionally consume the compound added to protect the negative electrode on the positive electrode side. Among these, acid anhydrides tend to be easily affected. In particular, when acetonitrile is contained as the non-aqueous solvent, the effect of adding an acid anhydride is enormous, so the consumption of the acid anhydride on the positive electrode side is a fatal problem.

また、正極側に取り込まれて堆積したこれらの添加剤分解物は、非水系二次電池の内部抵抗増加要因となるだけでなく、リチウム塩の劣化も加速させ、更に、本来の目的であった負極表面の保護も不十分となってしまう。非水系電解液を本質的に酸化劣化させる活性点を失活させるにはヤーンテラー歪みの制御又は中和剤的な役割を担う成分の共存が重要である。そのため、正極活物質は、Al、Sn、In、Fe、V、Cu、Mg、Ti、Zn、Mo、Zr、Sr、及びBaから成る群より選ばれる少なくとも1種の金属を含有することが好ましい。 In addition, these additive decomposition products that are taken in and deposited on the positive electrode side not only increase the internal resistance of non-aqueous secondary batteries, but also accelerate the deterioration of the lithium salt, and furthermore, the protection of the negative electrode surface, which was the original purpose, becomes insufficient. In order to deactivate the active sites that essentially cause the oxidative deterioration of non-aqueous electrolytes, it is important to have a component that controls the Jahn-Teller distortion or plays a role as a neutralizer. Therefore, it is preferable that the positive electrode active material contains at least one metal selected from the group consisting of Al, Sn, In, Fe, V, Cu, Mg, Ti, Zn, Mo, Zr, Sr, and Ba.

同様の理由により、正極活物質の表面は、Zr、Ti、Al、及びNbから成る群より選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する化合物で被覆されていることが好ましい。また、正極活物質の表面は、Zr、Ti、Al、及びNbから成る群より選ばれる少なくとも1種の金属元素を含有する酸化物で被覆されていることがより好ましい。更に、正極活物質の表面は、ZrO、TiO、Al、NbO、及びLiNbOから成る群より選ばれる少なくとも1種の酸化物で被覆されていることが、リチウムイオンの透過を阻害しないため特に好ましい。 For the same reason, the surface of the positive electrode active material is preferably coated with a compound containing at least one metal element selected from the group consisting of Zr, Ti, Al, and Nb. Also, the surface of the positive electrode active material is more preferably coated with an oxide containing at least one metal element selected from the group consisting of Zr, Ti, Al, and Nb. Furthermore, it is particularly preferable that the surface of the positive electrode active material is coated with at least one oxide selected from the group consisting of ZrO 2 , TiO 2 , Al 2 O 3 , NbO 3 , and LiNbO 2 , since this does not inhibit the permeation of lithium ions.

正極活物質は、一般式(a)で表されるLi含有金属酸化物以外のリチウム含有化合物であってもよく、リチウムを含有するものであれば特に限定されない。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物、リチウムを有する金属カルコゲン化物、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸金属化合物、及びリチウムと遷移金属元素とを含むケイ酸金属化合物が挙げられる。より高い電圧を得る観点から、リチウム含有化合物としては、特に、リチウムと、Co、Ni、Mn、Fe、Cu、Zn、Cr、V、及びTiから成る群より選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素と、を含むリン酸金属化合物が好ましい。 The positive electrode active material may be a lithium-containing compound other than the Li-containing metal oxide represented by the general formula (a), and is not particularly limited as long as it contains lithium. Examples of such lithium-containing compounds include composite oxides containing lithium and a transition metal element, metal chalcogenides containing lithium, metal phosphate compounds containing lithium and a transition metal element, and metal silicate compounds containing lithium and a transition metal element. From the viewpoint of obtaining a higher voltage, the lithium-containing compound is preferably a metal phosphate compound containing lithium and at least one transition metal element selected from the group consisting of Co, Ni, Mn, Fe, Cu, Zn, Cr, V, and Ti.

リチウム含有化合物として、より具体的には、以下の式(Xa):
Li (Xa)
{式中、Dは、カルコゲン元素を示し、Mは、1種以上の遷移金属元素を示し、vの値は、電池の充放電状態により決まり、0.05~1.10の数を示す}、
以下の式(Xb):
LiIIPO (Xb)
{式中、MIIは、1種以上の遷移金属元素を示し、wの値は、電池の充放電状態により決まり、0.05~1.10の数を示す。}、及び
以下の式(Xc):
LiIII SiO (Xc)
{式中、MIIIは、1種以上の遷移金属元素を示し、tの値は、電池の充放電状態により決まり、0.05~1.10の数を示し、そしてuは0~2の数を示す}
のそれぞれで表される化合物が挙げられる。
More specifically, the lithium-containing compound is represented by the following formula (Xa):
Liv M I D 2 (Xa)
{wherein D represents a chalcogen element, M and I represent one or more transition metal elements, and the value of v is determined depending on the charge/discharge state of the battery and represents a number between 0.05 and 1.10}
The following formula (Xb):
Li w M II PO 4 (Xb)
{wherein M II represents one or more transition metal elements, and the value of w is determined depending on the charge/discharge state of the battery and represents a number from 0.05 to 1.10.}, and the following formula (Xc):
Li t M III u SiO 4 (Xc)
In the formula, M III represents one or more transition metal elements, the value of t is determined depending on the charge/discharge state of the battery and represents a number from 0.05 to 1.10, and u represents a number from 0 to 2.
Examples of the compounds include those represented by the following formula:

上述の式(Xa)で表されるリチウム含有化合物は層状構造を有し、上述の式(Xb)及び(Xc)で表される化合物はオリビン構造を有する。これらのリチウム含有化合物は、構造を安定化させる等の目的から、Al、Mg、又はその他の遷移金属元素により遷移金属元素の一部を置換したもの、これらの金属元素を結晶粒界に含ませたもの、酸素原子の一部をフッ素原子等で置換したもの、正極活物質表面の少なくとも一部に他の正極活物質を被覆したもの等であってもよい。 The lithium-containing compound represented by the above formula (Xa) has a layered structure, and the compounds represented by the above formulas (Xb) and (Xc) have an olivine structure. These lithium-containing compounds may be those in which, for the purpose of stabilizing the structure, part of the transition metal element is replaced with Al, Mg, or other transition metal element, those in which these metal elements are contained in the crystal grain boundaries, those in which part of the oxygen atoms is replaced with fluorine atoms, etc., and those in which at least part of the surface of the positive electrode active material is coated with another positive electrode active material, etc.

本実施形態において、正極は、式(Xb)で表される正極活物質の中でも、オリビン型構造を有するLiFePOで表され、式中0<x<1.2であるリチウム含有金属酸化物を含むことが好ましく、より好ましくは、リン酸鉄リチウム(LiFePO)である。オリビン型構造は、熱安定性に優れ、結晶構造が安定しており、一次粒子径が小さいことから、正極活物質が、当該オリビン型構造を有するリチウム含有金属酸化物を含有することによって、高温耐久性が向上する傾向にある。上記LiFePOで表される化合物の含有量は、正極活物質の合計質量を基準として、好ましくは40質量%~100質量%、より好ましくは60質量%~100質量%、更に好ましくは80質量%~100質量%である。正極活物質は、LiFePOを単独で用いてもよく、他の正極活物質を含んでもよい。 In this embodiment, the positive electrode is preferably a lithium-containing metal oxide represented by Li x FePO 4 having an olivine structure among the positive electrode active materials represented by formula (Xb), in which 0<x<1.2, and more preferably lithium iron phosphate (LiFePO 4 ). The olivine structure has excellent thermal stability, a stable crystal structure, and a small primary particle size, so that the positive electrode active material contains a lithium-containing metal oxide having the olivine structure, and thus the high-temperature durability tends to be improved. The content of the compound represented by Li x FePO 4 is preferably 40% by mass to 100% by mass, more preferably 60% by mass to 100% by mass, and even more preferably 80% by mass to 100% by mass, based on the total mass of the positive electrode active material. The positive electrode active material may be Li x FePO 4 alone, or may contain other positive electrode active materials.

本実施形態における正極活物質としては、上記のようなリチウム含有化合物のみを用いてもよいし、該リチウム含有化合物と共にその他の正極活物質を併用してもよい。 In this embodiment, the positive electrode active material may be the lithium-containing compound alone, or may be used in combination with other positive electrode active materials.

その他の正極活物質としては、例えば、トンネル構造及び層状構造を有する金属酸化物又は金属カルコゲン化物;イオウ;導電性高分子等が挙げられる。トンネル構造及び層状構造を有する金属酸化物、又は金属カルコゲン化物としては、例えば、MnO、FeO、FeS、V、V13、TiO、TiS、MoS、及びNbSeに代表されるリチウム以外の金属の酸化物、硫化物、セレン化物等が挙げられる。導電性高分子としては、例えば、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレン、及びポリピロールに代表される導電性高分子が挙げられる。 Other positive electrode active materials include, for example, metal oxides or metal chalcogenides having a tunnel structure and a layered structure; sulfur; conductive polymers, etc. Examples of metal oxides or metal chalcogenides having a tunnel structure and a layered structure include oxides, sulfides, and selenides of metals other than lithium, such as MnO 2 , FeO 2 , FeS 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , TiO 2 , TiS 2 , MoS 2 , and NbSe 2. Examples of conductive polymers include conductive polymers such as polyaniline, polythiophene, polyacetylene, and polypyrrole.

上述のその他の正極活物質は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられ、特に制限はない。しかしながら、リチウムイオンを可逆安定的に吸蔵及び放出することが可能であり、且つ、高エネルギー密度を達成できることから、正極活物質層がNi、Mn、及びCoから選ばれる少なくとも1種の遷移金属元素を含有することが好ましい。 The above-mentioned other positive electrode active materials may be used alone or in combination of two or more, with no particular restrictions. However, it is preferable that the positive electrode active material layer contains at least one transition metal element selected from Ni, Mn, and Co, since it is possible to reversibly and stably store and release lithium ions and achieve a high energy density.

正極活物質として、リチウム含有化合物とその他の正極活物質とを併用する場合、両者の使用割合としては、正極活物質の全部に対するリチウム含有化合物の使用割合として、80質量%以上が好ましく、85質量%以上がより好ましい。 When a lithium-containing compound and another positive electrode active material are used in combination as the positive electrode active material, the ratio of the lithium-containing compound to the total positive electrode active material is preferably 80% by mass or more, and more preferably 85% by mass or more.

導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック、及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の含有割合は、正極活物質100質量部に対して、10質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは1~5質量部である。 Examples of conductive additives include carbon black, such as graphite, acetylene black, and ketjen black, and carbon fiber. The content of the conductive additive is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 1 to 5 parts by mass, per 100 parts by mass of the positive electrode active material.

バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリアクリル酸、スチレンブタジエンゴム、及びフッ素ゴムが挙げられる。バインダーの含有割合は、正極活物質100質量部に対して、6質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.5~4質量部である。 Examples of binders include polyvinylidene fluoride (PVDF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylic acid, styrene butadiene rubber, and fluororubber. The binder content is preferably 6 parts by mass or less, and more preferably 0.5 to 4 parts by mass, per 100 parts by mass of the positive electrode active material.

正極活物質層は、正極活物質と、必要に応じて導電助剤及びバインダーとを混合した正極合剤を溶剤に分散した正極合剤含有スラリーを、正極集電体に塗布及び乾燥(溶媒除去)し、必要に応じてプレスすることにより形成される。このような溶剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。溶剤としては、例えば、N―メチル-2-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、水等が挙げられる。 The positive electrode active material layer is formed by dispersing a positive electrode mixture, which is a mixture of a positive electrode active material and, if necessary, a conductive assistant and a binder, in a solvent to form a positive electrode mixture-containing slurry, which is then applied to a positive electrode current collector, dried (solvent removal), and pressed if necessary. There are no particular limitations on the solvent, and any conventionally known solvent can be used. Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, and water.

正極集電体は、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属箔により構成される。正極集電体は、表面にカーボンコートが施されていてもよく、メッシュ状に加工されていてもよい。正極集電体の厚みは、5~40μmであることが好ましく、7~35μmであることがより好ましく、9~30μmであることが更に好ましい。メッシュ状の正極集電体の場合には、厚みは、無孔の部分で測定してよい。 The positive electrode current collector is composed of a metal foil such as aluminum foil, nickel foil, or stainless steel foil. The surface of the positive electrode current collector may be coated with carbon, or the positive electrode current collector may be processed into a mesh shape. The thickness of the positive electrode current collector is preferably 5 to 40 μm, more preferably 7 to 35 μm, and even more preferably 9 to 30 μm. In the case of a mesh-shaped positive electrode current collector, the thickness may be measured at the non-perforated portion.

<負極>
負極160は、負極合剤から作製した負極活物質層と、負極集電体とから構成される。負極160は、非水系二次電池の負極として作用することができる。
<Negative Electrode>
The negative electrode 160 is composed of a negative electrode active material layer made of a negative electrode mixture and a negative electrode current collector. The negative electrode 160 can function as a negative electrode of a non-aqueous secondary battery.

負極活物質層は、負極活物質を含有し、必要に応じて導電助剤及びバインダーを含有することが好ましい。 The negative electrode active material layer preferably contains a negative electrode active material and, if necessary, a conductive additive and a binder.

負極活物質としては、例えば、アモルファスカーボン(ハードカーボン)、黒鉛(例えば人造黒鉛、天然黒鉛など)、熱分解炭素、コークス、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、メソカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭、炭素コロイド、及びカーボンブラックに代表される炭素材料の他、金属リチウム、金属酸化物、金属窒化物、リチウム合金、スズ合金、シリコン合金、金属間化合物、有機化合物、無機化合物、金属錯体、有機高分子化合物等が挙げられる。負極活物質は1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 Examples of negative electrode active materials include amorphous carbon (hard carbon), graphite (e.g., artificial graphite, natural graphite, etc.), pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, baked bodies of organic polymer compounds, mesocarbon microbeads, carbon fiber, activated carbon, carbon colloids, and carbon black, as well as metal lithium, metal oxides, metal nitrides, lithium alloys, tin alloys, silicon alloys, intermetallic compounds, organic compounds, inorganic compounds, metal complexes, organic polymer compounds, etc. The negative electrode active materials may be used alone or in combination of two or more.

負極活物質層は、電池電圧を高められるという観点から、負極活物質として、リチウムイオンを0.4V vs.Li/Liよりも卑な電位で吸蔵することが可能な材料を含有することが好ましい。 From the viewpoint of increasing the battery voltage, the negative electrode active material layer preferably contains, as the negative electrode active material, a material capable of absorbing lithium ions at a potential lower than 0.4 V vs. Li/ Li + .

導電助剤としては、例えば、グラファイト、アセチレンブラック、及びケッチェンブラックに代表されるカーボンブラック、並びに炭素繊維が挙げられる。導電助剤の含有割合は、負極活物質100質量部に対して、20質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.1~10質量部である。 Examples of conductive additives include carbon black, such as graphite, acetylene black, and ketjen black, and carbon fiber. The content of the conductive additive is preferably 20 parts by mass or less, and more preferably 0.1 to 10 parts by mass, per 100 parts by mass of the negative electrode active material.

バインダーとしては、例えば、カルボキシメチルセルロース、PVDF、PTFE、ポリアクリル酸、及びフッ素ゴムが挙げられる。また、ジエン系ゴム、例えばスチレンブタジエンゴム等も挙げられる。バインダーの含有割合は、負極活物質100質量部に対して、10質量部以下とすることが好ましく、より好ましくは0.5~6質量部である。 Examples of binders include carboxymethyl cellulose, PVDF, PTFE, polyacrylic acid, and fluororubber. Other examples include diene rubbers such as styrene butadiene rubber. The binder content is preferably 10 parts by mass or less, and more preferably 0.5 to 6 parts by mass, per 100 parts by mass of the negative electrode active material.

負極活物質層は、負極活物質と必要に応じて導電助剤及びバインダーとを混合した負極合剤を溶剤に分散した負極合剤含有スラリーを、負極集電体に塗布及び乾燥(溶媒除去)し、必要に応じてプレスすることにより形成される。このような溶剤としては、特に制限はなく、従来公知のものを用いることができる。溶剤としては、例えば、N―メチル-2-ピロリドン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、水等が挙げられる。 The negative electrode active material layer is formed by dispersing a negative electrode mixture, which is a mixture of a negative electrode active material and, if necessary, a conductive assistant and a binder, in a solvent to form a negative electrode mixture-containing slurry, which is then applied to the negative electrode current collector, dried (solvent removal), and pressed if necessary. There are no particular limitations on the solvent, and any conventionally known solvent can be used. Examples of the solvent include N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylformamide, dimethylacetamide, and water.

負極集電体は、例えば、銅箔、ニッケル箔、ステンレス箔等の金属箔により構成される。また、負極集電体は、表面にカーボンコートが施されていてもよいし、メッシュ状に加工されていてもよい。負極集電体の厚みは、5~40μmであることが好ましく、6~35μmであることがより好ましく、7~30μmであることが更に好ましい。メッシュ状の負極集電体の場合には、厚みは、無孔の部分で測定してよい。 The negative electrode current collector is composed of a metal foil such as copper foil, nickel foil, or stainless steel foil. The surface of the negative electrode current collector may be coated with carbon, or the negative electrode current collector may be processed into a mesh shape. The thickness of the negative electrode current collector is preferably 5 to 40 μm, more preferably 6 to 35 μm, and even more preferably 7 to 30 μm. In the case of a mesh-shaped negative electrode current collector, the thickness may be measured at the non-perforated portion.

<非水系電解液>
本明細書では、「非水系電解液」(以下、単に「電解液」ともいう)とは、電解液全量に対し、水が1質量%以下の電解液を指す。
<Non-aqueous electrolyte>
In this specification, the term "nonaqueous electrolyte solution" (hereinafter, simply referred to as "electrolyte solution") refers to an electrolyte solution containing 1 mass % or less of water relative to the total amount of the electrolyte solution.

本実施形態に係る電解液は、水分を極力含まないことが好ましいが、本発明の課題解決を阻害しない範囲であれば、ごく微量の水分を含有してもよい。そのような水分の含有量は、非水系電解液の全量に対して300質量ppm以下であり、更に好ましくは200質量ppm以下である。非水系電解液については、本発明の課題解決を達成するための構成を具備していれば、その他の構成要素については、リチウムイオン電池に用いられる既知の非水系電解液における構成材料を、適宜選択して適用することができる。 The electrolyte according to this embodiment preferably contains as little water as possible, but may contain a very small amount of water as long as it does not impede the solution of the problem of the present invention. The water content is 300 mass ppm or less, more preferably 200 mass ppm or less, based on the total amount of the nonaqueous electrolyte. As long as the nonaqueous electrolyte has a configuration for achieving the solution of the problem of the present invention, the other components can be appropriately selected and applied from the constituent materials of known nonaqueous electrolytes used in lithium ion batteries.

本実施形態において、非水系電解液は、非水系溶媒としてアセトニトリルと、リチウム塩として、リチウムビスフルオロスルホニルイミド、すなわちLiN(SOF)2、及びLiPFと、電極保護用添加剤として下記一般式(I):
{式中、R、及びRは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい、炭素数1~4のアルキル基であるか、又はRとRは、結合して環状を形成してもよい}
で表される亜硫酸エステル化合物とを含む。
In this embodiment, the non-aqueous electrolyte contains acetonitrile as a non-aqueous solvent, lithium bisfluorosulfonylimide, i.e., LiN(SO 2 F) 2 and LiPF 6 as a lithium salt, and a compound represented by the following general formula (I):
In the formula, R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, or R 1 and R 2 may be bonded to form a ring.
and a sulfite ester compound represented by the formula:

<非水系溶媒>
ここで、非水系溶媒について説明する。本実施形態でいう「非水系溶媒」とは、電解液中からリチウム塩及び各種添加剤を除いた要素をいう。電解液に電極保護用添加剤が含まれている場合、「非水系溶媒」とは、電解液中からリチウム塩及び電極保護用添加剤以外の添加剤を除いた要素をいう。非水系溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール等のアルコール類;非プロトン性溶媒等が挙げられる。中でも、非プロトン性溶媒が好ましい。本発明の効果が損なわれない範囲であれば、非水系溶媒は非プロトン性溶媒以外の溶媒を含有していてもよい。
<Non-aqueous solvent>
Here, the non-aqueous solvent will be described. In the present embodiment, the "non-aqueous solvent" refers to the elements in the electrolyte excluding the lithium salt and various additives. When the electrolyte contains an additive for protecting an electrode, the "non-aqueous solvent" refers to the elements in the electrolyte excluding additives other than the lithium salt and the additive for protecting an electrode. Examples of the non-aqueous solvent include alcohols such as methanol and ethanol; aprotic solvents, etc. Among them, aprotic solvents are preferred. As long as the effect of the present invention is not impaired, the non-aqueous solvent may contain a solvent other than the aprotic solvent.

非プロトン性溶媒の具体例としては、例えば、環状カーボネートが挙げられる。環状カーボネートとしては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート、トランス-2,3-ブチレンカーボネート、シス-2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、トランス-2,3-ペンチレンカーボネート、シス-2,3-ペンチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、4,5-ジメチルビニレンカーボネート、及びビニルエチレンカーボネートに代表されるカーボネート;4-フルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、シス-4,5-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、トランス-4,5-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4,5-トリフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4,5,5-テトラフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、及び4,4,5-トリフルオロ-5-メチル-1,3-ジオキソラン-2-オンに代表されるフッ素化環状カーボネート;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、δ-カプロラクトン、及びε-カプロラクトンに代表されるラクトン;が挙げられる。 Specific examples of aprotic solvents include cyclic carbonates. Examples of cyclic carbonates include carbonates such as ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, trans-2,3-butylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, trans-2,3-pentylene carbonate, cis-2,3-pentylene carbonate, vinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, and vinylethylene carbonate; 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-difluoro-1,3-dioxolan-2-one. Fluorinated cyclic carbonates such as cis-4,5-difluoro-1,3-dioxolane-2-one, trans-4,5-difluoro-1,3-dioxolane-2-one, 4,4,5-trifluoro-1,3-dioxolane-2-one, 4,4,5,5-tetrafluoro-1,3-dioxolane-2-one, and 4,4,5-trifluoro-5-methyl-1,3-dioxolane-2-one; lactones such as γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, δ-caprolactone, and ε-caprolactone;

また、非プロトン性溶媒の具体例としては、例えば、エチレンサルファイト、プロピレンサルファイト、ブチレンサルファイト、ペンテンサルファイト、スルホラン、3-スルホレン、3-メチルスルホラン、1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、1-プロペン1,3-スルトン、ジメチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、及びエチレングリコールサルファイトに代表される硫黄化合物;テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン、及び1,3-ジオキサンに代表される環状エーテル;が挙げられる。 Specific examples of aprotic solvents include sulfur compounds such as ethylene sulfite, propylene sulfite, butylene sulfite, pentene sulfite, sulfolane, 3-sulfolene, 3-methyl sulfolane, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1-propene 1,3-sultone, dimethyl sulfoxide, tetramethylene sulfoxide, and ethylene glycol sulfite; and cyclic ethers such as tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane, and 1,3-dioxane.

また、非プロトン性溶媒の具体例としては、例えば、鎖状カーボネートが挙げられる。鎖状カーボネートとしては、例えば、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、及びエチルプロピルカーボネートに代表される鎖状カーボネート;トリフルオロジメチルカーボネート、トリフルオロジエチルカーボネート、及びトリフルオロエチルメチルカーボネートに代表される鎖状フッ素化カーボネート;が挙げられる。 Specific examples of aprotic solvents include chain carbonates. Examples of chain carbonates include chain carbonates such as ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, and ethyl propyl carbonate; and chain fluorinated carbonates such as trifluorodimethyl carbonate, trifluorodiethyl carbonate, and trifluoroethyl methyl carbonate.

また、非プロトン性溶媒の具体例としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ベンゾニトリル、及びアクリロニトリルに代表されるモノニトリル;メトキシアセトニトリル及び3-メトキシプロピオニトリルに代表されるアルコキシ基置換ニトリル;マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、1,4-ジシアノヘプタン、1,5-ジシアノペンタン、1,6-ジシアノヘキサン、1,7-ジシアノヘプタン、2,6-ジシアノヘプタン、1,8-ジシアノオクタン、2,7-ジシアノオクタン、1,9-ジシアノノナン、2,8-ジシアノノナン、1,10-ジシアノデカン、1,6-ジシアノデカン、及び2,4-ジメチルグルタロニトリルに代表されるジニトリル;ベンゾニトリルに代表される環状ニトリル;酢酸メチル、プロピオン酸メチル、イソ酪酸メチル、酪酸メチル、イソ吉草酸メチル、吉草酸メチル、ピバル酸メチル、ヒドロアンゲリカ酸メチル、カプロン酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸エチル、イソ酪酸エチル、酪酸エチル、イソ吉草酸エチル、吉草酸エチル、ピバル酸エチル、ヒドロアンゲリカ酸エチル、カプロン酸エチル、酢酸プロピル、プロピオン酸プロピル、イソ酪酸プロピル、酪酸プロピル、イソ吉草酸プロピル、吉草酸プロピル、ピバル酸プロピル、ヒドロアンゲリカ酸プロピル、カプロン酸プロピル、酢酸イソプロピル、プロピオン酸イソプロピル、イソ酪酸イソプロピル、酪酸イソプロピル、イソ吉草酸イソプロピル、吉草酸イソプロピル、ピバル酸イソプロピル、ヒドロアンゲリカ酸イソプロピル、カプロン酸イソプロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸ブチル、イソ酪酸ブチル、酪酸ブチル、イソ吉草酸ブチル、吉草酸ブチル、ピバル酸ブチル、ヒドロアンゲリカ酸ブチル、カプロン酸ブチル、酢酸イソブチル、プロピオン酸イソブチル、イソ酪酸イソブチル、酪酸イソブチル、イソ吉草酸イソブチル、吉草酸イソブチル、ピバル酸イソブチル、ヒドロアンゲリカ酸イソブチル、カプロン酸イソブチル、酢酸tert-ブチル、プロピオン酸tert-ブチル、イソ酪酸tert-ブチル、酪酸tert-ブチル、イソ吉草酸tert-ブチル、吉草酸tert-ブチル、ピバル酸tert-ブチル、ヒドロアンゲリカ酸tert-ブチル、及びカプロン酸tert-ブチルに代表される鎖状エステル;ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、1,3-ジオキソラン、ジグライム、トリグライム、及びテトラグライムに代表される鎖状エーテル;Rf-OR(式中、Rfはフッ素原子を含有するアルキル基を表し、Rはフッ素原子を含有してもよい有機基を表す)に代表されるフッ素化エーテル;アセトン、メチルエチルケトン、及びメチルイソブチルケトンに代表されるケトンが挙げられる。 Specific examples of aprotic solvents include mononitriles such as acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, valeronitrile, benzonitrile, and acrylonitrile; alkoxy-substituted nitriles such as methoxyacetonitrile and 3-methoxypropionitrile; malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, 1,4-dicyanoheptane, 1,5-dicyanopentane, 1,6-dicyanoheptane, 1,7-dicyanoheptane, 2,6-dicyanoheptane, 1,8-dicyanooctane, 2,7-dicyanooctane, 1,9-dicyanoheptane, 2,8-dicyanooctane, 2,9-dicyanooctane, 3,10-dicyanooctane, 3,11-dicyanooctane, 3,12-dicyanooctane, 3,13-dicyanooctane, 3,14-dicyanooctane, 3,15-dicyanooctane, 3,16-dicyanooctane, 3,17-dicyanooctane, 3,18-dicyanooctane, 3,19-dicyanooctane, 3,20-dicyanooctane, 3,21-dicyanooctane, 3,22-dicyanooctane, 3,23-dicyanooctane, 3,24-dicyanooctane, 3,25-dicyanooctane, 3,26-dicyanooctane, 3,27-dicyanooctane, 3,28-dicyanooctane, 3,29-dicyanooctane, 3,30-dicyanooctane, 3,31-dicyanooctane, 3,32-dicyanooctane, 3,33-dicyanooctane, 3,34-dicyanooctane Dinitriles such as nonane, 2,8-dicyanononane, 1,10-dicyanodecane, 1,6-dicyanodecane, and 2,4-dimethylglutaronitrile; cyclic nitriles such as benzonitrile; methyl acetate, methyl propionate, methyl isobutyrate, methyl butyrate, methyl isovalerate, methyl valerate, methyl pivalate, methyl hydroangelate, methyl caproate, ethyl acetate, ethyl propionate, ethyl isobutyrate, ethyl butyrate, ethyl isovalerate, ethyl valerate, ethyl pivalate, ethyl hydroangelate, ethyl caproate, propyl acetate, propyl propionate, and propyl isobutyrate. Pyrrole, Propyl butyrate, Propyl isovalerate, Propyl valerate, Propyl pivalate, Propyl hydroangelate, Propyl caproate, Isopropyl acetate, Isopropyl propionate, Isopropyl isobutyrate, Isopropyl butyrate, Isopropyl isovalerate, Isopropyl valerate, Isopropyl pivalate, Isopropyl hydroangelate, Isopropyl caproate, Butyl acetate, Butyl propionate, Butyl isobutyrate, Butyl butyrate, Butyl isovalerate, Butyl valerate, Butyl pivalate, Butyl hydroangelate, Butyl caproate, Isobutyl acetate, Isobutyl propionate, Isobutyl isobutyrate chain esters represented by butyl, isobutyl butyrate, isobutyl isovalerate, isobutyl valerate, isobutyl pivalate, isobutyl hydroangelate, isobutyl caproate, tert-butyl acetate, tert-butyl propionate, tert-butyl isobutyrate, tert-butyl butyrate, tert-butyl isovalerate, tert-butyl valerate, tert-butyl pivalate, tert-butyl hydroangelate, and tert-butyl caproate; chain ethers represented by dimethoxyethane, diethyl ether, 1,3-dioxolane, diglyme, triglyme, and tetraglyme; fluorinated ethers represented by Rf A -OR B (wherein Rf A represents an alkyl group containing a fluorine atom, and R B represents an organic group which may contain a fluorine atom); and ketones represented by acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone.

また、前記非プロトン性溶媒のH原子の一部または全部をハロゲン原子で置換した化合物としては、例えば、ハロゲン原子がフッ素である化合物;
を挙げることができる。
Furthermore, examples of the compound in which some or all of the H atoms of the aprotic solvent are substituted with halogen atoms include compounds in which the halogen atoms are fluorine;
Examples include:

ここで、鎖状カーボネートのフッ素化物としては、例えば、メチルトリフルオロエチルカーボネート、トリフルオロジメチルカーボネート、トリフルオロジエチルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート、メチル2,2-ジフルオロエチルカーボネート、メチル2,2,2-トリフルオロエチルカーボネート、メチル2,2,3,3-テトラフルオロプロピルカーボネートが挙げられる。上記のフッ素化鎖状カーボネートは、下記の一般式:
-O-C(O)O-R
{式中、R及びRは、CH、CHCH、CHCHCH、CH(CH、及びCHRfから成る群より選択される少なくとも1つであり、Rfは、少なくとも1つのフッ素原子で水素原子が置換された炭素数1~3のアルキル基であり、そしてR及び/又はRは、少なくとも1つのフッ素原子を含有する}
で表すことができる。
Examples of the fluorinated chain carbonate include methyl trifluoroethyl carbonate, trifluorodimethyl carbonate, trifluorodiethyl carbonate, trifluoroethylmethyl carbonate, methyl 2,2-difluoroethyl carbonate, methyl 2,2,2-trifluoroethyl carbonate, and methyl 2,2,3,3-tetrafluoropropyl carbonate. The fluorinated chain carbonate is represented by the following general formula:
R c -O-C(O)OR d
{In the formula, R c and R d are at least one selected from the group consisting of CH 3 , CH 2 CH 3 , CH 2 CH 2 CH 3 , CH(CH 3 ) 2 , and CH 2 Rf e , Rf e is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which a hydrogen atom is substituted with at least one fluorine atom, and R c and/or R d contain at least one fluorine atom}
It can be expressed as:

また、短鎖脂肪酸エステルのフッ素化物としては、例えば、酢酸2,2-ジフルオロエチル、酢酸2,2,2-トリフルオロエチル、酢酸2,2,3,3-テトラフルオロプロピルに代表されるフッ素化短鎖脂肪酸エステルが挙げられる。フッ素化短鎖脂肪酸エステルは、下記の一般式:
-C(O)O-R
{式中、Rは、CH、CHCH,CHCHCH、CH(CH、CFCFH、CFH、CFRf、CFHRf、及びCHRfから成る群より選択される少なくとも1つであり、Rは、CH、CHCH、CHCHCH、CH(CH、及びCHRfから成る群より選択される少なくとも1つであり、Rfは、少なくとも1つのフッ素原子で水素原子が置換されてよい炭素数1~3のアルキル基であり、Rfは、少なくとも1つのフッ素原子で水素原子が置換された炭素数1~3のアルキル基であり、そしてR及び/又はRは、少なくとも1つのフッ素原子を含有し、RがCFHである場合、RはCHではない}
で表すことができる。
Examples of fluorinated short-chain fatty acid esters include fluorinated short-chain fatty acid esters such as 2,2-difluoroethyl acetate, 2,2,2-trifluoroethyl acetate, and 2,2,3,3-tetrafluoropropyl acetate. Fluorinated short-chain fatty acid esters are represented by the following general formula:
R f -C(O)OR g
In the formula, R f is at least one selected from the group consisting of CH 3 , CH 2 CH 3 , CH 2 CH 2 CH 3 , CH(CH 3 ) 2 , CF 3 CF 2 H, CFH 2 , CF 2 Rf h , CFHRf h , and CH 2 Rf i , R g is at least one selected from the group consisting of CH 3 , CH 2 CH 3 , CH 2 CH 2 CH 3 , CH(CH 3 ) 2 , and CH 2 Rf i , R f h is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with at least one fluorine atom, R f i is an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms in which a hydrogen atom is substituted with at least one fluorine atom, and R f and/or R g contain at least one fluorine atom, and R f is CF 2H , then R g is not CH3 .
It can be expressed as:

これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。また、これら非水系溶媒の中でも、環状カーボネート及び鎖状カーボネートのうちの1種以上を使用することが安定性向上の観点からより好ましい。ここで、環状カーボネート及び鎖状カーボネートとして前記に例示したもののうちの1種のみを選択して使用してもよく、2種以上(例えば、前記例示の環状カーボネートのうちの2種以上、前記例示の鎖状カーボネートのうちの2種以上、又は前記例示の環状カーボネートのうちの1種以上及び前記例示の鎖状カーボネートのうちの1種以上から成る2種以上)を使用してもよい。これらの中でも、環状カーボネートとしてはエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、又はフルオロエチレンカーボネートがより好ましく、鎖状カーボネートとしてはエチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、又はジエチルカーボネートがより好ましい。そして、非水系二次電池の充放電に寄与するリチウム塩の電離度が高まるため、環状カーボネートを使用することが更に好ましい。環状カーボネートを使用する場合、かかる環状カーボネートが、ビニレンカーボネート又はフルオロエチレンカーボネートの少なくとも一方を含むことが特に好ましい。 These are used alone or in combination of two or more. Among these non-aqueous solvents, it is more preferable to use one or more of the cyclic carbonates and chain carbonates from the viewpoint of improving stability. Here, only one of the cyclic carbonates and chain carbonates exemplified above may be selected and used, or two or more (for example, two or more of the cyclic carbonates exemplified above, two or more of the chain carbonates exemplified above, or two or more of the cyclic carbonates exemplified above and one or more of the chain carbonates exemplified above) may be used. Among these, ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, or fluoroethylene carbonate is more preferable as the cyclic carbonate, and ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, or diethyl carbonate is more preferable as the chain carbonate. And, since the degree of ionization of the lithium salt that contributes to the charge and discharge of the non-aqueous secondary battery is increased, it is even more preferable to use the cyclic carbonate. When a cyclic carbonate is used, it is particularly preferred that the cyclic carbonate contains at least one of vinylene carbonate and fluoroethylene carbonate.

非水系電解液の非水系溶媒がアセトニトリルを含有することにより、非水系電解液のイオン伝導性が向上することから、電池内におけるリチウムイオンの拡散性を高めることができる。そのため、電解液がアセトニトリルを含有する場合には、特に正極活物質層を厚くして正極活物質の充填量を高めた正極においても、高負荷での放電時にはリチウムイオンが到達し難い集電体近傍の領域にまで、リチウムイオンが良好に拡散できるようになる。よって、高負荷放電時にも十分な容量を引き出すことが可能となり、負荷特性に優れた非水系二次電池とすることができる。 The nonaqueous solvent of the nonaqueous electrolyte contains acetonitrile, which improves the ionic conductivity of the nonaqueous electrolyte, thereby increasing the diffusibility of lithium ions in the battery. Therefore, when the electrolyte contains acetonitrile, lithium ions can be diffused well even to the area near the current collector that is difficult for lithium ions to reach during high-load discharge, especially in a positive electrode in which the positive electrode active material layer is thickened to increase the amount of positive electrode active material filled. Therefore, it is possible to extract sufficient capacity even during high-load discharge, resulting in a nonaqueous secondary battery with excellent load characteristics.

更に、非水系電解液の非水系溶媒がアセトニトリルを含有することにより、非水系二次電池の急速充電特性を高めることもできる。非水系二次電池の定電流(CC)-定電圧(CV)充電では、CV充電期間における単位時間当たりの充電容量よりも、CC充電期間における単位時間当たりの容量の方が大きい。非水系電解液の非水系溶媒にアセトニトリルを使用した場合には、CC充電できる領域を大きく(CC充電の時間を長く)できる他、充電電流を高めることもできるため、非水系二次電池の充電開始から満充電状態にするまでの時間を大幅に短縮できる。 Furthermore, by containing acetonitrile in the nonaqueous electrolyte solution's nonaqueous solvent, the rapid charging characteristics of the nonaqueous secondary battery can also be improved. In constant current (CC)-constant voltage (CV) charging of a nonaqueous secondary battery, the capacity per unit time during the CC charging period is greater than the charge capacity per unit time during the CV charging period. When acetonitrile is used as the nonaqueous electrolyte solution's nonaqueous solvent, the range in which CC charging is possible can be expanded (CC charging time can be extended), and the charging current can also be increased, so that the time from the start of charging to fully charging the nonaqueous secondary battery can be significantly shortened.

一方、アセトニトリルは、電気化学的に還元分解され易い。そのため、アセトニトリルを用いる場合には、かかるアセトニトリルを、別の溶媒と混合すること、及び、電極への保護被膜形成のための電極保護用添加剤を添加すること、のうちの少なくとも1つを行うことが好ましい。 On the other hand, acetonitrile is easily decomposed by electrochemical reduction. Therefore, when using acetonitrile, it is preferable to do at least one of the following: mix the acetonitrile with another solvent, or add an additive for electrode protection to form a protective film on the electrode.

アセトニトリルの含有量については、非水系溶媒の全量に対して、5~95体積%であることが好ましい。アセトニトリルの含有量は、非水系溶媒の全量に対して、10体積%以上、又は20体積%以上、又は30体積%以上であることがより好ましく、35体積%以上であることが更に好ましい。この値は、85体積%以下であることがより好ましく、66体積%以下であることが更に好ましい。アセトニトリルの含有量が非水系溶媒の全量に対して5体積%以上である場合、イオン伝導度が増大して高出力特性を発現できる傾向にあり、更に、リチウム塩の溶解を促進することができる。後述の添加剤が電池の内部抵抗の増加を抑制するため、非水系溶媒中のアセトニトリルの含有量が上述の範囲内にある場合、アセトニトリルの優れた性能を維持しながら、高温サイクル特性及びその他の電池特性を一層良好なものとすることができる傾向にある。 The content of acetonitrile is preferably 5 to 95% by volume relative to the total amount of the non-aqueous solvent. The content of acetonitrile is more preferably 10% by volume or more, or 20% by volume or more, or 30% by volume or more, and even more preferably 35% by volume or more, relative to the total amount of the non-aqueous solvent. This value is more preferably 85% by volume or less, and even more preferably 66% by volume or less. When the content of acetonitrile is 5% by volume or more relative to the total amount of the non-aqueous solvent, the ion conductivity tends to increase and high output characteristics can be expressed, and further, the dissolution of the lithium salt can be promoted. Since the additive described later suppresses the increase in the internal resistance of the battery, when the content of acetonitrile in the non-aqueous solvent is within the above-mentioned range, the high-temperature cycle characteristics and other battery characteristics tend to be further improved while maintaining the excellent performance of acetonitrile.

<リチウム塩>
本実施形態において、非水系電解液は、リチウム塩としてLiN(SOF)およびLiPFを含有する。LiN(SOF)は、イミド塩に包含されるリチウム塩である。本願明細書において、イミド塩とは、一般式LiN(SO2m+1{式中、mは0~8の整数である}で表されるリチウム塩であり、LiN(SOF)以外に、具体的には、LiN(SOCFが挙げられる。非水系電解液は、これらのイミド塩以外のイミド塩を含んでいてもよい。
<Lithium salt>
In this embodiment, the non-aqueous electrolyte contains LiN(SO 2 F) 2 and LiPF 6 as lithium salts. LiN(SO 2 F) 2 is a lithium salt included in imide salts. In this specification, the imide salt is a lithium salt represented by the general formula LiN(SO 2 C m F 2m +1 ) 2 {wherein m is an integer of 0 to 8}, and specifically includes LiN(SO 2 CF 3 ) 2 other than LiN(SO 2 F) 2. The non-aqueous electrolyte may contain an imide salt other than these imide salts.

アセトニトリルに対するイミド塩の飽和濃度が、LiPFの飽和濃度よりも高いことから、LiPF≦イミド塩となるモル濃度でイミド塩を含むことが、低温でのリチウム塩とアセトニトリルの会合及び析出を抑制できるため好ましい。また、イミド塩の含有量が、非水系溶媒1Lに対して0.5mol以上3mol以下であることがイオン供給量の観点から好ましい。好ましくは、LiN(SOF)を非水電解液1Lに対して1.0mol以上含有し、LiPFを非水電解液1Lに対して0.01mol以上含有する。LiN(SOF)の含有量の上限値は、非水電解液1Lに対して2.5mol以下であり、LiPFの含有量の上限値は、非水電解液1Lに対して1.0mol以下である。非水系電解液が、アセトニトリルに加えて、LiN(SOF)及びLiPFを上記量的関係で更に含むことにより、-10℃又は-30℃のような低温域でのイオン伝導率の低減を効果的に抑制でき、優れた低温特性を得ることができる。このように、含有量を限定することで、より効果的に、高温加熱時の抵抗増加を抑制することも可能となる。 Since the saturation concentration of the imide salt in acetonitrile is higher than that of LiPF 6 , it is preferable to include the imide salt at a molar concentration of LiPF 6 ≦imide salt, since this can suppress the association and precipitation of the lithium salt and acetonitrile at low temperatures. In addition, it is preferable that the content of the imide salt is 0.5 mol to 3 mol per 1 L of non-aqueous solvent from the viewpoint of the amount of ions supplied. Preferably, LiN(SO 2 F) 2 is contained at 1.0 mol or more per 1 L of non-aqueous electrolyte, and LiPF 6 is contained at 0.01 mol or more per 1 L of non-aqueous electrolyte. The upper limit of the content of LiN(SO 2 F) 2 is 2.5 mol or less per 1 L of non-aqueous electrolyte, and the upper limit of the content of LiPF 6 is 1.0 mol or less per 1 L of non-aqueous electrolyte. By further containing LiN(SO 2 F) 2 and LiPF 6 in the above quantitative relationship in addition to acetonitrile, the nonaqueous electrolyte can effectively suppress the decrease in ion conductivity in a low temperature range such as −10° C. or −30° C., and can obtain excellent low-temperature characteristics. In this way, by limiting the content, it is also possible to more effectively suppress the increase in resistance during high-temperature heating.

また、リチウム塩は、LiPF以外のフッ素含有無機リチウム塩を含んでもよく、例えば、LiBF、LiAsF、LiSiF、LiSbF、Li1212-b〔式中、bは0~3の整数である〕、等のフッ素含有無機リチウム塩を含んでもよい。「無機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含まず、アセトニトリルに可溶なリチウム塩をいう。また、「フッ素含有無機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含まず、フッ素原子をアニオンに含み、アセトニトリルに可溶なリチウム塩をいう。フッ素含有無機リチウム塩は、正極集電体である金属箔の表面に不働態被膜を形成し、正極集電体の腐食を抑制する点で優れている。これらのフッ素含有無機リチウム塩は、1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。フッ素含有無機リチウム塩として、LiFとルイス酸との複塩である化合物が望ましく、中でも、リン原子を有するフッ素含有無機リチウム塩を用いると、遊離のフッ素原子を放出し易くなることからより好ましい。代表的なフッ素含有無機リチウム塩は、溶解してPFアニオンを放出するLiPFである。フッ素含有無機リチウム塩として、ホウ素原子を有するフッ素含有無機リチウム塩を用いた場合には、電池劣化を招くおそれのある過剰な遊離酸成分を捕捉し易くなることから好ましく、このような観点からはLiBFが特に好ましい。 The lithium salt may also include a fluorine-containing inorganic lithium salt other than LiPF 6 , such as LiBF 4 , LiAsF 6 , Li 2 SiF 6 , LiSbF 6 , Li 2 B 12 F b H 12-b (wherein b is an integer of 0 to 3). The term "inorganic lithium salt" refers to a lithium salt that does not contain a carbon atom in the anion and is soluble in acetonitrile. The term "fluorine-containing inorganic lithium salt" refers to a lithium salt that does not contain a carbon atom in the anion, contains a fluorine atom in the anion, and is soluble in acetonitrile. The fluorine-containing inorganic lithium salt is excellent in that it forms a passive film on the surface of the metal foil that is the positive electrode current collector, and inhibits the corrosion of the positive electrode current collector. These fluorine-containing inorganic lithium salts are used alone or in combination of two or more. As the fluorine-containing inorganic lithium salt, a compound that is a double salt of LiF and Lewis acid is preferable, and among them, when using a fluorine-containing inorganic lithium salt having a phosphorus atom, it is more preferable because it is easy to release free fluorine atoms. A representative fluorine-containing inorganic lithium salt is LiPF6 , which dissolves and releases PF6 anion. When using a fluorine-containing inorganic lithium salt having a boron atom as the fluorine-containing inorganic lithium salt, it is preferable because it is easy to capture excess free acid components that may cause battery deterioration, and from this viewpoint, LiBF4 is particularly preferable.

本実施形態の非水系電解液におけるフッ素含有無機リチウム塩の含有量については、特に制限はないが、非水系溶媒1Lに対して0.01mol以上であることが好ましく、0.1mol以上であることがより好ましく、0.25mol以上であることが更に好ましい。フッ素含有無機リチウム塩の含有量が上述の範囲内にある場合、イオン伝導度が増大し高出力特性を発現できる傾向にある。また、非水系溶媒1Lに対して2.8mol未満であることが好ましく、1.5mol未満であることがより好ましく、1mol未満であることが更に好ましい。フッ素含有無機リチウム塩の含有量が上述の範囲内にある場合、イオン伝導度が増大し高出力特性を発現できると共に、低温での粘度上昇に伴うイオン伝導度の低下を抑制できる傾向にあり、非水系電解液の優れた性能を維持しながら、高温サイクル特性及びその他の電池特性を一層良好なものとすることができる傾向にある。 The content of the fluorine-containing inorganic lithium salt in the non-aqueous electrolyte of this embodiment is not particularly limited, but is preferably 0.01 mol or more per 1 L of non-aqueous solvent, more preferably 0.1 mol or more, and even more preferably 0.25 mol or more. When the content of the fluorine-containing inorganic lithium salt is within the above-mentioned range, the ionic conductivity tends to increase and high output characteristics tend to be exhibited. In addition, it is preferably less than 2.8 mol per 1 L of non-aqueous solvent, more preferably less than 1.5 mol, and even more preferably less than 1 mol. When the content of the fluorine-containing inorganic lithium salt is within the above-mentioned range, the ionic conductivity tends to increase and high output characteristics can be exhibited, and the decrease in ionic conductivity due to the increase in viscosity at low temperatures tends to be suppressed, and the high-temperature cycle characteristics and other battery characteristics tend to be further improved while maintaining the excellent performance of the non-aqueous electrolyte.

本実施形態の非水系電解液は、更に、有機リチウム塩を含んでいてもよい。「有機リチウム塩」とは、炭素原子をアニオンに含み、アセトニトリルに可溶なリチウム塩をいう。 The nonaqueous electrolyte of this embodiment may further contain an organic lithium salt. "Organic lithium salt" refers to a lithium salt that contains a carbon atom in the anion and is soluble in acetonitrile.

有機リチウム塩としては、シュウ酸基を有する有機リチウム塩を挙げることができる。シュウ酸基を有する有機リチウム塩の具体例としては、例えば、LiB(C、LiBF(C)、LiPF(C)、及びLiPF(Cのそれぞれで表される有機リチウム塩等が挙げられ、中でもLiB(C及びLiBF(C)で表されるリチウム塩から選ばれる少なくとも1種のリチウム塩が好ましい。また、これらのうちの1種又は2種以上を、フッ素含有無機リチウム塩と共に使用することがより好ましい。このシュウ酸基を有する有機リチウム塩は、非水系電解液に添加する他、負極(負極活物質層)に含有させてもよい。 The organic lithium salt may be an organic lithium salt having an oxalic acid group. Specific examples of the organic lithium salt having an oxalic acid group include, for example, organic lithium salts represented by LiB(C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiPF 4 (C 2 O 4 ), and LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , and the like, among which at least one lithium salt selected from the lithium salts represented by LiB(C 2 O 4 ) 2 and LiBF 2 (C 2 O 4 ) is preferred. It is more preferable to use one or more of these together with a fluorine-containing inorganic lithium salt. The organic lithium salt having an oxalic acid group may be added to a non-aqueous electrolyte solution or may be contained in the negative electrode (negative electrode active material layer).

シュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液への添加量は、その使用による効果をより良好に確保する観点から、非水系電解液の非水系溶媒1L当たりの量として、0.005モル以上であることが好ましく、0.02モル以上であることがより好ましく、0.05モル以上であることが更に好ましい。ただし、前記シュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液中の量が多すぎると析出する恐れがある。よって、前記シュウ酸基を有する有機リチウム塩の非水系電解液への添加量は、非水系電解液の非水系溶媒1L当たりの量で、1.0モル未満であることが好ましく、0.5モル未満であることがより好ましく、0.2モル未満であることが更に好ましい。 From the viewpoint of better ensuring the effect of its use, the amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group added to the non-aqueous electrolyte is preferably 0.005 mol or more, more preferably 0.02 mol or more, and even more preferably 0.05 mol or more, per 1 L of the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte. However, if the amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group in the non-aqueous electrolyte is too large, there is a risk of precipitation. Therefore, the amount of the organic lithium salt having an oxalic acid group added to the non-aqueous electrolyte is preferably less than 1.0 mol, more preferably less than 0.5 mol, and even more preferably less than 0.2 mol, per 1 L of the non-aqueous solvent of the non-aqueous electrolyte.

シュウ酸基を有する有機リチウム塩は、極性の低い有機溶媒、特に鎖状カーボネートに対して難溶性であることが知られている。シュウ酸基を有する有機リチウム塩は、微量のシュウ酸リチウムを含有している場合があり、更に、非水系電解液として混合するときにも、他の原料に含まれる微量の水分と反応して、シュウ酸リチウムの白色沈殿を新たに発生させる場合がある。従って、本実施形態の非水系電解液におけるシュウ酸リチウムの含有量は、特に限定するものでないが、0~500ppmであることが好ましい。 It is known that organic lithium salts having an oxalic acid group are poorly soluble in organic solvents with low polarity, particularly in chain carbonates. Organic lithium salts having an oxalic acid group may contain a small amount of lithium oxalate, and when mixed to form a non-aqueous electrolyte solution, they may react with the small amount of moisture contained in other raw materials to generate new white precipitates of lithium oxalate. Therefore, the content of lithium oxalate in the non-aqueous electrolyte solution of this embodiment is not particularly limited, but is preferably 0 to 500 ppm.

本実施形態におけるリチウム塩として、上記以外に、一般に非水系二次電池用に用いられているリチウム塩を補助的に添加してもよい。その他のリチウム塩の具体例としては、例えば、LiClO、LiAlO、LiAlCl、LiB10Cl10、クロロボランLi等のフッ素原子をアニオンに含まない無機リチウム塩;LiCFSO、LiCFCO、Li(SO、LiC(CFSO、LiC(2n+1)SO(式中、n≧2)、低級脂肪族カルボン酸Li、四フェニルホウ酸Li、LiB(C等の有機リチウム塩;LiPF(CF)等のLiPF(C2p+16-n〔式中、nは1~5の整数であり、pは1~8の整数である〕で表される有機リチウム塩;LiBF(CF)等のLiBF(C2s+14-q〔式中、qは1~3の整数であり、sは1~8の整数である〕で表される有機リチウム塩;多価アニオンと結合されたリチウム塩;下記式(a):
LiC(SO)(SO)(SO) (a)
{式中、R、R、及びRは、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1~8のパーフルオロアルキル基を示す。}、
下記式(b):
LiN(SOOR)(SOOR) (b)
{式中、R、及びRは、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1~8のパーフルオロアルキル基を示す。}、及び
下記式(c):
LiN(SO)(SOOR) (c)
{式中、R、及びRは、互いに同一であっても異なっていてもよく、炭素数1~8のパーフルオロアルキル基を示す。}
のそれぞれで表される有機リチウム塩等が挙げられ、これらのうちの1種又は2種以上を、フッ素含有無機リチウム塩と共に使用することができる。
In addition to the above, lithium salts generally used for non-aqueous secondary batteries may be added supplementarily as the lithium salt in this embodiment. Specific examples of other lithium salts include inorganic lithium salts that do not contain a fluorine atom in the anion, such as LiClO 4 , LiAlO 4 , LiAlCl 4 , LiB 10 Cl 10 , and chloroborane Li; organic lithium salts, such as LiCF 3 SO 3 , LiCF 3 CO 2 , Li 2 C 2 F 4 (SO 3 ) 2 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiC n F (2n+1) SO 3 (wherein n ≧ 2), lower aliphatic carboxylic acid Li, tetraphenylborate Li, and LiB(C 3 O 4 H 2 ) 2 ; and LiPF n (C p F 2p+1 ) 6-n, such as LiPF 5 (CF 3 ). an organic lithium salt represented by the formula: (wherein n is an integer of 1 to 5, and p is an integer of 1 to 8); an organic lithium salt represented by LiBF q (C s F 2s+1 ) 4-q , such as LiBF 3 (CF 3 ), (wherein q is an integer of 1 to 3, and s is an integer of 1 to 8); a lithium salt bonded to a polyvalent anion;
LiC( SO2RA ) ( SO2RB ) ( SO2RC ) (a)
{In the formula, R A , R B , and R C may be the same or different, and each represents a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms.}
The following formula (b):
LiN(SO 2 OR D ) (SO 2 OR E ) (b)
{wherein R D and R E may be the same or different and represent a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms.}, and the following formula (c):
LiN( SO2RF ) ( SO2ORG ) (c)
{In the formula, R F and R G may be the same or different and represent a perfluoroalkyl group having 1 to 8 carbon atoms.}
One or more of these can be used together with the fluorine-containing inorganic lithium salt.

<亜硫酸エステル化合物>
本実施形態において、非水系電解液は、下記一般式(I):
{式中、R、及びRは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい、炭素数1~4のアルキル基であるか、又はRとRは、結合して環状を形成してよい}
で表される亜硫酸エステル化合物を含む。
<Sulfite Compound>
In this embodiment, the nonaqueous electrolyte solution is a compound represented by the following general formula (I):
In the formula, R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, or R 1 and R 2 may be bonded to form a ring.
The sulfite ester compound includes a sulfite ester compound represented by the formula:

一般式(I)において、R及びRは、それぞれ独立に、炭素数1~4の無置換アルキル基、又は水素原子が一部あるいは全部がフッ素原子で置換された炭素数1~4のフルオロアルキル基でよい。また、R及びRが結合して、亜硫酸エステル化合物を環状にする場合には、RとRの連結部は、炭素数2~8を有してよい。 In general formula (I), R1 and R2 may each independently be an unsubstituted alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a fluoroalkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which some or all of the hydrogen atoms have been substituted with fluorine atoms. When R1 and R2 are bonded to form a cyclic sulfite ester compound, the linkage between R1 and R2 may have 2 to 8 carbon atoms.

亜硫酸エステル化合物の具体例としては、ジメチルサルファイト、ジエチルサルファイト、ジプロピルサルファイト、ジブチルサルファイト、ジイソプロピルサルファイト、ジ(2-ブチル)サルファイト、エチレンサルファイト、1,2-プロピレンサルファイト、1,3-プロピレンサルファイト、メチル-1,3-プロピレンサルファイト、ブチレンサルファイトなどが挙げられる。この中でも、エチレンサルファイトが、電極保護効果の高い保護被膜を形成する観点から好ましい。 Specific examples of sulfite ester compounds include dimethyl sulfite, diethyl sulfite, dipropyl sulfite, dibutyl sulfite, diisopropyl sulfite, di(2-butyl) sulfite, ethylene sulfite, 1,2-propylene sulfite, 1,3-propylene sulfite, methyl-1,3-propylene sulfite, butylene sulfite, etc. Among these, ethylene sulfite is preferred from the viewpoint of forming a protective coating that has a high electrode protection effect.

亜硫酸エステル化合物の含有量については、上記非水系溶媒の全量に対して、1体積%以上5体積%以下であることが好ましく、2体積%以上4体積%以下であることがより好ましい。亜硫酸エステル化合物の含有量が、非水系溶媒の全量に対して1体積%以上である場合、電極保護効果が得られる傾向にある。また、亜硫酸エステル化合物を非水系溶媒の全量に対して5%以下で含有させた場合、電極反応の阻害を抑制する傾向がある。 The content of the sulfite ester compound is preferably 1% by volume or more and 5% by volume or less, and more preferably 2% by volume or more and 4% by volume or less, based on the total amount of the non-aqueous solvent. When the content of the sulfite ester compound is 1% by volume or more based on the total amount of the non-aqueous solvent, an electrode protection effect tends to be obtained. Also, when the sulfite ester compound is contained at 5% or less based on the total amount of the non-aqueous solvent, inhibition of the electrode reaction tends to be suppressed.

<電極保護用添加剤>
また、本実施形態における電解液には、その他の電極を保護する添加剤が含まれていてもよい。その他の電極保護用添加剤としては、本発明による課題解決を阻害しないものであれば特に制限はない。リチウム塩を溶解する溶媒としての役割を担う物質(すなわち上述の非水系溶媒)と実質的に重複してもよい。電極保護用添加剤は、本実施形態における電解液及び非水系二次電池の性能向上に寄与する物質であることが好ましいが、電気化学的な反応には直接関与しない物質をも包含する。
<Additives for electrode protection>
The electrolyte in this embodiment may also contain additives that protect other electrodes. There are no particular limitations on the additives for protecting the electrodes as long as they do not impede the problem-solving of the present invention. The additives may substantially overlap with the substance that plays the role of a solvent for dissolving lithium salts (i.e., the above-mentioned non-aqueous solvent). The additives for protecting the electrodes are preferably substances that contribute to improving the performance of the electrolyte and non-aqueous secondary battery in this embodiment, but also include substances that are not directly involved in electrochemical reactions.

電極保護用添加剤の具体例としては、例えば、4-フルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、シス-4,5-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、トランス-4,5-ジフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4,5-トリフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、4,4,5,5-テトラフルオロ-1,3-ジオキソラン-2-オン、及び4,4,5-トリフルオロ-5-メチル-1,3-ジオキソラン-2-オンに代表されるフルオロエチレンカーボネート;ビニレンカーボネート、4,5-ジメチルビニレンカーボネート、及びビニルエチレンカーボネートに代表される不飽和結合含有環状カーボネート;γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、δ-バレロラクトン、δ-カプロラクトン、及びε-カプロラクトンに代表されるラクトン;1,4-ジオキサンに代表される環状エーテル;スルホラン、3-スルホレン、3-メチルスルホラン、1,3-プロパンスルトン、1,4-ブタンスルトン、1-プロペン1,3-スルトン、及びテトラメチレンスルホキシドに代表される環状硫黄化合物;無水酢酸、無水プロピオン酸、無水安息香酸に代表される鎖状酸無水物;マロン酸無水物、無水コハク酸、グルタル酸無水物、無水マレイン酸、無水フタル酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸無水物、2,3-ナフタレンジカルボン酸無水物、又は、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物に代表される環状酸無水物;異なる2種類のカルボン酸、又はカルボン酸とスルホン酸等、違う種類の酸が脱水縮合した構造の混合酸無水物が挙げられる。これらは1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いられる。 Specific examples of electrode protection additives include, for example, 4-fluoro-1,3-dioxolane-2-one, 4,4-difluoro-1,3-dioxolane-2-one, cis-4,5-difluoro-1,3-dioxolane-2-one, trans-4,5-difluoro-1,3-dioxolane-2-one, 4,4,5-trifluoro-1,3-dioxolane-2-one, 4,4,5,5-tetrafluoro-1,3 fluoroethylene carbonates such as 4,4,5-trifluoro-5-methyl-1,3-dioxolane-2-one, and 4,4,5-trifluoro-5-methyl-1,3-dioxolane-2-one; unsaturated bond-containing cyclic carbonates such as vinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, and vinylethylene carbonate; γ-butyrolactone, γ-valerolactone, γ-caprolactone, δ-valerolactone, δ- Examples of the acid anhydrides include lactones such as caprolactone and ε-caprolactone; cyclic ethers such as 1,4-dioxane; cyclic sulfur compounds such as sulfolane, 3-sulfolene, 3-methylsulfolane, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1-propene 1,3-sultone, and tetramethylene sulfoxide; chain acid anhydrides such as acetic anhydride, propionic anhydride, and benzoic anhydride; cyclic acid anhydrides such as malonic anhydride, succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, 1,2-cyclohexanedicarboxylic anhydride, 2,3-naphthalene dicarboxylic anhydride, and naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride; and mixed acid anhydrides having a structure in which different types of acids, such as two different types of carboxylic acids or a carboxylic acid and a sulfonic acid, are dehydrated and condensed. These may be used alone or in combination of two or more types.

本実施形態における電解液中の電極保護用添加剤の含有量については、特に制限はないが、非水系溶媒の全量に対する電極保護用添加剤の含有量として、0.1~30体積%であることが好ましく、0.3~15体積%であることがより好ましく、0.5~4体積%であることが更に好ましい。 In this embodiment, the content of the electrode protection additive in the electrolyte is not particularly limited, but the content of the electrode protection additive relative to the total amount of the non-aqueous solvent is preferably 0.1 to 30 volume %, more preferably 0.3 to 15 volume %, and even more preferably 0.5 to 4 volume %.

本実施形態においては、電極保護用添加剤の含有量が多いほど電解液の劣化が抑えられる。しかしながら、電極保護用添加剤の含有量が少ないほど非水系二次電池の低温環境下における高出力特性が向上することになる。従って、電極保護用添加剤の含有量を上述の範囲内に調整することによって、非水系二次電池としての基本的な機能を損なうことなく、電解液の高イオン伝導度に基づく優れた性能を最大限に発揮することができる傾向にある。このような組成で電解液を調製することにより、非水系二次電池のサイクル性能、低温環境下における高出力性能及びその他の電池特性の全てを一層良好なものとすることができる傾向にある。 In this embodiment, the greater the content of the electrode protection additive, the more the deterioration of the electrolyte is suppressed. However, the smaller the content of the electrode protection additive, the more the high-output characteristics of the non-aqueous secondary battery in a low-temperature environment are improved. Therefore, by adjusting the content of the electrode protection additive within the above-mentioned range, it tends to be possible to maximize the excellent performance based on the high ionic conductivity of the electrolyte without impairing the basic functions of the non-aqueous secondary battery. By preparing the electrolyte with such a composition, it tends to be possible to further improve all of the cycle performance of the non-aqueous secondary battery, the high-output performance in a low-temperature environment, and other battery characteristics.

なお、非水系溶媒の一成分であるアセトニトリルは電気化学的に還元分解され易いため、該アセトニトリルを含む非水系溶媒は、負極への保護被膜形成のための電極保護用添加剤として環状の非プロトン性極性溶媒を1種以上含むことが好ましく、不飽和結合含有環状カーボネートを1種以上含むことがより好ましい。 In addition, since acetonitrile, which is one component of the non-aqueous solvent, is easily decomposed by electrochemical reduction, the non-aqueous solvent containing acetonitrile preferably contains one or more cyclic aprotic polar solvents as an electrode protection additive for forming a protective film on the negative electrode, and more preferably contains one or more unsaturated bond-containing cyclic carbonates.

不飽和結合含有環状カーボネートとしてはビニレンカーボネートが好ましく、ビニレンカーボネートの含有量は、非水系電解液中、0.1体積%以上4体積%以下であることが好ましく、0.2体積%以上3体積%未満であることがより好ましく、0.5体積%以上2.5体積%未満であることが更に好ましい。これにより、低温耐久性をより効果的に向上させることができ、低温性能に優れた二次電池を提供することが可能になる。 As the unsaturated bond-containing cyclic carbonate, vinylene carbonate is preferred, and the content of vinylene carbonate in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 vol.% or more and 4 vol.% or less, more preferably 0.2 vol.% or more and less than 3 vol.%, and even more preferably 0.5 vol.% or more and less than 2.5 vol.%. This makes it possible to more effectively improve low-temperature durability and provide a secondary battery with excellent low-temperature performance.

電極保護用添加剤としてのビニレンカーボネートは負極表面でのアセトニトリルの還元分解反応を抑制するため、必須である場合が多く、不足すると電池性能が急激に低下する可能性がある。一方で、過剰な被膜形成は低温性能の低下を招く。そこで、ビニレンカーボネートの添加量を上記の範囲内に調整することで、界面(被膜)抵抗を低く抑えることができ、低温時のサイクル劣化を抑制することができる。 Vinylene carbonate is often essential as an electrode protection additive because it suppresses the reductive decomposition reaction of acetonitrile on the negative electrode surface, and a deficiency can lead to a rapid decline in battery performance. On the other hand, excessive film formation leads to a decline in low-temperature performance. Therefore, by adjusting the amount of vinylene carbonate added to fall within the above range, it is possible to keep the interface (film) resistance low and suppress cycle deterioration at low temperatures.

<その他の任意的添加剤>
本実施形態においては、非水系二次電池の充放電サイクル特性の改善、高温貯蔵性、安全性の向上(例えば過充電防止等)等の目的で、非水系電解液に、例えば、スルホン酸エステル、ジフェニルジスルフィド、シクロヘキシルベンゼン、ビフェニル、フルオロベンゼン、tert-ブチルベンゼン、リン酸エステル〔エチルジエチルホスホノアセテート(EDPA):(CO)(P=O)-CH(C=O)OC、リン酸トリス(トリフルオロエチル)(TFEP):(CFCHO)P=O、リン酸トリフェニル(TPP):(CO)P=O:(CH=CHCHO)P=O、リン酸トリアリル等〕、非共有電子対周辺に立体障害のない窒素含有環状化合物〔ピリジン、1-メチル-1H-ベンゾトリアゾール、1-メチルピラゾール等〕等、及びこれらの化合物の誘導体等から選択される任意的添加剤を、適宜含有させることもできる。特にリン酸エステルは、貯蔵時の副反応を抑制する作用があり、効果的である。
<Other optional additives>
In this embodiment, for the purpose of improving the charge/discharge cycle characteristics, high-temperature storage properties, and safety (e.g., prevention of overcharging) of the nonaqueous secondary battery, a nonaqueous electrolyte solution is used containing, for example, a sulfonic acid ester, diphenyl disulfide, cyclohexylbenzene, biphenyl, fluorobenzene, tert-butylbenzene, a phosphoric acid ester [ethyl diethylphosphonoacetate (EDPA): (C 2 H 5 O) 2 (P═O)—CH 2 (C═O)OC 2 H 5 , tris(trifluoroethyl)phosphate (TFEP): (CF 3 CH 2 O) 3 P═O, triphenyl phosphate (TPP): (C 6 H 5 O) 3 P═O: (CH 2 ═CHCH 2 O) 3 It is also possible to appropriately contain an optional additive selected from compounds such as cyclic compounds containing nitrogen with no steric hindrance around the unshared electron pair (e.g., pyridine, 1-methyl-1H-benzotriazole, 1-methylpyrazole), and derivatives of these compounds. Phosphate esters are particularly effective because they have the effect of suppressing side reactions during storage.

本実施形態におけるその他の任意的添加剤の含有量は、非水系電解液を構成する全ての成分の合計質量に対する質量百分率にて算出される。その他の任意的添加剤の含有量について、特に制限はないが、非水系電解液の全量に対し、0.01質量%以上10質量%以下の範囲であることが好ましく、0.02質量%以上5質量%以下であることがより好ましく、0.05~3質量%であることが更に好ましい。その他の任意的添加剤の含有量を上述の範囲内に調整することによって、非水系二次電池としての基本的な機能を損なうことなく、より一層良好な電池特性を付加することができる傾向にある。 The content of the other optional additives in this embodiment is calculated as a mass percentage relative to the total mass of all components constituting the nonaqueous electrolyte. There are no particular limitations on the content of the other optional additives, but it is preferably in the range of 0.01% by mass to 10% by mass, more preferably 0.02% by mass to 5% by mass, and even more preferably 0.05 to 3% by mass, relative to the total amount of the nonaqueous electrolyte. By adjusting the content of the other optional additives within the above range, it tends to be possible to add even better battery characteristics without impairing the basic functions as a nonaqueous secondary battery.

<SO 2-含有量調整工程>
一般的に市販されている亜硫酸エステル化合物を使用した場合、SO 2-が一定量含まれる。本発明における非水系電解液は、SO 2-を特定の濃度(含有量)範囲内に調整することで、電池の出力特性を維持しつつ、高温環境下での電池特性の劣化を抑制する効果を与えるものである。この効果の要因は十分に解明できていないが、通常であれば電極界面で分解して電気抵抗となると考えられているSO 2-のようなイオンを含む物質が、特定の濃度範囲内で電解液に含まれることで、逆に例えば85℃程度の高温でもアセトニトリルの分解を抑制できる被膜を負極界面に形成し、高温安定性が向上したものと推定される。
<SO 4 2- content adjustment process>
When a commercially available sulfite compound is used, a certain amount of SO 4 2- is contained. The nonaqueous electrolyte of the present invention provides an effect of suppressing the deterioration of battery characteristics in a high-temperature environment while maintaining the output characteristics of the battery by adjusting the concentration (content) of SO 4 2- within a specific range. Although the cause of this effect has not been fully elucidated, it is presumed that a substance containing ions such as SO 4 2-, which is usually considered to decompose at the electrode interface and become electric resistance, is contained in the electrolyte within a specific concentration range, thereby forming a coating at the negative electrode interface that can suppress the decomposition of acetonitrile even at a high temperature of, for example, about 85°C, thereby improving high-temperature stability.

非水系電解液において、SO 2-の含有量が少なすぎると、十分な被膜形成効果が得られず、また、多すぎても界面(被膜)抵抗を増大させて、出力性能の低下を招く。非水系電解液におけるSO 2-の含有量は、非水系電解液に対して、10ppm以上500ppm以下の範囲であり、20ppm以上350ppm以下の範囲であることが好ましい。 If the content of SO 4 2- in the non-aqueous electrolyte is too low, a sufficient coating film formation effect cannot be obtained, and if the content is too high, the interface (coating) resistance increases, resulting in a decrease in output performance. The content of SO 4 2- in the non-aqueous electrolyte is in the range of 10 ppm to 500 ppm, and preferably in the range of 20 ppm to 350 ppm, relative to the non-aqueous electrolyte.

本発明におけるSO 2-の含有量を調整する方法としては、例えば、非水系溶媒に亜硫酸エステル化合物を溶解させた後、混合溶液中にモレキュラーシーブを加えて一定時間置くことで、SO 2-を低減することができる。その後、混合溶液中のSO 2-の含有量を確認し、上記で説明された濃度範囲内にあれば良いので維持するが、多すぎる場合にはモレキュラーシーブとの接触時間を延ばし、少なすぎる場合は不足しているアニオンを含む塩を非水系電解液へ必要な量添加することで調整できる。この際に使用する塩のカチオンとしては、リチウムが好ましい。モレキュラーシーブは、市販のものを用いてもよく、合成したものを用いてもよい。また、混合溶液にモレキュラーシーブを加えた後は、適宜、加温または攪拌してもよい。 As a method for adjusting the content of SO 4 2- in the present invention, for example, after dissolving a sulfite ester compound in a non-aqueous solvent, a molecular sieve is added to the mixed solution and left for a certain period of time, so that SO 4 2- can be reduced. Thereafter, the content of SO 4 2- in the mixed solution is confirmed, and it is maintained as long as it is within the concentration range described above, but if it is too much, the contact time with the molecular sieve is extended, and if it is too little, it can be adjusted by adding a required amount of a salt containing the missing anion to the non-aqueous electrolyte. Lithium is preferable as the cation of the salt used in this case. The molecular sieve may be a commercially available one or may be a synthesized one. In addition, after adding the molecular sieve to the mixed solution, it may be heated or stirred as appropriate.

<セパレータ>
本実施形態における非水系二次電池100は、正極150及び負極160の短絡防止、シャットダウン等の安全性付与の観点から、正極150と負極160との間にセパレータ170を備えることが好ましい。セパレータ170としては、限定されるものではないが、公知の非水系二次電池に備えられるものと同様のものを用いてもよく、イオン透過性が大きく、機械的強度に優れる絶縁性の薄膜が好ましい。セパレータ170としては、例えば、織布、不織布、合成樹脂製微多孔膜等が挙げられ、これらの中でも、合成樹脂製微多孔膜が好ましい。
<Separator>
In the present embodiment, the non-aqueous secondary battery 100 is preferably provided with a separator 170 between the positive electrode 150 and the negative electrode 160 from the viewpoint of preventing short circuits between the positive electrode 150 and the negative electrode 160 and providing safety such as shutdown. The separator 170 is not limited, but may be the same as that provided in known non-aqueous secondary batteries, and is preferably an insulating thin film having high ion permeability and excellent mechanical strength. Examples of the separator 170 include woven fabric, non-woven fabric, and synthetic resin microporous membrane, and among these, synthetic resin microporous membrane is preferable.

合成樹脂製微多孔膜としては、例えば、ポリエチレン又はポリプロピレンを主成分として含有する微多孔膜、又は、これらのポリオレフィンの双方を含有する微多孔膜等のポリオレフィン系微多孔膜が好適に用いられる。不織布としては、例えば、ガラス製、セラミック製、ポリオレフィン製、ポリエステル製、ポリアミド製、液晶ポリエステル製、アラミド製等の耐熱樹脂製の多孔膜が挙げられる。 As a synthetic resin microporous film, for example, a microporous film containing polyethylene or polypropylene as a main component, or a polyolefin-based microporous film such as a microporous film containing both of these polyolefins is preferably used. As a nonwoven fabric, for example, a porous film made of a heat-resistant resin such as glass, ceramic, polyolefin, polyester, polyamide, liquid crystal polyester, or aramid can be used.

セパレータ170は、1種の微多孔膜を単層又は複数積層した構成であってもよく、2種以上の微多孔膜を積層したものであってもよい。セパレータ170は、2種以上の樹脂材料を溶融混錬した混合樹脂材料を用いて、単層又は複数層に積層した構成であってもよい。 The separator 170 may be configured as a single layer or multiple layers of one type of microporous film, or may be configured as a stack of two or more types of microporous films. The separator 170 may be configured as a single layer or multiple layers of a mixed resin material formed by melting and kneading two or more types of resin materials.

機能付与を目的として、セパレータの表層又は内部に無機粒子を存在させてもよく、その他の有機層を更に塗工又は積層してもよい。また、セパレータは、架橋構造を含むものであってもよい。非水系二次電池の安全性能を高めるため、これらの手法は、必要に応じ組み合わせてもよい。 For the purpose of imparting functionality, inorganic particles may be present on the surface or inside of the separator, and other organic layers may be further coated or laminated. The separator may also include a crosslinked structure. In order to improve the safety performance of the nonaqueous secondary battery, these methods may be combined as necessary.

このようなセパレータ170を用いることで、特に上記の高出力用途のリチウムイオン二次電池に求められる良好な入出力特性、低い自己放電特性を実現することができる。セパレータとして使用される微多孔膜の膜厚は、特に限定はないが、膜強度の観点から1μm以上であることが好ましく、透過性の観点より500μm以下であることが好ましい。安全性試験など、発熱量が比較的高く、従来以上の自己放電特性を求められる高出力用途に使用されるという観点および、大型の電池捲回機での捲回性の観点から、セパレータの膜厚は、5μm以上30μm以下であることが好ましく、10μm以上25μm以下であることがより好ましい。なお、セパレータの膜厚は、耐ショート性能と出力性能の両立を重視する場合には、15μm以上25μm以下であることが更に好ましいが、高エネルギー密度化と出力性能の両立を重視する場合には、10μm以上15μm未満であることが更に好ましい。セパレータの気孔率は、高出力時のリチウムイオンの急速な移動に追従する観点から、30%以上90%以下が好ましく、35%以上80%以下がより好ましく、40%以上70%以下が更に好ましい。なお、セパレータの気孔率は、安全性を確保しつつ出力性能の向上を優先に考えた場合には、50%以上70%以下が特に好ましく、耐ショート性能と出力性能の両立を重視する場合には、40%以上50%未満が特に好ましい。セパレータの透気度は、膜厚、気孔率とのバランスの観点から、1秒/100cm以上400秒/100cm以下が好ましく、100秒/100cm以上350/100cm以下がより好ましい。なお、セパレータの透気度は、耐ショート性能と出力性能の両立を重視する場合には、150秒/100cm以上350秒/100cm以下が特に好ましく、安全性を確保しつつ出力性能の向上を優先的に考えた場合には、100/100cm秒以上150秒/100cm未満が特に好ましい。一方で、イオン伝導度の低い非水系電解液と上記範囲内のセパレータを組み合わせた場合、リチウムイオンの移動速度がセパレータの構造ではなく、電解液のイオン伝導度の高さが律速となり、期待したような入出力特性が得られない傾向がある。そのため、非水系電解液のイオン伝導度は、10mS/cm以上が好ましく、15mS/cm以上がより好ましく、20mS/cm以上が更に好ましい。ただし、セパレータの膜厚、透気度及び気孔率、並びに非水系電解液のイオン伝導度は上記の例に限定されない。 By using such a separator 170, it is possible to realize good input/output characteristics and low self-discharge characteristics required for lithium ion secondary batteries for high-power applications. The thickness of the microporous membrane used as the separator is not particularly limited, but is preferably 1 μm or more from the viewpoint of membrane strength, and is preferably 500 μm or less from the viewpoint of permeability. From the viewpoint of use in high-power applications where the amount of heat generated is relatively high and self-discharge characteristics higher than conventional ones are required, such as safety tests, and from the viewpoint of winding properties in a large battery winding machine, the thickness of the separator is preferably 5 μm or more and 30 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 25 μm or less. In addition, when attaching importance to both short-circuit resistance performance and output performance, the thickness of the separator is more preferably 15 μm or more and 25 μm or less, but when attaching importance to both high energy density and output performance, it is more preferably 10 μm or more and less than 15 μm. The porosity of the separator is preferably 30% to 90%, more preferably 35% to 80%, and even more preferably 40% to 70% from the viewpoint of following the rapid movement of lithium ions at high output. In addition, the porosity of the separator is particularly preferably 50% to 70% when priority is given to improving output performance while ensuring safety, and is particularly preferably 40% to less than 50% when emphasis is placed on both short-circuit resistance and output performance. The air permeability of the separator is preferably 1 sec/100 cm 3 to 400 sec/100 cm 3 , more preferably 100 sec/100 cm 3 to 350/100 cm 3 , from the viewpoint of balance between the membrane thickness and the porosity. In addition, when the compatibility of short circuit resistance performance and output performance is emphasized, the air permeability of the separator is particularly preferably 150 seconds/100 cm 3 or more and 350 seconds/100 cm 3 or less, and when priority is given to improving output performance while ensuring safety, it is particularly preferable that it is 100/100 cm 3 seconds or more and less than 150 seconds/100 cm 3. On the other hand, when a non-aqueous electrolyte solution with low ion conductivity is combined with a separator within the above range, the lithium ion migration rate is not determined by the structure of the separator, but by the high ion conductivity of the electrolyte solution, and the expected input/output characteristics tend not to be obtained. Therefore, the ion conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is preferably 10 mS/cm or more, more preferably 15 mS/cm or more, and even more preferably 20 mS/cm or more. However, the membrane thickness, air permeability and porosity of the separator, and the ion conductivity of the non-aqueous electrolyte solution are not limited to the above examples.

<電池外装>
本実施形態における非水系二次電池100の電池外装110の構成は特に限定されないが、例えば、電池缶及びラミネートフィルム外装体のいずれかの電池外装を用いることができる。電池缶としては、例えば、スチール、ステンレス、アルミニウム、又はクラッド材等から成る角型、角筒型、円筒型、楕円型、扁平型、コイン型、又はボタン型等の金属缶を用いることができる。ラミネートフィルム外装体としては、例えば、熱溶融樹脂/金属フィルム/樹脂の3層構成から成るラミネートフィルムを用いることができる。
<Battery exterior>
The configuration of the battery exterior 110 of the nonaqueous secondary battery 100 in this embodiment is not particularly limited, and for example, any of the battery exteriors of a battery can and a laminate film exterior body can be used. As the battery can, for example, a metal can such as a square, rectangular tube, cylindrical, elliptical, flat, coin, or button type made of steel, stainless steel, aluminum, clad material, etc. can be used. As the laminate film exterior body, for example, a laminate film made of a three-layer structure of a heat-melting resin/metal film/resin can be used.

ラミネートフィルム外装体は、熱溶融樹脂側を内側に向けた状態で2枚重ねて、又は熱溶融樹脂側を内側に向けた状態となるように折り曲げて、端部をヒートシールにより封止した状態で外装体として用いることができる。ラミネートフィルム外装体を用いる場合、正極集電体に正極リード体130(又は正極端子及び正極端子と接続するリードタブ)を接続し、負極集電体に負極リード体140(又は負極端子及び負極端子と接続するリードタブ)を接続してもよい。この場合、正極リード体130及び負極リード体140(又は正極端子及び負極端子のそれぞれに接続されたリードタブ)の端部が外装体の外部に引き出された状態でラミネートフィルム外装体を封止してもよい。 The laminate film exterior body can be used as an exterior body by stacking two sheets with the heat-melting resin side facing inward, or by folding the laminate film exterior body so that the heat-melting resin side faces inward and sealing the ends with heat sealing. When using a laminate film exterior body, the positive electrode lead body 130 (or a lead tab connected to the positive electrode terminal and the positive electrode terminal) may be connected to the positive electrode current collector, and the negative electrode lead body 140 (or a lead tab connected to the negative electrode terminal and the negative electrode terminal) may be connected to the negative electrode current collector. In this case, the laminate film exterior body may be sealed with the ends of the positive electrode lead body 130 and the negative electrode lead body 140 (or the lead tabs connected to the positive electrode terminal and the negative electrode terminal, respectively) pulled out to the outside of the exterior body.

<非水系二次電池の形状>
本実施形態の非水系二次電池の形状は、特に限定されず、例えば、円筒形、楕円形、角筒型、ボタン形、コイン形、扁平形、ラミネート形等に適用できる。
<Shape of non-aqueous secondary battery>
The shape of the nonaqueous secondary battery of this embodiment is not particularly limited, and may be, for example, a cylindrical shape, an elliptical shape, a rectangular tube shape, a button shape, a coin shape, a flat shape, a laminate shape, or the like.

<非水系二次電池の製造方法>
本実施形態における非水系二次電池100は、上述の非水系電解液、集電体の片面又は両面に正極活物質層を有する正極150、集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極160、及び電池外装110、並びに必要に応じてセパレータ170を用いて、公知の方法により作製される。
<Method of manufacturing non-aqueous secondary battery>
The nonaqueous secondary battery 100 in this embodiment is produced by a known method using the above-mentioned nonaqueous electrolyte solution, a positive electrode 150 having a positive electrode active material layer on one or both sides of a current collector, a negative electrode 160 having a negative electrode active material layer on one or both sides of a current collector, a battery exterior 110, and, if necessary, a separator 170.

先ず、正極150及び負極160、並びに必要に応じてセパレータ170から成る積層体を形成する。例えば、長尺の正極150と負極160とを、正極150と負極160との間に該長尺のセパレータを介在させた積層状態で巻回して巻回構造の積層体を形成する態様;正極150及び負極160を一定の面積と形状とを有する複数枚のシートに切断して得た正極シートと負極シートとを、セパレータシートを介して交互に積層した積層構造の積層体を形成する態様;長尺のセパレータをつづら折りにして、該つづら折りになったセパレータ同士の間に交互に正極体シートと負極体シートとを挿入した積層構造の積層体を形成する態様;等が可能である。 First, a laminate consisting of the positive electrode 150, the negative electrode 160, and, if necessary, the separator 170 is formed. For example, a laminate having a wound structure is formed by winding the long positive electrode 150 and the negative electrode 160 in a stacked state with the long separator interposed between the positive electrode 150 and the negative electrode 160; a laminate having a stacked structure is formed by alternately stacking the positive electrode sheets and the negative electrode sheets obtained by cutting the positive electrode 150 and the negative electrode 160 into a plurality of sheets having a certain area and shape with a separator sheet between them; a laminate having a stacked structure is formed by folding the long separator in a zigzag manner and alternately inserting the positive electrode sheets and the negative electrode sheets between the zigzag separators; and the like.

次いで、電池外装110(電池ケース)内に上述の積層体を収容して、本実施形態に係る電解液を電池ケース内部に注液し、積層体を電解液に浸漬して封印することによって、本実施形態における非水系二次電池を作製することができる。 Next, the above-mentioned laminate is housed in a battery exterior 110 (battery case), the electrolyte solution according to this embodiment is poured into the battery case, and the laminate is immersed in the electrolyte solution and sealed, thereby producing the nonaqueous secondary battery according to this embodiment.

別の実施形態では、電解液を高分子材料から成る基材に含浸させることによって、ゲル状態の電解質膜を予め作製しておき、シート状の正極150、負極160、及び電解質膜、並びに必要に応じてセパレータ170を用いて積層構造の積層体を形成した後、電池外装110内に収容して非水系二次電池100を作製することもできる。 In another embodiment, a gel-state electrolyte membrane is prepared in advance by impregnating a substrate made of a polymer material with an electrolyte solution, and a laminate structure is formed using a sheet-like positive electrode 150, a negative electrode 160, and an electrolyte membrane, and a separator 170 as necessary, and then the laminate structure is housed in a battery exterior 110 to prepare a nonaqueous secondary battery 100.

なお、電極の配置が、負極活物質層の外周端と正極活物質層の外周端とが重なる部分が存在するように、又は負極活物質層の非対向部分に幅が小さすぎる箇所が存在するように設計されている場合、電池組み立て時に電極の位置ずれが生じることにより、非水系二次電池における充放電サイクル特性が低下するおそれがある。よって、該非水系二次電池に使用する電極体は、電極の位置を予めポリイミドテープ、ポリフェニレンスルフィドテープ、ポリプロピレン(PP)テープ等のテープ類、接着剤等により、固定しておくことが好ましい。 If the electrodes are arranged so that there is a portion where the outer edge of the negative electrode active material layer overlaps with the outer edge of the positive electrode active material layer, or there is a portion where the width is too small in the non-facing portion of the negative electrode active material layer, the position of the electrodes may be shifted during battery assembly, which may result in a deterioration in the charge-discharge cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery. Therefore, it is preferable to fix the positions of the electrodes in the electrode body used in the non-aqueous secondary battery in advance using tapes such as polyimide tape, polyphenylene sulfide tape, and polypropylene (PP) tape, adhesives, etc.

本実施形態において、アセトニトリルを使用した非水系電解液を用いた場合、その高いイオン伝導性に起因して、非水系二次電池の初回充電時に正極から放出されたリチウムイオンが負極の全体に拡散してしまう可能性がある。非水系二次電池では、正極活物質層よりも負極活物質層の面積を大きくすることが一般的である。しかしながら、負極活物質層のうち正極活物質層と対向していない箇所にまでリチウムイオンが拡散して吸蔵されてしまうと、このリチウムイオンが初回放電時に放出されずに負極に留まることとなる。そのため、該放出されないリチウムイオンの寄与分が不可逆容量となってしまう。こうした理由から、アセトニトリルを含有する非水系電解液を用いた非水系二次電池では、初回充放電効率が低くなってしまう場合がある。 In this embodiment, when a non-aqueous electrolyte using acetonitrile is used, the lithium ions released from the positive electrode during the initial charge of the non-aqueous secondary battery may diffuse throughout the negative electrode due to its high ionic conductivity. In non-aqueous secondary batteries, the area of the negative electrode active material layer is generally made larger than that of the positive electrode active material layer. However, if lithium ions diffuse and are absorbed to a portion of the negative electrode active material layer that does not face the positive electrode active material layer, these lithium ions will not be released during the initial discharge and will remain in the negative electrode. Therefore, the contribution of the lithium ions that are not released becomes the irreversible capacity. For this reason, the initial charge/discharge efficiency may be low in non-aqueous secondary batteries using a non-aqueous electrolyte containing acetonitrile.

一方、負極活物質層よりも正極活物質層の面積が大きいか、又は両者が同じである場合には、充電時に負極活物質層のエッジ部分で電流の集中が起こり易く、リチウムデンドライトが生成し易くなる。 On the other hand, if the area of the positive electrode active material layer is larger than that of the negative electrode active material layer or if the two are the same, current tends to concentrate at the edge of the negative electrode active material layer during charging, making it easier for lithium dendrites to form.

正極活物質層と負極活物質層とが対向する部分の面積に対する、負極活物質層全体の面積の比について、特に制限はないが、上記の理由により、1.0より大きく1.1未満であることが好ましく、1.002より大きく1.09未満であることがより好ましく、1.005より大きく1.08未満であることが更に好ましく、1.01より大きく1.08未満であることが特に好ましい。アセトニトリルを含む非水系電解液を用いた非水系二次電池では、正極活物質層と負極活物質層とが対向する部分の面積に対する、負極活物質層全体の面積の比を小さくすることにより、初回充放電効率を改善できる。 There is no particular restriction on the ratio of the area of the entire negative electrode active material layer to the area of the portion where the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other, but for the reasons described above, it is preferably greater than 1.0 and less than 1.1, more preferably greater than 1.002 and less than 1.09, even more preferably greater than 1.005 and less than 1.08, and particularly preferably greater than 1.01 and less than 1.08. In a non-aqueous secondary battery using a non-aqueous electrolyte solution containing acetonitrile, the initial charge/discharge efficiency can be improved by reducing the ratio of the area of the entire negative electrode active material layer to the area of the portion where the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other.

正極活物質層と負極活物質層とが対向する部分の面積に対する、負極活物質層全体の面積の比を小さくするということは、負極活物質層のうち、正極活物質層と対向していない部分の面積の割合を制限することを意味している。これにより、初回充電時に正極から放出されたリチウムイオンのうち、正極活物質層とは対向していない負極活物質層の部分に吸蔵されるリチウムイオンの量(すなわち、初回放電時に負極から放出されずに不可逆容量となるリチウムイオンの量)を可及的に低減することが可能となる。よって、正極活物質層と負極活物質層とが対向する部分の面積に対する、負極活物質層全体の面積の比を上記の範囲に設計することによって、アセトニトリルを使用することによる電池の負荷特性向上を図りつつ、電池の初回充放電効率を高め、更にリチウムデンドライトの生成も抑えることができるのである。 Reducing the ratio of the area of the entire negative electrode active material layer to the area of the portion where the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other means limiting the ratio of the area of the portion of the negative electrode active material layer that does not face the positive electrode active material layer. This makes it possible to reduce as much as possible the amount of lithium ions absorbed in the portion of the negative electrode active material layer that does not face the positive electrode active material layer among the lithium ions released from the positive electrode during the initial charge (i.e., the amount of lithium ions that are not released from the negative electrode during the initial discharge and become irreversible capacity). Therefore, by designing the ratio of the area of the entire negative electrode active material layer to the area of the portion where the positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer face each other within the above range, it is possible to improve the load characteristics of the battery by using acetonitrile, increase the initial charge/discharge efficiency of the battery, and further suppress the generation of lithium dendrites.

本実施形態における非水系二次電池100は、初回充電により電池として機能し得るが、初回充電のときに電解液の一部が分解することにより安定化する。初回充電の方法について特に制限はないが、初回充電は0.001~0.3Cで行われることが好ましく、0.002~0.25Cで行われることがより好ましく、0.003~0.2Cで行われることが更に好ましい。初回充電が、途中に定電圧充電を経由して行われることも好ましい結果を与える。設計容量を1時間で放電する定電流が1Cである。リチウム塩が電気化学的な反応に関与する電圧範囲を長く設定することによって、安定強固なSEIが電極表面に形成され、内部抵抗の増加を抑制する効果があることの他、反応生成物が負極160のみに強固に固定化されることなく、何らかの形で、正極150、セパレータ170等の、負極160以外の部材にも良好な効果を与える。このため、非水系電解液に溶解したリチウム塩の電気化学的な反応を考慮して初回充電を行うことは、非常に有効である。 The non-aqueous secondary battery 100 in this embodiment can function as a battery by initial charging, but is stabilized by decomposing a part of the electrolyte during the initial charging. There is no particular restriction on the method of initial charging, but the initial charging is preferably performed at 0.001 to 0.3 C, more preferably at 0.002 to 0.25 C, and even more preferably at 0.003 to 0.2 C. A preferable result is also obtained when the initial charging is performed via a constant voltage charge in the middle. The constant current for discharging the design capacity in one hour is 1 C. By setting the voltage range in which the lithium salt is involved in the electrochemical reaction to be long, a stable and strong SEI is formed on the electrode surface, which has the effect of suppressing an increase in internal resistance, and the reaction product is not firmly fixed only to the negative electrode 160, but has a good effect on the members other than the negative electrode 160, such as the positive electrode 150 and the separator 170, in some form. For this reason, it is very effective to perform the initial charging while taking into account the electrochemical reaction of the lithium salt dissolved in the non-aqueous electrolyte.

本実施形態における非水系二次電池100は、複数個の非水系二次電池100を直列又は並列に接続した電池パックとして使用することもできる。電池パックの充放電状態を管理する観点から、電池1個当たりの使用電圧範囲は2V~5Vであることが好ましく、2.5V~5Vであることがより好ましく、2.75V~5Vであることが特に好ましい。 The nonaqueous secondary battery 100 in this embodiment can also be used as a battery pack in which multiple nonaqueous secondary batteries 100 are connected in series or in parallel. From the viewpoint of managing the charge/discharge state of the battery pack, the operating voltage range per battery is preferably 2V to 5V, more preferably 2.5V to 5V, and particularly preferably 2.75V to 5V.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 The above describes the form for implementing the present invention, but the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment. The present invention can be modified in various ways without departing from the gist of the invention.

以下、実施例によって本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples.

(1)非水系電解液の調製
不活性雰囲気下、各種非水系溶媒、各種亜硫酸エステル化合物、及び各種添加剤を、それぞれが所定の濃度になるよう混合し、更に、混合物へ各種リチウム塩をそれぞれ所定の濃度になるよう添加することにより、非水系電解液(S1)~(S6)を調製した。これらの非水系電解液組成を表1に示す。
(1) Preparation of non-aqueous electrolyte solutions Various non-aqueous solvents, various sulfite compounds, and various additives were mixed in an inert atmosphere to give a predetermined concentration, and various lithium salts were added to the mixture to give a predetermined concentration, to prepare non-aqueous electrolyte solutions (S1) to (S6). The compositions of these non-aqueous electrolyte solutions are shown in Table 1.

表1における非水系溶媒、リチウム塩、亜硫酸エステル化合物、及び添加剤の略称は、それぞれ以下の意味である。
(非水系溶媒)
AcN:アセトニトリル
DEC:ジエチルカーボネート
EC:エチレンカーボネート
VC:ビニレンカーボネート
(亜硫酸エステル化合物)
ES:エチレンサルファイト
(リチウム塩)
LiPF:ヘキサフルオロリン酸リチウム
LiFSI:リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LiN(SOF)
The abbreviations for the non-aqueous solvent, lithium salt, sulfite compound, and additives in Table 1 have the following meanings.
(Non-aqueous solvent)
AcN: Acetonitrile DEC: Diethyl carbonate EC: Ethylene carbonate VC: Vinylene carbonate (sulfite ester compound)
ES: Ethylene sulfite (lithium salt)
LiPF6 : Lithium hexafluorophosphate LiFSI: Lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LiN( SO2F ) 2 )

Figure 0007628451000004
Figure 0007628451000004

非水系電解液S1,S2,S3,S4,S5は、調製後にモレキュラーシーブ(関東化学社製 5A 1/16)を非水系電解液10gに対して1g加え、時々攪拌しながら24時間放置した。その後、得られた非水系電解液のSO 2-量をイオンクロマトグラフィーを用いて測定した。S1,S3,S4についてはSO 2-量を凡そ20ppmに、S2についてはSO 2-量を凡そ300ppm程度になるよう調整し、S5については調整を行わず電池評価に使用した。 After preparation, the non-aqueous electrolytes S1, S2, S3, S4, and S5 were added with 1 g of molecular sieve (5A 1/16 manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.) per 10 g of the non-aqueous electrolyte, and left for 24 hours with occasional stirring. The amount of SO 4 2- in the obtained non-aqueous electrolyte was then measured using ion chromatography. The amount of SO 4 2- was adjusted to about 20 ppm for S1, S3, and S4, and to about 300 ppm for S2, and no adjustment was made for S5, which was used for battery evaluation.

また、非水系電解液S6については、調製後のモレキュラーシーブによる処理は行わず電池評価に使用した。 In addition, non-aqueous electrolyte S6 was used for battery evaluation without being treated with molecular sieves after preparation.

(2)コイン型非水系二次電池の作製
(2-1)正極の作製
(A)正極活物質としてオリビン型構造を有するリン酸鉄リチウム(LiFePO)と、(B)導電助剤として、カーボンブラック粉末と、バインダーとして、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)とを、84:10:6の質量比で混合し、正極合剤を得た。
(2) Preparation of coin-type non-aqueous secondary battery (2-1) Preparation of positive electrode (A) Lithium iron phosphate ( LiFePO4 ) having an olivine structure as a positive electrode active material, (B) carbon black powder as a conductive additive, and polyvinylidene fluoride (PVDF) as a binder were mixed in a mass ratio of 84:10:6 to obtain a positive electrode mixture.

得られた正極合剤に溶剤としてN-メチル-2-ピロリドンを固形分68質量%となるように投入して更に混合して、正極合剤含有スラリーを調製した。正極集電体となる厚さ15μm、幅280mmのアルミニウム箔の片面に、この正極合剤含有スラリーの目付量を調節しながら、塗工幅240~250mm、塗工長125mm、無塗工長20mmの塗布パターンになるよう3本ロール式転写コーターを用いて塗布し、熱風乾燥炉で溶剤を乾燥除去した。得られた電極ロールは、両サイドをトリミングカットし、130℃8時間の減圧乾燥を実施した。その後、ロールプレスで正極活物質層の密度が1.9g/cmになるように圧延することにより、正極活物質層と正極集電体とから成る正極を得た。正極集電体を除く目付量は17.5mg/cmであった。 N-methyl-2-pyrrolidone was added as a solvent to the obtained positive electrode mixture so that the solid content was 68 mass% and further mixed to prepare a positive electrode mixture-containing slurry. The positive electrode mixture-containing slurry was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 15 μm and a width of 280 mm, while adjusting the basis weight of the positive electrode mixture-containing slurry, so as to have a coating width of 240 to 250 mm, a coating length of 125 mm, and an uncoated length of 20 mm, using a three-roll transfer coater, and the solvent was dried and removed in a hot air drying oven. The obtained electrode roll was trimmed and cut on both sides, and dried under reduced pressure at 130 ° C. for 8 hours. Thereafter, the positive electrode consisting of the positive electrode active material layer and the positive electrode current collector was obtained by rolling with a roll press so that the density of the positive electrode active material layer was 1.9 g / cm 3. The basis weight excluding the positive electrode current collector was 17.5 mg / cm 2 .

(2-2)負極の作製
負極活物質として、黒鉛粉末と、導電助剤としてカーボンブラック粉末と、バインダーとして、カルボキシメチルセルロース及びスチレンブタジエンゴムとを、負極活物質95.7:導電助剤0.5:バインダー3.8の固形分質量比で混合し、負極合剤を得た。
(2-2) Preparation of Negative Electrode Graphite powder as a negative electrode active material, carbon black powder as a conductive assistant, and carboxymethyl cellulose and styrene-butadiene rubber as binders were mixed in a solid mass ratio of 95.7:0.5:binder to 3.8:negative electrode active material:conductive assistant, to obtain a negative electrode mixture.

得られた負極合剤に溶剤として水を固形分45質量%となるように投入して更に混合して、負極合剤含有スラリーを調製した。負極集電体となる厚さ8μm、幅280mmの銅箔の片面に、この負極合剤含有スラリーの目付量を調節しながら、塗工幅240~250mm、塗工長125mm、無塗工長20mmの塗布パターンになるよう3本ロール式転写コーターを用いて塗布し、熱風乾燥炉で溶剤を乾燥除去した。得られた電極ロールは、両サイドをトリミングカットし、80℃12時間の減圧乾燥を実施した。その後、ロールプレスで負極活物質層の密度が1.5g/cmになるよう圧延して、負極活物質層と負極集電体から成る負極を得た。負極集電体を除く目付量は7.5mg/cmであった。 Water was added as a solvent to the obtained negative electrode mixture so that the solid content was 45% by mass, and further mixed to prepare a negative electrode mixture-containing slurry. The negative electrode mixture-containing slurry was applied to one side of a copper foil having a thickness of 8 μm and a width of 280 mm, while adjusting the basis weight of the negative electrode mixture-containing slurry, so as to have a coating width of 240 to 250 mm, a coating length of 125 mm, and an uncoated length of 20 mm, using a three-roll transfer coater, and the solvent was dried and removed in a hot air drying oven. The obtained electrode roll was trimmed and cut on both sides, and dried under reduced pressure at 80 ° C for 12 hours. Thereafter, the negative electrode active material layer was rolled with a roll press so that the density of the negative electrode active material layer was 1.5 g / cm 3 , and a negative electrode consisting of a negative electrode active material layer and a negative electrode current collector was obtained. The basis weight excluding the negative electrode current collector was 7.5 mg / cm 2 .

(2-3)コイン型非水系二次電池の組み立て
CR2032タイプの電池ケース(SUS304/Alクラッド)にポリプロピレン製ガスケットをセットし、その中央に上述のようにして得られた正極を直径15.958mmの円盤状に打ち抜いたものを、正極活物質層を上向きにしてセットした。その上からガラス繊維濾紙(アドバンテック社製、GA-100)を直径16.156mmの円盤状に打ち抜いたものをセットして、非水系電解液を150μL注入した後、上述のようにして得られた負極を直径16.156mmの円盤状に打ち抜いたものを、負極活物質層を下向きにしてセットした。更にスペーサーとスプリングをセットした後に電池キャップをはめ込み、カシメ機でかしめた。溢れた電解液はウエスで拭き取った。25℃で12時間保持し、積層体に非水系電解液を十分馴染ませてコイン型非水系二次電池を得た。
(2-3) Assembly of coin-type non-aqueous secondary battery A polypropylene gasket was set in a CR2032 type battery case (SUS304/Al clad), and the positive electrode obtained as described above was punched into a disk shape with a diameter of 15.958 mm and set in the center with the positive electrode active material layer facing up. A glass fiber filter paper (GA-100, manufactured by Advantec Co., Ltd.) was punched into a disk shape with a diameter of 16.156 mm and set on top of it, and 150 μL of non-aqueous electrolyte was poured, and then the negative electrode obtained as described above was punched into a disk shape with a diameter of 16.156 mm and set with the negative electrode active material layer facing down. After further setting the spacer and spring, the battery cap was fitted and crimped with a crimping machine. The overflowing electrolyte was wiped off with a rag. The laminate was kept at 25 ° C for 12 hours, and the non-aqueous electrolyte was thoroughly soaked into the laminate to obtain a coin-type non-aqueous secondary battery.

(3)コイン型非水系二次電池の評価
上述のようにして得られたコイン型非水系二次電池について、まず、下記(3-1)の手順に従って初回充電処理及び初回充放電容量測定を行った。次に下記(3-2)~(3-3)の手順に従ってそれぞれのコイン型非水系二次電池を評価した。なお、充放電はアスカ電子(株)製の充放電装置ACD-M01A(商品名)及びヤマト科学(株)製のプログラム恒温槽IN804(商品名)を用いて行った。
(3) Evaluation of coin-type non-aqueous secondary batteries The coin-type non-aqueous secondary batteries obtained as described above were first subjected to an initial charge process and an initial charge/discharge capacity measurement according to the procedure (3-1) below. Next, each coin-type non-aqueous secondary battery was evaluated according to the procedures (3-2) to (3-3) below. Charging and discharging were performed using a charge/discharge device ACD-M01A (product name) manufactured by Asuka Electronics Co., Ltd. and a programmable thermostatic chamber IN804 (product name) manufactured by Yamato Scientific Co., Ltd.

ここで、1Cとは、満充電状態の電池を定電流で放電して1時間で放電終了となることが期待される電流値を意味する。 Here, 1C means the current value at which a fully charged battery is expected to be discharged completely in 1 hour when discharged at a constant current.

(3-1)コイン型非水系二次電池の初回充放電処理
コイン型非水系二次電池の周囲温度を25℃に設定し、0.1Cに相当する0.46mAの定電流で充電して3.8Vに到達した後、3.8Vの定電圧で電流が0.05Cに減衰するまで充電を行った。その後、0.3Cに相当する1.38mAの定電流で2.5Vまで放電した。
(3-1) Initial charge/discharge treatment of coin-type nonaqueous secondary battery The ambient temperature of the coin-type nonaqueous secondary battery was set to 25° C., and the battery was charged at a constant current of 0.46 mA, which corresponds to 0.1 C, to reach 3.8 V, and then charged at a constant voltage of 3.8 V until the current attenuated to 0.05 C. Then, the battery was discharged to 2.5 V at a constant current of 1.38 mA, which corresponds to 0.3 C.

(3-2)-40℃放電試験
上記(3-1)に記載の方法で初回充放電処理を行ったコイン型非水系二次電池について、電池の周囲温度を25℃に設定し、0.5Cに相当する2.3mAの定電流で充電して3.8Vに到達した後、3.8Vの定電圧で電流が0.05Cに減衰するまで充電を行い、0.1Cに相当する0.46mAの電流値で2.5Vまで放電した。その後、0.5Cに相当する2.3mAの定電流で充電して3.8Vに到達した後、3.8Vの定電圧で電流が0.05Cに減衰するまで充電を行った。次に、電池の周囲温度を-40℃に設定し、3時間待機時間を設けた後、0.1Cに相当する0.46mAの電流値で2.5Vまで放電した。
(3-2) -40°C discharge test For the coin-type non-aqueous secondary battery that had been subjected to the initial charge/discharge treatment according to the method described in (3-1) above, the ambient temperature of the battery was set to 25°C, and the battery was charged at a constant current of 2.3mA equivalent to 0.5C to reach 3.8V, and then charged at a constant voltage of 3.8V until the current attenuated to 0.05C, and discharged to 2.5V at a current value of 0.46mA equivalent to 0.1C. After that, the battery was charged at a constant current of 2.3mA equivalent to 0.5C to reach 3.8V, and then charged at a constant voltage of 3.8V until the current attenuated to 0.05C. Next, the ambient temperature of the battery was set to -40°C, and after a waiting time of 3 hours, the battery was discharged to 2.5V at a current value of 0.46mA equivalent to 0.1C.

25℃環境下の放電容量を100%としたときの-40℃の放電容量を、容量維持率として算出した。 The capacity retention rate was calculated as the discharge capacity at -40°C when the discharge capacity at 25°C was taken as 100%.

(3-3)85℃貯蔵試験
上記(3-1)に記載の方法で初回充放電処理を行った小型非水系二次電池について、周囲温度を25℃に設定し、1C相当の定電流で充電して満充電状態に到達した後、定電圧で1.5時間充電を行った。次に、このコイン型非水系二次電池を85℃の恒温槽に2週間(336時間)保存した。その後、周囲温度を25℃に戻し、0.1Cに相当する0.46mAの電流値で2.5Vまで放電した。このときの残存放電容量を2週間後残存放電容量とした。85℃2週間満充電保存試験の測定値として、以下の式に基づき、残存容量維持率を算出した。
2週間後残存容量維持率=(2週間後残存放電容量/初期容量)×100[%]
(3-3) 85°C storage test The small non-aqueous secondary battery that had been subjected to the initial charge/discharge treatment according to the method described in (3-1) above was charged at a constant current equivalent to 1C at an ambient temperature of 25°C until it reached a fully charged state, and then charged at a constant voltage for 1.5 hours. Next, this coin-type non-aqueous secondary battery was stored in a thermostatic chamber at 85°C for 2 weeks (336 hours). After that, the ambient temperature was returned to 25°C, and the battery was discharged to 2.5V at a current value of 0.46mA equivalent to 0.1C. The remaining discharge capacity at this time was taken as the remaining discharge capacity after 2 weeks. The remaining capacity retention rate was calculated based on the following formula as the measured value of the 85°C 2-week fully charged storage test.
Remaining capacity after 2 weeks = (remaining discharge capacity after 2 weeks / initial capacity) x 100 [%]

[実施例1,2及び比較例1~4]
正極、負極、表1に示される非水系電解液を用い、上述の(2)に記載の方法に従ってコイン型非水系二次電池を作製した。次に、上述の(3-1)~(3-3)の手順に従ってそれぞれのコイン型非水系二次電池を評価した。この試験結果を表2に示す。
[Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4]
A coin-type nonaqueous secondary battery was fabricated according to the method described in (2) above using the positive electrode, negative electrode, and nonaqueous electrolyte solution shown in Table 1. Next, each coin-type nonaqueous secondary battery was evaluated according to the procedures described in (3-1) to (3-3) above. The test results are shown in Table 2.

Figure 0007628451000005
Figure 0007628451000005

表2に示すように、実施例1及び2は、エチレンサルファイトを含有し、SO 2-含有量の調整工程を実施した電解液を用いており、-40℃放電試験の容量維持率が56%以上、85℃貯蔵試験の残存容量維持率が48%以上を示した。 As shown in Table 2, Examples 1 and 2 used electrolytes containing ethylene sulfite and for which the SO 4 2- content had been adjusted, and showed a capacity retention rate of 56% or more in a discharge test at -40°C and a remaining capacity retention rate of 48% or more in a storage test at 85°C.

比較例1はアセトニトリル、LiFSIを含まない電解液を用いたものであるが、-40℃放電試験の容量維持率が20%以下に低下しており、したがって、実施例が優れた低温特性を有していることが分かる。また、比較例1は、亜硫酸エステル化合物を添加しておらず、SO 2-含有量の調整工程を実施したものの、85℃貯蔵試験の残存容量維持率も20%以下に低下した。 Comparative Example 1 used an electrolyte solution containing neither acetonitrile nor LiFSI, but the capacity retention rate in the −40° C. discharge test was reduced to 20% or less, and therefore it is understood that the Examples have excellent low-temperature characteristics. In addition, Comparative Example 1 did not contain a sulfite ester compound, and although a step of adjusting the SO 4 2- content was carried out, the remaining capacity retention rate in the 85° C. storage test also decreased to 20% or less.

一方で、比較例2は、アセトニトリル、LiFSIを含んでいるが、亜硫酸エステル化合物を含まず、SO 2-イオン量の調整を実施した電解液を用いており、比較例1に対しては、-40℃放電試験、85℃貯蔵試験のいずれにおいても性能の向上が見られたが、特に85℃貯蔵試験については37%程度と性能の向上は確認されなかった。 On the other hand, Comparative Example 2 used an electrolyte solution containing acetonitrile and LiFSI but not a sulfite ester compound, and in which the amount of SO 4 2- ions had been adjusted. Compared to Comparative Example 1, improved performance was observed in both the -40°C discharge test and the 85°C storage test, but no improvement in performance was observed, particularly in the 85°C storage test, where the improvement was only about 37%.

比較例3は、アセトニトリル、LiFSI、亜硫酸エステル化合物のいずれも含んでいるが、モレキュラーシーブ処理後のSO 2-イオン量の調整を実施しない電解液を用いたところ、-40℃放電試験においては、実施例1、2と同等の性能を示したものの、85℃貯蔵試験は41%程度となり、高い性能は得られなかった。 In Comparative Example 3, an electrolyte solution containing acetonitrile, LiFSI, and a sulfite ester compound was used in which the amount of SO 4 2- ions was not adjusted after the molecular sieve treatment. In the −40° C. discharge test, the performance was equivalent to that of Examples 1 and 2, but in the 85° C. storage test, the capacity was about 41%, and high performance was not obtained.

また、比較例4は、アセトニトリル、LiFSI、亜硫酸エステル化合物のいずれも含んでいるが、SO 2-イオン量の調整を実施しない電解液を用いたところ、-40℃放電試験においては、実施例1、2と同等の性能を示したものの、85℃貯蔵試験は45%程度となり、実施例には及ばない結果となった。 In addition, in Comparative Example 4, an electrolyte solution containing acetonitrile, LiFSI, and a sulfite compound, but without adjusting the amount of SO 4 2- ions, was used. In the −40° C. discharge test, the electrolyte showed performance equivalent to that of Examples 1 and 2, but in the 85° C. storage test, the electrolyte showed a loss of approximately 45%, which was not as good as that of the Examples.

本実験結果から、本発明に係る非水系電解液を用いることにより、非水系二次電池の85℃という厳しい高温環境下での長期貯蔵性能と低温での電池性能とを両立できることが明らかとなった。 The results of this experiment demonstrated that the use of the nonaqueous electrolyte according to the present invention makes it possible to achieve both long-term storage performance in a harsh high-temperature environment of 85°C and battery performance at low temperatures for nonaqueous secondary batteries.

本発明の非水系二次電池は、例えば、アイドリングストップシステムの電源;ハイブリッド自動車、プラグインハイブリッド自動車、電気自動車等の自動車用充電池;12V級電源、24V級電源、48V級電源等の低電圧電源;住宅用蓄電システム等としての利用等が期待される。 The nonaqueous secondary battery of the present invention is expected to be used, for example, as a power source for idling stop systems; rechargeable batteries for hybrid vehicles, plug-in hybrid vehicles, electric vehicles, and the like; low-voltage power sources such as 12V class power sources, 24V class power sources, and 48V class power sources; and residential power storage systems.

100 非水系二次電池
110 電池外装
120 電池外装110の空間
130 正極リード体
140 負極リード体
150 正極
160 負極
170 セパレータ
REFERENCE SIGNS LIST 100 non-aqueous secondary battery 110 battery exterior 120 space in battery exterior 110 130 positive electrode lead body 140 negative electrode lead body 150 positive electrode 160 negative electrode 170 separator

Claims (6)

非水系溶媒とリチウム塩を含有する非水系電解液であって、前記非水系溶媒が、前記非水系溶媒の全量に対して、5体積%以上95体積%以下のアセトニトリルを含み、かつ、前記リチウム塩が、リチウムビスフルオロスルホニルイミドとLiPFを含み、かつ、下記一般式(I):
{式中、R、及びRは、水素原子がフッ素原子で置換されていてもよい、炭素数1~4のアルキル基であるか、又はRとRは、結合して環状を形成してもよい}
で表される亜硫酸エステル化合物を、前記非水系溶媒の全量に対して、1体積%以上5体積%以下で含み、かつ前記非水電解液中のSO 2-の含有量が10ppm以上500ppm以下であることを特徴とする非水系電解液。
A non-aqueous electrolyte solution containing a non-aqueous solvent and a lithium salt, wherein the non-aqueous solvent contains 5 vol% or more and 95 vol% or less of acetonitrile with respect to a total amount of the non-aqueous solvent, and the lithium salt contains lithium bisfluorosulfonylimide and LiPF6 , and a compound represented by the following general formula (I):
In the formula, R 1 and R 2 are each an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in which a hydrogen atom may be substituted with a fluorine atom, or R 1 and R 2 may be bonded to form a ring.
and a content of SO 4 2- in the nonaqueous electrolyte is 10 ppm or more and 500 ppm or less.
前記亜硫酸エステル化合物が、エチレンサルファイトである、請求項1に記載の非水系電解液。 The nonaqueous electrolyte solution according to claim 1, wherein the sulfite ester compound is ethylene sulfite. 前記非水系溶媒が、環状カーボネートを含む、請求項1または2に記載の非水系電解液。 The nonaqueous electrolyte solution according to claim 1 or 2, wherein the nonaqueous solvent contains a cyclic carbonate. 前記環状カーボネートが、ビニレンカーボネート及びフルオロエチレンカーボネートより成る群から選択される少なくとも1種を含有する、請求項3に記載の非水系電解液。 The nonaqueous electrolyte solution according to claim 3, wherein the cyclic carbonate contains at least one selected from the group consisting of vinylene carbonate and fluoroethylene carbonate. 請求項1~4のいずれか一項に記載の非水系電解液、正極集電体の片面又は両面に正極活物質層を有する正極、負極集電体の片面又は両面に負極活物質層を有する負極、及びセパレータを具備する非水系二次電池。 A nonaqueous secondary battery comprising the nonaqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 4, a positive electrode having a positive electrode active material layer on one or both sides of a positive electrode current collector, a negative electrode having a negative electrode active material layer on one or both sides of a negative electrode current collector, and a separator. 前記正極活物質層が、正極活物質としてリチウム含有金属酸化物を含有し、
前記負極活物質層が、負極活物質として、リチウムイオンを0.4V vs.Li/Liよりも卑な電位で吸蔵することが可能な材料を含有する、請求項5に記載の非水系二次電池。
the positive electrode active material layer contains a lithium-containing metal oxide as a positive electrode active material,
6. The nonaqueous secondary battery according to claim 5, wherein the negative electrode active material layer contains, as a negative electrode active material, a material capable of absorbing lithium ions at a potential lower than 0.4 V vs. Li/ Li + .
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