JP7033455B2 - Non-aqueous electrolyte solution and power storage device using it - Google Patents
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Description
本発明は、非水系電解液及びそれを用いた蓄電デバイスに関する。 The present invention relates to a non-aqueous electrolyte solution and a power storage device using the same.
携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯用電子機器の急速な進歩に伴い
、その主電源やバックアップ電源に用いられる電池に対する高容量化への要求が高くなっ
ており、ニッケル・カドミウム電池やニッケル・水素電池に比べてエネルギー密度の高い
リチウムイオン二次電池等の蓄電デバイスが注目されている。
With the rapid progress of portable electronic devices such as mobile phones and notebook personal computers, there is an increasing demand for higher capacity batteries used for their main power supply and backup power supply, such as nickel-cadmium batteries and nickel-cadmium batteries. Power storage devices such as lithium-ion secondary batteries, which have a higher energy density than hydrogen batteries, are attracting attention.
リチウムイオン二次電池の電解液としては、LiPF6、LiBF4、LiN(CF3
SO2)2、LiCF3(CF2)3SO3等の電解質を、エチレンカーボネート、プロ
ピレンカーボネート等の高誘電率溶媒と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート
、エチルメチルカーボネート等の低粘度溶媒との混合溶媒に溶解させた非水系電解液が代
表例として挙げられる。
As the electrolytic solution of the lithium ion secondary battery, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (CF 3 )
SO 2 ) 2 , LiCF 3 (CF 2 ) 3 A mixed solvent of an electrolyte such as SO 3 with a high dielectric constant solvent such as ethylene carbonate and propylene carbonate and a low viscosity solvent such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate. A typical example is a non-aqueous electrolyte solution dissolved in.
また、リチウムイオン二次電池の負極活物質としては主にリチウムイオンを吸蔵・放出
することができる炭素質材料が用いられており、天然黒鉛、人造黒鉛、非晶質炭素等がそ
の代表例として挙げられる。更に高容量化を目指してシリコンやスズ等を用いた金属又は
合金系の負極も知られている。正極活物質としては主にリチウムイオンを吸蔵・放出する
ことができる遷移金属複合酸化物が用いられており、前記遷移金属の代表例としてはコバ
ルト、ニッケル、マンガン、鉄等が挙げられる。
Further, as the negative electrode active material of the lithium ion secondary battery, a carbonaceous material capable of occluding and releasing lithium ions is mainly used, and natural graphite, artificial graphite, amorphous carbon and the like are typical examples. Can be mentioned. Metal or alloy-based negative electrodes using silicon, tin, or the like are also known with the aim of further increasing the capacity. As the positive electrode active material, a transition metal composite oxide capable of occluding and releasing lithium ions is mainly used, and typical examples of the transition metal include cobalt, nickel, manganese, iron and the like.
このようなリチウムイオン二次電池は、活性の高い正極と負極を使用しているため、電
極と電解液との副反応により、充放電容量が低下することが知られており、電池特性を改
良するために、非水系有機溶媒や電解質について種々の検討がなされている。
Since such a lithium ion secondary battery uses a positive electrode and a negative electrode having high activity, it is known that the charge / discharge capacity decreases due to a side reaction between the electrode and the electrolytic solution, and the battery characteristics are improved. Therefore, various studies have been made on non-aqueous organic solvents and electrolytes.
特許文献1には、アルキルニトリルを添加した電解液を用いることにより、電池の高温
保存特性を向上させる技術が提案されている。
特許文献2には、溶媒としてアルコキシモノニトリルを用いた電解液を用いることによ
って、イオン伝導度を向上させる技術が提案されている。
特許文献3には、シアノエトキシ化合物を含んだ電解液を用いることによって、低温充
放電性能を向上させる技術が提案されている。
特許文献4には、炭素-炭素不飽和結合を有するニトリル化合物を添加した電解液を用
いることにより、負極上での電解液の分解反応が抑制されることによって電池の充放電効
率を向上させる技術が提案されている。
特許文献5には、シアノ基を2個以上有する有機化合物を添加した電解液を用いること
により、シアノ基の分極による大きな双極子モーメントが高電圧での充電時における正極
上での電解液酸化分解を抑制し、これにより電池特性が向上することが提案されている。
Patent Document 1 proposes a technique for improving the high temperature storage characteristics of a battery by using an electrolytic solution to which an alkylnitrile is added.
Patent Document 2 proposes a technique for improving ionic conductivity by using an electrolytic solution using alkoxymononitrile as a solvent.
Patent Document 3 proposes a technique for improving low-temperature charge / discharge performance by using an electrolytic solution containing a cyanoethoxy compound.
Patent Document 4 describes a technique for improving the charge / discharge efficiency of a battery by suppressing the decomposition reaction of the electrolytic solution on the negative electrode by using an electrolytic solution to which a nitrile compound having a carbon-carbon unsaturated bond is added. Has been proposed.
In Patent Document 5, by using an electrolytic solution containing an organic compound having two or more cyano groups, a large dipole moment due to the polarization of the cyano group is oxidatively decomposed on the positive electrode during charging at a high voltage. It has been proposed that this suppresses the battery characteristics and improves the battery characteristics.
特許文献1~5に記載されているニトリル化合物は、負極上で還元副反応も進行し、電
池特性の改善効果が不十分であったという問題点があった。また、それらの正極での作用
の効果は弱く、電池の連続充電耐久試験や高温保存耐久試験における耐久特性改善効果が
不十分であるという問題点があった。
The nitrile compounds described in Patent Documents 1 to 5 have a problem that a reduction side reaction also proceeds on the negative electrode and the effect of improving the battery characteristics is insufficient. Further, the effect of the action on the positive electrode is weak, and there is a problem that the effect of improving the durability characteristics in the continuous charge durability test and the high temperature storage durability test of the battery is insufficient.
本発明は、上記の問題を解決すべくされたものであり、蓄電デバイスにおいて、初期の
充放電効率や耐久試験後のレート特性に優れ、さらに耐久試験後のガス発生や連続充電容
量を低減させる非水系電解液と、この非水系電解液を用いた蓄電デバイスを提供すること
を課題とする。
The present invention is intended to solve the above problems, and is excellent in initial charge / discharge efficiency and rate characteristics after durability test in a power storage device, and further reduces gas generation and continuous charge capacity after durability test. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte solution and a power storage device using the non-aqueous electrolyte solution.
本発明者らは、上記目的を達成するために種々の検討を重ねた結果、特定のニトリルを
電解液中に含有させることによって、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成
させるに至った。本発明の態様の要旨は、以下に示すとおりである。
As a result of various studies to achieve the above object, the present inventors have found that the above problems can be solved by containing a specific nitrile in the electrolytic solution, and have completed the present invention. .. The gist of the aspect of the present invention is as shown below.
(a)正極及び負極を備える蓄電デバイスの非水系電解液であって、該非水系電解液が
電解質及び非水溶媒とともに、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート及びフッ
素含有環状カーボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、式(1)で
表される化合物とを含有することを特徴とする非水系電解液。
(A) A non-aqueous electrolyte solution for a power storage device including a positive electrode and a negative electrode, wherein the non-aqueous electrolyte solution is composed of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate together with an electrolyte and a non-aqueous solvent. A non-aqueous electrolyte solution containing at least one selected compound and a compound represented by the formula (1).
(式中、Rは炭素数2以上10以下の脂肪族炭化水素基であり、nは4以上8以下の整数
である。但し、Rが複数存在する場合、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(In the formula, R is an aliphatic hydrocarbon group having 2 or more and 10 or less carbon atoms, and n is an integer of 4 or more and 8 or less. However, when there are a plurality of Rs, they are different even if they are the same. May be good.)
(b)前記式(1)中、Rが炭素数2以上10以下のアルキレン基である、(a)に記載
の非水系電解液。
(c)前記式(1)中、nが4以上6以下の整数である、(a)または(b)に記載の非
水系電解液。
(d)非水系電解液全量に対する前記式(1)で表される化合物の含有量が0.001質
量%以上10質量%以下である、(a)~(c)のいずれか1つに記載の非水系電解液。
(B) The non-aqueous electrolyte solution according to (a), wherein R is an alkylene group having 2 or more carbon atoms and 10 or less carbon atoms in the formula (1).
(C) The non-aqueous electrolyte solution according to (a) or (b), wherein n is an integer of 4 or more and 6 or less in the formula (1).
(D) Described in any one of (a) to (c), wherein the content of the compound represented by the above formula (1) with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution is 0.001% by mass or more and 10% by mass or less. Non-aqueous electrolyte solution.
(e)前記炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートが、ビニレンカーボネート、
ビニルエチレンカーボネート及びエチニルエチレンカーボネートからなる群より選択され
る少なくとも一種である、(a)~(d)のいずれか1つに記載の非水系電解液。
(f)前記炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートの非水系電解液全量に対する
含有量が0.001質量%以上50質量%以下である、(e)に記載の非水系電解液。
(E) The cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is vinylene carbonate,
The non-aqueous electrolyte solution according to any one of (a) to (d), which is at least one selected from the group consisting of vinyl ethylene carbonate and ethynyl ethylene carbonate.
(F) The non-aqueous electrolyte solution according to (e), wherein the content of the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution is 0.001% by mass or more and 50% by mass or less.
(g)前記フッ素含有環状カーボネートが、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4
-ジフルオロエチレンカーボネート及び4,5-ジフルオロエチレンカーボネートからな
る群より選択される少なくとも一種である、(a)~(f)のいずれか1つに記載の非水
系電解液。
(h)非水系電解液全量に対する前記フッ素含有環状カーボネートの含有量が0.001
質量%以上50質量%以下である、(g)に記載の非水系電解液。
(G) The fluorine-containing cyclic carbonate is monofluoroethylene carbonate, 4,4.
The non-aqueous electrolyte solution according to any one of (a) to (f), which is at least one selected from the group consisting of difluoroethylene carbonate and 4,5-difluoroethylene carbonate.
(H) The content of the fluorine-containing cyclic carbonate with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution is 0.001.
The non-aqueous electrolytic solution according to (g), which is 50% by mass or more and 50% by mass or less.
(i)硫黄含有有機化合物、リン含有有機化合物、前記式(1)以外のシアノ基を有する
有機化合物、イソシアネート基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合物、
フッ素非含有カルボン酸エステル、複数のエーテル結合を有する環状化合物、イソシアヌ
ル酸骨格を有する化合物、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュ
ウ酸塩及びフルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有
する、(a)~(h)のいずれか1つに記載の非水系電解液。
(j)硫黄含有有機化合物、リン含有有機化合物、前記式(1)以外のシアノ基を有する
有機化合物、イソシアネート基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合物、
フッ素非含有カルボン酸エステル、複数のエーテル結合を有する環状化合物、イソシアヌ
ル酸骨格を有する化合物、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュ
ウ酸塩及びフルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の非水
系電解液全量に対する合計含有量が、0.001質量%以上50質量%以下である、(i
)に記載の非水系電解液。
(I) Sulfur-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, organic compounds having a cyano group other than the above formula (1), organic compounds having an isocyanate group, silicon-containing compounds, aromatic compounds,
From the group consisting of a fluorine-free carboxylic acid ester, a cyclic compound having multiple ether bonds, a compound having an isocyanuric acid skeleton, a monofluorophosphate, a difluorophosphate, a borate, a oxalate and a fluorosulfonate. The non-aqueous electrolyte solution according to any one of (a) to (h), which contains at least one selected compound.
(J) Sulfur-containing organic compound, phosphorus-containing organic compound, organic compound having a cyano group other than the above formula (1), organic compound having an isocyanate group, silicon-containing compound, aromatic compound,
From the group consisting of a fluorine-free carboxylic acid ester, a cyclic compound having multiple ether bonds, a compound having an isocyanuric acid skeleton, a monofluorophosphate, a difluorophosphate, a borate, a oxalate and a fluorosulfonate. The total content of at least one selected compound with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution is 0.001% by mass or more and 50% by mass or less (i).
). The non-aqueous electrolyte solution.
(k)負極及び正極、並びに(a)~(j)のいずれか1つに記載の非水系電解液を含む
、蓄電デバイス。
(l)前記負極は、集電体上に負極活物質層を有し、前記負極活物質層は、ケイ素の単体
金属、合金及び化合物、スズの単体金属、合金及び化合物、炭素質材料、並びにリチウム
チタン複合酸化物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、(k)に記載の
蓄電デバイス。
(m)前記正極は、集電体上に正極活物質層を有し、前記正極活物質層は、リチウム・コ
バルト複合酸化物、リチウム・コバルト・ニッケル複合酸化物、リチウム・マンガン複合
酸化物、リチウム・コバルト・マンガン複合酸化物、リチウム・ニッケル複合酸化物、リ
チウム・ニッケル・マンガン複合酸化物、及びリチウム・コバルト・ニッケル・マンガン
複合酸化物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、(k)または(l)に
記載の蓄電デバイス。
(K) A power storage device comprising a negative electrode and a positive electrode, and the non-aqueous electrolyte solution according to any one of (a) to (j).
(L) The negative electrode has a negative electrode active material layer on a current collector, and the negative electrode active material layer is a simple substance metal of silicon, an alloy and a compound, a simple substance metal of tin, an alloy and a compound, a carbonaceous material, and a carbonaceous material. The power storage device according to (k), which contains at least one selected from the group consisting of lithium titanium composite oxides.
(M) The positive electrode has a positive electrode active material layer on a current collector, and the positive electrode active material layer includes a lithium-cobalt composite oxide, a lithium-cobalt-nickel composite oxide, and a lithium-manganese composite oxide. It contains at least one selected from the group consisting of a lithium-cobalt-manganese composite oxide, a lithium-nickel composite oxide, a lithium-nickel-manganese composite oxide, and a lithium-cobalt-nickel-manganese composite oxide. The power storage device according to k) or (l).
本発明によれば、初期の充放電効率や耐久試験後のレート特性に優れ、さらに耐久試験
後のガス発生や連続充電容量が低減された蓄電デバイスを実現するための、非水系電解液
を提供できる。これにより、蓄電デバイスの小型化、高性能化及び高安全化を達成するこ
とができる。
According to the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte solution for realizing a power storage device having excellent initial charge / discharge efficiency and rate characteristics after a durability test, and further reducing gas generation and continuous charge capacity after the durability test. can. As a result, it is possible to achieve miniaturization, high performance, and high safety of the power storage device.
本発明の非水系電解液を用いて作製された蓄電デバイスにおいて、初期の充放電効率や
耐久試験後のレート特性が改善される、耐久試験後のガス発生や連続充電容量が低減され
る作用・原理は明確ではないが、以下のように考えられる。ただし、本発明は、以下に記
述する作用・原理に限定されるものではない。
In a power storage device manufactured using the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the action of improving the initial charge / discharge efficiency and the rate characteristics after the durability test, and reducing the gas generation and continuous charging capacity after the durability test. The principle is not clear, but it can be considered as follows. However, the present invention is not limited to the actions / principles described below.
通常、前記特許文献1~5に代表されるニトリル化合物は、シアノ基が正極活物質中の
金属酸化物に配位することで、非水系電解液の酸化分解を抑制し、保存試験や連続充電試
験といった耐久試験後のガス発生の抑制や、連続充電試験での連続充電容量を低減すると
いった改善効果をもたらす。ただし、これらのニトリル化合物は金属酸化物への結合エネ
ルギーが小さく、耐久試験時に容易に結合が外れてしまうため、非水系電解液の酸化反応
を抑制する効果は小さかった。さらに、シアノ基を有する化合物は耐還元性が低いため、
負極上で還元副反応が顕著に進行する。また、それらの還元副反応は、負極被膜形成剤と
して知られている添加剤を併用することでも抑制することができない。その結果、初期の
充放電効率が低下し、蓄電デバイスの容量ロスにつながる。
Usually, in the nitrile compounds represented by Patent Documents 1 to 5, the cyano group is coordinated with the metal oxide in the positive electrode active material to suppress the oxidative decomposition of the non-aqueous electrolyte solution, and the storage test and continuous charging are performed. It has the effect of suppressing gas generation after endurance tests such as tests and reducing the continuous charging capacity in continuous charging tests. However, these nitrile compounds have a small binding energy to the metal oxide, and the bond is easily broken during the durability test, so that the effect of suppressing the oxidation reaction of the non-aqueous electrolyte solution is small. Furthermore, since compounds having a cyano group have low reduction resistance,
Reduction side reactions proceed significantly on the negative electrode. Further, these reduction side reactions cannot be suppressed by using an additive known as a negative electrode film forming agent in combination. As a result, the initial charge / discharge efficiency is lowered, leading to capacity loss of the power storage device.
一方、本発明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物は、エーテル酸素と
シアノ基が脂肪族炭化水素基を介して存在する。その為、エーテル酸素とシアノ基を用い
て、正極の金属酸化物にキレート配位をすることができ、金属酸化物との結合エネルギー
が大きくなる。さらに、エーテル酸素とシアノ基を特定の数以上有することで、正極の金
属酸化物との配位点が増え、より大きな結合エネルギーを得ることができる。その結果、
正極の金属酸化物を安定に保護し、非水系電解液の酸化分解を抑制することが可能となり
、ガス発生や連続充電容量に代表される正極と電解液との界面での副反応が抑制され、電
池特性が向上する。また、正極の金属酸化物へ安定に配位することで、負極での反応が減
少するため、負極での不要な容量低下を抑制する働きも有する。その結果、初回充放電効
率に代表される負極での充放電効率が向上する。さらに、エーテル酸素は極性が高いため
、式(1)で表される化合物は、非水系電解液中のカチオンとも効果的に相互作用するこ
とができる。その結果、充放電時のカチオンの移動が改善されるため、式(1)で表され
る化合物は、蓄電デバイスのレート特性を向上させる効果も併せ持つ。故に式(1)で表
される化合物を用いることにより、蓄電デバイスの特性を低下させることなく、初期の充
放電効率や耐久試験後のレート特性を向上させ、さらに耐久試験後のガス発生や連続充電
容量を低減することができる。
On the other hand, in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the compound represented by the formula (1) contains ether oxygen and a cyano group via an aliphatic hydrocarbon group. Therefore, the ether oxygen and the cyano group can be used to perform chelate coordination with the metal oxide of the positive electrode, and the binding energy with the metal oxide becomes large. Furthermore, by having a specific number or more of ether oxygen and cyano groups, the coordination points with the metal oxide of the positive electrode are increased, and a larger binding energy can be obtained. as a result,
It is possible to stably protect the metal oxide of the positive electrode and suppress the oxidative decomposition of the non-aqueous electrolyte solution, and suppress the side reaction at the interface between the positive electrode and the electrolyte solution, which is represented by gas generation and continuous charge capacity. , Battery characteristics are improved. Further, by stably coordinating to the metal oxide of the positive electrode, the reaction at the negative electrode is reduced, so that it also has a function of suppressing an unnecessary decrease in capacity at the negative electrode. As a result, the charge / discharge efficiency at the negative electrode represented by the initial charge / discharge efficiency is improved. Further, since ether oxygen has a high polarity, the compound represented by the formula (1) can effectively interact with the cation in the non-aqueous electrolyte solution. As a result, the movement of cations during charging and discharging is improved, so that the compound represented by the formula (1) also has an effect of improving the rate characteristics of the power storage device. Therefore, by using the compound represented by the formula (1), the initial charge / discharge efficiency and the rate characteristics after the durability test are improved without deteriorating the characteristics of the power storage device, and the gas generation and the continuous after the durability test are further improved. The charge capacity can be reduced.
さらに、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、及び/またはフッ素含有環
状カーボネートを共存させることで、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート、
及び/またはフッ素含有環状カーボネートの還元分解成分と式(1)で表される化合物、
又はその還元分解物が相互作用し、良質な複合保護被膜を形成することができる。その結
果、負極上での副反応を抑制することができ、初期の充放電効率をはじめ、耐久試験後の
電池特性を、さらに向上させることができる。
Further, by coexisting a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and / or a fluorine-containing cyclic carbonate, a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond,
And / or the reducing decomposition component of the fluorine-containing cyclic carbonate and the compound represented by the formula (1),
Alternatively, the reduced decomposition products thereof can interact with each other to form a high-quality composite protective film. As a result, side reactions on the negative electrode can be suppressed, and the battery characteristics after the durability test can be further improved, including the initial charge / discharge efficiency.
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明はこれらの形態に限定されず、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において、任意に変形して実施することができる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these embodiments.
It can be arbitrarily modified and carried out without departing from the gist of the present invention.
1.非水系電解液
本発明の非水系電解液は、正極及び負極を備える蓄電デバイスの非水系電解液であり、
該非水系電解液が電解質及び非水溶媒とともに、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カー
ボネート及びフッ素含有環状カーボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合
物と、式(1)で表される化合物とを含有することを特徴とする。なお、「炭素-炭素不
飽和結合を有する環状カーボネート」には、「フッ素含有環状カーボネート」に該当する
ものを含まないものとする。」
1. 1. Non-aqueous electrolyte solution The non-aqueous electrolyte solution of the present invention is a non-aqueous electrolyte solution for a power storage device including a positive electrode and a negative electrode.
The non-aqueous electrolyte solution contains at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate together with an electrolyte and a non-aqueous solvent, and a compound represented by the formula (1). It is characterized by containing. The "cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond" does not include those corresponding to the "fluorine-containing cyclic carbonate". "
1-1-1.式(1)で表される化合物
本発明の非水系電解液は、式(1)で表される化合物とを含有する。なお、式(1)で
表される化合物においては光学異性体の区別はつけないものとし、異性体単独又はこれら
の混合として適用することもできる。
1-1-1. The compound represented by the formula (1) The non-aqueous electrolytic solution of the present invention contains the compound represented by the formula (1). In the compound represented by the formula (1), the optical isomers cannot be distinguished, and the isomers alone or a mixture thereof can be applied.
(式中、
Rは炭素数2以上10以下の脂肪族炭化水素基であり、nは4以上8以下の整数である
。但し、Rが複数存在する場合、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
(During the ceremony,
R is an aliphatic hydrocarbon group having 2 or more and 10 or less carbon atoms, and n is an integer of 4 or more and 8 or less. However, when there are a plurality of Rs, they may be the same or different. )
式(1)中のRは、炭素数2以上10以下の脂肪族炭化水素基であれば特に制限はない
が、置換基を持たないアルキレン基、アルキレンの一部のHがFで置換されたアルキレン
基が好ましく、置換基を持たないアルキレン基がより好ましい。Rがこれらのような基で
あると、エーテル酸素とシアノ基を用いた正極金属酸化物へのキレート配位が阻害されな
いため、より効果的に正極へ配位することができ、耐久試験後のガス発生の抑制や、連続
充電試験での連続充電容量の低減といった本発明の効果を得やすく、また、カチオンとの
相互作用も阻害されないためレート特性の向上効果も得やすく、さらに負極での反応も抑
制されるため初期の充放電効率も改善することができるために好ましい。
R in the formula (1) is not particularly limited as long as it is an aliphatic hydrocarbon group having 2 or more and 10 or less carbon atoms, but it is an alkylene group having no substituent and a part of H of the alkylene is substituted with F. An alkylene group is preferable, and an alkylene group having no substituent is more preferable. When R is a group such as these, the chelate coordination to the positive electrode metal oxide using ether oxygen and the cyano group is not inhibited, so that the chelate coordination to the positive electrode can be performed more effectively, and after the durability test, it can be coordinated to the positive electrode. It is easy to obtain the effects of the present invention such as suppression of gas generation and reduction of the continuous charge capacity in the continuous charge test, and it is easy to obtain the effect of improving the rate characteristics because the interaction with the cation is not hindered, and the reaction at the negative electrode. It is preferable because the initial charge / discharge efficiency can be improved because it is suppressed.
式(1)中のRの炭素数は、2以上であり、一方、10以下であり、好ましくは4以下
、より好ましくは3以下であり、最も好ましいのは2である。Rが上記の範囲内であると
、正極金属と効果的なキレート効果が得られ、より安定な正極表面を形成するため好まし
い。
The carbon number of R in the formula (1) is 2 or more, while it is 10 or less, preferably 4 or less, more preferably 3 or less, and most preferably 2. When R is within the above range, an effective chelating effect with the positive electrode metal can be obtained, and a more stable positive electrode surface is formed, which is preferable.
式(1)中のnは、4以上であり、一方、8以下であり、好ましくは7以下であり、最
も好ましいのは6以下である。nが上記の範囲内であると、電解液への溶解度が高くなり
、より多くの式(1)で表される化合物を含有した非水系電解液を得ることができるため
好ましい。
N in the formula (1) is 4 or more, while it is 8 or less, preferably 7 or less, and most preferably 6 or less. When n is within the above range, the solubility in the electrolytic solution becomes high, and a non-aqueous electrolytic solution containing more compounds represented by the formula (1) can be obtained, which is preferable.
式(1)で表される化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
これらのうち、正極の金属酸化物への配位し易さ及び配位結合エネルギーの高さから、
以下の化合物が好ましい。
The following compounds are preferred.
特に、非水系電解液への溶解度の高さから、以下の化合物が好ましい。
式(1)で表される化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。非水系電
解液全量(100質量%)中、式(1)で表される化合物の量(2種以上の場合は合計量
)は、本発明の効果を発現するためには特に制限はないが、通常0.001質量%以上、
好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.
3質量%以上、特に好ましくは0.6質量%以上であり、また、通常10質量%以下、好
ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、特
に好ましくは1.5質量%以下、最も好ましくは1.0質量%以下である。この範囲にあ
ると、初期の充放電効率、耐久試験後のガス発生やレート特性、連続充電容量、さらには
低温特性、サイクル特性等を制御しやすい。
The compound represented by the formula (1) may be used alone or in combination of two or more. The amount of the compound represented by the formula (1) (total amount in the case of two or more kinds) in the total amount of the non-aqueous electrolyte solution (100% by mass) is not particularly limited in order to exhibit the effect of the present invention. , Usually 0.001% by mass or more,
It is preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and further preferably 0.
3% by mass or more, particularly preferably 0.6% by mass or more, and usually 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, particularly preferably. Is 1.5% by mass or less, most preferably 1.0% by mass or less. Within this range, it is easy to control the initial charge / discharge efficiency, gas generation and rate characteristics after the durability test, continuous charge capacity, low temperature characteristics, cycle characteristics, and the like.
なお、本発明の非水系電解液に、上記化合物を配合する方法は、特に制限されない。上
記化合物を直接電解液に添加する方法の他に、電池内又は電解液中において上記化合物を
化学反応により発生させる方法が挙げられる。上記化合物を化学反応により発生させる方
法としては、これらの化合物以外の化合物を添加し、電解液等の電池構成要素を酸化又は
加水分解等して発生させる方法が挙げられる。更には、電池を作製して、充放電等の電気
的な負荷をかけることによって、発生させる方法も挙げられる。
The method of blending the above compound with the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is not particularly limited. In addition to the method of directly adding the compound to the electrolytic solution, a method of generating the compound by a chemical reaction in a battery or an electrolytic solution can be mentioned. Examples of the method of generating the above compound by a chemical reaction include a method of adding a compound other than these compounds and oxidizing or hydrolyzing a battery component such as an electrolytic solution to generate the compound. Further, there is also a method of producing a battery and generating it by applying an electric load such as charging / discharging.
また、上記化合物は、非水系電解液に含有させ実際に蓄電デバイスの作製に供すると、
その電池を解体して再び非水系電解液を抜き出しても、その中の含有量が著しく低下して
いる場合が多い。従って、電池から抜き出した非水系電解液から、上記化合物が極少量で
も検出できるものは本発明に含まれるとみなされる。また、上記化合物は、非水系電解液
として実際に蓄電デバイスの作製に供すると、その電池を解体して再び抜き出した非水系
電解液には上記化合物が極少量しか含有されていなかった場合であっても、蓄電デバイス
の他の構成部材である正極、負極若しくはセパレータ上で検出される場合も多い。従って
、正極、負極、セパレータから上記化合物が検出された場合は、その合計量を非水系電解
液に含まれていたと仮定することができる。この仮定の下、特定化合物は後述で述べる範
囲になるように含まれていることが好ましい。
Further, when the above compound is contained in a non-aqueous electrolytic solution and actually used for manufacturing a power storage device,
Even if the battery is disassembled and the non-aqueous electrolyte solution is taken out again, the content in the battery is often significantly reduced. Therefore, it is considered that the non-aqueous electrolyte solution extracted from the battery can be detected even in a very small amount of the above compound in the present invention. Further, when the above compound is actually used as a non-aqueous electrolyte solution for manufacturing a power storage device, the non-aqueous electrolyte solution obtained by disassembling the battery and extracting the battery again contains only a very small amount of the above compound. However, it is often detected on the positive electrode, the negative electrode, or the separator, which are other components of the power storage device. Therefore, when the above compounds are detected from the positive electrode, the negative electrode, and the separator, it can be assumed that the total amount thereof is contained in the non-aqueous electrolyte solution. Under this assumption, the specific compound is preferably contained so as to be within the range described later.
本発明の非水系電解液は、前記一般式(1)の化合物に加えて、更に炭素-炭素不飽和
結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネートのいずれか一方、又は両方
を含有する。
The non-aqueous electrolyte solution of the present invention further contains, in addition to the compound of the general formula (1), one or both of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate.
1-1-2.炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート
炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート(以下、「不飽和環状カーボネート」
と記載する場合がある)としては、炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合を有する
環状カーボネートであれば、特に制限はなく、任意の不飽和カーボネートを用いることが
できるが、好ましくは炭素-炭素二重結合を有する環状カーボネートである。なお、本発
明においては芳香環を有する環状カーボネートも、不飽和環状カーボネートに包含される
こととする。
1-1-2. Cyclic carbonate with carbon-carbon unsaturated bond Cyclic carbonate with carbon-carbon unsaturated bond (hereinafter, "unsaturated cyclic carbonate")
As long as it is a cyclic carbonate having a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, any unsaturated carbonate can be used without particular limitation, but carbon is preferable. -A cyclic carbonate with a carbon double bond. In the present invention, the cyclic carbonate having an aromatic ring is also included in the unsaturated cyclic carbonate.
不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート類、芳香環、炭素-炭素二重
結合又は炭素-炭素三重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類、フェ
ニルカーボネート類、ビニルカーボネート類、アリルカーボネート類、カテコールカーボ
ネート類等が挙げられる。
Examples of the unsaturated cyclic carbonate include vinylene carbonates, aromatic rings, ethylene carbonates substituted with a substituent having a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, phenyl carbonates, vinyl carbonates, and allyl carbonates. Examples thereof include catechol carbonates.
ビニレンカーボネート類としては、 ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネ
ート、4,5-ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、4,5
-ジフェニルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、4,5-ジビニルビ
ニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、4,5-ジアリルビニレンカーボネ
ート、4-フルオロビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-メチルビニレンカーボネ
ート、4-フルオロ-5-フェニルビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-ビニルビ
ニレンカーボネート、4-アリル-5-フルオロビニレンカーボネート等が挙げられる。
Examples of vinylene carbonates include vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, phenylvinylene carbonate, 4,5.
-Diphenylvinylene carbonate, vinylvinylene carbonate, 4,5-divinylvinylene carbonate, allylvinylene carbonate, 4,5-diallylvinylene carbonate, 4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5 -Phenylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate and the like can be mentioned.
芳香環、炭素-炭素二重結合又は炭素-炭素三重結合を有する置換基で置換されたエチ
レンカーボネート類の具体例としては、ビニルエチレンカーボネート、4,5-ジビニル
エチレンカーボネート、4-メチル-5-ビニルエチレンカーボネート、4-アリル-5
-ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレンカーボネート、4,5-ジエチニルエ
チレンカーボネート、4-メチル-5-エチニルエチレンカーボネート、4-ビニル-5
-エチニルエチレンカーボネート、4-アリル-5-エチニルエチレンカーボネート、フ
ェニルエチレンカーボネート、4,5-ジフェニルエチレンカーボネート、4-フェニル
-5-ビニルエチレンカーボネート、4-アリル-5-フェニルエチレンカーボネート、
アリルエチレンカーボネート、4,5-ジアリルエチレンカーボネート、4-メチル-5
-アリルエチレンカーボネート等が挙げられる。
Specific examples of ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring, a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond include vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinylethylene carbonate, and 4-methyl-5. Vinyl ethylene carbonate, 4-allyl-5
-Vinyl ethylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, 4,5-diethynyl ethylene carbonate, 4-methyl-5-ethynyl ethylene carbonate, 4-vinyl-5
-Ethynyl ethylene carbonate, 4-allyl-5-ethynyl ethylene carbonate, phenylethylene carbonate, 4,5-diphenylethylene carbonate, 4-phenyl-5-vinylethylene carbonate, 4-allyl-5-phenylethylene carbonate,
Allyl ethylene carbonate, 4,5-diallyl ethylene carbonate, 4-methyl-5
-Examples include allyl ethylene carbonate.
これらの中でも、特に併用するのに好ましい不飽和環状カーボネートとしては、ビニレ
ンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、4,5-ジメチルビニレンカーボネート
、ビニルビニレンカーボネート、4,5-ビニルビニレンカーボネート、アリルビニレン
カーボネート、4,5-ジアリルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、
4,5-ジビニルエチレンカーボネート、4-メチル-5-ビニルエチレンカーボネート
、アリルエチレンカーボネート、4,5-ジアリルエチレンカーボネート、4-メチル-
5-アリルエチレンカーボネート、4-アリル-5-ビニルエチレンカーボネート、エチ
ニルエチレンカーボネート、4,5-ジエチニルエチレンカーボネート、4-メチル-5
-エチニルエチレンカーボネート、4-ビニル-5-エチニルエチレンカーボネートが挙
げられる。また、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、エチニルエチレ
ンカーボネートは更に安定な界面保護被膜を形成するので好ましく、ビニレンカーボネー
ト、ビニルエチレンカーボネーがより好ましく、ビニレンカーボネートがさらに好ましい
。
Among these, as unsaturated cyclic carbonates particularly preferable to be used in combination, vinylene carbonate, methylvinylene carbonate, 4,5-dimethylvinylene carbonate, vinylvinylene carbonate, 4,5-vinylvinylene carbonate, allylvinylene carbonate, 4, 5-Diallyl vinylene carbonate, vinylethylene carbonate,
4,5-Divinylethylene carbonate, 4-Methyl-5-vinylethylene carbonate, Allylethylene carbonate, 4,5-Diallylethylene carbonate, 4-Methyl-
5-allyl ethylene carbonate, 4-allyl-5-vinylethylene carbonate, ethynylethylene carbonate, 4,5-diethynylethylene carbonate, 4-methyl-5
Examples thereof include ethynyl ethylene carbonate and 4-vinyl-5-ethynyl ethylene carbonate. Further, vinylene carbonate, vinylethylene carbonate and ethynylethylene carbonate are preferable because they form a more stable interface protective film, vinylene carbonate and vinylethylene carbonate are more preferable, and vinylene carbonate is further preferable.
不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわな
い限り任意である。分子量は、好ましくは、80以上、より好ましくは85以上であり、
また、好ましくは、250以下であり、より好ましくは150以下である。この範囲であ
れば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の
効果が十分に発現されやすい。不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、
公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。
The molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. The molecular weight is preferably 80 or more, more preferably 85 or more, and
Further, it is preferably 250 or less, and more preferably 150 or less. Within this range, it is easy to secure the solubility of the unsaturated cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte solution, and the effect of the present invention is likely to be sufficiently exhibited. The method for producing unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited.
It is possible to arbitrarily select and manufacture a known method.
不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び
比率で併用してもよい。また、不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本
発明の効果を著しく損なわない限り任意である。不飽和環状カーボネートの配合量は、非
水系電解液100質量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.0
1質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.5質量%以上であ
り、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは
4質量%以下、更に好ましくは3質量%以下、とくに好ましくは2質量%以下である。こ
の範囲内であれば、蓄電デバイスが十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、
高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態
を回避しやすい。
As the unsaturated cyclic carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. Further, the blending amount of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. The blending amount of the unsaturated cyclic carbonate can be 0.001% by mass or more in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution, preferably 0.0.
It is 1% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.5% by mass or more, and can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 4 by mass. It is mass% or less, more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less. Within this range, the power storage device is likely to exhibit a sufficient effect of improving cycle characteristics, and
It is easy to avoid a situation in which the high temperature storage characteristics deteriorate, the amount of gas generated increases, and the discharge capacity retention rate decreases.
上記式(1)で表される化合物と炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネート(2
種以上の場合は合計量)の質量比は、式(1)で表される化合物:炭素-炭素不飽和結合
を有する環状カーボネートが、1:100以上であることができ、好ましくは10:10
0以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは25:100以上であり、1
0000:100以下であることができ、好ましくは500:100以下、より好ましく
は300:100以下、さらに好ましくは100:100以下、特に好ましくは75:1
00以下、最も好ましくは50:100以下である。この範囲であれば、電池特性、特に
耐久特性を著しく向上させることができる。この原理については定かではないが、この比
率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられるためと考えられ
る。
Cyclic carbonate (2) having a carbon-carbon unsaturated bond with the compound represented by the above formula (1)
The mass ratio of the compound represented by the formula (1): the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond can be 1: 100 or more, preferably 10:10.
It is 0 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25: 100 or more, and 1
It can be 0000: 100 or less, preferably 500: 100 or less, more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, and particularly preferably 75: 1.
It is 00 or less, most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-1-3.フッ素含有環状カーボネート
フッ素含有環状カーボネートとしては、炭素数2以上6以下のアルキレン基を有する環
状カーボネートのフッ素化物、及びその誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネート
のフッ素化物(以下、「フッ素化エチレンカーボネート」と記載する場合がある)、及び
その誘導体が挙げられる。エチレンカーボネートのフッ素化物の誘導体としては、アルキ
ル基(例えば、炭素数1以上4以下のアルキル基)で置換されたエチレンカーボネートの
フッ素化物が挙げられる。中でもフッ素数1以上8以下のフッ素化エチレンカーボネート
、及びその誘導体が好ましい。
1-1-3. Fluorine-containing cyclic carbonate Examples of the fluorine-containing cyclic carbonate include a fluorinated cyclic carbonate having an alkylene group having 2 or more and 6 or less carbon atoms and a derivative thereof, and examples thereof include a fluorinated product of ethylene carbonate (hereinafter, “fluorinated ethylene carbonate”). ), And its derivatives. Examples of the derivative of the fluorinated product of ethylene carbonate include a fluorinated product of ethylene carbonate substituted with an alkyl group (for example, an alkyl group having 1 or more and 4 or less carbon atoms). Of these, fluorinated ethylene carbonate having a fluorine number of 1 or more and 8 or less, and derivatives thereof are preferable.
本発明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物とフッ素含有環状カーボネ
ートとを併用することによって、この電解液を用いた電池において、耐久特性を改善する
ことができる。
By using the compound represented by the formula (1) in combination with the fluorine-containing cyclic carbonate in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention, the durability characteristics of the battery using this electrolytic solution can be improved.
フッ素数1以上8以下のフッ素化エチレンカーボネート及びその誘導体としては、モノ
フルオロエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロエチレンカーボネート、4,5-ジ
フルオロエチレンカーボネート、4-フルオロ-4-メチルエチレンカーボネート、4,
5-ジフルオロ-4-メチルエチレンカーボネート、4-フルオロ-5-メチルエチレン
カーボネート、4,4-ジフルオロ-5-メチルエチレンカーボネート、4-(フルオロ
メチル)-エチレンカーボネート、4-(ジフルオロメチル)-エチレンカーボネート、
4-(トリフルオロメチル)-エチレンカーボネート、4-(フルオロメチル)-4-フ
ルオロエチレンカーボネート、4-(フルオロメチル)-5-フルオロエチレンカーボネ
ート、4-フルオロ-4,5-ジメチルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ-4
,5-ジメチルエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロ-5,5-ジメチルエチレン
カーボネート等が挙げられる。中でも、モノフルオロエチレンカーボネート、4,4-ジ
フルオロエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロエチレンカーボネートが、電解液に
高イオン伝導性を与え、かつ安定な界面保護被膜を容易に形成しやすい点で好ましい。
Examples of the fluorinated ethylene carbonate having a fluorine number of 1 or more and 8 or less and its derivatives include monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, 4,5-difluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4-methylethylene carbonate, 4,
5-Difluoro-4-methylethylene carbonate, 4-fluoro-5-methylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-methylethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (difluoromethyl) -ethylene Ethylene,
4- (Trifluoromethyl) -ethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -4-fluoroethylene carbonate, 4- (fluoromethyl) -5-fluoroethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-dimethylethylene carbonate, 4 , 5-Difluoro-4
, 5-Dimethylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5,5-dimethylethylene carbonate and the like. Of these, monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate, and 4,5-difluoroethylene carbonate are preferable because they give high ionic conductivity to the electrolytic solution and easily form a stable interface protection film.
フッ素化環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わ
せ及び比率で併用してもよい。フッ素化環状カーボネートの量(2種以上の場合は合計量
)は、電解液100質量%中、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.0
1質量%以上、更に好ましくは0.1質量%以上、更により好ましくは0.5質量%以上
、特に好ましくは1質量%以上、最も好ましくは1.2質量%以上であり、また、好まし
くは10質量%以下、より好ましくは7質量%以下、更に好ましくは5質量%以下、特に
好ましくは3質量%以下、最も好ましくは2質量%以下である。また、フッ素化環状カー
ボネートを非水溶媒として用いる場合の配合量は、非水溶媒100体積%中、好ましくは
1体積%以上、より好ましくは5体積%以上、更に好ましくは10体積%以上であり、ま
た、好ましくは50体積%以下、より好ましくは35体積%以下、更に好ましくは25体
積%以下である。
As the fluorinated cyclic carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. The amount of the fluorinated cyclic carbonate (total amount in the case of two or more kinds) is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.0 in 100% by mass of the electrolytic solution.
It is 1% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 1% by mass or more, most preferably 1.2% by mass or more, and preferably. It is 10% by mass or less, more preferably 7% by mass or less, further preferably 5% by mass or less, particularly preferably 3% by mass or less, and most preferably 2% by mass or less. When the fluorinated cyclic carbonate is used as the non-aqueous solvent, the blending amount is preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, still more preferably 10% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. Further, it is preferably 50% by volume or less, more preferably 35% by volume or less, still more preferably 25% by volume or less.
また、フッ素含有環状カーボネートとして、不飽和結合とフッ素原子とを有する環状カ
ーボネート(以下、「フッ素化不飽和環状カーボネート」と記載する場合がある)を用い
ることもできる。フッ素化不飽和環状カーボネートが有するフッ素数は1以上であれば、
特に制限されない。フッ素数は6以下とすることができ、好ましくは4以下であり、1又
は2がより好ましい。
Further, as the fluorine-containing cyclic carbonate, a cyclic carbonate having an unsaturated bond and a fluorine atom (hereinafter, may be referred to as “fluorinated unsaturated cyclic carbonate”) can also be used. If the number of fluorines in the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is 1 or more,
There are no particular restrictions. The number of fluorines can be 6 or less, preferably 4 or less, more preferably 1 or 2.
フッ素化不飽和環状カーボネートとしては、フッ素化ビニレンカーボネート誘導体、芳
香環又は炭素-炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート
誘導体等が挙げられる。
Examples of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate include a fluorinated vinylene carbonate derivative, a fluorinated ethylene carbonate derivative substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond, and the like.
フッ素化ビニレンカーボネート誘導体としては、4-フルオロビニレンカーボネート、
4-フルオロ-5-メチルビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-フェニルビニレン
カーボネート、4-アリル-5-フルオロビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-ビ
ニルビニレンカーボネート等が挙げられる。
As the fluorinated vinylene carbonate derivative, 4-fluorovinylene carbonate,
Examples thereof include 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylvinylene carbonate and the like.
芳香環又は炭素-炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネ
ート誘導体としては、4-フルオロ-4-ビニルエチレンカーボネート、4-フルオロ-
4-アリルエチレンカーボネート、4-フルオロ-5-ビニルエチレンカーボネート、4
-フルオロ-5-アリルエチレンカーボネート、4,4-ジフルオロ-4-ビニルエチレ
ンカーボネート、4,4-ジフルオロ-4-アリルエチレンカーボネート、4,5-ジフ
ルオロ-4-ビニルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ-4-アリルエチレンカ
ーボネート、4-フルオロ-4,5-ジビニルエチレンカーボネート、4-フルオロ-4
,5-ジアリルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ-4,5-ジビニルエチレン
カーボネート、4,5-ジフルオロ-4,5-ジアリルエチレンカーボネート、4-フル
オロ-4-フェニルエチレンカーボネート、4-フルオロ-5-フェニルエチレンカーボ
ネート、4,4-ジフルオロ-5-フェニルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ
-4-フェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。
Examples of the fluorinated ethylene carbonate derivative substituted with an aromatic ring or a substituent having a carbon-carbon double bond include 4-fluoro-4-vinylethylene carbonate and 4-fluoro-.
4-allyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylethylene carbonate, 4
-Fluoro-5-allylethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-allylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4,5-difluoro -4-allylethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4-fluoro-4
, 5-Diallyl ethylene carbonate, 4,5-Difluoro-4,5-Divinylethylene carbonate, 4,5-Difluoro-4,5-Diallylethylene carbonate, 4-Fluoro-4-phenylethylene carbonate, 4-Fluoro-5 -Phenylethylene carbonate, 4,4-difluoro-5-phenylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-phenylethylene carbonate and the like can be mentioned.
これらの中でも、フッ素化不飽和環状カーボネートとしては、4-フルオロビニレンカ
ーボネート、4-フルオロ-5-メチルビニレンカーボネート、4-フルオロ-5-ビニ
ルビニレンカーボネート、4-アリル-5-フルオロビニレンカーボネート、4-フルオ
ロ-4-ビニルエチレンカーボネート、4-フルオロ-4-アリルエチレンカーボネート
、4-フルオロ-5-ビニルエチレンカーボネート、4-フルオロ-5-アリルエチレン
カーボネート、4,4-ジフルオロ-4-ビニルエチレンカーボネート、4,4-ジフル
オロ-4-アリルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオロ-4-ビニルエチレンカー
ボネート、4,5-ジフルオロ-4-アリルエチレンカーボネート、4-フルオロ-4,
5-ジビニルエチレンカーボネート、4-フルオロ-4,5-ジアリルエチレンカーボネ
ート、4,5-ジフルオロ-4,5-ジビニルエチレンカーボネート、4,5-ジフルオ
ロ-4,5-ジアリルエチレンカーボネートが、安定な界面保護被膜を形成するので好ま
しい。
Among these, as the fluorinated unsaturated cyclic carbonate, 4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate, 4 -Fluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-4-allylethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-5-allylethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-vinylethylene carbonate , 4,4-Difluoro-4-allylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-allylethylene carbonate, 4-fluoro-4,
5-Divinylethylene carbonate, 4-fluoro-4,5-diallylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-divinylethylene carbonate, 4,5-difluoro-4,5-diallylethylene carbonate have stable interfaces. It is preferable because it forms a protective film.
フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されない。分子量は、好ましく
は50以上、また、250以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対するフッ素
化環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。フッ素化
不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製
造することが可能である。分子量は、より好ましくは100以上であり、また、より好ま
しくは200以下である。
The molecular weight of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited. The molecular weight is preferably 50 or more and 250 or less. Within this range, it is easy to secure the solubility of the fluorinated cyclic carbonate in the non-aqueous electrolyte solution, and the effect of the present invention is likely to be exhibited. The method for producing the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production. The molecular weight is more preferably 100 or more, and more preferably 200 or less.
フッ素化不飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組
み合わせ及び比率で併用してもよい。
As the fluorinated unsaturated cyclic carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
フッ素化不飽和環状カーボネート(2種以上の場合は合計量)の量は、電解液100質
量%中、好ましくは0.001質量%以上、より好ましくは0.01質量%以上、更に好
ましくは0.1質量%以上で、特に好ましくは0.2質量%以上であり、また、好ましく
は10質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に好ましくは4質量%以下、特に好
ましくは3質量%以下である。この範囲内であれば、蓄電デバイスは十分なサイクル特性
向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容
量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。
The amount of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate (total amount in the case of two or more kinds) is preferably 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, and further preferably 0 in 100% by mass of the electrolytic solution. .1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 4% by mass or less, and particularly preferably 3% by mass. It is as follows. Within this range, the power storage device tends to exhibit a sufficient effect of improving the cycle characteristics, and it is easy to avoid a situation in which the high temperature storage characteristics deteriorate, the amount of gas generated increases, and the discharge capacity retention rate decreases. ..
前記式(1)で表される化合物とフッ素含有環状カーボネートの質量比は、式(1)で
表される化合物:フッ素含有環状カーボネートが、1:100以上であることができ、好
ましくは10:100以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは25:1
00以上であり、10000:100以下であることができ、好ましくは500:100
以下、より好ましくは300:100以下、さらに好ましくは100:100以下、特に
好ましくは75:100以下、最も好ましくは50:100以下である。この範囲であれ
ば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この原理については定か
ではないが、この比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えら
れるためと考えられる。
The mass ratio of the compound represented by the formula (1) to the fluorine-containing cyclic carbonate can be such that the compound represented by the formula (1): the fluorine-containing cyclic carbonate can be 1: 100 or more, preferably 10 :. 100 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25: 1
It is 00 or more and can be 10000: 100 or less, preferably 500: 100.
Below, it is more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, particularly preferably 75: 100 or less, and most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネートは、任
意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
The cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and the fluorine-containing cyclic carbonate may be used in any combination and ratio.
炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネートの合計
量は、電解液100質量%中、好ましくは0.002質量%以上、より好ましくは0.0
2質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上で、特に好ましくは0.4質量%以上で
あり、また、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましく
は8質量%以下、特に好ましくは6質量%以下である。この範囲内であれば、前記式(1
)で表される化合物との効果的な複合被膜が形成され、蓄電デバイスは十分なサイクル特
性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電
容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。
The total amount of the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and the fluorine-containing cyclic carbonate is preferably 0.002% by mass or more, more preferably 0.0 in 100% by mass of the electrolytic solution.
2% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, particularly preferably 0.4% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, still more preferably 8% by mass. % Or less, particularly preferably 6% by mass or less. If it is within this range, the above equation (1)
An effective composite film with the compound represented by) is formed, the power storage device tends to exhibit a sufficient effect of improving cycle characteristics, the high temperature storage characteristics are lowered, the amount of gas generated is increased, and the discharge capacity is maintained. It is easy to avoid a situation where the rate drops.
前記式(1)で表される化合物と、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートと
フッ素含有環状カーボネートの合計の質量比は、式(1)で表される化合物:炭素-炭素
不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネートの合計が、1:20
0以上であることができ、好ましくは10:200以上、より好ましくは10:100以
上、更に好ましくは20:100以上であり、10000:100以下であることができ
、好ましくは500:100以下、より好ましくは300:100以下、さらに好ましく
は100:100以下、特に好ましくは75:100以下、最も好ましくは50:100
以下である。この範囲であれば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができ
る。この原理については定かではないが、この比率で混合させることで、電極上での添加
剤の副反応を最小限に抑えられるためと考えられる。
The total mass ratio of the compound represented by the formula (1) to the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and the fluorine-containing cyclic carbonate is the compound represented by the formula (1): carbon-carbon unsaturated bond. The total of the cyclic carbonate having and the fluorine-containing cyclic carbonate is 1:20.
It can be 0 or more, preferably 10:200 or more, more preferably 10:100 or more, still more preferably 20:100 or more, and 10000: 100 or less, preferably 500: 100 or less. More preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, particularly preferably 75: 100 or less, and most preferably 50: 100.
It is as follows. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2.硫黄含有有機化合物、リン含有有機化合物、前記式(1)以外のシアノ基を有
する有機化合物、イソシアネート基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合
物、フッ素非含有カルボン酸エステル、式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状
化合物及びイソシアヌル酸骨格を有する化合物、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン
酸塩、ホウ酸塩、シュウ酸塩及びフルオロスルホン酸塩
1-2. Sulfur-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, organic compounds having cyano groups other than the above formula (1), organic compounds having isocyanate groups, silicon-containing compounds, aromatic compounds, fluorine-free carboxylic acid esters, formula (1). Cyclic compounds having multiple ether bonds other than and compounds having an isocyanuric acid skeleton, monofluorophosphates, difluorophosphates, borates, oxalates and fluorosulfonates.
本発明の態様は、前記式(1)で表される化合物とともに、硫黄含有有機化合物、リン
含有有機化合物、式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物、イソシアネート基を有す
る有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合物、フッ素非含有カルボン酸エステル、式
(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合物及びイソシアヌル酸骨格を有する化
合物、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュウ酸塩及びフルオロ
スルホン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物((II)群の化合物)を
含むことができる。これらを併用することで、式(1)で表される化合物が引き起こし得
る正負極上での副反応を効率よく抑制できるためである。
Aspects of the present invention include a sulfur-containing organic compound, a phosphorus-containing organic compound, an organic compound having a cyano group other than the formula (1), an organic compound having an isocyanate group, and silicon, in addition to the compound represented by the formula (1). Compounds, aromatic compounds, fluorine-free carboxylic acid esters, cyclic compounds having a plurality of ether bonds other than the formula (1) and compounds having an isocyanuric acid skeleton, monofluorophosphates, difluorophosphates, borates, It can contain at least one compound (compound of group (II)) selected from the group consisting of oxalate and fluorosulfonate. This is because, by using these in combination, side reactions on the positive and negative sides that can be caused by the compound represented by the formula (1) can be efficiently suppressed.
中でも、硫黄含有有機化合物、リン含有有機化合物、式(1)以外のシアノ基を有する
有機化合物、芳香族化合物、フッ素非含有カルボン酸エステル、及び式(1)以外の複数
のエーテル結合を有する環状化合物からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物は、
負極上に良質な複合被膜を形成し、初期の電池特性と耐久試験後の電池特性がバランスよ
く向上するため好ましく、式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物、芳香族化合物及
びフッ素非含有カルボン酸エステルからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物がよ
り好ましい。理由としては、比較的低分子量の被膜を負極上に形成するこれら化合物は、
形成される負極被膜が緻密であることから、効率良く式(1)で表される化合物の副反応
による劣化を抑制し得ることが挙げられる。このように副反応を効果的に抑制し、また抵
抗上昇を抑制し、初期や高温耐久時の副反応抑制による体積変化抑制と高温耐久後の安全
性を確保するとともに、レート特性を向上させ得る。
Among them, a sulfur-containing organic compound, a phosphorus-containing organic compound, an organic compound having a cyano group other than the formula (1), an aromatic compound, a fluorine-free carboxylic acid ester, and a cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1). At least one compound selected from the group consisting of compounds is
It is preferable because a high-quality composite film is formed on the negative electrode and the initial battery characteristics and the battery characteristics after the durability test are improved in a well-balanced manner. At least one compound selected from the group consisting of carboxylic acid esters is more preferable. The reason is that these compounds, which form a relatively low molecular weight coating on the negative electrode,
Since the negative electrode coating formed is dense, it is possible to efficiently suppress deterioration due to side reactions of the compound represented by the formula (1). In this way, side reactions can be effectively suppressed, resistance increases can be suppressed, volume changes can be suppressed by suppressing side reactions at the initial stage and at high temperature endurance, safety after high temperature endurance can be ensured, and rate characteristics can be improved. ..
本発明の非水系電解液に、上記化合物を配合する方法は、特に制限されない。上記化合
物を直接電解液に添加する方法の他に、電池内又は電解液中において上記化合物を発生さ
せる方法が挙げられる。上記化合物を発生させる方法としては、これらの化合物以外の化
合物を添加し、電解液等の電池構成要素を酸化又は加水分解等して発生させる方法が挙げ
られる。更には、電池を作製して、充放電等の電気的な負荷をかけることによって、発生
させる方法も挙げられる。
The method for blending the above compound with the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is not particularly limited. In addition to the method of directly adding the compound to the electrolytic solution, a method of generating the compound in a battery or an electrolytic solution can be mentioned. Examples of the method for generating the above compound include a method in which a compound other than these compounds is added and a battery component such as an electrolytic solution is oxidized or hydrolyzed to generate the compound. Further, there is also a method of producing a battery and generating it by applying an electric load such as charging / discharging.
また、上記化合物は、非水系電解液に含有させ実際に蓄電デバイスの作製に供すると、
その電池を解体して再び非水系電解液を抜き出しても、その中の含有量が著しく低下して
いる場合が多い。従って、電池から抜き出した非水系電解液から、上記化合物が極少量で
も検出できるものは本発明に含まれるとみなされる。また、上記化合物は、非水系電解液
として実際に蓄電デバイスの作製に供すると、その電池を解体して再び抜き出した非水系
電解液には上記化合物が極少量しか含有されていなかった場合であっても、蓄電デバイス
の他の構成部材である正極、負極若しくはセパレータ上で検出される場合も多い。従って
、正極、負極、セパレータから上記化合物が検出された場合は、その合計量を非水系電解
液に含まれていたと仮定することができる。この仮定の下、特定化合物は後述で述べる範
囲になるように含まれていることが好ましい。
Further, when the above compound is contained in a non-aqueous electrolytic solution and actually used for manufacturing a power storage device,
Even if the battery is disassembled and the non-aqueous electrolyte solution is taken out again, the content in the battery is often significantly reduced. Therefore, it is considered that the non-aqueous electrolyte solution extracted from the battery can be detected even in a very small amount of the above compound in the present invention. Further, when the above compound is actually used as a non-aqueous electrolyte solution for producing a power storage device, the non-aqueous electrolyte solution obtained by disassembling the battery and extracting the battery again contains only a very small amount of the above compound. However, it is often detected on the positive electrode, the negative electrode, or the separator, which are other components of the power storage device. Therefore, when the above compounds are detected from the positive electrode, the negative electrode, and the separator, it can be assumed that the total amount thereof is contained in the non-aqueous electrolyte solution. Under this assumption, the specific compound is preferably contained so as to be within the range described later.
以下に、(II)群の化合物について説明をする。ただし、モノフルオロリン酸塩、ジ
フルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュウ酸塩及びフルオロスルホン酸塩に関しては、「1-
3.電解質」における説明が適用される。また、上記化合物と組み合わせる式(1)で表
される化合物に関しては、式(1)で表される化合物に関する先の記載が、例示及び好ま
しい例も含めて適用される。また、ある化合物を含む態様において、前記化合物における
それ以外の化合物が含まれていてもよい。
The compounds of group (II) will be described below. However, regarding monofluorophosphate, difluorophosphate, borate, oxalate and fluorosulfonate, "1-
3. 3. The description in "Electrolyte" applies. Further, with respect to the compound represented by the formula (1) to be combined with the above compound, the above description regarding the compound represented by the formula (1) is applied including examples and preferable examples. Further, in an embodiment containing a certain compound, other compounds in the compound may be contained.
1-2-1.硫黄含有有機化合物
本発明の非水系電解液は、更に硫黄含有有機化合物を含むことができる。硫黄含有有機
化合物は、分子内に硫黄原子を少なくとも1つ有している有機化合物であれば、特に制限
されないが、好ましくは分子内にS=O基を有している有機化合物であり、鎖状スルホン
酸エステル、環状スルホン酸エステル、鎖状硫酸エステル、環状硫酸エステル、鎖状亜硫
酸エステル及び環状亜硫酸エステルが挙げられる。ただしフルオロスルホン酸塩に該当す
るものは、「1-2-1.硫黄含有有機化合物」ではなく、後述する電解質であるフルオ
ロスルホン酸塩に包含されるものとする。
1-2-1. Sulfur-containing organic compound The non-aqueous electrolyte solution of the present invention may further contain a sulfur-containing organic compound. The sulfur-containing organic compound is not particularly limited as long as it is an organic compound having at least one sulfur atom in the molecule, but is preferably an organic compound having an S = O group in the molecule, and has a chain. Examples thereof include a cyclic sulfonic acid ester, a cyclic sulfonic acid ester, a chain sulfate ester, a cyclic sulfate ester, a chain sulfite ester, and a cyclic sulfite ester. However, those corresponding to fluorosulfonates are not "1-2-1. Sulfur-containing organic compounds" but are included in fluorosulfonates, which are electrolytes described later.
本発明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物と硫黄含有有機化合物とを
併用することによって、この電解液を用いた電池において、耐久特性を改善することがで
きる。
By using the compound represented by the formula (1) in combination with the sulfur-containing organic compound in the non-aqueous electrolytic solution of the present invention, the durability characteristics of the battery using this electrolytic solution can be improved.
中でも、鎖状スルホン酸エステル、環状スルホン酸エステル、鎖状硫酸エステル、環状
硫酸エステル、鎖状亜硫酸エステル及び環状亜硫酸エステルが好ましく、より好ましくは
S(=O)2基を有する化合物である。
Among them, a chain sulfonic acid ester, a cyclic sulfonic acid ester, a chain sulfate ester, a cyclic sulfate ester, a chain sulfite ester and a cyclic sulfite ester are preferable, and a compound having two S (= O) groups is more preferable.
これらのエステルは、置換基を有していてもよい。ここで置換基とは、炭素原子、水素
原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子からなる群から選ばれ
る1以上の原子で構成された基であり、好ましくは、炭素原子、水素原子、酸素原子及び
ハロゲン原子からなる群から選ばれる1以上の原子で構成された基であり、より好ましく
は、炭素原子、水素原子及び酸素原子からなる群から選ばれる1以上の原子で構成された
基である。置換基としては、ハロゲン原子;非置換又はハロゲン置換の、アルキル基、ア
ルケニル基、アルキニル基、アリール基又はアルコキシ基;シアノ基;イソシアナト基;
アルコキシカルボニルオキシ基;アシル基;カルボキシ基;アルコキシカルボニル基;ア
シルオキシ基;アルキルスルホニル基;アルコキシスルホニル基;ジアルコキシホスファ
ントリイル基;ジアルコキシホスホリル基及びジアルコキシホスホリルオキシ基等が挙げ
られる。これらのうち、好ましくはハロゲン原子;アルコキシ基;非置換又はハロゲン置
換の、アルキル基、アルケニル基又はアルキニル基;イソシアナト基;シアノ基;アルコ
キシカルボニルオキシ基;アシル基;アルコキシカルボニル基;アシルオキシ基であり、
より好ましくは、ハロゲン原子、非置換アルキル基、アルコキシカルボニルオキシ基;ア
シル基;アルコキシカルボニル基又はアシルオキシ基であり、より好ましくは、ハロゲン
原子、非置換アルキル基及びアルコキシカルボニル基である。これらの置換基に関する例
示及び好ましい例は、後述する式(2-2-1)におけるA12及びA13、ならびに式
(2-2-2)におけるA14の定義中の置換基に適用される。
These esters may have substituents. Here, the substituent is a group composed of one or more atoms selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom and a halogen atom, and is preferably a carbon atom. , A group composed of one or more atoms selected from the group consisting of hydrogen atoms, oxygen atoms and halogen atoms, and more preferably one or more atoms selected from the group consisting of carbon atoms, hydrogen atoms and oxygen atoms. It is a constructed base. The substituents include a halogen atom; an unsubstituted or halogen-substituted alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or an alkoxy group; a cyano group; an isocyanato group;
Examples thereof include an alkoxycarbonyloxy group; an acyl group; a carboxy group; an alkoxycarbonyl group; an acyloxy group; an alkylsulfonyl group; an alkoxysulfonyl group; a dialkoxyphosphantriyl group; a dialkoxyphosphoryl group and a dialkoxyphosphoryloxy group. Of these, a halogen atom; an alkoxy group; an unsubstituted or halogen-substituted alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group; an isocyanato group; a cyano group; an alkoxycarbonyloxy group; an acyl group; an alkoxycarbonyl group; an acyloxy group. ,
More preferably, it is a halogen atom, an unsubstituted alkyl group, an alkoxycarbonyloxy group; an acyl group; an alkoxycarbonyl group or an acyloxy group, and more preferably, a halogen atom, an unsubstituted alkyl group and an alkoxycarbonyl group. Examples and preferred examples of these substituents apply to the substituents in the definition of A 12 and A 13 in formula (2-2-1) described below and A 14 in formula (2--2-2). ..
更に好ましくは鎖状スルホン酸エステル及び環状スルホン酸エステルであり、中でも、
式(2-2-1)で表される鎖状スルホン酸エステル及び式(2-2-2)で表される環
状スルホン酸エステルが好ましく、式(2-2-2)で表される環状スルホン酸エステル
より好ましい。
More preferably, it is a chain sulfonic acid ester and a cyclic sulfonic acid ester, among others.
The chain sulfonic acid ester represented by the formula (2-2-1) and the cyclic sulfonic acid ester represented by the formula (2--2-2) are preferable, and the cyclic sulfonic acid ester represented by the formula (2-2-2) is preferable. Preferably better than sulfonic acid esters.
1-2-1-1.式(2-2-1)で表される鎖状スルホン酸エステル
(式中、A12は、置換基を有していてもよい炭素数1以上12以下のn21価の炭化水
素基であり、
A13は、置換基を有していてもよい炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、
n21は、1以上4以下の整数であり、
n21が2の場合、A12及びA13は、同一であっても、異なっていてもよい。)
式(2-2-1)において、A12及びA13は一緒になって環を形成しておらず、よ
って式(2-2-1)は鎖状スルホン酸エステルである。
(In the formula, A12 is an n21-valent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms which may have a substituent.
A 13 is a hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms which may have a substituent.
n 21 is an integer of 1 or more and 4 or less.
When n 21 is 2, A 12 and A 13 may be the same or different. )
In formula (2-2-1), A 12 and A 13 do not form a ring together, thus formula (2-2-1) is a chain sulfonic acid ester.
n21は、1以上3以下の整数が好ましく、1以上2以下の整数がより好ましく、2が
更に好ましい。
For n 21 , an integer of 1 or more and 3 or less is preferable, an integer of 1 or more and 2 or less is more preferable, and 2 is further preferable.
A12における炭素数1以上12以下のn21価の炭化水素基としては、
アルキル基、アルケニル基、アルキニル基及びアリール基等の1価の炭化水素基;
アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基及びアリーレン基等の2価の炭化水素
基;
アルカントリイル基、アルケントリイル基、アルキントリイル基及びアレーントリイル
基等の3価の炭化水素基;
アルカンテトライル基、アルケンテトライル基、アルキンテトライル基及びアレーンテ
トライル基等の4価の炭化水素基;
等が挙げられる。
As an n21-valent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms in A12,
Monovalent hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups, alkynyl groups and aryl groups;
Divalent hydrocarbon groups such as alkylene group, alkenylene group, alkynylene group and arylene group;
A trivalent hydrocarbon group such as an alkanetriyl group, an alkentelyyl group, an alkynetriyl group and an arenetriyl group;
A tetravalent hydrocarbon group such as an alkanetetrayl group, an alkenetetrayl group, an alkynetetrayl group and an arenetetrayl group;
And so on.
これらのうち、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基及びアリーレン基等の
2価の炭化水素基が好ましく、アルキレン基がより好ましい。これらは、n21が2の場
合に対応する。
Of these, a divalent hydrocarbon group such as an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group and an arylene group is preferable, and an alkylene group is more preferable. These correspond to the case where n 21 is 2.
炭素数1以上12以下のn21価の炭化水素基のうち、1価の炭化水素基としては、メ
チル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基
、i-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペン
チル基、ネオペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、1,1-ジメチル
プロピル基、1,2-ジメチルプロピル基等の炭素数1~5のアルキル基;ビニル基、1
-プロペニル基、2-プロペニル基、イソプロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル
基、3-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペ
ンテニル基等の炭素数2以上5以下のアルケニル基;エチニル基、1-プロピニル基、2
-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基
、2-ペンチニル基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基等の炭素数2以上5以下のア
ルキニル基が挙げられる。
Among the n21-valent hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms, the monovalent hydrocarbon groups include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group and sec-butyl. Group, i-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, sec-pentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group, 1,2- Alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as dimethylpropyl group; vinyl group, 1
-Carbons such as propenyl group, 2-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group Alkenyl group of number 2 or more and 5 or less; ethynyl group, 1-propynyl group, 2
-Alkynyl groups having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 3-pentynyl group and 4-pentynyl group Can be mentioned.
2価の炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレ
ン基、ペンタメチレン基等の炭素数1以上5以下のアルキレン基;ビニレン基、1-プロ
ペニレン基、2-プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、1-ペンテニ
レン基、2-ペンテニレン基等の炭素数2以上5以下のアルケニレン基;エチニレン基、
プロピニレン基、1-ブチニレン基、2-ブチニレン基、1-ペンチニレン基及び2-ペ
ンチニレン基等の炭素数2以上5以下のアルキニレン基等が挙げられ、好ましくはメチレ
ン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の炭素数1
~5のアルキレン基であり、より好ましくはエチレン基、トリメチレン基、テトラメチレ
ン基、ペンタメチレン基等の炭素数2以上5以下のアルキレン基であり、更に好ましくは
トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の炭素数3以上5以下のアルキ
レン基である。
Examples of the divalent hydrocarbon group include an alkylene group having 1 or more and 5 or less carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group; a vinylene group, a 1-propenylene group and a 2-propenylene group. Alkenylene groups having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2-pentenylene group; ethynylene group,
Examples thereof include an alkynylene group having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as a propynylene group, a 1-butynylene group, a 2-butynylene group, a 1-pentynylene group and a 2-pentynylene group, preferably a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group and a tetra. 1 carbon number of methylene group, pentamethylene group, etc.
It is an alkylene group of ~ 5, more preferably an alkylene group having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group, and further preferably a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group. It is an alkylene group having 3 or more and 5 or less carbon atoms such as a group.
3価及び4価の炭化水素基としては、上記1価の炭化水素基に対応する、3価及び4価
の炭化水素基が挙げられる。
Examples of the trivalent and tetravalent hydrocarbon groups include trivalent and tetravalent hydrocarbon groups corresponding to the above monovalent hydrocarbon groups.
A12における置換基を有していている炭素数1以上12以下のn21価の炭化水素基
とは、上記置換基と上記炭素数1以上12以下のn21価の炭化水素基を組み合わせた基
を意味する。A12としては、置換基を有さない炭素数1以上5以下のn21価の炭化水
素基が好ましい。
The n21-valent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms having a substituent in A12 is a combination of the above-mentioned substituent and the above-mentioned n21-valent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms. Means a group. As A 12 , an n21-valent hydrocarbon group having 1 or more carbon atoms and 5 or less carbon atoms having no substituent is preferable.
A13における炭素数1以上12以下の炭化水素基としては、アルキル基、アルケニル
基、アルキニル基及びアリール基等の1価の炭化水素基が好ましく、アルキル基がより好
ましい。炭素数1以上12以下の炭化水素基としては、メチル基、エチル基、n-プロピ
ル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、i-ブチル基、tert-ブ
チル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、ネオペンチル基、1-
メチルブチル基、2-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、1,2-ジメチル
プロピル基等の炭素数1~5のアルキル基等が挙げられ、好ましくはメチル基、エチル基
、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基であり、より好ましくはメチル基、エ
チル基、n-プロピル基であり、更に好ましくはエチル基、n-プロピル基である。
As the hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms in A13, a monovalent hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group and an aryl group is preferable, and an alkyl group is more preferable. Hydrocarbon groups having 1 or more and 12 or less carbon atoms include methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, i-butyl group, tert-butyl group and n. -Pentyl group, isopentyl group, sec-pentyl group, neopentyl group, 1-
Examples thereof include an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms such as a methylbutyl group, a 2-methylbutyl group, a 1,1-dimethylpropyl group and a 1,2-dimethylpropyl group, preferably a methyl group, an ethyl group and an n-propyl group. , N-butyl group and n-pentyl group, more preferably a methyl group, an ethyl group and an n-propyl group, and further preferably an ethyl group and an n-propyl group.
A13における置換基を有している炭素数1以上12以下の炭化水素基とは、上記置換
基と上記炭素数1以上12以下の炭化水素基を組み合わせた基を意味する。A13として
は、置換基を有していてもよい炭素数1以上5以下の炭化水素基が好ましく、より好まし
くは置換基を有している炭素数1以上5以下の炭化水素基が好ましく、置換基としてアル
コキシカルボニル基を有するアルキル基が更に好ましい。中でも、メトキシカルボニルメ
チル基、エトキシカルボニルメチル基、1-メトキシカルボニルエチル基、1-エトキシ
カルボニルエチル基、2-メトキシカルボニルエチル基、2-エトキシカルボニルエチル
基、1-メトキシカルボニルプロピル基、1-エトキシカルボニルプロピル基、2-メト
キシカルボニルプロピル基、2-エトキシカルボニルプロピル基、3-メトキシカルボニ
ルプロピル基、3-エトキシカルボニルプロピル基が好ましく、より好ましくは1-メト
キシカルボニルエチル基、1-エトキシカルボニルエチル基である。
The hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms having a substituent in A13 means a group in which the above-mentioned substituent and the above-mentioned hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms are combined. As A13 , a hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms which may have a substituent is preferable, and more preferably, a hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms having a substituent is preferable. An alkyl group having an alkoxycarbonyl group as a substituent is more preferable. Among them, methoxycarbonylmethyl group, ethoxycarbonylmethyl group, 1-methoxycarbonylethyl group, 1-ethoxycarbonylethyl group, 2-methoxycarbonylethyl group, 2-ethoxycarbonylethyl group, 1-methoxycarbonylpropyl group, 1-ethoxy A carbonylpropyl group, a 2-methoxycarbonylpropyl group, a 2-ethoxycarbonylpropyl group, a 3-methoxycarbonylpropyl group and a 3-ethoxycarbonylpropyl group are preferable, and a 1-methoxycarbonylethyl group and a 1-ethoxycarbonylethyl group are more preferable. Is.
1-2-1-2.式(2-2-2)で表される環状スルホン酸エステル
(式中、A14は置換基を有していてもよい炭素数1以上12以下の2価の炭化水素基で
ある。)
A14における炭素数1以上12以下の2価の炭化水素基としては、アルキレン基、ア
ルケニレン基、アルキニレン基及びアリーレン基等が挙げられ、好ましくはアルキレン基
、アルケニレン基である。
( In the formula, A14 is a divalent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms which may have a substituent.)
Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms in A 14 include an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, an arylene group and the like, and an alkylene group and an alkenylene group are preferable.
炭素数1以上12以下の2価の炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、トリメ
チレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の炭素数1~5のアルキレン基;ビニ
レン基、1-プロペニレン基、2-プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン
基、1-ペンテニレン基、2-ペンテニレン基等の炭素数2~5のアルケニレン基;
エチニレン基、プロピニレン基、1-ブチニレン基、2-ブチニレン基、1-ペンチニレ
ン基及び2-ペンチニレン基等の炭素数2~5のアルキニレン基等が挙げられる。
Examples of the divalent hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms include an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group; a vinylene group and a 1-propenylene group. , 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2-pentenylene group and other alkenylene groups having 2 to 5 carbon atoms;
Examples thereof include an alkynylene group having 2 to 5 carbon atoms such as an ethynylene group, a propynylene group, a 1-butynylene group, a 2-butynylene group, a 1-pentynylene group and a 2-pentynylene group.
これらのうち、好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン
基、ペンタメチレン基等の炭素数1~5のアルキレン基及びビニレン基、1-プロペニレ
ン基、2-プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、1-ペンテニレン基
、2-ペンテニレン基等の炭素数2~5のアルケニレン基であり、より好ましくはトリメ
チレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の炭素数3~5のアルキレン基及び1
-プロペニレン基、2-プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテニレン基、1-ペ
ンテニレン基、2-ペンテニレン基等の炭素数3~5のアルケニレン基であり、更に好ま
しくはトリメチレン基、1-プロペニレン基、2-プロペニレン基である。
Of these, preferably an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group, a vinylene group, a 1-propenylene group, a 2-propenylene group and a 1-butenylene group. , 2-Butenylene group, 1-Pentenylene group, 2-Pentenylene group and other alkenylene groups having 2 to 5 carbon atoms, more preferably alkylene groups having 3 to 5 carbon atoms such as trimethylene group, tetramethylene group and pentamethylene group. Group and 1
-Alkenylene group having 3 to 5 carbon atoms such as a propenylene group, a 2-propenylene group, a 1-butenylene group, a 2-butenylene group, a 1-pentenylene group, a 2-pentenylene group, and more preferably a trimethylene group and a 1-propenylene group. Group, 2-propenylene group.
なお、A14における置換基を有している炭素数1以上12以下の2価の炭化水素基と
は、上記置換基と上記炭素数1以上12以下の2価の炭化水素基を組み合わせた基のこと
を意味する。A14は、好ましくは置換基を有さない炭素数1以上5以下の2価の炭化水
素基である。
硫黄含有有機化合物としては、以下を挙げることができる。
The divalent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms having a substituent in A 14 is a group in which the above-mentioned substituent and the above-mentioned divalent hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms are combined. Means that. A 14 is preferably a divalent hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms having no substituent.
Examples of the sulfur-containing organic compound include the following.
≪鎖状スルホン酸エステル≫
フルオロスルホン酸メチル及びフルオロスルホン酸エチル等のフルオロスルホン酸エス
テル;
メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、メタンスルホン酸2-プロピニル
、メタンスルホン酸3-ブチニル、ブスルファン、2-(メタンスルホニルオキシ)プロ
ピオン酸メチル、2-(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸エチル、2-(メタンス
ルホニルオキシ)プロピオン酸2-プロピニル、2-(メタンスルホニルオキシ)プロピ
オン酸3-ブチニル、メタンスルホニルオキシ酢酸メチル、メタンスルホニルオキシ酢酸
エチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2-プロピニル及びメタンスルホニルオキシ酢酸3
-ブチニル等のメタンスルホン酸エステル;
ビニルスルホン酸メチル、ビニルスルホン酸エチル、ビニルスルホン酸アリル、ビニル
スルホン酸プロパルギル、アリルスルホン酸メチル、アリルスルホン酸エチル、アリルス
ルホン酸アリル、アリルスルホン酸プロパルギル及び1,2-ビス(ビニルスルホニロキ
シ)エタン等のアルケニルスルホン酸エステル;
メタンジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、メタンジスルホン酸エトキシカルボニ
ルメチル、メタンジスルホン酸1-メトキシカルボニルエチル、メタンジスルホン酸1-
エトキシカルボニルエチル、1,2-エタンジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、1
,2-エタンジスルホン酸エトキシカルボニルメチル、1,2-エタンジスルホン酸1-
メトキシカルボニルエチル、1,2-エタンジスルホン酸1-エトキシカルボニルエチル
、1,3-プロパンジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、1,3-プロパンジスルホ
ン酸エトキシカルボニルメチル、1,3-プロパンジスルホン酸1-メトキシカルボニル
エチル、1,3-プロパンジスルホン酸1-エトキシカルボニルエチル、1,3-ブタン
ジスルホン酸メトキシカルボニルメチル、1,3-ブタンジスルホン酸エトキシカルボニ
ルメチル、1,3-ブタンジスルホン酸1-メトキシカルボニルエチル、1,3-ブタン
ジスルホン酸1-エトキシカルボニルエチル等のアルキルジスルホン酸エステル;
≪Chainous sulfonic acid ester≫
Fluorosulfuric acid esters such as methyl fluorosulfonate and ethyl fluorosulfonate;
Methyl methanesulphonate, ethyl methanesulphonate, 2-propinyl methanesulphonate, 3-butynyl methanesulphonate, busulfan, methyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, ethyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, 2- (Methanesulfonyloxy) 2-propynyl propionic acid, 2- (methanesulfonyloxy) propionate 3-butynyl, methyl methanesulfonyloxyacetate, ethyl methanesulfonyloxyacetate, 2-propynyl methanesulfonyloxyacetic acid and methanesulfonyloxyacetic acid 3
-Methane sulfonic acid esters such as butynyl;
Methyl vinyl sulfonate, ethyl vinyl sulfonate, allyl vinyl sulfonate, propargyl vinyl sulfonate, methyl allyl sulfonate, ethyl allyl sulfonate, allyl allyl sulfonate, propargyl allyl sulfonate and 1,2-bis (vinyl sulfonate) ) Alkenyl sulfonic acid ester such as ethane;
Methanedisulfonic acid methoxycarbonylmethyl, methanedisulfonic acid ethoxycarbonylmethyl, methanedisulfonic acid 1-methoxycarbonylethyl, methanedisulfonic acid 1-
Ethoxycarbonylethyl, 1,2-ethanedisulfonic acid methoxycarbonylmethyl, 1
, 2-Ethandisulfonic acid ethoxycarbonylmethyl, 1,2-Ethandisulfonic acid 1-
Methoxycarbonylethyl, 1,2-ethanedisulfonic acid 1-ethoxycarbonylethyl, 1,3-propanedisulfonic acid methoxycarbonylmethyl, 1,3-propanedisulfonic acid ethoxycarbonylmethyl, 1,3-propanedisulfonic acid 1-methoxycarbonyl Ethyl, 1-ethoxycarbonylethyl 1,3-propanedisulfonic acid, methoxycarbonylmethyl 1,3-butanedisulfonic acid, ethoxycarbonylmethyl 1,3-butanedisulfonic acid, 1-methoxycarbonylethyl 1,3-butanedisulfonic acid, Alkyl disulfonic acid esters such as 1,3-butane disulfonic acid 1-ethoxycarbonylethyl;
≪環状スルホン酸エステル≫
1,3-プロパンスルトン、1-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、2-フルオロ
-1,3-プロパンスルトン、3-フルオロ-1,3-プロパンスルトン、1-メチル-
1,3-プロパンスルトン、2-メチル-1,3-プロパンスルトン、3-メチル-1,
3-プロパンスルトン、1-プロペン-1,3-スルトン、2-プロペン-1,3-スル
トン、1-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、2-フルオロ-1-プロペン-
1,3-スルトン、3-フルオロ-1-プロペン-1,3-スルトン、1-フルオロ-2
-プロペン-1,3-スルトン、2-フルオロ-2-プロペン-1,3-スルトン、3-
フルオロ-2-プロペン-1,3-スルトン、1-メチル-1-プロペン-1,3-スル
トン、2-メチル-1-プロペン-1,3-スルトン、3-メチル-1-プロペン-1,
3-スルトン、1-メチル-2-プロペン-1,3-スルトン、2-メチル-2-プロペ
ン-1,3-スルトン、3-メチル-2-プロペン-1,3-スルトン、1,4-ブタン
スルトン及び1,5-ペンタンスルトン等のスルトン化合物;
メチレンメタンジスルホネート、エチレンメタンジスルホネート等のジスルホネート化
合物;
1,2,3-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オ
キサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、3H-1,2,3-オキサチアゾール-2,2
-ジオキシド、5H-1,2,3-オキサチアゾール-2,2-ジオキシド、1,2,4
-オキサチアゾリジン-2,2-ジオキシド、1,2,5-オキサチアゾリジン-2,2
-ジオキシド、1,2,3-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,
2,3-オキサチアジナン-2,2-ジオキシド、5,6-ジヒドロ-1,2,3-オキ
サチアジン-2,2-ジオキシド及び1,2,4-オキサチアジナン-2,2-ジオキシ
ド等の含窒素化合物。
≪Cyclic sulfonic acid ester≫
1,3-Propane sulton, 1-fluoro-1,3-propane sulton, 2-fluoro-1,3-propane sulton, 3-fluoro-1,3-propane sulton, 1-methyl-
1,3-Propane sulton, 2-methyl-1,3-propanesulton, 3-methyl-1,
3-Propane Sultone, 1-Propene-1,3-Sultone, 2-Propene-1,3-Sultone, 1-Fluoro-1-Propene-1,3-Sultone, 2-Fluoro-1-Propene-
1,3-Sultone, 3-Fluoro-1-propene-1,3-sultone, 1-Fluoro-2
-Propene-1,3-sultone, 2-fluoro-2-propene-1,3-sultone, 3-
Fluoro-2-propene-1,3-sultone, 1-methyl-1-propene-1,3-sultone, 2-methyl-1-propene-1,3-sultone, 3-methyl-1-propene-1,
3-Sultone, 1-Methyl-2-Propen-1,3-Sultone, 2-Methyl-2-Propen-1,3-Sultone, 3-Methyl-2-Propen-1,3-Sultone, 1,4- Sultone compounds such as butane sultone and 1,5-pentane sultone;
Disulfonate compounds such as methylene methane disulfonate and ethylene methane disulfonate;
1,2,3-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiazolidine-2,2-dioxide, 3H-1,2,3-oxathiazole-2,2
-Dioxide, 5H-1,2,3-oxathiazole-2,2-dioxide, 1,2,4
-Oxatiazolidine-2,2-dioxide, 1,2,5-oxathiazolidine-2,2
-Dioxide, 1,2,3-oxathiadinane-2,2-dioxide, 3-methyl-1,
Nitrogen-containing compounds such as 2,3-oxathiadinane-2,2-dioxide, 5,6-dihydro-1,2,3-oxathiadin-2,2-dioxide and 1,2,4-oxathiadinane-2,2-dioxide ..
1,2,3-オキサチアホスラン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オ
キサチアホスラン-2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアホスラン
-2,2,3-トリオキシド、3-メトキシ-1,2,3-オキサチアホスラン-2,2
,3-トリオキシド、1,2,4-オキサチアホスラン-2,2-ジオキシド、1,2,
5-オキサチアホスラン-2,2-ジオキシド、1,2,3-オキサチアホスフィナン-
2,2-ジオキシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオ
キシド、3-メチル-1,2,3-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド
、3-メトキシ-1,2,3-オキサチアホスフィナン-2,2,3-トリオキシド、1
,2,4-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオキシド、1,2,5-オキサチアホス
フィナン-2,2-ジオキシド及び1,2,6-オキサチアホスフィナン-2,2-ジオ
キシド等の含リン化合物。
1,2,3-oxathiaphoslan-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiaphoslan-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxati Aphoslan-2,2,3-trioxide, 3-methoxy-1,2,3-oxathiaphoslan-2,2
, 3-Trioxide, 1,2,4-oxathiaphoslan-2,2-dioxide, 1,2,
5-oxathiaphoslan-2,2-dioxide, 1,2,3-oxathiaphosphinan-
2,2-Dioxide, 3-Methyl-1,2,3-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 3-methyl-1,2,3-oxathiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 3-Methoxy-1,2,3-oxathiaphosphinan-2,2,3-trioxide, 1
, 2,4-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, 1,2,5-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide and 1,2,6-oxathiaphosphinan-2,2-dioxide, etc. Phosphorus-containing compound.
≪鎖状硫酸エステル≫
ジメチルスルフェート、エチルメチルスルフェート及びジエチルスルフェート等のジア
ルキルスルフェート化合物。
≪Chain Sulfuric Acid Ester≫
Dialkyl sulphate compounds such as dimethyl sulphate, ethyl methyl sulphate and diethyl sulphate.
≪環状硫酸エステル≫
1,2-エチレンスルフェート、1,2-プロピレンスルフェート、1,3-プロピレ
ンスルフェート、1,2-ブチレンスルフェート、1,3-ブチレンスルフェート、1,
4-ブチレンスルフェート、1,2-ペンチレンスルフェート、1,3-ペンチレンスル
フェート、1,4-ペンチレンスルフェート及び1,5-ペンチレンスルフェート等のア
ルキレンスルフェート化合物。
≪Cyclic sulfate ester≫
1,2-Ethylene sulphate, 1,2-propylene sulphate, 1,3-propylene sulphate, 1,2-butylene sulphate, 1,3-butylen sulphate, 1,
An alkylene sulfate compound such as 4-butylene sulphate, 1,2-pentylen sulphate, 1,3-pentylen sulphate, 1,4-pentylen sulphate and 1,5-pentylen sulphate.
≪鎖状亜硫酸エステル≫
ジメチルスルファイト、エチルメチルスルファイト及びジエチルスルファイト等のジア
ルキルスルファイト化合物。
≪Chain sulfite ester≫
Dialkylsulfite compounds such as dimethylsulfite, ethylmethylsulfite and diethylsulfite.
≪環状亜硫酸エステル≫
1,2-エチレンスルファイト、1,2-プロピレンスルファイト、1,3-プロピレ
ンスルファイト、1,2-ブチレンスルファイト、1,3-ブチレンスルファイト、1,
4-ブチレンスルファイト、1,2-ペンチレンスルファイト、1,3-ペンチレンスル
ファイト、1,4-ペンチレンスルファイト及び1,5-ペンチレンスルファイト等のア
ルキレンスルファイト化合物。
≪Cyclic sulfite ester≫
1,2-Ethylene sulphite, 1,2-propylene sulphite, 1,3-propylene sulphite, 1,2-butylene sulphite, 1,3-butylen sulphite, 1,
An alkylene sulfite compound such as 4-butylen sulphite, 1,2-pentylen sulphite, 1,3-pentylen sulphite, 1,4-pentylensulfite and 1,5-pentylensulfite.
これらのうち、2-(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸メチル、2-(メタンス
ルホニルオキシ)プロピオン酸エチル、2-(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2
-プロピニル、プロパンジスルホン酸1-メトキシカルボニルエチル、プロパンジスルホ
ン酸1-エトキシカルボニルエチル、ブタンジスルホン酸1-メトキシカルボニルエチル
、ブタンジスルホン酸1-エトキシカルボニルエチル、1,3-プロパンスルトン、1-
プロペン-1,3-スルトン、1,4-ブタンスルトン、1,2-エチレンスルフェート
、1,2-エチレンスルファイト、メタンスルホン酸メチル及びメタンスルホン酸エチル
が初期効率向上の点から好ましく、プロパンジスルホン酸1-メトキシカルボニルエチル
、プロパンジスルホン酸1-エトキシカルボニルエチル、ブタンジスルホン酸1-メトキ
シカルボニルエチル、ブタンジスルホン酸1-エトキシカルボニルエチル、1,3-プロ
パンスルトン、1-プロペン-1,3-スルトン、1,2-エチレンスルフェート、1,
2-エチレンスルファイトがより好ましく、1,3-プロパンスルトン、1-プロペン-
1,3-スルトンが更に好ましい。
Of these, methyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, ethyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, 2- (methanesulfonyloxy) propionic acid 2
-Propinyl, 1-methoxycarbonylethyl propanedisulfonic acid, 1-ethoxycarbonylethyl propanedisulfonic acid, 1-methoxycarbonylethyl butanedisulfonic acid, 1-ethoxycarbonylethyl butanedisulfonic acid, 1,3-propanesulton, 1-
Propen-1,3-sultone, 1,4-butane sultone, 1,2-ethylenesulfate, 1,2-ethylenesulfite, methyl methanesulphonate and ethyl methanesultone are preferable from the viewpoint of improving initial efficiency, and propanedisulfone. Acid 1-methoxycarbonylethyl, propanedisulfonic acid 1-ethoxycarbonylethyl, butanedisulfonic acid 1-methoxycarbonylethyl, butanedisulfonic acid 1-ethoxycarbonylethyl, 1,3-propanesultone, 1-propen-1,3-sultone , 1,2-ethylene sultone, 1,
2-Ethylene sulphite is more preferred, 1,3-propanesulton, 1-propene-
1,3-Sultone is more preferred.
硫黄含有有機化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び
比率で併有してもよい。
As the sulfur-containing organic compound, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
硫黄含有有機化合物の含有量(2種以上の場合は合計量)は、電解液100質量%中、
0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましく
は0.1質量%以上、特に好ましくは0.3質量%以上であり、特に好ましくは0.6質
量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、よ
り好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1.5質量%
以下、最も好ましくは1.0質量%以下である。この範囲にあると、出力特性、負荷特性
、低温特性、サイクル特性、高温保存特性等を制御しやすい。
The content of the sulfur-containing organic compound (total amount in the case of two or more types) is 100% by mass of the electrolytic solution.
It can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.3% by mass or more, and particularly preferably 0.6% by mass. % Or more, and can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1.5% by mass.
Hereinafter, it is most preferably 1.0% by mass or less. Within this range, it is easy to control output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like.
上記式(1)で表される化合物と硫黄含有有機化合物の質量比は、式(1)で表される
化合物:硫黄含有有機化合物が、1:100以上であることができ、好ましくは10:1
00以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは25:100以上であり、
10000:100以下であることができ、好ましくは500:100以下、より好まし
くは300:100以下、さらに好ましくは100:100以下、特に好ましくは75:
100以下、最も好ましくは50:100以下である。この範囲であれば、電池特性、特
に耐久特性を著しく向上させることができる。この原理については定かではないが、この
比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられるためと考えら
れる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the sulfur-containing organic compound can be such that the compound represented by the formula (1): the sulfur-containing organic compound is 1: 100 or more, preferably 10: 1
00 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25: 100 or more,
It can be 10000: 100 or less, preferably 500: 100 or less, more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, and particularly preferably 75:
It is 100 or less, most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2-2.リン含有有機化合物
本発明の非水系電解液は、更にリン含有有機化合物を含むことができる。リン含有有機
化合物は、分子内に少なくとも一つリン原子を有している有機化合物であれば、特に制限
されない。リン含有有機化合物を含有する本発明の非水系電解液を用いた電池は、耐久特
性を改善することができる。
1-2-2. Phosphorus-Containing Organic Compound The non-aqueous electrolyte solution of the present invention may further contain a phosphorus-containing organic compound. The phosphorus-containing organic compound is not particularly limited as long as it is an organic compound having at least one phosphorus atom in the molecule. A battery using the non-aqueous electrolytic solution of the present invention containing a phosphorus-containing organic compound can improve durability characteristics.
リン含有有機化合物としては、リン酸エステル、ホスホン酸エステル、ホスフィン酸エ
ステル、亜リン酸エステルが好ましく、より好ましくはリン酸エステル及びホスホン酸エ
ステルであり、更に好ましくはホスホン酸エステルである。これらのエステルは、置換基
を有していてもよい。ここで置換基とは、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫
黄原子、リン原子及びハロゲン原子からなる群から選ばれる1以上の原子で構成された基
であり、好ましくは、炭素原子、水素原子、酸素原子及びハロゲン原子からなる群から選
ばれる1以上の原子で構成された基である。置換基としては、ハロゲン原子;非置換又は
ハロゲン置換の、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基又はアルコキシ
基;シアノ基;イソシアナト基;アルコキシカルボニルオキシ基;アシル基;カルボキシ
基;アルコキシカルボニル基;アシルオキシ基;アルキルスルホニル基;アルコキシスル
ホニル基;ジアルコキシホスファントリイル基;ジアルコキシホスホリル基及びジアルコ
キシホスホリルオキシ基等が挙げられる。これらのうち、好ましくはハロゲン原子;アル
コキシ基;アルコキシカルボニルオキシ基;アシル基;カルボキシル基及びアシルオキシ
基等が挙げられ、より好ましくはハロゲン原子及びアシルオキシ基であり、更に好ましく
はアシルオキシ基である。上記アシルオキシ基としては、アセトキシ基、プロピオニルオ
キシ基、ブチリルオキシ基、アクリロイルオキシ基、メタクリロイルオキシ基及びクロト
ニルオキシ基等が挙げられ、好ましくはアクリロイルオキシ基である。これらの置換基に
関する例示及び好ましい例は、後述する式(2-3-1)におけるA6~A8の定義中の
置換基に適用される。
As the phosphorus-containing organic compound, a phosphoric acid ester, a phosphonic acid ester, a phosphinic acid ester, and a phosphite ester are preferable, a phosphoric acid ester and a phosphonic acid ester are more preferable, and a phosphonic acid ester is further preferable. These esters may have substituents. Here, the substituent is a group composed of one or more atoms selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom and a halogen atom, and is preferably a carbon atom. , A group composed of one or more atoms selected from the group consisting of hydrogen atom, oxygen atom and halogen atom. The substituents include a halogen atom; an unsubstituted or halogen-substituted alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group or an alkoxy group; a cyano group; an isocyanato group; an alkoxycarbonyloxy group; an acyl group; a carboxy group; an alkoxycarbonyl group. Examples thereof include an acyloxy group; an alkylsulfonyl group; an alkoxysulfonyl group; a dialkoxyphosphantriyl group; a dialkoxyphosphoryl group and a dialkoxyphosphoryloxy group. Among these, a halogen atom; an alkoxy group; an alkoxycarbonyloxy group; an acyl group; a carboxyl group, an acyloxy group and the like are preferable, a halogen atom and an acyloxy group are more preferable, and an acyloxy group is further preferable. Examples of the acyloxy group include an acetoxy group, a propionyloxy group, a butyryloxy group, an acryloyloxy group, a methacryloyloxy group, a crotonyloxy group and the like, and an acryloyloxy group is preferable. Examples and preferred examples of these substituents apply to the substituents in the definition of A6 to A8 in the formula (2-3-1) described later.
更に好ましくはリン酸エステル及びホスホン酸エステルであり、中でも、式(2-3-
1)で表されるリン酸エステル及び式(2-3-2)で表されるホスホン酸エステルが好
ましい。
More preferably, it is a phosphoric acid ester and a phosphonic acid ester, and among them, the formula (2-3-
The phosphoric acid ester represented by 1) and the phosphonic acid ester represented by the formula (2-3-2) are preferable.
1-2-2-1.式(2-3-1)で表されるリン酸エステル
(式中、A6、A7及びA8は、独立して、置換基を有していてもよい炭素数1以上5以
下のアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基であるが、ただし、A6~A8のうち少
なくとも一つは炭素-炭素不飽和結合を有することとする。)
(In the formula, A 6 , A 7 and A 8 are alkyl groups, alkenyl groups or alkynyl groups having 1 or more and 5 or less carbon atoms which may independently have a substituent, but A 6 -At least one of A8 has a carbon - carbon unsaturated bond.)
炭素数1~5のアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基としては、メチル基、エチ
ル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、i-ブチル
基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、ネオ
ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、
1,2-ジメチルプロピル基等のアルキル基;ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペ
ニル基(アリル基)、イソプロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニ
ル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基等の
アルケニル基;エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基(プロパルギル基)、
1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル
基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基等のアルキニル基が挙げられ、メチル基、エチ
ル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、ビニル基、2-プロペニル基(
アリル基)、3-ブテニル基、4-ペンテニル基、2-プロピニル基(プロパルギル基)
、3-ブチニル基及び4-ペンチニル基が好ましく、メチル基、エチル基、2-プロペニ
ル基(アリル基)及び2-プロピニル基(プロパルギル基)がより好ましく、メチル基、
エチル基及び2-プロペニル基(アリル基)が更に好ましい。
As the alkyl group, alkenyl group or alkynyl group having 1 to 5 carbon atoms, the methyl group, the ethyl group, the n-propyl group, the i-propyl group, the n-butyl group, the sec-butyl group, the i-butyl group and the tert- Butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, sec-pentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group,
Alkyl groups such as 1,2-dimethylpropyl group; vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group (allyl group), isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1- Alkenyl groups such as pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group; ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group (propargyl group),
Examples thereof include alkynyl groups such as 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 3-pentynyl group and 4-pentynyl group, and include methyl group, ethyl group and n-. Propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, vinyl group, 2-propenyl group (
Allyl group), 3-butenyl group, 4-pentenyl group, 2-propynyl group (propargyl group)
, 3-Butynyl group and 4-pentynyl group are preferable, and methyl group, ethyl group, 2-propenyl group (allyl group) and 2-propynyl group (propargyl group) are more preferable.
Ethyl groups and 2-propenyl groups (allyl groups) are more preferred.
なお、置換基を有する炭素数1以上5以下のアルキル基、アルケニル基又はアルキニル
基とは、上記置換基と上記炭素数1以上5以下のアルキル基、アルケニル基又はアルキニ
ル基を組み合わせた基のことを意味し、好ましくは2-アクリロイルオキシメチル基及び
2-アクリロイルオキシエチル基である。
The alkyl group having 1 or more and 5 or less carbon atoms, an alkenyl group or an alkynyl group having a substituent is a group in which the above-mentioned substituent and the above-mentioned alkyl group having 1 or more and 5 or less carbon atoms, an alkenyl group or an alkynyl group are combined. , And preferably a 2-acryloyloxymethyl group and a 2-acryloyloxyethyl group.
式(2-3-1)で表される化合物としては、以下を挙げることができる。
<炭素-炭素不飽和結合を一つ有する化合物>
ジメチルビニルホスフェート、ジエチルビニルホスフェート、ジプロピルビニルホスフ
ェート、ジブチルビニルホスフェート及びジペンチルビニルホスフェート等のビニル基を
有する化合物;
アリルジメチルホスフェート、アリルジエチルホスフェート、アリルジプロピルホスフ
ェート、アリルジブチルホスフェート及びアリルジペンチルホスフェート等のアリル基を
有する化合物;
プロパルギルジメチルホスフェート、プロパルギルジエチルホスフェート、プロパルギ
ルジプロピルホスフェート、プロパルギルジブチルホスフェート及びプロパルギルジペン
チルホスフェート等のプロパルギル基を有する化合物;
2-アクリロイルオキシメチルジメチルホスフェート、2-アクリロイルオキシメチル
ジエチルホスフェート、2-アクリロイルオキシメチルジプロピルホスフェート、2-ア
クリロイルオキシメチルジブチルホスフェート及び2-アクリロイルオキシメチルジペン
チルホスフェート等の2-アクリロイルオキシメチル基を有する化合物;
2-アクリロイルオキシエチルジメチルホスフェート、2-アクリロイルオキシエチル
ジエチルホスフェート、2-アクリロイルオキシエチルジプロピルホスフェート、2-ア
クリロイルオキシエチルジブチルホスフェート及び2-アクリロイルオキシエチルジペン
チルホスフェート等の2-アクリロイルオキシエチル基を有する化合物;
Examples of the compound represented by the formula (2-3-1) include the following.
<Compound with one carbon-carbon unsaturated bond>
Compounds having a vinyl group such as dimethylvinyl phosphate, diethyl vinyl phosphate, dipropyl vinyl phosphate, dibutyl vinyl phosphate and dipentyl vinyl phosphate;
Compounds having an allyl group such as allyldimethylphosphate, allyldiethylphosphate, allyldipropylphosphate, allyldibutylphosphate and allyldipentylphosphate;
Compounds having a propargyl group such as propargyldimethyl phosphate, propargyl diethyl phosphate, propargyl dipropyl phosphate, propargyl dibutyl phthalate and propargyl dipentyl phosphate;
It has a 2-acryloyloxymethyl group such as 2-acryloyloxymethyldimethylphosphate, 2-acryloyloxymethyldiethylphosphate, 2-acryloyloxymethyldipropylphosphate, 2-acryloyloxymethyldibutylphosphate and 2-acryloyloxymethyldipentylphosphate. Compound;
It has a 2-acryloyloxyethyl group such as 2-acryloyloxyethyldimethylphosphate, 2-acryloyloxyethyldiethylphosphate, 2-acryloyloxyethyldipropylphosphate, 2-acryloyloxyethyldibutylphosphate and 2-acryloyloxyethyldipentylphosphate. Compound;
<炭素-炭素不飽和結合を二つ有する化合物>
メチルジビニルホスフェート、エチルジビニルホスフェート、プロピルジビニルホスフ
ェート、ブチルジビニルホスフェート及びペンチルジビニルホスフェート等のビニル基を
有する化合物;
ジアリルメチルホスフェート、ジアリルエチルホスフェート、ジアリルプロピルホスフ
ェート、ジアリルブチルホスフェート及びジアリルペンチルホスフェート等のアリル基を
有する化合物;
ジプロパルギルメチルホスフェート、ジプロパルギルエチルホスフェート、ジプロパルギ
ルプロピルホスフェート、ジプロパルギルブチルホスフェート及びジプロパルギルペンチ
ルホスフェート等のプロパルギル基を有する化合物;
ビス(2-アクリロイルオキシメチル)メチルホスフェート、ビス(2-アクリロイル
オキシメチル)エチルホスフェート、ビス(2-アクリロイルオキシメチル)プロピルホ
スフェート、ビス(2-アクリロイルオキシメチル)ブチルホスフェート及びビス(2-
アクリロイルオキシメチル)ペンチルホスフェート等の2-アクリロイルオキシメチル基
を有する化合物;
ビス(2-アクリロイルオキシエチル)メチルホスフェート、ビス(2-アクリロイル
オキシエチル)エチルホスフェート、ビス(2-アクリロイルオキシエチル)プロピルホ
スフェート、ビス(2-アクリロイルオキシエチル)ブチルホスフェート及びビス(2-
アクリロイルオキシエチル)ペンチルホスフェート等の2-アクリロイルオキシエチル基
を有する化合物;
<Compound with two carbon-carbon unsaturated bonds>
Compounds having a vinyl group such as methyldivinyl phosphate, ethyldivinyl phosphate, propyldivinyl phosphate, butyldivinyl phosphate and pentyldivinyl phosphate;
Compounds having an allyl group such as diallylmethyl phosphate, diallyl ethyl phosphate, diallyl propyl phosphate, diallyl butyl phosphate and diallyl pentyl phosphate;
Compounds having a propargyl group such as dipropargylmethyl phosphate, dipropargyl ethyl phosphate, dipropargyl propyl phosphate, dipropargyl butyl phosphate and dipropargyl pentyl phosphate;
Bis (2-acryloyloxymethyl) methyl phosphate, bis (2-acryloyloxymethyl) ethyl phosphate, bis (2-acryloyloxymethyl) propyl phosphate, bis (2-acryloyloxymethyl) butyl phosphate and bis (2-
Acryloyloxymethyl) Compounds having a 2-acryloyloxymethyl group such as pentyl phosphate;
Bis (2-acryloyloxyethyl) methyl phosphate, bis (2-acryloyloxyethyl) ethyl phosphate, bis (2-acryloyloxyethyl) propyl phosphate, bis (2-acryloyloxyethyl) butyl phosphate and bis (2-
Acryloyloxyethyl) Compounds having a 2-acryloyloxyethyl group such as pentyl phosphate;
<炭素-炭素不飽和結合を3つ有する化合物>
トリビニルホスフェート、トリアリルホスフェート、トリプロパルギルホスフェート、
トリス(2-アクリロイルオキシメチル)ホスフェート及びトリス(2-アクリロイルオ
キシエチル)ホスフェート等
これらのうち、電池特性向上の観点から炭素-炭素不飽和結合を3つ有する化合物が好
ましく、トリアリルホスフェート及びトリス(2-アクリロイルオキシエチル)ホスフェ
ートがより好ましい。
<Compound with three carbon-carbon unsaturated bonds>
Trivinyl phosphate, Triallyl phosphate, Tripropargyl phosphate,
Tris (2-acryloyloxymethyl) phosphate, tris (2-acryloyloxyethyl) phosphate, etc. Of these, compounds having three carbon-carbon unsaturated bonds are preferable from the viewpoint of improving battery characteristics, and triallyl phosphate and tris (2-acryloyloxymethyl) phosphate and tris (2-acryloyloxymethyl) phosphate. 2-Acryloyloxyethyl) phosphate is more preferred.
1-2-2-2.式(2-3-2)で表されるホスホン酸エステル
(式中、A9、A10及びA11は、独立して、非置換又はハロゲン置換の、炭素数1~
5のアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基であり、
n32は、0~6の整数である。)
(In the formula, A 9 , A 10 and A 11 are independently unsubstituted or halogen substituted and have 1 to 1 carbon atoms.
It is an alkyl group, an alkenyl group or an alkynyl group of 5.
n 32 is an integer of 0 to 6. )
炭素数1~5のアルキル基、アルケニル基又はアルキニル基としては、メチル基、エチ
ル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、i-ブチル
基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-ペンチル基、ネオ
ペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、1,1-ジメチルプロピル基、
1,2-ジメチルプロピル基等のアルキル基;ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペ
ニル基(アリル基)、イソプロペニル基、1-ブテニル基、2-ブテニル基、3-ブテニ
ル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニル基、4-ペンテニル基等の
アルケニル基;エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基(プロパルギル基)、
1-ブチニル基、2-ブチニル基、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル
基、3-ペンチニル基、4-ペンチニル基等のアルキニル基が挙げられ、メチル基、エチ
ル基、n-プロピル基、n-ブチル基、n-ペンチル基、ビニル基、2-プロペニル基(
アリル基)、3-ブテニル基、4-ペンテニル基、2-プロピニル基(プロパルギル基)
、3-ブチニル基及び4-ペンチニル基が好ましく、メチル基、エチル基、2-プロペニ
ル基(アリル基)及び2-プロピニル基(プロパルギル基)がより好ましく、メチル基、
エチル基及び2-プロピニル基(プロパルギル基)が更に好ましい。
式(2-3-2)で表されるホスホン酸エステルとしては以下の化合物を挙げることが
できる。
As the alkyl group, alkenyl group or alkynyl group having 1 to 5 carbon atoms, the methyl group, the ethyl group, the n-propyl group, the i-propyl group, the n-butyl group, the sec-butyl group, the i-butyl group and the tert- Butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, sec-pentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group,
Alkyl groups such as 1,2-dimethylpropyl group; vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group (allyl group), isopropenyl group, 1-butenyl group, 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1- Alkenyl groups such as pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group, 4-pentenyl group; ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group (propargyl group),
Examples thereof include alkynyl groups such as 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 3-pentynyl group and 4-pentynyl group, and include methyl group, ethyl group and n-. Propyl group, n-butyl group, n-pentyl group, vinyl group, 2-propenyl group (
Allyl group), 3-butenyl group, 4-pentenyl group, 2-propynyl group (propargyl group)
, 3-Butynyl group and 4-pentynyl group are preferable, and methyl group, ethyl group, 2-propenyl group (allyl group) and 2-propynyl group (propargyl group) are more preferable.
Ethyl groups and 2-propynyl groups (propargyl groups) are more preferred.
Examples of the phosphonic acid ester represented by the formula (2-3-2) include the following compounds.
<式(2-3-2)においてn32=0の化合物>
トリメチル ホスホノフォルメート、メチル ジエチルホスホノフォルメート、メチル
ジプロピルホスホノフォルメート、メチル ジブチルホスホノフォルメート、トリエチ
ル ホスホノフォルメート、エチル ジメチルホスホノフォルメート、エチル ジプロピ
ルホスホノフォルメート、エチル ジブチルホスホノフォルメート、トリプロピル ホス
ホノフォルメート、プロピル ジメチルホスホノフォルメート、プロピル ジエチルホス
ホノフォルメート、プロピル ジブチルホスホノフォルメート、トリブチル ホスホノフ
ォルメート、ブチル ジメチルホスホノフォルメート、ブチル ジエチルホスホノフォル
メート、ブチル ジプロピルホスホノフォルメート、メチル ビス(2,2,2-トリフ
ルオロエチル)ホスホノフォルメート、エチル ビス(2,2,2-トリフルオロエチル
)ホスホノフォルメート、プロピル ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスホノ
フォルメート、ブチル ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスホノフォルメート
等。
<Compound of n 32 = 0 in formula (2-3-2)>
Trimethylphosphonoformate, methyldiethylphosphonoformate, methyldipropylphosphonoformate, methyldibutylphosphonoformate, triethylphosphonoformate, ethyl dimethylphosphonoformate, ethyldipropylphosphonoformate, ethyl Dibutylphosphonoformate, Tripropylphosphonoformate, Propyldimethylphosphonoformate, Propyldiethylphosphonoformate, Propyldibutylphosphonoformate, Tributylphosphonoformate, Butyldimethylphosphonoformate, Butyldiethylphosphomate Noformate, butyldipropylphosphonoformate, methylbis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphonoformate, ethyl bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphonoformate, propylbis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphonoformate, butyl bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphonoformate and the like.
<式(2-3-2)においてn32=1の化合物>
トリメチル ホスホノアセテート、メチル ジエチルホスホノアセテート、メチル ジ
プロピルホスホノアセテート、メチル ジブチルホスホノアセテート、トリエチル ホス
ホノアセテート、エチル ジメチルホスホノアセテート、エチル ジプロピルホスホノア
セテート、エチル ジブチルホスホノアセテート、トリプロピル ホスホノアセテート、
プロピル ジメチルホスホノアセテート、プロピル ジエチルホスホノアセテート、プロ
ピル ジブチルホスホノアセテート、トリブチル ホスホノアセテート、ブチル ジメチ
ルホスホノアセテート、ブチル ジエチルホスホノアセテート、ブチル ジプロピルホス
ホノアセテート、メチル ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスホノアセテート
、エチル ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスホノアセテート、プロピル ビ
ス(2,2,2-トリフルオロエチル)ホスホノアセテート、ブチル ビス(2,2,2
-トリフルオロエチル)ホスホノアセテート、アリル ジメチルホスホノアセテート、ア
リル ジエチルホスホノアセテート、2-プロピニル ジメチルホスホノアセテート、2
-プロピニル ジエチルホスホノアセテート等。
<Compound of n 32 = 1 in the formula (2-3-2)>
Trimethylphosphonoacetate, methyldiethylphosphonoacetate, methyldipropylphosphonoacetate, methyldibutylphosphonoacetate, triethylphosphonoacetate, ethyldimethylphosphonoacetate, ethyldipropylphosphonoacetate, ethyldibutylphosphonoacetate, tripropyl Phosphonoacetate,
Propyl dimethylphosphonoacetate, propyl diethylphosphonoacetate, propyldibutylphosphonoacetate, tributylphosphonoacetate, butyldimethylphosphonoacetate, butyldiethylphosphonoacetate, butyldipropylphosphonoacetate, methylbis (2,2,2) -Trifluoroethyl) phosphonoacetate, ethyl bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphonoacetate, propyl bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphonoacetate, butyl bis (2,2) 2
-Trifluoroethyl) phosphonoacetate, allyl dimethylphosphonoacetate, allyl diethylphosphonoacetate, 2-propynyl dimethylphosphonoacetate, 2
-Propinyl diethylphosphonoacetate, etc.
<式(2-3-2)においてn32=2の化合物>
トリメチル 3-ホスホノプロピオネート、メチル 3-(ジエチルホスホノ)プロピ
オネート、メチル 3-(ジプロピルホスホノ)プロピオネート、メチル 3-(ジブチ
ルホスホノ)プロピオネート、トリエチル 3-ホスホノプロピオネート、エチル 3-
(ジメチルホスホノ)プロピオネート、エチル 3-(ジプロピルホスホノ)プロピオネ
ート、エチル 3-(ジブチルホスホノ)プロピオネート、トリプロピル 3-ホスホノ
プロピオネート、プロピル 3-(ジメチルホスホノ)プロピオネート、プロピル 3-
(ジエチルホスホノ)プロピオネート、プロピル 3-(ジブチルホスホノ)プロピオネ
ート、トリブチル 3-ホスホノプロピオネート、ブチル 3-(ジメチルホスホノ)プ
ロピオネート、ブチル 3-(ジエチルホスホノ)プロピオネート、ブチル 3-(ジプ
ロピルホスホノ)プロピオネート、メチル 3-(ビス(2,2,2-トリフルオロエチ
ル)ホスホノ)プロピオネート、エチル 3-(ビス(2,2,2-トリフルオロエチル
)ホスホノ)プロピオネート、プロピル 3-(ビス(2,2,2-トリフルオロエチル
)ホスホノ)プロピオネート、ブチル 3-(ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)
ホスホノ)プロピオネート等。
<Compound of n 32 = 2 in the formula (2-3-2)>
Trimethyl 3-phosphonopropionate, methyl 3- (diethylphosphono) propionate, methyl 3- (dipropylphosphono) propionate, methyl 3- (dibutylphosphono) propionate, triethyl 3-phosphonopropionate, ethyl 3-
(Dimethylphosphono) propionate, ethyl 3- (dipropylphosphono) propionate, ethyl 3- (dibutylphosphono) propionate, tripropyl 3-phosphonopropionate, propyl 3- (dimethylphosphono) propionate, propyl 3 -
(Diethylphosphono) propionate, propyl 3- (dibutylphosphono) propionate, tributyl 3-phosphonopropionate, butyl 3- (dimethylphosphono) propionate, butyl 3- (dibutylphosphono) propionate, butyl 3-( Dipropylphosphono) propionate, methyl 3- (bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphono) propionate, ethyl 3- (bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphono) propionate, propyl 3- (Bis (2,2,2-trifluoroethyl) phosphono) Propylonate, Butyl 3- (Bis (2,2,2-trifluoroethyl))
Phosphono) propionate, etc.
<式(2-3-2)においてn32=3の化合物>
トリメチル 4-ホスホノブチレート、メチル 4-(ジエチルホスホノ)ブチレート
、メチル 4-(ジプロピルホスホノ)ブチレート、メチル 4-(ジブチルホスホノ)
ブチレート、トリエチル 4-ホスホノブチレート、エチル 4-(ジメチルホスホノ)
ブチレート、エチル 4-(ジプロピルホスホノ)ブチレート、エチル 4-(ジブチル
ホスホノ)ブチレート、トリプロピル 4-ホスホノブチレート、プロピル 4-(ジメ
チルホスホノ)ブチレート、プロピル 4-(ジエチルホスホノ)ブチレート、プロピル
4-(ジブチルホスホノ)ブチレート、トリブチル 4-ホスホノブチレート、ブチル
4-(ジメチルホスホノ)ブチレート、ブチル 4-(ジエチルホスホノ)ブチレート
、ブチル 4-(ジプロピルホスホノ)ブチレート等。
<Compound of n 32 = 3 in formula (2-3-2)>
Trimethyl 4-phosphonobutylate, methyl 4- (diethylphosphono) butyrate, methyl 4- (dipropylphosphono) butyrate, methyl 4- (dibutylphosphono)
Butyrate, Triethyl 4-phosphonobutylate, Ethyl 4- (dimethylphosphono)
Butylate, ethyl 4- (dipropylphosphono) butylate, ethyl 4- (dibutylphosphono) butylate, tripropyl 4-phosphonobutylate, propyl 4- (dimethylphosphono) butylate, propyl 4- (diethylphosphono) Butylate, propyl 4- (dibutylphosphono) butylate, tributyl 4-phosphonobutylate, butyl 4- (dimethylphosphono) butylate, butyl 4- (diethylphosphono) butylate, butyl 4- (dipropylphosphono) butylate etc.
電池特性向上の観点からn32=0、1、2の化合物が好ましく、n32=0、1の化
合物がより好ましく、n32=1の化合物が更に好ましく、n32=1の化合物の中でも
、A9~A11が飽和炭化水素基である化合物が好ましい。特にトリメチル ホスホノア
セテート、トリエチル ホスホノアセテート、2-プロピニル ジメチルホスホノアセテ
ート、2-プロピニル ジエチルホスホノアセテートが好ましい。
From the viewpoint of improving battery characteristics, compounds of n 32 = 0, 1 and 2 are preferable, compounds of n 32 = 0 and 1 are more preferable, compounds of n 32 = 1 are more preferable, and among compounds of n 32 = 1, among the compounds of n 32 = 1. Compounds in which A 9 to A 11 are saturated hydrocarbon groups are preferable. In particular, trimethylphosphonoacetate, triethylphosphonoacetate, 2-propynyldimethylphosphonoacetate, and 2-propynyldiethylphosphonoacetate are preferable.
リン含有有機化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び
比率で併有してもよい。
As the phosphorus-containing organic compound, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
リン含有有機化合物の含有量(2種以上の場合は合計量)は、電解液100質量%中、
0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましく
は0.1質量%以上、更に好ましくは0.4質量%以上、特に好ましくは0.6質量%以
上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ま
しくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1.2質量%以下、
最も好ましくは0.9質量%以下である。この範囲であると、出力特性、負荷特性、低温
特性、サイクル特性、高温保存特性等を制御しやすい。
The content of the phosphorus-containing organic compound (total amount in the case of two or more kinds) is 100% by mass of the electrolytic solution.
It can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.4% by mass or more, and particularly preferably 0.6% by mass or more. It can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1.2% by mass or less.
Most preferably, it is 0.9% by mass or less. Within this range, it is easy to control output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like.
上記式(1)で表される化合物とリン含有有機化合物の質量比は、式(1)で表される
化合物:リン含有有機化合物が、1:100以上であることができ、好ましくは10:1
00以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは25:100以上であり、
10000:100以下であることができ、好ましくは500:100以下、より好まし
くは300:100以下、さらに好ましくは100:100以下、特に好ましくは75:
100以下、最も好ましくは50:100以下である。この範囲であれば、電池特性、特
に耐久特性を著しく向上させることができる。この原理については定かではないが、この
比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられるためと考えら
れる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the phosphorus-containing organic compound can be such that the compound represented by the formula (1): the phosphorus-containing organic compound is 1: 100 or more, preferably 10: 1
00 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25: 100 or more,
It can be 10000: 100 or less, preferably 500: 100 or less, more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, and particularly preferably 75:
It is 100 or less, most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2-3.式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物
本発明の非水系電解液は、式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物を含むことがで
きる。式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物としては、分子内にシアノ基を少なく
とも1つ有している式(1)以外の有機化合物であれば、特に制限されないが、好ましく
は式(2-4-1)、式(2-4-2)及び式(2-4-3)で表される化合物であり、
より好ましくは式(2-4-2)及び式(2-4-3)で表される化合物であり、更に好
ましくは、式(2-4-2)で表される化合物である。なお、式(1)以外のシアノ基を
有する有機化合物が、式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合物でもある場
合、式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合物に属してもよいものとする。
本発明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物と式(1)以外のシアノ基を
有する有機化合物とを併用することによって、この電解液を用いた電池において、耐久特
性を改善することができる。
1-2-3. Organic compound having a cyano group other than the formula (1) The non-aqueous electrolyte solution of the present invention may contain an organic compound having a cyano group other than the formula (1). The organic compound having a cyano group other than the formula (1) is not particularly limited as long as it is an organic compound other than the formula (1) having at least one cyano group in the molecule, but is preferably the formula (2). 4-1), a compound represented by the formula (2-4-2) and the formula (2-4-3).
A compound represented by the formulas (2-4-2) and (2-4-3) is more preferable, and a compound represented by the formula (2-4-2) is more preferable. When the organic compound having a cyano group other than the formula (1) is also a cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1), it belongs to the cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1). May be acceptable.
In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, by using a compound represented by the formula (1) and an organic compound having a cyano group other than the formula (1) in combination, durability characteristics can be obtained in a battery using this electrolyte solution. Can be improved.
1-2-3-1.式(2-4-1)で表される化合物
A1-CN (2-4-1)
(式中、A1は炭素数2以上20以下の炭化水素基を示す。)
1-2-3-1. Compound represented by the formula (2-4-1) A 1 -CN (2-4-1)
(In the formula, A 1 represents a hydrocarbon group having 2 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms.)
式(2-4-1)で表される化合物の分子量は、特に制限されない。分子量は、好まし
くは55以上であり、より好ましくは65以上、更に好ましくは80以上であり、また、
好ましくは310以下であり、より好ましくは185以下であり、更に好ましくは155
以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する式(2-4-1)で表される化合
物の溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。式(2-4-1)で表され
る化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可
能である。
The molecular weight of the compound represented by the formula (2-4-1) is not particularly limited. The molecular weight is preferably 55 or more, more preferably 65 or more, still more preferably 80 or more, and also.
It is preferably 310 or less, more preferably 185 or less, still more preferably 155 or less.
It is as follows. Within this range, it is easy to secure the solubility of the compound represented by the formula (2-4-1) in the non-aqueous electrolyte solution, and the effect of the present invention is likely to be exhibited. The method for producing the compound represented by the formula (2-4-1) is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.
式(2-4-1)中、炭素数2以上20以下の炭化水素基としては、アルキル基、アル
ケニル基、アルキニル基及びアリール基等が挙げられ、エチル基、n-プロピル基、is
o-プロピル基、iso-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、iso-ブチ
ル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、tert-アミル基、ヘキシル基、ヘプチ
ル基、オクチル基、ノニル基、デシル基、ウンデシル基、ドデシル基、トリデシル基、テ
トラデシル基、ペンタデシル基、ヘキサデシ基、ヘプタデシル基、オクタデシル基、ノナ
デシル基、イコシル基等のアルキル基;ビニル基、1-プロペニル基、イソプロペニル基
、1-ブテニル、1-ペンテニル基等のアルケニル基;エチニル基、1-プロピニル基、
1-ブチニル基、1-ペンチニル基等のアルキニル基;フェニル基、トリル基、エチルフ
ェニル基、n-プロピルフェニル基、i-プロピルフェニル基、n-ブチルフェニル基、
sec-ブチルフェニル基、i-ブチルフェニル基、tert-ブチルフェニル基、トリ
フルオロメチルフェニル基、キシリル基、ベンジル基、フェネチル基、メトキシフェニル
基、エトキシフェニル基、トリフルオロメトキシフェニル基等のアリール基等が好ましい
。
In the formula (2-4-1), examples of the hydrocarbon group having 2 or more and 20 or less carbon atoms include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group and an aryl group, and include an ethyl group, an n-propyl group and is.
o-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, iso-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, tert-amyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, nonyl Alkyl group such as group, decyl group, undecyl group, dodecyl group, tridecyl group, tetradecyl group, pentadecyl group, hexadecyl group, heptadecyl group, octadecyl group, nonadecyl group, icosyl group; vinyl group, 1-propenyl group, isopropenyl group , 1-butenyl, 1-pentenyl group and other alkenyl groups; ethynyl group, 1-propynyl group,
Alkinyl groups such as 1-butynyl group and 1-pentynyl group; phenyl group, tolyl group, ethylphenyl group, n-propylphenyl group, i-propylphenyl group, n-butylphenyl group,
Aryl groups such as sec-butylphenyl group, i-butylphenyl group, tert-butylphenyl group, trifluoromethylphenyl group, xsilyl group, benzyl group, phenethyl group, methoxyphenyl group, ethoxyphenyl group and trifluoromethoxyphenyl group. Etc. are preferable.
中でも、分子全体に対するシアノ基の割合が多く、電池特性向上効果が高いという観点
から、炭素数2以上15以下の直鎖又は分岐状のアルキル基及び炭素数2以上4以下のア
ルケニル基がより好ましく、炭素数2以上12以下の直鎖又は分岐状のアルキル基が更に
好ましく、炭素数4以上11以下の直鎖又は分岐状のアルキル基が特に好ましい。
Among them, linear or branched alkyl groups having 2 or more and 15 or less carbon atoms and alkenyl groups having 2 or more and 4 or less carbon atoms are more preferable from the viewpoint that the ratio of cyano groups to the whole molecule is large and the effect of improving battery characteristics is high. , A linear or branched alkyl group having 2 or more and 12 or less carbon atoms is more preferable, and a linear or branched alkyl group having 4 or more and 11 or less carbon atoms is particularly preferable.
式(2-4-1)で表される化合物としては、プロピオニトリル、ブチロニトリル、ペ
ンタンニトリル、ヘキサンニトリル、ヘプタンニトリル、オクタンニトリル、ペラルゴノ
ニトリル、デカンニトリル、ウンデカンニトリル、ドデカンニトリル、シクロペンタンカ
ルボニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、アクリロニトリル、メタクリロニトリル
、クロトノニトリル、3-メチルクロトノニトリル、2-メチル-2-ブテン二トリル、
2-ペンテンニトリル、2-メチル-2-ペンテンニトリル、3-メチル-2-ペンテン
ニトリル及び2-ヘキセンニトリル等が挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (2-4-1) include propionitrile, butyronitrile, pentanenitrile, hexanenitrile, heptanenitrile, octanenitrile, pelargononitrile, decanenitrile, undecanenitrile, dodecanenitrile, and cyclopentanecarbohydrate. Nitrile, cyclohexanecarbonitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, crotononitrile, 3-methylcrotononitrile, 2-methyl-2-butennitril,
Examples thereof include 2-pentenenitrile, 2-methyl-2-pentenenitrile, 3-methyl-2-pentenenitrile and 2-hexenenitrile.
中でも、化合物の安定性、電池特性、製造面の観点から、ペンタンニトリル、オクタン
ニトリル、デカンニトリル、ドデカンニトリル及びクロトノニトリルが好ましく、ペンタ
ンニトリル、デカンニトリル、ドデカンニトリル及びクロトノニトリルがより好ましく、
ペンタンニトリル、デカンニトリル及びクロトノニトリルが好ましい。
Of these, pentanenitrile, octanenitrile, decanenitrile, dodecanenitrile and crotononitrile are preferable, and pentanenitrile, decanenitrile, dodecanenitrile and crotononitrile are more preferable, from the viewpoints of compound stability, battery characteristics and manufacturing aspects.
Pentanenitrile, decanenitrile and crotononitrile are preferred.
式(2-4-1)で表される化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の
組み合わせ及び比率で併有してもよい。式(2-4-1)で表される化合物の量(2種以
上の場合は合計量)は、非水系電解液100質量%中、0.001質量%以上であること
ができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、また、10
質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、
更に好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下、最も好ましくは0.5質量
%以下である。上記範囲であれば、出力特性、負荷特性、低温特性、サイクル特性、高温
保存特性等を制御しやすい。
As the compound represented by the formula (2-4-1), one kind may be used alone, or two or more kinds may be used together in any combination and ratio. The amount of the compound represented by the formula (2-4-1) (total amount in the case of two or more kinds) can be 0.001% by mass or more in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution, and is preferable. 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and 10
It can be mass% or less, preferably 5 mass% or less, more preferably 3 mass% or less,
It is more preferably 2% by mass or less, particularly preferably 1% by mass or less, and most preferably 0.5% by mass or less. Within the above range, it is easy to control output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like.
1-2-3-2.式(2-4-2)で表される化合物
NC-A2-CN (2-4-2)
(式中、A2は、水素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子及びハ
ロゲン原子からなる群より選ばれる1種以上の原子で構成された炭素数1以上10以下の
有機基である。)
1-2-3-2. Compound represented by formula (2-4-2) NC-A 2 -CN (2-4-2)
(In the formula, A 2 has 1 or more carbon atoms and 10 or less carbon atoms composed of one or more atoms selected from the group consisting of hydrogen atom, carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, phosphorus atom and halogen atom. It is an organic group.)
水素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子から
なる群より選ばれる1種以上の原子で構成された炭素数1以上10以下の有機基とは、炭
素原子及び水素原子から構成される有機基の他に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン
原子、又はハロゲン原子を含んでいてもよい有機基を包含する。窒素原子、酸素原子、硫
黄原子、リン原子又はハロゲン原子を含んでいてもよい有機基には、炭素原子及び水素原
子から構成される基における骨格の炭素原子の一部が、これらの原子に置換されている有
機基、又はこれらの原子で構成された置換基を有する有機基を包含する。
Organic groups having 1 or more and 10 or less carbon atoms composed of one or more atoms selected from the group consisting of hydrogen atom, carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, phosphorus atom and halogen atom are carbon atom and In addition to the organic group composed of hydrogen atom, the organic group which may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, or a halogen atom is included. In an organic group which may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom or a halogen atom, a part of carbon atoms in the skeleton of a group composed of a carbon atom and a hydrogen atom is replaced with these atoms. Includes organic groups that are or organic groups that have substituents composed of these atoms.
式(2-4-2)で表される化合物の分子量は、特に制限されない。分子量は、好まし
くは、65以上であり、より好ましくは80以上、更に好ましくは90以上であり、また
、好ましくは270以下であり、より好ましくは160以下であり、更に好ましくは13
5以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する式(2-4-2)で表される化
合物の溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。式(2-4-2)で表さ
れる化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが
可能である。
The molecular weight of the compound represented by the formula (2-4-2) is not particularly limited. The molecular weight is preferably 65 or more, more preferably 80 or more, still more preferably 90 or more, preferably 270 or less, more preferably 160 or less, still more preferably 13.
It is 5 or less. Within this range, it is easy to secure the solubility of the compound represented by the formula (2-4-2) in the non-aqueous electrolyte solution, and the effect of the present invention is likely to be exhibited. The method for producing the compound represented by the formula (2-4-2) is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.
式(2-4-2)で表される化合物におけるA2としては、アルキレン基又はその誘導
体、アルケニレン基又はその誘導体、シクロアルキレン基又はその誘導体、アルキニレン
基又はその誘導体、シクロアルケニレン基又はその誘導体、アリーレン基又はその誘導体
、カルボニル基又はその誘導体、スルホニル基又はその誘導体、スルフィニル基又はその
誘導体、ホスホニル基又はその誘導体、ホスフィニル基又はその誘導体、アミド基又はそ
の誘導体、イミド基又はその誘導体、エーテル基又はその誘導体、チオエーテル基又はそ
の誘導体、ボリン酸基又はその誘導体、ボラン基又はその誘導体等が挙げられる。
A 2 in the compound represented by the formula (2-4-2) includes an alkylene group or a derivative thereof, an alkenylene group or a derivative thereof, a cycloalkylene group or a derivative thereof, an alkynylene group or a derivative thereof, a cycloalkenylene group or a derivative thereof. , Aliren group or its derivative, carbonyl group or its derivative, sulfonyl group or its derivative, sulfinyl group or its derivative, phosphonyl group or its derivative, phosphinyl group or its derivative, amide group or its derivative, imide group or its derivative, ether Examples thereof include a group or a derivative thereof, a thioether group or a derivative thereof, a boric acid group or a derivative thereof, a bolan group or a derivative thereof, and the like.
中でも、電池特性向上の点から、アルキレン基又はその誘導体、アルケニレン基又はそ
の誘導体、シクロアルキレン基又はその誘導体、アルキニレン基又はその誘導体、アリー
レン基又はその誘導体が好ましい。また、A2が置換基を有してもよい炭素数2以上5以
下のアルキレン基であることがより好ましい。
Among them, from the viewpoint of improving battery characteristics, an alkylene group or a derivative thereof, an alkenylene group or a derivative thereof, a cycloalkylene group or a derivative thereof, an alkynylene group or a derivative thereof, an arylene group or a derivative thereof are preferable. Further, it is more preferable that A 2 is an alkylene group having 2 or more and 5 or less carbon atoms which may have a substituent.
式(2-4-2)で表される化合物としては、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、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、
セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、メチルマロノニトリル、
エチルマロノニトリル、イソプロピルマロノニトリル、tert-ブチルマロノニトリル
、メチルスクシノニトリル、2,2-ジメチルスクシノニトリル、2,3-ジメチルスク
シノニトリル、2,3,3-トリメチルスクシノニトリル、2,2,3,3-テトラメチ
ルスクシノニトリル、2,3-ジエチル-2,3-ジメチルスクシノニトリル、2,2-
ジエチル-3,3-ジメチルスクシノニトリル、ビシクロヘキシル-1,1-ジカルボニ
トリル、ビシクロヘキシル-2,2-ジカルボニトリル、ビシクロヘキシル-3,3-ジ
カルボニトリル、2,5-ジメチル-2,5-ヘキサンジカルボニトリル、2,3-ジイ
ソブチル-2,3-ジメチルスクシノニトリル、2,2-ジイソブチル-3,3-ジメチ
ルスクシノニトリル、2-メチルグルタロニトリル、2,3-ジメチルグルタロニトリル
、2,4-ジメチルグルタロニトリル、2,2,3,3-テトラメチルグルタロニトリル
、2,2,4,4-テトラメチルグルタロニトリル、2,2,3,4-テトラメチルグル
タロニトリル、2,3,3,4-テトラメチルグルタロニトリル、マレオニトリル、フマ
ロニトリル、1,4-ジシアノペンタン、2,6-ジシアノヘプタン、2,7-ジシアノ
オクタン、2,8-ジシアノノナン、1,6-ジシアノデカン、1,2-ジジアノベンゼ
ン、1,3-ジシアノベンゼン、1,4-ジシアノベンゼン、3,3’-(エチレンジオ
キシ)ジプロピオニトリル、3,3’-(エチレンジチオ)ジプロピオニトリル及び3,
9-ビス(2-シアノエチル)-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウン
デカン等が挙げられる。
Examples of the compound represented by the formula (2-4-2) include malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, azelanitrile, and the like.
Sevaconitrile, undecanedinitrile, dodecanedinitrile, methylmalononitrile,
Ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, tert-butylmalononitrile, methylsuccinonitrile, 2,2-dimethylsuccinonitrile, 2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,3,3-trimethylsuccinonitrile, 2, 2,3,3-Tetramethylsuccinonitrile, 2,3-diethyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-
Diethyl-3,3-dimethylsuccinonitrile, bicyclohexyl-1,1-dicarbonitrile, bicyclohexyl-2,2-dicarbonitrile, bicyclohexyl-3,3-dicarbonitrile, 2,5-dimethyl- 2,5-hexanedicarbonitrile, 2,3-diisobutyl-2,3-dimethylsuccinonitrile, 2,2-diisobutyl-3,3-dimethylsuccinonitrile, 2-methylglutaronitrile, 2,3- Dimethylglutaronitrile, 2,4-dimethylglutaronitrile, 2,2,3,3-tetramethylglutaronitrile, 2,2,4,4-tetramethylglutaronitrile, 2,2,3,4- Tetramethylglutaronitrile, 2,3,3,4-tetramethylglutaronitrile, maleonitrile, fumaronitrile, 1,4-dicyanopentane, 2,6-dicyanoheptane, 2,7-dicyanooctane, 2,8-dicyanononane , 1,6-dicyanodecane, 1,2-didianobenzene, 1,3-dicyanobenzene, 1,4-dicyanobenzene, 3,3'-(ethylenedioxy) dipropionitrile, 3,3'-( Ethylenedithio) dipropionitrile and 3,
Examples thereof include 9-bis (2-cyanoethyl) -2,4,8,10-tetraoxaspiro [5,5] undecane.
これらのうち、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、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジ
ニトリル、ドデカンジニトリル及び3,9-ビス(2-シアノエチル)-2,4,8,1
0-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカン、フマロニトリルが高温保存耐久特性向上
の点から好ましい。更に、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメ
ロニトリル、スベロニトリル、グルタロニトリル及び3,9-ビス(2-シアノエチル)
-2,4,8,10-テトラオキサスピロ[5,5]ウンデカンは、高温保存耐久特性向
上効果が特に優れ、また電極での副反応による劣化が少ないためにより好ましい。通常、
ジニトリル化合物は、分子量が小さいほど一分子におけるシアノ基の量割合が大きくなり
、分子の粘度が上昇する一方、分子量が大きくなるほど、化合物の沸点が上昇する。よっ
て、作業効率の向上の点から、スクシノスクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニ
トリル及びピメロニトリルが更に好ましい。
Of these, malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, azelanitrile, sebaconitrile, undecanenitrile, dodecanenitrile and 3,9-bis (2-cyanoethyl) -2,4,8,1
0-Tetraoxaspiro [5,5] undecane and fumaronitrile are preferable from the viewpoint of improving high temperature storage durability characteristics. In addition, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimeronitrile, suberonitrile, glutaronitrile and 3,9-bis (2-cyanoethyl)
-2,4,8,10-Tetraoxaspiro [5,5] undecane is more preferable because it has a particularly excellent effect of improving high temperature storage durability characteristics and is less deteriorated by a side reaction at the electrode. Normal,
The smaller the molecular weight of the dinitrile compound, the larger the proportion of the cyano group in one molecule, and the higher the viscosity of the molecule, while the larger the molecular weight, the higher the boiling point of the compound. Therefore, succinosuccinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, and pimeronitrile are more preferable from the viewpoint of improving work efficiency.
式(2-4-2)で表される化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の
組み合わせ及び比率で併有してもよい。式(2-4-2)で表される化合物の量(2種以
上の場合は合計量)は、電解液100質量%中、0.001質量%以上であることができ
、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0
.3質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以
下、より好ましくは3質量%以下の濃度で含有させる。上記範囲を満たした場合は、出力
特性、負荷特性、低温特性、サイクル特性、高温保存特性等の効果がより向上する。
As the compound represented by the formula (2-4-2), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. The amount of the compound represented by the formula (2-4-2) (total amount in the case of two or more kinds) can be 0.001% by mass or more in 100% by mass of the electrolytic solution, and is preferably 0. 01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0
.. It can be contained in an amount of 3% by mass or more, 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, and more preferably 3% by mass or less. When the above range is satisfied, the effects of output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics and the like are further improved.
1-2-3-3.式(2-4-3)で表される化合物
(式中、A3は、水素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子及びハ
ロゲン原子からなる群より選ばれる1種以上の原子で構成された炭素数1以上12以下の
有機基であり、n43は0以上5以下の整数である。)
( In the formula, A3 has 1 or more and 12 or less carbon atoms composed of one or more atoms selected from the group consisting of hydrogen atom, carbon atom, nitrogen atom, oxygen atom, sulfur atom, phosphorus atom and halogen atom. It is an organic group, and n 43 is an integer of 0 or more and 5 or less.)
水素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子、及びハロゲン原子か
らなる群より選ばれる1種以上の原子で構成された炭素数1以上12以下の有機基とは、
炭素原子及び水素原子から構成される有機基の他に、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リ
ン原子又はハロゲン原子を含んでいてもよい有機基を包含する。窒素原子、酸素原子、硫
黄原子、リン原子又はハロゲン原子を含んでいてもよい有機基には、炭素原子及び水素原
子から構成される基における骨格の炭素原子の一部が、これらの原子に置換されている有
機基、又はこれらの原子で構成された置換基を有する有機基を包含する。
An organic group having 1 or more and 12 or less carbon atoms composed of one or more atoms selected from the group consisting of a hydrogen atom, a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, and a halogen atom is defined as an organic group.
In addition to an organic group composed of a carbon atom and a hydrogen atom, it includes an organic group which may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom or a halogen atom. In an organic group which may contain a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom or a halogen atom, a part of carbon atoms in the skeleton of a group composed of a carbon atom and a hydrogen atom is replaced with these atoms. Includes organic groups that are or organic groups that have substituents composed of these atoms.
上記n43は0以上5以下、好ましくは0以上3以下、より好ましくは0以上1以下の
整数であり、特に好ましくは0である。
The n 43 is an integer of 0 or more and 5 or less, preferably 0 or more and 3 or less, more preferably 0 or more and 1 or less, and particularly preferably 0.
また、上記A3は、水素原子、炭素原子、窒素原子、酸素原子及び硫黄原子からなる群
より選ばれる1種以上の原子で構成された炭素数1以上12以下の有機基であることが好
ましく、水素原子、炭素原子及び酸素原子からなる群より選ばれる1種以上の原子で構成
された炭素数1以上12以下の有機基であることがより好ましく、置換基を有していても
よい炭素数1以上12以下の脂肪族炭化水素基であることが更に好ましい。
Further, the above A3 is preferably an organic group having 1 or more and 12 or less carbon atoms composed of one or more kinds of atoms selected from the group consisting of a hydrogen atom, a carbon atom, a nitrogen atom, an oxygen atom and a sulfur atom. It is more preferable that it is an organic group having 1 or more and 12 or less carbon atoms composed of one or more atoms selected from the group consisting of a hydrogen atom, a carbon atom and an oxygen atom, and may have a substituent. It is more preferably an aliphatic hydrocarbon group having a number of 1 or more and 12 or less.
ここで置換基とは、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、硫黄原子、リン原子及
びハロゲン原子からなる群より選ばれる1以上の原子で構成された基のことを表す。
Here, the substituent represents a group composed of one or more atoms selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom and a halogen atom.
置換基としては、ハロゲン原子;非置換又はハロゲン置換の、アルキル基、アルケニル
基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基;イソシアナト基;アルコキシカルボニル
オキシ基;アシル基;カルボキシル基;アルコキシカルボニル基;アシルオキシ基;アル
キルスルホニル基;アルコキシスルホニル基;ジアルコキシホスファントリイル基;ジア
ルコキシホスホリル基及びジアルコキシホスホリルオキシ基等が挙げられ、好ましくはハ
ロゲン原子;アルコキシ基又は非置換もしくはハロゲン置換のアルキル基であり、より好
ましくはハロゲン原子又は非置換もしくはハロゲン置換のアルキル基であり、更に好まし
くは非置換のアルキル基である。
The substituents include a halogen atom; an unsubstituted or halogen-substituted alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group; an isocyanato group; an alkoxycarbonyloxy group; an acyl group; a carboxyl group; an alkoxycarbonyl group; an acyloxy group. Alkylsulfonyl group; Alkoxysulfonyl group; Dialkoxyphosphantriyl group; Dialkoxyphosphoryl group, Dialkoxyphosphoryloxy group and the like, preferably a halogen atom; an alkoxy group or an unsubstituted or halogen-substituted alkyl group. , More preferably a halogen atom or an unsubstituted or halogen-substituted alkyl group, and even more preferably an unsubstituted alkyl group.
上記脂肪族炭化水素基は、特に制限されないが、炭素数は1以上であることができ、好
ましくは2以上、より好ましくは3以上であり、また、12以下であることができ、好ま
しくは8以下、より好ましくは6以下である。
The aliphatic hydrocarbon group is not particularly limited, but may have 1 or more carbon atoms, preferably 2 or more, more preferably 3 or more, and 12 or less, preferably 8 or less. Below, it is more preferably 6 or less.
脂肪族炭化水素基としては、n43に応じて、アルカントリイル基、アルカンテトライ
ル基、アルカンペンタイル基、アルカンテトライル基、アルケントリイル基、アルケンテ
トライル基、アルケンペンタイル基、アルケンテトライル基、アルキントリイル基、アル
キンテトライル基、アルキンペンタイル基及びアルキンテトライル基等が挙げられる。
As the aliphatic hydrocarbon group, an alkanthryl group, an alkanthtetrayl group, an alkanepentyl group, an alkanthtetrayl group, an alkanthryyl group, an alkentetetrayl group, an alkentepentyl group, and an alkene, depending on n43. Examples thereof include a tetrayl group, an alkyne triyl group, an alkyne tetrayl group, an alkyne pentayl group and an alkyne tetrayl group.
これらのうち、アルカントリイル基、アルカンテトライル基、アルカンペンタイル基及
びアルカンテトライル基等の飽和炭化水素基がより好ましく、アルカントリイル基が更に
好ましい。
Of these, saturated hydrocarbon groups such as an alkanetriyl group, an alkanetetrayl group, an alkanepentyl group and an alkanetetrayl group are more preferable, and an alkanetriyl group is even more preferable.
更に、上記式(2-4-3)で表される化合物は式(2-4-3’)で示される化合物
であることがより好ましい。
(式中、A4及びA5は、上記A3と同義である。)
また、上記A4及びA5は、置換基を有していていもよい炭素数1以上5以下の炭化水
素基であることがより好ましい。
( In the formula, A4 and A5 are synonymous with A3 above.)
Further, it is more preferable that A 4 and A 5 are hydrocarbon groups having 1 or more and 5 or less carbon atoms which may have a substituent.
炭化水素基としては、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラエチレン基、
ペンタメチレン基、ビニレン基、1-プロペニレン基、2-プロペニレン基、1-ブテニ
レン基、2-ブテニレン基、1-ペンテニレン基、2-ペンテニレン基、エチニレン基、
プロピニレン基、1-ブチニレン基、2-ブチニレン基、1-ペンチニレン基及び2-ペ
ンチニレン基等が挙げられる。
Hydrocarbon groups include methylene group, ethylene group, trimethylene group, tetraethylene group,
Pentamethylene group, vinylene group, 1-propenylene group, 2-propenylene group, 1-butenylene group, 2-butenylene group, 1-pentenylene group, 2-pentenylene group, ethynylene group,
Examples thereof include a propynylene group, a 1-butynylene group, a 2-butynylene group, a 1-pentynylene group and a 2-pentynylene group.
これらのうち、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラエチレン基、ペンタ
メチレン基が好ましく、メチレン基、エチレン基、トリメチレン基がより好ましい。
Of these, a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetraethylene group and a pentamethylene group are preferable, and a methylene group, an ethylene group and a trimethylene group are more preferable.
上記A4及びA5は、互いに同一でなく、異なることが好ましい。 It is preferable that A 4 and A 5 are not the same as each other but are different from each other.
式(2-4-3)で表される化合物の分子量は、特に制限されない。分子量は、好まし
くは、90以上であり、より好ましくは120以上、更に好ましくは150以上であり、
また、好ましくは450以下であり、より好ましくは300以下であり、更に好ましくは
250以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する式(2-4-3)で表され
る化合物の溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。式(2-4-3)で
表される化合物の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造するこ
とが可能である。
The molecular weight of the compound represented by the formula (2-4-3) is not particularly limited. The molecular weight is preferably 90 or more, more preferably 120 or more, still more preferably 150 or more.
Further, it is preferably 450 or less, more preferably 300 or less, and further preferably 250 or less. Within this range, it is easy to secure the solubility of the compound represented by the formula (2-4-3) in the non-aqueous electrolyte solution, and the effect of the present invention is likely to be exhibited. The method for producing the compound represented by the formula (2-4-3) is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production.
式(2-4-3)で表される化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
これらのうち、
式(2-4-3)で表される化合物の量(2種以上の場合は合計量)は、電解液100
質量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、よ
り好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.3質量%以上であり、また、10質
量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、特
に好ましくは2質量%以下の濃度で含有させる。この範囲にあると、出力特性、負荷特性
、低温特性、サイクル特性、高温保存特性等を制御しやすい。
The amount of the compound represented by the formula (2-4-3) (total amount in the case of two or more kinds) is the electrolytic solution 100.
It can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.3% by mass or more, and 10% by mass. It can be contained in a concentration of 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 2% by mass or less. Within this range, it is easy to control output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like.
式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上
を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。
As the organic compound having a cyano group other than the formula (1), one kind may be used alone, or two or more kinds may be used together in any combination and ratio.
上記式(1)で表される化合物と式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物の質量比
は、式(1)で表される化合物:式(1)以外のシアノ基を有する有機化合物が、1:1
00以上であることができ、好ましくは10:100以上、より好ましくは20:100
以上、更に好ましくは25:100以上であり、10000:100以下であることがで
き、好ましくは500:100以下、より好ましくは300:100以下、さらに好まし
くは100:100以下、特に好ましくは75:100以下、最も好ましくは50:10
0以下である。この範囲であれば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることがで
きる。この原理については定かではないが、この比率で混合させることで、電極上での添
加剤の副反応を最小限に抑えられるためと考えられる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the organic compound having a cyano group other than the formula (1) is the compound represented by the formula (1): the organic compound having a cyano group other than the formula (1). But 1: 1
It can be 00 or more, preferably 10: 100 or more, more preferably 20:100.
The above can be more preferably 25: 100 or more, 10000: 100 or less, preferably 500: 100 or less, more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, and particularly preferably 75: 100 or less, most preferably 50:10
It is 0 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2-4.イソシアネート基を有する有機化合物
本発明の非水系電解液は、イソシアネート基を有する有機化合物を含むことができる。
イソシアネート基を有する有機化合物は、分子内に少なくとも1つのイソシアネート基を
有する有機化合物であれば、特に制限されないが、イソシアネート基の数は、一分子中、
好ましくは1以上4以下、より好ましくは2以上3以下、更に好ましくは2である。
1-2-4. Organic compound having an isocyanate group The non-aqueous electrolytic solution of the present invention can contain an organic compound having an isocyanate group.
The organic compound having an isocyanate group is not particularly limited as long as it is an organic compound having at least one isocyanate group in the molecule, but the number of isocyanate groups is limited to one molecule.
It is preferably 1 or more and 4 or less, more preferably 2 or more and 3 or less, and further preferably 2.
本発明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物とイソシアネート基を有す
る化合物とを併用することによって、この電解液を用いた電池において、耐久特性を改善
することができる。イソシアネート基を有する有機化合物は、好ましくは、直鎖状もしく
は分岐状のアルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキレン基とアルキレン基が連
結した構造、芳香族炭化水素基、芳香族炭化水素基とアルキレン基が連結した構造、エー
テル構造(-O-)、エーテル構造(-O-)とアルキレン基が連結した構造、カルボニ
ル基(-C(=O)-)、カルボニル基とアルキレン基とが連結した構造、スルホニル基
(-S(=O)-)、スルホニル基とアルキレン基とが連結した構造又はこれらがハロゲ
ン化された構造等を有する化合物にイソシアネート基が結合した化合物であり、より好ま
しくは、直鎖状或いは分岐状のアルキレン基、シクロアルキレン基、シクロアルキレン基
とアルキレン基が連結した構造、芳香族炭化水素基又は芳香族炭化水素基とアルキレン基
が連結した構造にイソシアネート基が結合した化合物であり、更に好ましくは、シクロア
ルキレン基とアルキレン基が連結した構造にイソシアネート基が結合した化合物である。
イソシアネート基を有する有機化合物の分子量は特に制限されない。分子量は、好ましく
は80以上であり、より好ましくは115以上、更に好ましくは170以上であり、また
、300以下であり、より好ましくは230以下である。この範囲であれば、非水系電解
液に対するイソシアネート基を有する有機化合物の溶解性を確保しやすく、本発明の効果
が発現されやすい。イソシアネート基を有する有機化合物の製造方法は、特に制限されず
、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。また、市販品を用いてもよい
。
By using the compound represented by the formula (1) in combination with the compound having an isocyanate group in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the durability characteristics of the battery using this electrolytic solution can be improved. The organic compound having an isocyanate group is preferably a linear or branched alkylene group, a cycloalkylene group, a structure in which a cycloalkylene group and an alkylene group are linked, an aromatic hydrocarbon group, an aromatic hydrocarbon group and an alkylene group. , Ether structure (-O-), ether structure (-O-) and alkylene group linked structure, carbonyl group (-C (= O)-), carbonyl group and alkylene group linked structure , A sulfonyl group (-S (= O)-), a compound in which an isocyanate group is bonded to a compound having a structure in which a sulfonyl group and an alkylene group are linked, or a structure in which these are halogenated, and the like, more preferably directly. A compound in which an isocyanate group is bonded to a chain or branched alkylene group, a cycloalkylene group, a structure in which a cycloalkylene group and an alkylene group are linked, an aromatic hydrocarbon group or a structure in which an aromatic hydrocarbon group and an alkylene group are linked. A compound in which an isocyanate group is bonded to a structure in which a cycloalkylene group and an alkylene group are linked is more preferable.
The molecular weight of the organic compound having an isocyanate group is not particularly limited. The molecular weight is preferably 80 or more, more preferably 115 or more, still more preferably 170 or more, and more preferably 300 or less, more preferably 230 or less. Within this range, it is easy to secure the solubility of the organic compound having an isocyanate group in the non-aqueous electrolyte solution, and the effect of the present invention is likely to be exhibited. The method for producing the organic compound having an isocyanate group is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected for production. Further, a commercially available product may be used.
イソシアネート基を有する有機化合物としては、メチルイソシアネート、エチルイソシ
アネート、プロピルイソシアネート、イソプロピルイソシアネート、ブチルイソシアネー
ト、ターシャルブチルイソシアネート、ペンチルイソシアネートヘキシルイソシアネート
、シクロヘキシルイソシアネート、ビニルイソシアネート、アリルイソシアネート、エチ
ニルイソシアネート、プロパルギルイソシアネート、フェニルイソシアネート、フロロフ
ェニルイソシアネート等のイソシアネート基を1個有する有機化合物;
モノメチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメチレンジイソシ
アネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサ
メチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメチレンジイソシ
アネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネート、ドデカメチ
レンジイソシアネート、1,3-ジイソシアナトプロパン、1,4-ジイソシアナト-2
-ブテン、1,4-ジイソシアナト-2-フルオロブタン、1,4-ジイソシアナト-2
,3-ジフルオロブタン、1,5-ジイソシアナト-2-ペンテン、1,5-ジイソシア
ナト-2-メチルペンタン、1,6-ジイソシアナト-2-ヘキセン、1,6-ジイソシ
アナト-3-ヘキセン、1,6-ジイソシアナト-3-フルオロヘキサン、1,6-ジイ
ソシアナト-3,4-ジフルオロヘキサン、トルエンジイソシアネート、キシレンジイソ
シアネート、トリレンジイソシアネート、1,2-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘ
キサン、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(イソシア
ナトメチル)シクロヘキサン、1,2-ジイソシアナトシクロヘキサン、1,3-ジイソ
シアナトシクロヘキサン、1,4-ジイソシアナトシクロヘキサン、ジシクロヘキシルメ
タン-1,1’-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン-2,2’-ジイソシアネ
ート、ジシクロヘキシルメタン-3,3’-ジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン
-4,4’-ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,5-ジイルビス
(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,6-ジイルビス(メ
チルイソシアネート)、ジイソシアン酸イソホロン、カルボニルジイソシアネート、1,
4-ジイソシアナトブタン-1,4-ジオン、1,5-ジイソシアナトペンタン-1,5
-ジオン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,4,4-トリ
メチルヘキサメチレンジイソシアナート等のイソシアネート基を2個有する有機化合物;
等が挙げられる。
Examples of the organic compound having an isocyanate group include methyl isocyanate, ethyl isocyanate, propyl isocyanate, isopropyl isocyanate, butyl isocyanate, tertiary butyl isocyanate, pentyl isocyanate hexyl isocyanate, cyclohexyl isocyanate, vinyl isocyanate, allyl isocyanate, ethynyl isocyanate, propargyl isocyanate and phenyl. Organic compounds having one isocyanate group such as isocyanate and fluorophenyl isocyanate;
Monomethylene diisocyanate, dimethylene diisocyanis, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, heptamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1,3-diisosia Natopropane, 1,4-diisosianato-2
-Butene, 1,4-diisosyanato-2-fluorobutane, 1,4-diisosyanato-2
, 3-Difluorobutane, 1,5-diisocyanato-2-pentene, 1,5-diisocyanato-2-methylpentane, 1,6-diisocyanato-2-hexene, 1,6-diisocyanato-3-hexene, 1,6 -Diisocyanato-3-fluorohexane, 1,6-diisocyanato-3,4-difluorohexane, toluene diisocyanate, xylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, 1,2-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,3-bis (isocyanatomethyl) Natomethyl) cyclohexane, 1,4-bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, 1,2-diisocyanatocyclohexane, 1,3-diisocyanatocyclohexane, 1,4-diisocyanatocyclohexane, dicyclohexylmethane-1,1 '-Diisocyanate, dicyclohexylmethane-2,2'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-3,3'-diisocyanate, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis ( Methyl isocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methylisocyanate), isophorone diisocyanate, carbonyldiisocyanate, 1,
4-Diisocyanatobutane-1,4-dione, 1,5-Diisocyanatopentane-1,5
-Organic compounds having two isocyanate groups such as dione, 2,2,4-trimethylhexamethylenediisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylenediisocyanate;
And so on.
これらのうち、モノメチレンジイソシアネート、ジメチレンジイソシアネート、トリメ
チレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシア
ネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、ヘプタメチレンジイソシアネート、オクタメ
チレンジイソシアネート、ノナメチレンジイソシアネート、デカメチレンジイソシアネー
ト、ドデカメチレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル)シクロヘキ
サン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ビシクロ[2.2.1]
ヘプタン-2,5-ジイルビス(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2.2.1]ヘプ
タン-2,6-ジイルビス(メチルイソシアネート)、ジイソシアン酸イソホロン、2,
2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,4,4-トリメチルヘキサメ
チレンジイソシアナート等のイソシアネート基を2個有する有機化合物が保存特性向上の
点から好ましく、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,3-ビス(イソシアナトメチル
)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ビシクロ[
2.2.1]ヘプタン-2,5-ジイルビス(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2.
2.1]ヘプタン-2,6-ジイルビス(メチルイソシアネート)、ジイソシアン酸イソ
ホロン、2,2,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、2,4,4-トリメ
チルヘキサメチレンジイソシアナートがより好ましく、1,3-ビス(イソシアナトメチ
ル)シクロヘキサン、ジシクロヘキシルメタン-4,4’-ジイソシアネート、ビシクロ
[2.2.1]ヘプタン-2,5-ジイルビス(メチルイソシアネート)、ビシクロ[2
.2.1]ヘプタン-2,6-ジイルビス(メチルイソシアネート)が更に好ましい。
Of these, monomethylene diisocyanate, dimethylene diisocyanate, trimethylene diisocyanate, tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, heptamethylene diisocyanate, octamethylene diisocyanate, nonamethylene diisocyanate, decamethylene diisocyanate, dodecamethylene diisocyanate, 1, 3-Bis (isosyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexamethylene-4,4'-diisocyanis, bicyclo [2.2.1]
Heptane-2,5-diylbis (methylisocyanate), bicyclo [2.2.1] heptane-2,6-diylbis (methylisocyanate), isophorone diisosocyanate, 2,
Organic compounds having two isocyanate groups, such as 2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, are preferable from the viewpoint of improving storage characteristics, and hexamethylene diisocyanate, 1,3-. Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, bicyclo [
2.2.1] Heptane-2,5-diylbis (methylisocyanate), bicyclo [2.
2.1] Heptane-2,6-diylbis (methylisocyanate), isophorone diisocyanate, 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are more preferable, 1 , 3-Bis (isocyanatomethyl) cyclohexane, dicyclohexylmethane-4,4'-diisocyanate, bicyclo [2.2.1] heptane-2,5-diylbis (methylisocyanate), bicyclo [2
.. 2.1] Heptane-2,6-diylbis (methylisocyanate) is more preferable.
イソシアネート基を有する有機化合物は、分子内に少なくとも2個のイソシアネート基
を有する化合物から誘導される三量体化合物、又はそれに多価アルコールを付加した脂肪
族ポリイソシアネートであってもよい。例えば、式(2-5-1)~(2-5-4)の基
本構造で示されるビウレット、イソシアヌレート、アダクト及び二官能のタイプの変性ポ
リイソシアネート等が挙げられる。
The organic compound having an isocyanate group may be a trimer compound derived from a compound having at least two isocyanate groups in the molecule, or an aliphatic polyisocyanate to which a polyhydric alcohol is added. Examples thereof include biuret, isocyanurate, adduct and bifunctional type modified polyisocyanates represented by the basic structures of the formulas (2-5-1) to (2-5-4).
(式中、R51~R54及びR54’は、独立して、2価の炭化水素基(例えば、テトラ
メチレン基、ヘキサメチレン基)であり、R53’は、独立して、3価の炭化水素基であ
る。)
(In the formula, R 51 to R 54 and R 54'are independently divalent hydrocarbon groups (eg, tetramethylene group, hexamethylene group), and R 53'is independently trivalent. It is a hydrocarbon group of.)
分子内に少なくとも2個のイソシアネート基を有する有機化合物には、ブロック剤でブ
ロックして保存安定性を高めた、いわゆるブロックイソシアネートも含まれる。ブロック
剤には、アルコール類、フェノール類、有機アミン類、オキシム類、ラクタム類を挙げる
ことができ、具体的には、n-ブタノール、フェノール、トリブチルアミン、ジエチルエ
タノールアミン、メチルエチルケトキシム、ε-カプロラクタム等を挙げることができる
。
Organic compounds having at least two isocyanate groups in the molecule also include so-called blocked isocyanates that are blocked with a blocking agent to improve storage stability. Examples of the blocking agent include alcohols, phenols, organic amines, oximes, and lactams, and specific examples thereof include n-butanol, phenol, tributylamine, diethylethanolamine, methylethylketoxime, and ε-caprolactam. And so on.
イソシアネート基を有する有機化合物に基づく反応を促進し、より高い効果を得る目的
で、ジブチルスズジラウレート等のような金属触媒や、1,8-ジアザビシクロ[5.4
.0]ウンデセン-7のようなアミン系触媒等を併用することも好ましい。
For the purpose of accelerating the reaction based on the organic compound having an isocyanate group and obtaining a higher effect, a metal catalyst such as dibutyltin dilaurate or 1,8-diazabicyclo [5.4]
.. 0] It is also preferable to use an amine-based catalyst such as Undecene-7 in combination.
イソシアネート基を有する有機化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意
の組み合わせ及び比率で併有してもよい。
As the organic compound having an isocyanate group, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used together in any combination and ratio.
イソシアネート基を有する有機化合物の量(2種以上の場合は合計量)は、電解液10
0質量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.1質量%以上、よ
り好ましくは0.3質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好まし
くは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下である。この範囲であれば、出力特性、
負荷特性、低温特性、サイクル特性、高温保存特性等を制御しやすい。
The amount of the organic compound having an isocyanate group (in the case of two or more kinds, the total amount) is the electrolytic solution 10.
It can be 0.001% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and 10% by mass or less in 0% by mass. It is preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less. If it is in this range, the output characteristics,
It is easy to control load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, etc.
上記式(1)で表される化合物とイソシアネート基を有する有機化合物の質量比は、式
(1)で表される化合物:イソシアネート基を有する有機化合物が、1:100以上であ
ることができ、好ましくは10:100以上、より好ましくは20:100以上、更に好
ましくは25:100以上であり、10000:100以下であることができ、好ましく
は500:100以下、より好ましくは300:100以下、さらに好ましくは100:
100以下、特に好ましくは75:100以下、最も好ましくは50:100以下である
。この範囲であれば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この原
理については定かではないが、この比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応
を最小限に抑えられるためと考えられる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the organic compound having an isocyanate group can be 1: 100 or more for the compound represented by the formula (1): the organic compound having an isocyanate group. It is preferably 10: 100 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25: 100 or more, and it can be 10000: 100 or less, preferably 500: 100 or less, more preferably 300: 100 or less, More preferably 100:
It is 100 or less, particularly preferably 75: 100 or less, and most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2-5.ケイ素含有化合物
本発明の非水系電解液は、ケイ素含有化合物を含むことができる。ケイ素含有化合物は
、分子内に少なくとも1つのケイ素原子を有する化合物であれば、特に制限されない。本
発明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物とケイ素含有化合物を併用する
ことによって、耐久特性を改善することができる。
1-2-5. Silicon-Containing Compound The non-aqueous electrolytic solution of the present invention may contain a silicon-containing compound. The silicon-containing compound is not particularly limited as long as it is a compound having at least one silicon atom in the molecule. In the non-aqueous electrolytic solution of the present invention, the durability characteristics can be improved by using the compound represented by the formula (1) and the silicon-containing compound in combination.
ケイ素含有化合物としては、式(2-6)で表される化合物が好ましい。
(式中、R61、R62及びR63は、独立して、水素原子、ハロゲン原子又は炭素数1
0以下の炭化水素基であり、
X61は、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1個
の原子を含む有機基である。)
(In the formula, R 61 , R 62 and R 63 independently have a hydrogen atom, a halogen atom or one carbon atom.
It is a hydrocarbon group of 0 or less,
X 61 is an organic group containing at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a silicon atom. )
炭化水素基については、式(1)における炭化水素基の例示及び好ましい例が適用され
る。R61、R62及びR63は、好ましくは水素原子、フッ素原子、メチル基、エチル
基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチル基、i-ブチル基
、tertert-ブチル基、フェニル基であり、より好ましくはメチル基である。
As for the hydrocarbon group, examples and preferred examples of the hydrocarbon group in the formula (1) are applied. R 61 , R 62 and R 63 are preferably hydrogen atom, fluorine atom, methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, i-butyl group, tert. -A butyl group, a phenyl group, and more preferably a methyl group.
X61は、酸素原子、窒素原子及びケイ素原子からなる群より選ばれる少なくとも1個
の原子を含む有機基であり、好ましくは、酸素原子又はケイ素原子を少なくとも含む有機
基である。ここで、有機基とは、炭素原子、水素原子、窒素原子、酸素原子、ケイ素原子
、硫黄原子、リン原子及びハロゲン原子からなる群より選ばれる1個以上の原子で構成さ
れた基のことを表す。有機基としては、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリ
ール基、アルコキシ基、CN基、イソシアナト基、フルオロ基、アルキルスルホン酸基及
びトリアルキルシリル基等が挙げられる。なお、1価の有機基の一部はフッ素原子で置換
されていてもよい。また、有機基の炭素数は、1以上であることができ、好ましくは3以
上、より好ましくは5以上であり、また、15以下であることができ、好ましくは12以
下、より好ましくは8以下である。
X 61 is an organic group containing at least one atom selected from the group consisting of an oxygen atom, a nitrogen atom and a silicon atom, and is preferably an organic group containing at least an oxygen atom or a silicon atom. Here, the organic group is a group composed of one or more atoms selected from the group consisting of a carbon atom, a hydrogen atom, a nitrogen atom, an oxygen atom, a silicon atom, a sulfur atom, a phosphorus atom and a halogen atom. show. Examples of the organic group include an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, a CN group, an isocyanato group, a fluoro group, an alkylsulfonic acid group and a trialkylsilyl group. A part of the monovalent organic group may be substituted with a fluorine atom. Further, the number of carbon atoms of the organic group can be 1 or more, preferably 3 or more, more preferably 5 or more, and can be 15 or less, preferably 12 or less, more preferably 8 or less. Is.
これらのうち、アルキルスルホン酸基、トリアルキルシリル基、ホウ酸基、リン酸基及
び亜リン酸基が好ましい。
Of these, an alkylsulfonic acid group, a trialkylsilyl group, a boric acid group, a phosphoric acid group and a phosphorous acid group are preferable.
ケイ素含有化合物としては、以下の化合物が挙げられる。
ホウ酸トリス(トリメチルシリル)、ホウ酸トリス(トリメトキシシリル)、ホウ酸ト
リス(トリエチルシリル)、ホウ酸トリス(トリエトキシシリル)、ホウ酸トリス(ジメ
チルビニルシリル)及びホウ酸トリス(ジエチルビニルシリル)等のホウ酸化合物; リ
ン酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリエチルシリル)、リン酸トリス(
トリプロピルシリル)、リン酸トリス(トリフェニルシリル)、リン酸トリス(トリメト
キシシリル)、リン酸トリス(トリエトキシシリル)、リン酸トリス(トリフエノキシシ
リル)、リン酸トリス(ジメチルビニルシリル)及びリン酸トリス(ジエチルビニルシリ
ル)等のリン酸化合物;
亜リン酸トリス(トリメチルシリル)、亜リン酸トリス(トリエチルシリル)、亜リン
酸トリス(トリプロピルシリル)、亜リン酸トリス(トリフェニルシリル)、亜リン酸ト
リス(トリメトキシシリル)、亜リン酸トリス(トリエトキシシリル)、亜リン酸トリス
(トリフエノキシシリル)、亜リン酸トリス(ジメチルビニルシリル)及び亜リン酸トリ
ス(ジエチルビニルシリル)等の亜リン酸化合物;
メタンスルホン酸トリメチルシリル、テトラフルオロメタンスルホン酸トリメチルシリ
ル等のスルホン酸化合物;
ヘキサメチルジシラン、ヘキサエチルジシラン、1,1,2,2-テトラメチルジシラ
ン、1,1,2,2-テトラエチルジシラン、1,2-ジフェニルテトラメチルジシラン
及び1,1,2,2-テトラフェニルジシラン等のジシラン化合物;
等が挙げられる。
Examples of the silicon-containing compound include the following compounds.
Tris borate (trimethylsilyl), Tris borate (trimethoxysilyl), Tris borate (triethylsilyl), Tris borate (triethoxysilyl), Tris borate (dimethylvinylsilyl) and Tris borate (diethylvinylsilyl) Boric acid compounds such as: tris phosphate (trimethylsilyl), tris phosphate (triethylsilyl), tris phosphate (triethylsilyl)
Tripropylsilyl), Tris (triphenylsilyl) phosphate, Tris (trimethoxysilyl) phosphate, Tris (triethoxysilyl) phosphate, Tris (triphenoxysilyl) phosphate, Tris (dimethylvinylsilyl) phosphate And phosphoric acid compounds such as tris phosphate (diethylvinylsilyl);
Tris phosphite (trimethylsilyl), Tris lysate (triethylsilyl), Tris phosphite (tripropylsilyl), Tris phosphite (triphenylsilyl), Tris phosphite (trimethoxysilyl), phosphite Subphosphate compounds such as tris (triethoxysilyl), tris phosphite (triphenoxysilyl), tris phosphite (dimethylvinylsilyl) and tris phosphite (diethylvinylsilyl);
Sulfonic acid compounds such as trimethylsilyl methanesulfonic acid and trimethylsilyl tetrafluoromethanesulfonic acid;
Hexamethyldisilane, hexaethyldisilane, 1,1,2,2-tetramethyldisilane, 1,1,2,2-tetraethyldisilane, 1,2-diphenyltetramethyldisilane and 1,1,2,2-tetraphenyl Disilane compounds such as disilane;
And so on.
これらのうち、ホウ酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリメチルシリル
)、亜リン酸トリス(トリメチルシリル)、メタンスルホン酸トリメチルシリル、テトラ
フルオロメタンスルホン酸トリメチルシリル、ヘキサメチルジシラン、ヘキサエチルジシ
ラン、1,2-ジフェニルテトラメチルジシラン及び1,1,2,2-テトラフェニルジ
シランが好ましく、ホウ酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリメチルシリ
ル)、亜リン酸トリス(トリメチルシリル)及びヘキサメチルジシランがより好ましい。
Of these, tris borate (trimethylsilyl), tris phosphate (trimethylsilyl), tris phosphite (trimethylsilyl), trimethylsilyl methanesulfonate, trimethylsilyl tetrafluoromethanesulfonate, hexamethyldisilane, hexaethyldisilane, 1,2- Diphenyltetramethyldisilane and 1,1,2,2-tetraphenyldisilane are preferred, with tris borate (trimethylsilyl), tris phosphate (trimethylsilyl), tris phosphite (trimethylsilyl) and hexamethyldisilane being more preferred.
なお、これらケイ素含有化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み
合わせ及び比率で併用してもよい。
In addition, these silicon-containing compounds may be used individually by 1 type, and 2 or more types may be used together by arbitrary combinations and ratios.
ケイ素含有化合物(2種以上の場合は合計量)は、電解液100質量%中、0.001
質量%以上であることができ、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量
%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下、より
好ましくは3質量%以下である。この範囲であれば、出力特性、負荷特性、低温特性、サ
イクル特性、高温保存特性等を制御しやすい。
The silicon-containing compound (total amount in the case of two or more types) is 0.001 in 100% by mass of the electrolytic solution.
It can be mass% or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more. It is preferably 3% by mass or less. Within this range, it is easy to control output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like.
上記式(1)で表される化合物とケイ素含有化合物(2種以上の場合は合計量)の質量
比は、式(1)で表される化合物:ケイ素含有化合物が、1:100以上であることがで
き、好ましくは10:100以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは2
5:100以上であり、10000:100以下であることができ、好ましくは500:
100以下、より好ましくは300:100以下、さらに好ましくは100:100以下
、特に好ましくは75:100以下、最も好ましくは50:100以下である。この範囲
であれば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この原理について
は定かではないが、この比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限に
抑えられるためと考えられる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the silicon-containing compound (total amount in the case of two or more kinds) is 1: 100 or more for the compound represented by the formula (1): the silicon-containing compound. It can be preferably 10: 100 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 2
It can be 5: 100 or more and 10000: 100 or less, preferably 500:
It is 100 or less, more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, particularly preferably 75: 100 or less, and most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2-6.芳香族化合物
本発明の非水系電解液は、芳香族化合物を含むことができる。芳香族化合物としては、
分子内に芳香環を少なくとも1つ有している有機化合物であれば、特に制限されないが、
好ましくは式(2-7-1)及び式(2-7-2)で表される芳香族化合物である。
1-2-6. Aromatic compound The non-aqueous electrolytic solution of the present invention may contain an aromatic compound. As an aromatic compound,
The organic compound has at least one aromatic ring in the molecule, but is not particularly limited.
It is preferably an aromatic compound represented by the formula (2-7-1) and the formula (2-7-2).
1-2-6-1.式(2-7-1)で表される芳香族化合物
(式中、置換基X71はハロゲン原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい
有機基を表す。ヘテロ原子を有していてもよい有機基とは、炭素数1以上12以下の直鎖
又は分岐鎖又は環状の飽和炭化水素基、カルボン酸エステル構造を有する基、カーボネー
ト構造を有する基(ただし、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含
有環状カーボネートを除く。)、リン原子を有する基、硫黄原子を有する基、ケイ素原子
を有する基を示す。また、それぞれの置換基は更にハロゲン原子、炭化水素基、芳香族基
、ハロゲン含有炭化水素基、ハロゲン含有芳香族基等で置換されていてもよい。また置換
基X71の数n71は1以上6以下であり、複数の置換基を有する場合それぞれの置換基
は同一でも異なっていてもよく、また環を形成していてもよい。)
(In the formula, the substituent X 71 represents an organic group which may have a halogen atom, a halogen atom or a hetero atom. The organic group which may have a hetero atom has 1 or more carbon atoms and 12 or less carbon atoms. Linear or branched or cyclic saturated hydrocarbon groups, groups having a carboxylic acid ester structure, groups having a carbonate structure (excluding cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond and fluorine-containing cyclic carbonates), phosphorus. A group having an atom, a group having a sulfur atom, and a group having a silicon atom are shown. Further, each substituent further includes a halogen atom, a hydrocarbon group, an aromatic group, a halogen-containing hydrocarbon group, a halogen-containing aromatic group and the like. The number n 71 of the substituent X 71 may be 1 or more and 6 or less, and when a plurality of substituents are present, the respective substituents may be the same or different, and form a ring. May be.)
中でも、炭素数1以上12以下の直鎖又は分岐鎖又は環状の飽和炭化水素基、カルボン
酸エステル構造を有する基、カーボネート構造を有する基が電池特性の観点から好ましい
。より好ましくは炭素数3以上12以下の直鎖又は分岐鎖又は環状の飽和炭化水素基、カ
ルボン酸エステル構造を有する基である。
Among them, a linear or branched chain or a cyclic saturated hydrocarbon group having 1 to 12 carbon atoms, a group having a carboxylic acid ester structure, and a group having a carbonate structure are preferable from the viewpoint of battery characteristics. More preferably, it is a linear or branched or cyclic saturated hydrocarbon group having 3 or more and 12 or less carbon atoms, and a group having a carboxylic acid ester structure.
置換基X71の数n71は好ましくは1以上5以下であり、より好ましくは1以上3以
下であり、更に好ましくは1以上2以下であり、特に好ましくは1である。
X71はハロゲン原子、ハロゲン原子又はヘテロ原子を有していてもよい有機基を表す
。
ハロゲン原子として、塩素、フッ素等が挙げられ、好ましくはフッ素である。
The number n 71 of the substituent X 71 is preferably 1 or more and 5 or less, more preferably 1 or more and 3 or less, still more preferably 1 or more and 2 or less, and particularly preferably 1.
X 71 represents an organic group which may have a halogen atom, a halogen atom or a hetero atom.
Examples of the halogen atom include chlorine and fluorine, and fluorine is preferable.
ヘテロ原子を有さない有機基として、炭素数3以上12以下の直鎖状、分岐状、環状の
飽和炭化水素基が挙げられ、直鎖状、分岐状のものは環構造を持つものも含まれる。炭素
数1以上12以下の直鎖状、分岐状、環状の飽和炭化水素基として具体的には、メチル基
、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル
基、ペンチル基、tert-ペンチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、ブチル
シクロヘキシル基、等が挙げられる。炭素数は好ましくは3以上12以下、より好ましく
は3以上10以下、更に好ましくは3以上8以下、更により好ましくは3以上6以下、最
も好ましくは3以上5以下である。
Examples of the organic group having no heteroatom include linear, branched and cyclic saturated hydrocarbon groups having 3 to 12 carbon atoms, and the linear and branched organic groups include those having a ring structure. Will be. Specific examples of the linear, branched, and cyclic saturated hydrocarbon groups having 1 to 12 carbon atoms include methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, isobutyl group, tert-butyl group, and pentyl. Examples include a group, a tert-pentyl group, a cyclopentyl group, a cyclohexyl group, a butylcyclohexyl group, and the like. The number of carbon atoms is preferably 3 or more and 12 or less, more preferably 3 or more and 10 or less, still more preferably 3 or more and 8 or less, still more preferably 3 or more and 6 or less, and most preferably 3 or more and 5 or less.
ヘテロ原子を有する有機基を構成するヘテロ原子として、酸素原子、硫黄原子、リン原
子、ケイ素原子等が挙げられる。酸素原子を有するものとして、カルボン酸エステル構造
を有する基、カーボネート構造を有する基等が挙げられる。硫黄原子を有するものとして
、スルホン酸エステル構造を有する基等が挙げられる。リン原子を有するものとして、リ
ン酸エステル構造を有する基、ホスホン酸エステル構造を有する基等が挙げられる。ケイ
素原子を有するものとして、ケイ素―炭素構造を有する基等が挙げられる。
Examples of the hetero atom constituting the organic group having a hetero atom include an oxygen atom, a sulfur atom, a phosphorus atom, a silicon atom and the like. Examples of those having an oxygen atom include a group having a carboxylic acid ester structure and a group having a carbonate structure. Examples of those having a sulfur atom include a group having a sulfonic acid ester structure. Examples of those having a phosphorus atom include a group having a phosphoric acid ester structure, a group having a phosphonic acid ester structure, and the like. Examples of those having a silicon atom include groups having a silicon-carbon structure.
式(2-7-1)で表される芳香族化合物としては、例えば以下が挙げられる。
X71がハロゲン原子又はハロゲン原子を有していてもよい有機基であるものとして、
クロロベンゼン、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、トリフルオロベンゼン、テト
ラフルオロベンゼン、ペンタフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフ
ルオライド等が挙げられ、好ましくはフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼンである
。より好ましくはフルオロベンゼンである。
Examples of the aromatic compound represented by the formula (2-7-1) include the following.
Assuming that X 71 is a halogen atom or an organic group which may have a halogen atom,
Examples thereof include chlorobenzene, fluorobenzene, difluorobenzene, trifluorobenzene, tetrafluorobenzene, pentafluorobenzene, hexafluorobenzene and benzotrifluoride, and fluorobenzene and hexafluorobenzene are preferable. More preferably, it is fluorobenzene.
X71が炭素数1以上12以下の炭化水素基であるものとして、
2,2-ジフェニルプロパン、1,4-ジフェニルシクロヘキサン、シクロペンチルベン
ゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス-1-プロピル-4-フェニルシクロヘキサン、ト
ランス-1-プロピル-4-フェニルシクロヘキサン、シス-1-ブチル-4-フェニル
シクロヘキサン、トランス-1-ブチル-4-フェニルシクロヘキサン、プロピルベンゼ
ン、ブチルベンゼン、tert-ブチルベンゼン、tert-アミルベンゼン等が挙げら
れ、好ましくは2,2-ジフェニルプロパン、1,4-ジフェニルシクロヘキサン、シク
ロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、シス-1-プロピル-4-フェニルシク
ロヘキサン、トランス-1-プロピル-4-フェニルシクロヘキサン、シス-1-ブチル
-4-フェニルシクロヘキサン、トランス-1-ブチル-4-フェニルシクロヘキサン、
トルエン、エチルベンゼン、プロピルベンゼン、ブチルベンゼン、tert-ブチルベン
ゼン、tert-アミルベンゼンであり、より好ましくは2,2-ジフェニルプロパン、
シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、1,1-ジフェニルシクロヘキサン
、tert-ブチルベンゼン、tert-アミルベンゼンであり、更に好ましくはシクロ
ヘキシルベンゼン、tert-ブチルベンゼン、tert-アミルベンゼン等が挙げられ
る。
Assuming that X 71 is a hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms
2,2-Diphenylpropane, 1,4-diphenylcyclohexane, cyclohexylbenzene, cyclohexylbenzene, cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-propyl-4-phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4- Examples thereof include phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane, propylbenzene, butylbenzene, tert-butylbenzene and tert-amylbenzene, preferably 2,2-diphenylpropane, 1,4-diphenylcyclohexane and the like. Cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, cis-1-propyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-propyl-4-phenylcyclohexane, cis-1-butyl-4-phenylcyclohexane, trans-1-butyl-4-phenylcyclohexane,
Toluene, ethylbenzene, propylbenzene, butylbenzene, tert-butylbenzene, tert-amylbenzene, more preferably 2,2-diphenylpropane,
Cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, 1,1-diphenylcyclohexane, tert-butylbenzene, tert-amylbenzene, and more preferably cyclohexylbenzene, tert-butylbenzene, tert-amylbenzene and the like.
X71がカルボン酸エステル構造を有する基であるものとして、
酢酸フェニル、酢酸ベンジル、酢酸2-フェニルエチル、酢酸3-フェニルプロピル、酢
酸4-フェニルブチル、プロピオン酸フェニル、プロピオン酸ベンジル、プロピオン酸2
-フェニルエチル、プロピオン酸3-フェニルプロピル、プロピオン酸4-フェニルブチ
ル、酪酸フェニル、酪酸ベンジル、酪酸2-フェニルエチル、酪酸3-フェニルプロピル
、酪酸4-フェニルブチル、フェニル酢酸メチル、フェニル酢酸エチル、フェニル酢酸プ
ロピル、フェニル酢酸ブチル、フェニル酢酸フェニル、フェニル酢酸ベンジル、フェニル
酢酸2-フェニルエチル、フェニル酢酸3-フェニルプロピル、フェニル酢酸4-フェニ
ルブチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸メチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸エ
チル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸プロピル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸ブチ
ル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸フェニル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸ベンジ
ル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸2-フェニルエチル、2,2-ジメチル-フェニル
酢酸3-フェニルプロピル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸4-フェニルブチル、3-
フェニルプロピオン酸メチル、3-フェニルプロピオン酸エチル、3-フェニルプロピオ
ン酸プロピル、3-フェニルプロピオン酸ブチル、3-フェニルプロピオン酸フェニル、
3-フェニルプロピオン酸ベンジル、3-フェニルプロピオン酸2-フェニルエチル、3
-フェニルプロピオン酸3-フェニルプロピル、3-フェニルプロピオン酸4-フェニル
ブチル、4-フェニル酪酸メチル、4-フェニル酪酸エチル、4-フェニル酪酸プロピル
、4-フェニル酪酸ブチル、4-フェニル酪酸フェニル、4-フェニル酪酸ベンジル、4
-フェニル酪酸2-フェニルエチル、4-フェニル酪酸3-フェニルプロピル、4-フェ
ニル酪酸4-フェニルブチル、5-フェニル吉草酸メチル、5-フェニル吉草酸エチル、
5-フェニル吉草酸プロピル、5-フェニル吉草酸ブチル、5-フェニル吉草酸フェニル
、5-フェニル吉草酸ベンジル、5-フェニル吉草酸2-フェニルエチル、5-フェニル
吉草酸3-フェニルプロピル、5-フェニル吉草酸4-フェニルブチル、1-フェニルシ
クロペンタンカルボン酸メチル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸エチル、1-フ
ェニルシクロペンタンカルボン酸プロピル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸ブチ
ル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸フェニル、1-フェニルシクロペンタンカル
ボン酸ベンジル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸2-フェニルエチル、1-フェ
ニルシクロペンタンカルボン酸3-フェニルプロピル、1-フェニルシクロペンタンカル
ボン酸4-フェニルブチル、2,2-ビス(4-アセトキシフェニル)プロパン等が挙げ
られ、好ましくは、酢酸2-フェニルエチル、酢酸3-フェニルプロピル、酢酸4-フェ
ニルブチル、プロピオン酸2-フェニルエチル、プロピオン酸3-フェニルプロピル、プ
ロピオン酸4-フェニルブチル、酪酸2-フェニルエチル、酪酸3-フェニルプロピル、
酪酸4-フェニルブチル、フェニル酢酸メチル、フェニル酢酸エチル、フェニル酢酸プロ
ピル、フェニル酢酸ブチル、フェニル酢酸2-フェニルエチル、フェニル酢酸3-フェニ
ルプロピル、フェニル酢酸4-フェニルブチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸メチル
、2,2-ジメチル-フェニル酢酸エチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸プロピル、
2,2-ジメチル-フェニル酢酸ブチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸2-フェニル
エチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸3-フェニルプロピル、2,2-ジメチル-フ
ェニル酢酸4-フェニルブチル、3-フェニルプロピオン酸メチル、3-フェニルプロピ
オン酸エチル、3-フェニルプロピオン酸プロピル、3-フェニルプロピオン酸ブチル、
3-フェニルプロピオン酸2-フェニルエチル、3-フェニルプロピオン酸3-フェニル
プロピル、3-フェニルプロピオン酸4-フェニルブチル、4-フェニル酪酸メチル、4
-フェニル酪酸エチル、4-フェニル酪酸プロピル、4-フェニル酪酸ブチル、4-フェ
ニル酪酸2-フェニルエチル、4-フェニル酪酸3-フェニルプロピル、4-フェニル酪
酸4-フェニルブチル、5-フェニル吉草酸メチル、5-フェニル吉草酸エチル、5-フ
ェニル吉草酸プロピル、5-フェニル吉草酸ブチル、5-フェニル吉草酸2-フェニルエ
チル、5-フェニル吉草酸3-フェニルプロピル、5-フェニル吉草酸4-フェニルブチ
ル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸メチル、1-フェニルシクロペンタンカルボ
ン酸エチル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸プロピル、1-フェニルシクロペン
タンカルボン酸ブチル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸2-フェニルエチル、1
-フェニルシクロペンタンカルボン酸3-フェニルプロピルであり、より好ましくは、酢
酸2-フェニルエチル、酢酸3-フェニルプロピル、フェニル酢酸メチル、フェニル酢酸
エチル、フェニル酢酸2-フェニルエチル、フェニル酢酸3-フェニルプロピル、2,2
-ジメチル-フェニル酢酸メチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸エチル、2,2-ジ
メチル-フェニル酢酸2-フェニルエチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸3-フェニ
ルプロピル、3-フェニルプロピオン酸メチル、3-フェニルプロピオン酸エチル、3-
フェニルプロピオン酸2-フェニルエチル、3-フェニルプロピオン酸3-フェニルプロ
ピル、5-フェニル吉草酸メチル、5-フェニル吉草酸エチル、5-フェニル吉草酸2-
フェニルエチル、5-フェニル吉草酸3-フェニルプロピル、1-フェニルシクロペンタ
ンカルボン酸メチル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸エチル、1-フェニルシク
ロペンタンカルボン酸2-フェニルエチル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸3-
フェニルプロピルであり、更に好ましくは、酢酸2-フェニルエチル、酢酸3-フェニル
プロピル、フェニル酢酸メチル、フェニル酢酸エチル、フェニル酢酸2-フェニルエチル
、フェニル酢酸3-フェニルプロピル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸メチル、2,2
-ジメチル-フェニル酢酸エチル、2,2-ジメチル-フェニル酢酸2-フェニルエチル
、2,2-ジメチル-フェニル酢酸3-フェニルプロピル、3-フェニルプロピオン酸メ
チル、3-フェニルプロピオン酸エチル、3-フェニルプロピオン酸2-フェニルエチル
、3-フェニルプロピオン酸3-フェニルプロピル、5-フェニル吉草酸メチル、5-フ
ェニル吉草酸エチル、5-フェニル吉草酸2-フェニルエチル、5-フェニル吉草酸3-
フェニルプロピル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸メチル、1-フェニルシクロ
ペンタンカルボン酸エチル、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸2-フェニルエチル
、1-フェニルシクロペンタンカルボン酸3-フェニルプロピルである。
Assuming that X 71 is a group having a carboxylic acid ester structure,
Phenyl acetate, benzyl acetate, 2-phenylethyl acetate, 3-phenylpropyl acetate, 4-phenylbutyl acetate, phenyl propionate, benzyl propionate, 2 propionic acid
-Phenylethyl, 3-phenylpropyl propionate, 4-phenylbutyl propionate, phenyl butyrate, benzyl butyrate, 2-phenylethyl butyrate, 3-phenylpropyl butyrate, 4-phenylbutyl butyrate, methyl phenylacetate, ethyl phenylacetate, Phenylacetic acid propyl, phenylacetic acid butyl, phenylacetic acid phenyl, phenylacetic acid benzyl, phenylacetic acid 2-phenylethyl, phenylacetic acid 3-phenylpropyl, phenylacetic acid 4-phenylbutyl, 2,2-dimethyl-phenylacetic acid methyl, 2,2 -Ethyl dimethyl-phenylacetic acid, propyl 2,2-dimethyl-phenylacetic acid, butyl 2,2-dimethyl-phenylacetic acid, phenyl 2,2-dimethyl-phenylacetic acid, benzyl 2,2-dimethyl-phenylacetic acid, 2,2 -Dimethyl-Phenylacetic Acid 2-Phenylethyl, 2,2-Dimethyl-Phenylacetic Acid 3-Phenylpropyl, 2,2-Dimethyl-Phenylacetic Acid 4-Phenylbutyl, 3-
Methyl phenylpropionate, ethyl 3-phenylpropionate, propyl 3-phenylpropionate, butyl 3-phenylpropionate, phenyl 3-phenylpropionate,
Benzyl 3-phenylpropionate, 2-phenylethyl 3-phenylpropionate, 3
-3-Phenylpropyl phenylpropionate, 4-phenylbutyl 3-phenylpropionate, methyl 4-phenylbutyrate, ethyl 4-phenylbutyrate, propyl 4-phenylbutyrate, butyl 4-phenylbutyrate, phenyl 4-phenylbutyrate, 4 -Phenylbutyrate benzyl, 4
-2-Phenylethyl phenylbutyrate, 3-Phenylpropyl 4-phenylbutyrate, 4-Phenylbutyl 4-phenylbutyrate, Methyl 5-phenylpentanoate, Ethyl 5-phenylvalerate,
Propyl 5-phenyl valerate, butyl 5-phenyl valerate, phenyl 5-phenyl valerate, benzyl 5-phenyl valerate, 2-phenylethyl 5-phenyl valerate, 3-phenylpropyl 5-phenyl valerate, 5- 4-Phenylbutyl phenylvalerate, methyl 1-phenylcyclopentanecarboxylate, ethyl 1-phenylcyclopentanecarboxylate, propyl 1-phenylcyclopentanecarboxylate, butyl 1-phenylcyclopentanecarboxylate, 1-phenylcyclopentanecarboxylic acid Phenyl Acid, 1-Phenyl Cyclopentane Carboxylic Acid benzyl, 1-Phenyl Cyclopentane Carboxylic Acid 2-Phenyl Ethyl, 1-Phenyl Cyclopentane Carboxylic Acid 3-Phenylpropyl, 1-Phenyl Cyclopentane Carboxylic Acid 4-Phenylbutyl, 2, Examples thereof include 2-bis (4-acetoxyphenyl) propane, preferably 2-phenylethyl acetate, 3-phenylpropyl acetate, 4-phenylbutyl acetate, 2-phenylethyl propionate, 3-phenylpropyl propionate, and the like. 4-Phenylbutyl propionate, 2-phenylethyl butyrate, 3-phenylpropyl butyrate,
4-Phenylbutyl butyrate, methyl phenylacetate, ethyl phenylacetate, propyl phenylacetate, butyl phenylacetate, 2-phenylethyl phenylacetate, 3-phenylpropyl phenylacetic acid, 4-phenylbutyl phenylacetate, 2,2-dimethyl-phenyl Methyl acetate, 2,2-dimethyl-phenylacetate, propyl 2,2-dimethyl-phenylacetate,
2,2-dimethyl-Phenylacetic acid butyl, 2,2-dimethyl-phenylacetic acid 2-phenylethyl, 2,2-dimethyl-phenylacetic acid 3-phenylpropyl, 2,2-dimethyl-phenylacetic acid 4-phenylbutyl, 3 -Methyl phenylpropionate, ethyl 3-phenylpropionate, propyl 3-phenylpropionate, butyl 3-phenylpropionate,
2-Phenylethyl 3-phenylpropionic acid, 3-phenylpropyl 3-phenylpropionic acid, 4-phenylbutyl 3-phenylpropionic acid, methyl 4-phenylbutyrate, 4
-Ethyl phenylbutyrate, propyl 4-phenylbutyrate, butyl 4-phenylbutyrate, 2-phenylethyl 4-phenylbutyrate, 3-phenylpropyl 4-phenylbutyrate, 4-phenylbutyl 4-phenylbutyrate, methyl 5-phenylvalerate , 5-Phenyl valerate ethyl, 5-phenyl valerate propyl, 5-phenyl valerate butyl, 5-phenyl valerate 2-phenylethyl, 5-phenyl valerate 3-phenylpropyl, 5-phenyl valerate 4-phenyl Butyl, 1-phenylcyclopentanecarboxylate methyl, 1-phenylcyclopentanecarboxylate ethyl, 1-phenylcyclopentanecarboxylate propyl, 1-phenylcyclopentanecarboxylate butyl, 1-phenylcyclopentanecarboxylate 2-phenylethyl, 1
-Phenylcyclopentanecarboxylic acid 3-phenylpropyl, more preferably 2-phenylethyl acetate, 3-phenylpropyl acetate, methyl phenylacetate, ethyl phenylacetate, 2-phenylethyl phenylacetate, 3-phenylpropyl phenylacetate. , 2, 2
-Methyl dimethyl-phenylacetate, ethyl 2,2-dimethyl-phenylacetate, 2-phenylethyl 2,2-dimethyl-phenylacetic acid, 3-phenylpropyl2,2-dimethyl-phenylacetic acid, methyl 3-phenylpropionate, Ethyl 3-phenylpropionate, 3-
2-Phenylethyl Phenylpropionate, 3-Phenylpropyl 3-Phenylpropionate, Methyl 5-Phenylvalerate, Ethyl 5-Phenylvalerate, 2-Phenylvalerate
Phenylethyl, 5-Phenylvaleric acid 3-Phenylpropyl, 1-Phenylcyclopentanecarboxylate methyl, 1-Phenylcyclopentanecarboxylic acid ethyl, 1-Phenylcyclopentanecarboxylic acid 2-Phenylethyl, 1-Phenylcyclopentanecarboxylic acid 3-
It is phenylpropyl, more preferably 2-phenylethyl acetate, 3-phenylpropyl acetate, methyl phenylacetate, ethyl phenylacetate, 2-phenylethyl phenylacetic acid, 3-phenylpropyl phenylacetic acid, 2,2-dimethyl-phenyl. Methyl acetate, 2,2
-Ethyl dimethyl-phenylacetate, 2-phenylethyl 2,2-dimethyl-phenylacetate, 3-phenylpropyl 2,2-dimethyl-phenylacetate, methyl 3-phenylpropionate, ethyl 3-phenylpropionate, 3-phenylpropi 2-Phenylethyl onate, 3-Phenylpropyl 3-phenylpropionate, Methyl 5-phenylvalerate, Ethyl 5-phenylvalerate, 2-Phenylethyl 5-phenylvalerate, 3-Phenylvaleric acid
Phenylpropyl, methyl 1-phenylcyclopentanecarboxylate, ethyl 1-phenylcyclopentanecarboxylate, 2-phenylethyl 1-phenylcyclopentanecarboxylate, 3-phenylpropyl-1-phenylcyclopentanecarboxylate.
X71がカーボネート構造を有する基であるものとして、
2,2-ビス(4-メトキシカルボニルオキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-
メトキシカルボニルオキシフェニル)シクロヘキサン、ジフェニルカーボネート、メチル
フェニルカーボネート、エチルフェニルカーボネート、2-tert-ブチルフェニルメ
チルカーボネート、2-tert-ブチルフェニルエチルカーボネート、ビス(2-te
rt-ブチルフェニル)カーボネート、4-tert-ブチルフェニルメチルカーボネー
ト、4-tert-ブチルフェニルエチルカーボネート、ビス(4-tert-ブチルフ
ェニル)カーボネート、ベンジルメチルカーボネート、ベンジルエチルカーボネート、ジ
ベンジルカーボネート等が挙げられ、好ましくは2,2-ビス(4-メトキシカルボニル
オキシフェニル)プロパン、1,1-ビス(4-メトキシカルボニルオキシフェニル)シ
クロヘキサン体、ジフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネートであり、より好
ましくはジフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネートであり、更に好ましくは
メチルフェニルカーボネート等が挙げられる。
Assuming that X 71 is a group having a carbonate structure,
2,2-bis (4-methoxycarbonyloxyphenyl) propane, 1,1-bis (4-)
Methoxycarbonyloxyphenyl) cyclohexane, diphenyl carbonate, methylphenyl carbonate, ethylphenyl carbonate, 2-tert-butylphenylmethyl carbonate, 2-tert-butylphenylethyl carbonate, bis (2-te)
rt-butylphenyl) carbonate, 4-tert-butylphenylmethyl carbonate, 4-tert-butylphenylethyl carbonate, bis (4-tert-butylphenyl) carbonate, benzylmethylcarbonate, benzylethylcarbonate, dibenzylcarbonate and the like. , Preferably 2,2-bis (4-methoxycarbonyloxyphenyl) propane, 1,1-bis (4-methoxycarbonyloxyphenyl) cyclohexane form, diphenyl carbonate, methylphenyl carbonate, more preferably diphenyl carbonate, Methylphenyl carbonate, more preferably methylphenyl carbonate or the like.
X71がスルホン酸エステル構造を有する基であるものとして、
メチルフェニルスルホネート、エチルフェニルスルホネート、ジフェニルスルホネート、
フェニルメチルスルホネート、2-tert-ブチルフェニルメチルスルホネート、4-
tert-ブチルフェニルメチルスルホネート、シクロヘキシルフェニルメチルスルホネ
ート等が挙げられ、好ましくはメチルフェニルスルホネート、ジフェニルスルホネート、
2-tert-ブチルフェニルメチルスルホネート、4-tert-ブチルフェニルメチ
ルスルホネート、シクロヘキシルフェニルメチルスルホネートであり、より好ましくはメ
チルフェニルスルホネート、2-tert-ブチルフェニルメチルスルホネート、4-t
ert-ブチルフェニルメチルスルホネート、シクロヘキシルフェニルメチルスルホネー
トである。
Assuming that X 71 is a group having a sulfonic acid ester structure,
Methylphenylsulfonate, ethylphenylsulfonate, diphenylsulfonate,
Phenylmethylsulfonate, 2-tert-butylphenylmethylsulfonate, 4-
Examples thereof include tert-butylphenylmethylsulfonate, cyclohexylphenylmethylsulfonate, etc., preferably methylphenylsulfonate, diphenylsulfonate, etc.
2-tert-butylphenylmethylsulfonate, 4-tert-butylphenylmethylsulfonate, cyclohexylphenylmethylsulfonate, more preferably methylphenylsulfonate, 2-tert-butylphenylmethylsulfonate, 4-t.
ert-Butylphenylmethylsulfonate, cyclohexylphenylmethylsulfonate.
X71がケイ素-炭素構造を有する基であるものとして、
トリメチルフェニルシラン、ジフェニルシラン、ジフェニルテトラメチルジシラン等が挙
げられ、好ましくはトリメチルフェニルシランである。
Assuming that X 71 is a group having a silicon-carbon structure,
Examples thereof include trimethylphenylsilane, diphenylsilane, and diphenyltetramethyldisilane, and trimethylphenylsilane is preferable.
X71がリン酸エステル構造を有する基であるものとして、
トリフェニルホスフェート、トリス(2-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、ト
リス(3-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(4-tert-ブチルフ
ェニル)ホスフェート、トリス(2-tert-アミルフェニル)ホスフェート、トリス
(3-tert-アミルフェニル)ホスフェート、トリス(4-tert-アミルフェニ
ル)ホスフェート、トリス(2-シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(3-
シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(4-シクロヘキシルフェニル)ホスフ
ェート、ジエチル(4-メチルベンジル)ホスホネート等が挙げられ、好ましくはトリフ
ェニルホスフェート、トリス(2-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(
3-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(4-tert-ブチルフェニル
)ホスフェート、トリス(2-tert-アミルフェニル)ホスフェート、トリス(3-
tert-アミルフェニル)ホスフェート、トリス(4-tert-アミルフェニル)ホ
スフェート、トリス(2-シクロヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(3-シクロ
ヘキシルフェニル)ホスフェート、トリス(4-シクロヘキシルフェニル)ホスフェート
、であり、より好ましくはトリス(2-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、トリ
ス(4-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、トリス(2-シクロヘキシルフェニ
ル)ホスフェート、トリス(4-シクロヘキシルフェニル)ホスフェートである。
Assuming that X 71 is a group having a phosphate ester structure,
Triphenyl phosphate, tris (2-tert-butylphenyl) phosphate, tris (3-tert-butylphenyl) phosphate, tris (4-tert-butylphenyl) phosphate, tris (2-tert-amylphenyl) phosphate, tris ( 3-tert-amylphenyl) phosphate, tris (4-tert-amylphenyl) phosphate, tris (2-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (3-tert-amylphenyl) phosphate
Examples thereof include cyclohexylphenyl) phosphate, tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate, diethyl (4-methylbenzyl) phosphonate, and the like, preferably triphenyl phosphate, tris (2-tert-butylphenyl) phosphate, tris (
3-tert-butylphenyl) phosphate, tris (4-tert-butylphenyl) phosphate, tris (2-tert-amylphenyl) phosphate, tris (3-tert-butylphenyl) phosphate.
tert-amylphenyl) phosphate, tris (4-tert-amylphenyl) phosphate, tris (2-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (3-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate, more preferred. Are tris (2-tert-butylphenyl) phosphate, tris (4-tert-butylphenyl) phosphate, tris (2-cyclohexylphenyl) phosphate, tris (4-cyclohexylphenyl) phosphate.
X71がホスホン酸エステル構造を有する基であるものとして、
ジメチルフェニルホスホネート、ジエチルフェニルホスホネート、メチルフェニルフェニ
ルホスホネート、エチルフェニルフェニルホスホネート、ジフェニルフェニルホスホネー
ト、ジメチル-(4-フルオロフェニル)-ホスホネート、ジメチルベンジルホスホネー
ト、ジエチルベンジルホスホネート、メチルフェニルベンジルホスホネート、エチルフェ
ニルベンジルホスホネート、ジフェニルベンジルホスホネート、ジメチル-(4-フルオ
ロベンジル)ホスホネート、ジエチル-(4-フルオロベンジル)ホスホネート等が挙げ
られ、好ましくはジメチルフェニルホスホネート、ジエチルフェニルホスホネート、ジメ
チル-(4-フルオロフェニル)-ホスホネート、ジメチルベンジルホスホネート、ジエ
チルベンジルホスホネート、ジメチル-(4-フルオロベンジル)ホスホネート、ジエチ
ル-(4-フルオロベンジル)ホスホネートであり、より好ましくはジメチルフェニルホ
スホネート、ジエチルフェニルホスホネート、ジメチルベンジルホスホネート、ジエチル
ベ
ンジルホスホネート、ジメチル-(4-フルオロベンジル)ホスホネート、ジエチル-(
4-フルオロベンジル)ホスホネートである。
Assuming that X 71 is a group having a phosphonate ester structure,
Dimethylphenylphosphonate, diethylphenylphosphonate, methylphenylphenylphosphonate, ethylphenylphenylphosphonate, diphenylphenylphosphonate, dimethyl- (4-fluorophenyl) -phosphonate, dimethylbenzylphosphonate, diethylbenzylphosphonate, methylphenylbenzylphosphonate, ethylphenylbenzylphosphonate , Diphenylbenzylphosphonate, dimethyl- (4-fluorobenzyl) phosphonate, diethyl- (4-fluorobenzyl) phosphonate and the like, preferably dimethylphenylphosphonate, diethylphenylphosphonate, dimethyl- (4-fluorophenyl) -phosphonate, etc. Dimethylbenzylphosphonate, diethylbenzylphosphonate, dimethyl- (4-fluorobenzyl) phosphonate, diethyl- (4-fluorobenzyl) phosphonate, more preferably dimethylphenylphosphonate, diethylphenylphosphonate, dimethylbenzylphosphonate, diethylbenzylphosphonate, dimethyl -(4-Fluorobenzyl) phosphonate, diethyl- (
4-Fluorobenzyl) phosphonate.
また、式(2-7-1)で表される芳香族化合物としては、上記芳香族化合物のフッ素
化体も含まれる。具体的には、
トリフルオロメチルベンゼン、2-フルオロトルエン、3-フルオロトルエン、4-フル
オロトルエン、トリフルオロメチルベンゼン、o-シクロヘキシルフルオロベンゼン、p
-シクロヘキシルフルオロベンゼン等の炭化水素基を有するものの部分フッ素化物;2-
フルオロフェニルアセテート、4-フルオロフェニルアセテート等のカルボン酸エステル
構造を有するものの部分フッ素化物;トリフルオロメトキシベンゼン、2-フルオロアニ
ソール、3-フルオロアニソール、4-フルオロアニソール、2,4-ジフルオロアニソ
ール、2,5-ジフルオロアニソール、2,6-ジフルオロアニソール、3,5-ジフル
オロアニソール、4-トリフルオロメトキシアニソール等のエーテル構造を有するものの
部分フッ素化物等が挙げられ、好ましくはトリフルオロメチルベンゼン、2-フルオロト
ルエン、3-フルオロトルエン、4-フルオロトルエン、o-シクロヘキシルフルオロベ
ンゼン、p-シクロヘキシルフルオロベンゼン等の炭化水素基を有するものの部分フッ素
化物;2-フルオロフェニルアセテート、4-フルオロフェニルアセテート等のカルボン
酸エステル構造を有するものの部分フッ素化物;トリフルオロメトキシベンゼン2-フル
オロアニソール、4-フルオロアニソール、2,4-ジフルオロアニソール、4-トリフ
ルオロメトキシアニソール等のエーテル構造を有するものの部分フッ素化物等であり、よ
り好ましくは2-フルオロトルエン、3-フルオロトルエン、4-フルオロトルエン、等
の炭化水素基を有するものの部分フッ素化物;2-フルオロフェニルアセテート、4-フ
ルオロフェニルアセテート等のカルボン酸エステル構造を有するものの部分フッ素化物;
トリフルオロメトキシベンゼン、2-フルオロアニソール、4-フルオロアニソール、2
,4-ジフルオロアニソール、4-トリフルオロメトキシアニソール等のエーテル構造を
有するものの部分フッ素化物等である。
Further, the aromatic compound represented by the formula (2-7-1) also includes a fluorinated product of the above aromatic compound. In particular,
Trifluoromethylbenzene, 2-fluorotoluene, 3-fluorotoluene, 4-fluorotoluene, trifluoromethylbenzene, o-cyclohexylfluorobenzene, p
-Partially fluorinated material having a hydrocarbon group such as cyclohexylfluorobenzene; 2-
Partially fluorinated products having a carboxylic acid ester structure such as fluorophenyl acetate and 4-fluorophenyl acetate; trifluoromethoxybenzene, 2-fluoroanisole, 3-fluoroanisole, 4-fluoroanisole, 2,4-difluoroanisole, 2 , 5-Difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 3,5-difluoroanisole, 4-trifluoromethoxyanisole and other partially fluorinated substances having an ether structure, preferably trifluoromethylbenzene, 2- Partially fluorinated material having a hydrocarbon group such as fluorotoluene, 3-fluorotoluene, 4-fluorotoluene, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cyclohexylfluorobenzene; carboxylic acid such as 2-fluorophenylacetate and 4-fluorophenylacetate. Partially fluorinated material having an acid ester structure; partially fluorinated material having an ether structure such as trifluoromethoxybenzene 2-fluoroanisole, 4-fluoroanisole, 2,4-difluoroanisole, 4-trifluoromethoxyanisole, etc. , More preferably a partially fluorinated product having a hydrocarbon group such as 2-fluorotoluene, 3-fluorotoluene, 4-fluorotoluene, etc .; having a carboxylic acid ester structure such as 2-fluorophenylacetate, 4-fluorophenylacetate, etc. Partial fluoridation of things;
Trifluoromethoxybenzene, 2-fluoroanisole, 4-fluoroanisole, 2
, 4-Difluoroanisole, 4-trifluoromethoxyanisole and the like, which have an ether structure and are partially fluorinated.
1-2-6-2.式(2-7-2)で表される芳香族化合物
(式中、R11~R15は、独立して、水素、ハロゲン又は非置換もしくはハロゲン置換
の炭素数1以上20以下の炭化水素基であり、R16及びR17は、独立して、炭素数1
以上12以下の炭化水素基であり、R11~R17のうち少なくとも2つが一緒になって
環を形成していてもよく、ただし、式(2-7-2)は、(A)及び(B):
(A)R11~R15のうち少なくとも1つは、ハロゲン又は非置換もしくはハロゲン置
換の炭素数1以上20以下の炭化水素基である、
(B)R11~R17の炭素数の合計は、3以上20以下である、のうち少なくとも一方
の条件を満たす)
で表される芳香族化合物である。R11~R17のうち少なくとも2つが一緒になって環
を形成している場合、R11~R17のうち2つが一緒になって環を形成していることが
好ましい。
(In the formula, R 11 to R 15 are independently hydrogen, halogen or unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon groups having 1 or more and 20 or less carbon atoms, and R 16 and R 17 are independently carbon. Number 1
It is a hydrocarbon group of 12 or more, and at least two of R 11 to R 17 may be combined to form a ring, provided that the formula (2-7-2) has (A) and (2-7-2). B):
(A) At least one of R 11 to R 15 is a halogen or an unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon group having 1 or more and 20 or less carbon atoms.
(B) The total number of carbon atoms of R 11 to R 17 satisfies at least one of 3 or more and 20 or less).
It is an aromatic compound represented by. When at least two of R 11 to R 17 form a ring together, it is preferable that two of R 11 to R 17 form a ring together.
R16及びR17は、独立して、炭素数1以上12以下の炭化水素基(例えば、アルキ
ル基、アリール基)であり、R16とR17は一緒になって環(例えば、炭化水素基であ
る環式基)を形成していてもよい。初期効率及び溶解性や保存特性向上の観点から、R1
6及びR17は、好ましくは炭素数1以上12以下の炭化水素基であるか、R16とR1
7が一緒になって形成した炭化水素基である環式基であり、より好ましくはメチル基、エ
チル基、プロピル基、ブチル基、tert-ブチル基であるか、R16とR17が一緒に
なって形成した炭化水素基である5~8員の環式基であり、更に好ましくはメチル基、エ
チル基、R16とR17が一緒になって形成したシクロヘキシル基、シクロペンチル基、
であり、最も好ましくはメチル基、エチル基、R16とR17が一緒になって形成したシ
クロヘキシル基である。
R 16 and R 17 are independently hydrocarbon groups having 1 or more and 12 or less carbon atoms (for example, an alkyl group and an aryl group), and R 16 and R 17 are together to form a ring (for example, a hydrocarbon group). It may form a cyclic group). From the viewpoint of initial efficiency and improvement of solubility and storage characteristics, R 1
6 and R 17 are preferably hydrocarbon groups having 1 or more and 12 or less carbon atoms, or R 16 and R 1
It is a cyclic group which is a hydrocarbon group formed by 7 together, more preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a tert-butyl group, or R 16 and R 17 together. It is a 5- to 8-membered cyclic group which is a hydrocarbon group formed therein, and more preferably a methyl group, an ethyl group, a cyclohexyl group formed by combining R 16 and R 17 , a cyclopentyl group, and the like.
Most preferably, it is a methyl group, an ethyl group, and a cyclohexyl group formed by combining R 16 and R 17 .
R11~R15は、独立して、水素、ハロゲン又は非置換もしくはハロゲン置換の炭素
数1以上20以下の炭化水素基(例えば、アルキル基、アリール基、アラルキル基)であ
り、これらのうち2つは一緒になって環(例えば、炭化水素基である環式基)を形成して
いてもよい。初期効率及び溶解性や保存特性向上の観点から、好ましくは水素、フッ素、
非置換もしくはハロゲン置換の炭素数1以上12以下の炭化水素基であり、より好ましく
は水素、フッ素、非置換もしくはフッ素置換の炭素数1以上10以下の炭化水素基であり
、更に好ましくは水素、フッ素、tert-ブチル基、tert-ペンチル基、tert
-ヘキシル基、tert-ヘプチル基、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ト
リフルオロメチル基、ノナフルオロtert-ブチル基、1-メチル-1-フェニル-エ
チル基、1-エチル-1-フェニル-プロピル基であり、特に好ましくは水素、フッ素、
tert-ブチル基、1-メチル-1-フェニル-エチル基であり、最も好ましくは水素
、tert-ブチル基、1-メチル-1-フェニル-エチル基である。
R 11 to R 15 are independently hydrogen, halogen or unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon groups having 1 or more and 20 or less carbon atoms (for example, an alkyl group, an aryl group, an aralkyl group), and 2 of them. They may together form a ring (eg, a cyclic group that is a hydrocarbon group). From the viewpoint of initial efficiency and improvement of solubility and storage characteristics, hydrogen, fluorine, are preferable.
It is an unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon group having 1 or more and 12 or less carbon atoms, more preferably hydrogen, fluorine, or an unsubstituted or fluorine-substituted hydrocarbon group having 1 or more and 10 or less carbon atoms, and further preferably hydrogen. Fluorine, tert-butyl group, tert-pentyl group, tert
-Hexyl group, tert-heptyl group, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, trifluoromethyl group, nonafluorotert-butyl group, 1-methyl-1-phenyl-ethyl group, 1-ethyl-1-phenyl -A propyl group, particularly preferably hydrogen, fluorine,
It is a tert-butyl group and a 1-methyl-1-phenyl-ethyl group, and most preferably hydrogen, a tert-butyl group and a 1-methyl-1-phenyl-ethyl group.
R11~R15のいずれか1つとR16が一緒になって環(例えば、炭化水素基である
環式基)を形成してもよい。好ましくはR11とR16とが一緒になって環(例えば、炭
化水素基である環式基)を形成している。この場合、R17は、アルキル基であることが
好ましい。R17がメチル基で、R11とR16が一緒になって環を形成した化合物とし
て、1-フェニル-1,3,3-トリメチルインダン、2,3-ジヒドロ1,3-ジメチ
ル-1-(2-メチル-2-フェニルプロピル)-3-フェニル-1H-インダン等が挙
げられる。
Any one of R 11 to R 15 and R 16 may be combined to form a ring (for example, a cyclic group which is a hydrocarbon group). Preferably, R 11 and R 16 are combined to form a ring (eg, a cyclic group that is a hydrocarbon group). In this case, R 17 is preferably an alkyl group. As compounds in which R 17 is a methyl group and R 11 and R 16 form a ring together, 1-phenyl-1,3,3-trimethylindane and 2,3-dihydro1,3-dimethyl-1- (2-Methyl-2-phenylpropyl) -3-phenyl-1H-indane and the like can be mentioned.
式(2-7-2)は、(A)及び(B):
(A)R11~R15のうち少なくとも1つは、ハロゲン又は非置換もしくはハロゲン置
換の炭素数1以上20以下の炭化水素基である、
(B)R11~R17の炭素数の合計は、3以上20以下である、
のうち少なくとも一方の条件を満たす。
Equations (2-7-2) are expressed in (A) and (B):
(A) At least one of R 11 to R 15 is a halogen or an unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon group having 1 or more and 20 or less carbon atoms.
(B) The total number of carbon atoms of R 11 to R 17 is 3 or more and 20 or less.
At least one of the conditions is satisfied.
式(2-7-2)は、通常の電池動作電圧範囲内における正極上での酸化抑制の点から
、(A)を満たしていることが好ましく、電解液への溶解性の点から、(B)を満たして
いることが好ましい。式(2-7-2)は、(A)と(B)の両方を満たしていてもよい
。
The formula (2-7-2) preferably satisfies (A) from the viewpoint of suppressing oxidation on the positive electrode within the normal battery operating voltage range, and from the viewpoint of solubility in the electrolytic solution (2-7-2). It is preferable that B) is satisfied. Equation (2-7-2) may satisfy both (A) and (B).
(A)について、R11~R15のうち少なくとも1つが、ハロゲン又は非置換もしく
はハロゲン置換の炭素数1以上20以下の炭化水素基であれば、他は水素原子であっても
、環を形成していてもよい。電解液への溶解性の観点から、非置換もしくはハロゲン置換
の炭化水素基の炭素数は1以上10以下が好ましく、1以上5以下がより好ましく、更に
好ましくは1以上3以下、更により好ましくは1又は2、最も好ましくは1である。
Regarding (A), if at least one of R 11 to R 15 is a halogen or an unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, the other is a hydrogen atom to form a ring. You may be doing it. From the viewpoint of solubility in the electrolytic solution, the carbon number of the unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon group is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, still more preferably 1 or more and 3 or less, still more preferably. 1 or 2, most preferably 1.
(B)について、R11~R17の炭素数の合計は3以上20以下であれば、R11~
R17のうち少なくとも2つが一緒になって環を形成していてもよい。R11~R17の
うち少なくとも2つが一緒になって環を形成している場合、炭素数の合計の算出にあたっ
ては、環を形成する炭素のうち、R11~R17に相当しない炭素(R11~R15につ
いては、これらが結合しているベンゼン環を構成する炭素、R16及びR17については
、ベンジル位の炭素)はカウントしないこととする。炭素数の合計は、電解液への溶解度
の点から、好ましくは3以上14以下であり、より好ましくは3以上10以下である。例
えば、R17がメチル基で、R11とR16が一緒になって環を形成している化合物とし
て1-フェニル-1,3,3-トリメチルインダン、2,3-ジヒドロ1,3-ジメチル
-1-(2-メチル-2-フェニルプロピル)-3-フェニル-1H-インダン等が挙げ
られるが、これは(B)の条件を満たす。
Regarding (B), if the total number of carbon atoms of R 11 to R 17 is 3 or more and 20 or less, then R 11 to 20
At least two of R 17 may be combined to form a ring. When at least two of R 11 to R 17 form a ring together, the carbons forming the ring that do not correspond to R 11 to R 17 (R) are used to calculate the total number of carbon atoms. For 11 to R15 , the carbon constituting the benzene ring to which they are bonded, and for R16 and R17 , the carbon at the benzyl position) is not counted. The total number of carbon atoms is preferably 3 or more and 14 or less, and more preferably 3 or more and 10 or less in terms of solubility in the electrolytic solution. For example, 1-phenyl-1,3,3-trimethylindane and 2,3-dihydro1,3-dimethyl are compounds in which R 17 is a methyl group and R 11 and R 16 form a ring together. Examples thereof include -1- (2-methyl-2-phenylpropyl) -3-phenyl-1H-indane, which satisfy the condition of (B).
式(2-7-2)で表される芳香族化合物としては、以下が挙げられる。
R16及びR17が、独立して、炭素数1以上20以下の炭化水素基であり(ただし、
R16及びR17の合計は炭素数3以上20以下である)、R11~R15が水素である
化合物((B)を満たす)。
Examples of the aromatic compound represented by the formula (2-7-2) include the following.
R 16 and R 17 are independently hydrocarbon groups having 1 or more and 20 or less carbon atoms (however,
The total of R 16 and R 17 has 3 or more carbon atoms and 20 or less carbon atoms), and compounds in which R 11 to R 15 are hydrogen (satisfying (B)).
2,2-ジフェニルブタン、3,3-ジフェニルペンタン、3,3-ジフェニルヘキサ
ン、4,4-ジフェニルヘプタン、5,5-ジフェニルオクタン、6,6-ジフェニルノ
ナン、1,1-ジフェニル-1,1-ジtert-ブチル-メタン。
2,2-Diphenylbutane, 3,3-diphenylpentane, 3,3-diphenylhexane, 4,4-diphenylheptane, 5,5-diphenyloctane, 6,6-diphenylnonane, 1,1-diphenyl-1, 1-ditert-butyl-methane.
R16及びR17が一緒になって環を形成しており、R11~R15が水素である化合
物((B)を満たす)。
A compound in which R 16 and R 17 form a ring together and R 11 to R 15 are hydrogen (satisfying (B)).
1,1-ジフェニルシクロヘキサン、1,1-ジフェニルシクロペンタン、1,1-ジ
フェニル-4-メチルシクロヘキサン。
下記の化合物であってもよい(上記例示の化合物と重複する場合があるが、構造式で示
すこととする)。
1,1-diphenylcyclohexane, 1,1-diphenylcyclopentane, 1,1-diphenyl-4-methylcyclohexane.
It may be the following compound (although it may overlap with the above-exemplified compound, it is shown by the structural formula).
R11~R15のうち少なくとも1つがハロゲン又は非置換もしくはハロゲン置換の炭
素数1以上20以下の炭化水素基である化合物((A)を満たす)。
A compound (satisfying (A)) in which at least one of R 11 to R 15 is a halogen or an unsubstituted or halogen-substituted hydrocarbon group having 1 or more and 20 or less carbon atoms.
1,3-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-ベンゼン、1,4-ビス(1-メ
チル-1-フェニルエチル)-ベンゼン。
下記の化合物であってもよい(上記例示の化合物と重複する場合があるが、構造式で示
すこととする)。
1,3-bis (1-methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1,4-bis (1-methyl-1-phenylethyl) -benzene.
It may be the following compound (although it may overlap with the above-exemplified compound, it is shown by the structural formula).
R17が炭素数1以上20以下の炭化水素基(例えば、炭素数1以上20以下のアルキ
ル基であり、好ましくはメチル基)であり、R11とR16が一緒になって環を形成して
いる化合物((B)を満たす)。
1-フェニル-1,3,3-トリメチルインダン。
下記の化合物であってもよい(上記例示の化合物と重複する場合があるが、構造式で示
すこととする)。
R 17 is a hydrocarbon group having 1 or more and 20 or less carbon atoms (for example, an alkyl group having 1 or more and 20 or less carbon atoms, preferably a methyl group), and R 11 and R 16 together form a ring. Compound (satisfies (B)).
1-Phenyl-1,3,3-trimethylindane.
It may be the following compound (although it may overlap with the above-exemplified compound, it is shown by the structural formula).
中でも、初期の負極上での還元性の観点から好ましいのは、
2,2-ジフェニルブタン、3,3-ジフェニルペンタン、1,1-ジフェニル-1,
1-ジtert-ブチル-メタン、1,1-ジフェニルシクロヘキサン、1,1-ジフェ
ニルシクロペンタン、1,1-ジフェニル-4-メチルシクロヘキサン、1,3-ビス(
1-メチル-1-フェニルエチル)-ベンゼン、1,4-ビス(1-メチル-1-フェニ
ルエチル)-ベンゼン、1-フェニル-1,3,3-トリメチルインダンである。
Above all, it is preferable from the viewpoint of reducing property on the initial negative electrode.
2,2-Diphenylbutane, 3,3-diphenylpentane, 1,1-diphenyl-1,
1-ditert-butyl-methane, 1,1-diphenylcyclohexane, 1,1-diphenylcyclopentane, 1,1-diphenyl-4-methylcyclohexane, 1,3-bis (
1-Methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1,4-bis (1-methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1-phenyl-1,3,3-trimethylindane.
下記の化合物も好ましいものとして挙げられる(上記好ましい化合物と重複する場合が
あるが、構造式で示すこととする)。
The following compounds may also be mentioned as preferred (although they may overlap with the above preferred compounds, they will be represented by structural formulas).
より好ましいのは、
2,2-ジフェニルブタン、1,1-ジフェニルシクロヘキサン、1,1-ジフェニル
-4-メチルシクロヘキサン、1,3-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-ベン
ゼン、1,4-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-ベンゼン、1-フェニル-1
,3,3-トリメチルインダンである。
下記の化合物もより好ましいものとして挙げられる(上記より好ましい化合物と重複す
る場合があるが、構造式で示すこととする)。
More preferable
2,2-Diphenylbutane, 1,1-diphenylcyclohexane, 1,1-diphenyl-4-methylcyclohexane, 1,3-bis (1-methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1,4-bis (1) -Methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1-phenyl-1
, 3,3-trimethyl indane.
The following compounds are also mentioned as more preferable (although they may overlap with the above-mentioned more preferable compounds, they are shown by the structural formula).
更に好ましいのは1,1-ジフェニルシクロヘキサン、1,1-ジフェニル-4-メチ
ルシクロヘキサン、1,3-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-ベンゼン、1,
4-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-ベンゼン、1-フェニル-1,3,3-
トリメチルインダンである。
下記の化合物も更に好ましいものとして挙げられる(上記更に好ましい化合物と重複す
る場合があるが、構造式で示すこととする)。
More preferred are 1,1-diphenylcyclohexane, 1,1-diphenyl-4-methylcyclohexane, 1,3-bis (1-methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1,
4-Bis (1-methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1-phenyl-1,3,3-
It is a trimethyl indane.
The following compounds are also mentioned as further preferable (although they may overlap with the above-mentioned more preferable compounds, they are shown by the structural formula).
特に好ましいのは1,1-ジフェニルシクロヘキサン、1,3-ビス(1-メチル-1
-フェニルエチル)-ベンゼン、1,4-ビス(1-メチル-1-フェニルエチル)-ベ
ンゼン、1-フェニル-1,3,3-トリメチルインダンであり、下記の構造式で表され
る。
Particularly preferred are 1,1-diphenylcyclohexane and 1,3-bis (1-methyl-1).
-Phenylethyl) -benzene, 1,4-bis (1-methyl-1-phenylethyl) -benzene, 1-phenyl-1,3,3-trimethylindane, which are represented by the following structural formulas.
最も好ましくは1-フェニル-1,3,3-トリメチルインダン化合物であり、以下の
構造式で表される。
The most preferable is a 1-phenyl-1,3,3-trimethylindane compound, which is represented by the following structural formula.
芳香族化合物は、単独で用いても、2種以上を併用してもよい。非水系電解液全量(1
00質量%)中、芳香族化合物の量(2種以上の場合は合計量)は、0.001質量%以
上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.05質量%以
上、更に好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.4質量%以上であり、また、
10質量%以下であることができ、好ましくは8質量%以下、より好ましくは5質量%以
下、更に好ましくは3質量%以下、特に好ましくは2.5質量%以下である。上記範囲内
にあることにより、本発明の効果が発現しやすく、また、電池の抵抗増大を防ぐことがで
きる。
The aromatic compound may be used alone or in combination of two or more. Total amount of non-aqueous electrolyte solution (1)
(00% by mass), the amount of the aromatic compound (total amount in the case of two or more kinds) can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.05. It is by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, still more preferably 0.4% by mass or more, and also.
It can be 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, still more preferably 3% by mass or less, and particularly preferably 2.5% by mass or less. Within the above range, the effect of the present invention is likely to be exhibited, and an increase in battery resistance can be prevented.
上記式(1)で表される化合物と芳香族化合物(2種以上の場合は合計量)の質量比は
、式(1)で表される化合物:芳香族化合物が、1:100以上であることができ、好ま
しくは10:100以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは25:10
0以上であり、10000:100以下であることができ、好ましくは500:100以
下、より好ましくは300:100以下、さらに好ましくは100:100以下、特に好
ましくは75:100以下、最も好ましくは50:100以下である。この範囲であれば
、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この原理については定かで
はないが、この比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられ
るためと考えられる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the aromatic compound (total amount in the case of two or more kinds) is 1: 100 or more for the compound represented by the formula (1): aromatic compound. It can be preferably 10: 100 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25:10.
It can be 0 or more and 10000: 100 or less, preferably 500: 100 or less, more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, particularly preferably 75: 100 or less, and most preferably 50. : 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2-7.フッ素非含有カルボン酸エステル
本発明の非水系電解液は、フッ素非含有カルボン酸エステルを含むことができる。本発
明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物とフッ素非含有カルボン酸エステ
ルを併用することにより、耐久特性を改善することができる。フッ素非含有カルボン酸エ
ステルは、分子内にフッ素原子を有さないカルボン酸エステルであれば、特に制限されな
いが、好ましくはフッ素非含有の鎖状カルボン酸エステルであり、より好ましくはフッ素
非含有の飽和鎖状カルボン酸エステルである。フッ素非含有の鎖状カルボン酸エステルの
総炭素数は、好ましくは3以上、より好ましくは4以上、更に好ましくは5以上であり、
好ましくは7以下、より好ましくは6以下、更に好ましくは5以下である。
1-2-7. Fluorine-free carboxylic acid ester The non-aqueous electrolyte solution of the present invention may contain a fluorine-free carboxylic acid ester. In the non-aqueous electrolytic solution of the present invention, the durability characteristics can be improved by using the compound represented by the formula (1) in combination with the fluorine-free carboxylic acid ester. The fluorine-free carboxylic acid ester is not particularly limited as long as it is a carboxylic acid ester having no fluorine atom in the molecule, but is preferably a fluorine-free chain carboxylic acid ester, and more preferably a fluorine-free carboxylic acid ester. It is a saturated chain carboxylic acid ester. The total carbon number of the fluorine-free chain carboxylic acid ester is preferably 3 or more, more preferably 4 or more, still more preferably 5 or more.
It is preferably 7 or less, more preferably 6 or less, still more preferably 5 or less.
フッ素非含有鎖状カルボン酸エステルとしては、以下が挙げられる。
酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n-ブチル、酢
酸イソブチル、酢酸-tert-ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プ
ロピオン酸n-プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸n-ブチル、プロピ
オン酸イソブチル、プロピオン酸-tert-ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸n
-プロピル、酪酸イソプロピル、酪酸n-ブチル、酪酸イソブチル、酪酸-tert-ブ
チル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸n-プロピル、イソ酪酸イソプロピル
、イソ酪酸n-ブチル、イソ酪酸イソブチル、イソ酪酸-tert-ブチル、吉草酸メチ
ル、吉草酸エチル、吉草酸n-プロピル、吉草酸イソプロピル、吉草酸n-ブチル、吉草
酸イソブチル、吉草酸-tert-ブチル、ヒドロアンゲリカ酸メチル、ヒドロアンゲリ
カ酸エチル、ヒドロアンゲリカ酸n-プロピル、ヒドロアンゲリカ酸イソプロピル、ヒド
ロアンゲリカ酸n-ブチル、ヒドロアンゲリカ酸イソブチル、ヒドロアンゲリカ酸-te
rt-ブチル、イソ吉草酸メチル、イソ吉草酸エチル、イソ吉草酸n-プロピル、イソ吉
草酸イソプロピル、イソ吉草酸n-ブチル、イソ吉草酸イソブチル、イソ吉草酸-ter
t-ブチル、ピバル酸メチル、ピバル酸エチル、ピバル酸n-プロピル、ピバル酸イソプ
ロピル、ピバル酸n-ブチル、ピバル酸イソブチル、ピバル酸-tert-ブチル等の飽
和鎖状カルボン酸エステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸n-プロ
ピル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸n-ブチル、アクリル酸イソブチル、アクリ
ル酸-tert-ブチル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸n-
プロピル、メタクリル酸イソプロピル、メタクリル酸n-ブチル、メタクリル酸イソブチ
ル、メタクリル酸-tert-ブチル、クロトン酸メチル、クロトン酸エチル、クロトン
酸n-プロピル、クロトン酸イソプロピル、クロトン酸n-ブチル、クロトン酸イソブチ
ル、クロトン酸-tert-ブチル、3-ブテン酸メチル、3-ブテン酸エチル、3-ブ
テン酸n-プロピル、3-ブテン酸イソプロピル、3-ブテン酸n-ブチル、3-ブテン
酸イソブチル、3-ブテン酸-tert-ブチル、4-ペンテン酸メチル、4-ペンテン
酸エチル、4-ペンテン酸n-プロピル、4-ペンテン酸イソプロピル、4-ペンテン酸
n-ブチル、4-ペンテン酸イソブチル、4-ペンテン酸-tert-ブチル、3-ペン
テン酸メチル、3-ペンテン酸エチル、3-ペンテン酸n-プロピル、3-ペンテン酸イ
ソプロピル、3-ペンテン酸n-ブチル、3-ペンテン酸イソブチル、3-ペンテン酸-
tert-ブチル、2-ペンテン酸メチル、2-ペンテン酸エチル、2-ペンテン酸n-
プロピル、2-ペンテン酸イソプロピル、2-ペンテン酸n-ブチル、2-ペンテン酸イ
ソブチル、2-ペンテン酸-tert-ブチル、2-プロピン酸メチル、2-プロピン酸
エチル、2-プロピン酸n-プロピル、2-プロピン酸イソプロピル、2-プロピン酸n
-ブチル、2-プロピン酸イソブチル、2-プロピン酸-tert-ブチル、3-ブチン
酸メチル、3-ブチン酸エチル、3-ブチン酸n-プロピル、3-ブチン酸イソプロピル
、3-ブチン酸n-ブチル、3-ブチン酸イソブチル、3-ブチン酸-tert-ブチル
、2-ブチン酸メチル、2-ブチン酸エチル、2-ブチン酸n-プロピル、2-ブチン酸
イソプロピル、2-ブチン酸n-ブチル、2-ブチン酸イソブチル、2-ブチン酸-te
rt-ブチル、4-ペンチン酸メチル、4-ペンチン酸エチル、4-ペンチン酸n-プロ
ピル、4-ペンチン酸イソプロピル、4-ペンチン酸n-ブチル、4-ペンチン酸イソブ
チル、4-ペンチン酸-tert-ブチル、3-ペンチン酸メチル、3-ペンチン酸エチ
ル、3-ペンチン酸n-プロピル、3-ペンチン酸イソプロピル、3-ペンチン酸n-ブ
チル、3-ペンチン酸イソブチル、3-ペンチン酸-tert-ブチル、2-ペンチン酸
メチル、2-ペンチン酸エチル、2-ペンチン酸n-プロピル、2-ペンチン酸イソプロ
ピル、2-ペンチン酸n-ブチル、2-ペンチン酸イソブチル、2-ペンチン酸-ter
t-ブチル等の不飽和鎖状カルボン酸エステル。
Examples of the fluorine-free chain carboxylic acid ester include the following.
Methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, -tert-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, isopropyl propionate, n-propionate Butyl, isobutyl propionate, -tert-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, n butyrate
-Propyl, isopropyl butyrate, n-butyl butyrate, isobutyl butyrate, -tert-butyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, n-propyl isobutyrate, isopropyl isobutyrate, n-butyl isobutyrate, isobutyl isobutyrate, isobutyric acid -Tert-Butyl, methyl valerate, ethyl valerate, n-propyl valerate, isopropyl valerate, n-butyl valerate, isobutyl valerate, -tert-butyl valerate, methyl hydroangelica, ethyl hydroangelica, Hydroangelic acid n-propyl, hydroangelic acid isopropyl, hydroangelic acid n-butyl, hydroangelic acid isobutyl, hydroangelic acid-te
rt-butyl, methyl isovalerate, ethyl isovalerate, n-propyl isovalerate, isopropyl isovalerate, n-butyl isovalerate, isobutyl isovalerate, -ter isovalerate
Saturated chain carboxylic acid esters such as t-butyl, methyl pivalate, ethyl pivalate, n-propyl pivalate, isopropyl pivalate, n-butyl pivalate, isobutyl pivalate, -tert-butyl pivalate, methyl acrylate. , Ethyl acrylate, n-propyl acrylate, isopropyl acrylate, n-butyl acrylate, isobutyl acrylate, -tert-butyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, n-methacrylate
Propyl, isopropyl methacrylate, n-butyl methacrylate, isobutyl methacrylate, -tert-butyl methacrylate, methyl crotonate, ethyl crotonate, n-propyl crotonate, isopropyl chromate, n-butyl crotonate, isobutyl crotonate , Crotonic acid-tert-butyl, 3-methyl butenoate, ethyl 3-butate, n-propyl 3-butate, isopropyl 3-butate, n-butyl 3-butenoate, 3-butenoate, 3- -Tert-Butyl butenoate, methyl 4-pentate, ethyl 4-pentate, n-propyl 4-pentenate, isopropyl 4-pentate, n-butyl 4-pentenate, isobutyl 4-pentene, 4-pentene Acid-tert-butyl, methyl 3-pentenate, ethyl 3-pentenate, n-propyl 3-pentenate, isopropyl 3-pentenate, n-butyl 3-pentenate, isobutyl 3-pentenate, 3-pentenoic acid -
tert-butyl, methyl 2-penteneate, ethyl 2-penteneate, n-pentenoate
Propyl, isopropyl 2-pentenate, n-butyl 2-pentenate, isobutyl 2-pentenate, -tert-butyl 2-pentenate, methyl 2-propate, ethyl 2-propate, n-propyl 2-propate , 2-Propylate isopropyl, 2-Propylate n
-Butyl, Isobutyl 2-Propine, -tert-butyl 2-Propinate, Methyl 3-Butyne, Ethyl 3-Butyne, n-propyl 3-Butyne, isopropyl 3-Butyne, n-3-Butyne Butyl, Isobutyl 3-Butyne, -tert-butyl 3-Butyne, Methyl 2-Butyne, Ethyl 2-Butyne, n-propyl 2-Butyne, Isopropyl 2-Butyne, n-Butyl 2-Butyne , 2-Isobutyl 2-butyneate, 2-butynate-te
rt-butyl, methyl 4-pentate, ethyl 4-pentate, n-propyl 4-pentate, isopropyl 4-pentate, n-butyl 4-pentate, isobutyl 4-pentate, -tert -Butyl, Methyl 3-Pentyne, Ethyl 3-Pentyne, n-propyl 3-Pentyne, isopropyl 3-Pentyne, n-butyl 3-Pentyne, Isobutyl 3-Pentyne, 3-tert-Pentinate- Butyl, Methyl 2-pentate, Ethyl 2-Pentyne, n-propyl 2-Pentyne, isopropyl 2-Pentyne, n-butyl 2-Pentyne, Isobutyl 2-Pentyne, -ter 2-Pentyne
Unsaturated chain carboxylic acid ester such as t-butyl.
これらのうち、負極での副反応が少ない点から、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n-プ
ロピル、酢酸n-ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸n-
プロピル、プロピオン酸n-ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸n-プロピル、酪酸
n-ブチル、吉草酸メチル、吉草酸エチル、吉草酸n-プロピル、吉草酸n-ブチル、ピ
バル酸メチル、ピバル酸エチル、ピバル酸n-プロピル、ピバル酸n-ブチルが好ましく
、電解液粘度低下によるイオン伝導度の向上の点から、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n
-プロピル、酢酸n-ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸
n-プロピル、プロピオン酸n-ブチルがより好ましく、プロピオン酸メチル、プロピオ
ン酸エチル、プロピオン酸n-プロピル、プロピオン酸n-ブチルが更に好ましく、プロ
ピオン酸エチル、プロピオン酸n-プロピルが特に好ましい。
Of these, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, n-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propionate from the point that there are few side reactions at the negative electrode.
Propyl, n-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, n-butyl butyrate, methyl valerate, ethyl valerate, n-propyl valerate, n-butyl valerate, methyl pivalate, pivalic acid Ethyl, n-propyl pivalate, and n-butyl pivalate are preferable, and methyl acetate, ethyl acetate, and n acetate are used from the viewpoint of improving ionic conductivity by lowering the viscosity of the electrolytic solution.
-Propyl, n-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, n-butyl propionate are more preferred, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, n-butyl propionate. Is more preferable, and ethyl propionate and n-propyl propionate are particularly preferable.
フッ素非含有カルボン酸エステルは、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組
み合わせ及び比率で併用してもよい。
As the fluorine-free carboxylic acid ester, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
フッ素非含有カルボン酸エステルの量(二種以上の場合は合計量)は、電解液100質
量%中、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より
好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.6
質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%以下で
、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%
以下である。このような範囲であれば、負極抵抗の増大を抑制し、出力特性、負荷特性、
低温特性、サイクル特性、高温保存特性を制御しやすい。
The amount of the fluorine-free carboxylic acid ester (total amount in the case of two or more kinds) can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more in 100% by mass of the electrolytic solution. Is 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and particularly preferably 0.6.
It can be 0% by mass or more and 10% by mass or less, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass.
It is as follows. Within such a range, the increase in negative electrode resistance is suppressed, and the output characteristics, load characteristics, etc.
Easy to control low temperature characteristics, cycle characteristics, and high temperature storage characteristics.
上記式(1)で表される化合物とフッ素非含有カルボン酸エステルの質量比は、式(1
)で表される化合物:フッ素非含有カルボン酸エステルが、1:100以上であることが
でき、好ましくは10:100以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは
25:100以上であり、10000:100以下であることができ、好ましくは500
:100以下、より好ましくは300:100以下、さらに好ましくは100:100以
下、特に好ましくは75:100以下、最も好ましくは50:100以下である。この範
囲であれば、電池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この原理につい
ては定かではないが、この比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限
に抑えられるためと考えられる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the fluorine-free carboxylic acid ester is the formula (1).
): The fluorine-free carboxylic acid ester can be 1: 100 or more, preferably 10: 100 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25: 100 or more. It can be 10000: 100 or less, preferably 500.
: 100 or less, more preferably 300: 100 or less, still more preferably 100: 100 or less, particularly preferably 75: 100 or less, and most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-2-8.式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合物
式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合物としては、分子内に式(1)以
外の複数のエーテル結合を有する環状化合物であれば、特に限定されないが、好ましくは
式(2-10)で表される化合物である。式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環
状化合物は、電池の高温保存特性の向上に寄与するものであり、本発明の非水系電解液に
おいては、式(1)で表される化合物と併用することによって、この電解液を用いた電池
において、耐久特性を改善することができる。
1-2-8. Cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) The cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) may be a cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) in the molecule. For example, the compound is not particularly limited, but is preferably a compound represented by the formula (2-10). The cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) contributes to the improvement of the high temperature storage property of the battery, and in the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the cyclic compound represented by the formula (1) is used. When used in combination, the durability characteristics of a battery using this electrolytic solution can be improved.
(式中、A15~A20は、独立して、水素原子、フッ素原子又は置換基を有していても
よい炭素数1以上5以下の炭化水素基を表す。n101は1以上4以下の整数であり、n
101が2以上の整数の場合は、複数のA17及びA18は同一であっても異なっていて
もよい。)
(In the formula, A 15 to A 20 independently represent a hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms which may have a hydrogen atom, a fluorine atom or a substituent. N 101 is 1 or more and 4 or less. Is an integer of n
When 101 is an integer of 2 or more, the plurality of A 17 and A 18 may be the same or different. )
尚、A15~A20から選ばれる2つが互いに結合して環を形成してもよい。この場合
、A17及びA18で環構造を形成することが好ましい。また、A15~A20の炭素数
の総和が、好ましくは0以上8以下、より好ましくは0以上4以下、更に好ましくは0以
上2以下、特に好ましくは0以上1以下である。
Two selected from A 15 to A 20 may be bonded to each other to form a ring. In this case, it is preferable to form a ring structure with A 17 and A 18 . The total number of carbon atoms of A 15 to A 20 is preferably 0 or more and 8 or less, more preferably 0 or more and 4 or less, still more preferably 0 or more and 2 or less, and particularly preferably 0 or more and 1 or less.
置換基としては、ハロゲン原子、フッ素原子で置換されていてもよい、アルキル基、ア
ルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、そして、シアノ基、イソシアナ
ト基、エーテル基、カーボネート基、カルボニル基、カルボキシ基、アルコキシカルボニ
ル基、アシルオキシ基、スルホニル基、ホスファントリイル基及びホスホリル基等が挙げ
られる。これらのうち、好ましくはハロゲン原子、アルコキシ基、フッ素原子で置換され
ていてもよい、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、そして、イソシアナト基、シ
アノ基、エーテル基、カルボニル基、アルコキシカルボニル基、アシルオキシ基であり、
より好ましくは、フッ素原子で置換されていないアルキル基、シアノ基及びエーテル基で
ある。
As the substituent, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, an aryl group, an alkoxy group, and a cyano group, an isocyanato group, an ether group, a carbonate group, a carbonyl group, which may be substituted with a halogen atom or a fluorine atom, Examples thereof include a carboxy group, an alkoxycarbonyl group, an acyloxy group, a sulfonyl group, a phosphantriyl group and a phosphoryl group. Of these, an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, and an isocyanato group, a cyano group, an ether group, a carbonyl group, an alkoxycarbonyl group, and an acyloxy, which may be preferably substituted with a halogen atom, an alkoxy group, and a fluorine atom. Is the basis and
More preferably, it is an alkyl group, a cyano group and an ether group which are not substituted with a fluorine atom.
式(2-10)中、n101は1以上3以下の整数であることが好ましく、1以上2以
下の整数であることがより好ましく、n101が2であることが更に好ましい。
In the formula (2-10), n 101 is preferably an integer of 1 or more and 3 or less, more preferably an integer of 1 or more and 2 or less, and further preferably n 101 is 2.
A15~A20における炭素数1以上5以下の炭化水素基としては、アルキル基、アル
ケニル基、アルキニル基及びアリール基等の1価の炭化水素基;
アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基及びアリーレン基等の2価の炭化水素
基;等が挙げられる。これらのうち、アルキル基、アルキレン基が好ましく、アルキル基
がより好ましい。具体例としては、
メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、sec-ブチ
ル基、i-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、sec-
ペンチル基、ネオペンチル基、1-メチルブチル基、2-メチルブチル基、1,1-ジメ
チルプロピル基、1,2-ジメチルプロピル基等の炭素数1以上5以下のアルキル基;
ビニル基、1-プロペニル基、2-プロペニル基、イソプロペニル基、1-ブテニル基、
2-ブテニル基、3-ブテニル基、1-ペンテニル基、2-ペンテニル基、3-ペンテニ
ル基、4-ペンテニル基等の炭素数2以上5以下のアルケニル基;
エチニル基、1-プロピニル基、2-プロピニル基、1-ブチニル基、2-ブチニル基
、3-ブチニル基、1-ペンチニル基、2-ペンチニル基、3-ペンチニル基、4-ペン
チニル基等の炭素数2以上5以下のアルキニル基;
メチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の
炭素数1以上5以下のアルキレン基;
ビニレン基、1-プロペニレン基、2-プロペニレン基、1-ブテニレン基、2-ブテ
ニレン基、1-ペンテニレン基、2-ペンテニレン基等の炭素数2以上5以下のアルケニ
レン基;
エチニレン基、プロピニレン基、1-ブチニレン基、2-ブチニレン基、1-ペンチニ
レン基及び2-ペンチニレン基等の炭素数2以上5以下のアルキニレン基等が挙げられる
。これらのうち、好ましくはメチレン基、エチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン
基、ペンタメチレン基等の炭素数1以上5以下のアルキレン基であり、より好ましくはエ
チレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基等の炭素数2以上5以
下のアルキレン基であり、更に好ましくはトリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメ
チレン基等の炭素数3以上5以下のアルキレン基である。
Examples of the hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms in A 15 to A 20 include a monovalent hydrocarbon group such as an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group and an aryl group;
Divalent hydrocarbon groups such as an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group and an arylene group; and the like. Of these, an alkyl group and an alkylene group are preferable, and an alkyl group is more preferable. As a specific example,
Methyl group, ethyl group, n-propyl group, i-propyl group, n-butyl group, sec-butyl group, i-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, isopentyl group, sec-
Alkyl groups having 1 or more and 5 or less carbon atoms such as pentyl group, neopentyl group, 1-methylbutyl group, 2-methylbutyl group, 1,1-dimethylpropyl group and 1,2-dimethylpropyl group;
Vinyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, isopropenyl group, 1-butenyl group,
An alkenyl group having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as 2-butenyl group, 3-butenyl group, 1-pentenyl group, 2-pentenyl group, 3-pentenyl group and 4-pentenyl group;
Carbons such as ethynyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, 1-pentynyl group, 2-pentynyl group, 3-pentynyl group, 4-pentynyl group Alkinyl group with number 2 or more and 5 or less;
An alkylene group having 1 or more and 5 or less carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, and a pentamethylene group;
An alkenylene group having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as a vinylene group, a 1-propenylene group, a 2-propenylene group, a 1-butenylene group, a 2-butenylene group, a 1-pentenylene group, and a 2-pentenylene group;
Examples thereof include an alkynylene group having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as an ethynylene group, a propynylene group, a 1-butynylene group, a 2-butynylene group, a 1-pentynylene group and a 2-pentynylene group. Of these, an alkylene group having 1 or more and 5 or less carbon atoms such as a methylene group, an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group is preferable, and an ethylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group are more preferable. It is an alkylene group having 2 or more and 5 or less carbon atoms such as a methylene group, and more preferably an alkylene group having 3 or more and 5 or less carbon atoms such as a trimethylene group, a tetramethylene group and a pentamethylene group.
A15~A20における水素原子、フッ素原子又は炭素数1以上5以下の炭化水素基と
は、水素原子、フッ素原子又は上記置換基と上記炭素数1以上5以下の炭化水素基を組み
合わせた基のことを表し、好ましくは水素原子、置換基を有さない炭素数1以上5以下の
炭化水素基及びアルキレン基の炭素鎖の一部がエーテル基で置換されたエーテル構造を有
するアルキレン基であり、より好ましくは水素原子である。
The hydrogen atom, fluorine atom, or hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms in A 15 to A 20 is a group obtained by combining a hydrogen atom, a fluorine atom, or the above-mentioned substituent and the above-mentioned hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms. It is preferably a hydrogen atom, a hydrocarbon group having 1 or more and 5 or less carbon atoms having no substituent, and an alkylene group having an ether structure in which a part of the carbon chain of the alkylene group is substituted with an ether group. , More preferably a hydrogen atom.
式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合物としては、例えば以下の化合物
を挙げることができる。
Examples of the cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) include the following compounds.
これらの中でも、
式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合物は、1種を単独で用いてもよく
、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。式(1)以外の複数のエーテ
ル結合を有する環状化合物の量(2種以上の場合は合計量)は、電解液100質量%中、
0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%以上、より好ましく
は0.1質量%以上、特に好ましくは0.3質量%以上であり、また、10質量%以下で
あることができ、好ましくは5質量%以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましく
は2質量%以下である。上記範囲を満たした場合は、出力特性、負荷特性、低温特性、サ
イクル特性、高温保存特性等を制御しやすい。
As the cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1), one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. The amount of the cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) (total amount in the case of two or more kinds) is 100% by mass of the electrolytic solution.
It can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.3% by mass or more, and 10% by mass or less. It can be, preferably 5% by mass or less, more preferably 3% by mass or less, still more preferably 2% by mass or less. When the above range is satisfied, it is easy to control output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like.
上記式(1)で表される化合物と式(1)以外の複数のエーテル結合を有する環状化合
物(2種以上の場合は合計量)の質量比は、式(1)で表される化合物:式(1)以外の
複数のエーテル結合を有する環状化合物が、1:100以上であることができ、好ましく
は10:100以上、より好ましくは20:100以上、更に好ましくは25:100以
上であり、10000:100以下であることができ、好ましくは500:100以下、
より好ましくは300:100以下、さらに好ましくは100:100以下、特に好まし
くは75:100以下、最も好ましくは50:100以下である。この範囲であれば、電
池特性、特に耐久特性を著しく向上させることができる。この原理については定かではな
いが、この比率で混合させることで、電極上での添加剤の副反応を最小限に抑えられるた
めと考えられる。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) (total amount in the case of two or more kinds) is the compound represented by the formula (1): The cyclic compound having a plurality of ether bonds other than the formula (1) can be 1: 100 or more, preferably 10: 100 or more, more preferably 20: 100 or more, still more preferably 25: 100 or more. It can be 10,000: 100 or less, preferably 500: 100 or less,
It is more preferably 300: 100 or less, further preferably 100: 100 or less, particularly preferably 75: 100 or less, and most preferably 50: 100 or less. Within this range, battery characteristics, especially durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that by mixing at this ratio, the side reaction of the additive on the electrode can be minimized.
1-3.電解質
電解質は特に制限なく、電解質として公知のものを任意に用いることができる。リチウ
ム二次電池の場合は、通常リチウム塩が用いられる。具体的には、LiPF6、LiBF
4、LiClO4、LiAlF4、LiSbF6、LiTaF6、LiWF7等の無機リ
チウム塩;LiWOF5等のタングステン酸リチウム類;HCO2Li、CH3CO2L
i、CH2FCO2Li、CHF2CO2Li、CF3CO2Li、CF3CH2CO2
Li、CF3CF2CO2Li、CF3CF2CF2CO2Li、CF3CF2CF2C
F2CO2Li等のカルボン酸リチウム塩類;FSO3Li、CH3SO3Li、CH2
FSO3Li、CHF2SO3Li、CF3SO3Li、CF3CF2SO3Li、CF
3CF2CF2SO3Li、CF3CF2CF2CF2SO3Li等のスルホン酸リチウ
ム塩類;LiN(FCO)2、LiN(FCO)(FSO2)、LiN(FSO2)2、
LiN(FSO2)(CF3SO2)、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5S
O2)2、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状
1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiN(CF3SO2)(C4F9
SO2)等のリチウムイミド塩類;LiC(FSO2)3、LiC(CF3SO2)3、
LiC(C2F5SO2)3等のリチウムメチド塩類;リチウムビス(マロナト)ボレー
ト、リチウムジフルオロ(マロナト)ボレート等のリチウム(マロナト)ボレート塩類;
リチウムトリス(マロナト)ホスフェート、リチウムジフルオロビス(マロナト)ホスフ
ェート、リチウムテトラフルオロ(マロナト)ホスフェート等のリチウム(マロナト)ホ
スフェート塩類;その他、LiPF4(CF3)2、LiPF4(C2F5)2、LiP
F4(CF3SO2)2、LiPF4(C2F5SO2)2、LiBF3CF3、LiB
F3C2F5、LiBF3C3F7、LiBF2(CF3)2、LiBF2(C2F5)
2、LiBF2(CF3SO2)2、LiBF2(C2F5SO2)2等の含フッ素有機
リチウム塩類;リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボ
レート等のリチウムオキサラトボレート塩類;
リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラ
ト)ホスフェート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート等のリチウムオキサラト
ホスフェート塩類;等が挙げられる。
1-3. Electrolyte The electrolyte is not particularly limited, and any known electrolyte can be used. In the case of a lithium secondary battery, a lithium salt is usually used. Specifically, LiPF 6 and LiBF
4. Inorganic lithium salts such as LiClO 4 , LiAlF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , LiWF 7 ; Lithium tungstates such as LiWOF 5 ; HCO 2 Li, CH 3 CO 2 L
i, CH 2 FCO 2 Li, CHF 2 CO 2 Li, CF 3 CO 2 Li, CF 3 CH 2 CO 2
Li, CF 3 CF 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CO 2 Li, CF 3 CF 2 CF 2 C
Lithium carboxylic acid salts such as F 2 CO 2 Li; FSO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, CH 2
FSO 3 Li, CHF 2 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 CF 2 SO 3 Li, CF
3 CF 2 CF 2 SO 3 Li, CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 Li and other sulfonic acid lithium salts; LiN (FCO) 2 , LiN (FCO) (FSO 2 ), LiN (FSO 2 ) 2 ,
LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 S)
O 2 ) 2 , Lithium Cyclic 1,2-Perfluoroethanedisulfonylimide, Lithium Cyclic 1,3-Perfluoropropanedisulfonylimide, LiN (CF 3 SO 2 ) (C 4 F 9 )
Lithium imide salts such as SO 2 ); LiC (FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ,
Lithium methide salts such as LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 ; Lithium (malonato) borate salts such as lithium bis (malonato) borate and lithium difluoro (malonato) borate;
Lithium (malonato) phosphate salts such as lithium tris (malonato) phosphate, lithium difluorobis (malonato) phosphate, lithium tetrafluoro (malonato) phosphate; etc.; LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 , LiP
F 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 3 CF 3 , LiB
F 3 C 2 F 5 , LiBF 3 C 3 F 7 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 )
2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , etc. Fluorine-containing organic lithium salts; Lithium oxalate oxalate salts such as lithium difluorooxalate borate, lithium bis (oxalate) borate, etc. ;
Examples thereof include lithium oxarat phosphate salts such as lithium tetrafluorooxalat phosphate, lithium difluorobis (oxalate) oxalate, and lithium tris (oxalate) oxalate.
これらの中でも、LiPF6、LiSbF6、LiTaF6、FSO3Li、CF3S
O3Li、LiN(FSO2)2、LiN(FSO2)(CF3SO2)、LiN(CF
3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、リチウム環状1,2-パーフルオロエタン
ジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、
LiC(FSO2)3、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2F5SO2)3、Li
BF3CF3、LiBF3C2F5、LiPF3(CF3)3、LiPF3(C2F5)
3、リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リ
チウムジフルオロビス(オキサラト)ホスフェート、等が出力特性やハイレート充放電特
性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点から好ましい。また、Li
PF6、FSO3Li、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、リチウムジ
フルオロオキサラトボレート、リチウムビス(オキサラト)ボレート、リチウムジフルオ
ロビス(オキサラト)ホスフェートがより好ましく、LiPF6、FSO3Li、LiN
(FSO2)2、リチウムビス(オキサラト)ボレートが出力特性やハイレート充放電特
性、高温保存特性、サイクル特性等をさらに向上させる効果がある点からさらに好ましく
、電解質の耐酸化還元安定性の観点からLiPF6が最も好ましい。特に、LiPF6は
系中で分解してルイス酸PF5を生じ、電解液安定性や電解液物性、電池特性の低下をも
たらす。よって、式(1)で表される化合物と同時に用いることで、ルイス酸起因の悪影
響を抑制しつつ電解質としての優れた特性を発揮することができる。
Among these, LiPF 6 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , FSO 3 Li, CF 3 S
O 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF)
3 SO 2 ) 2 , LiN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , Lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, Lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide,
LiC (FSO 2 ) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , Li
BF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (C 2 F 5 )
3. Lithium difluorooxalate borate, lithium bis (oxalate) borate, lithium difluorobis (oxalate) phosphate, etc. are preferable because they have the effect of improving output characteristics, high-rate charge / discharge characteristics, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics, and the like. Also, Li
PF 6 , FSO 3 Li, LiN (FSO 2 ) 2 , LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , lithium difluorooxalate borate, lithium bis (oxalate) borate, lithium difluorobis (oxalate) phosphate are more preferred, LiPF 6 , FSO 3 Li, LiN
(FSO 2 ) 2. Lithium bis (oxalate) borate is more preferable because it has the effect of further improving output characteristics, high-rate charge / discharge characteristics, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics, etc., and from the viewpoint of electrolyte oxidation-reduction stability. LiPF 6 is most preferred. In particular, LiPF 6 decomposes in the system to produce Lewis acid PF 5 , which causes deterioration of electrolytic solution stability, electrolytic solution physical properties, and battery characteristics. Therefore, when used at the same time as the compound represented by the formula (1), it is possible to exhibit excellent properties as an electrolyte while suppressing the adverse effects caused by Lewis acid.
非水系電解液中に含まれる電解質のモル含有量に対する式(1)で表される化合物のモ
ル含有量の比は、本発明の効果を発現するためには特に制限はないが、通常0.043以
上、好ましくは0.050以上、より好ましくは0.075以上、更に好ましくは0.0
80以上、特に好ましくは0.100以上であり、通常0.935以下であり、好ましく
は0.850以下、より好ましくは0.760以下、更に好ましくは0.300以下、特
に好ましくは0.200以下である。この範囲であれば、電池特性、特に連続充電耐久特
性を著しく向上させることができる。この原理については定かではないが、この比率で混
合させることで、電解質の分解生成物と効率よく錯形成しやすいためと考えられる。なお
、電解質のモル含有量に対する式(1)で表される化合物のモル含有量の比とは、式(1
)で表される化合物のモル含有量を電解質のモル含有量で除した値を表し、電解質一分子
に対する式(1)で表される化合物の分子数を表す指標である。
The ratio of the molar content of the compound represented by the formula (1) to the molar content of the electrolyte contained in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited in order to exhibit the effect of the present invention, but is usually 0. 043 or more, preferably 0.050 or more, more preferably 0.075 or more, still more preferably 0.0.
80 or more, particularly preferably 0.100 or more, usually 0.935 or less, preferably 0.850 or less, more preferably 0.760 or less, still more preferably 0.300 or less, particularly preferably 0.200. It is as follows. Within this range, battery characteristics, particularly continuous charge durability characteristics, can be significantly improved. This principle is not clear, but it is thought that mixing at this ratio facilitates efficient complex formation with the decomposition products of the electrolyte. The ratio of the molar content of the compound represented by the formula (1) to the molar content of the electrolyte is the formula (1).
) Is divided by the molar content of the electrolyte, and is an index representing the number of molecules of the compound represented by the formula (1) with respect to one molecule of the electrolyte.
非水系電解液中のこれらの電解質の濃度は、本発明の効果を損なわない限り、その含有
量は特に制限されないが、電解液の電気伝導率を良好な範囲とし、良好な電池性能を確保
する点から、非水系電解液中のリチウムの総モル濃度は、好ましくは0.25mol/L
以上、より好ましくは0.5mol/L以上、更に好ましくは1.1mol/L以上であ
り、また、好ましくは3.0mol/L以下、より好ましくは2.5mol/L以下、更
に好ましくは2.0mol/L以下である。この範囲であれば、荷電粒子であるリチウム
が少なすぎず、また粘度を適切な範囲とすることができるため、良好な電気伝導度を確保
しやすくなる。
The concentration of these electrolytes in the non-aqueous electrolyte solution is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired, but the electric conductivity of the electrolyte solution is kept in a good range to ensure good battery performance. From the point of view, the total molar concentration of lithium in the non-aqueous electrolyte solution is preferably 0.25 mol / L.
The above is more preferably 0.5 mol / L or more, still more preferably 1.1 mol / L or more, still more preferably 3.0 mol / L or less, still more preferably 2.5 mol / L or less, still more preferably 2. It is 0 mol / L or less. Within this range, the amount of lithium as charged particles is not too small, and the viscosity can be set in an appropriate range, so that it becomes easy to secure good electrical conductivity.
2種以上の電解質を併用する場合、少なくとも1種は、モノフルオロリン酸塩、ジフル
オロリン酸塩、ホウ酸塩、シュウ酸塩及びフルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる
塩であることも好まく、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、シュウ酸塩及びフ
ルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩であることもより好ましい。これらのうち
リチウム塩が好ましい。モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュウ
酸塩及びフルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる塩は、0.01質量%以上である
ことができ、好ましくは0.1質量%以上であり、また、20質量%以下であることがで
き、好ましくは10質量%以下である。
When two or more electrolytes are used in combination, it is also preferable that at least one is a salt selected from the group consisting of monofluorophosphate, difluorophosphate, borate, oxalate and fluorosulfonate. It is also more preferable that the salt is selected from the group consisting of sowing, monofluorophosphate, difluorophosphate, oxalate and fluorosulfonate. Of these, lithium salts are preferred. The salt selected from the group consisting of monofluorophosphate, difluorophosphate, borate, oxalate and fluorosulfonate can be 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass. % Or more, and can be 20% by mass or less, preferably 10% by mass or less.
電解質として、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュウ酸塩及
びフルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる1種以上と、それ以外の塩の1種以上を
含むことが好ましい。それ以外の塩としては、上記で例示したリチウム塩が挙げられ、特
に、LiPF6、LiN(FSO2)(CF3SO2)、LiN(CF3SO2)2、L
iN(C2F5SO2)2、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミ
ド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO2
)3、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2F5SO2)3、LiBF3CF3、L
iBF3C2F5、LiPF3(CF3)3、LiPF3(C2F5)3が好ましく、L
iPF6が更に好ましい。それ以外の塩は、電解液の電導度と粘度の適切なバランスを確
保する観点から0.01質量%以上であることができ、好ましくは0.1質量%以上であ
り、また、20質量%以下であることができ、好ましくは15質量%以下、より好ましく
は10質量%以下である。
It is preferable that the electrolyte contains one or more selected from the group consisting of monofluorophosphate, difluorophosphate, borate, oxalate and fluorosulfonate, and one or more of other salts. .. Examples of other salts include the lithium salts exemplified above, and in particular, LiPF 6 , LiN (FSO 2 ) (CF 3 SO 2 ), LiN (CF 3 SO 2 ) 2 , L.
iN (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , Lithium Cyclic 1,2-Perfluoroethanedisulfonylimide, Lithium Cyclic 1,3-Perfluoropropanedisulfonylimide, LiC (FSO 2 )
) 3 , LiC (CF 3 SO 2 ) 3 , LiC (C 2 F 5 SO 2 ) 3 , LiBF 3 CF 3 , L
iBF 3 C 2 F 5 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 are preferred, L.
iPF 6 is even more preferred. The other salts can be 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and 20% by mass, from the viewpoint of ensuring an appropriate balance between the conductivity and the viscosity of the electrolytic solution. It can be less than or equal to, preferably 15% by mass or less, and more preferably 10% by mass or less.
1-3-1.モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩
モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩は、それぞれ、分子内に少なくとも1つ
のモノフルオロリン酸又はジフルオロリン酸構造を有する塩であれば、特に制限されない
。本発明の非水系電解液において、上記式(1)で表される化合物とモノフルオロリン酸
塩及びジフルオロリン酸塩から選ばれる1種以上とを併用することにより、この電解液を
用いた電池において、耐久特性を改善することができる。
1-3-1. Monofluorophosphate, difluorophosphate The monofluorophosphate and difluorophosphate are not particularly limited as long as they are salts having at least one monofluorophosphate or difluorophosphate structure in the molecule, respectively. In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, a battery using this electrolyte solution is used by using the compound represented by the above formula (1) in combination with one or more selected from monofluorophosphate and difluorophosphate. In, the durability characteristics can be improved.
モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩におけるカウンターカチオンは、特に制
限されず、リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、NR121R
122R123R124(式中、R121~R124は、独立して、水素原子又は炭素数
1以上12以下の有機基である)で表されるアンモニウム等が挙げられる。上記アンモニ
ウムのR121~R124で表わされる炭素数1以上12以下の有機基は特に制限されず
、例えば、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基
で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル基で置換されてい
てもよいアリール基、置換基を有していてもよい窒素原子含有複素環基等が挙げられる。
中でもR121~R124は、独立して、水素原子、アルキル基、シクロアルキル基又は
窒素原子含有複素環基等が好ましい。カウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウ
ム、カリウムが好ましく、中でもリチウムが好ましい。
The counter cations in monofluorophosphate and difluorophosphate are not particularly limited, and are lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, NR 121 R.
122 R 123 R 124 (in the formula, R 121 to R 124 are independently hydrogen atoms or organic groups having 1 or more and 12 or less carbon atoms) and the like. The organic group represented by R 121 to R 124 of the above ammonium having 1 or more and 12 or less carbon atoms is not particularly limited, and is, for example, substituted with an alkyl group which may be substituted with a fluorine atom, a halogen atom or an alkyl group. Examples thereof include a cycloalkyl group, an aryl group which may be substituted with a halogen atom or an alkyl group, a nitrogen atom-containing heterocyclic group which may have a substituent, and the like.
Among them, R 121 to R 124 are independently preferably hydrogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, nitrogen atom-containing heterocyclic groups and the like. As the counter cation, lithium, sodium and potassium are preferable, and lithium is particularly preferable.
モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩としては、モノフルオロリン酸リチウム
、モノフルオロリン酸ナトリウム、モノフルオロリン酸カリウム、ジフルオロリン酸リチ
ウム、ジフルオロリン酸ナトリウム、ジフルオロリン酸カリウム等が挙げられ、モノフル
オロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウムが好ましく、ジフルオロリン酸リチウム
がより好ましい。モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩は、1種を単独で用いて
もよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
Examples of the monofluorophosphate and difluorophosphate include lithium monofluorophosphate, sodium monofluorophosphate, potassium monofluorophosphate, lithium difluorophosphate, sodium difluorophosphate, potassium difluorophosphate and the like. Lithium monofluorophosphate and lithium difluorophosphate are preferable, and lithium difluorophosphate is more preferable. As the monofluorophosphate and difluorophosphate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
モノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩から選ばれる1種以上の量(2種以上の
場合は合計量)は、0.001質量%以上であることができ、好ましくは0.01質量%
以上、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質量%以上、特に好まし
くは0.3質量%以上であり、また、5質量%以下であることができ、好ましくは3質量
%以下、より好ましくは2質量%以下、更に好ましくは1.5質量%以下、特に好ましく
は1質量%以下である。この範囲内であると、初期不可逆容量向上の効果が顕著に発現さ
れる。
The amount of one or more selected from monofluorophosphate and difluorophosphate (total amount in the case of two or more) can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass.
As described above, it is more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.2% by mass or more, particularly preferably 0.3% by mass or more, and can be 5% by mass or less, preferably 3% by mass. % Or less, more preferably 2% by mass or less, still more preferably 1.5% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. Within this range, the effect of improving the initial irreversible capacity is remarkably exhibited.
上記式(1)で表される化合物とモノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩から選
ばれる1種以上(2種以上の場合は合計量)の質量比は、式(1)で表される化合物:モ
ノフルオロリン酸塩及びジフルオロリン酸塩が、1:99~99:1が好ましく、10:
90~90:10がより好ましく、20:80~80:20が特に好ましい。この範囲で
あると、他の電池特性を低下せずに目的である特性を向上させることができる。
The mass ratio of one or more (total amount in the case of two or more) selected from the compound represented by the above formula (1) and monofluorophosphate and difluorophosphate is represented by the formula (1). Compounds: Monofluorophosphate and difluorophosphate are preferably 1:99 to 99: 1, 10:
90 to 90:10 is more preferable, and 20:80 to 80:20 is particularly preferable. Within this range, the desired characteristics can be improved without deteriorating the characteristics of other batteries.
1-3-2.ホウ酸塩
ホウ酸塩は、分子内にホウ素原子を少なくとも1つ有している塩であれば、特に制限さ
れない。ただしシュウ酸塩に該当するものは、「1-3-2.ホウ酸塩」ではなく、後述
する「1-3-3.シュウ酸塩」に包含されるものとする。本発明の非水系電解液におい
て、式(1)で表される化合物とホウ酸塩とを併用することによって、この電解液を用い
た電池において、耐久特性を改善することができる。
1-3-2. Borate Borate is not particularly limited as long as it is a salt having at least one boron atom in the molecule. However, those corresponding to oxalate shall be included in "1-3-3. Oxalate" described later, not "1-3-2. Borate". In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, by using the compound represented by the formula (1) in combination with borate, the durability characteristics of the battery using this electrolyte solution can be improved.
ホウ酸塩におけるカウンターカチオンとしては、リチウム、ナトリウム、カリウム、マ
グネシウム、カルシウム、ルビジウム、セシウム、バリウム等が挙げられ、中でもリチウ
ムが好ましい。
Examples of the counter cation in the borate include lithium, sodium, potassium, magnesium, calcium, rubidium, cesium, barium and the like, and lithium is preferable.
ホウ酸塩としては、リチウム塩が好ましく、含ホウ酸リチウム塩も好適に使用すること
ができる。例えばLiBF4、LiBF3CF3、LiBF3C2F5、LiBF3C3
F7、LiBF2(CF3)2、LiBF2(C2F5)2、LiBF2(CF3SO2
)2、LiBF2(C2F5SO2)2等が挙げられる。中でも、LiBF4が初期充放
電効率と高温サイクル特性等を向上させる効果がある点からより好ましい。ホウ酸塩は、
1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
As the borate, a lithium salt is preferable, and a lithium borate-containing lithium salt can also be preferably used. For example, LiBF 4 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiBF 3 C 3
F 7 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 (CF 3 SO 2 )
) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 and the like. Above all, LiBF 4 is more preferable because it has an effect of improving initial charge / discharge efficiency and high temperature cycle characteristics. Borate is
One type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.
ホウ酸塩の量(2種以上の場合は合計量)は、0.05質量%以上であることができ、
好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、更に好ましくは0.3
質量%以上、特に好ましくは0.4質量%以上であり、また、10.0質量%以下である
ことができ、好ましくは5.0質量%以下、より好ましくは3.0質量%以下、更に好ま
しくは2.0質量%以下、特に好ましくは1.0質量%以下である。この範囲内であると
、電池負極の副反応が抑制され抵抗を上昇させにくい。
The amount of borate (total amount in the case of two or more kinds) can be 0.05% by mass or more.
It is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more, and further preferably 0.3.
By mass or more, particularly preferably 0.4% by mass or more, and can be 10.0% by mass or less, preferably 5.0% by mass or less, more preferably 3.0% by mass or less, and further. It is preferably 2.0% by mass or less, and particularly preferably 1.0% by mass or less. Within this range, the side reaction of the battery negative electrode is suppressed and it is difficult to increase the resistance.
上記式(1)で表される化合物とホウ酸塩の質量比は、式(1)で表される化合物:ホ
ウ酸塩が、1:99~99:1が好ましく、10:90~90:10がより好ましく、2
0:80~80:20が特に好ましい。この範囲であると、電池中での正負極上副反応を
抑制し、電池の抵抗を上昇させにくい。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the borate is preferably 1: 99 to 99: 1 for the compound represented by the formula (1): borate, 10: 90 to 90 :. 10 is more preferred, 2
0:80 to 80:20 is particularly preferable. Within this range, side reactions on the positive and negative sides in the battery are suppressed, and it is difficult to increase the resistance of the battery.
また、電解質としてホウ酸塩とLiPF6を用いた場合、非水系電解液中のLiPF6
のモル含有量に対するホウ酸塩のモル含有量の比は、0.001以上12以下が好ましく
、0.01~1.1がより好ましく、0.01~1.0が更に好ましく、0.01~0.
7がより好ましい。この範囲であると、電池中での正負極上副反応を抑制し、電池の充放
電効率が向上する。
When borate and LiPF 6 are used as the electrolyte, LiPF 6 in the non-aqueous electrolyte solution is used.
The ratio of the molar content of borate to the molar content of is preferably 0.001 or more and 12 or less, more preferably 0.01 to 1.1, still more preferably 0.01 to 1.0, and 0.01. ~ 0.
7 is more preferable. Within this range, side reactions on the positive and negative sides in the battery are suppressed, and the charging / discharging efficiency of the battery is improved.
1-3-3.シュウ酸塩
シュウ酸塩は、分子内に少なくとも1つのシュウ酸構造を有する化合物であれば、特に
制限されない。本発明の非水系電解液において、式(1)で表される化合物とシュウ酸塩
とを併用することによって、この電解液を用いた電池において、耐久特性を改善すること
ができる。
1-3-3. Oxalate The oxalate is not particularly limited as long as it is a compound having at least one oxalic acid structure in the molecule. In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, by using the compound represented by the formula (1) in combination with oxalate, the durability characteristics of the battery using this electrolytic solution can be improved.
シュウ酸塩としては、式(9)で表される金属塩が好ましい。この塩は、オキサラト錯
体をアニオンとする塩である。
As the oxalate, a metal salt represented by the formula (9) is preferable. This salt is a salt having an oxalate complex as an anion.
(式中、M1は、周期表における1族、2族及びアルミニウム(Al)からなる群より選
ばれる元素であり、
M2は、遷移金属、周期表の13族、14族及び15族からなる群より選ばれる元素で
あり、
R91は、ハロゲン、炭素数1以上11以下のアルキル基及び炭素数1以上11以下の
ハロゲン置換アルキル基からなる群より選ばれる基であり、
a及びbは正の整数であり、
cは0又は正の整数であり、
dは1~3の整数である。)
M1は、本発明の非水系電解液をリチウム二次電池に用いたときの電池特性の点から、
リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムが好ましく、リチウムが特
に好ましい。
(In the formula, M 1 is an element selected from the group consisting of Group 1 and Group 2 and aluminum (Al) in the periodic table.
M 2 is an element selected from the group consisting of transition metals, groups 13, 14 and 15 of the periodic table.
R 91 is a group selected from the group consisting of halogens, alkyl groups having 1 or more and 11 or less carbon atoms and halogen-substituted alkyl groups having 1 or more and 11 or less carbon atoms.
a and b are positive integers
c is 0 or a positive integer,
d is an integer of 1 to 3. )
M 1 is derived from the viewpoint of battery characteristics when the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used for a lithium secondary battery.
Lithium, sodium, potassium, magnesium and calcium are preferred, with lithium being particularly preferred.
M2は、リチウム二次電池に用いる場合の電気化学的安定性の点で、ホウ素及びリンが
特に好ましい。
Boron and phosphorus are particularly preferable for M 2 in terms of electrochemical stability when used in a lithium secondary battery.
R91としては、フッ素、塩素、メチル基、トリフルオロメチル基、エチル基、ペンタ
フルオロエチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、sec-ブチル基、ter
t-ブチル基等が挙げられ、フッ素、トリフルオロメチル基が好ましい。
Examples of R 91 include fluorine, chlorine, methyl group, trifluoromethyl group, ethyl group, pentafluoroethyl group, propyl group, isopropyl group, butyl group, sec-butyl group and ter.
Examples thereof include t-butyl group, and fluorine and trifluoromethyl group are preferable.
式(9)で表される金属塩としては、以下が挙げられる。
リチウムジフルオロオキサラトボレート及びリチウムビス(オキサラト)ボレート等の
リチウムオキサラトボレート塩類;
リチウムテトラフルオロオキサラトホスフェート、リチウムジフルオロビス(オキサラ
ト)ホスフェート、リチウムトリス(オキサラト)ホスフェート等のリチウムオキサラト
ホスフェート塩類;
これらのうち、リチウムビス(オキサラト)ボレート及びリチウムジフルオロビス(オ
キサラト)ホスフェートが好ましく、リチウムビス(オキサラト)ボレートがより好まし
い。
Examples of the metal salt represented by the formula (9) include the following.
Lithium oxalate borate salts such as lithium difluorooxalate borate and lithium bis (oxalate) borate;
Lithium oxalate phosphate salts such as lithium tetrafluorooxalat phosphate, lithium difluorobis (oxalate) oxalate, lithium tris (oxalate) oxalate;
Of these, lithium bis (oxalate) borate and lithium difluorobis (oxalate) phosphate are preferable, and lithium bis (oxalate) borate is more preferable.
シュウ酸塩は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併
用してもよい。
As the oxalate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
シュウ酸塩の量(2種以上の場合は合計量)は、0.001質量%以上であることがで
き、好ましくは0.01質量%以上、より好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは
0.3質量%以上であり、また、10質量%以下であることができ、好ましくは5質量%
以下、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質
量%以下である。この範囲にあると、出力特性、負荷特性、低温特性、サイクル特性、高
温保存特性等を制御しやすい。
The amount of oxalate (total amount in the case of two or more kinds) can be 0.001% by mass or more, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and particularly preferably. Is 0.3% by mass or more and can be 10% by mass or less, preferably 5% by mass.
Hereinafter, it is more preferably 3% by mass or less, further preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. Within this range, it is easy to control output characteristics, load characteristics, low temperature characteristics, cycle characteristics, high temperature storage characteristics, and the like.
上記式(1)で表される化合物とシュウ酸塩の質量比は、式(1)で表される化合物:
シュウ酸塩が、1:99~99:1が好ましく、10:90~90:10がより好ましく
、20:80~80:20が特に好ましい。この範囲であると、電池の正負極上での副反
応をバランスよく抑制し、電池特性を向上させやすい。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the oxalate is the compound represented by the formula (1):
The oxalate is preferably 1:99 to 99: 1, more preferably 10:90 to 90:10, and particularly preferably 20:80 to 80:20. Within this range, side reactions on the positive and negative sides of the battery can be suppressed in a well-balanced manner, and the battery characteristics can be easily improved.
1-3-4.フルオロスルホン酸塩
フルオロスルホン酸塩としては、分子内に少なくとも1つのフルオロスルホン酸構造を
有している塩であれば、特に制限されない。本発明の非水系電解液において、上記式(1
)で表される化合物とフルオロスルホン酸塩とを併用することにより、この電解液を用い
た電池において、耐久特性を改善することができる。
1-3-4. Fluorosulfuric acid salt The fluorosulfonic acid salt is not particularly limited as long as it is a salt having at least one fluorosulfonic acid structure in the molecule. In the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the above formula (1)
) In combination with the fluorosulfonate, the durability characteristics of the battery using this electrolytic solution can be improved.
フルオロスルホン酸塩におけるカウンターカチオンは、特に制限されず、リチウム、ナ
トリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム、マグネシウム、カルシウム、バリウム及び
、NR131R132R133R134(式中、R131~R134は、各々独立に、水
素原子又は炭素数1以上12以下の有機基である)で表されるアンモニウム等が挙げられ
る。上記アンモニウムのR131~R134で表わされる炭素数1以上12以下の有機基
は特に制限されず、例えば、フッ素原子で置換されていてもよいアルキル基、ハロゲン原
子又はアルキル基で置換されていてもよいシクロアルキル基、ハロゲン原子又はアルキル
基で置換されていてもよいアリール基、置換基を有していてもよい窒素原子含有複素環基
等が挙げられる。中でもR131~R134は、独立して、水素原子、アルキル基、シク
ロアルキル基又は窒素原子含有複素環基等が好ましい。カウンターカチオンとしては、リ
チウム、ナトリウム、カリウムが好ましく、中でもリチウムが好ましい。
The counter cations in the fluorosulfonate are not particularly limited, and lithium, sodium, potassium, rubidium, cesium, magnesium, calcium, barium, and NR 131 R 132 R 133 R 134 (in the formula, R 131 to R 134 are Each of them independently includes a hydrogen atom or an organic group having 1 or more and 12 or less carbon atoms). The organic group represented by R 131 to R 134 of the above ammonium having 1 or more and 12 or less carbon atoms is not particularly limited, and is, for example, substituted with an alkyl group which may be substituted with a fluorine atom, a halogen atom or an alkyl group. Examples thereof include a cycloalkyl group, an aryl group which may be substituted with a halogen atom or an alkyl group, a nitrogen atom-containing heterocyclic group which may have a substituent, and the like. Among them, R 131 to R 134 are independently preferably hydrogen atoms, alkyl groups, cycloalkyl groups, nitrogen atom-containing heterocyclic groups and the like. As the counter cation, lithium, sodium and potassium are preferable, and lithium is particularly preferable.
フルオロスルホン酸塩としては、フルオロスルホン酸リチウム、フルオロスルホン酸ナ
トリウム、フルオロスルホン酸カリウム、フルオロスルホン酸ルビジウム、フルオロスル
ホン酸セシウム等が挙げられ、フルオロスルホン酸リチウムが好ましい。リチウムビス(
フルオロスルホニル)イミド等のフルオロスルホン酸構造を有するイミド塩もフルオロス
ルホン酸塩として使用することができる。
Examples of the fluorosulfonate include lithium fluorosulfonate, sodium fluorosulfonate, potassium fluorosulfonate, rubidium fluorosulfonate, cesium fluorosulfonate, and the like, and lithium fluorosulfonate is preferable. Lithium screw (
An imide salt having a fluorosulfonic acid structure such as fluorosulfonyl) imide can also be used as the fluorosulfonic acid salt.
フルオロスルホン酸塩は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及
び比率で併用してもよい。
As the fluorosulfonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
フルオロスルホン酸塩の含有量(2種以上の場合は合計量)は、0.05質量%以上で
あることができ、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.2質量%以上、更に
好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.4質量%以上であり、また、10質量
%以下であることができ、好ましくは8質量%以下、より好ましくは5質量%以下、更に
好ましくは2質量%以下、特に好ましくは1質量%以下である。この範囲内であると、電
池中での副反応が少なく、抵抗を上昇させにくい。
The content of the fluorosulfonate (total amount in the case of two or more kinds) can be 0.05% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.2% by mass or more. It is more preferably 0.3% by mass or more, particularly preferably 0.4% by mass or more, and can be 10% by mass or less, preferably 8% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and further. It is preferably 2% by mass or less, and particularly preferably 1% by mass or less. Within this range, there are few side reactions in the battery and it is difficult to increase the resistance.
上記式(1)で表される化合物とフルオロスルホン酸塩の質量比は、式(1)で表され
る化合物:フルオロスルホン酸塩が、1:99~99:1が好ましく、10:90~90
:10がより好ましく、20:80~80:20が特に好ましい。この範囲であると、電
池中での副反応を適切に抑制し、高温耐久特性を低下させにくい。
The mass ratio of the compound represented by the above formula (1) to the fluorosulfonate is preferably 1:99 to 99: 1, preferably 1:99 to 99: 1, for the compound represented by the formula (1): fluorosulfonate. 90
: 10 is more preferable, and 20:80 to 80:20 is particularly preferable. Within this range, side reactions in the battery are appropriately suppressed, and the high temperature durability characteristics are unlikely to be deteriorated.
1-4.非水溶媒
本発明における非水溶媒について特に制限はなく、公知の有機溶媒を用いることが可能
である。具体的には、環状カーボネート(ただし、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カ
ーボネートとフッ素含有環状カーボネートを除く。)、鎖状カーボネート、環状及び鎖状
カルボン酸エステル、エーテル系化合物、スルホン系化合物等が挙げられる。
1-4. Non-aqueous solvent The non-aqueous solvent in the present invention is not particularly limited, and known organic solvents can be used. Specifically, cyclic carbonates (excluding cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond and fluorine-containing cyclic carbonates), chain carbonates, cyclic and chain carboxylic acid esters, ether compounds, sulfone compounds, etc. Can be mentioned.
また、本明細書において、非水溶媒の体積は25℃での測定値であるが、エチレンカー
ボネートのように25℃で固体のものは融点での測定値を用いる。
Further, in the present specification, the volume of the non-aqueous solvent is a measured value at 25 ° C., but for a solid substance at 25 ° C. such as ethylene carbonate, the measured value at the melting point is used.
1-4-1.環状カーボネート(ただし、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネ
ートとフッ素含有環状カーボネートを除く。)
環状カーボネートとしては、炭素数2~4のアルキレン基を有する環状カーボネートが
挙げられる。
1-4-1. Cyclic carbonate (excluding cyclic carbonates having a carbon-carbon unsaturated bond and fluorine-containing cyclic carbonates)
Examples of the cyclic carbonate include cyclic carbonate having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms.
炭素数2~4のアルキレン基を有する、環状カーボネートの具体的な例としては、エチ
レンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネートが挙げられる。中で
も、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートがリチウムイオン解離度の向上に由
来する電池特性向上の点から特に好ましい。
環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比
率で併用してもよい。
Specific examples of the cyclic carbonate having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate. Of these, ethylene carbonate and propylene carbonate are particularly preferable from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from the improvement of the degree of lithium ion dissociation.
As the cyclic carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り
任意であるが、1種を単独で用いる場合の配合量は、非水溶媒100体積%中、5体積%
以上、より好ましくは10体積%以上である。この範囲とすることで、非水系電解液の誘
電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、蓄電デバイスの大電流放電特性、負極
に対する安定性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。また、95体積%以下、よ
り好ましくは90体積%以下、更に好ましくは85体積%以下である。この範囲とするこ
とで、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては蓄
電デバイスの負荷特性を良好な範囲としやすくなる。
The blending amount of the cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but the blending amount when one type is used alone is 5% by volume in 100% by volume of the non-aqueous solvent.
As mentioned above, it is more preferably 10% by volume or more. By setting this range, it is easy to avoid the decrease in electrical conductivity due to the decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte solution, and to make the large current discharge characteristics of the power storage device, the stability with respect to the negative electrode, and the cycle characteristics within a good range. .. Further, it is 95% by volume or less, more preferably 90% by volume or less, still more preferably 85% by volume or less. By setting this range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be set to an appropriate range, the decrease in ionic conductivity can be suppressed, and the load characteristics of the power storage device can be easily set to a good range.
1-4-2.鎖状カーボネート
鎖状カーボネートとしては、炭素数3~7の鎖状カーボネートが好ましく、炭素数3~
7のジアルキルカーボネートがより好ましい。
1-4-2. Chain carbonate As the chain carbonate, a chain carbonate having 3 to 7 carbon atoms is preferable, and a chain carbonate having 3 to 7 carbon atoms is preferable.
The dialkyl carbonate of 7 is more preferable.
鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ-n-
プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、n-プロピルイソプロピルカーボ
ネート、エチルメチルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネート、n-ブチルメ
チルカーボネート、イソブチルメチルカーボネート、tert-ブチルメチルカーボネー
ト、エチル-n-プロピルカーボネート、n-ブチルエチルカーボネート、イソブチルエ
チルカーボネート、tert-ブチルエチルカーボネート等が挙げられる。
As the chain carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-
Propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propylisopropylcarbonate, ethylmethylcarbonate, methyl-n-propylcarbonate, n-butylmethylcarbonate, isobutylmethylcarbonate, tert-butylmethylcarbonate, ethyl-n-propylcarbonate, n-butylethyl Examples thereof include carbonate, isobutylethyl carbonate, tert-butylethyl carbonate and the like.
中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ-n-プロピルカーボネー
ト、ジイソプロピルカーボネート、n-プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチ
ルカーボネート、メチル-n-プロピルカーボネートが好ましく、特に好ましくはジメチ
ルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネートである。
Of these, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, di-n-propyl carbonate, diisopropyl carbonate, n-propylisopropyl carbonate, ethylmethyl carbonate and methyl-n-propyl carbonate are preferable, and dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethylmethyl carbonate are particularly preferable. be.
また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類(以下、「フッ素化鎖状カーボネート」
と記載する場合がある)も好適に用いることができる。
In addition, chain carbonates having a fluorine atom (hereinafter, "fluorinated chain carbonate").
May be described as) can also be preferably used.
フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、1以上であれば特に制限されな
いが、通常6以下であり、好ましくは4以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数の
フッ素原子を有する場合、それらは互いに同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素
に結合していてもよい。
The number of fluorine atoms contained in the fluorinated chain carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more, but is usually 6 or less, preferably 4 or less. When the fluorinated chain carbonate has a plurality of fluorine atoms, they may be bonded to the same carbon or to different carbons.
フッ素化鎖状カーボネートとしては、フッ素化ジメチルカーボネート及びその誘導体、
フッ素化エチルメチルカーボネート及びその誘導体、フッ素化ジエチルカーボネート及び
その誘導体等が挙げられる。
Examples of the fluorinated chain carbonate include fluorinated dimethyl carbonate and its derivatives.
Examples thereof include fluorinated ethylmethyl carbonate and its derivatives, fluorinated diethyl carbonate and its derivatives, and the like.
フッ素化ジメチルカーボネート及びその誘導体としては、フルオロメチルメチルカーボ
ネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート
、ビス(フルオロメチル)カーボネート、ビス(ジフルオロ)メチルカーボネート、ビス
(トリフルオロメチル)カーボネート等が挙げられる。
Examples of the fluorinated dimethyl carbonate and its derivatives include fluoromethylmethyl carbonate, difluoromethylmethylcarbonate, trifluoromethylmethylcarbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, bis (difluoro) methylcarbonate, and bis (trifluoromethyl) carbonate. Be done.
フッ素化エチルメチルカーボネート及びその誘導体としては、2-フルオロエチルメチ
ルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、2,2-ジフルオロエチルメチル
カーボネート、2-フルオロエチルフルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチ
ルカーボネート、2,2,2-トリフルオロエチルメチルカーボネート、2,2-ジフル
オロエチルフルオロメチルカーボネート、2-フルオロエチルジフルオロメチルカーボネ
ート、エチルトリフルオロメチルカーボネート等が挙げられる。
Examples of the fluorinated ethylmethyl carbonate and its derivatives include 2-fluoroethylmethyl carbonate, ethylfluoromethylcarbonate, 2,2-difluoroethylmethylcarbonate, 2-fluoroethylfluoromethylcarbonate, ethyldifluoromethylcarbonate, 2,2,2. -Trifluoroethyl methyl carbonate, 2,2-difluoroethylfluoromethyl carbonate, 2-fluoroethyl difluoromethyl carbonate, ethyltrifluoromethyl carbonate and the like can be mentioned.
フッ素化ジエチルカーボネート及びその誘導体としては、エチル-(2-フルオロエチ
ル)カーボネート、エチル-(2,2-ジフルオロエチル)カーボネート、ビス(2-フ
ルオロエチル)カーボネート、エチル-(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネー
ト、2,2-ジフルオロエチル-2’-フルオロエチルカーボネート、ビス(2,2-ジ
フルオロエチル)カーボネート、2,2,2-トリフルオロエチル-2’-フルオロエチ
ルカーボネート、2,2,2-トリフルオロエチル-2’,2’-ジフルオロエチルカー
ボネート、ビス(2,2,2-トリフルオロエチル)カーボネート等が挙げられる。
Examples of the fluorinated diethyl carbonate and its derivatives include ethyl- (2-fluoroethyl) carbonate, ethyl- (2,2-difluoroethyl) carbonate, bis (2-fluoroethyl) carbonate, and ethyl- (2,2,2-). Trifluoroethyl) carbonate, 2,2-difluoroethyl-2'-fluoroethyl carbonate, bis (2,2-difluoroethyl) carbonate, 2,2,2-trifluoroethyl-2'-fluoroethyl carbonate, 2, Examples thereof include 2,2-trifluoroethyl-2', 2'-difluoroethyl carbonate and bis (2,2,2-trifluoroethyl) carbonate.
鎖状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比
率で併用してもよい。鎖状カーボネートの配合量は、非水溶媒100体積%中、好ましく
は5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、更に好ましくは15体積%以上である
。このように下限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン
伝導度の低下を抑制し、ひいては蓄電デバイスの大電流放電特性を良好な範囲としやすく
なる。また、鎖状カーボネートは、非水溶媒100体積%中、90体積%以下、より好ま
しくは85体積%以下であることが好ましい。このように上限を設定することにより、非
水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、蓄電デバイスの大電流
放電特性を良好な範囲としやすくなる。
As the chain carbonate, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio. The blending amount of the chain carbonate is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, still more preferably 15% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the lower limit in this way, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be set in an appropriate range, the decrease in ionic conductivity can be suppressed, and the large current discharge characteristics of the power storage device can be easily set in a good range. The chain carbonate is preferably 90% by volume or less, more preferably 85% by volume or less in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By setting the upper limit in this way, it is easy to avoid a decrease in electrical conductivity due to a decrease in the dielectric constant of the non-aqueous electrolyte solution, and to easily set the large current discharge characteristic of the power storage device within a good range.
1-4-3.環状及び鎖状カルボン酸エステル
環状カルボン酸エステルとしては、炭素数が3~12のものが好ましい。
具体的には、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、ガンマカプロラクトン、
イプシロンカプロラクトン等が挙げられる。中でも、ガンマブチロラクトンがリチウムイ
オン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。
1-4-3. Cyclic and chain carboxylic acid esters The cyclic carboxylic acid esters preferably have 3 to 12 carbon atoms.
Specifically, gamma-butyrolactone, gamma-valerolactone, gamma-caprolactone,
Examples thereof include epsilon caprolactone. Of these, gamma-butyrolactone is particularly preferable from the viewpoint of improving battery characteristics resulting from the improvement in the degree of lithium ion dissociation.
環状カルボン酸エステルは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ
及び比率で併用してもよい。
As the cyclic carboxylic acid ester, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
環状カルボン酸エステルの配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体
積%以上、より好ましくは10体積%以上である。この範囲であれば、非水系電解液の電
気伝導率を改善し、蓄電デバイスの大電流放電特性を向上させやすくなる。また、環状カ
ルボン酸エステルの配合量は、好ましくは50体積%以下、より好ましくは40体積%以
下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし
、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、蓄電デバイスの大電流放電特性
を良好な範囲としやすくなる。
The blending amount of the cyclic carboxylic acid ester is usually preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more in 100% by volume of the non-aqueous solvent. Within this range, the electric conductivity of the non-aqueous electrolyte solution can be improved, and the large current discharge characteristics of the power storage device can be easily improved. The blending amount of the cyclic carboxylic acid ester is preferably 50% by volume or less, more preferably 40% by volume or less. By setting the upper limit in this way, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is set in an appropriate range, the decrease in electrical conductivity is avoided, the increase in negative electrode resistance is suppressed, and the large current discharge characteristics of the power storage device are in a good range. It becomes easy to do.
鎖状カルボン酸エステルとしては、「1-2-7.フッ素非含有カルボン酸エステル」
で示したものが挙げられる。
As the chain carboxylic acid ester, "1-2-7. Fluorine-free carboxylic acid ester"
The one shown in is mentioned.
鎖状カルボン酸エステルを非水溶媒として用いる場合の配合量は、非水溶媒100体積
%中、好ましくは1体積%以上、より好ましくは5体積%以上、更に好ましくは10体積
%以上、更により好ましくは20体積%以上であり、また、50体積%以下で含有させる
ことができ、より好ましくは45体積%以下、更に好ましくは40体積%以下である。
When the chain carboxylic acid ester is used as the non-aqueous solvent, the blending amount is preferably 1% by volume or more, more preferably 5% by volume or more, still more preferably 10% by volume or more, still more, in 100% by volume of the non-aqueous solvent. It is preferably 20% by volume or more, and can be contained in an amount of 50% by volume or less, more preferably 45% by volume or less, still more preferably 40% by volume or less.
鎖状カルボン酸エステルの含有量を前記範囲とすると、非水系電解液の電気伝導率を改
善し、非水系電解液二次電池の入出力特性や充放電レート特性を向上させやすくなる。ま
た、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の入出力特性や充放電レート特性を
良好な範囲としやすくなる。
When the content of the chain carboxylic acid ester is within the above range, the electric conductivity of the non-aqueous electrolyte solution is improved, and the input / output characteristics and the charge / discharge rate characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be easily improved. In addition, the increase in negative electrode resistance is suppressed, and the input / output characteristics and charge / discharge rate characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be easily set in a good range.
尚、鎖状カルボン酸エステルを非水溶媒として用いる場合は、好ましくは環状カーボネ
ートとの併用であり、更に好ましくは環状カーボネートと鎖状カーボネートの併用である
。
When the chain carboxylic acid ester is used as a non-aqueous solvent, it is preferably used in combination with a cyclic carbonate, and more preferably in combination with a cyclic carbonate and a chain carbonate.
例えば、環状カーボネートと鎖状カルボン酸エステルを併用した場合、環状カーボネー
トの含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通
常15体積%以上、好ましくは20体積%、また通常45体積%以下、好ましくは40体
積%以下であり、鎖状カルボン酸エステルの含有量は、通常20体積%以上、好ましくは
30体積%以上、また通常55体積%以下、好ましくは50体積%以下である。
For example, when the cyclic carbonate and the chain carboxylic acid ester are used in combination, the content of the cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 15% by volume or more, preferably 20. The volume is usually 45% by volume or less, preferably 40% by volume or less, and the content of the chain carboxylic acid ester is usually 20% by volume or more, preferably 30% by volume or more, and usually 55% by volume or less, preferably 55% by volume or less. Is 50% by volume or less.
また、環状カーボネートと鎖状カーボネートと鎖状カルボン酸エステルを併用した場合
、環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り
任意であるが、通常15体積%以上、好ましくは20体積%、また通常45体積%以下、
好ましくは40体積%以下であり、鎖状カーボネートの含有量は、通常25体積%以上、
好ましくは30体積%以上、また通常84体積%以下、好ましくは80体積%以下である
。含有量を上記範囲内とすることで、電解質の低温析出温度を低下させながら、非水系電
解液の粘度も低下させてイオン伝導度を向上させ、低温でも更に高い入出力を得ることが
でき、また電池膨れを更に低下させる観点で好ましい。
Further, when the cyclic carbonate, the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester are used in combination, the content of the cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present invention is not significantly impaired, but is usually 15% by volume or more. , Preferably 20% by volume, and usually 45% by volume or less,
It is preferably 40% by volume or less, and the content of the chain carbonate is usually 25% by volume or more.
It is preferably 30% by volume or more, and usually 84% by volume or less, preferably 80% by volume or less. By setting the content within the above range, the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is also lowered to improve the ionic conductivity while lowering the low temperature precipitation temperature of the electrolyte, and even higher input / output can be obtained even at a low temperature. It is also preferable from the viewpoint of further reducing battery swelling.
1-4-4.エーテル系化合物
エーテル系化合物としては、一部の水素がフッ素にて置換されていてもよい炭素数3
~10の鎖状エーテル、及び炭素数3~6の環状エーテルが好ましい。
1-4-4. Ether-based compound As the ether-based compound, a part of hydrogen may be substituted with fluorine and has 3 carbon atoms.
A chain ether of about 10 and a cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms are preferable.
炭素数3~10の鎖状エーテルとしては、
ジエチルエーテル、ジ(2-フルオロエチル)エーテル、ジ(2,2-ジフルオロエ
チル)エーテル、ジ(2,2,2-トリフルオロエチル)エーテル、エチル(2-フルオ
ロエチル)エーテル、エチル(2,2,2-トリフルオロエチル)エーテル、エチル(1
,1,2,2-テトラフルオロエチル)エーテル、(2-フルオロエチル)(2,2,2
-トリフルオロエチル)エーテル、(2-フルオロエチル)(1,1,2,2-テトラフ
ルオロエチル)エーテル、(2,2,2-トリフルオロエチル)(1,1,2,2-テト
ラフルオロエチル)エーテル、エチル-n-プロピルエーテル、エチル(3-フルオロ-
n-プロピル)エーテル、エチル(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル
、エチル(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、エチル(2,2
,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、2-フルオロエチル-n-プ
ロピルエーテル、(2-フルオロエチル)(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(
2-フルオロエチル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2-フ
ルオロエチル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2-フ
ルオロエチル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、2,
2,2-トリフルオロエチル-n-プロピルエーテル、(2,2,2-トリフルオロエチ
ル)(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(2,2,2-トリフルオロエチル)(
3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2,2,2-トリフルオロエチ
ル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2,2,2-トリ
フルオロエチル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、1
,1,2,2-テトラフルオロエチル-n-プロピルエーテル、(1,1,2,2-テト
ラフルオロエチル)(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(1,1,2,2-テト
ラフルオロエチル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(1,1,
2,2-テトラフルオロエチル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エ
ーテル、(1,1,2,2-テトラフルオロエチル)(2,2,3,3,3-ペンタフル
オロ-8n-プロピル)エーテル、ジ-n-プロピルエーテル、(n-プロピル)(3-
フルオロ-n-プロピル)エーテル、(n-プロピル)(3,3,3-トリフルオロ-n
-プロピル)エーテル、(n-プロピル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロ
ピル)エーテル、(n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピ
ル)エーテル、ジ(3-フルオロ-n-プロピル)エーテル、(3-フルオロ-n-プロ
ピル)(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3-フルオロ-n-プ
ロピル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3-フルオロ
-n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)エーテル、ジ
(3,3,3-トリフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3,3,3-トリフルオロ-
n-プロピル)(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(3,3
,3-トリフルオロ-n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロ
ピル)エーテル、ジ(2,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)エーテル、(2
,2,3,3-テトラフルオロ-n-プロピル)(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ
-n-プロピル)エーテル、ジ(2,2,3,3,3-ペンタフルオロ-n-プロピル)
エーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジメトキシメタン、メトキシエトキシメタン、メト
キシ(2-フルオロエトキシ)メタン、メトキシ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)
メタンメトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジエトキシメタン
、エトキシ(2-フルオロエトキシ)メタン、エトキシ(2,2,2-トリフルオロエト
キシ)メタン、エトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(2-
フルオロエトキシ)メタン、(2-フルオロエトキシ)(2,2,2-トリフルオロエト
キシ)メタン、(2-フルオロエトキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)
メタンジ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)メタン、(2,2,2-トリフルオロエ
トキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)メタン、ジ(1,1,2,2-テ
トラフルオロエトキシ)メタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、メトキシ
(2-フルオロエトキシ)エタン、メトキシ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタ
ン、メトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、ジエトキシエタン、
エトキシ(2-フルオロエトキシ)エタン、エトキシ(2,2,2-トリフルオロエトキ
シ)エタン、エトキシ(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(2-フ
ルオロエトキシ)エタン、(2-フルオロエトキシ)(2,2,2-トリフルオロエトキ
シ)エタン、(2-フルオロエトキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エ
タン、ジ(2,2,2-トリフルオロエトキシ)エタン、(2,2,2-トリフルオロエ
トキシ)(1,1,2,2-テトラフルオロエトキシ)エタン、ジ(1,1,2,2-テ
トラフルオロエトキシ)エタン、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレ
ングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げ
られる。
As a chain ether having 3 to 10 carbon atoms,
Diethyl ether, di (2-fluoroethyl) ether, di (2,2-difluoroethyl) ether, di (2,2,2-trifluoroethyl) ether, ethyl (2-fluoroethyl) ether, ethyl (2, 2,2-Trifluoroethyl) ether, ethyl (1
, 1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,2)
-Trifluoroethyl) ether, (2-fluoroethyl) (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (1,1,2,2-tetrafluoro) Ethyl) ether, ethyl-n-propyl ether, ethyl (3-fluoro-
n-propyl) ether, ethyl (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, ethyl (2,2)
, 3,3,3-Pentafluoro-n-propyl) ether, 2-fluoroethyl-n-propyl ether, (2-fluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (
2-Fluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (2-fluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2-fluoroethyl) ) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 2,
2,2-Trifluoroethyl-n-propyl ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (
3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (2,2,2-trifluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (2,2,2) -Trifluoroethyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, 1
, 1,2,2-Tetrafluoroethyl-n-propyl ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (3-fluoro-n-propyl) ether, (1,1,2,2-tetra Fluoroethyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (1,1,1
2,2-Tetrafluoroethyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (1,1,2,2-tetrafluoroethyl) (2,2,3,3,3- Pentafluoro-8n-propyl) ether, di-n-propyl ether, (n-propyl) (3-
Fluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n)
-Propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ) Ether, di (3-fluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (3,3,3-trifluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) ( 2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (3-fluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (3, 3,3-Trifluoro-n-propyl) ether, (3,3,3-trifluoro-
n-propyl) (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, (3,3
, 3-Trifluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (2,2,3,3-tetrafluoro-n-propyl) ether, ( 2
, 2,3,3-Tetrafluoro-n-propyl) (2,2,3,3,3-pentafluoro-n-propyl) ether, di (2,2,3,3,3-pentafluoro-n) -Propyl)
Ether, di-n-butyl ether, dimethoxymethane, methoxyethoxymethane, methoxy (2-fluoroethoxy) methane, methoxy (2,2,2-trifluoroethoxy)
Methanemethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, diethoxymethane, ethoxy (2-fluoroethoxy) methane, ethoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, ethoxy (1,1,1) 2,2-Tetrafluoroethoxy) Methane, Di (2-
Fluoroethoxy) methane, (2-fluoroethoxy) (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy)
Methane Di (2,2,2-trifluoroethoxy) methane, (2,2,2-trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) methane, di (1,1,2,2- Tetrafluoroethoxy) methane, dimethoxyethane, methoxyethoxyethane, methoxy (2-fluoroethoxy) ethane, methoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, methoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) Ethane, diethoxyethane,
Ethoxy (2-fluoroethoxy) ethane, ethoxy (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, ethoxy (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2-fluoroethoxy) ethane, (2) -Fluoroethoxy) (2,2,2-trifluoroethoxy) ethane, (2-fluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (2,2,2-trifluoroethoxy) Ethane, (2,2,2-trifluoroethoxy) (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, di (1,1,2,2-tetrafluoroethoxy) ethane, ethylene glycol di-n- Examples thereof include propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether and diethylene glycol dimethyl ether.
炭素数3~6の環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、2-メチルテトラヒド
ロフラン、3-メチルテトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等、及びこれらのフッ素
化化合物が挙げられる。
Examples of the cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms include tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 3-methyltetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like, and fluorinated compounds thereof.
中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレン
グリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジ
エチレングリコールジメチルエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン
解離性を向上させる点で好ましく、特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与
えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。
Among them, dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, and diethylene glycol dimethyl ether have high solvation ability to lithium ions and improve ionic dissociation. Dimethoxymethane, diethoxymethane, and ethoxymethoxymethane are preferable in terms of points, and particularly preferable because they have low viscosity and give high ionic conductivity.
エーテル系化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び
比率で併用してもよい。
As the ether compound, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.
エーテル系化合物の配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは5体積%以
上、より好ましくは10体積%以上、更に好ましくは15体積%以上、また、好ましくは
70体積%以下、より好ましくは60体積%以下、更に好ましくは50体積%以下である
。この範囲であれば、鎖状エーテルのリチウムイオン解離度の向上と粘度低下に由来する
イオン伝導度の向上効果を確保しやすく、負極活物質が炭素質材料の場合、鎖状エーテル
がリチウムイオンと共に共挿入されて容量が低下するといった事態を回避しやすい。
The blending amount of the ether compound is usually 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, still more preferably 15% by volume or more, and preferably 70% by volume or less in 100% by volume of the non-aqueous solvent. It is more preferably 60% by volume or less, still more preferably 50% by volume or less. Within this range, it is easy to secure the effect of improving the lithium ion dissociation degree of the chain ether and the ionic conductivity due to the decrease in viscosity. When the negative electrode active material is a carbonaceous material, the chain ether is combined with lithium ions. It is easy to avoid the situation where the capacity is reduced due to co-insertion.
1-4-5.スルホン系化合物
スルホン系化合物としては、炭素数3~6の環状スルホン、及び炭素数2~6の鎖状
スルホンが好ましい。1分子中のスルホニル基の数は、1又は2であることが好ましい。
1-4-5. Sulfone-based compound As the sulfone-based compound, a cyclic sulfone having 3 to 6 carbon atoms and a chain sulfone having 2 to 6 carbon atoms are preferable. The number of sulfonyl groups in one molecule is preferably 1 or 2.
炭素数3~6の環状スルホンとしては、モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホ
ン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類;ジスルホン化合物である
トリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類
等が挙げられる。
Examples of the cyclic sulfone having 3 to 6 carbon atoms include monosulfone compounds such as trimethylene sulfone, tetramethylene sulfone, and hexamethylene sulfone; disulfone compounds such as trimethylene disulfone, tetramethylene disulfone, and hexamethylene disulfone. Can be mentioned.
中でも誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホ
ン類、ヘキサメチレンスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラ
メチレンスルホン類(スルホラン類)が特に好ましい。
スルホラン類としては、スルホラン及び/又はスルホラン誘導体(以下、スルホランも
含めて「スルホラン類」と記載する場合がある)が好ましい。スルホラン誘導体としては
、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子の1以上がフッ素原子やアルキ
ル基で置換されたものが好ましい。
Among them, tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones, and hexamethylene disulfones are more preferable, and tetramethylene sulfones (sulfolanes) are particularly preferable, from the viewpoint of dielectric constant and viscosity.
As the sulfolanes, sulfolanes and / or sulfolane derivatives (hereinafter, sulfolanes may also be referred to as "sulfolanes") are preferable. As the sulfolane derivative, one in which one or more of the hydrogen atoms bonded on the carbon atom constituting the sulfolane ring is substituted with a fluorine atom or an alkyl group is preferable.
中でも、2-メチルスルホラン、3-メチルスルホラン、2-フルオロスルホラン、
3-フルオロスルホラン、2,2-ジフルオロスルホラン、2,3-ジフルオロスルホラ
ン、2,4-ジフルオロスルホラン、2,5-ジフルオロスルホラン、3,4-ジフルオ
ロスルホラン、2-フルオロ-3-メチルスルホラン、2-フルオロ-2-メチルスルホ
ラン、3-フルオロ-3-メチルスルホラン、3-フルオロ-2-メチルスルホラン、4
-フルオロ-3-メチルスルホラン、4-フルオロ-2-メチルスルホラン、5-フルオ
ロ-3-メチルスルホラン、5-フルオロ-2-メチルスルホラン、2-フルオロメチル
スルホラン、3-フルオロメチルスルホラン、2-ジフルオロメチルスルホラン、3-ジ
フルオロメチルスルホラン、2-トリフルオロメチルスルホラン、3-トリフルオロメチ
ルスルホラン、2-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)スルホラン、3-フルオロ-
3-(トリフルオロメチル)スルホラン、4-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)ス
ルホラン、5-フルオロ-3-(トリフルオロメチル)スルホラン等が、イオン伝導度が
高く、入出力特性が高い点で好ましい。
Among them, 2-methylsulfolane, 3-methylsulfolane, 2-fluorosulfolane,
3-Fluorosulfolane, 2,2-difluorosulfolane, 2,3-difluorosulfolane, 2,4-difluorosulfolane, 2,5-difluorosulfolane, 3,4-difluorosulfolane, 2-fluoro-3-methylsulfolane, 2 -Fluoro-2-methyl sulfolane, 3-fluoro-3-methyl sulfolane, 3-fluoro-2-methyl sulfolane, 4
-Fluoro-3-methyl sulfolane, 4-fluoro-2-methyl sulfolane, 5-fluoro-3-methyl sulfolane, 5-fluoro-2-methyl sulfolane, 2-fluoromethyl sulfolane, 3-fluoromethyl sulfolane, 2-difluoro Methyl sulfolane, 3-difluoromethyl sulfolane, 2-trifluoromethyl sulfolane, 3-trifluoromethyl sulfolane, 2-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 3-fluoro-
3- (Trifluoromethyl) sulfolane, 4-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, 5-fluoro-3- (trifluoromethyl) sulfolane, etc. have high ionic conductivity and high input / output characteristics. preferable.
また、炭素数2~6の鎖状スルホンとしては、
ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n-プロピルメチル
スルホン、n-プロピルエチルスルホン、ジ-n-プロピルスルホン、イソプロピルメチ
ルスルホン、イソプロピルエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、n-ブチルメチル
スルホン、n-ブチルエチルスルホン、tert-ブチルメチルスルホン、tert-ブ
チルエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスル
ホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフル
オロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチル
メチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン
、エチルトリフルオロメチルスルホン、パーフルオロエチルメチルスルホン、エチルトリ
フルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、ジ(トリフルオロエチ
ル)スルホン、パーフルオロジエチルスルホン、フルオロメチル-n-プロピルスルホン
、ジフルオロメチル-n-プロピルスルホン、トリフルオロメチル-n-プロピルスルホ
ン、フルオロメチルイソプロピルスルホン、ジフルオロメチルイソプロピルスルホン、ト
リフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル-n-プロピルスルホン、
トリフルオロエチルイソプロピルスルホン、ペンタフルオロエチル-n-プロピルスルホ
ン、ペンタフルオロエチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル-n-ブチルスル
ホン、トリフルオロエチル-tert-ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル-n-ブ
チルスルホン、ペンタフルオロエチル-tert-ブチルスルホン等が挙げられる。
Further, as a chain sulfone having 2 to 6 carbon atoms,
Dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, n-propyl ethyl sulfone, di-n-propyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, isopropyl ethyl sulfone, diisopropyl sulfone, n-butyl methyl sulfone, n-butyl ethyl Sulfone, tert-butylmethyl sulfone, tert-butylethyl sulfone, monofluoromethylmethyl sulfone, difluoromethylmethyl sulfone, trifluoromethylmethyl sulfone, monofluoroethylmethyl sulfone, difluoroethylmethyl sulfone, trifluoroethylmethyl sulfone, pentafluoro Ethylmethyl sulfone, ethyl monofluoromethyl sulfone, ethyl difluoromethyl sulfone, ethyl trifluoromethyl sulfone, perfluoroethyl methyl sulfone, ethyl trifluoroethyl sulfone, ethyl pentafluoroethyl sulfone, di (trifluoroethyl) sulfone, perfluorodiethyl Sulfone, Fluoromethyl-n-propyl sulfone, Difluoromethyl-n-propyl sulfone, Trifluoromethyl-n-propyl sulfone, Fluoromethyl isopropyl sulfone, Difluoromethyl isopropyl sulfone, Trifluoromethyl isopropyl sulfone, Trifluoroethyl-n-propyl Sulfone,
Trifluoroethyl isopropyl sulfone, pentafluoroethyl-n-propyl sulfone, pentafluoroethyl isopropyl sulfone, trifluoroethyl-n-butyl sulfone, trifluoroethyl-tert-butyl sulfone, pentafluoroethyl-n-butyl sulfone, pentafluoro Ethyl-tert-butyl sulfone and the like can be mentioned.
中でも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、n-プロピ
ルメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、n-ブチルメチルスルホン、tert
-ブチルメチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチル
スルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジ
フルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエ
チルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスル
ホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチル
ペンタフルオロエチルスルホン、トリフルオロメチル-n-プロピルスルホン、トリフル
オロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル-n-ブチルスルホン、トリフル
オロエチル-tert-ブチルスルホン、トリフルオロメチル-n-ブチルスルホン、ト
リフルオロメチル-tert-ブチルスルホン等はイオン伝導度が高く、入出力特性が高
い点で好ましい。
Among them, dimethyl sulfone, ethyl methyl sulfone, diethyl sulfone, n-propyl methyl sulfone, isopropyl methyl sulfone, n-butyl methyl sulfone, tert
-Butylmethylsulfone, monofluoromethylmethylsulfone, difluoromethylmethylsulfone, trifluoromethylmethylsulfone, monofluoroethylmethylsulfone, difluoroethylmethylsulfone, trifluoroethylmethylsulfone, pentafluoroethylmethylsulfone, ethylmonofluoromethylsulfone , Ethyldifluoromethylsulfone, Ethyltrifluoromethylsulfone, Ethyltrifluoroethylsulfone, Ethylpentafluoroethylsulfone, Trifluoromethyl-n-propylsulfone, Trifluoromethylisopropylsulfone, Trifluoroethyl-n-butylsulfone, Trifluoro Ethyl-tert-butyl sulfone, trifluoromethyl-n-butyl sulfone, trifluoromethyl-tert-butyl sulfone and the like are preferable because they have high ionic conductivity and high input / output characteristics.
スルホン系化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比
率で併用してもよい。
As the sulfone compound, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination in any combination and ratio.
スルホン系化合物の配合量は、通常、非水溶媒100体積%中、好ましくは0.3体積
%以上、より好ましくは1体積%以上、更に好ましくは5体積%以上であり、また、好ま
しくは40体積%以下、より好ましくは35体積%以下、更に好ましくは30体積%以下
である。この範囲であれば、サイクル特性や保存特性等の耐久性の向上効果が得られやす
く、また、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避することがで
き、蓄電デバイスの充放電を高電流密度で行う場合に、充放電容量維持率が低下するとい
った事態を回避しやすい。
The blending amount of the sulfonic compound is usually preferably 0.3% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, still more preferably 5% by volume or more, and preferably 40% by volume in 100% by volume of the non-aqueous solvent. By volume or less, more preferably 35% by volume or less, still more preferably 30% by volume or less. Within this range, it is easy to obtain the effect of improving durability such as cycle characteristics and storage characteristics, and the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution can be set within an appropriate range to avoid a decrease in electrical conductivity. When the device is charged and discharged at a high current density, it is easy to avoid a situation in which the charge / discharge capacity retention rate is lowered.
1-4-6.非水溶媒の組成
本発明の非水溶媒として、上記例示した非水溶媒1種を単独で用いてもよく、2種以上
を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
例えば、非水溶媒の好ましい組合せの1つとして、環状カーボネート(ただし、炭素-
炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネートを除く。)と鎖
状カーボネートを主体とする組合せが挙げられる。
1-4-6. Composition of Non-Aqueous Solvent As the non-aqueous solvent of the present invention, one of the above-exemplified non-aqueous solvents may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio.
For example, one of the preferred combinations of non-aqueous solvents is cyclic carbonate (provided, carbon-.
Cyclic carbonates with carbon unsaturated bonds and fluorine-containing cyclic carbonates are excluded. ) And a combination mainly composed of chain carbonate.
中でも、非水溶媒に占める環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計が、好ましく
は70体積%以上、より好ましくは80体積%以上、更に好ましくは90体積%以上であ
り、かつ環状カーボネートと鎖状カーボネートとの合計に対する環状カーボネートの割合
が好ましくは5体積%以上、より好ましくは10体積%以上、更に好ましくは15体積%
以上であり、また、好ましくは50体積%以下、より好ましくは35体積%以下、更に好
ましくは30体積%以下、特に好ましくは25体積%以下である。
Among them, the total of the cyclic carbonate and the chain carbonate in the non-aqueous solvent is preferably 70% by volume or more, more preferably 80% by volume or more, still more preferably 90% by volume or more, and the cyclic carbonate and the chain carbonate. The ratio of the cyclic carbonate to the total of the above is preferably 5% by volume or more, more preferably 10% by volume or more, still more preferably 15% by volume.
Further, it is preferably 50% by volume or less, more preferably 35% by volume or less, still more preferably 30% by volume or less, and particularly preferably 25% by volume or less.
これらの非水溶媒の組み合わせを用いると、これを用いて作製された電池のサイクル特
性と高温保存特性(特に、高温保存後の残存容量及び高負荷放電容量)のバランスが良く
なることがある。
例えば、環状カーボネートと鎖状カーボネートの好ましい組み合わせとしては、
エチレンカーボネートとジメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカー
ボネート、エチレンカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートと
ジメチルカーボネートとジエチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボ
ネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとエ
チルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとジエチルカー
ボネートとエチルメチルカーボネート等が挙げられる。
When a combination of these non-aqueous solvents is used, the balance between the cycle characteristics and the high temperature storage characteristics (particularly, the residual capacity after high temperature storage and the high load discharge capacity) of the battery produced by using the combination may be improved.
For example, a preferred combination of cyclic carbonate and chain carbonate is
Ethylene carbonate and dimethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and ethylmethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and diethyl carbonate, ethylene carbonate and dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate, ethylene carbonate and diethyl carbonate and ethylmethyl carbonate, ethylene carbonate And dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and the like.
環状カーボネートと鎖状カーボネートとの組み合わせの中で、鎖状カーボネートとして
非対称鎖状アルキルカーボネート類を含有するものが更に好ましく、特に、エチレンカー
ボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートと
ジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネート、エチレンカーボネートとジメチルカ
ーボネートとジエチルカーボネートとエチルメチルカーボネートといったエチレンカーボ
ネートと対称鎖状カーボネート類と非対称鎖状カーボネート類を含有するものが、サイク
ル特性と大電流放電特性のバランスが良いので好ましい。
Among the combinations of the cyclic carbonate and the chain carbonate, those containing asymmetric chain alkyl carbonates as the chain carbonate are more preferable, and in particular, ethylene carbonate, dimethyl carbonate and ethylmethyl carbonate, ethylene carbonate, diethyl carbonate and ethyl. Those containing ethylene carbonate, symmetric chain carbonates and asymmetric chain carbonates such as methyl carbonate, ethylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethylmethyl carbonate are preferable because they have a good balance between cycle characteristics and large current discharge characteristics.
これらの中でも、非対称鎖状カーボネート類がエチルメチルカーボネートであるのが好
ましく、又、鎖状カーボネートのアルキル基は炭素数1~2が好ましい。
Among these, the asymmetric chain carbonates are preferably ethylmethyl carbonates, and the alkyl groups of the chain carbonates are preferably 1 to 2 carbon atoms.
これらのエチレンカーボネートと鎖状カーボネート類との組み合わせに、更にプロピレ
ンカーボネートを加えた組み合わせも、好ましい組み合わせとして挙げられる。
A combination of these ethylene carbonates and chain carbonates to which propylene carbonate is further added is also mentioned as a preferable combination.
プロピレンカーボネートを含有する場合には、エチレンカーボネートとプロピレンカー
ボネートの体積比は、99:1~40:60が好ましく、特に好ましくは95:5~50
:50である。更に、非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの割合は、好ましく
は0.1体積%以上、より好ましくは1体積%以上、更に好ましくは2体積%以上、また
、好ましくは20体積%以下、より好ましくは8体積%以下、更に好ましくは5体積%以
下である。
When propylene carbonate is contained, the volume ratio of ethylene carbonate to propylene carbonate is preferably 99: 1 to 40:60, and particularly preferably 95: 5 to 50.
: 50. Further, the ratio of propylene carbonate to the total non-aqueous solvent is preferably 0.1% by volume or more, more preferably 1% by volume or more, further preferably 2% by volume or more, and preferably 20% by volume or less, more preferably. Is 8% by volume or less, more preferably 5% by volume or less.
この濃度範囲でプロピレンカーボネートを含有すると、エチレンカーボネートと鎖状
カーボネートとの組み合わせの特性を維持したまま、更に低温特性が優れることがあるの
で好ましい。
It is preferable to contain propylene carbonate in this concentration range because the low temperature characteristics may be further excellent while maintaining the characteristics of the combination of ethylene carbonate and chain carbonate.
非水溶媒中にジメチルカーボネートを含有する場合は、全非水溶媒中に占めるジメチル
カーボネートの割合が、好ましくは10体積%以上、より好ましくは20体積%以上、更
に好ましくは25体積%以上、特に好ましくは30体積%以上であり、また、好ましくは
90体積%以下、より好ましくは80体積%以下、更に好ましくは75体積%以下、特に
好ましくは、70体積%以下となる範囲で含有させると、電池の負荷特性が向上すること
がある。
When the dimethyl carbonate is contained in the non-aqueous solvent, the ratio of the dimethyl carbonate in the total non-aqueous solvent is preferably 10% by volume or more, more preferably 20% by volume or more, still more preferably 25% by volume or more, particularly. It is preferably contained in an amount of 30% by volume or more, preferably 90% by volume or less, more preferably 80% by volume or less, still more preferably 75% by volume or less, and particularly preferably 70% by volume or less. The load characteristics of the battery may be improved.
これらの中でも、ジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを含有し、ジメ
チルカーボネートの含有割合をエチルメチルカーボネートの含有割合よりも多くすること
により、電解液の電気伝導度を維持できながら、高温保存後の電池特性が向上することが
あり好ましい。
Among these, by containing dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate and increasing the content of dimethyl carbonate to be higher than the content of ethyl methyl carbonate, the electric conductivity of the electrolytic solution can be maintained, and the battery characteristics after high temperature storage can be maintained. May be improved, which is preferable.
全非水溶媒中に占めるジメチルカーボネートのエチルメチルカーボネートに対する体積
比(ジメチルカーボネート/エチルメチルカーボネート)は、電解液の電気伝導度の向上
と保存後の電池特性を向上させる点で、1.1以上が好ましく、1.5以上がより好まし
く、2.5以上が更に好ましい。上記体積比(ジメチルカーボネート/エチルメチルカー
ボネート)は、低温での電池特性を向上の点で、40以下が好ましく、20以下がより好
ましく、10以下が更に好ましく、8以下が特に好ましい。
The volume ratio of dimethyl carbonate to ethyl methyl carbonate (dimethyl carbonate / ethyl methyl carbonate) in the total non-aqueous solvent is 1.1 or more in terms of improving the electrical conductivity of the electrolytic solution and improving the battery characteristics after storage. Is preferable, 1.5 or more is more preferable, and 2.5 or more is further preferable. The volume ratio (dimethyl carbonate / ethylmethyl carbonate) is preferably 40 or less, more preferably 20 or less, further preferably 10 or less, and particularly preferably 8 or less in terms of improving battery characteristics at low temperatures.
上記環状カーボネート(ただし、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートと
フッ素含有環状カーボネートを除く。)と鎖状カーボネートを主体とする組合せにおいて
は、環状カルボン酸エステル類、鎖状カルボン酸エステル類、環状エーテル類、鎖状エー
テル類、含硫黄有機溶媒、含燐有機溶媒、芳香族含フッ素溶媒等、他の溶媒を混合しても
よい。
In the combination mainly composed of the above cyclic carbonate (excluding the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and the fluorine-containing cyclic carbonate) and the chain carbonate, the cyclic carboxylic acid esters and the chain carboxylic acid esters, Other solvents such as cyclic ethers, chain ethers, sulfur-containing organic solvents, phosphorus-containing organic solvents, and aromatic fluorine-containing solvents may be mixed.
1-5.助剤
本発明の非水系電解液電池において、上記化合物以外に、目的に応じて適宜助剤を用
いてもよい。助剤としては、以下に示されるその他の助剤等が挙げられる。
1-5. Auxiliary agent In the non-aqueous electrolyte battery of the present invention, an auxiliary agent may be appropriately used depending on the purpose in addition to the above compounds. Examples of the auxiliary agent include other auxiliary agents shown below.
1-5-1.その他の助剤
本発明の非水系電解液には、公知のその他の助剤を用いることができる。その他の助
剤としては、エリスリタンカーボネート、スピロ-ビス-ジメチレンカーボネート、メト
キシエチル-メチルカーボネート等のカーボネート化合物;無水コハク酸、無水グルタル
酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、無水ジグ
リコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無
水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物;3,9-ジビニル-2,4,8
,10-テトラオキサスピロ[5.5]ウンデカン等のスピロ化合物;N,N-ジメチル
メタンスルホンアミド、N,N-ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物;亜リ
ン酸トリメチル、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、リン酸トリメチル、リン
酸トリエチル、リン酸トリフェニル、ジメチルホスフィン酸メチル、ジエチルホスフィン
酸エチル、トリメチルホスフィンオキシド、トリエチルホスフィンオキシド等の含燐化合
物;1-メチル-2-ピロリジノン、1-メチル-2-ピペリドン、3-メチル-2-オ
キサゾリジノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン及びN-メチルスクシンイミ
ド等の含窒素化合物;ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水
素化合物;2-プロピニル 2-(ジエトキシホスホリル)アセテート、1-メチル-2
-プロピニル 2-(ジエトキシホスホリル)アセテート、1,1-ジメチル-2-プロ
ピニル 2-(ジエトキシホスホリル)アセテート、ペンタフルオロフェニルメタンスル
ホネート、ペンタフルオロフェニルトリフルオロメタンスルホネート、酢酸ペンタフルオ
ロフェニル、トリフルオロ酢酸ペンタフルオロフェニル、メチルペンタフルオロフェニル
カーボネート、2-(メタンスルホニルオキシ)プロピオン酸2-プロピニル、2-(メ
タンスルホニルオキシ)プロピオン酸2-メチル、2-(メタンスルホニルオキシ)プロ
ピオン酸2-エチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2-プロピニル、メタンスルホニルオ
キシ酢酸2-メチル、メタンスルホニルオキシ酢酸2-エチル、リチウム エチル メチ
ルオキシカルボニルホスホネート、リチウム エチル エチルオキシカルボニルホスホネ
ート、リチウム エチル 2-プロピニルオキシカルボニルホスホネート、リチウム エ
チル 1-メチル-2-プロピニルオキシカルボニルホスホネート、リチウム エチル
1,1-ジメチル-2-プロピニルオキシカルボニルホスホネート、リチウム メチル
スルフェート、リチウム エチル スルフェート、リチウム 2-プロピニル スルフェ
ート、リチウム 1-メチル-2-プロピニル スルフェート、リチウム 1,1-ジメ
チル-2-プロピニル スルフェート、リチウム 2,2,2-トリフルオロエチル ス
ルフェート、メチル トリメチルシリル スルフェート、エチル トリメチルシリル ス
ルフェート、2-プロピニル トリメチルシリル スルフェート、ジリチウム エチレン
ジスルフェート、2-ブチン-1,4-ジイル ジメタンスルホネート、2-ブチン-
1,4-ジイル ジエタンスルホネート、2-ブチン-1,4-ジイル ジホルメート、
2-ブチン-1,4-ジイル ジアセテート、2-ブチン-1,4-ジイル ジプロピオ
ネート、4-ヘキサジイン-1,6-ジイル ジメタンスルホネート、2-プロピニル
メタンスルホネート、1-メチル-2-プロピニル メタンスルホネート、1,1-ジメ
チル-2-プロピニル メタンスルホネート、2-プロピニル エタンスルホネート、2
-プロピニル ビニルスルホネート、メチル 2-プロピニル カーボネート、エチル
2-プロピニル カーボネート、ビス(2-プロピニル) カーボネート、メチル 2-
プロピニル オギザレート、エチル 2-プロピニル オギザレート、ビス(2-プロピ
ニル)オギザレート、2-プロピニル アセテート、2-プロピニル ホルメート、2-
プロピニル メタクリレート、ジ(2-プロピニル) グルタレート、2,2-ジオキシ
ド-1,2-オキサチオラン-4-イル アセテート、2,2-ジオキシド-1,2-オ
キサチオラン-4-イル プロピオネート、5-メチル-1,2-オキサチオラン-4-
オン 2,2-ジオキシド、5、5-ジメチル-1,2-オキサチオラン-4-オン 2
,2-ジオキシド、2-イソシアナトエチル アクリレート、2-イソシアナトエチル
メタクリレート、2-イソシアナトエチル クロトネート、2-(2-イソシアナトエト
キシ)エチル アクリレート、2-(2-イソシアナトエトキシ)エチル メタクリレー
ト、2-(2-イソシアナトエトキシ)エチル クロトネート、2-アリル無水こはく酸
、2-(1-ペンテン-3-イル)無水こはく酸、2-(1-ヘキセン-3-イル)無水
こはく酸、2-(1-ヘプテン-3-イル)無水こはく酸、2-(1-オクテン-3-イ
ル)無水こはく酸、2-(1-ノネン-3-イル)無水こはく酸、2-(3-ブテン-2
-イル)無水こはく酸、2-(2-メチルアリル)無水こはく酸、2-(3-メチル-3
-ブテン-2-イル)無水こはく酸等が挙げられる。これらは1種を単独で用いても、2
種以上を併用してもよい。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特
性やサイクル特性を向上させることができる。
1-5-1. Other Auxiliary Agents Other known auxiliary agents can be used for the non-aqueous electrolyte solution of the present invention. Other auxiliaries include carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate; succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, anhydrous. Caroxyanhydrides such as itaconic acid, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic acid anhydride, cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride and phenylsuccinic anhydride; 3,9-divinyl-2,4,8
, 10-Tetraoxaspiro [5.5] Spiro compounds such as undecane; Sulfur-containing compounds such as N, N-dimethylmethanesulfonate, N, N-diethylmethanesulfonamide; Triethyl phosphite, Triethyl phosphite, Phosphorus-containing compounds such as triphenyl phosphite, trimethyl phosphate, triethyl phosphate, triphenyl phosphate, methyl dimethylphosphinate, ethyl diethylphosphinate, trimethylphosphin oxide, triethylphosphinoxide; 1-methyl-2-pyrrolidinone, Nitrogen-containing compounds such as 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone and N-methylsuccinimide; Hydrocarbon compounds; 2-propynyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate, 1-methyl-2
-Propinyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate, 1,1-dimethyl-2-propynyl 2- (diethoxyphosphoryl) acetate, pentafluorophenylmethanesulfonate, pentafluorophenyltrifluoromethanesulfonate, pentafluorophenylacetate, trifluoroacetic acid Pentafluorophenyl, methylpentafluorophenyl carbonate, 2-propynyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, 2-methyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, 2-ethyl 2- (methanesulfonyloxy) propionate, methane 2-Propinyl sulfonyloxyacetic acid, 2-methyl methanesulfonyloxyacetic acid, 2-ethyl methanesulfonyloxyacetic acid, 2-ethyl methanesulfonyloxyacetic acid, 2-ethylmethyloxycarbonylphosphonate, lithium ethyl ethyloxycarbonylphosphonate, 2-propynyloxycarbonylphosphonate, lithium ethyl 2-propynyloxycarbonylphosphonate, 1-lithium ethyl Methyl-2-propynyloxycarbonylphosphonate, lithium ethyl
1,1-dimethyl-2-propynyloxycarbonylphosphonate, lithium methyl
Sulfate, Lithium Ethyl Sulfate, Lithium 2-Propinyl Sulfate, Lithium 1-Methyl-2-Propinyl Sulfate, Lithium 1,1-dimethyl-2-Propinyl Sulfate, Lithium 2,2,2-Trifluoroethyl Sulfate, Methyltrimethylsilyl Sulfate, Ethyl Trimethylsilyl Sulfate, 2-Propinyl Trimethylsilyl Sulfate, Dilithium Ethylene Disulfate, 2-Butin-1,4-Diyl Dimethanesulfonate, 2-Butin-
1,4-diyldiethanesulfonate, 2-butyne-1,4-diyldiformate,
2-Butin-1,4-diyl diacetate, 2-butyne-1,4-diyl dipropionate, 4-hexadiyne-1,6-diyl dimethanesulfonate, 2-propynyl
Methane sulfonate, 1-methyl-2-propynyl methane sulfonate, 1,1-dimethyl-2-propynyl methane sulfonate, 2-propynyl ethane sulfonate, 2
-Propinyl vinyl sulfonate, methyl 2-propynyl carbonate, ethyl
2-Propinyl Carbonate, Bis (2-Propinyl) Carbonate, Methyl 2-
Propinyl Ogizalate, Ethyl 2-Propinyl Ogizarate, Bis (2-Propinyl) Ogizarate, 2-Propinyl Acetate, 2-Propinyl Formate, 2-
Propinyl methacrylate, di (2-propynyl) glutarate, 2,2-dioxide-1,2-oxathiolan-4-yl acetate, 2,2-dioxide-1,2-oxathiolan-4-yl propionate, 5-methyl-1 , 2-Oxatiolan-4-
On 2,2-dioxide, 5,5-dimethyl-1,2-oxathiolan-4-one 2
, 2-Dioxide, 2-Isocyanatoethyl Acrylate, 2-Isocyanatoethyl
Methacrylate, 2-isocyanatoethyl crotonate, 2- (2-isocyanatoethoxy) ethyl acrylate, 2- (2-isocyanatoethoxy) ethyl methacrylate, 2- (2-isocyanatoethoxy) ethyl crotonate, 2-allyl anhydrous amber Acid, 2- (1-pentene-3-yl) anhydrous succinic acid, 2- (1-hexene-3-yl) sulphate anhydrous, 2- (1-heptene-3-yl) sulphate anhydrous, 2- ( 1-octene-3-yl) anhydrous succinic acid, 2- (1-nonene-3-yl) anhydrous succinic acid, 2- (3-butene-2)
-Il) anhydrous succinic acid, 2- (2-methylallyl) anhydrous succinic acid, 2- (3-methyl-3)
-Butene-2-yl) Anhydrous succinic acid and the like can be mentioned. Even if one of these is used alone, 2
Seeds or more may be used together. By adding these auxiliaries, the capacity retention characteristics and cycle characteristics after high temperature storage can be improved.
その他の助剤の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任
意である。その他の助剤は、非水系電解液100質量%中、好ましくは、0.01質量%
以上であり、また、5質量%以下である。この範囲であれば、その他助剤の効果が十分に
発現させやすく、高負荷放電特性等の電池の特性が低下するといった事態も回避しやすい
。その他の助剤の配合量は、より好ましくは0.1質量%以上、更に好ましくは0.2質
量%以上であり、また、より好ましくは3質量%以下、更に好ましくは1質量%以下であ
る。
The blending amount of the other auxiliaries is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. The other auxiliary agent is preferably 0.01% by mass in 100% by mass of the non-aqueous electrolyte solution.
It is the above, and it is 5% by mass or less. Within this range, the effects of other auxiliaries are likely to be sufficiently exhibited, and it is easy to avoid situations such as deterioration of battery characteristics such as high load discharge characteristics. The blending amount of the other auxiliary agent is more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.2% by mass or more, still more preferably 3% by mass or less, still more preferably 1% by mass or less. ..
2.非水系電解液を用いた蓄電デバイス
本発明の非水系電解液を用いた蓄電デバイスは、正極と、負極と、電解質として非水溶
媒に式(1)で表される化合物と、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフ
ッ素含有環状カーボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物が溶解されて
いる非水系電解液とを備えることを特徴とする。
2. 2. Energy storage device using a non-aqueous electrolyte solution The electricity storage device using the non-aqueous electrolyte solution of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, a compound represented by the formula (1) as an electrolyte in a non-aqueous solvent, and carbon-carbon non-carbon. It is characterized by comprising a non-aqueous electrolyte solution in which at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a saturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate is dissolved.
本発明の非水系電解液を用いた蓄電デバイスは、リチウム電池、多価カチオン電池、金
属空気二次電池、上記以外のs-ブロック金属を用いた二次電池、リチウムイオンキャパ
シタ、電気二重層キャパシタが好ましく、リチウム電池とリチウムイオンキャパシタがよ
り好ましく、リチウム電池が更に好ましい。
The power storage device using the non-aqueous electrolyte solution of the present invention includes a lithium battery, a polyvalent cation battery, a metal air secondary battery, a secondary battery using an s-block metal other than the above, a lithium ion capacitor, and an electric double layer capacitor. Is preferable, a lithium battery and a lithium ion capacitor are more preferable, and a lithium battery is further preferable.
尚、これらの蓄電デバイスに用いられる非水系電解液は、高分子やフィラー等で疑似的
に固体化された、所謂ゲル電解質であることも好ましい。また、本発明のリチウム塩は固
体電解質の電解質塩としても使用することができる。
It is also preferable that the non-aqueous electrolyte solution used in these power storage devices is a so-called gel electrolyte that is pseudo-solidified with a polymer, a filler, or the like. The lithium salt of the present invention can also be used as an electrolyte salt of a solid electrolyte.
2-1.リチウム電池
本発明の非水系電解液を用いたリチウム電池は、集電体及び該集電体上に設けられた正
極活物質層を有する正極と、集電体及び該集電体上に設けられた負極活物質層を有しかつ
イオンを吸蔵及び放出し得る負極と、上述した本発明の非水系電解液とを備えるものであ
る。尚、本発明におけるリチウム電池とは、リチウム一次電池とリチウム二次電池の総称
である。
2-1. Lithium battery The lithium battery using the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is provided on the current collector and the positive electrode having a positive electrode active material layer provided on the current collector, and on the current collector and the current collector. It comprises a negative electrode having a negative electrode active material layer and capable of storing and releasing ions, and the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution of the present invention. The lithium battery in the present invention is a general term for a lithium primary battery and a lithium secondary battery.
<2-1-1.電池構成>
本発明のリチウム電池は、上述した本発明の非水系電解液以外の構成については、従来
公知のリチウム電池と同様である。通常は、本発明の非水系電解液が含浸されている多孔
膜(セパレータ)を介して正極と負極とが積層され、これらがケース(外装体)に収納さ
れた形態を有する。従って、本発明のリチウム電池の形状は特に制限されるものではなく
、円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等の何れであってもよい。
<2-1-1. Battery configuration>
The lithium battery of the present invention has the same configuration as the conventionally known lithium battery except for the above-mentioned non-aqueous electrolyte solution of the present invention. Usually, the positive electrode and the negative electrode are laminated via a porous membrane (separator) impregnated with the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, and these have a form of being housed in a case (exterior body). Therefore, the shape of the lithium battery of the present invention is not particularly limited, and may be any of a cylindrical type, a square type, a laminated type, a coin type, a large size, and the like.
2-1-2.非水系電解液
非水系電解液としては、上述の本発明の非水系電解液を用いる。なお、本発明の趣旨を
逸脱しない範囲において、本発明の非水系電解液に対し、その他の非水系電解液を配合し
て用いることも可能である。
2-1-2. Non-aqueous electrolytic solution As the non-aqueous electrolytic solution, the above-mentioned non-aqueous electrolytic solution of the present invention is used. It is also possible to mix and use other non-aqueous electrolytic solutions with the non-aqueous electrolytic solution of the present invention as long as the gist of the present invention is not deviated.
2-1-3.負極
負極は、集電体上に負極活物質層を有するものであり、負極活物質層は負極活物質を含
有する。以下、負極活物質について述べる。
2-1-3. Negative electrode The negative electrode has a negative electrode active material layer on the current collector, and the negative electrode active material layer contains a negative electrode active material. Hereinafter, the negative electrode active material will be described.
負極活物質は電気化学的に金属イオンを放出可能なものであれば、特に制限はない。リ
チウム一次電池に用いられる負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを放出可
能なものであれば特に制限はない。その具体例としては金属リチウムが挙げられる。リチ
ウム二次電池に用いられる負極活物質としては、電気化学的に金属イオン(例えば、リチ
ウムイオン)を吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。リチウムイオンを放出
可能な負極活物質の具体例としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸
化物材料等が挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組
み合わせて併用してもよい。
The negative electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically release metal ions. The negative electrode active material used in the lithium primary cell is not particularly limited as long as it can electrochemically release lithium ions. A specific example thereof is metallic lithium. The negative electrode active material used in the lithium secondary battery is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release metal ions (for example, lithium ions). Specific examples of the negative electrode active material capable of releasing lithium ions include carbonaceous materials, alloy-based materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
<負極活物質>
負極活物質としては、炭素質材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料等が
挙げられる。
<Negative electrode active material>
Examples of the negative electrode active material include carbonaceous materials, alloy-based materials, lithium-containing metal composite oxide materials and the like.
負極活物質として用いられる炭素質材料としては、
(1)天然黒鉛、
(2)人造炭素質物質及び人造黒鉛質物質を400~3200℃の範囲で1回以上熱処
理した炭素質材料、
(3)負極活物質層が少なくとも2種以上の異なる結晶性を有する炭素質からなり、かつ
/又はその異なる結晶性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料、
(4)負極活物質層が少なくとも2種以上の異なる配向性を有する炭素質からなり、かつ
/又はその異なる配向性の炭素質が接する界面を有している炭素質材料、
から選ばれるものが、初期不可逆容量、高電流密度充放電特性のバランスがよく好ましい
。また、(1)~(4)の炭素質材料は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の
組み合わせ及び比率で併用してもよい。
As a carbonaceous material used as a negative electrode active material,
(1) Natural graphite,
(2) A carbonaceous material obtained by heat-treating an artificial carbonaceous substance and an artificial graphite substance at least once in the range of 400 to 3200 ° C.
(3) A carbonaceous material in which the negative electrode active material layer is composed of at least two or more kinds of carbonaceous substances having different crystallinity and / or has an interface in which the carbonaceous substances having different crystalline properties are in contact with each other.
(4) A carbonaceous material in which the negative electrode active material layer is composed of at least two or more kinds of carbonaceous substances having different orientations and / or has an interface in which the carbonaceous substances having different orientations are in contact with each other.
The one selected from the above is preferable because it has a good balance between the initial irreversible capacity and the high current density charge / discharge characteristics. Further, as the carbonaceous materials (1) to (4), one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in any combination and ratio.
上記(2)の人造炭素質物質及び人造黒鉛質物質としては、天然黒鉛、石炭系コークス
、石油系コークス、石炭系ピッチ、石油系ピッチ及びこれらピッチを酸化処理したもの、
ニードルコークス、ピッチコークス及びこれらを一部黒鉛化した炭素材、ファーネスブラ
ック、アセチレンブラック、ピッチ系炭素繊維等の有機物の熱分解物、炭化可能な有機物
及びこれらの炭化物、又は炭化可能な有機物をベンゼン、トルエン、キシレン、キノリン
、n-へキサン等の低分子有機溶媒に溶解させた溶液及びこれらの炭化物等が挙げられる
。
The artificial carbonaceous material and the artificial graphite material in (2) above include natural graphite, coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch, petroleum-based pitch, and those obtained by oxidizing these pitches.
Pyrolysis of organic substances such as needle coke, pitch coke and partially graphitized carbon material, furnace black, acetylene black, and pitch carbon fiber, carbonizable organic substances and their carbonized substances, or carbonizable organic substances are benzene. , A solution dissolved in a low molecular weight organic solvent such as toluene, xylene, quinoline, n-hexane, and carbonized products thereof.
負極活物質として用いられる合金系材料としては、リチウムを吸蔵・放出可能であれば
、リチウム単体、リチウム合金を形成する単体金属及び合金、又はそれらの酸化物、炭化
物、窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の化合物のいずれであってもよく、特
に制限されない。リチウム合金を形成する単体金属及び合金としては、13族及び14族
の金属・半金属元素(即ち炭素を除く)を含む材料であることが好ましく、より好ましく
はアルミニウム、ケイ素及びスズ(以下、「特定金属元素」と略記する場合がある)の単
体金属及びこれら原子を含む合金又は化合物である。これらは、1種を単独で用いてもよ
く、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
As alloy-based materials used as negative electrode active materials, if lithium can be occluded and released, lithium alone, single metals and alloys forming lithium alloys, or their oxides, carbides, nitrides, silicides, and sulfides. It may be either a substance or a compound such as a phospho compound, and is not particularly limited. The single metal and alloy forming the lithium alloy are preferably materials containing group 13 and group 14 metal / semi-metal elements (that is, excluding carbon), and more preferably aluminum, silicon and tin (hereinafter, "". It is a single metal (which may be abbreviated as "specific metal element") and an alloy or compound containing these atoms. These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
特定金属元素から選ばれる少なくとも1種の原子を有する負極活物質としては、いずれ
か1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素からなる合金、1種又は2種
以上の特定金属元素とその他の1種又は2種以上の金属元素とからなる合金、ならびに、
1種又は2種以上の特定金属元素を含有する化合物、及びその化合物の酸化物、炭化物、
窒化物、ケイ化物、硫化物若しくはリン化物等の複合化合物が挙げられる。負極活物質と
してこれらの金属単体、合金又は金属化合物を用いることで、電池の高容量化が可能であ
る。
As the negative electrode active material having at least one kind of atom selected from the specific metal element, one kind or two or more kinds of specific metal elements of any one kind of specific metal element, an alloy consisting of two or more kinds of specific metal elements are specified. Alloys consisting of metal elements and one or more other metal elements, as well as
Compounds containing one or more specific metal elements, and oxides and carbides of the compounds,
Examples include composite compounds such as nitrides, silicides, sulfides or phosphides. By using these metal simple substances, alloys or metal compounds as the negative electrode active material, it is possible to increase the capacity of the battery.
また、これらの複合化合物が、金属単体、合金又は非金属元素等の数種の元素と複雑に
結合した化合物も挙げられる。具体的には、例えばケイ素やスズでは、これらの元素と負
極として動作しない金属との合金を用いることができる。例えば、スズの場合、スズとケ
イ素以外で負極として作用する金属と、更に負極として動作しない金属と、非金属元素と
の組み合わせで5~6種の元素を含むような複雑な化合物も用いることができる。
In addition, a compound in which these composite compounds are complicatedly bonded to several kinds of elements such as elemental metals, alloys or non-metal elements can also be mentioned. Specifically, for example, in silicon and tin, an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used. For example, in the case of tin, it is possible to use a complex compound containing 5 to 6 kinds of elements in combination with a metal that acts as a negative electrode other than tin and silicon, a metal that does not act as a negative electrode, and a non-metal element. can.
これらの負極活物質の中でも、電池にしたときに単位質量当りの容量が大きいことから
、いずれか1種の特定金属元素の金属単体、2種以上の特定金属元素の合金、特定金属元
素の酸化物、炭化物、窒化物等が好ましく、特に、ケイ素及び/又はスズの金属単体、合
金、酸化物や炭化物、窒化物等が、単位質量当りの容量及び環境負荷の観点から好ましい
。
Among these negative electrode active materials, since the capacity per unit mass is large when made into a battery, a single metal of any one specific metal element, an alloy of two or more specific metal elements, and oxidation of a specific metal element. Materials, carbides, nitrides and the like are preferable, and silicon and / or tin metal alone, alloys, oxides and carbides, nitrides and the like are particularly preferable from the viewpoint of capacity per unit mass and environmental load.
負極活物質として用いられるリチウム含有金属複合酸化物材料としては、リチウムを吸
蔵・放出可能であれば、特に制限されないが、高電流密度充放電特性の点からチタン及び
リチウムを含有する材料が好ましく、より好ましくはチタンを含むリチウム含有複合金属
酸化物材料が好ましく、更にリチウムとチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複
合酸化物」と略記する場合がある)である。即ちスピネル構造を有するリチウムチタン複
合酸化物を、蓄電デバイス用負極活物質に含有させて用いると、出力抵抗が大きく低減す
るので特に好ましい。
The lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can store and release lithium, but a material containing titanium and lithium is preferable from the viewpoint of high current density charge / discharge characteristics. A lithium-containing composite metal oxide material containing titanium is more preferable, and a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter, may be abbreviated as "lithium titanium composite oxide"). That is, it is particularly preferable to use a lithium-titanium composite oxide having a spinel structure in a negative electrode active material for a power storage device because the output resistance is greatly reduced.
また、リチウムチタン複合酸化物のリチウムやチタンが、他の金属元素、例えば、Na
、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より
選ばれる少なくとも1種の元素で置換されているものも好ましい。
上記金属酸化物が、式(A)で表されるリチウムチタン複合酸化物であり、式(A)中
、0.7≦x≦1.5、1.5≦y≦2.3、0≦z≦1.6であることが、リチウムイ
オンのドープ・脱ドープの際の構造が安定であることから好ましい。
In addition, lithium and titanium of the lithium-titanium composite oxide are other metal elements such as Na.
, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn and Nb are preferably substituted with at least one element selected from the group.
The metal oxide is a lithium-titanium composite oxide represented by the formula (A), and in the formula (A), 0.7 ≦ x ≦ 1.5, 1.5 ≦ y ≦ 2.3, 0 ≦ It is preferable that z ≦ 1.6 because the structure at the time of doping / dedoping of lithium ions is stable.
LixTiyMzO4 (A)
[式(A)中、Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Z
n及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表わす。]
Li x Ty M z O 4 (A)
[In the formula (A), M is Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Z.
Represents at least one element selected from the group consisting of n and Nb. ]
上記の式(A)で表される組成の中でも、
(a)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(b)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(c)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
Among the compositions represented by the above formula (A),
(A) 1.2 ≦ x ≦ 1.4, 1.5 ≦ y ≦ 1.7, z = 0
(B) 0.9 ≦ x ≦ 1.1, 1.9 ≦ y ≦ 2.1, z = 0
(C) 0.7 ≦ x ≦ 0.9, 2.1 ≦ y ≦ 2.3, z = 0
This structure is particularly preferable because it has a good balance of battery performance.
上記化合物の特に好ましい代表的な組成は、(a)ではLi4/3Ti5/3O4、(
b)ではLi1Ti2O4、(c)ではLi4/5Ti11/5O4である。また、Z≠
0の構造については、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3O4が好ましいものとし
て挙げられる。
A particularly preferable representative composition of the above compound is Li 4/3 Ti 5/3 O 4 in (a), (
In b), it is Li 1 Ti 2 O 4 , and in (c), it is Li 4/5 Ti 11/5 O 4 . Also, Z ≠
As for the structure of 0, for example, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferable.
<炭素質材料の物性>
負極活物質として炭素質材料を用いる場合、以下の物性を有するものであることが望ま
しい。
<Physical characteristics of carbonaceous materials>
When a carbonaceous material is used as the negative electrode active material, it is desirable that the material has the following physical properties.
(X線パラメータ)
炭素質材料の学振法によるX線回折で求めた格子面(002面)のd値(層間距離)が
、0.335nm以上であることが好ましく、また、通常0.360nm以下であり、0
.350nm以下が好ましく、0.345nm以下が更に好ましい。また、学振法による
X線回折で求めた炭素質材料の結晶子サイズ(Lc)は、1.0nm以上であることが好
ましく、中でも1.5nm以上であることが更に好ましい。
(X-ray parameter)
The d value (interlayer distance) of the lattice planes (002 planes) obtained by X-ray diffraction of carbonaceous materials is preferably 0.335 nm or more, and usually 0.360 nm or less, which is 0.
.. It is preferably 350 nm or less, and more preferably 0.345 nm or less. The crystallite size (Lc) of the carbonaceous material determined by X-ray diffraction by the Gakushin method is preferably 1.0 nm or more, and more preferably 1.5 nm or more.
(体積基準平均粒径)
炭素質材料の質量基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均
粒径(メジアン径)であり、通常1μm以上であり、3μm以上が好ましく、5μm以上
が更に好ましく、7μm以上が特に好ましく、また、通常100μm以下であり、50μ
m以下が好ましく、40μm以下がより好ましく、30μm以下が更に好ましく、25μ
m以下が特に好ましい。
(Volume-based average particle size)
The mass-based average particle size of the carbonaceous material is a volume-based average particle size (median diameter) obtained by a laser diffraction / scattering method, and is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and further preferably 7 μm. The above is particularly preferable, and is usually 100 μm or less, 50 μm or less.
It is preferably m or less, more preferably 40 μm or less, further preferably 30 μm or less, and 25 μm or less.
M or less is particularly preferable.
体積基準平均粒径が上記範囲を下回ると、不可逆容量が増大して、初期の電池容量の損
失を招くことになる場合がある。また、上記範囲を上回ると、塗布により電極を作製する
際に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。
体積基準平均粒径の測定は、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタン
モノラウレートの0.2質量%水溶液(約10mL)に炭素粉末を分散させて、レーザー
回折・散乱式粒度分布計(堀場製作所社製LA-700)を用いて行なう。
If the volume-based average particle size is below the above range, the irreversible capacity may increase, resulting in a loss of initial battery capacity. On the other hand, if it exceeds the above range, a non-uniform coating surface tends to be formed when the electrode is produced by coating, which may not be desirable in the battery manufacturing process.
To measure the volume-based average particle size, laser diffraction / scattering particle size distribution is performed by dispersing carbon powder in a 0.2 mass% aqueous solution (about 10 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate, which is a surfactant. This is performed using a total (LA-700 manufactured by HORIBA, Ltd.).
(ラマンR値、ラマン半値幅)
炭素質材料のラマンR値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定
した値であり、通常0.01以上であり、0.03以上が好ましく、0.1以上が更に好
ましく、また、通常1.5以下であり、1.2以下が好ましく、1以下が更に好ましく、
0.5以下が特に好ましい。
(Raman R value, Raman half width)
The Raman R value of the carbonaceous material is a value measured by the argon ion laser Raman spectral method, and is usually 0.01 or more, preferably 0.03 or more, more preferably 0.1 or more, and usually. It is 1.5 or less, preferably 1.2 or less, and more preferably 1 or less.
0.5 or less is particularly preferable.
また、炭素質材料の1580cm-1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常
10cm-1以上であり、15cm-1以上が好ましく、また、通常100cm-1以下
であり、80cm-1以下が好ましく、60cm-1以下が更に好ましく、40cm-1
以下が特に好ましい。
The full width at half maximum of Raman around 1580 cm -1 of carbonaceous material is not particularly limited, but is usually 10 cm -1 or more, preferably 15 cm -1 or more, and usually 100 cm -1 or less, 80 cm -1 or less. It is preferably 60 cm -1 or less, more preferably 40 cm -1 or less.
The following are particularly preferred.
ラマンR値及びラマン半値幅は、炭素質材料表面の結晶性を示す指標であるが、炭素質
材料は、化学的安定性の観点から適度な結晶性が有し、かつ充放電によってLiが入り込
む層間のサイトを消失しない、即ち充電受入性が低下しない程度の結晶性であることが好
ましい。なお、集電体に塗布した後のプレスによって負極を高密度化する場合には、電極
板と平行方向に結晶が配向しやすくなるため、それを考慮することが好ましい。ラマンR
値又はラマン半値幅が上記範囲であると、負極表面に好適な被膜を形成して保存特性やサ
イクル特性、負荷特性を向上させることができるとともに、非水系電解液との反応に伴う
効率の低下やガス発生を抑制することができる。
The Raman R value and the Raman half price range are indicators of the crystallinity of the surface of the carbonaceous material, but the carbonaceous material has appropriate crystallinity from the viewpoint of chemical stability, and Li enters by charging and discharging. It is preferable that the crystallinity is such that the site between the layers is not lost, that is, the charge acceptability is not deteriorated. When the negative electrode is densified by pressing after being applied to the current collector, it is preferable to take this into consideration because the crystals tend to be oriented in the direction parallel to the electrode plate. Raman R
When the value or the full width at half maximum of Raman is in the above range, a suitable film can be formed on the surface of the negative electrode to improve the storage characteristics, cycle characteristics, and load characteristics, and the efficiency is lowered due to the reaction with the non-aqueous electrolyte solution. And gas generation can be suppressed.
ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器(日本分光社製ラマン分光器)を用いて、試
料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザ
ー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得
られるラマンスペクトルについて、1580cm-1付近のピークPAの強度IAと、1
360cm-1付近のピークPBの強度IBとを測定し、その強度比R(R=IB/IA
)を算出する。
The Raman spectrum is measured using a Raman spectroscope (Raman spectroscope manufactured by Nippon Spectroscopy Co., Ltd.), in which the sample is naturally dropped into the measurement cell and filled, and the surface of the sample in the cell is irradiated with an argon ion laser beam. This is done by rotating the cell in a plane perpendicular to the laser beam. Regarding the obtained Raman spectrum, the intensity IA of the peak PA near 1580 cm -1 and 1
The intensity IB of the peak PB near 360 cm -1 was measured, and the intensity ratio R (R = IB / IA) was measured.
) Is calculated.
また、上記のラマン測定条件は、次のとおりである。
・アルゴンイオンレーザー波長 :514.5nm
・試料上のレーザーパワー :15~25mW
・分解能 :10~20cm-1
・測定範囲 :1100cm-1~1730cm-1
・ラマンR値、ラマン半値幅解析:バックグラウンド処理
・スムージング処理 :単純平均、コンボリューション5ポイント
The Raman measurement conditions described above are as follows.
-Argon ion laser wavelength: 514.5 nm
-Laser power on the sample: 15-25mW
・ Resolution: 10 to 20 cm -1
-Measurement range: 1100 cm -1 to 1730 cm -1
・ Raman R value, Raman half width analysis: Background processing ・ Smoothing processing: Simple average, convolution 5 points
(BET比表面積)
炭素質材料のBET比表面積は、BET法を用いて測定した比表面積の値であり、通常
0.1m2・g-1以上であり、0.7m2・g-1以上が好ましく、1.0m2・g-
1以上が更に好ましく、1.5m2・g-1以上が特に好ましく、また、通常100m2
・g-1以下であり、25m2・g-1以下が好ましく、15m2・g-1以下が更に好
ましく、10m2・g-1以下が特に好ましい。BET比表面積の値が上記範囲であると
、電極表面へのリチウムの析出を抑制することができる一方、非水系電解液との反応によ
るガス発生を抑制することができる。
(BET specific surface area)
The BET specific surface area of the carbonaceous material is a value of the specific surface area measured by the BET method, and is usually 0.1 m 2 · g -1 or more, preferably 0.7 m 2 · g -1 or more. 0m 2・ g -
1 or more is more preferable, 1.5 m 2 · g -1 or more is particularly preferable, and usually 100 m 2 or more.
It is g -1 or less, preferably 25 m 2 · g -1 or less, more preferably 15 m 2 · g -1 or less, and particularly preferably 10 m 2 · g -1 or less. When the value of the BET specific surface area is in the above range, the precipitation of lithium on the electrode surface can be suppressed, while the gas generation due to the reaction with the non-aqueous electrolyte solution can be suppressed.
BET法による比表面積の測定は、表面積計(大倉理研製全自動表面積測定装置)を用
いて、試料に対して窒素流通下350℃で15分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対
する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調製した窒素ヘリウム混合ガスを用い
て、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって行なう。
To measure the specific surface area by the BET method, a surface area meter (fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken) is used to pre-dry the sample at 350 ° C for 15 minutes under nitrogen flow, and then nitrogen to atmospheric pressure is measured. Using a nitrogen-helium mixed gas accurately prepared so that the relative pressure value is 0.3, the nitrogen adsorption BET 1-point method by the gas flow method is performed.
(円形度)
炭素質材料の球形の程度として円形度を測定した場合、以下の範囲に収まることが好ま
しい。なお、円形度は、「円形度=(粒子投影形状と同じ面積を持つ相当円の周囲長)/
(粒子投影形状の実際の周囲長)」で定義され、円形度が1のときに理論的真球となる。
炭素質材料の粒径が3~40μmの範囲にある粒子の円形度は1に近いほど望ましく、ま
た、0.1以上が好ましく、中でも0.5以上が好ましく、0.8以上がより好ましく、
0.85以上が更に好ましく、0.9以上が特に好ましい。高電流密度充放電特性は、円
形度が大きいほど、充填性が向上し、粒子間の抵抗を抑えることができるため、高電流密
度充放電特性は向上する。従って、円形度が上記範囲のように高いほど好ましい。
(Circularity)
When the circularity is measured as the degree of sphere of the carbonaceous material, it is preferably within the following range. The circularity is "circularity = (perimeter of a corresponding circle having the same area as the projected particle shape) /
(Actual perimeter of the projected particle shape) ”, and when the circularity is 1, it becomes a theoretical true sphere.
The circularity of the particles in the carbonaceous material having a particle size in the range of 3 to 40 μm is preferably as close as 1, preferably 0.1 or more, particularly preferably 0.5 or more, and more preferably 0.8 or more.
0.85 or more is more preferable, and 0.9 or more is particularly preferable. As for the high current density charge / discharge characteristics, the larger the circularity, the better the filling property and the resistance between the particles can be suppressed, so that the high current density charge / discharge characteristics are improved. Therefore, it is preferable that the circularity is as high as the above range.
円形度の測定は、フロー式粒子像分析装置(シスメックス社製FPIA)を用いて行う
。試料約0.2gを、界面活性剤であるポリオキシエチレン(20)ソルビタンモノラウ
レートの0.2質量%水溶液(約50mL)に分散させ、28kHzの超音波を出力60
Wで1分間照射した後、検出範囲を0.6~400μmに指定し、粒径が3~40μmの
範囲の粒子について測定する。
The circularity is measured using a flow type particle image analyzer (FPIA manufactured by Sysmex Corporation). About 0.2 g of the sample is dispersed in a 0.2 mass% aqueous solution (about 50 mL) of polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate as a surfactant, and an ultrasonic wave of 28 kHz is output 60.
After irradiation with W for 1 minute, the detection range is specified to 0.6 to 400 μm, and particles having a particle size in the range of 3 to 40 μm are measured.
円形度を向上させる方法は、特に制限されないが、球形化処理を施して球形にしたもの
が、電極体にしたときの粒子間空隙の形状が整うので好ましい。球形化処理の例としては
、せん断力、圧縮力を与えることによって機械的に球形に近づける方法、複数の微粒子を
バインダーもしくは、粒子自身の有する付着力によって造粒する機械的・物理的処理方法
等が挙げられる。
The method for improving the circularity is not particularly limited, but a spherical shape is preferable because the shape of the interparticle voids when the electrode body is formed is adjusted. Examples of the spheroidizing treatment include a method of mechanically approaching a spherical shape by applying a shearing force and a compressive force, and a mechanical / physical treatment method of granulating a plurality of fine particles by a binder or the adhesive force of the particles themselves. Can be mentioned.
(タップ密度)
炭素質材料のタップ密度は、通常0.1g・cm-3以上であり、0.5g・cm-3
以上が好ましく、0.7g・cm-3以上が更に好ましく、1g・cm-3以上が特に好
ましく、また、2g・cm-3以下が好ましく、1.8g・cm-3以下が更に好ましく
、1.6g・cm-3以下が特に好ましい。タップ密度が上記範囲であると、電池容量を
確保することができるとともに、粒子間の抵抗の増大を抑制することができる。
(Tap density)
The tap density of carbonaceous materials is usually 0.1 g · cm -3 or higher, and 0.5 g · cm -3 .
The above is preferable, 0.7 g · cm -3 or more is more preferable, 1 g · cm -3 or more is particularly preferable, 2 g · cm -3 or less is preferable, and 1.8 g · cm -3 or less is further preferable. 6.6 g · cm -3 or less is particularly preferable. When the tap density is in the above range, the battery capacity can be secured and the increase in resistance between particles can be suppressed.
タップ密度の測定は、目開き300μmの篩を通過させて、20cm3のタッピングセ
ルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器(例えば、セ
イシン企業社製タップデンサー)を用いて、ストローク長10mmのタッピングを100
0回行なって、その時の質量と試料の質量からタップ密度を算出する。
To measure the tap density, pass through a sieve with a mesh opening of 300 μm, drop the sample into a tapping cell of 20 cm 3 to fill the sample up to the upper end surface of the cell, and then use a powder density measuring instrument (for example, manufactured by Seishin Enterprise Co., Ltd.). Using a tap densor), tapping with a stroke length of 10 mm is 100.
Perform 0 times, and calculate the tap density from the mass at that time and the mass of the sample.
(配向比)
炭素質材料の配向比は、通常0.005以上であり、0.01以上が好ましく、0.0
15以上が更に好ましく、また、通常0.67以下である。配向比が、上記範囲であると
、優れた高密度充放電特性を確保することができる。なお、上記範囲の上限は、炭素質材
料の配向比の理論上限値である。
(Orientation ratio)
The orientation ratio of the carbonaceous material is usually 0.005 or more, preferably 0.01 or more, preferably 0.0.
It is more preferably 15 or more, and usually 0.67 or less. When the orientation ratio is in the above range, excellent high-density charge / discharge characteristics can be ensured. The upper limit of the above range is the theoretical upper limit of the orientation ratio of the carbonaceous material.
配向比は、試料を加圧成型してからX線回折により測定する。試料0.47gを直径1
7mmの成型機に充填し58.8MN・m-2で圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測
定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてX線回折を測定する。得られた炭
素の(110)回折と(004)回折のピーク強度から、(110)回折ピーク強度/(
004)回折ピーク強度で表わされる比を算出する。
The orientation ratio is measured by X-ray diffraction after pressure molding the sample. 0.47 g of sample with a diameter of 1
The molded body obtained by filling in a 7 mm molding machine and compressing with 58.8 MN · m -2 is set using clay so as to be flush with the surface of the sample holder for measurement, and X-ray diffraction is measured. .. From the peak intensities of (110) diffraction and (004) diffraction of the obtained carbon, (110) diffraction peak intensity / (
004) Calculate the ratio expressed by the diffraction peak intensity.
X線回折測定条件は次のとおりである。なお、「2θ」は回折角を示す。
・ターゲット:Cu(Kα線)グラファイトモノクロメーター
・スリット :
発散スリット=0.5度
受光スリット=0.15mm
散乱スリット=0.5度
・測定範囲及びステップ角度/計測時間:
(110)面:75度≦2θ≦80度 1度/60秒
(004)面:52度≦2θ≦57度 1度/60秒
The X-ray diffraction measurement conditions are as follows. In addition, "2θ" indicates a diffraction angle.
・ Target: Cu (Kα ray) Graphite monochromator ・ Slit:
Divergence slit = 0.5 degrees Light receiving slit = 0.15 mm
Scattering slit = 0.5 degrees ・ Measurement range and step angle / measurement time:
(110) Surface: 75 degrees ≤ 2θ ≤ 80 degrees 1 degree / 60 seconds (004) Surface: 52 degrees ≤ 2θ ≤ 57 degrees 1 degree / 60 seconds
(アスペクト比(粉))
炭素質材料のアスペクト比は、通常1以上、また、通常10以下であり、8以下が好ま
しく、5以下が更に好ましい。上記範囲であると、極板化時のスジ引きを抑制し、更に均
一な塗布が可能となるため、優れた高電流密度充放電特性を確保することができる。なお
、上記範囲の下限は、炭素質材料のアスペクト比の理論下限値である。
(Aspect ratio (powder))
The aspect ratio of the carbonaceous material is usually 1 or more, usually 10 or less, preferably 8 or less, and even more preferably 5 or less. Within the above range, streaks are suppressed during electrode plate formation, and more uniform coating is possible, so that excellent high current density charge / discharge characteristics can be ensured. The lower limit of the above range is the theoretical lower limit of the aspect ratio of the carbonaceous material.
アスペクト比の測定は、炭素質材料の粒子を走査型電子顕微鏡で拡大観察して行う。厚
さ50μm以下の金属の端面に固定した任意の50個の黒鉛粒子を選択し、それぞれにつ
いて試料が固定されているステージを回転、傾斜させて、3次元的に観察した時の炭素質
材料粒子の最長となる径Aと、それと直交する最短となる径Bを測定し、A/Bの平均値
を求める。
The aspect ratio is measured by magnifying and observing particles of a carbonaceous material with a scanning electron microscope. Arbitrary 50 graphite particles fixed to the end face of a metal having a thickness of 50 μm or less are selected, and the stage on which the sample is fixed is rotated and tilted for each of them, and the carbonaceous material particles are observed three-dimensionally. The longest diameter A and the shortest diameter B orthogonal to the diameter A are measured, and the average value of A / B is obtained.
<負極の構成と作製法>
電極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いるこ
とができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材
、充填材等を加えてスラリーとし、これを集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることに
よって形成することができる。
<Construction and manufacturing method of negative electrode>
Any known method can be used for producing the electrode as long as the effect of the present invention is not significantly impaired. For example, a binder, a solvent, and if necessary, a thickener, a conductive material, a filler, etc. are added to a negative electrode active material to form a slurry, which is applied to a current collector, dried, and then pressed to form a slurry. Can be done.
また、合金系材料を用いる場合には、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、
上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法も用いられる。
When an alloy-based material is used, a method such as a thin-film deposition method, a sputtering method, or a plating method may be used.
A method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing the above-mentioned negative electrode active material is also used.
(集電体)
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負
極の集電体としては、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等
の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
(Current collector)
As the current collector for holding the negative electrode active material, a known one can be arbitrarily used. Examples of the current collector of the negative electrode include metal materials such as aluminum, copper, nickel, stainless steel, and nickel-plated steel, but copper is particularly preferable from the viewpoint of ease of processing and cost.
また、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属
コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げら
れる。中でも、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、更に好ましくは圧延法
による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることがで
きる。
When the collector is made of a metal, the shape of the current collector may be, for example, a metal foil, a metal column, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, a foamed metal, or the like. Among them, a metal thin film is preferable, a copper foil is more preferable, and a rolled copper foil by a rolling method and an electrolytic copper foil by an electrolytic method are more preferable, both of which can be used as a current collector.
集電体の厚さは、電池容量の確保、取扱い性の観点から、通常1μm以上、好ましくは
5μm以上であり、通常100μm以下、好ましくは50μm以下である。
The thickness of the current collector is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and usually 100 μm or less, preferably 50 μm or less, from the viewpoint of securing battery capacity and handleability.
(集電体と負極活物質層との厚さの比)
集電体と負極活物質層の厚さの比は特に制限されないが、「(非水系電解液注液直前の
片面の負極活物質層厚さ)/(集電体の厚さ)」の値が、150以下が好ましく、20以
下が更に好ましく、10以下が特に好ましく、また、0.1以上が好ましく、0.4以上
が更に好ましく、1以上が特に好ましい。集電体と負極活物質層の厚さの比が、上記範囲
であると、電池容量を確保することができるとともに、高電流密度充放電時における集電
体の発熱を抑制することができる。
(Ratio of thickness between current collector and negative electrode active material layer)
The ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer is not particularly limited, but the value of "(thickness of the negative electrode active material layer on one side immediately before the injection of the non-aqueous electrolyte solution) / (thickness of the current collector)". However, 150 or less is preferable, 20 or less is further preferable, 10 or less is particularly preferable, 0.1 or more is further preferable, 0.4 or more is further preferable, and 1 or more is particularly preferable. When the ratio of the thickness of the current collector to the negative electrode active material layer is within the above range, the battery capacity can be secured and the heat generation of the current collector during high current density charging / discharging can be suppressed.
(結着剤)
負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に
対して安定な材料であれば、特に制限されない。
具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ
メチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、ポリイミド、セルロース、ニトロセルロース
等の樹脂系高分子;SBR(スチレンブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴ
ム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレン
ゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素
添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン
・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又
はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック-1,2-ポ
リブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α-オレ
フィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチ
レン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体
等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有す
る高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組
み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Binder)
The binder for binding the negative electrode active material is not particularly limited as long as it is a non-aqueous electrolyte solution or a material that is stable to the solvent used in the production of the electrode.
Specific examples include resin-based polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate, aromatic polyamide, polyimide, cellulose, and nitrocellulose; SBR (styrene butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, and NBR. (Acrylonitrile-butadiene rubber), rubber-like polymers such as ethylene / propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogen additive thereof; EPDM (ethylene / propylene / diene ternary copolymer), styrene / ethylene -Polyplastic elastomeric polymers such as butadiene-styrene copolymer, styrene-isoprene-styrene block copolymer or hydrogenated products thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene and vinyl acetate Soft resinous polymers such as polymers and propylene / α-olefin copolymers; Fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, fluorinated polyvinylidene fluoride, and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers; Examples thereof include a polymer composition having ionic conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions). These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
負極活物質に対するバインダーの割合は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%
以上が更に好ましく、0.6質量%以上が特に好ましく、また、20質量%以下が好まし
く、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましく、8質量%以下が特
に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が、上記範囲であると、電池容量と負
極電極の強度を十分に確保することができる。
The ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass.
The above is further preferable, 0.6% by mass or more is particularly preferable, 20% by mass or less is preferable, 15% by mass or less is more preferable, 10% by mass or less is further preferable, and 8% by mass or less is particularly preferable. When the ratio of the binder to the negative electrode active material is within the above range, the battery capacity and the strength of the negative electrode can be sufficiently secured.
特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に
対するバインダーの割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく
、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好
ましく、2質量%以下が更に好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素
系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する割合は、通常1質量%以上で
あり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、通常15質量%以
下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下が更に好ましい。
In particular, when a rubbery polymer typified by SBR is contained in the main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and is 0. It is more preferably 6.6% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and further preferably 2% by mass or less. When a fluoropolymer represented by polyvinylidene fluoride is contained in the main component, the ratio to the negative electrode active material is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, and further 3% by mass or more. It is preferable, and usually it is 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and further preferably 8% by mass or less.
(スラリー形成溶媒)
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、ならびに必要に応
じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種
類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
水系溶媒としては、水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒としてはN-メチルピロ
リドン(NMP)、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン
、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N-ジ
メチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジ
エチルエーテル、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キ
シレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。
特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤等を含有させ、SBR等のラテック
スを用いてスラリー化することが好ましい。なお、これらの溶媒は、1種を単独で用いて
も、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Slurry forming solvent)
The solvent for forming the slurry is particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener and the conductive material used as needed. Instead, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.
Examples of the aqueous solvent include water and alcohol, and examples of the organic solvent include N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide, methylethylketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N, N-. Examples thereof include dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, hexamethylphosphalamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, hexane and the like.
In particular, when an aqueous solvent is used, it is preferable to contain a dispersant or the like together with the thickener and to make a slurry using a latex such as SBR. As these solvents, one type may be used alone, or two or more types may be used in any combination and ratio.
(増粘剤)
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に
制限されないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロ
キシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン
酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いて
も、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Thickener)
Thickeners are typically used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples thereof include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio.
更に増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常0.1質量%
以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通
常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下が更に好ましい。負極活
物質に対する増粘剤の割合が、上記範囲であると、電池容量の低下や抵抗の増大を抑制で
きるとともに、良好な塗布性を確保することができる。
When a thickener is further used, the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass.
As described above, 0.5% by mass or more is preferable, 0.6% by mass or more is further preferable, and usually 5% by mass or less, 3% by mass or less is preferable, and 2% by mass or less is further preferable. When the ratio of the thickener to the negative electrode active material is within the above range, it is possible to suppress a decrease in battery capacity and an increase in resistance, and it is possible to secure good coatability.
(電極密度)
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している
負極活物質の密度は、1g・cm-3以上が好ましく、1.2g・cm-3以上が更に好
ましく、1.3g・cm-3以上が特に好ましく、また、2.2g・cm-3以下が好ま
しく、2.1g・cm-3以下がより好ましく、2.0g・cm-3以下が更に好ましく
、1.9g・cm-3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が
、上記範囲であると、負極活物質粒子の破壊を防止して、初期不可逆容量の増加や、集電
体/負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化
を抑制することができる一方、電池容量の低下や抵抗の増大を抑制することができる。
(Electrode density)
The electrode structure when the negative electrode active material is converted into an electrode is not particularly limited, but the density of the negative electrode active material existing on the current collector is preferably 1 g · cm -3 or more, and 1.2 g · cm -3 or more. Is more preferable, 1.3 g · cm -3 or more is particularly preferable, 2.2 g · cm -3 or less is preferable, 2.1 g · cm -3 or less is more preferable, and 2.0 g · cm -3 or less is more preferable. More preferably, 1.9 g · cm -3 or less is particularly preferable. When the density of the negative electrode active material existing on the current collector is within the above range, the destruction of the negative electrode active material particles is prevented, the initial irreversible capacity is increased, and the vicinity of the current collector / negative electrode active material interface is reached. While it is possible to suppress the deterioration of high current density charge / discharge characteristics due to the decrease in permeability of the non-aqueous electrolyte solution, it is possible to suppress the decrease in battery capacity and the increase in resistance.
(負極板の厚さ)
負極板の厚さは用いられる正極板に合わせて設計されるものであり、特に制限されない
が、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは通常15μm以上、好ましくは20μ
m以上、より好ましくは30μm以上、また、通常300μm以下、好ましくは280μ
m以下、より好ましくは250μm以下が望ましい。
(Thickness of negative electrode plate)
The thickness of the negative electrode plate is designed according to the positive electrode plate to be used, and is not particularly limited, but the thickness of the mixture layer after subtracting the metal leaf thickness of the core material is usually 15 μm or more, preferably 20 μm or more.
m or more, more preferably 30 μm or more, and usually 300 μm or less, preferably 280 μm
It is preferably m or less, more preferably 250 μm or less.
(負極板の表面被覆)
また、上記負極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい
。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム
、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の
酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシ
ウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム
等の炭酸塩等が挙げられる。
(Surface coating of negative electrode plate)
Further, a substance having a composition different from that attached to the surface of the negative electrode plate may be used. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide and other oxides, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate and calcium sulfate. , Sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate and the like.
2-1-4.正極
正極は、集電体上に正極活物質層を有するものであり、正極活物質層は正極活物質を含
有する。以下、正極活物質について述べる。
2-1-4. Positive electrode The positive electrode has a positive electrode active material layer on the current collector, and the positive electrode active material layer contains a positive electrode active material. Hereinafter, the positive electrode active material will be described.
<正極活物質>
(組成)
正極活物質は電気化学的に金属イオンを吸蔵可能なものであれば、特に制限はない。リ
チウム一次電池に用いられる正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵可
能なものであれば特に制限はない。その具体例としてはフッ化黒鉛、二酸化マンガン、塩
化チオニル、二硫化鉄、酸化銅が挙げられる。
<Positive electrode active material>
(composition)
The positive electrode active material is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude metal ions. The positive electrode active material used in the lithium primary battery is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude lithium ions. Specific examples thereof include graphite fluoride, manganese dioxide, thionyl chloride, iron disulfide, and copper oxide.
リチウム二次電池に用いられる正極活物質としては、電気化学的に金属イオン(例えば
、リチウムイオン)を吸蔵・放出可能なものであれば特に制限されないが、例えば、リチ
ウムと少なくとも1種の遷移金属を含有する物質が好ましい。具体例としては、リチウム
遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。これらは1種を
単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。
The positive electrode active material used in the lithium secondary battery is not particularly limited as long as it can electrochemically occlude and release metal ions (for example, lithium ions), but for example, lithium and at least one kind of transition metal. A substance containing the above is preferable. Specific examples include a lithium transition metal composite oxide and a lithium-containing transition metal phosphoric acid compound. These may be used alone or in combination of two or more.
リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、
Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO2等のリチウム・コバルト複合酸
化物、LiNiO2等のリチウム・ニッケル複合酸化物、LiMnO2、LiMn2O4
、Li2MnO4等のリチウム・マンガン複合酸化物、LiNi1/3Mn1/3Co1
/3O2、LiNi0.5Mn0.3Co0.2O2等のリチウム・ニッケル・マンガン
・コバルト複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子
の一部をNa、K、B、F、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、C
u、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の元素で置換したもの
等が挙げられる。置換されたものとしては、LiNi0.5Mn0.5O2、LiNi0
.85Co0.10Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2
、LiNi0.45Co0.10Al0.45O2、LiMn1.8Al0.2O4、L
iMn1.5Ni0.5O4等が挙げられる。
The transition metals of the lithium transition metal composite oxide include V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co,
Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples thereof include a lithium-cobalt composite oxide such as LiCoO 2 , a lithium-nickel composite oxide such as LiNiO 2 , LiMnO 2 , and LiMn 2 O 4 .
, Li 2 MnO 4 and other lithium-manganese composite oxides, LiNi 1/3 Mn 1/3 Co 1
Lithium-nickel-manganese-cobalt composite oxides such as / 3 O 2 , LiNi 0.5 Mn 0.3 Co 0.2 O 2 , and some of the transition metal atoms that are the main constituents of these lithium transition metal composite oxides. Na, K, B, F, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, C
Examples thereof include those substituted with other elements such as u, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn and W. Substituted ones are LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 and LiNi 0 .
.. 85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2
, LiNi 0.45 Co 0.10 Al 0.45 O 2 , LiMn 1.8 Al 0.2 O 4 , L
IMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like can be mentioned.
リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe
、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiFePO4、Li3Fe2(P
O4)3、LiFeP2O7等のリン酸鉄類、LiCoPO4等のリン酸コバルト類、こ
れらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V
、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等
の他の元素で置換したもの等が挙げられる。
Transition Metals of Lithium-Containing Transition Metals The transition metals of phosphoric acid compounds include V, Ti, Cr, Mn, and Fe.
, Co, Ni, Cu and the like are preferable, and specific examples thereof include LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (P).
O 4 ) 3 , iron phosphates such as LiFeP 2 O 7 , cobalt phosphates such as LiCoPO 4 , and some of the transition metal atoms that are the main constituents of these lithium transition metal phosphate compounds are Al, Ti, V.
, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Nb, Si and the like substituted with other elements.
また、正極活物質にリン酸リチウムを含ませると、連続充電特性が向上するので好まし
い。リン酸リチウムの使用に制限はないが、上記の正極活物質とリン酸リチウムを混合し
て用いることが好ましい。使用するリン酸リチウムの量は上記正極活物質とリン酸リチウ
ムの合計に対し、下限が、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは0.3質量%以
上、更に好ましくは0.5質量%以上であり、上限が、好ましくは10質量%以下、より
好ましくは8質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。
Further, it is preferable to include lithium phosphate in the positive electrode active material because the continuous charging characteristics are improved. Although the use of lithium phosphate is not limited, it is preferable to use a mixture of the above-mentioned positive electrode active material and lithium phosphate. The lower limit of the amount of lithium phosphate used is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, still more preferably 0.5% by mass, based on the total of the positive electrode active material and lithium phosphate. % Or more, and the upper limit is preferably 10% by mass or less, more preferably 8% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less.
(表面被覆)
また、上記正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いても
よい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニ
ウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス
等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カ
ルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシ
ウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
(Surface coating)
Further, a substance having a composition different from that attached to the surface of the positive electrode active material may be used. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide and other oxides, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate and calcium sulfate. , Sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, carbon and the like.
これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加、
乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加
後、加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等に
より該正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭
素質を、例えば、活性炭等の形で後から機械的に付着させる方法も用いることもできる。
These surface-adhering substances are, for example, dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material.
The method includes a method of drying, a method of dissolving or suspending a surface-adhering substance precursor in a solvent, impregnating and adding to the positive electrode active material, and then reacting by heating or the like, a method of adding to the positive electrode active material precursor and simultaneously firing. It can be attached to the surface of the positive electrode active material. In addition, when carbon is attached, a method of mechanically attaching carbonaceous material later in the form of activated carbon or the like can also be used.
表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して質量で、下限として好ましくは0.
1ppm以上、より好ましくは1ppm以上、更に好ましくは10ppm以上、上限とし
て、好ましくは20%以下、より好ましくは10%以下、更に好ましくは5%以下で用い
られる。表面付着物質により、正極活物質表面での電解液の酸化反応を抑制することがで
き、電池寿命を向上させることができるが、その付着量が少なすぎる場合その効果は十分
に発現せず、多すぎる場合には、リチウムイオンの出入りを阻害するため抵抗が増加する
場合がある。
本発明においては、正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものも
「正極活物質」ともいう。
The amount of the surface-adhering substance is the mass with respect to the positive electrode active material, and the lower limit is preferably 0.
It is used at 1 ppm or more, more preferably 1 ppm or more, further preferably 10 ppm or more, and the upper limit is preferably 20% or less, more preferably 10% or less, still more preferably 5% or less. The surface-adhering substance can suppress the oxidation reaction of the electrolytic solution on the surface of the positive electrode active material and improve the battery life, but if the adhering amount is too small, the effect is not sufficiently exhibited and many If it is too much, the resistance may increase because it blocks the ingress and egress of lithium ions.
In the present invention, a substance having a different composition attached to the surface of the positive electrode active material is also referred to as a “positive electrode active material”.
(形状)
正極活物質の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状
、板状、針状、柱状等が挙げられる。また、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成してい
てもよい。
(shape)
Examples of the shape of the particles of the positive electrode active material include lumps, polyhedra, spheres, elliptical spheres, plates, needles, and columns as conventionally used. Further, the primary particles may be aggregated to form secondary particles.
(タップ密度)
正極活物質のタップ密度は、好ましくは0.5g/cm3以上、より好ましくは0.8
g/cm3以上、更に好ましくは1.0g/cm3以上である。該正極活物質のタップ密
度が上記範囲であると、正極活物質層形成時に必要な分散媒量及び導電材や結着剤の必要
量を抑えることができ、結果正極活物質の充填率及び電池容量を確保することができる。
タップ密度の高い複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成する
ことができる。タップ密度は一般に大きいほど好ましく、特に上限はないが、好ましくは
4.0g/cm3以下、より好ましくは3.7g/cm3以下、更に好ましくは3.5g
/cm3以下である。上記範囲であると負荷特性の低下を抑制することができる。
(Tap density)
The tap density of the positive electrode active material is preferably 0.5 g / cm 3 or more, more preferably 0.8.
It is g / cm 3 or more, more preferably 1.0 g / cm 3 or more. When the tap density of the positive electrode active material is within the above range, the amount of the dispersion medium required for forming the positive electrode active material layer and the required amount of the conductive material and the binder can be suppressed, and as a result, the filling rate of the positive electrode active material and the battery can be suppressed. Capacity can be secured.
By using the composite oxide powder having a high tap density, a high-density positive electrode active material layer can be formed. Generally, the larger the tap density is, the more preferable it is, and there is no particular upper limit, but preferably 4.0 g / cm 3 or less, more preferably 3.7 g / cm 3 or less, still more preferably 3.5 g.
/ Cm 3 or less. Within the above range, deterioration of load characteristics can be suppressed.
なお、本発明では、タップ密度は、正極活物質粉体5~10gを10mlのガラス製メ
スシリンダーに入れ、ストローク約20mmで200回タップした時の粉体充填密度(タ
ップ密度)g/ccとして求める。
In the present invention, the tap density is defined as the powder filling density (tap density) g / cc when 5 to 10 g of the positive electrode active material powder is placed in a 10 ml glass graduated cylinder and tapped 200 times with a stroke of about 20 mm. Ask.
(メジアン径d50)
正極活物質の粒子のメジアン径d50(一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場
合には二次粒子径)は好ましくは0.3μm以上、より好ましくは0.5μm以上、更に
好ましくは0.8μm以上、最も好ましくは1.0μm以上であり、上限は、好ましくは
30μm以下、より好ましくは27μm以下、更に好ましくは25μm以下、最も好まし
くは22μm以下である。上記範囲であると、高タップ密度品が得られ、電池性能の低下
を抑制できる一方、電池の正極作製、即ち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリ
ー化して薄膜状に塗布する際に、スジ引き等の問題を防止することができる。ここで、異
なるメジアン径d50をもつ該正極活物質を2種以上混合することで、正極作製時の充填
性を更に向上させることができる。なお、本発明では、メジアン径d50は、公知のレー
ザー回折/散乱式粒度分布測定装置によって測定される。粒度分布計としてHORIBA
社製LA-920を用いる場合、測定の際に用いる分散媒として、0.1質量%ヘキサメ
タリン酸ナトリウム水溶液を用い、5分間の超音波分散後に測定屈折率1.24を設定し
て測定される。
(Mesian diameter d50)
The median diameter d50 (secondary particle diameter when the primary particles are aggregated to form secondary particles) of the particles of the positive electrode active material is preferably 0.3 μm or more, more preferably 0.5 μm or more, still more preferable. Is 0.8 μm or more, most preferably 1.0 μm or more, and the upper limit is preferably 30 μm or less, more preferably 27 μm or less, still more preferably 25 μm or less, and most preferably 22 μm or less. Within the above range, a high tap density product can be obtained, and deterioration of battery performance can be suppressed. On the other hand, when the positive electrode of the battery is manufactured, that is, when the active material and the conductive material, the binder, etc. are made into a slurry with a solvent and applied in a thin film form. , Problems such as streaks can be prevented. Here, by mixing two or more kinds of the positive electrode active materials having different median diameters d50, the filling property at the time of producing the positive electrode can be further improved. In the present invention, the median diameter d50 is measured by a known laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device. HORIBA as a particle size distribution meter
When LA-920 manufactured by the company is used, a 0.1 mass% sodium hexametaphosphate aqueous solution is used as a dispersion medium used for the measurement, and the measured refractive index is set to 1.24 after ultrasonic dispersion for 5 minutes. ..
(平均一次粒子径)
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、該正極活物質の平均一次粒子径
としては、好ましくは0.05μm以上、より好ましくは0.1μm以上、更に好ましく
は0.2μm以上であり、上限は、好ましくは5μm以下、より好ましくは4μm以下、
更に好ましくは3μm以下、最も好ましくは2μm以下である。上記範囲であると、粉体
充填性及び比表面積を確保し、電池性能の低下を抑制することができる一方、適度な結晶
性が得られることによって、充放電の可逆性を確保することができる。なお、本発明では
、一次粒子径は、走査電子顕微鏡(SEM)を用いた観察により測定される。具体的には
、10000倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による
切片の最長の値を、任意の50個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求め
られる。
(Average primary particle size)
When the primary particles are aggregated to form secondary particles, the average primary particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.1 μm or more, still more preferably 0. It is 2 μm or more, and the upper limit is preferably 5 μm or less, more preferably 4 μm or less.
It is more preferably 3 μm or less, and most preferably 2 μm or less. Within the above range, the powder filling property and the specific surface area can be secured and the deterioration of the battery performance can be suppressed, while the reversibility of charge / discharge can be ensured by obtaining an appropriate crystallinity. .. In the present invention, the primary particle size is measured by observation using a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph with a magnification of 10000 times, the longest value of the intercept by the left and right boundary lines of the primary particles with respect to the horizontal straight line is obtained for any 50 primary particles, and the average value is taken. Be done.
(BET比表面積)
正極活物質のBET比表面積は、好ましくは0.1m2/g以上、より好ましくは0.
2m2/g以上、更に好ましくは0.3m2/g以上であり、上限は50m2/g以下、
好ましくは40m2/g以下、更に好ましくは30m2/g以下である。BET比表面積
が上記範囲であると、電池性能を確保できるとともに、正極活性物質の塗布性を良好に保
つことができる。なお、本発明では、BET比表面積は、表面積計(例えば、大倉理研製
全自動表面積測定装置)を用い、試料に対して窒素流通下150℃で30分間、予備乾燥
を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が0.3となるように正確に調製した窒
素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着BET1点法によって測定した値
で定義される。
(BET specific surface area)
The BET specific surface area of the positive electrode active material is preferably 0.1 m 2 / g or more, more preferably 0.
2 m 2 / g or more, more preferably 0.3 m 2 / g or more, and the upper limit is 50 m 2 / g or less.
It is preferably 40 m 2 / g or less, more preferably 30 m 2 / g or less. When the BET specific surface area is in the above range, the battery performance can be ensured and the coatability of the positive electrode active substance can be kept good. In the present invention, the BET specific surface area is determined by pre-drying the sample at 150 ° C. for 30 minutes under nitrogen flow using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken), and then atmospheric pressure. It is defined by the value measured by the nitrogen adsorption BET 1-point method by the gas flow method using a nitrogen helium mixed gas accurately prepared so that the value of the relative pressure of nitrogen with respect to the gas is 0.3.
(正極活物質の製造法)
正極活物質の製造法としては、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。
特に球状ないし楕円球状の活物質を作製するには種々の方法が考えられるが、例えば、遷
移金属の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらpHを調節
して球状の前駆体を作製回収し、これを必要に応じて乾燥した後、LiOH、Li2CO
3、LiNO3等のLi源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法等が挙げられる。
(Manufacturing method of positive electrode active material)
As a method for producing a positive electrode active material, a general method is used as a method for producing an inorganic compound.
In particular, various methods can be considered for producing a spherical or elliptical spherical active material. For example, a raw material for a transition metal is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water, and the pH is adjusted while stirring. After preparing and recovering a spherical precursor and drying it as needed, LiOH and Li 2 CO
3. Examples thereof include a method of adding a Li source such as LiNO 3 and firing at a high temperature to obtain an active substance.
正極の製造のために、上記の正極活物質を単独で用いてもよく、異なる組成の1種以上
を、任意の組み合わせ又は比率で併用してもよい。この場合の好ましい組み合わせとして
は、LiCoO2とLiNi0.33Co0.33Mn0.33O2等のLiMn2O4
若しくはこのMnの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせ、あるいは、L
iCoO2若しくはこのCoの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせが挙
げられる。
For the production of the positive electrode, the above-mentioned positive electrode active material may be used alone, or one or more of different compositions may be used in combination or in any combination or ratio. A preferred combination in this case is LiMn 2 O 4 such as LiCoO 2 and LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 .
Alternatively, it may be combined with a part of this Mn substituted with another transition metal or the like, or L.
Examples thereof include a combination of iCoO 2 or a part of this Co substituted with another transition metal or the like.
<正極の構成と作製法>
以下に、正極の構成について述べる。本発明において、正極は、正極活物質と結着剤と
を含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製することができる。正極活物質を用
いる正極の製造は、常法により行うことができる。即ち、正極活物質と結着剤、ならびに
必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧
着するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正
極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成されることによ
り正極を得ることができる。
<Construction and manufacturing method of positive electrode>
The configuration of the positive electrode will be described below. In the present invention, the positive electrode can be produced by forming a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a binder on a current collector. The positive electrode using the positive electrode active material can be manufactured by a conventional method. That is, a positive electrode active material, a binder, and if necessary, a conductive material and a thickener are mixed in a dry manner to form a sheet, which is then pressure-bonded to the positive electrode current collector, or these materials are used as a liquid medium. A positive electrode can be obtained by forming a positive electrode active material layer on the current collector by applying the slurry as a slurry to the positive electrode current collector and drying it.
正極活物質の、正極活物質層中の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましく
は82質量%以上、特に好ましくは84質量%以上である。また上限は、好ましくは99
質量%以下、より好ましくは98質量%以下である。上記範囲であると、正極活物質層中
の正極活物質の電気容量を確保できるとともに、正極の強度を保つことができる。塗布、
乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプ
レス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、下限
として好ましくは1.5g/cm3以上、より好ましくは2g/cm3、更に好ましくは
2.2g/cm3以上であり、上限としては、好ましくは5g/cm3以下、より好まし
くは4.5g/cm3以下、更に好ましくは4g/cm3以下の範囲である。上記範囲で
あると、良好な充放電特性が得られるとともに、電気抵抗の増大を抑制することができる
。
The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, and particularly preferably 84% by mass or more. The upper limit is preferably 99.
It is mass% or less, more preferably 98% by mass or less. Within the above range, the electric capacity of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer can be secured, and the strength of the positive electrode can be maintained. Application,
The positive electrode active material layer obtained by drying is preferably consolidated by a hand press, a roller press, or the like in order to increase the packing density of the positive electrode active material. The density of the positive electrode active material layer is preferably 1.5 g / cm 3 or more as a lower limit, more preferably 2 g / cm 3 or more, still more preferably 2.2 g / cm 3 or more as a lower limit, and preferably 5 g / cm as an upper limit. The range is 3 or less, more preferably 4.5 g / cm 3 or less, still more preferably 4 g / cm 3 or less. Within the above range, good charge / discharge characteristics can be obtained and an increase in electrical resistance can be suppressed.
(導電材)
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニ
ッケル等の金属材料;天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト);アセチレンブラッ
ク等のカーボンブラック;ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料等が挙げられる
。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で
併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、好ましくは0
.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、また上限は、通常50質量%以下
、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下含有するように用いられる
。上記範囲であると、十分な導電性と電池容量を確保することができる。
(Conductive material)
As the conductive material, a known conductive material can be arbitrarily used. Specific examples include metal materials such as copper and nickel; graphite such as natural graphite and artificial graphite (graphite); carbon black such as acetylene black; carbon materials such as amorphous carbon such as needle coke. It should be noted that one of these may be used alone, or two or more of them may be used in any combination and ratio. The conductive material is usually 0.01% by mass or more, preferably 0 in the positive electrode active material layer.
.. It is used so as to contain 1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and the upper limit is usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less. Within the above range, sufficient conductivity and battery capacity can be secured.
(結着剤)
正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、特に限定されず、塗布法の場合は、電極
製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であればよいが、具体例として
は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリ
レート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分
子;SBR(スチレン-ブタジエンゴム)、NBR(アクリロニトリル-ブタジエンゴム
)、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン-プロピレンゴム等のゴム
状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、EP
DM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン
・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添
加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック-1,2-ポリブタジエン
、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合
体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、ポリテトラフルオロエチ
レン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体
等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有す
る高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、1種を単独で用いてもよく、2
種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
(Binder)
The binder used in the production of the positive electrode active material layer is not particularly limited, and in the case of the coating method, any material may be used as long as it is dissolved or dispersed in the liquid medium used in the production of the electrode, but as a specific example, it may be used. , Polyethylene, Polypropylene, Polyethylene terephthalate, Polymethylmethacrylate, Polyimide, Aromatic polyamide, Cellulose, Nitrocellulose and other resin polymers; SBR (Styrene-butadiene rubber), NBR (Acrylonitrile-butadiene rubber), Fluoro rubber, Isoprene rubber , Butadiene rubber, rubber-like polymer such as ethylene-propylene rubber; styrene / butadiene / styrene block copolymer or hydrogen additive thereof, EP
Thermoplastic elastomeric polymers such as DM (ethylene / propylene / diene ternary copolymer), styrene / ethylene / butadiene / ethylene copolymer, styrene / isoprene / styrene block copolymer or hydrogenated products thereof; Soft resinous polymers such as tick-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, propylene / α-olefin copolymer; polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene, fluorination Fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene / ethylene copolymers; polymer compositions having ionic conductivity of alkali metal ions (particularly lithium ions) can be mentioned. In addition, you may use one kind of these substances alone or 2
The seeds or more may be used in any combination and ratio.
正極活物質層中の結着剤の割合は、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、
更に好ましくは1.5質量%以上であり、上限は、通常80質量%以下、好ましくは60
質量%以下、更に好ましくは40質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。結
着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サ
イクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。一方で、高すぎると、電池容量
や導電性の低下につながる場合がある。
The proportion of the binder in the positive electrode active material layer is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more.
More preferably, it is 1.5% by mass or more, and the upper limit is usually 80% by mass or less, preferably 60.
It is mass% or less, more preferably 40% by mass or less, and most preferably 10% by mass or less. If the proportion of the binder is too low, the positive electrode active material cannot be sufficiently retained, the mechanical strength of the positive electrode is insufficient, and the battery performance such as cycle characteristics may be deteriorated. On the other hand, if it is too high, it may lead to a decrease in battery capacity and conductivity.
(スラリー形成溶媒)
スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、結着剤及び必要に応じ
て使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限
はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系媒体としては、水、アルコ
ールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体としては、ヘキサン等の脂肪族炭化水素
類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン
、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケ
トン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N
-ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、プロピレンオキシド
、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N-メチルピロリドン(NMP)、ジ
メチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミ
ド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。
(Slurry forming solvent)
The solvent for forming the slurry is particularly limited as long as it is a solvent capable of dissolving or dispersing a positive electrode active material, a conductive material, a binder and a thickener used as needed. However, either an aqueous solvent or an organic solvent may be used. Examples of the aqueous medium include water, a mixed medium of alcohol and water, and the like. Examples of the organic medium include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; and ketones such as acetone, methylethylketone and cyclohexanone; Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; diethylenetriamine, N, N
-Amines such as dimethylaminopropylamine; ethers such as diethyl ether, propylene oxide, tetrahydrofuran (THF); amides such as N-methylpyrrolidone (NMP), dimethylformamide, dimethylacetamide; hexamethylphosphalamide, dimethyl Examples thereof include an aprotonic polar solvent such as sulfoxide.
特に水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレン-ブタジエンゴム(SBR)等のラテ
ックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製す
るために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチ
ルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポ
リビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙
げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併
用してもよい。更に増粘剤を添加する場合には、活物質に対する増粘剤の割合は、0.1
質量%以上、好ましくは0.2質量%以上、より好ましくは0.3質量%以上であり、ま
た、上限としては5質量%以下、好ましくは3質量%以下、より好ましくは2質量%以下
の範囲である。上記範囲であると、良好な塗布性が得られるとともに、電池容量の低下や
抵抗の増大を抑制することができる。
In particular, when an aqueous medium is used, it is preferable to use a thickener and a latex such as styrene-butadiene rubber (SBR) to form a slurry. Thickeners are typically used to adjust the viscosity of the slurry. The thickener is not particularly limited, and specific examples thereof include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, and salts thereof. These may be used alone or in combination of two or more in any combination and ratio. When a thickener is further added, the ratio of the thickener to the active material is 0.1.
By mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and the upper limit is 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, more preferably 2% by mass or less. It is a range. Within the above range, good coatability can be obtained, and a decrease in battery capacity and an increase in resistance can be suppressed.
(集電体)
正極集電体の材質としては特に制限されず、公知のものを任意に用いることができる。
具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の
金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。中でも金属材
料、特にアルミニウムが好ましい。
(Current collector)
The material of the positive electrode current collector is not particularly limited, and any known material can be used.
Specific examples include metal materials such as aluminum, stainless steel, nickel plating, titanium, and tantalum; carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, metal materials, especially aluminum, are preferable.
集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金
属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合
、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。な
お、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、集電体として
の強度及び取扱い性の観点から、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましく
は5μm以上、また上限は、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましく
は50μm以下である。
Examples of the shape of the current collector include metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punch metal, foamed metal, etc. in the case of metal material, and carbon plate, carbon in the case of carbon material. Examples include a thin film and a carbon column. Of these, a metal thin film is preferable. The thin film may be formed in a mesh shape as appropriate. The thickness of the thin film is arbitrary, but from the viewpoint of strength and handleability as a current collector, it is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and the upper limit is usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less. , More preferably 50 μm or less.
また、集電体の表面に導電助剤が塗布されていることも、集電体と正極活物質層の電子
接触抵抗を低下させる観点で好ましい。導電助剤としては、炭素や、金、白金、銀等の貴
金属類が挙げられる。
Further, it is also preferable that the conductive auxiliary agent is applied to the surface of the current collector from the viewpoint of reducing the electronic contact resistance between the current collector and the positive electrode active material layer. Examples of the conductive auxiliary agent include carbon and precious metals such as gold, platinum and silver.
集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、(電解液注液直前の片面の
正極活物質層の厚さ)/(集電体の厚さ)の値が20以下であることが好ましく、より好
ましくは15以下、最も好ましくは10以下であり、下限は、0.5以上が好ましく、よ
り好ましくは0.8以上、最も好ましくは1以上の範囲である。この範囲を上回ると、高
電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。上記範囲である
と、高電流密度充放電時の集電体の発熱を抑制し、電池容量を確保することができる。
The ratio of the thickness of the current collector to the positive electrode active material layer is not particularly limited, but the value of (thickness of the positive electrode active material layer on one side immediately before the electrolytic solution injection) / (thickness of the current collector) is 20. It is preferably less than or equal to, more preferably 15 or less, most preferably 10 or less, and the lower limit is preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 or more, and most preferably 1 or more. If it exceeds this range, the current collector may generate heat due to Joule heat during high current density charging / discharging. Within the above range, heat generation of the current collector during high current density charging / discharging can be suppressed, and battery capacity can be secured.
(電極面積)
本発明の非水系電解液を用いる場合、高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正
極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具
体的には、二次電池の外装の表面積に対する正極の電極面積の総和が面積比で15倍以上
とすることが好ましく、更に40倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面
積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース
部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端
子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積
である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾
何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれ
の面を別々に算出する面積の総和をいう。
(Electrode area)
When the non-aqueous electrolyte solution of the present invention is used, it is preferable that the area of the positive electrode active material layer is larger than the outer surface area of the battery outer case from the viewpoint of enhancing the stability at high output and high temperature. Specifically, the total area of the electrodes of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the secondary battery is preferably 15 times or more in terms of area ratio, and more preferably 40 times or more. The outer surface area of the outer case means the total area calculated from the dimensions of the length, width, and thickness of the case part filled with the power generation element excluding the protrusion part of the terminal in the case of the bottomed square shape. .. In the case of a bottomed cylindrical shape, the geometric surface area approximates the case portion filled with the power generation element excluding the protruding portion of the terminal as a cylinder. The total electrode area of the positive electrode is the geometrical surface area of the positive electrode mixture layer facing the mixture layer containing the negative electrode active material, and in the structure in which the positive electrode mixture layer is formed on both sides via the collector foil. , Refers to the sum of the areas calculated separately for each surface.
(正極板の厚さ)
正極板の厚さは特に限定されないが、高容量かつ高出力の観点から、芯材の金属箔厚さ
を差し引いた合材層の厚さは、集電体の片面に対して下限として、好ましくは10μm以
上、より好ましくは20μm以上で、上限としては、好ましくは500μm以下、より好
ましくは450μm以下である。
(Thickness of positive electrode plate)
The thickness of the positive electrode plate is not particularly limited, but from the viewpoint of high capacity and high output, the thickness of the mixture layer obtained by subtracting the metal leaf thickness of the core material is preferable as the lower limit with respect to one side of the current collector. Is 10 μm or more, more preferably 20 μm or more, and the upper limit is preferably 500 μm or less, more preferably 450 μm or less.
(正極板の表面被覆)
また、上記正極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい
。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム
、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の
酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシ
ウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム
等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。
(Surface coating of positive electrode plate)
Further, a substance having a composition different from that attached to the surface of the positive electrode plate may be used. Surface adhering substances include aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide, bismuth oxide and other oxides, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate and calcium sulfate. , Sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, carbon and the like.
2-1-5.セパレータ
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この
場合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
2-1-5. Separator A separator is usually interposed between the positive electrode and the negative electrode to prevent a short circuit. In this case, the non-aqueous electrolytic solution of the present invention is usually used by impregnating this separator.
セパレータの材料や形状については特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない
限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し
安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔
性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。
The material and shape of the separator are not particularly limited, and known ones can be arbitrarily adopted as long as the effects of the present invention are not significantly impaired. Among them, resins, glass fibers, inorganic substances and the like formed of a material stable to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention are used, and a porous sheet or a non-woven fabric-like material having excellent liquid retention property is used. Is preferable.
樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリ
オレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、
ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオ
レフィンであり、更に好ましくはポリオレフィン、特に好ましくはポリプロピレンである
。これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併
用したり、積層されたものを使用してもよい。2種以上を任意の組み合わせで積層したも
のの具体例としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレンの順で積層された
三層セパレータ等が挙げられる。
Materials for the resin and glass fiber separator include polyolefins such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamides, polytetrafluoroethylene, and polyether sulfone.
A glass filter or the like can be used. Of these, glass filters and polyolefins are preferable, and polyolefins are more preferable, and polypropylenes are particularly preferable. One of these materials may be used alone, two or more of them may be used in any combination and ratio, or laminated materials may be used. Specific examples of a product in which two or more types are laminated in an arbitrary combination include a three-layer separator in which polypropylene, polyethylene, and polypropylene are laminated in this order.
セパレータの厚さは任意であるが、通常1μm以上であり、5μm以上が好ましく、8
μm以上が更に好ましく、また、通常50μm以下であり、40μm以下が好ましく、3
0μm以下が更に好ましい。上記範囲であると、絶縁性及び機械的強度を確保できる一方
、レート特性等の電池性能及びエネルギー密度を確保することができる。
The thickness of the separator is arbitrary, but is usually 1 μm or more, preferably 5 μm or more, and 8
It is more preferably μm or more, and usually 50 μm or less, preferably 40 μm or less, 3
It is more preferably 0 μm or less. Within the above range, insulation and mechanical strength can be ensured, while battery performance such as rate characteristics and energy density can be ensured.
更に、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレ
ータの空孔率は任意であるが、通常20%以上であり、35%以上が好ましく、45%以
上が更に好ましく、また、通常90%以下であり、85%以下が好ましく、75%以下が
更に好ましい。空孔率が、上記範囲であると、絶縁性及び機械的強度を確保できる一方、
膜抵抗を抑え良好なレート特性を得ることができる。
Further, when a porous material such as a porous sheet or a non-woven fabric is used as the separator, the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, still more preferably 45% or more. Further, it is usually 90% or less, preferably 85% or less, and further preferably 75% or less. When the porosity is within the above range, insulation and mechanical strength can be ensured, while on the other hand.
It is possible to suppress film resistance and obtain good rate characteristics.
また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常0.5μm以下であり、0.2μm
以下が好ましく、また、通常0.05μm以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると
、短絡が生じ易くなる。平均孔径が、上記範囲であると、短絡を防止ししつつ、膜抵抗を
抑え良好なレート特性を得ることができる。一方、無機物の材料としては、アルミナや二
酸化ケイ素等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物、硫酸バリウムや硫酸カルシ
ウム等の硫酸塩が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。
The average pore diameter of the separator is also arbitrary, but is usually 0.5 μm or less, 0.2 μm.
The following is preferable, and it is usually 0.05 μm or more. If the average hole diameter exceeds the above range, a short circuit is likely to occur. When the average pore diameter is in the above range, short circuit can be prevented, film resistance can be suppressed, and good rate characteristics can be obtained. On the other hand, as the inorganic material, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used, and those in the form of particles or fibers are used. ..
形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄
膜形状では、孔径が0.01~1μm、厚さが5~50μmのものが好適に用いられる。
上記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて上記無機物の粒子を含有する複
合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる
。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤
として多孔層を形成させることが挙げられる。
As the form, a thin film such as a non-woven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used. As the thin film shape, a thin film having a pore diameter of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferably used.
In addition to the independent thin film shape described above, a separator formed by forming a composite porous layer containing the particles of the inorganic substance on the surface layer of the positive electrode and / or the negative electrode using a resin binder can be used. For example, alumina particles having a 90% particle size of less than 1 μm may be formed on both sides of the positive electrode by using a fluororesin as a binder to form a porous layer.
2-1-6.電池設計
<電極群>
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、
及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもの
のいずれでもよい。電極群の質量が電池内容積に占める割合(以下、電極群占有率と称す
る)は、通常40%以上であり、50%以上が好ましく、また、通常90%以下であり、
80%以下が好ましい。電極群占有率が、上記範囲であると、電池容量を確保できるとと
もに内部圧力の上昇に伴う充放電繰り返し性能や高温保存等の特性低下を抑制し、更には
ガス放出弁の作動を防止することができる。
2-1-6. Battery design <Electrode group>
The electrode group has a laminated structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are laminated via the separator.
And the structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are spirally wound via the separator may be used. The ratio of the mass of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupancy rate) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less.
80% or less is preferable. When the electrode group occupancy rate is within the above range, the battery capacity can be secured, the deterioration of characteristics such as charge / discharge repetition performance and high temperature storage due to the increase in internal pressure can be suppressed, and the operation of the outgassing valve can be prevented. Can be done.
<集電構造>
集電構造は、特に制限されないが、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にするこ
とが好ましい。電極群が上記の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子
に溶接して形成される構造が好適に用いられる。一枚の電極面積が大きくなる場合には、
内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減することも好適に用
いられる。電極群が上記の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構
造を設け、端子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。
<Current collector structure>
The current collecting structure is not particularly limited, but it is preferable to have a structure that reduces the resistance of the wiring portion and the joint portion. When the electrode group has the above-mentioned laminated structure, a structure formed by bundling the metal core portions of each electrode layer and welding them to the terminals is preferably used. If the area of one electrode becomes large,
Since the internal resistance becomes large, it is also preferably used to reduce the resistance by providing a plurality of terminals in the electrode. In the case where the electrode group has the above-mentioned winding structure, the internal resistance can be reduced by providing a plurality of lead structures on the positive electrode and the negative electrode and bundling them in the terminals.
<外装ケース>
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に制限され
ない。具体的には、ニッケルめっき鋼板、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合
金、マグネシウム合金等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム(ラミネート
フィルム)が用いられる。軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属
、ラミネートフィルムが好適に用いられる。
<Exterior case>
The material of the outer case is not particularly limited as long as it is a substance stable to the non-aqueous electrolytic solution used. Specifically, a nickel-plated steel plate, a metal such as stainless steel, aluminum or an aluminum alloy, a magnesium alloy, or a laminated film (laminated film) of a resin and an aluminum foil is used. From the viewpoint of weight reduction, aluminum or aluminum alloy metal or laminated film is preferably used.
金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士
を溶着して封止密閉構造とするもの、若しくは、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を
用いてかしめ構造とするものが挙げられる。上記ラミネートフィルムを用いる外装ケース
では、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シー
ル性を上げるために、上記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹
脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合
には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基
を導入した変成樹脂が好適に用いられる。また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒
型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。
For exterior cases using metals, the metals are welded together by laser welding, resistance welding, or ultrasonic welding to form a sealed structure, or the above metals are used to form a caulking structure via a resin gasket. Things can be mentioned. Examples of the outer case using the above-mentioned laminated film include those having a hermetically sealed structure by heat-sealing resin layers to each other. In order to improve the sealing property, a resin different from the resin used for the laminated film may be interposed between the resin layers. In particular, when the resin layer is heat-sealed via the current collecting terminal to form a closed structure, the metal and the resin are bonded to each other. Resin is preferably used. Further, the shape of the exterior body is also arbitrary, and may be any of, for example, a cylindrical type, a square shape, a laminated type, a coin type, and a large size.
<保護素子>
保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するPTC(Posit
iveTemperature Coefficient)、温度ヒューズ、サーミスタ
ー、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断す
る弁(電流遮断弁)等を使用することができる。上記保護素子は高電流の通常使用で作動
しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至
らない設計にすることがより好ましい。
<Protective element>
As a protective element, PTC (Posit) whose resistance increases when abnormal heat generation or excessive current flows.
IveTemperature Coefficient), a thermal fuse, a thermistor, a valve (current cutoff valve) that shuts off the current flowing through the circuit due to a sudden rise in battery internal pressure or internal temperature during abnormal heat generation can be used. It is preferable to select the protective element under conditions that do not operate under normal use with a high current, and it is more preferable to design the protective element so as not to cause abnormal heat generation or thermal runaway even without the protective element.
<2-2.多価カチオン電池>
正極に酸化物材料等を用い、負極にマグネシウム、カルシウム、アルミニウム等の金属
や、これらの金属を含む化合物等を用いる。電解質には、負極の反応活物質種と同じ元素
、すなわちマグネシウムイオンやカルシウムイオン、アルミニウムイオンを与えるように
、マグネシウム塩やカルシウム塩、アルミニウム塩等を非水溶媒に溶解させた非水系電解
液を用い、そこに炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カー
ボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、式(1)で表される化合物
とを溶解させることにより、多価カチオン電池用非水系電解液を調製することができる。
<2-2. Multivalent cation battery>
An oxide material or the like is used for the positive electrode, and a metal such as magnesium, calcium or aluminum or a compound containing these metals is used for the negative electrode. The electrolyte is a non-aqueous electrolyte solution in which magnesium salt, calcium salt, aluminum salt, etc. are dissolved in a non-aqueous solvent so as to give the same elements as the reaction active material species of the negative electrode, that is, magnesium ion, calcium ion, aluminum ion. By dissolving at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate, and a compound represented by the formula (1), the compound is polyvalent. A non-aqueous electrolyte solution for a cationic battery can be prepared.
<2-3.金属空気電池>
負極に亜鉛、リチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、カルシウムなどの
金属や、これらの金属を含む化合物等を用いる。正極活物質は酸素であるため、正極は多
孔質のガス拡散電極を用いる。多孔質材料は炭素が好ましい。電解質には、負極活物質種
と同じ元素、すなわちリチウム、ナトリウム、マグネシウム、アルミニウム、カルシウム
などを与えるように、リチウム塩やナトリウム塩、マグネシウム塩、アルミニウム塩、カ
ルシウム塩等を非水溶媒に溶解させた非水系電解液を用い、そこに炭素-炭素不飽和結合
を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネートからなる群より選ばれる少なく
とも1種の化合物と、式(1)で表される化合物とを溶解させることにより、金属空気電
池用非水系電解液を調製することができる。
<2-3. Metal-air battery >
Metals such as zinc, lithium, sodium, magnesium, aluminum and calcium, and compounds containing these metals are used for the negative electrode. Since the positive electrode active material is oxygen, a porous gas diffusion electrode is used for the positive electrode. Carbon is preferable as the porous material. A lithium salt, a sodium salt, a magnesium salt, an aluminum salt, a calcium salt, etc. are dissolved in a non-aqueous solvent so that the same element as the negative electrode active material species, that is, lithium, sodium, magnesium, aluminum, calcium, etc. is given to the electrolyte. Using a non-aqueous electrolyte solution, at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate, and a compound represented by the formula (1) are dissolved therein. By doing so, a non-aqueous electrolyte solution for a metal air cell can be prepared.
<2-4.上記以外のs-ブロック金属を用いた二次電池>
s-ブロック元素とは、第1 族元素(水素、アルカリ金属)、第2 族元素(ベリリ
ウム、マグネシウム及びアルカリ土類金属)及びヘリウムのことで、s-ブロック金属二
次電池とは、前記s-ブロック金属を負極及び又は電解質に用いた二次電池をあらわす。
上記以外のs-ブロック金属二次電池は、具体的には、正極に硫黄を用いたリチウム硫黄
電池やナトリウム硫黄電池、またナトリウムイオン電池等が挙げられる、
<2-4. Secondary battery using s-block metal other than the above>
The s-block element is a group 1 element (hydrogen, alkali metal), a group 2 element (berylium, magnesium and alkaline earth metal) and helium, and the s-block metal secondary battery is the above-mentioned s. -Represents a secondary battery that uses block metal as the negative electrode and / or electrolyte.
Specific examples of the s-block metal secondary battery other than the above include a lithium-sulfur battery, a sodium-sulfur battery, and a sodium-ion battery that use sulfur for the positive electrode.
<2-5.リチウムイオンキャパシタ>
正極に電気二重層を形成できる材料を用い、負極にリチウムイオンを吸蔵・放出可能な
材料を用いる。正極材料としては活性炭が好ましい。また負極材料としては、炭素質材料
が好ましい。非水系電解液には、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ
素含有環状カーボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、式(1)で
表される化合物とを含有した非水系電解液を用いる。
<2-5. Lithium-ion capacitor>
A material that can form an electric double layer is used for the positive electrode, and a material that can occlude and release lithium ions is used for the negative electrode. Activated carbon is preferable as the positive electrode material. Further, as the negative electrode material, a carbonaceous material is preferable. The non-aqueous electrolyte solution contains at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate, and a compound represented by the formula (1). Use an electrolytic solution.
<2-6.電気二重層キャパシタ>
正極および負極に電気二重層を形成できる材料を用いる。正極材料および負極材料とし
ては活性炭が好ましい。非水系電解液には、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネ
ートとフッ素含有環状カーボネートからなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物と、
式(1)で表される化合物とを含有した非水系電解液を用いる。
<2-6. Electric Double Layer Capacitor>
Use a material capable of forming an electric double layer on the positive electrode and the negative electrode. Activated carbon is preferable as the positive electrode material and the negative electrode material. The non-aqueous electrolyte solution contains at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate.
A non-aqueous electrolytic solution containing the compound represented by the formula (1) is used.
以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明は、これ
らの実施例に限定されるものではない。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
本実施例に使用した式(1)で表される化合物の構造を以下に示す。 The structure of the compound represented by the formula (1) used in this example is shown below.
また、その他使用した化合物の構造を以下に示す。
<実施例1-1及び比較例1-1~1-4>
[実施例1-1]
[非水系電解液の調製]
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(
EMC)及びジエチルカーボネート(DEC)からなる混合溶媒(混合体積比EC:EM
C:DEC=3:4:3)に、電解質であるLiPF6を1.2mol/Lの割合で溶解
させた。そして、ビニレンカーボネート(VC)2.0質量%ならびにモノフルオロエチ
レンカーボネート(MFEC)2.0質量%を配合させて基本電解液とした。更に、基本
電解液に対して化合物(1-1)1.50質量%を配合して実施例1-1の非水系電解液
を調製した。
<Example 1-1 and Comparative Examples 1-1 to 1-4>
[Example 1-1]
[Preparation of non-aqueous electrolyte solution]
Ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (in a dry argon atmosphere)
Mixed solvent consisting of EMC) and diethyl carbonate (DEC) (mixed volume ratio EC: EM)
LiPF 6 , which is an electrolyte, was dissolved in C: DEC = 3: 4: 3) at a ratio of 1.2 mol / L. Then, 2.0% by mass of vinylene carbonate (VC) and 2.0% by mass of monofluoroethylene carbonate (MFEC) were blended to prepare a basic electrolytic solution. Further, 1.50% by mass of compound (1-1) was added to the basic electrolytic solution to prepare a non-aqueous electrolytic solution of Example 1-1.
[正極の作製]
正極活物質としてコバルト酸リチウム(LiCoO2)97質量%と、導電材としてア
セチレンブラック1.5質量%と、結着材としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)1.
5質量%とを、N-メチルピロリドン溶媒中で、ディスパーザーで混合してスラリー化し
た。これを厚さ15μmのアルミニウム箔の両面に均一に塗布、乾燥した後、プレスして
正極とした。
[Preparation of positive electrode]
Lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) 97% by mass as the positive electrode active material, acetylene black 1.5% by mass as the conductive material, and polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder 1.
5% by mass was mixed with a disperser in an N-methylpyrrolidone solvent to form a slurry. This was uniformly applied to both sides of an aluminum foil having a thickness of 15 μm, dried, and then pressed to obtain a positive electrode.
[負極の作製]
負極活物質として天然黒鉛粉末、増粘剤としてカルボキシメチルセルロースナトリウム
の水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)、結
着材としてスチレンブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレンブタジエンゴムの
濃度50質量%)を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。このスラリーを厚
さ10μmの銅箔の片面に均一に塗布、乾燥した後、プレスして負極とした。なお、乾燥
後の負極において、天然黒鉛:カルボキシメチルセルロースナトリウム:スチレンブタジ
エンゴム=98:1:1の質量比となるように作製した。
[Manufacturing of negative electrode]
Aqueous dispersion of natural graphite powder as a negative electrode active material, sodium carboxymethyl cellulose as a thickener (concentration of sodium carboxymethyl cellulose 1% by mass), and aqueous dispersion of styrene butadiene rubber as a binder (concentration of styrene butadiene rubber 50% by mass). ) Was added and mixed with a disperser to form a slurry. This slurry was uniformly applied to one side of a copper foil having a thickness of 10 μm, dried, and then pressed to obtain a negative electrode. In the negative electrode after drying, the mass ratio was such that natural graphite: sodium carboxymethyl cellulose: styrene butadiene rubber = 98: 1: 1.
[リチウム二次電池の作製]
上記の正極、負極、及びポリプロピレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極、
セパレータ、負極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム(厚
さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正・負極の端
子を突設させながら挿入した後、非水系電解液を袋内に注入し、真空封止を行ない、シー
ト状のリチウム二次電池を作製した。
[Manufacturing of lithium secondary battery]
The above positive electrode, negative electrode, and polypropylene separator can be used as the negative electrode, separator, positive electrode, and the like.
A battery element was manufactured by stacking a separator and a negative electrode in this order. This battery element is inserted into a bag made of a laminated film in which both sides of aluminum (thickness 40 μm) are coated with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and then a non-aqueous electrolyte solution is injected into the bag. Vacuum sealing was performed to produce a sheet-shaped lithium secondary battery.
[初期の電池特性評価(初期充放電効率)]
リチウム二次電池をガラス板で挟んで加圧した状態で、25℃において、0.05Cに
相当する電流で6時間定電流充電した後、0.2Cで3.0Vまで定電流放電を行い、こ
の時の充放電効率を初期充放電効率とした。更に、0.2Cに相当する電流で4.1Vま
で定電流―定電圧充電(「CC-CV充電」ともいう)(0.05Cカット)した後、4
5℃、72時間の条件下で放置した。その後、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した
。次いで、0.2Cで4.4VまでCC-CV充電(0.05Cカット)した後、0.2
Cで3.0Vまで再度放電し、初期の電池特性を安定させた。ここで、1Cとは電池の基
準容量を1時間で放電する電流値を表し、例えば、0.2Cとはその1/5の電流値を表
す。
[Initial battery characteristic evaluation (initial charge / discharge efficiency)]
With the lithium secondary battery sandwiched between glass plates and pressurized, the lithium secondary battery is charged at a constant current of 0.05 C for 6 hours at 25 ° C., and then discharged at a constant current of 0.2 C to 3.0 V. The charge / discharge efficiency at this time was defined as the initial charge / discharge efficiency. Further, after constant current-constant voltage charging (also referred to as "CC-CV charging") (0.05C cut) up to 4.1V with a current corresponding to 0.2C, 4
It was left at 5 ° C. for 72 hours. Then, it was discharged to 3.0V with a constant current of 0.2C. Then, after CC-CV charging (0.05C cut) to 4.4V at 0.2C, 0.2.
It was discharged again to 3.0V at C to stabilize the initial battery characteristics. Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in 1 hour, and 0.2C represents, for example, a current value of 1/5 of that.
[高温保存耐久試験(保存ガス量)]
初期の電池特性評価後のリチウム二次電池を、25℃において、0.2Cで4.4Vま
でCC-CV充電(0.05Cカット)した後、エタノール浴中に浸し、そのときの浮力
から保存前電池体積を求めた。その後、85℃、1日間の条件で高温保存を行った。十分
に冷却させた電池をエタノール浴中に浸して体積を測定し、保存前電池体積からの変化分
を保存ガス量とした。
[High temperature storage durability test (storage gas amount)]
The lithium secondary battery after the initial evaluation of battery characteristics is CC-CV charged (0.05C cut) at 0.2C to 4.4V at 25 ° C, then immersed in an ethanol bath and stored from the buoyancy at that time. The front battery volume was calculated. Then, it was stored at a high temperature at 85 ° C. for 1 day. A sufficiently cooled battery was immersed in an ethanol bath to measure the volume, and the change from the battery volume before storage was taken as the amount of storage gas.
上記作製したリチウム二次電池を用いて、初期の電池特性評価及び高温保存耐久試験を
実施した。評価結果を、比較例1-1を100.0%としたときの相対値で表1に示す。
以下も同様とする。
Using the lithium secondary battery produced above, initial battery characteristic evaluation and high temperature storage durability test were carried out. The evaluation results are shown in Table 1 as relative values when Comparative Example 1-1 is 100.0%.
The same shall apply hereinafter.
[比較例1-1]
実施例1-1の電解液において、化合物(1-1)を含まない電解液を用いた以外、実
施例1-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。
[Comparative Example 1-1]
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that the electrolytic solution containing no compound (1-1) was used in the electrolytic solution of Example 1-1, and the above evaluation was carried out.
[比較例1-2]
実施例1-1の電解液において、化合物(1-1)の代わりに化合物(2-1)0.7
6質量%用いた以外、実施例1-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価
を実施した。なお、実施例1-1で添加した化合物(1-1)と比較例1-2で添加した
化合物(2-1)は等物質量である。
[Comparative Example 1-2]
In the electrolytic solution of Example 1-1, compound (2-1) 0.7 instead of compound (1-1).
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that 6% by mass was used, and the above evaluation was carried out. The compound (1-1) added in Example 1-1 and the compound (2-1) added in Comparative Example 1-2 have the same amount of substance.
[比較例1-3]
実施例1-1の電解液において、化合物(1-1)の代わりに化合物(2-2)1.1
3質量%用いた以外、実施例1-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価
を実施した。なお、実施例1-1で添加した化合物(1-1)と比較例1-3で添加した
化合物(2-2)は等物質量である。
[Comparative Example 1-3]
In the electrolytic solution of Example 1-1, compound (2-2) 1.1 instead of compound (1-1).
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that 3% by mass was used, and the above evaluation was carried out. In addition, the compound (1-1) added in Example 1-1 and the compound (2-2) added in Comparative Example 1-3 have the same amount of substance.
[比較例1-4]
実施例1-1の電解液において、化合物(1-1)の代わりに化合物(2-3)0.4
9質量%用いた以外、実施例1-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価
を実施した。なお、実施例1-1で添加した化合物(1-1)と比較例1-4で添加した
化合物(2-3)は等物質量である。
[Comparative Example 1-4]
In the electrolytic solution of Example 1-1, compound (2-3) 0.4 instead of compound (1-1)
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 1-1 except that 9% by mass was used, and the above evaluation was carried out. The amount of the compound (1-1) added in Example 1-1 and the compound (2-3) added in Comparative Example 1-4 are the same amount of substance.
表1より、本発明にかかる実施例1-1の非水系電解液を用いると、式(1)で表され
る化合物が添加されていない場合(比較例1-1)に比べ、初期充放電効率が向上し、か
つ保存ガス量が減少する。すなわち、式(1)で表される化合物を添加することにより、
非水系電解液の分解が抑制され、分解物の電極上での電気化学的副反応が抑制されている
ことが示唆された。
なお、式(1)の範囲に含まれない化合物を用いた場合(比較例1-2乃至1-4)、
保存ガス量は減少するがその改善効果は小さく、さらに、初期充放電効率も実施例1-1
に比べて劣る。よって、本発明にかかる電解液を用いた電池の方が優れた特性であること
は明らかである。
From Table 1, when the non-aqueous electrolyte solution of Example 1-1 according to the present invention is used, the initial charge / discharge is performed as compared with the case where the compound represented by the formula (1) is not added (Comparative Example 1-1). Efficiency is improved and the amount of stored gas is reduced. That is, by adding the compound represented by the formula (1),
It was suggested that the decomposition of the non-aqueous electrolyte solution was suppressed, and the electrochemical side reaction of the decomposition product on the electrode was suppressed.
When a compound not included in the range of the formula (1) is used (Comparative Examples 1-2 to 1-4),
Although the amount of stored gas is reduced, the improvement effect is small, and the initial charge / discharge efficiency is also Example 1-1.
Inferior to. Therefore, it is clear that the battery using the electrolytic solution according to the present invention has superior characteristics.
<実施例2-1~2-2及び比較例2-1>
[実施例2-1]
[非水系電解液の調製]
実施例1-1と同様にして調整した。
<Examples 2-1 to 2-2 and Comparative Example 2-1>
[Example 2-1]
[Preparation of non-aqueous electrolyte solution]
The adjustment was made in the same manner as in Example 1-1.
[正極の作製]
実施例1-1と同様にして作製した。
[Preparation of positive electrode]
It was produced in the same manner as in Example 1-1.
[負極の作製]
実施例1-1と同様にして作製した。
[Manufacturing of negative electrode]
It was produced in the same manner as in Example 1-1.
[リチウム二次電池の作製]
実施例1-1と同様にして作製した。
[Manufacturing of lithium secondary battery]
It was produced in the same manner as in Example 1-1.
[初期の電池特性評価]
実施例1-1と同様に実施した。
[Initial battery characteristic evaluation]
It was carried out in the same manner as in Example 1-1.
[連続充電耐久試験(連続充電容量・連続充電ガス量・連続充電後レート特性)]
初期の電池特性評価後のリチウム二次電池を、25℃において、0.2Cで4.4Vま
でCC-CV充電(0.05Cカット)した後、エタノール浴中に浸し、そのときの浮力
から初期電池体積を求めた。その後、60℃において、4.4Vの定電圧充電を14日間
行い、この時の充電電流容量を連続充電容量とした。さらに、十分に冷却させた電池をエ
タノール浴中に浸して体積を測定し、初期電池体積からの変化分を連続充電ガス量とした
。さらに、25℃において、0.2Cで3.0Vまで定電流放電させた。その後、25℃
において0.2Cの定電流で4.4VまでCC-CV充電(0.05Cカット)した後、
0.2Cで3.0Vまで再度放電し、これを回復0.2C容量とした。更に、0.2Cで
4.4VまでCC-CV充電(0.05Cカット)した後、0.5Cで3.0Vまで放電
し、これを回復0.5C容量とした。そして、回復0.2C容量に対する回復0.5C容
量の割合を求め、これを連続充電後レート特性(%)とした。
[Continuous charge endurance test (continuous charge capacity, continuous charge gas amount, rate characteristics after continuous charge)]
The lithium secondary battery after the initial evaluation of battery characteristics is CC-CV charged (0.05C cut) at 0.2C to 4.4V at 25 ° C., then immersed in an ethanol bath, and the initial buoyancy at that time is used. The battery volume was calculated. Then, at 60 ° C., constant voltage charging of 4.4 V was performed for 14 days, and the charging current capacity at this time was defined as the continuous charging capacity. Further, a sufficiently cooled battery was immersed in an ethanol bath to measure the volume, and the change from the initial battery volume was taken as the amount of continuous charging gas. Further, at 25 ° C., a constant current was discharged to 3.0 V at 0.2 C. After that, 25 ° C
After CC-CV charging (0.05C cut) to 4.4V with a constant current of 0.2C in
It was discharged again to 3.0V at 0.2C, and this was used as the recovery 0.2C capacity. Further, after CC-CV charging (0.05C cut) to 4.4V at 0.2C, the discharge was made to 3.0V at 0.5C, and this was used as the recovery 0.5C capacity. Then, the ratio of the recovery 0.5C capacity to the recovery 0.2C capacity was obtained, and this was used as the rate characteristic (%) after continuous charging.
なお、連続充電容量は、連続充電耐久試験時の電極上での電気化学的副反応量を反映し
ている。すなわち、連続充電容量が少ないほど、連続充電耐久試験時の電極上での電気化
学的副反応が抑制されていることを表す。
The continuous charge capacity reflects the amount of electrochemical side reaction on the electrode during the continuous charge endurance test. That is, the smaller the continuous charge capacity, the more the electrochemical side reaction on the electrode during the continuous charge durability test is suppressed.
上記作製したリチウム二次電池を用いて、初期の電池特性評価及び連続充電耐久試験を
実施した。評価結果を、比較例2-1を100.0%としたときの相対値で表2に示す。
以下も同様とする。
Using the lithium secondary battery produced above, initial battery characteristic evaluation and continuous charge durability test were carried out. The evaluation results are shown in Table 2 as relative values when Comparative Example 2-1 is 100.0%.
The same shall apply hereinafter.
[比較例2-1]
実施例2-1の電解液において、化合物(1-1)を含まない電解液を用いた以外、実
施例2-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。
[Comparative Example 2-1]
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1 except that the electrolytic solution containing no compound (1-1) was used in the electrolytic solution of Example 2-1 and the above evaluation was carried out.
[比較例2-2]
実施例2-1の電解液において、化合物(1-1)の代わりに化合物(2-1)0.7
6質量%用いた以外、実施例2-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価
を実施した。なお、実施例2-1で添加した化合物(1-1)と比較例2-2で添加した
化合物(2-1)は等物質量である。
[Comparative Example 2-2]
In the electrolytic solution of Example 2-1, compound (2-1) 0.7 instead of compound (1-1).
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1 except that 6% by mass was used, and the above evaluation was carried out. The compound (1-1) added in Example 2-1 and the compound (2-1) added in Comparative Example 2-2 have the same amount of substance.
[比較例2-3]
実施例2-1の電解液において、化合物(1-1)の代わりに化合物(2-2)1.1
3質量%用いた以外、実施例2-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価
を実施した。なお、実施例2-1で添加した化合物(1-1)と比較例2-3で添加した
化合物(2-2)は等物質量である。
[Comparative Example 2-3]
In the electrolytic solution of Example 2-1 instead of compound (1-1), compound (2-2) 1.1
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1 except that 3% by mass was used, and the above evaluation was carried out. The amount of the compound (1-1) added in Example 2-1 and the compound (2-2) added in Comparative Example 2-3 are the same amount of substance.
[比較例2-4]
実施例2-1の電解液において、化合物(1-1)の代わりに化合物(2-3)0.4
9質量%用いた以外、実施例2-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価
を実施した。なお、実施例2-1で添加した化合物(1-1)と比較例2-4で添加した
化合物(2-3)は等物質量である。
[Comparative Example 2-4]
In the electrolytic solution of Example 2-1 instead of compound (1-1), compound (2-3) 0.4
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 2-1 except that 9% by mass was used, and the above evaluation was carried out. The compound (1-1) added in Example 2-1 and the compound (2-3) added in Comparative Example 2-4 have the same amount of substance.
表2より、本発明にかかる実施例2-1の非水系電解液を用いると、式(1)で表され
る化合物が添加されていない場合(比較例2-1)に比べ、初期充放電効率が向上し、か
つ連続充電ガス量並び連続充電容量の値が減少する。さらに連続充電後のレート特性も向
上する。すなわち、式(1)で表される化合物を添加することにより、非水系電解液の分
解が抑制され、分解物の電極上での電気化学的副反応が抑制されていることが示唆された
。
From Table 2, when the non-aqueous electrolyte solution of Example 2-1 according to the present invention is used, the initial charge / discharge is compared with the case where the compound represented by the formula (1) is not added (Comparative Example 2-1). The efficiency is improved, and the value of the continuous charge gas amount and the continuous charge capacity is reduced. Furthermore, the rate characteristics after continuous charging are also improved. That is, it was suggested that the addition of the compound represented by the formula (1) suppressed the decomposition of the non-aqueous electrolyte solution and suppressed the electrochemical side reaction of the decomposed product on the electrode.
なお、式(1)の範囲に含まれない化合物(2-1)を用いた場合(比較例2-2)、
連続充電ガス量並びに連続充電容量の値は減少するがその改善効果は小さく、さらに、初
期充放電効率も実施例2-1に比べて劣る。よって、本発明にかかる電解液を用いた電池
の方が優れた特性であることは明らかである。
When the compound (2-1) not included in the range of the formula (1) is used (Comparative Example 2-2),
Although the values of the continuous charge gas amount and the continuous charge capacity are reduced, the improvement effect is small, and the initial charge / discharge efficiency is also inferior to that of Example 2-1. Therefore, it is clear that the battery using the electrolytic solution according to the present invention has superior characteristics.
<実施例3-1~3-4及び比較例3-1~3-5>
[実施例3-1]
[非水系電解液の調製]
乾燥空気雰囲気下、EC及びDECからなる混合溶媒(混合体積比EC:DEC=3:
7)に、電解質であるLiPF6を1.0mol/Lの割合で溶解させた。そして、VC
2.0質量%を配合させて基本電解液とした。更に、基本電解液に対して化合物(1-
1)1.0質量%を配合して実施例3-1の非水系電解液を調製した。
<Examples 3-1 to 3-4 and Comparative Examples 3-1 to 3-5>
[Example 3-1]
[Preparation of non-aqueous electrolyte solution]
A mixed solvent consisting of EC and DEC under a dry air atmosphere (mixed volume ratio EC: DEC = 3:
LiPF 6 , which is an electrolyte, was dissolved in 7) at a ratio of 1.0 mol / L. And VC
2.0% by mass was blended to prepare a basic electrolytic solution. Furthermore, the compound (1-
1) The non-aqueous electrolytic solution of Example 3-1 was prepared by blending 1.0% by mass.
[正極の作製]
実施例1-1と同様にして作製した。
[Preparation of positive electrode]
It was produced in the same manner as in Example 1-1.
[負極の作製]
実施例1-1と同様にして作製した。
[Manufacturing of negative electrode]
It was produced in the same manner as in Example 1-1.
[リチウム二次電池の作製]
実施例1-1と同様にして作製した。
[Manufacturing of lithium secondary battery]
It was produced in the same manner as in Example 1-1.
[初期の電池特性評価(初期充放電効率)]
リチウム二次電池をガラス板で挟んで加圧した状態で、25℃において、0.05Cに
相当する電流で6時間定電流充電した後、0.2Cで3.0Vまで定電流放電を行い、こ
の時の充放電効率を初期充放電効率とした。更に、0.2Cに相当する電流で4.1Vま
で定電流―定電圧充電(「CC-CV充電」ともいう)(0.05Cカット)した後、0
.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。次いで、0.2Cで4.4VまでCC-CV充
電(0.05Cカット)した後、0.2Cで3.0Vまで再度放電し、初期の電池特性を
安定させた。ここで、1Cとは電池の基準容量を1時間で放電する電流値を表し、例えば
、0.2Cとはその1/5の電流値を表す。
[Initial battery characteristic evaluation (initial charge / discharge efficiency)]
With the lithium secondary battery sandwiched between glass plates and pressurized, the lithium secondary battery is charged at a constant current of 0.05 C for 6 hours at 25 ° C., and then discharged at a constant current of 0.2 C to 3.0 V. The charge / discharge efficiency at this time was defined as the initial charge / discharge efficiency. Further, after constant current-constant voltage charging (also referred to as "CC-CV charging") (0.05C cut) up to 4.1V with a current corresponding to 0.2C, it is 0.
.. It was discharged to 3.0V with a constant current of 2C. Then, after CC-CV charging (0.05C cut) to 4.4V at 0.2C, the battery was discharged again to 3.0V at 0.2C to stabilize the initial battery characteristics. Here, 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in 1 hour, and 0.2C represents, for example, a current value of 1/5 of that.
[高温保存耐久試験(保存ガス量)]
実施例1-1と同様にして作製した。
[High temperature storage durability test (storage gas amount)]
It was produced in the same manner as in Example 1-1.
上記作製したリチウム二次電池を用いて、初期の電池特性評価及び高温保存耐久試験を
実施した。評価結果を、比較例3-1を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
Using the lithium secondary battery produced above, initial battery characteristic evaluation and high temperature storage durability test were carried out. The evaluation results are shown in Table 3 as relative values when Comparative Example 3-1 is 100.0%.
[実施例3-2]
実施例3-1の電解液において、化合物(1-1)の代わりに化合物(1-2)1.0
質量%を用いた以外、実施例3-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価
を実施した。評価結果を、比較例3-1を100.0%としたときの相対値で表3に示す
。
[Example 3-2]
In the electrolytic solution of Example 3-1, compound (1-2) 1.0 was used instead of compound (1-1).
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-1 except that the mass% was used, and the above evaluation was carried out. The evaluation results are shown in Table 3 as relative values when Comparative Example 3-1 is 100.0%.
[実施例3-3]
実施例3-1の電解液において、VCの代わりにMFEC 2.0質量%を用いた以外
、実施例3-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。評価結
果を、比較例3-2を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
[Example 3-3]
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-1 except that 2.0% by mass of MFEC was used in place of VC in the electrolytic solution of Example 3-1 and the above evaluation was carried out. The evaluation results are shown in Table 3 as relative values when Comparative Example 3-2 is 100.0%.
[実施例3-4]
実施例3-2の電解液において、VCの代わりにMFEC 2.0質量%を用いた以外
、実施例3-2と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。評価結
果を、比較例3-2を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
[Example 3-4]
In the electrolytic solution of Example 3-2, a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3-2 except that 2.0% by mass of MFEC was used instead of VC, and the above evaluation was carried out. The evaluation results are shown in Table 3 as relative values when Comparative Example 3-2 is 100.0%.
[比較例3-1]
実施例3-1の電解液において、化合物(1-1)を含まない電解液を用いた以外、実
施例3-1と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。評価結果を
、比較例3-1を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
[Comparative Example 3-1]
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-1 except that the electrolytic solution containing no compound (1-1) was used in the electrolytic solution of Example 3-1 and the above evaluation was carried out. The evaluation results are shown in Table 3 as relative values when Comparative Example 3-1 is 100.0%.
[比較例3-2]
実施例3-3の電解液において、化合物(1-1)を含まない電解液を用いた以外、実
施例3-3と同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。評価結果を
、比較例3-2を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
[Comparative Example 3-2]
In the electrolytic solution of Example 3-3, a lithium secondary battery was prepared in the same manner as in Example 3-3 except that the electrolytic solution containing no compound (1-1) was used, and the above evaluation was carried out. The evaluation results are shown in Table 3 as relative values when Comparative Example 3-2 is 100.0%.
[比較例3-3]
実施例3-1の電解液において、VCを含まない電解液を用いた以外、実施例3-1と
同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。評価結果を、比較例3-
5を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
[Comparative Example 3-3]
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-1 except that the electrolytic solution containing no VC was used in the electrolytic solution of Example 3-1 and the above evaluation was carried out. The evaluation result is shown in Comparative Example 3-
Table 3 shows the relative values when 5 is 100.0%.
[比較例3-4]
実施例3-2の電解液において、VCを含まない電解液を用いた以外、実施例3-2と
同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。評価結果を、比較例3-
5を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
[Comparative Example 3-4]
In the electrolytic solution of Example 3-2, a lithium secondary battery was produced in the same manner as in Example 3-2 except that the electrolytic solution containing no VC was used, and the above evaluation was carried out. The evaluation result is shown in Comparative Example 3-
Table 3 shows the relative values when 5 is 100.0%.
[比較例3-5]
比較例3-1の電解液において、VCを含まない電解液を用いた以外、比較例3-1と
同様にしてリチウム二次電池を作製し、上記の評価を実施した。評価結果を、比較例3-
5を100.0%としたときの相対値で表3に示す。
[Comparative Example 3-5]
A lithium secondary battery was produced in the same manner as in Comparative Example 3-1 except that the electrolytic solution containing no VC was used in the electrolytic solution of Comparative Example 3-1 and the above evaluation was carried out. The evaluation result is shown in Comparative Example 3-
Table 3 shows the relative values when 5 is 100.0%.
表3より、本発明にかかる実施例3-1~3-4の非水系電解液を用いると、式(1)
で表される化合物が添加されていない場合(比較例3-1、3-2)に比べ、初期充放電
効率が向上し、かつ保存ガス量が減少する。すなわち、式(1)で表される化合物及び、
炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネートからなる
群より選ばれる少なくとも1種の化合物を併用添加することにより、非水系電解液の分解
が抑制され、分解物の電極上での電気化学的副反応が抑制されていることが示唆された。
なお、炭素-炭素不飽和結合を有する環状カーボネートとフッ素含有環状カーボネート
からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含まない電解液において、式(1)で
表される化合物を添加した場合(比較例3-3、3-4)、式(1)で表される化合物が
添加されていない場合(比較例3-5)に比べて、初期充放電効率が低下し、保存ガス量
も増加する。よって、本発明にかかる電解液を用いた電池の方が優れた特性であることは
明らかである。
From Table 3, when the non-aqueous electrolytic solution of Examples 3-1 to 3-4 according to the present invention is used, the formula (1) is used.
Compared with the case where the compound represented by (Comparative Examples 3-1 and 3-2) is not added, the initial charge / discharge efficiency is improved and the amount of stored gas is reduced. That is, the compound represented by the formula (1) and
By adding at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate in combination, decomposition of the non-aqueous electrolyte solution is suppressed, and the decomposition product is placed on the electrode. It was suggested that electrochemical side reactions were suppressed.
When the compound represented by the formula (1) is added to the electrolytic solution containing no at least one compound selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate (comparison). Compared with Examples 3-3, 3-4) and the case where the compound represented by the formula (1) is not added (Comparative Example 3-5), the initial charge / discharge efficiency is lowered and the amount of stored gas is also increased. .. Therefore, it is clear that the battery using the electrolytic solution according to the present invention has superior characteristics.
本発明の非水系電解液によれば、非水系電解液を含む蓄電デバイスの初期の充放電効率
や耐久試験後のレート特性を改善し、さらに耐久試験後のガス発生や連続充電容量を低減
でき、有用である。そのため、本発明の非水系電解液及び蓄電デバイスは、公知の各種の
用途に用いることが可能である。具体例としては、例えば、ノートパソコン、ペン入力パ
ソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、携帯ファックス、携帯コ
ピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディ
ークリーナー、ポータブルCD、ミニディスク、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモ
リーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、モーター、自動車、バ
イク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロ
ボ、カメラ、家庭用バックアップ電源、事業所用バックアップ電源、負荷平準化用電源、
自然エネルギー貯蔵電源等が挙げられる。
According to the non-aqueous electrolyte solution of the present invention, the initial charge / discharge efficiency of the power storage device containing the non-aqueous electrolyte solution and the rate characteristics after the durability test can be improved, and the gas generation and the continuous charging capacity after the durability test can be reduced. , Useful. Therefore, the non-aqueous electrolytic solution and power storage device of the present invention can be used for various known applications. Specific examples include, for example, laptop computers, pen input computers, mobile computers, electronic book players, mobile phones, mobile fax machines, mobile copies, mobile printers, headphone stereos, video movies, LCD TVs, handy cleaners, portable CDs, and mini discs. , Transceivers, electronic organizers, calculators, memory cards, portable tape recorders, radios, backup power supplies, motors, automobiles, bikes, motorized bicycles, bicycles, lighting equipment, toys, game equipment, watches, power tools, strobes, cameras, homes Backup power supply for offices, backup power supply for offices, power supply for load leveling,
Examples include natural energy storage power sources.
Claims (13)
(式中、Rは炭素数2以上4以下の脂肪族炭化水素基であり、nは4以上8以下の整数である。但し、Rが複数存在する場合、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。)
A non-aqueous electrolyte solution for a power storage device including a positive electrode and a negative electrode, wherein the non-aqueous electrolyte solution is selected from the group consisting of a cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond and a fluorine-containing cyclic carbonate together with an electrolyte and a non-aqueous solvent. A non-aqueous electrolyte solution containing at least one compound and a compound represented by the formula (1).
(In the formula, R is an aliphatic hydrocarbon group having 2 or more and 4 or less carbon atoms, and n is an integer of 4 or more and 8 or less. However, when there are a plurality of Rs, they are different even if they are the same. May be good.)
解液。 The non-aqueous electrolyte solution according to claim 1 or 2, wherein n is an integer of 4 or more and 6 or less in the formula (1).
以上10質量%以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の非水系電解液。 The content of the compound represented by the above formula (1) is 0.001% by mass with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution.
The non-aqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 3, which is 10% by mass or less.
ルエチレンカーボネート及びエチニルエチレンカーボネートからなる群より選択される少
なくとも一種である、請求項1~4のいずれか1項に記載の非水系電解液。 The non-aqueous system according to any one of claims 1 to 4, wherein the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond is at least one selected from the group consisting of vinylene carbonate, vinylethylene carbonate and ethynylethylene carbonate. Electrolyte.
量が0.001質量%以上50質量%以下である、請求項5に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolyte solution according to claim 5, wherein the content of the cyclic carbonate having a carbon-carbon unsaturated bond with respect to the total amount of the non-aqueous electrolyte solution is 0.001% by mass or more and 50% by mass or less.
フルオロエチレンカーボネート及び4,5-ジフルオロエチレンカーボネートからなる群
より選択される少なくとも一種である、請求項1~6のいずれか1項に記載の非水系電解
液。 The present invention according to any one of claims 1 to 6, wherein the fluorine-containing cyclic carbonate is at least one selected from the group consisting of monofluoroethylene carbonate, 4,4-difluoroethylene carbonate and 4,5-difluoroethylene carbonate. The non-aqueous electrolyte solution described.
%以上50質量%以下である、請求項7に記載の非水系電解液。 The non-aqueous electrolytic solution according to claim 7, wherein the content of the fluorine-containing cyclic carbonate with respect to the total amount of the non-aqueous electrolytic solution is 0.001% by mass or more and 50% by mass or less.
化合物、イソシアネート基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合物、フッ
素非含有カルボン酸エステル、複数のエーテル結合を有する環状化合物、イソシアヌル酸
骨格を有する化合物、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュウ酸
塩及びフルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物を含有する
、請求項1~8のいずれか1項に記載の非水系電解液。 Sulfur-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, organic compounds having a cyano group other than the above formula (1), organic compounds having an isocyanate group, silicon-containing compounds, aromatic compounds, fluorine-free carboxylic acid esters, and a plurality of ether bonds. Contains at least one compound selected from the group consisting of a cyclic compound having an isocyanuric acid skeleton, a monofluorophosphate, a difluorophosphate, a borate, a oxalate and a fluorosulfonate. The non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 8.
化合物、イソシアネート基を有する有機化合物、ケイ素含有化合物、芳香族化合物、フッ
素非含有カルボン酸エステル、複数のエーテル結合を有する環状化合物、イソシアヌル酸
骨格を有する化合物、モノフルオロリン酸塩、ジフルオロリン酸塩、ホウ酸塩、シュウ酸
塩及びフルオロスルホン酸塩からなる群より選ばれる少なくとも1種の化合物の非水系電
解液全量に対する合計含有量が、0.001質量%以上50質量%以下である、請求項9
に記載の非水系電解液。 Sulfur-containing organic compounds, phosphorus-containing organic compounds, organic compounds having a cyano group other than the above formula (1), organic compounds having an isocyanate group, silicon-containing compounds, aromatic compounds, fluorine-free carboxylic acid esters, and a plurality of ether bonds. Non-aqueous electrolysis of at least one compound selected from the group consisting of a cyclic compound having an isocyanuric acid skeleton, a monofluorophosphate, a difluorophosphate, a borate, a oxalate and a fluorosulfonate. 9. Claim 9 in which the total content with respect to the total amount of the liquid is 0.001% by mass or more and 50% by mass or less.
The non-aqueous electrolyte solution described in 1.
電デバイス。 A power storage device comprising a negative electrode and a positive electrode, and the non-aqueous electrolyte solution according to any one of claims 1 to 10.
、合金及び化合物、スズの単体金属、合金及び化合物、炭素質材料、並びにリチウムチタ
ン複合酸化物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、請求項11に記載の
蓄電デバイス。 The negative electrode has a negative electrode active material layer on a current collector, and the negative electrode active material layer is a simple substance metal of silicon, an alloy and a compound, a simple substance metal of tin, an alloy and a compound, a carbonaceous material, and a lithium titanium composite. The power storage device according to claim 11, which contains at least one selected from the group consisting of oxides.
ト複合酸化物、リチウム・コバルト・ニッケル複合酸化物、リチウム・マンガン複合酸化
物、リチウム・コバルト・マンガン複合酸化物、リチウム・ニッケル複合酸化物、リチウ
ム・ニッケル・マンガン複合酸化物、及びリチウム・コバルト・ニッケル・マンガン複合
酸化物からなる群より選択される少なくとも一種を含有する、請求項11または12に記
載の蓄電デバイス。
The positive electrode has a positive electrode active material layer on a current collector, and the positive electrode active material layer includes a lithium-cobalt composite oxide, a lithium-cobalt-nickel composite oxide, a lithium-manganese composite oxide, and a lithium-cobalt composite oxide. 11. 12. The power storage device according to 12.
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