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WO2020137367A1 - リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池及びモジュール - Google Patents

リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池及びモジュール Download PDF

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WO2020137367A1
WO2020137367A1 PCT/JP2019/047001 JP2019047001W WO2020137367A1 WO 2020137367 A1 WO2020137367 A1 WO 2020137367A1 JP 2019047001 W JP2019047001 W JP 2019047001W WO 2020137367 A1 WO2020137367 A1 WO 2020137367A1
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WO
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anhydride
carbonate
group
mass
methyl
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Application number
PCT/JP2019/047001
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English (en)
French (fr)
Inventor
知哉 日高
穣輝 山崎
Original Assignee
ダイキン工業株式会社
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Publication date
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Priority to CN201980086094.XA priority patent/CN113261140A/zh
Priority to EP19903525.4A priority patent/EP3905411A4/en
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    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present disclosure relates to an electrolyte solution for a lithium ion secondary battery, a lithium ion secondary battery and a module.
  • Patent Document 1 is characterized by using a quaternary ammonium salt or a quaternary phosphonium salt of a specific boron-containing anion as a solute.
  • An electrolytic solution for an electrolytic capacitor is described.
  • Patent Document 2 describes an electrolytic solution for an electric double layer capacitor containing ethyltrimethylammonium tetrafluoroborate and a specific imidazolium tetrafluoroborate.
  • Patent Document 3 describes a non-aqueous electrolyte solution to which lithium difluorophosphate or the like is added.
  • JP-A-1-194313 Japanese Patent Laid-Open No. 2012-74528 JP-A-11-67270
  • the present disclosure aims to provide an electrolytic solution that can reduce the resistance of a lithium-ion secondary battery and improve storage characteristics, and a lithium-ion secondary battery including the electrolytic solution. To do.
  • the present disclosure includes general formula (1): (In the general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group.)
  • the lithium ion ion containing the compound (1) An electrolyte for a secondary battery.
  • the compound (1) has the formula:
  • the compound (1-a) represented by is preferable.
  • the content of the compound (1) in the electrolytic solution is preferably 0.01 to 10% by mass.
  • the present disclosure includes general formula (1-1): (In the general formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group.), and an imidazolium cation (1-1) and difluoro.
  • the present invention also relates to an electrolytic solution for a lithium-ion secondary battery, which contains a phosphate ion.
  • the present disclosure also relates to a lithium-ion secondary battery including the above electrolytic solution.
  • the present disclosure also relates to a module including the above lithium-ion secondary battery.
  • an electrolytic solution that can reduce the resistance of a lithium-ion secondary battery and can improve storage characteristics, and a lithium-ion secondary battery including the electrolytic solution. it can.
  • the present disclosure includes general formula (1): (In the general formula (1), R 1 and R 2 are each independently a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group.)
  • the lithium ion ion containing the compound (1) The present invention relates to an electrolytic solution for a secondary battery (hereinafter, also referred to as a first electrolytic solution).
  • the first electrolytic solution of the present disclosure can reduce the resistance of the lithium ion secondary battery and improve storage characteristics (for example, recovery capacity after high temperature storage) by having the above characteristics. it can.
  • R 1 and R 2 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and optionally having an ether bond.
  • the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group and a butyl group. It is preferable that at least one of R 1 and R 2 is a methyl group, one of R 1 and R 2 is a methyl group, and the other is an ethyl group, a propyl group or a butyl group.
  • the compound represented by the formula (1-a) A compound (1-a) represented by: and a formula (1-b):
  • the compound (1-b) is preferably at least one selected from the group consisting of compounds (1-b), and more preferably the compound (1-a).
  • one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the content of the compound (1) in the first electrolytic solution is preferably 0.01 to 10 mass% with respect to the above electrolytic solution.
  • the content of the compound (1) is more preferably 0.1% by mass or more and even more preferably 0.5% by mass or more with respect to the electrolytic solution.
  • 5.0 mass% or less is more preferable, 3.0 mass% or less is still more preferable, and 2.0 mass% or less is especially preferable.
  • the present disclosure includes general formula (1-1): (In the general formula (1-1), R 1 and R 2 are each independently a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group.), and an imidazolium cation (1-1) and difluoro.
  • the present invention also relates to an electrolytic solution for a lithium ion secondary battery (hereinafter, also referred to as a second electrolytic solution), which contains a phosphate ion (PO 2 F 2 ⁇ ).
  • the second electrolytic solution of the present disclosure can reduce the resistance of the lithium ion secondary battery and improve storage characteristics (for example, recovery capacity after high temperature storage) by having the above characteristics. it can.
  • R 1 and R 2 are independently a methyl group, an ethyl group, a propyl group or a butyl group.
  • the preferable combination of R 1 and R 2 is as described for the general formula (1).
  • imidazolium cations (1-1) among others, An imidazolium cation (1-1a) represented by At least one kind selected from the group consisting of imidazolium cations (1-1b) represented by is preferable, and imidazolium cations (1-1a) are more preferable.
  • the molar ratio (a/b) between the content (a) of the imidazolium cation (1-1) and the content (b) of the difluorophosphate ion is 0.001 to 20. Is preferred.
  • the molar ratio (a/b) is more preferably 0.01 or more, further preferably 0.1 or more, particularly preferably 0.9 or more. Further, 13 or less is more preferable, 3 or less is further preferable, and 1.1 or less is particularly preferable.
  • the content of the imidazolium cation (1-1) in the second electrolytic solution is preferably 0.0005 to 15 mass% with respect to the electrolytic solution.
  • the content of the imidazolium cation (1-1) and the difluorophosphate ion can be measured by NMR and gas chromatography.
  • ion source for giving each ion contained in the second electrolytic solution a compound containing each ion and soluble in a solvent forming the electrolytic solution can be used.
  • the above ion sources may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the ion source of the imidazolium cation (1-1) include the compound (1) described above, and a compound including the imidazolium cation (1-1) and a counter anion (excluding difluorophosphate ion).
  • Examples of the counter anion (excluding difluorophosphate ion) include PF 6 ⁇ , N(FSO 2 ) 2 ⁇ , N(CF 3 SO 2 ) 2 ⁇ , ClO 4 ⁇ , Cl ⁇ , BF 4 ⁇ and the like. Among them, PF 6 ⁇ is preferable.
  • Examples of the ion source of the difluorophosphate ion include the compound (1) described above and a compound composed of the difluorophosphate ion and a counter cation (excluding the imidazolium cation (1-1)).
  • Examples of the counter cation include Li + , ammonium cation, pyridinium cation, pyrrolidinium cation, piperidinium cation, and the like, of which Li + is preferable.
  • the compound can be used as an ion source for both the imidazolium cation (1-1) and the difluorophosphate ion because the resistance of the lithium ion secondary battery can be further reduced and the storage characteristics can be further improved. It is preferable to use (1).
  • the compound (1) has, for example, the following general formula: It can be suitably produced by a production method including a step of reacting imidazolium chloride represented by the formula (wherein R 1 and R 2 are as described above) with lithium difluorophosphate.
  • the above reaction can be carried out in a solvent.
  • the solvent is preferably an organic solvent, and examples thereof include non-aromatic hydrocarbon solvents, aromatic hydrocarbon solvents, ketone solvents, halogenated hydrocarbon solvents, ether solvents, ester solvents, nitrile solvents, sulfoxide solvents and amide solvents.
  • non-aromatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, cyclohexane, decahydronaphthalene, n-decane, isododecane, tridecane;
  • Aromatic hydrocarbon solvents such as nitrobenzene, o-nitrotoluene, mesitylene, indene, diphenyl sulfide; ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, propiophenone, diisobutyl ketone, isophorone;
  • Halogenated hydrocarbon solvents such as chlorobenzene;
  • ether solvents such as diethyl ether, tetrahydrofuran, diisopropyl ether, methyl t-butyl ether, dioxane, dimethoxyethane, digly
  • a sulfoxide solvent such as dimethyl sulfoxide or sulfolane; and N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N,N-dimethylacrylamide, Examples thereof include amide solvents such as N,N-dimethylacetoacetamide, N,N-diethylformamide and N,N-diethylacetamide.
  • the said solvent can be used individually by 1 type or in mixture of 2 or more types.
  • the reaction temperature is preferably 0 to 50°C, more preferably 10 to 30°C.
  • the reaction time is preferably 1 to 50 hours, more preferably 10 to 30 hours.
  • the production method may further include steps such as an ion exchange step, a filtration step, and a concentration step.
  • the electrolytic solution of the present disclosure preferably contains a solvent.
  • the solvent preferably contains at least one selected from the group consisting of carbonates and carboxylic acid esters.
  • the carbonate may be a cyclic carbonate or a chain carbonate.
  • the cyclic carbonate may be a non-fluorinated cyclic carbonate or a fluorinated cyclic carbonate.
  • non-fluorinated cyclic carbonate examples include non-fluorinated saturated cyclic carbonates, preferably non-fluorinated saturated alkylene carbonate having an alkylene group having 2 to 6 carbon atoms, and non-fluorine having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms. More preferred are saturated alkylene carbonates.
  • the above-mentioned non-fluorinated saturated cyclic carbonate has a high dielectric constant and a favorable viscosity, and therefore ethylene carbonate, propylene carbonate, cis-2,3-pentylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate. At least one selected from the group consisting of 2,3-pentylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 1,2-butylene carbonate and butylene carbonate is preferable.
  • the non-fluorinated saturated cyclic carbonates may be used alone or in any combination of two or more at any ratio.
  • the content of the non-fluorinated saturated cyclic carbonate is preferably 5 to 90% by volume, more preferably 10 to 60% by volume with respect to the solvent. It is more preferably 15 to 45% by volume.
  • the fluorinated cyclic carbonate is a cyclic carbonate having a fluorine atom.
  • the solvent containing the fluorinated cyclic carbonate can be preferably used even under a high voltage.
  • “high voltage” refers to a voltage of 4.2 V or higher.
  • the upper limit of the "high voltage” is preferably 4.9V.
  • the fluorinated cyclic carbonate may be a fluorinated saturated cyclic carbonate or a fluorinated unsaturated cyclic carbonate.
  • the fluorinated saturated cyclic carbonate is a saturated cyclic carbonate having a fluorine atom, and specifically, the following general formula (A):
  • X 1 to X 4 are the same or different and each represents —H, —CH 3 , —C 2 H 5 , —F, a fluorinated alkyl group which may have an ether bond, or an ether bond.
  • a compound having a good fluorinated alkoxy group is —CF 3 , —CF 2 H, —CH 2 F or the like.
  • the “ether bond” is a bond represented by —O—.
  • one or two of X 1 to X 4 may have —F, a fluorinated alkyl group which may have an ether bond, or an ether bond. It is preferably a fluorinated alkoxy group.
  • X 1 to X 4 are —H, —F, a fluorinated alkyl group (a), an ether bond. It is preferably a fluorinated alkyl group (b) or a fluorinated alkoxy group (c) that it has.
  • the fluorinated alkyl group (a) is one in which at least one hydrogen atom of the alkyl group is replaced with a fluorine atom.
  • the fluorinated alkyl group (a) preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably has 1 to 17 carbon atoms, further preferably has 1 to 7 carbon atoms, and particularly preferably has 1 to 5 carbon atoms. If the carbon number becomes too large, the low temperature characteristics may deteriorate, or the solubility of the electrolyte salt may decrease. If the carbon number is too small, the solubility of the electrolyte salt may decrease, and the discharge efficiency may decrease. Viscosity may increase.
  • Examples of the fluorinated alkyl group (a) having 1 carbon atom include CFH 2 —, CF 2 H—, and CF 3 —.
  • CF 2 H— or CF 3 ⁇ is preferable in terms of high temperature storage characteristics, and CF 3 ⁇ is most preferable.
  • those having 2 or more carbon atoms include those represented by the following general formula (a-1): R 1 -R 2 -(a-1) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a fluorine atom; R 2 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may have a fluorine atom; provided that R 1 and A fluorinated alkyl group represented by at least one of R 2 has a fluorine atom) can be preferably exemplified from the viewpoint of good solubility of the electrolyte salt. In addition, R 1 and R 2 may further have other atoms other than carbon atom, hydrogen atom and fluorine atom.
  • R 1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms, which may have a fluorine atom.
  • R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 16 carbon atoms.
  • the carbon number of R 1 is more preferably 1 to 6, and further preferably 1 to 3.
  • R 1 examples include linear or branched alkyl groups such as CH 3 —, CH 3 CH 2 —, CH 3 CH 2 CH 2 —, CH 3 CH 2 CH 2 CH 2 —,
  • R 1 is a linear alkyl group having a fluorine atom, CF 3 —, CF 3 CH 2 —, CF 3 CF 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 — , CF 3 CF 2 CF 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 CF 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3
  • R 1 is a branched alkyl group having a fluorine atom
  • the viscosity is likely to be high when there is a branch of CH 3 ⁇ or CF 3 ⁇ , it is more preferable that the number is small (one) or zero.
  • R 2 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may have a fluorine atom.
  • R 2 may be linear or branched.
  • An example of the minimum structural unit that constitutes such a linear or branched alkylene group is shown below.
  • R 2 is composed of these alone or in combination.
  • R 2 is linear, it is composed of only the above-mentioned linear minimum structural unit, and among them, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 — or —CF 2 — is preferable. From the viewpoint that the solubility of the electrolyte salt can be further improved, —CH 2 — or —CH 2 CH 2 — is more preferable.
  • R 2 When R 2 is branched, it contains at least one branched minimum structural unit described above, and has the general formula —(CX a X b )—(X a is H, F , CH 3 or CF 3 ; X b is CH 3 or CF 3, provided that when X b is CF 3 , then X a is H or CH 3 . These can further improve the solubility of the electrolyte salt.
  • Examples of preferable fluorinated alkyl group (a) include CF 3 CF 2 —, HCF 2 CF 2 —, H 2 CFCF 2 —, CH 3 CF 2 —, CF 3 CHF—, CH 3 CF 2 —, CF 3 CF. 2 CF 2 ⁇ , HCF 2 CF 2 CF 2 ⁇ , H 2 CFCF 2 CF 2 ⁇ , CH 3 CF 2 CF 2 ⁇ ,
  • the fluorinated alkyl group (b) having an ether bond is one in which at least one hydrogen atom of the alkyl group having an ether bond is replaced with a fluorine atom.
  • the fluorinated alkyl group (b) having an ether bond preferably has 2 to 17 carbon atoms.
  • the fluorinated alkyl group (b) having an ether bond preferably has 2 to 10 carbon atoms, and more preferably 2 to 7 carbon atoms.
  • the alkylene group constituting the ether portion of the fluorinated alkyl group (b) having an ether bond may be a linear or branched alkylene group.
  • An example of the minimum structural unit that constitutes such a linear or branched alkylene group is shown below.
  • the alkylene group may be composed of these minimum structural units alone, and may have a structure of straight-chain (i), branched-chain (ii), or straight-chain (i) and branched-chain (ii). It may be configured by a combination. A preferred specific example will be described later.
  • More preferred fluorinated alkyl group (b) having an ether bond is represented by general formula (b-1): R 3 -(OR 4 ) n1- (b-1) (In the formula, R 3 may have a fluorine atom, preferably an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms; R 4 may have a fluorine atom, preferably alkylene having 1 to 4 carbon atoms. Group; n1 is an integer of 1 to 3; provided that at least one of R 3 and R 4 has a fluorine atom).
  • R 3 and R 4 include the followings, which can be appropriately combined to form the fluorinated alkyl group (b) having an ether bond represented by the above general formula (b-1).
  • the present invention is not limited to these.
  • R 3 is a compound represented by the general formula: X c 3 C—(R 5 )n 2 —(wherein three X c are the same or different, H or F; R 5 is a fluorine atom having 1 to 5 carbon atoms).
  • Alkylene group which may have; n2 is preferably an alkyl group represented by 0 or 1).
  • R 3 includes CH 3 ⁇ , CF 3 ⁇ , HCF 2 ⁇ and H 2 CF—.
  • n2 is 1
  • n2 is 1
  • n2 is 1
  • n2 is 1 and R 3 is a branched chain
  • R 3 is a straight chain.
  • n1 is an integer of 1 to 3, and preferably 1 or 2.
  • R 4 may be the same or different.
  • R 4 include the following linear or branched ones.
  • the fluorinated alkoxy group (c) is one in which at least one hydrogen atom of the alkoxy group is replaced with a fluorine atom.
  • the fluorinated alkoxy group (c) preferably has 1 to 17 carbon atoms. More preferably, it has 1 to 6 carbon atoms.
  • the fluorinated alkoxy group (c) has the general formula: X d 3 C-(R 6 ) n3- O- (wherein the three X d are the same or different, each is H or F; R 6 is preferably a carbon number).
  • fluorinated alkoxy group (c) examples include a fluorinated alkoxy group in which an oxygen atom is bonded to the terminal of the alkyl group exemplified as R 1 in the general formula (a-1).
  • the fluorine content of the fluorinated alkyl group (a), the fluorinated alkyl group having an ether bond (b), and the fluorinated alkoxy group (c) in the fluorinated saturated cyclic carbonate is preferably 10% by mass or more. If the fluorine content is too low, the effect of lowering the viscosity at low temperatures and the effect of increasing the flash point may not be sufficiently obtained. From this viewpoint, the fluorine content is more preferably 12% by mass or more, further preferably 15% by mass or more. The upper limit is usually 76% by mass.
  • the fluorine content of the fluorinated alkyl group (a), the fluorinated alkyl group having an ether bond (b), and the fluorinated alkoxy group (c) is ⁇ (the number of fluorine atoms. ⁇ 19)/formula amount of each group ⁇ 100(%).
  • the total fluorine content of the fluorinated saturated cyclic carbonate is preferably 10% by mass or more, more preferably 15% by mass or more.
  • the upper limit is usually 76% by mass.
  • the fluorine content of the fluorinated saturated cyclic carbonate is based on the structural formula of the fluorinated saturated cyclic carbonate, and is ⁇ (number of fluorine atoms x 19)/molecular weight of the fluorinated saturated cyclic carbonate ⁇ x 100 (%). It is the calculated value.
  • fluorinated saturated cyclic carbonate examples include the following.
  • fluorinated saturated cyclic carbonate in which at least one of X 1 to X 4 is —F include:
  • Etc. can also be used.
  • fluorinated saturated cyclic carbonate in which at least one of X 1 to X 4 is a fluorinated alkyl group (a) and the rest are all —H are:
  • the fluorinated saturated cyclic carbonate is preferably one of the following compounds.
  • fluorinated saturated cyclic carbonate examples include trans-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, 5-(1,1-difluoroethyl)-4,4-difluoro-1, 3-dioxolan-2-one, 4-methylene-1,3-dioxolan-2-one, 4-methyl-5-trifluoromethyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-5-fluoro- 1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-5,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4-ethyl-4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4-Ethyl-4,5,5-trifluoro-1,3-dioxolan-2-one, 4,4-difluoro-5-methyl-1,3-dioxolan-2-one, 4-fluoro-5-methyl
  • fluorinated saturated cyclic carbonate examples include fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, trifluoromethylethylene carbonate (3,3,3-trifluoropropylene carbonate), 2,2,3,3,3-pentafluoro. Propyl ethylene carbonate is more preferred.
  • the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is a cyclic carbonate having an unsaturated bond and a fluorine atom, and a fluorinated ethylene carbonate derivative substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond is preferable.
  • the above fluorinated cyclic carbonates may be used alone or in any combination of two or more at any ratio.
  • the content of the fluorinated cyclic carbonate is preferably 5 to 90% by volume with respect to the solvent, more preferably 10 to 60% by volume, and 15 to More preferably, it is 45% by volume.
  • the chain carbonate may be a non-fluorinated chain carbonate or a fluorinated chain carbonate.
  • non-fluorinated chain carbonate examples include CH 3 OCOOCH 3 (dimethyl carbonate: DMC), CH 3 CH 2 OCOOCH 2 CH 3 (diethyl carbonate: DEC), CH 3 CH 2 OCOOCH 3 (ethyl methyl carbonate: EMC ), CH 3 OCOOCH 2 CH 2 CH 3 (methyl propyl carbonate), methyl butyl carbonate, ethyl propyl carbonate, ethyl butyl carbonate, dipropyl carbonate, dibutyl carbonate, methyl isopropyl carbonate, methyl-2-phenylphenyl carbonate, phenyl-2.
  • -Chain chain carbonates such as phenylphenyl carbonate, trans-2,3-pentylene carbonate, trans-2,3-butylene carbonate and ethylphenyl carbonate can be mentioned.
  • phenylphenyl carbonate trans-2,3-pentylene carbonate
  • trans-2,3-butylene carbonate trans-2,3-butylene carbonate
  • ethylphenyl carbonate ethylphenyl carbonate
  • at least one selected from the group consisting of ethyl methyl carbonate, diethyl carbonate and dimethyl carbonate is preferable.
  • the non-fluorinated chain carbonates may be used alone or in any combination of two or more at any ratio.
  • the content of the non-fluorinated chain carbonate is preferably 10 to 90% by volume, more preferably 40 to 85% by volume with respect to the solvent. It is more preferably 50 to 80% by volume.
  • the fluorinated chain carbonate is a chain carbonate having a fluorine atom.
  • the solvent containing the fluorinated chain carbonate can be preferably used even under a high voltage.
  • the above fluorinated chain carbonate has the general formula (B): Rf 2 OCOOR 7 (B) (In the formula, Rf 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, and R 7 is an alkyl group which may contain a fluorine atom having 1 to 7 carbon atoms.) Can be mentioned.
  • Rf 2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 7 carbon atoms
  • R 7 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms and optionally containing a fluorine atom.
  • the fluorinated alkyl group is one in which at least one hydrogen atom of the alkyl group is substituted with a fluorine atom.
  • R 7 is an alkyl group containing a fluorine atom, it is a fluorinated alkyl group.
  • Rf 2 and R 7 preferably have 1 to 7 carbon atoms, and more preferably 1 to 2 carbon atoms, from the viewpoint of low viscosity.
  • the solubility of the electrolyte salt may decrease. If the carbon number is too small, the solubility of the electrolyte salt may decrease, and the discharge efficiency may decrease. Viscosity may increase.
  • fluorinated alkyl group having 1 carbon atom examples include CFH 2 —, CF 2 H—, and CF 3 —.
  • CFH 2 ⁇ or CF 3 ⁇ is preferable in terms of high temperature storage characteristics.
  • Examples of the fluorinated alkyl group having 2 or more carbon atoms include those represented by the following general formula (d-1): R 1 -R 2 -(d-1) (In the formula, R 1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a fluorine atom; R 2 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may have a fluorine atom; provided that R 1 and A fluorinated alkyl group represented by at least one of R 2 has a fluorine atom) can be preferably exemplified from the viewpoint of good solubility of the electrolyte salt. In addition, R 1 and R 2 may further have other atoms other than carbon atom, hydrogen atom and fluorine atom.
  • R 1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms, which may have a fluorine atom.
  • R 1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
  • the carbon number of R 1 is more preferably 1 to 3.
  • R 1 specifically, a linear or branched alkyl group is represented by CH 3 —, CF 3 —, CH 3 CH 2 —, CH 3 CH 2 CH 2 —, CH 3 CH 2 CH 2 CH. 2- ,
  • R 1 is a linear alkyl group having a fluorine atom, CF 3 —, CF 3 CH 2 —, CF 3 CF 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 — , CF 3 CF 2 CF 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 CF 2 —, CF 3 CH 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CH 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3
  • R 1 is a branched alkyl group having a fluorine atom
  • the viscosity is likely to be high when there is a branch of CH 3 ⁇ or CF 3 ⁇ , it is more preferable that the number is small (one) or zero.
  • R 2 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may have a fluorine atom.
  • R 2 may be linear or branched.
  • An example of the minimum structural unit that constitutes such a linear or branched alkylene group is shown below.
  • R 2 is composed of these alone or in combination.
  • R 2 is linear, it is composed of only the above-mentioned linear minimum structural unit, and among them, —CH 2 —, —CH 2 CH 2 — or —CF 2 — is preferable. From the viewpoint that the solubility of the electrolyte salt can be further improved, —CH 2 — or —CH 2 CH 2 — is more preferable.
  • R 2 When R 2 is branched, it contains at least one branched minimum structural unit described above, and has the general formula —(CX a X b )—(X a is H, F , CH 3 or CF 3 ; X b is CH 3 or CF 3, provided that when X b is CF 3 , then X a is H or CH 3 . These can further improve the solubility of the electrolyte salt.
  • preferable fluorinated alkyl groups include CF 3 CF 2 —, HCF 2 CF 2 —, H 2 CFCF 2 —, CH 3 CF 2 —, CF 3 CH 2 —, CF 3 CF 2 CF. 2 -, HCF 2 CF 2 CF 2 -, H 2 CFCF 2 CF 2 -, CH 3 CF 2 CF 2 -,
  • CF 3 —, CF 3 CF 2 —, (CF 3 ) 2 CH—, CF 3 CH 2 —, C 2 F 5 CH 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 —, HCF 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CFHCF 2 CH 2 —, CFH 2 —, CF 2 H— are preferable, because they have high flame retardancy, rate characteristics and oxidation resistance.
  • CF 3 CH 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 —, HCF 2 CF 2 CH 2 —, CFH 2 —, and CF 2 H— are more preferable.
  • R 7 is an alkyl group containing no fluorine atom, it is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms.
  • R 7 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and more preferably 1 to 3 carbon atoms, from the viewpoint of low viscosity.
  • Examples of the above-mentioned fluorine-free alkyl group include CH 3 —, CH 3 CH 2 —, (CH 3 ) 2 CH—, C 3 H 7 — and the like. Of these, CH 3 — and CH 3 CH 2 — are preferable because they have low viscosity and good rate characteristics.
  • the fluorinated chain carbonate preferably has a fluorine content of 15 to 70% by mass.
  • the above-mentioned fluorine content is more preferably 20% by mass or more, further preferably 30% by mass or more, particularly preferably 35% by mass or more, more preferably 60% by mass or less, and further preferably 50% by mass or less.
  • the fluorine content is based on the structural formula of the fluorinated chain carbonate, ⁇ (Number of fluorine atoms x 19)/molecular weight of fluorinated chain carbonate ⁇ x 100 (%) The value calculated by
  • the fluorinated chain carbonate is preferably one of the following compounds in terms of low viscosity.
  • methyl 2,2,2-trifluoroethyl carbonate F 3 CH 2 COC( ⁇ O)OCH 3 .
  • the fluorinated chain carbonate may be used alone or in any combination of two or more in any ratio.
  • the content of the fluorinated chain carbonate is preferably 10 to 90% by volume, more preferably 40 to 85% by volume with respect to the solvent. It is more preferably 50 to 80% by volume.
  • the carboxylic acid ester may be a cyclic carboxylic acid ester or a chain carboxylic acid ester.
  • the cyclic carboxylic acid ester may be a non-fluorinated cyclic carboxylic acid ester or a fluorinated cyclic carboxylic acid ester.
  • non-fluorinated cyclic carboxylic acid ester examples include a non-fluorinated saturated cyclic carboxylic acid ester, and a non-fluorinated saturated cyclic carboxylic acid ester having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms is preferable.
  • non-fluorinated saturated cyclic carboxylic acid ester having an alkylene group having 2 to 4 carbon atoms include ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -caprolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -methyl- ⁇ - Butyrolactone may be mentioned.
  • ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone are particularly preferable from the viewpoint of improving the degree of lithium ion dissociation and improving load characteristics.
  • the non-fluorinated saturated cyclic carboxylic acid ester may be used alone or in any combination of two or more in any ratio.
  • the content of the non-fluorinated saturated cyclic carboxylic acid ester is preferably 0 to 90% by volume with respect to the solvent, and 0.001 to 90% by volume. %, more preferably 1 to 60% by volume, particularly preferably 5 to 40% by volume.
  • the chain carboxylic acid ester may be a non-fluorinated chain carboxylic acid ester or a fluorinated chain carboxylic acid ester.
  • the solvent contains the chain carboxylic acid ester, it is possible to further suppress the increase in resistance of the electrolytic solution after storage at high temperature.
  • non-fluorinated chain carboxylic acid ester examples include methyl acetate, ethyl acetate, propyl acetate, butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate, butyl propionate, tert-butyl propionate, tert.
  • butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, propyl propionate and butyl propionate are preferable, and ethyl propionate and propyl propionate are particularly preferable.
  • the non-fluorinated chain carboxylic acid ester may be used alone or in any combination of two or more in any ratio.
  • the content of the non-fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 0 to 90% by volume with respect to the solvent, and 0.001 to 90% by volume. %, more preferably 1 to 60% by volume, particularly preferably 5 to 40% by volume.
  • the fluorinated chain carboxylic acid ester is a chain carboxylic acid ester having a fluorine atom.
  • the solvent containing the fluorinated chain carboxylic acid ester can be preferably used even under a high voltage.
  • the fluorinated chain carboxylic acid ester has the following general formula: R 31 COOR 32 (In the formula, R 31 and R 32 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and optionally containing a fluorine atom, and at least one of R 31 and R 32 contains a fluorine atom).
  • R 31 and R 32 are each independently an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms and optionally containing a fluorine atom, and at least one of R 31 and R 32 contains a fluorine atom).
  • the fluorinated chain carboxylic acid ester shown is preferable in terms of compatibility with other solvents and good oxidation resistance.
  • R 31 and R 32 include a methyl group (—CH 3 ), an ethyl group (—CH 2 CH 3 ), a propyl group (—CH 2 CH 2 CH 3 ), an isopropyl group (—CH(CH 3 ) 2 ).
  • a non-fluorinated alkyl group such as a normal butyl group (—CH 2 CH 2 CH 2 CH 3 ), a tertiary butyl group (—C(CH 3 ) 3 ), —CF 3 , —CF 2 H, —CFH 2 , -CF 2 CF 3 , -CF 2 CF 2 H, -CF 2 CFH 2 , -CH 2 CF 3 , -CH 2 CF 2 H, -CH 2 CFH 2 , -CF 2 CF 2 CF 3 , -CF 2 CF 2 CF 2 H, —CF 2 CF 2 CFH 2 , —CH 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 CF 2 H, —CH 2 CF 2 CFH 2 , —CH 2 CH 2 CF 3 , —CH 2 CH 2 CF 2 H, —CH 2 CH 2 CFH 2 , —CF(CF 3 ) 2 , —CF(CF 2
  • a methyl group, an ethyl group, —CF 3 , —CF 2 H, —CF 2 CF 3 , —CH 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 H, —CH 2 CFH 2 , —CH 2 CH 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 CF 2 H, and —CH 2 CF 2 CFH 2 are particularly preferable in terms of compatibility with other solvents, viscosity, and oxidation resistance.
  • fluorinated chain carboxylic acid ester examples include CF 3 CH 2 C( ⁇ O)OCH 3 (methyl 3,3,3-trifluoropropionate), HCF 2 C( ⁇ O)OCH 3 ( Methyl difluoroacetate), HCF 2 C( ⁇ O)OC 2 H 5 (ethyl difluoroacetate), CF 3 C( ⁇ O)OCH 2 CH 2 CF 3 , CF 3 C( ⁇ O)OCH 2 C 2 F 5 , CF 3 C( ⁇ O)OCH 2 CF 2 CF 2 H (trifluoroacetic acid 2,2,3,3-tetrafluoropropyl), CF 3 C( ⁇ O)OCH 2 CF 3 , CF 3 C( ⁇ O) OCH(CF 3 ) 2 , ethyl pentafluorobutyrate, methyl pentafluoropropionate, ethyl pentafluoropropionate, methyl heptafluoroisobuty
  • the fluorinated chain carboxylic acid ester may be used alone or in any combination of two or more in any proportion.
  • the content of the fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 10 to 90% by volume, and preferably 40 to 85% by volume with respect to the solvent. Is more preferable, and 50 to 80% by volume is even more preferable.
  • the solvent preferably contains at least one selected from the group consisting of the cyclic carbonate, the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester, and the cyclic carbonate, the chain carbonate and the chain carboxylic acid. More preferably, it contains at least one selected from the group consisting of esters.
  • the cyclic carbonate is preferably a saturated cyclic carbonate.
  • the solvent contains the cyclic carbonate, and at least one selected from the group consisting of the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester, the cyclic carbonate, the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester
  • the total amount of at least one selected from the group consisting of 10 to 100% by volume is preferably contained, more preferably 30 to 100% by volume, still more preferably 50 to 100% by volume.
  • the solvent contains the cyclic carbonate, and at least one selected from the group consisting of the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester, the cyclic carbonate, the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester
  • the volume ratio with at least one selected from the group consisting of is preferably 5/95 to 95/5, more preferably 10/90 or more, further preferably 15/85 or more, particularly preferably 20/80 or more. , 90/10 or less is more preferable, 60/40 or less is further preferable, and 50/50 or less is particularly preferable.
  • the solvent is also preferably at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated saturated cyclic carbonate, the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester, the non-fluorine It is more preferable to contain a fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester.
  • the electrolytic solution containing the solvent having the above composition can be suitably used for an electrochemical device used at a relatively low voltage.
  • the solvent contains the non-fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester
  • the non-fluorinated saturated cyclic carbonate The total amount of the carbonate and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 5 to 100% by volume, and 20 to 100% by volume. It is more preferable that the content is included, and it is further preferable that the content is included in the range of 30 to 100% by volume.
  • the electrolytic solution contains the non-fluorinated saturated cyclic carbonate, and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester
  • the non-fluorinated saturated The volume ratio of the cyclic carbonate to at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 5/95 to 95/5, and 10/ 90 or more is more preferable, 15/85 or more is further preferable, 20/80 or more is particularly preferable, 90/10 or less is more preferable, 60/40 or less is further preferable, and 50/50 or less is particularly preferable.
  • the solvent contains at least one selected from the group consisting of the fluorinated saturated cyclic carbonate, the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester, and the fluorinated saturated cyclic carbonate. And at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester.
  • the electrolytic solution containing the solvent having the above composition can be suitably used not only in an electrochemical device used at a relatively low voltage but also in an electrochemical device used at a relatively high voltage.
  • the solvent contains the fluorinated saturated cyclic carbonate, and at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester, the fluorinated saturated cyclic carbonate, the above
  • the total content of the fluorinated chain carbonate and at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carboxylic acid esters is preferably 5 to 100% by volume, more preferably 10 to 100% by volume. It is more preferable to contain 30 to 100% by volume.
  • the solvent contains the fluorinated saturated cyclic carbonate, and at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester, the fluorinated saturated cyclic carbonate, the above
  • the volume ratio with at least one selected from the group consisting of fluorinated chain carbonate and the above fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 5/95 to 95/5, more preferably 10/90 or more, and 15 /85 or more is more preferable, 20/80 or more is particularly preferable, 90/10 or less is more preferable, 60/40 or less is further preferable, and 50/50 or less is particularly preferable.
  • An ionic liquid can also be used as the solvent.
  • An "ionic liquid” is a liquid composed of ions that are a combination of organic cations and anions.
  • the organic cation is not particularly limited, and examples thereof include an imidazolium ion such as a dialkylimidazolium cation and a trialkylimidazolium cation; a tetraalkylammonium ion; an alkylpyridinium ion; a dialkylpyrrolidinium ion; and a dialkylpiperidinium ion. ..
  • the anion serving as a counter for these organic cations is not particularly limited, and examples thereof include PF 6 anion, PF 3 (C 2 F 5 ) 3 anion, PF 3 (CF 3 ) 3 anion, BF 4 anion, and BF 2 ( CF 3 ) 2 anion, BF 3 (CF 3 ) anion, P(C 2 O 4 )F 2 anion, Tf (trifluoromethanesulfonyl) anion, Nf (nonafluorobutanesulfonyl) anion, bis(fluorosulfonyl)imide anion, A bis(trifluoromethanesulfonyl)imide anion, a bis(pentafluoroethanesulfonyl)imide anion, a dicyanoamine anion, or a halide anion can be used.
  • the solvent is preferably a non-aqueous solvent
  • the electrolytic solution of the present disclosure is preferably a non-aqueous electrolytic solution.
  • the content of the solvent is preferably 70 to 99.999% by mass in the electrolytic solution, more preferably 80% by mass or more, and further preferably 92% by mass or less.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may further contain the following compound (5).
  • LIDFOP Lithium difluorooxalatophosphanite
  • LITFOP Lithium tetrafluorooxalatophosphanite
  • lithium bis(malonato)borate, lithium difluoro(malonato)borate, lithium bis(methylmalonato)borate, lithium difluoro(methylmalonato)borate, lithium bis(dimethylmalonato)borate, lithium difluoro(dimethyl) Maronato) borate etc. are also mentioned.
  • lithium tris(oxalato)phosphate, lithium tris(malonato)phosphate, lithium difluorobis(malonato)phosphate, lithium tetrafluoro(malonato)phosphate, lithium tris(methylmalonato)phosphate, lithium difluorobis( Methylmalonato)phosphate, lithium tetrafluoro(methylmalonato)phosphate, lithium tris(dimethylmalonato)phosphate, lithium difluorobis(dimethylmalonato)phosphate, lithium tetrafluoro(dimethylmalonato)phosphate and the like can also be mentioned.
  • Examples of the compound (5) also include LiAl(C 2 O 4 ) 2 and LiAlF 2 (C 2 O 4 ).
  • lithium difluoro(oxalato)borate, lithium tris(oxalato)phosphate, lithium difluorobis(oxalato)phosphate, lithium tetrafluoro(oxalato)phosphate contribute to the availability and formation of a stable film-like structure. It is more preferably used because it can
  • the content of the compound (5) 0.001% by mass or more is preferable, 0.01% by mass or more is more preferable, and 10% by mass is 10% with respect to the solvent, because further excellent cycle characteristics can be obtained. % Or less is preferable, and 3% by mass or less is more preferable.
  • the electrolytic solution of the present disclosure preferably further contains an electrolyte salt (excluding compounds (1) and (5)).
  • an electrolyte salt a lithium salt, an ammonium salt, a metal salt, a liquid salt (ionic liquid), an inorganic polymer type salt, an organic polymer type salt, etc. can be used in the electrolytic solution. Any one can be used.
  • a lithium salt is preferable as the electrolyte salt of the electrolyte solution for a lithium ion secondary battery.
  • Any lithium salt can be used, and specific examples include the following.
  • Inorganic lithium salt such as LiPO 2 F 2 ; Lithium tungstates such as LiWOF 5 ; HCO 2 Li, CH 3 CO 2 Li, 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 Carboxylic acid lithium salts such as CO 2 Li and CF 3 CF 2 CF 2 CO 2 Li; FSO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, CH 2 FSO 3 Li, CHF 2 SO
  • a salt represented by the formula: LiPF a (C n F 2n+1 ) 6-a (in the formula, a is an integer of 0 to 5 and n is an integer of 1 to 6) (for example, LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (iso-C 3 F 7 ) 3 , LiPF 5 (iso-C 3 F 7 ), LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5) 2), LiPF 4 (CF 3 SO 2) 2, LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2) 2, LiBF 3 CF 3, LiBF 3 C 2 F 5, LiBF 3 C 3 F 7, LiBF
  • LiPF 3 (C 2 F 5) 3 are particularly preferable in that they have an effect of improving output characteristics, high rate charge/discharge characteristics, high temperature storage characteristics, cycle characteristics, etc., and at least one selected from the group consisting of LiPF 6 , LiN(FSO 2 ) 2 and LiBF 4.
  • electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more.
  • a preferable example of using two or more kinds in combination is using LiPF 6 and LiBF 4 together, or using LiPF 6 and LiPO 2 F 2 , C 2 H 5 OSO 3 Li or FSO 3 Li at high temperature. It has the effect of improving the characteristics, load characteristics and cycle characteristics.
  • the compounding amount of LiBF 4 , LiPO 2 F 2 , C 2 H 5 OSO 3 Li, or FSO 3 Li with respect to 100% by mass of the entire electrolytic solution, and it is optional as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired.
  • % Or less more preferably 5% by mass or less.
  • the organic lithium salt CF 3 SO 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 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 and the like are preferable.
  • the proportion of the organic lithium salt with respect to 100% by mass of the whole electrolytic solution is preferably 0.1% by mass or more, particularly
  • the concentration of these electrolyte salts in the electrolytic solution is not particularly limited as long as the effect of the present disclosure is not impaired.
  • the total molar concentration of lithium in the electrolytic solution is preferably 0.3 mol/L or more, and more preferably 0.4 mol/L from the viewpoint that the electric conductivity of the electrolytic solution is in a good range and good battery performance is ensured.
  • the above is more preferably 0.5 mol/L or more, preferably 3 mol/L or less, more preferably 2.5 mol/L or less, still more preferably 2.0 mol/L or less.
  • the electrical conductivity of the electrolyte may be insufficient, while if the concentration is too high, the electrical conductivity may decrease due to an increase in viscosity, resulting in a decrease in battery performance. There is a case.
  • the electrolytic solution of the present disclosure has the general formula (2): (In the formula, X 21 is a group containing at least H or C, n 21 is an integer of 1 to 3, Y 21 and Z 21 are the same or different, and each group contains at least H, C, O or F, and n 22 is 0. Alternatively, 1, Y 21 and Z 21 may combine with each other to form a ring), and preferably further includes a compound (2).
  • the electrolytic solution contains the compound (2), the capacity retention rate is less likely to decrease and the amount of gas generated is less likely to increase even when stored at high temperature.
  • n21 is 2 or 3
  • two or three X 21's may be the same or different.
  • the plurality of Y 21 and Z 21 may be the same or different.
  • Y 21 is H-, F-, CH 3 -, CH 3 CH 2 -, CH 3 CH 2 CH 2 -, CF 3 -, CF 3 CF 2 -, CH 2 FCH 2 -, or CF 3 CF 2 CF. At least one selected from the group consisting of 2- is preferable.
  • Z 21 is H-, F-, CH 3 -, CH 3 CH 2 -, CH 3 CH 2 CH 2 -, CF 3 -, CF 3 CF 2 -, CH 2 FCH 2 -and CF 3 CF 2 CF. At least one selected from the group consisting of 2- is preferable.
  • Y 21 and Z 21 may be bonded to each other to form a carbocycle or a heterocycle which may contain an unsaturated bond and may have aromaticity.
  • the number of carbon atoms in the ring is preferably 3-20.
  • an analog refers to an acid anhydride obtained by substituting a part of the exemplified structure of the acid anhydride with another structure within a range not departing from the gist of the present disclosure.
  • a dimer, a trimer and a tetramer composed of a plurality of acid anhydrides, or an isomeric isomer having the same carbon number of the substituents but having a branched chain, and the substituents are acid. Examples thereof include those having different sites for binding to an anhydride.
  • acid anhydride having a 5-membered ring structure examples include succinic anhydride, methylsuccinic anhydride (4-methylsuccinic anhydride), dimethylsuccinic anhydride (4,4-dimethylsuccinic anhydride).
  • the acid anhydride having a 6-membered ring structure include cyclohexanedicarboxylic acid anhydride (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid anhydride, etc.), 4-cyclohexene-1,2-dicarboxylic acid anhydride, Examples thereof include glutaric anhydride, glutaconic anhydride, 2-phenylglutaric anhydride, and analogs thereof.
  • acid anhydrides forming other cyclic structures include 5-norbornene-2,3-dicarboxylic acid anhydride, cyclopentanetetracarboxylic acid dianhydride, pyromellitic acid anhydride, and diglycolic acid anhydride. Etc., and their analogs and the like.
  • acid anhydride which forms a cyclic structure and is substituted with a halogen atom examples include monofluorosuccinic anhydride (4-fluorosuccinic anhydride and the like), 4,4-difluorosuccinic anhydride and 4 ,5-Difluorosuccinic anhydride, 4,4,5-trifluorosuccinic anhydride, trifluoromethylsuccinic anhydride, tetrafluorosuccinic anhydride (4,4,5,5-tetrafluorosuccinic anhydride ), 4-fluoromaleic anhydride, 4,5-difluoromaleic anhydride, trifluoromethylmaleic anhydride, 5-fluoroitaconic anhydride, 5,5-difluoroitaconic anhydride, and the like And the like.
  • Examples of the compound (2) include glutaric anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, diglycolic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride, cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 4-cyclohexene- 1,2-dicarboxylic anhydride, 3,4,5,6-tetrahydrophthalic anhydride, 5-norbornene-2,3-dicarboxylic anhydride, phenylsuccinic anhydride, 2-phenylglutaric anhydride, Maleic anhydride, methyl maleic anhydride, trifluoromethyl maleic anhydride, phenyl maleic anhydride, succinic anhydride, methyl succinic anhydride, dimethyl succinic anhydride, trifluoromethyl succinic anhydride, monofluoro succinic acid Acid anhydride, tetrafluorosuccinic anhydride and the
  • the compound (2) has the general formula (3):
  • X 31 to X 34 are the same or different and each is a group containing at least H, C, O or F), and a compound (3) represented by the general formula (4):
  • X 41 and X 42 are the same or different and are groups containing at least H, C, O or F) and are preferably at least one selected from the group consisting of compounds (4). ..
  • X 31 to X 34 are preferably the same or different and at least one selected from the group consisting of an alkyl group, a fluorinated alkyl group, an alkenyl group and a fluorinated alkenyl group.
  • the carbon number of X 31 to X 34 is preferably 1 to 10, and more preferably 1 to 3.
  • X 31 to X 34 are the same or different and are H-, F-, CH 3 -, CH 3 CH 2 -, CH 3 CH 2 CH 2 -, CF 3 -, CF 3 CF 2 -, CH 2 FCH. More preferred is at least one selected from the group consisting of 2 ⁇ and CF 3 CF 2 CF 2 ⁇ .
  • X 41 and X 42 are the same or different and are preferably at least one selected from the group consisting of an alkyl group, a fluorinated alkyl group, an alkenyl group and a fluorinated alkenyl group.
  • the carbon number of X 41 and X 42 is preferably from 1 to 10, more preferably from 1 to 3.
  • X 41 and X 42 are the same or different and are H-, F-, CH 3 -, CH 3 CH 2 -, CH 3 CH 2 CH 2 -, CF 3 -, CF 3 CF 2 -, CH 2 FCH. More preferred is at least one selected from the group consisting of 2 ⁇ and CF 3 CF 2 CF 2 ⁇ .
  • the compound (3) is preferably any of the following compounds.
  • the compound (4) is preferably any of the following compounds.
  • the content of the compound (2) is more preferably 0.01 to 10% by mass, further preferably 0.1 to 3% by mass, and particularly preferably 0.1 to 1.0% by mass.
  • the electrolytic solution contains both the compounds (3) and (4), the capacity retention rate is less likely to decrease and the amount of gas generated is less likely to increase even when stored at high temperature. It is preferable that the electrolytic solution contains 0.08 to 2.50% by mass of the compound (3) and 0.02 to 1.50% by mass of the compound (4), and 0.80 to 2.50. It is more preferable to contain the compound (3) in an amount of 0.08% by mass and the compound (4) in an amount of 0.08 to 1.50% by mass.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may include at least one selected from the group consisting of nitrile compounds represented by the following general formulas (1a), (1b) and (1c).
  • R a and R b are each independently a hydrogen atom, a cyano group (CN), a halogen atom, an alkyl group, or a group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a halogen atom.
  • R c is a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group is substituted with a halogen atom, or NC—R c1 —X c1 — (R c1 is an alkylene group.
  • X c1 represents an oxygen atom or a sulfur atom
  • R d and R e each independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or at least a part of the alkyl group.
  • R f , R g , R h, and R i are each independently at least one of a group containing a cyano group (CN), a hydrogen atom (H), a halogen atom, an alkyl group, or an alkyl group.
  • R f , R g , R h and R i is a group containing a cyano group, and l represents an integer of 1 to 3. .
  • R a and R b are each independently a hydrogen atom, a cyano group (CN), a halogen atom, an alkyl group, or at least a part of the hydrogen atoms of the alkyl group is a halogen atom. It is a substituted group.
  • the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and an iodine atom. Of these, a fluorine atom is preferable.
  • the alkyl group preferably has 1 to 5 carbon atoms.
  • alkyl group examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group and a tert-butyl group.
  • group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a halogen atom examples include groups in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group described above are substituted with the halogen atom described above.
  • R a and R b are an alkyl group or a group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with halogen atoms
  • R a and R b are bonded to each other to form a ring structure (for example, a cyclohexane ring). ) May be formed.
  • R a and R b are preferably hydrogen atoms or alkyl groups.
  • n is an integer of 1-10.
  • all n R a s may be the same or at least some of them may be different.
  • R b is preferably an integer of 1 to 7, more preferably an integer of 2 to 5.
  • dinitrile and tricarbonitrile are preferable.
  • dinitriles include malononitrile, succinonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, pimelonitrile, suberonitrile, azelanitrile, sebaconitrile, undecanedinitrile, dodecanedinitrile, methylmalononitrile, ethylmalononitrile, isopropylmalononitrile, tert-butyl.
  • succinonitrile glutaronitrile, and adiponitrile are particularly preferable.
  • tricarbonitrile include pentane tricarbonitrile, propane tricarbonitrile, 1,3,5-hexanetricarbonitrile, 1,3,6-hexanetricarbonitrile, heptane tricarbonitrile, 1, 2,3-propanetricarbonitrile, 1,3,5-pentanetricarbonitrile, cyclohexanetricarbonitrile, triscyanoethylamine, triscyanoethoxypropane, tricyanoethylene, tris(2-cyanoethyl)amine, etc. are particularly mentioned.
  • Preferred are 1,3,6-hexanetricarbonitrile and cyclohexanetricarbonitrile, and most preferred is cyclohexanetricarbonitrile.
  • R c represents a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, a group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a halogen atom, or NC—R c1 —X c1 —(R c1 is an alkylene group, X c1 is a group represented by an oxygen atom or a sulfur atom, and R d and R e are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or an alkyl group. Is a group obtained by substituting at least a part of hydrogen atoms with halogen atoms.
  • halogen atom examples include those exemplified for the general formula (1a).
  • the NC-R c1 -X c1 - in R c1 is an alkylene group.
  • the alkylene group an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms is preferable. It is preferable that R c , R d, and R e are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or a group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with a halogen atom.
  • At least one of R c , R d and R e is preferably a halogen atom or a group obtained by substituting at least a part of hydrogen atoms of an alkyl group with a halogen atom, and at least a fluorine atom or an alkyl group.
  • a group in which some hydrogen atoms are replaced by fluorine atoms is more preferable.
  • R d and R e are an alkyl group or a group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group are substituted with halogen atoms, R d and R e are bonded to each other to form a ring structure (for example, a cyclohexane ring). ) May be formed.
  • m is an integer of 1 to 10.
  • m R d s may all be the same or at least some of them may be different.
  • R e is preferably an integer of 2 to 7, and more preferably an integer of 2 to 5.
  • nitrile compound represented by the general formula (1b) examples include acetonitrile, propionitrile, butyronitrile, isobutyronitrile, valeronitrile, isovaleronitrile, lauronitrile, 3-methoxypropionitrile, and 2-methylbutyro.
  • R f , R g , R h, and R i are each independently at least a group containing a cyano group (CN), a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group, or an alkyl group.
  • CN cyano group
  • Examples of the halogen atom, the alkyl group, and the group in which at least a part of hydrogen atoms of the alkyl group are replaced with a halogen atom include those exemplified for the general formula (1a).
  • Examples of the group containing a cyano group include a cyano group and a group obtained by substituting at least a part of hydrogen atoms of an alkyl group with a cyano group.
  • Examples of the alkyl group in this case include those exemplified for the general formula (1a).
  • At least one of R f , R g , R h, and R i is a group containing a cyano group. It is preferable that at least two of R f , R g , R h, and R i are groups containing a cyano group, and more preferably, R h and R i are groups containing a cyano group. ..
  • R h and R i are groups containing a cyano group
  • R f and R g are preferably hydrogen atoms.
  • l is an integer of 1 to 3. When 1 is 2 or more, all R f's may be the same or at least part of them may be different. The same applies to R g . l is preferably an integer of 1 to 2.
  • Examples of the nitrile compound represented by the general formula (1c) include 3-hexenedinitrile, mucononitrile, maleonitrile, fumaronitrile, acrylonitrile, methacrylonitrile, crotononitrile, 3-methylcrotononitrile, and 2-methyl-2-.
  • Examples include butenenitrile, 2-pentenenitrile, 2-methyl-2-pentenenitrile, 3-methyl-2-pentenenitrile, 2-hexenenitrile, 3-hexenedinitrile and mucononitrile are preferred, and 3-hexenedinitrile is particularly preferred. Nitrile is preferred.
  • the content of the nitrile compound is preferably 0.2 to 7 mass% with respect to the electrolytic solution. Thereby, the high temperature storage characteristics and safety of the electrochemical device at high voltage can be further improved.
  • the lower limit of the total content of the nitrile compound is more preferably 0.3% by mass, and further preferably 0.5% by mass.
  • the upper limit is more preferably 5% by mass, further preferably 2% by mass, and particularly preferably 0.5% by mass.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may include a compound having an isocyanato group (hereinafter, may be abbreviated as “isocyanate”).
  • isocyanate is not particularly limited, and any isocyanate can be used. Examples of the isocyanate include monoisocyanates, diisocyanates, triisocyanates and the like.
  • monoisocyanates include isocyanatomethane, isocyanatoethane, 1-isocyanatopropane, 1-isocyanatobutane, 1-isocyanatopentane, 1-isocyanatohexane, 1-isocyanatoheptane, 1-isocyanate.
  • diisocyanates include 1,4-diisocyanatobutane, 1,5-diisocyanatopentane, 1,6-diisocyanatohexane, 1,7-diisocyanatoheptane, 1,8-diisocyanate.
  • triisocyanates include 1,6,11-triisocyanatoundecane, 4-isocyanatomethyl-1,8-octamethylene diisocyanate, 1,3,5-triisocyanate methylbenzene, 1,3,5. -Tris(6-isocyanatohex-1-yl)-1,3,5-triazine-2,4,6(1H,3H,5H)-trione, 4-(isocyanatomethyl)octamethylene diisocyanate, etc. Can be mentioned.
  • 1,6-diisocyanatohexane, 1,3-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane, 1,3,5-tris(6-isocyanatohex-1-yl)-1,3,5-triazine- 2,4,6(1H,3H,5H)-trione, 2,4,4-trimethylhexamethylene diisocyanate and 2,2,4-trimethylhexamethylene diisocyanate are industrially easily available Therefore, it is preferable in that the manufacturing cost of the electrolytic solution can be suppressed low, and it can contribute to the formation of a stable film-like structure from a technical viewpoint, and is more preferably used.
  • the content of the isocyanate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired, but is preferably 0.001% by mass or more and 1.0% by mass or less with respect to the electrolytic solution.
  • the content of the isocyanate is not less than this lower limit, a sufficient cycle characteristic improving effect can be brought to the non-aqueous electrolyte secondary battery.
  • it is at most this upper limit the initial increase in resistance of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be avoided.
  • the content of isocyanate is more preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 0.8% by mass or less, further preferably Is 0.7% by mass or less, particularly preferably 0.6% by mass or less.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may include a cyclic sulfonate ester.
  • the cyclic sulfonic acid ester is not particularly limited, and any cyclic sulfonic acid ester can be used.
  • Examples of the cyclic sulfonic acid ester include saturated cyclic sulfonic acid ester, unsaturated cyclic sulfonic acid ester, saturated cyclic disulfonic acid ester, unsaturated cyclic disulfonic acid ester and the like.
  • saturated cyclic sulfonic acid ester examples include 1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone.
  • unsaturated cyclic sulfonates include 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-propene-1,3-sultone, 2-methyl-2-propene-1,3-sultone, 3-methyl-2-propene-1,3-sultone, 1-butene-1,4-sultone, 2-butene-1,4-sultone, 2-
  • 1,3-propane sultone, 1-fluoro-1,3-propane sultone, 2-fluoro-1,3-propane sultone, 3-fluoro-1,3-propane sultone, 1-propene-1,3- Sultone is more preferably used because it is easily available and can contribute to the formation of a stable film-like structure.
  • the content of the cyclic sulfonic acid ester is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired, but is preferably 0.001 mass% or more and 3.0 mass% or less with respect to the electrolytic solution. is there.
  • the content of the cyclic sulfonic acid ester is more preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, and more preferably 2.5% by mass or less. %, more preferably 2.0% by mass or less, and particularly preferably 1.8% by mass or less.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may further contain polyethylene oxide having a weight average molecular weight of 2000 to 4000 and having —OH, —OCOOH, or —COOH at the terminal.
  • polyethylene oxide having a weight average molecular weight of 2000 to 4000 and having —OH, —OCOOH, or —COOH at the terminal.
  • the stability of the electrode interface can be improved and the characteristics of the electrochemical device can be improved.
  • the polyethylene oxide include polyethylene oxide monool, polyethylene oxide carboxylic acid, polyethylene oxide diol, polyethylene oxide dicarboxylic acid, polyethylene oxide triol, polyethylene oxide tricarboxylic acid and the like. These may be used alone or in combination of two or more. Among them, a mixture of polyethylene oxide monool and polyethylene oxide diol and a mixture of polyethylene carboxylic acid and polyethylene dicarboxylic acid are preferable from the viewpoint that the characteristics of the electrochemical device are better.
  • the weight average molecular weight of the polyethylene oxide is too small, it may be easily oxidized and decomposed.
  • the weight average molecular weight is more preferably 3000 to 4000.
  • the weight average molecular weight can be measured in terms of polystyrene by gel permeation chromatography (GPC) method.
  • the content of the above-mentioned polyethylene oxide is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 6 to 1 ⁇ 10 ⁇ 2 mol/kg in the electrolytic solution. If the content of the polyethylene oxide is too large, the characteristics of the electrochemical device may be impaired.
  • the content of the polyethylene oxide is more preferably 5 ⁇ 10 ⁇ 6 mol/kg or more.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may further contain, as an additive, a fluorinated saturated cyclic carbonate, an unsaturated cyclic carbonate, an overcharge inhibitor, other known auxiliary agents, and the like. This makes it possible to suppress the deterioration of the characteristics of the electrochemical device.
  • fluorinated saturated cyclic carbonate examples include the compounds represented by the above general formula (A). Among them, fluoroethylene carbonate, difluoroethylene carbonate, monofluoromethyl ethylene carbonate, trifluoromethyl ethylene carbonate, 2,2,3,3,3-pentafluoropropyl ethylene carbonate (4-(2,2,3,3, 3-Pentafluoro-propyl)-[1,3]dioxolan-2-one) is preferred.
  • fluorinated saturated cyclic carbonate one kind may be used alone, and two kinds or more may be used in optional combination and ratio.
  • the content of the fluorinated saturated cyclic carbonate is preferably 0.001 to 10% by mass, more preferably 0.01 to 5% by mass, and 0.1 to 3% by mass with respect to the electrolytic solution. More preferably, it is mass %.
  • unsaturated cyclic carbonates examples include vinylene carbonates, ethylene carbonates substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond, phenyl carbonates, vinyl carbonates, allyl carbonates, Examples thereof include catechol carbonates.
  • 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, and ,5-diallylvinylene carbonate, 4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-vinylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluoro Examples thereof include vinylene carbonate, ethynyl ethylene carbonate, propargyl ethylene carbonate, methyl vinylene carbonate and dimethyl vinylene carbonate.
  • ethylene carbonate substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond or a carbon-carbon triple bond examples include vinyl ethylene carbonate, 4,5-divinyl ethylene carbonate, 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, phenyl ethylene carbonate, 4,5-diphenyl ethylene carbonate, 4-phenyl-5-vinyl ethylene carbonate, 4-allyl-5-phenyl ethylene carbonate, allyl ethylene carbonate, 4,5-diallyl ethylene carbonate , 4-methyl-5-allyl ethylene carbonate, 4-methylene-1,3-dioxolan-2-one, 4,5-dimethylene
  • unsaturated cyclic carbonates include vinylene carbonate, methyl vinylene carbonate, 4,5-dimethyl vinylene carbonate, vinyl vinylene carbonate, 4,5-vinyl vinylene carbonate, allyl vinylene carbonate, 4,5-diallyl vinylene carbonate, vinyl.
  • the molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present disclosure are not significantly impaired.
  • the molecular weight is preferably 50 or more and 250 or less. Within this range, the solubility of the unsaturated cyclic carbonate in the electrolytic solution can be easily ensured, and the effects of the present disclosure can be easily exhibited.
  • the molecular weight of the unsaturated cyclic carbonate is more preferably 80 or more, and more preferably 150 or less.
  • the method for producing the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected and produced.
  • unsaturated cyclic carbonate one kind may be used alone, or two kinds or more may be used in optional combination and ratio.
  • the content of the unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired.
  • the content of the unsaturated cyclic carbonate is preferably 0.001% by mass or more in 100% by mass of the electrolytic solution, more preferably 0.01% by mass or more, and further preferably 0.1% by mass or more.
  • the content is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and further preferably 3% by mass or less. If it is within the above range, the electrochemical device using the electrolytic solution is likely to exhibit a sufficient cycle characteristic improving effect, and the high temperature storage characteristic is lowered, the gas generation amount is increased, and the discharge capacity retention rate is lowered. It is easy to avoid such a situation.
  • a fluorinated unsaturated cyclic carbonate in addition to the non-fluorinated unsaturated cyclic carbonate described above, a fluorinated unsaturated cyclic carbonate can also be preferably used.
  • the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is a cyclic carbonate having an unsaturated bond and a fluorine atom.
  • the number of fluorine atoms contained in the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited as long as it is 1 or more. Among them, the number of fluorine atoms is usually 6 or less, preferably 4 or less, and one or two fluorine atoms are most preferable.
  • fluorinated unsaturated cyclic carbonate examples 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.
  • fluorinated vinylene carbonate derivative examples include 4-fluorovinylene carbonate, 4-fluoro-5-methylvinylene carbonate, 4-fluoro-5-phenylvinylene carbonate, 4-allyl-5-fluorovinylene carbonate and 4-fluoro-5- Examples thereof include vinyl vinylene carbonate.
  • fluorinated ethylene carbonate derivative substituted with a substituent having an aromatic ring or a carbon-carbon double bond examples include 4-fluoro-4-vinylethylene carbonate, 4-fluoro-4-allylethylene carbonate and 4-fluoro-5.
  • -Vinyl ethylene carbonate 4-fluoro-5-allyl ethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-vinyl ethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-allyl ethylene carbonate, 4,5-difluoro-4-vinyl ethylene 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-diallyl ethylene 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.
  • 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-vinyl ethylene carbonate, 4-fluoro-4-allyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-vinyl ethylene carbonate, 4-fluoro-5-allyl ethylene carbonate, 4,4-difluoro-4-vinyl ethylene 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 and 4,5-difluoro-4,5-diallylethylene
  • the molecular weight of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effects of the present disclosure are not significantly impaired.
  • the molecular weight is preferably 50 or more and 500 or less. Within this range, the solubility of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate in the electrolytic solution can be easily ensured.
  • the method for producing the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected and produced.
  • the molecular weight is more preferably 100 or more, and more preferably 200 or less.
  • the fluorinated unsaturated cyclic carbonate one kind may be used alone, and two kinds or more may be used in optional combination and ratio. Further, the content of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired.
  • the content of the fluorinated unsaturated cyclic carbonate is usually 0.001% by mass or more, more preferably 0.01% by mass or more, still more preferably 0.1% by mass or more in 100% by mass of the electrolytic solution. Further, it is preferably 5% by mass or less, more preferably 4% by mass or less, and further preferably 3% by mass or less. Within this range, the electrochemical device using the electrolytic solution is likely to exhibit a sufficient cycle characteristic improving effect, and the high temperature storage characteristic is deteriorated, the gas generation amount is increased, and the discharge capacity maintenance ratio is decreased. It is easy to avoid such a situation.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may include a compound having a triple bond.
  • the type is not particularly limited as long as it is a compound having one or more triple bonds in the molecule.
  • Specific examples of the compound having a triple bond include the following compounds. 1-pentyne, 2-pentyne, 1-hexyne, 2-hexyne, 3-hexyne, 1-heptin, 2-heptin, 3-heptin, 1-octyne, 2-octyne, 3-octyne, 4-octyne, 1- Nonin, 2-nonin, 3-nonin, 4-nonin, 1-dodecin, 2-dodecin, 3-dodecin, 4-dodecin, 5-dodecin, phenylacetylene, 1-phenyl-1-propyne, 1-phenyl-2 -Propine, 1-phenyl-1-butyne, 4-phenyl-1-butyne, 4-phenyl-1-buty
  • 2-butyne-1,4-diol dimethyl dicarbonate 2-butyne-1,4-diol diethyl dicarbonate, 2-butyne-1,4-diol dipropyl dicarbonate, 2-butyne-1, Dicarbonates such as 4-diol dibutyl dicarbonate, 2-butyne-1,4-diol diphenyl dicarbonate and 2-butyne-1,4-diol dicyclohexyl dicarbonate;
  • Phosphoric acid (methyl) (2-propenyl) (2-propynyl), phosphoric acid (ethyl) (2-propenyl) (2-propynyl), phosphoric acid (2-butenyl) (methyl) (2-propynyl), phosphoric acid (2-butenyl)(ethyl)(2-propynyl), phosphoric acid (1,1-dimethyl-2-propynyl)(methyl)(2-propenyl), phosphoric acid (1,1-dimethyl-2-propynyl)( Ethyl) (2-propenyl), phosphoric acid (2-butenyl) (1,1-dimethyl-2-propynyl) (methyl), and phosphoric acid (2-butenyl) (ethyl) (1,1-dimethyl-2- A phosphoric acid ester such as propynyl).
  • compounds having an alkynyloxy group are preferable because they form the negative electrode coating more stably in the electrolytic solution.
  • 2- Compounds such as propynyl and di-2-propynyl oxalate are particularly preferable from the viewpoint of improving storage characteristics.
  • the compound having a triple bond may be used alone or in any combination of two or more in any ratio.
  • the compounding amount of the compound having a triple bond with respect to the entire electrolytic solution of the present disclosure is not limited, and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired, but usually 0.01% by mass or more based on the electrolytic solution of the present disclosure.
  • the content is preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, more preferably 1% by mass or less.
  • an overcharge inhibitor can be used in order to effectively suppress the rupture/ignition of the battery when the electrochemical device using the electrolytic solution is in a state of overcharging or the like. ..
  • overcharge preventing agent examples include terphenyl derivatives such as biphenyl, o-terphenyl, m-terphenyl, p-terphenyl, etc., which are unsubstituted or substituted with an alkyl group, and unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • Partial hydride Partial hydride, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, diphenyl ether, dibenzofuran, diphenylcyclohexane, 1,1,3-trimethyl-3-phenylindane, cyclopentylbenzene, cyclohexylbenzene, cumene, 1,3- Aromatic compounds such as diisopropylbenzene, 1,4-diisopropylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, t-hexylbenzene and anisole; 2-fluorobiphenyl, 4-fluorobiphenyl, o-cyclohexylfluorobenzene, p- Partial fluorinated compounds of the above aromatic compounds such as cyclohexylfluorobenzene, o-cyclohexylfluorobenzene, p-cycl
  • biphenyl derivative which is unsubstituted or substituted with an alkyl group.
  • a combination of cyclohexylbenzene and t-butylbenzene or t-amylbenzene biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, a partially hydrogenated form of terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, It is desirable to use at least one selected from oxygen-free aromatic compounds such as t-amylbenzene and at least one selected from oxygen-containing aromatic compounds such as diphenyl ether and dibenzofuran in combination with overcharge prevention characteristics and high-temperature storage characteristics. Is preferable from the viewpoint of balance.
  • a carboxylic acid anhydride (excluding the compound (2)) may be used in the electrolytic solution used in the present disclosure.
  • the compound represented by the following general formula (6) is preferable.
  • the method for producing the carboxylic acid anhydride is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected and produced.
  • R 61 and R 62 each independently represent a hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms, which may have a substituent.
  • R 61 and R 62 are not particularly limited as long as they are monovalent hydrocarbon groups.
  • it may be an aliphatic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group, or may be a group in which an aliphatic hydrocarbon group and an aromatic hydrocarbon group are bonded.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be a saturated hydrocarbon group and may contain an unsaturated bond (carbon-carbon double bond or carbon-carbon triple bond).
  • the aliphatic hydrocarbon group may be chain-shaped or cyclic, and in the case of chain-shaped, may be linear or branched. Further, it may be one in which a chain and a ring are combined.
  • R 61 and R 62 may be the same as or different from each other.
  • the hydrocarbon group of R 61 and R 62 has a substituent
  • the kind of the substituent is not particularly limited unless it is contrary to the gist of the present disclosure, but examples thereof include a fluorine atom, a chlorine atom and a bromine atom. Halogen atoms such as iodine atom are preferred, and fluorine atom is preferred.
  • examples of the substituent other than the gen atom include a substituent having a functional group such as an ester group, a cyano group, a carbonyl group and an ether group, and a cyano group and a carbonyl group are preferable.
  • the hydrocarbon group of R 61 and R 62 may have only one of these substituents, or may have two or more thereof. When it has two or more substituents, those substituents may be the same or different from each other.
  • the carbon number of each of the hydrocarbon groups of R 61 and R 62 is usually 1 or more, and usually 15 or less, preferably 12 or less, more preferably 10 or less, further preferably 9 or less.
  • the carbon number of the divalent hydrocarbon group is usually 1 or more, and usually 15 or less, preferably It is 13 or less, more preferably 10 or less, and further preferably 8 or less.
  • the hydrocarbon group of R 61 and R 62 has a substituent containing a carbon atom, it is preferable that the total carbon number of R 61 and R 62 including the substituent satisfy the above range.
  • an analog refers to an acid anhydride obtained by substituting a part of the exemplified structure of the acid anhydride with another structure within a range not departing from the gist of the present disclosure.
  • a dimer, a trimer and a tetramer composed of a plurality of acid anhydrides, or an isomeric isomer having the same carbon number of the substituents but having a branched chain, and the substituents are acid. Examples thereof include those having different sites for binding to an anhydride.
  • R 61 and R 62 are chain alkyl groups
  • Specific examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are chain alkyl groups include acetic anhydride, propionic acid anhydride, butanoic acid anhydride, 2-methylpropionic acid anhydride, and 2,2-dimethylpropionic acid anhydride.
  • R 61 and R 62 are cyclic alkyl groups
  • Specific examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are cyclic alkyl groups include cyclopropanecarboxylic acid anhydride, cyclopentanecarboxylic acid anhydride, cyclohexanecarboxylic acid anhydride and the like, and analogs thereof and the like. ..
  • acid anhydride in which R 61 and R 62 are alkenyl groups include acrylic acid anhydride, 2-methylacrylic acid anhydride, 3-methylacrylic acid anhydride, 2,3-dimethylacrylic acid anhydride, 3,3-dimethylacrylic anhydride, 2,3,3-trimethylacrylic anhydride, 2-phenylacrylic anhydride, 3-phenylacrylic anhydride, 2,3-diphenylacrylic anhydride, 3, 3-diphenylacrylic anhydride, 3-butenoic anhydride, 2-methyl-3-butenoic anhydride, 2,2-dimethyl-3-butenoic anhydride, 3-methyl-3-thenoic anhydride, 2-Methyl-3-methyl-3-butenoic anhydride, 2,2-dimethyl-3-methyl-3-butenoic anhydride, 3-pentenoic anhydride, 4-pentenoic anhydride, 2-cyclopentenecarboxylic acid Examples thereof include acid anhydrides, 3-cyclopentenecarboxylic
  • Specific examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are alkynyl groups include propynoic acid anhydride, 3-phenylpropynoic acid anhydride, 2-butyric acid anhydride, 2-pentynoic acid anhydride, 3-butyric acid. Examples thereof include anhydrides, 3-pentynoic acid anhydride, 4-pentynoic acid anhydride and the like, and analogs thereof.
  • Specific examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are aryl groups include benzoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid anhydride, 4-ethylbenzoic acid anhydride, 4-tert-butylbenzoic acid anhydride, Examples thereof include 2-methylbenzoic anhydride, 2,4,6-trimethylbenzoic anhydride, 1-naphthalenecarboxylic anhydride, 2-naphthalenecarboxylic anhydride, and analogs thereof.
  • examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are substituted with a halogen atom examples of an acid anhydride mainly substituted with a fluorine atom are given below, but some or all of these fluorine atoms are An acid anhydride obtained by substituting a chlorine atom, a bromine atom or an iodine atom is also included in the exemplified compounds.
  • Examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are a chain alkyl group substituted with a halogen atom include fluoroacetic anhydride, difluoroacetic anhydride, trifluoroacetic anhydride, 2-fluoropropionic anhydride, 2,2-difluoropropionic anhydride, 2,3-difluoropropionic anhydride, 2,2,3-trifluoropropionic anhydride, 2,3,3-trifluoropropionic anhydride, 2,2 3,3-Tetrapropionic anhydride, 2,3,3,3-Tetrapropionic anhydride, 3-Fluoropropionic anhydride, 3,3-Difluoropropionic anhydride, 3,3,3-Trifluoro Examples thereof include propionic anhydride, perfluoropropionic anhydride and the like, and analogs thereof.
  • Examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are cyclic alkyl groups substituted with a halogen atom include 2-fluorocyclopentanecarboxylic acid anhydride, 3-fluorocyclopentanecarboxylic acid anhydride, and 4-fluorocyclopentane. Examples thereof include carboxylic acid anhydrides and the like, and analogs thereof.
  • Examples of acid anhydrides in which R 61 and R 62 are alkenyl groups substituted with a halogen atom include 2-fluoroacrylic acid anhydride, 3-fluoroacrylic acid anhydride, 2,3-difluoroacrylic acid anhydride, 3,3-difluoroacrylic anhydride, 2,3,3-trifluoroacrylic anhydride, 2-(trifluoromethyl)acrylic anhydride, 3-(trifluoromethyl)acrylic anhydride, 2,3 -Bis(trifluoromethyl)acrylic anhydride, 2,3,3-tris(trifluoromethyl)acrylic anhydride, 2-(4-fluorophenyl)acrylic anhydride, 3-(4-fluorophenyl) Acrylic anhydride, 2,3-bis(4-fluorophenyl)acrylic anhydride, 3,3-bis(4-fluorophenyl)acrylic anhydride, 2-fluoro-3-butenoic anhydride, 2, 2-di
  • Examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are alkynyl groups substituted with a halogen atom include 3-fluoro-2-propynoic acid anhydride and 3-(4-fluorophenyl)-2-propynoic acid anhydride. , 3-(2,3,4,5,6-pentafluorophenyl)-2-propynoic acid anhydride, 4-fluoro-2-butyric acid anhydride, 4,4-difluoro-2-butyric acid anhydride, 4,4,4-trifluoro-2-butyric acid anhydride and the like, and analogs thereof and the like can be mentioned.
  • Examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 are aryl groups substituted with a halogen atom include 4-fluorobenzoic anhydride, 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoic anhydride, and 4 -Trifluoromethylbenzoic anhydride and the like, and analogs thereof and the like.
  • Examples of the acid anhydride in which R 61 and R 62 have a substituent having a functional group such as ester, nitrile, ketone, and ether include methoxyformic anhydride, ethoxyformic anhydride, methyloxalic anhydride, Ethyl oxalic anhydride, 2-cyanoacetic anhydride, 2-oxopropionic anhydride, 3-oxobutanoic anhydride, 4-acetylbenzoic anhydride, methoxyacetic anhydride, 4-methoxybenzoic anhydride, etc. And analogs thereof and the like.
  • Examples of combinations of chain alkyl groups include acetic acid propionic anhydride, acetic acid butanoic acid anhydride, butanoic acid propionic acid anhydride, acetic acid 2-methylpropionic acid anhydride, and the like.
  • Examples of a combination of a chain alkyl group and a cyclic alkyl group include acetic acid cyclopentanoic acid anhydride, acetic acid cyclohexanoic acid anhydride, cyclopentanoic acid propionic acid anhydride, and the like.
  • Examples of the combination of a chain alkyl group and an alkenyl group include acetic acid acrylic anhydride, acetic acid 3-methylacrylic acid anhydride, acetic acid 3-butenoic acid anhydride, acrylic acid propionic acid anhydride, and the like.
  • Examples of the combination of a chain alkyl group and an alkynyl group include acetic acid propynoic anhydride, acetic acid 2-butyric acid anhydride, acetic acid 3-butyric acid anhydride, acetic acid 3-phenylpropynic acid anhydride, propionic acid propynic acid anhydride. , And the like.
  • Examples of the combination of the chain alkyl group and the aryl group include acetic acid benzoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid anhydride, acetic acid 1-naphthalenecarboxylic acid anhydride, benzoic acid propionic acid anhydride, and the like.
  • Examples of combinations of a chain alkyl group and a hydrocarbon group having a functional group include acetic acid fluoroacetic acid anhydride, acetic acid trifluoroacetic acid anhydride, acetic acid 4-fluorobenzoic acid anhydride, fluoroacetic acid propionic acid anhydride, and alkyl acetate.
  • Oxalic acid anhydride, acetic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, acetic acid 2-oxopropionic acid anhydride, acetic acid methoxyacetic acid anhydride, methoxyacetic acid propionic acid anhydride and the like can be mentioned.
  • Examples of the combination of cyclic alkyl groups include cyclopentanoic acid cyclohexanic anhydride.
  • Examples of combinations of cyclic alkyl groups and alkenyl groups include acrylic acid cyclopentanoic acid anhydride, 3-methylacrylic acid cyclopentanoic acid anhydride, 3-butenoic acid cyclopentanoic acid anhydride, acrylic acid cyclohexanic acid anhydride, and the like. Are listed.
  • Examples of the combination of the cyclic alkyl group and the alkynyl group include propynoic acid cyclopentanoic acid anhydride, 2-butyric acid cyclopentanoic acid anhydride, and propynoic acid cyclohexanoic acid anhydride.
  • Examples of the combination of the cyclic alkyl group and the aryl group include benzoic acid cyclopentanoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid cyclopentanoic acid anhydride, benzoic acid cyclohexanoic acid anhydride, and the like.
  • Examples of the combination of the cyclic alkyl group and the hydrocarbon group having a functional group include fluoroacetic acid cyclopentanoic acid anhydride, cyclopentanoic acid trifluoroacetic acid anhydride, cyclopentanoic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, and cyclopentanoic acid methoxyacetic acid.
  • fluoroacetic acid cyclopentanoic acid anhydride cyclopentanoic acid trifluoroacetic acid anhydride
  • cyclopentanoic acid 2-cyanoacetic acid anhydride examples of the combination of the cyclic alkyl group and the hydrocarbon group having a functional group.
  • fluoroacetic acid cyclopentanoic acid anhydride examples include fluoroacetic acid cyclopentanoic acid anhydride, cyclopentanoic acid trifluoroacetic acid anhydride, cyclopentanoic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, and cycl
  • alkenyl groups examples include acrylic acid 2-methylacrylic acid anhydride, acrylic acid 3-methylacrylic acid anhydride, acrylic acid 3-butenoic acid anhydride, 2-methylacrylic acid 3-methylacrylic acid anhydride. The thing etc. are mentioned.
  • Examples of the combination of an alkenyl group and an alkynyl group include acrylic acid propynoic anhydride, acrylic acid 2-butyric acid anhydride, 2-methylacrylic acid propynic acid anhydride, and the like.
  • Examples of the combination of the alkenyl group and the aryl group include acrylic acid benzoic acid anhydride, acrylic acid 4-methylbenzoic acid anhydride, and 2-methylacrylic acid benzoic acid anhydride.
  • Examples of the combination of an alkenyl group and a hydrocarbon group having a functional group include acrylic acid fluoroacetic acid anhydride, acrylic acid trifluoroacetic acid anhydride, acrylic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, acrylic acid methoxyacetic acid anhydride, 2- Methyl acrylic acid fluoroacetic anhydride, etc. are mentioned.
  • Examples of combinations of alkynyl groups include propynoic acid 2-butyric acid anhydride, propynoic acid 3-butyric acid anhydride, 2-butyric acid 3-butyric acid anhydride, and the like.
  • Examples of the combination of the alkynyl group and the aryl group include benzoic acid propynoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid propynoic acid anhydride, and benzoic acid 2-butyric acid anhydride.
  • Examples of the combination of an alkynyl group and a hydrocarbon group having a functional group include propynoic acid fluoroacetic anhydride, propynoic acid trifluoroacetic acid anhydride, propynoic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, propynoic acid methoxyacetic acid anhydride, 2- Butyric acid fluoroacetic anhydride, etc. are mentioned.
  • Examples of combinations of aryl groups include 4-methylbenzoic acid benzoic anhydride, 1-naphthalenecarboxylic acid benzoic acid anhydride, and 1-naphthalenecarboxylic acid 4-methylbenzoic acid anhydride.
  • Examples of the combination of the aryl group and the hydrocarbon group having a functional group include benzoic acid fluoroacetic acid anhydride, benzoic acid trifluoroacetic acid anhydride, benzoic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, benzoic acid methoxyacetic acid anhydride, 4- Methylbenzoic acid fluoroacetic anhydride, etc. may be mentioned.
  • hydrocarbon groups having functional groups examples include fluoroacetic acid trifluoroacetic acid anhydride, fluoroacetic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, fluoroacetic acid methoxyacetic acid anhydride, trifluoroacetic acid 2-cyanoacetic acid anhydride, etc. Are listed.
  • acetic anhydride propionic acid anhydride, 2-methylpropionic acid anhydride, cyclopentanecarboxylic acid anhydride, cyclohexanecarboxylic acid anhydride, etc. are preferred.
  • Anhydride 2-methylacrylic anhydride, 3-methylacrylic anhydride, 2,3-dimethylacrylic anhydride, 3,3-dimethylacrylic anhydride, 3-butenoic anhydride, 2-methyl- 3-butenoic acid anhydride, propynic acid anhydride, 2-butyric acid anhydride, benzoic acid anhydride, 2-methylbenzoic acid anhydride, 4-methylbenzoic acid anhydride, 4-tert-butylbenzoic acid anhydride, Trifluoroacetic anhydride, 3,3,3-trifluoropropionic anhydride, 2-(trifluoromethyl)acrylic anhydride, 2-(4-fluorophenyl)acrylic anhydride, 4-fluorobenzoic anhydride 2,3,4,5,6-pentafluorobenzoic anhydride, methoxyformic anhydride, ethoxyformic anhydride, and more preferably acrylic anhydride, 2-methylacrylic anhydride, 3 -Methylacrylic an
  • These compounds can improve the charge/discharge rate characteristics, input/output characteristics, and impedance characteristics particularly after the durability test by forming a film with excellent durability by appropriately forming a bond with a lithium oxalate salt. It is preferable from the viewpoint of being able to.
  • the molecular weight of the carboxylic acid anhydride is not limited, and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired, but is usually 90 or more, preferably 95 or more, while it is usually 300 or less, preferably 200 or less. is there.
  • the molecular weight of the carboxylic acid anhydride is within the above range, the viscosity increase of the electrolytic solution can be suppressed, and the film density is optimized, so that the durability can be appropriately improved.
  • the method for producing the carboxylic acid anhydride is not particularly limited, and a known method can be arbitrarily selected and produced.
  • the carboxylic acid anhydride described above may be contained alone in the non-aqueous electrolytic solution of the present disclosure, or may be contained in any combination and ratio of two or more.
  • the content of the carboxylic acid anhydride with respect to the electrolytic solution of the present disclosure is not particularly limited, and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired, but normally 0.01 mass with respect to the electrolytic solution of the present disclosure %, preferably 0.1% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less.
  • the content of the carboxylic acid anhydride is within the above range, the effect of improving the cycle characteristics is likely to be exhibited, and the reactivity is suitable, so that the battery characteristics are easily improved.
  • auxiliary agents can be used in the electrolytic solution of the present disclosure.
  • Other auxiliary agents include pentane, heptane, octane, nonane, decane, cycloheptane, benzene, furan, naphthalene, 2-phenylbicyclohexyl, cyclohexane, 2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5].
  • Hydrocarbon compounds such as undecane and 3,9-divinyl-2,4,8,10-tetraoxaspiro[5.5]undecane; Fluorobenzene, difluorobenzene, hexafluorobenzene, benzotrifluoride, monofluorobenzene, 1-fluoro-2-cyclohexylbenzene, 1-fluoro-4-tert-butylbenzene, 1-fluoro-3-cyclohexylbenzene, 1-fluoro Fluorine-containing aromatic compounds such as 2-cyclohexylbenzene and fluorinated biphenyl; Carbonate compounds such as erythritan carbonate, spiro-bis-dimethylene carbonate, methoxyethyl-methyl carbonate; Ether compounds such as dioxolane, dioxane, 2,5,8,11-tetraoxadodecane, 2,5,8,11,14-pentaoxapentadecane,
  • auxiliary agents may be used alone or in combination of two or more. By adding these auxiliary agents, it is possible to improve the capacity retention characteristics and the cycle characteristics after high temperature storage.
  • phosphorus-containing compounds are preferable, and tris(trimethylsilyl) phosphate and phosphorous acid (tristrimethylsilyl) are preferable.
  • the amount of the other auxiliary compounded is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired.
  • the amount of the other auxiliaries is preferably 0.01% by mass or more and 5% by mass or less in 100% by mass of the electrolytic solution. Within this range, the effects of the other auxiliaries are likely to be sufficiently exhibited, and it is easy to avoid a situation in which the characteristics of the battery such as the high load discharge characteristics are deteriorated.
  • the amount of the other auxiliary compounded is more preferably 0.1% by mass or more, further preferably 0.2% by mass or more, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less. ..
  • the electrolytic solution of the present disclosure is a cyclic or chain carboxylic acid ester, an ether compound, a nitrogen-containing compound, a boron-containing compound, an organosilicon-containing compound, a nonflammable (flame retardant) agent, an interface, as long as the effects of the present disclosure are not impaired.
  • An activator, a high dielectric additive, a cycle property and rate property improver, a sulfone compound, etc. may be further contained as additives.
  • Examples of the cyclic carboxylic acid ester include those having a total carbon atom number of 3 to 12 in the structural formula. Specific examples thereof include gamma butyrolactone, gamma valerolactone, gamma caprolactone, epsilon caprolactone, and 3-methyl- ⁇ -butyrolactone. Among them, gamma-butyrolactone is particularly preferable from the viewpoint of improving the characteristics of the electrochemical device resulting from the improvement in the degree of lithium ion dissociation.
  • the compounding amount of the cyclic carboxylic acid ester as an additive is usually preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more in 100% by mass of the solvent. Within this range, the electrical conductivity of the electrolytic solution is improved, and the large current discharge characteristics of the electrochemical device are easily improved.
  • the blending amount of the cyclic carboxylic acid ester is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less.
  • cyclic carboxylic acid ester a fluorinated cyclic carboxylic acid ester (fluorine-containing lactone) can also be preferably used.
  • fluorine-containing lactone examples include the following formula (C):
  • X 15 to X 20 are the same or different and each is —H, —F, —Cl, —CH 3 or a fluorinated alkyl group; provided that at least one of X 15 to X 20 is a fluorinated alkyl group. Is the basis) And a fluorine-containing lactone represented by
  • Examples of the fluorinated alkyl group for X 15 to X 20 include —CFH 2 , —CF 2 H, —CF 3 , —CH 2 CF 3 , —CF 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 CF 3 , —CF. (CF 3 ) 2 and the like are preferable, and —CH 2 CF 3 and —CH 2 CF 2 CF 3 are preferable from the viewpoints of high oxidation resistance and safety improving effect.
  • X 15 to X 20 is a fluorinated alkyl group
  • -H, -F, -Cl, -CH 3 or a fluorinated alkyl group is substituted at only one position of X 15 to X 20. Or may be replaced at a plurality of locations. From the viewpoint of good solubility of the electrolyte salt, it is preferably 1 to 3 places, and more preferably 1 to 2 places.
  • the substitution position of the fluorinated alkyl group is not particularly limited, but because of good synthesis yield, X 17 and/or X 18 , particularly X 17 or X 18 is a fluorinated alkyl group, and in particular —CH 2 CF 3 , —CH 2 CF 2 CF 3 are preferable.
  • X 15 to X 20 other than the fluorinated alkyl group are —H, —F, —Cl or CH 3 , and —H is preferable from the viewpoint of good solubility of the electrolyte salt.
  • fluorinated lactone examples include those represented by the following formula (D) in addition to those represented by the above formula.
  • one of A and B is CX 226 X 227 (X 226 and X 227 are the same or different, and each is -H, -F, -Cl, -CF 3 , -CH 3 or a hydrogen atom)
  • An alkylene group which may be substituted with a halogen atom and which may contain a hetero atom in the chain), and the other is an oxygen atom;
  • Rf 12 is a fluorinated alkyl group which may have an ether bond or a fluorinated group.
  • X 221 and X 222 are the same or different, each is —H, —F, —Cl, —CF 3 or CH 3 ;
  • the fluorine-containing lactone represented by the formula (D) includes the following formula (E):
  • Examples of the chain carboxylic acid ester include those having a total carbon number of 3 to 7 in the structural formula. Specifically, methyl acetate, ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, t-butyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, n-propyl propionate, Isobutyl propionate, n-butyl propionate, methyl butyrate, isobutyl propionate, t-butyl propionate, methyl butyrate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, isopropyl butyrate, methyl isobutyrate, ethyl isobutyrate, isobutyrate
  • Examples thereof include butyric acid-n-propyl and isopropyl isobutyrate.
  • a chain ether having 2 to 10 carbon atoms and a cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms are preferable.
  • the chain ether having 2 to 10 carbon atoms include dimethyl ether, diethyl ether, di-n-butyl ether, dimethoxymethane, methoxyethoxymethane, diethoxymethane, dimethoxyethane, methoxyethoxyethane, diethoxyethane, ethylene glycol di-n.
  • -Propyl ether ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol dimethyl ether, pentaethylene glycol, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol, tetraethylene glycol, tetraethylene glycol dimethyl ether, diisopropyl ether and the like.
  • a fluorinated ether can also be preferably used.
  • the fluorinated ether include the following general formula (I): Rf 3 -O-Rf 4 (I) (In the formula, Rf 3 and Rf 4 are the same or different and each is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms. provided that at least one of Rf 3 and Rf 4 is fluorine. Alkyl group.)
  • Rf 3 and Rf 4 may be a fluorinated alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, but the flame retardancy of the electrolytic solution, the stability at high temperature and high voltage, and the safety From the viewpoint of further improving the properties, Rf 3 and Rf 4 are preferably both fluorinated alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms. In this case, Rf 3 and Rf 4 may be the same or different from each other. Among them, Rf 3 and Rf 4 are the same or different, Rf 3 is a fluorinated alkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and Rf 4 is a fluorinated alkyl group having 2 to 6 carbon atoms. More preferable.
  • the fluorinated ether (I) preferably has a fluorine content of 40 to 75% by mass. When the fluorine content is in this range, the balance between noncombustibility and compatibility becomes particularly excellent. It is also preferable in terms of good oxidation resistance and safety.
  • the lower limit of the fluorine content is more preferably 45% by mass, further preferably 50% by mass, and particularly preferably 55% by mass.
  • the upper limit is more preferably 70% by mass, further preferably 66% by mass.
  • the fluorine content of the fluorinated ether (I) is based on the structural formula of the fluorinated ether (I), ⁇ (number of fluorine atoms x 19)/molecular weight of the fluorinated ether (I) ⁇ x 100 (% ) Is the value calculated by
  • Rf 3 examples include CF 3 CF 2 CH 2 —, CF 3 CFHCF 2 —, HCF 2 CF 2 CF 2 —, HCF 2 CF 2 CH 2 —, CF 3 CF 2 CH 2 CH 2 —, CF 3 CFHCF 2 CH 2 —, HCF 2 CF 2 CF 2 —, HCF 2 CF 2 CH 2 CH 2 —, HCF 2 CF(CF 3 )CH 2 — and the like.
  • Rf 4 examples include —CH 2 CF 2 CF 3 , —CF 2 CFHCF 3 , —CF 2 CF 2 CF 2 H, —CH 2 CF 2 CF 2 H, —CH 2 CH 2 CF 2 CF 3 , -CH 2 CF 2 CFHCF 3 , -CF 2 CF 2 CF 2 CF 2 H, -CH 2 CF 2 CF 2 H, -CH 2 CH 2 CF 2 CF 2 H, -CH 2 CF(CF 3 ) CF 2 H, —CF 2 CF 2 H, —CH 2 CF 2 H, —CF 2 CH 3 and the like can be mentioned.
  • fluorinated ether (I) examples include, for example, HCF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H, CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H, HCF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CFHCF 3 , CF.
  • those containing HCF 2 ⁇ or CF 3 CFH— at one end or both ends have excellent polarizability and can give the fluorinated ether (I) having a high boiling point.
  • the boiling point of the fluorinated ether (I) is preferably 67 to 120°C.
  • the temperature is more preferably 80°C or higher, still more preferably 90°C or higher.
  • the above is mentioned.
  • HCF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CFHCF 3 (boiling point 106° C.), CF 3 CF 2 CH are advantageous because of their high boiling point, good compatibility with other solvents, and good solubility of electrolyte salts.
  • HCF 2 OCF 2 CFHCF 3 (boiling point 82° C.), HCF 2 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H (boiling point 92° C.) and CF 3 CF 2 CH 2 OCF 2 CF 2 H (boiling point 68° C.)
  • Examples of the cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms include 1,2-dioxane, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, 1,4-dioxane and meta.
  • Formaldehyde, 2-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 2-(trifluoroethyl)dioxolane 2,2,-bis(trifluoromethyl)-1 Examples thereof include 3-dioxolane and the like, and fluorinated compounds thereof.
  • dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and crown ether have high solvating ability for lithium ions and have a high degree of ionic dissociation.
  • Dimethoxymethane, diethoxymethane, and ethoxymethoxymethane are preferable from the viewpoint of improvement, and particularly preferable are low viscosity and high ionic conductivity.
  • nitrogen-containing compound examples include nitrile, fluorine-containing nitrile, carboxylic acid amide, fluorine-containing carboxylic acid amide, sulfonic acid amide and fluorine-containing sulfonic acid amide, acetamide, and formamide.
  • 1-methyl-2-pyrrolidinone, 1-methyl-2-piperidone, 3-methyl-2-oxazolidinone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-methylsuccinimide and the like can also be used.
  • the nitrile compounds represented by the general formulas (1a), (1b) and (1c) are not included in the nitrogen-containing compound.
  • boron-containing compound examples include boric acid esters such as trimethyl borate and triethyl borate, borate ethers, and alkyl borate.
  • organic silicon-containing compound examples include (CH 3 ) 4 —Si, (CH 3 ) 3 —Si—Si(CH 3 ) 3 and silicon oil.
  • non-combustible (flame retardant) agent examples include phosphoric acid ester and phosphazene compounds.
  • phosphoric acid ester examples include fluorine-containing alkyl phosphoric acid ester, non-fluorine-containing alkyl phosphoric acid ester, and aryl phosphoric acid ester. Of these, fluorine-containing alkyl phosphates are preferable because they can exhibit a nonflammable effect even in a small amount.
  • Examples of the phosphazene-based compound include methoxypentafluorocyclotriphosphazene, phenoxypentafluorocyclotriphosphazene, dimethylaminopentafluorocyclotriphosphazene, diethylaminopentafluorocyclotriphosphazene, ethoxypentafluorocyclotriphosphazene, ethoxyheptafluorocyclotetraphosphazene, etc. Are listed.
  • fluorine-containing alkyl phosphates include fluorine-containing dialkyl phosphates described in JP-A No. 11-233141 and cyclic alkyl phosphates described in JP-A No. 11-283669. Alternatively, fluorine-containing trialkyl phosphate ester and the like can be mentioned.
  • the above-mentioned surfactant may be any of a cationic surfactant, an anionic surfactant, a nonionic surfactant and an amphoteric surfactant, but in terms of good cycle characteristics and rate characteristics, a fluorine atom is preferable. It is preferable that it contains.
  • Rf 5 COO - M + (30)
  • Rf 5 is a fluorine-containing alkyl group having 3 to 10 carbon atoms and may contain an ether bond
  • M + is Li + , Na + , K + or NHR′ 3 + (R′ is the same or different.
  • Rf 6 SO 3 ⁇ M + (40) (In the formula, Rf 6 is a fluorine-containing alkyl group having 3 to 10 carbon atoms and may contain an ether bond; M + is Li + , Na + , K + or NHR′ 3 + (R′ is the same or different. , Each is H or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms)) Fluorine-containing sulfonates represented by are preferred.
  • the content of the surfactant is preferably 0.01 to 2% by mass in the electrolytic solution from the viewpoint that the surface tension of the electrolytic solution can be reduced without deteriorating the charge/discharge cycle characteristics.
  • Examples of the above-mentioned high dielectric additive include sulfolane, methylsulfolane, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone and the like.
  • cycle characteristic and rate characteristic improving agents examples include methyl acetate, ethyl acetate, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like.
  • electrolytic solution of the present disclosure may be combined with a polymer material to form a gel (plasticized) gel electrolytic solution.
  • polymer materials include conventionally known polyethylene oxide, polypropylene oxide, and modified products thereof (JP-A-8-222270 and JP-A-2002-100405); polyacrylate-based polymers, polyacrylonitrile, and polyvinylidene fluoride.
  • Fluorine resins such as vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer (Japanese Patent Publication No. 4-506726, Japanese Patent Publication No. 8-507407, Japanese Patent Publication No. 10-294131); Examples thereof include composites with a resin (JP-A-11-35765, JP-A-11-86630).
  • the electrolytic solution of the present disclosure may include an ion conductive compound described in Japanese Patent Application No. 2004-301934.
  • This ion conductive compound has the formula (101): A-(D)-B (101) [In the formula, D is the formula (201): -(D1) n -(FAE) m -(AE) p -(Y) q -(201) (In the formula, D1 is the formula (2a):
  • Rf is a fluorine-containing ether group which may have a crosslinkable functional group; R 10 is a group or a bond which bonds Rf to the main chain)
  • An ether unit having a fluorine-containing ether group in the side chain represented by: FAE has the formula (2b):
  • Rfa is a hydrogen atom, a fluorinated alkyl group which may have a crosslinkable functional group; R 11 is a group or a bond which bonds Rfa to the main chain
  • An ether unit having a fluorinated alkyl group in the side chain represented by: AE is represented by formula (2c):
  • R 13 has a hydrogen atom, an alkyl group which may have a crosslinkable functional group, an aliphatic cyclic hydrocarbon group which may have a crosslinkable functional group, or a crosslinkable functional group.
  • Optionally substituted aromatic hydrocarbon group; R 12 is a group or a bond for connecting the main chain to R 13
  • An ether unit represented by: Y is the formula (2d-1) to (2d-3):
  • a unit containing at least one of n is an integer of 0 to 200; m is an integer of 0 to 200; p is an integer of 0 to 10000; q is an integer of 1 to 100; provided that n+m is not 0, and the bonding order of D1, FAE, AE and Y is Not specified);
  • a and B are the same or different and each is a hydrogen atom, a fluorine atom and/or an alkyl group which may contain a crosslinkable functional group, a phenyl group which may contain a fluorine atom and/or a crosslinkable functional group, -COOH.
  • R is a hydrogen atom or a fluorine atom and/or an alkyl group which may contain a crosslinkable functional group
  • an ester group or a carbonate group (provided that when the terminal of D is an oxygen atom, a —COOH group, -OR, not ester group and carbonate group)] Is an amorphous fluorine-containing polyether compound having a fluorine-containing group in the side chain.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may include a sulfone compound.
  • the sulfone compound is preferably a cyclic sulfone having 3 to 6 carbon atoms and a chain sulfone having 2 to 6 carbon atoms.
  • the number of sulfonyl groups in one molecule is preferably 1 or 2.
  • cyclic sulfone examples include trimethylene sulfone, tetramethylene sulfone and hexamethylene sulfone which are monosulfone compounds; trimethylenedisulfone, tetramethylenedisulfone and hexamethylenedisulfone which are disulfone compounds.
  • tetramethylene sulfones, tetramethylene disulfones, hexamethylene sulfones, and hexamethylene disulfones are more preferable, and tetramethylene sulfones (sulfolanes) are particularly preferable.
  • sulfolane As the sulfolane, a sulfolane and/or a sulfolane derivative (hereinafter sometimes to be abbreviated as "sulfolane” including sulfolane) are preferable.
  • the sulfolane derivative is preferably a sulfolane derivative in which one or more hydrogen atoms bonded to carbon atoms constituting the sulfolane ring are substituted with a fluorine atom or an alkyl group.
  • chain sulfone 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, t-butyl methyl sulfone, t-butyl ethyl sulfone, monofluoromethyl methyl sulfone, difluoromethyl methyl sulfone, trifluoromethyl methyl sulfone, monofluoroethyl methyl sulfone, difluoroethyl methyl sulfone
  • the content of the sulfone-based compound is not particularly limited and is arbitrary as long as the effect of the present disclosure is not significantly impaired, but is usually 0.3 vol% or more, preferably 0.5 vol% or more in 100 vol% of the solvent. , More preferably 1% by volume or more, and usually 40% by volume or less, preferably 35% by volume or less, more preferably 30% by volume or less. If the content of the sulfone-based compound is within the above range, the effect of improving the durability such as cycle characteristics and storage characteristics is easily obtained, and the viscosity of the non-aqueous electrolyte solution is set in an appropriate range to reduce the electrical conductivity. Can be avoided, and the input/output characteristics and charge/discharge rate characteristics of the non-aqueous electrolyte secondary battery can be set within appropriate ranges.
  • the electrolytic solution of the present disclosure is selected from the group consisting of lithium fluorophosphate salts (excluding LiPF 6 and LiPO 2 F 2 ) and lithium salts having an S ⁇ O group as additives, from the viewpoint of improving output characteristics. It is also preferred to include at least one compound (7) When the compound (7) is used as an additive, it is preferable to use a compound other than the compound (7) as the above-mentioned electrolyte salt.
  • lithium fluorophosphate salts include lithium monofluorophosphate (LiPO 3 F).
  • lithium salt having an S ⁇ O group include lithium monofluorosulfonate (FSO 3 Li), lithium methyl sulfate (CH 3 OSO 3 Li), lithium ethyl sulfate (C 2 H 5 OSO 3 Li), and 2,2. , 2-trifluoroethyl lithium sulfate and the like.
  • FSO 3 Li and C 2 H 5 OSO 3 Li are preferable as the compound (7).
  • the content of the compound (7) is preferably 0.001 to 20% by mass, more preferably 0.01 to 15% by mass, and 0.1 to 10% by mass based on the electrolyte solution. It is more preferable that the amount is 0.1 to 7% by mass.
  • the electrolytic solution of the present disclosure includes, as an additive, a group consisting of an unsaturated cyclic carbonate, a fluorinated saturated cyclic carbonate, a lithium salt having an S ⁇ O group, a lithium imide salt, a nitrile compound, a cyclic sulfonic acid ester, and the compound (2). It is preferable to include at least one selected from the above. By including these additives, the resistance of the lithium ion secondary battery can be further reduced, and the storage characteristics can be further improved.
  • the content of the additive is preferably 0.001 to 5 mass% or more with respect to the electrolytic solution. More preferably 0.01% by mass or more, further preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.2% by mass or more, more preferably 3% by mass or less, and further preferably 1% by mass or less. is there.
  • the electrolytic solution of the present disclosure preferably has a hydrogen fluoride (HF) content of 1 to 1000 ppm.
  • HF hydrogen fluoride
  • film formation of the above-mentioned additive can be promoted. If the content of HF is too low, the ability to form a film on the negative electrode tends to decrease, and the characteristics of the electrochemical device tend to deteriorate. Further, if the HF content is too high, the oxidation resistance of the electrolytic solution tends to decrease due to the influence of HF.
  • the electrolytic solution of the present disclosure does not reduce the high temperature storage capacity recovery capacity ratio of the electrochemical device even if it contains HF in the above range.
  • the content of HF is more preferably 5 ppm or more, further preferably 10 ppm or more, particularly preferably 20 ppm or more.
  • the HF content is also preferably 200 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, even more preferably 80 ppm or less, and particularly preferably 50 ppm or less.
  • the content of HF can be measured by the neutralization titration method.
  • the electrolytic solution of the present disclosure may be prepared by any method using the components described above.
  • the electrolytic solution of the present disclosure is an electrolytic solution used in a lithium ion secondary battery.
  • the present disclosure also relates to a lithium ion secondary battery including the electrolytic solution of the present disclosure.
  • the lithium-ion secondary battery of the present disclosure preferably includes a positive electrode, a negative electrode, and the above-mentioned electrolytic solution.
  • the positive electrode includes a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a current collector.
  • the positive electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium ions electrochemically, for example, lithium-containing transition metal composite oxide, lithium-containing transition metal phosphate compound, sulfur-based material, Examples include conductive polymers.
  • the positive electrode active material is preferably a lithium-containing transition metal composite oxide or a lithium-containing transition metal phosphate compound, and particularly preferably a lithium-containing transition metal composite oxide that produces a high voltage.
  • the transition metal of the lithium-containing transition metal composite oxide is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu or the like, and specific examples thereof include a lithium-cobalt composite oxide such as LiCoO 2 or LiNiO 2.
  • Lithium-nickel composite oxides, lithium-manganese composite oxides such as LiMnO 2 , LiMn 2 O 4 , and Li 2 MnO 4 some of the transition metal atoms that are the main constituents of these lithium-transition metal composite oxides are Na, Substitution with other elements such as K, B, F, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn and W The ones that have been done are listed.
  • substituted ones are, for example, LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , LiNi 0.85 Co 0.10 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O. 2 , LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.1 Mn 0.1 O 2 , LiNi 0. 45 Co 0.10 Al 0.45 O 2, LiMn 1.8 Al 0.2 O 4, LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and the like.
  • LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2, LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 is preferred.
  • LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 is preferable for high voltage of 4.4 V or higher.
  • the transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu or the like, and specific examples thereof include LiFePO 4 , Li 3 Fe 2 (PO 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.
  • the lithium-containing transition metal composite oxide for example, Formula: Li a Mn 2-b M 1 b O 4 (wherein 0.9 ⁇ a; 0 ⁇ b ⁇ 1.5; M 1 is Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, Lithium-manganese spinel composite oxide represented by at least one metal selected from the group consisting of V, Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si and Ge), Formula: LiNi 1-c M 2 c O 2 (where 0 ⁇ c ⁇ 0.5; M 2 is Fe, Co, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Ti, Mg, Ca, Lithium-nickel composite oxide represented by at least one metal selected from the group consisting of Sr, B, Ga, In, Si and Ge, or Formula: LiCo 1-d M 3 d O 2 (where 0 ⁇ d ⁇ 0.5; M 3 is Fe, Ni, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Ti, Mg, Ca, At least one metal
  • LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 are high in energy density and can provide a high output lithium ion secondary battery.
  • LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 is preferable.
  • positive electrode active material examples include LiFePO 4 , LiNi 0.8 Co 0.2 O 2 , Li 1.2 Fe 0.4 Mn 0.4 O 2 , LiNi 0.5 Mn 0.5 O 2 , and LiV 3. O 6, Li 2 MnO 3 and the like.
  • Examples of the sulfur-based material include materials containing a sulfur atom, and at least one selected from the group consisting of elemental sulfur, metal sulfides, and organic sulfur compounds is preferable, and elemental sulfur is more preferable.
  • the metal sulfide may be a metal polysulfide.
  • the organic sulfur compound may be an organic polysulfide.
  • metal sulfide a compound represented by LiS x (0 ⁇ x ⁇ 8); a compound represented by Li 2 S x (0 ⁇ x ⁇ 8); a two-dimensional layered structure such as TiS 2 or MoS 2 A compound having the formula; a Svrel compound having a strong three-dimensional skeleton structure represented by the general formula Me x Mo 6 S 8 (Me is various transition metals such as Pb, Ag, and Cu).
  • organic sulfur compound examples include carbon sulfide compounds.
  • the organic sulfur compound may be used as a carbon composite material by supporting it on a material having pores such as carbon.
  • the content of sulfur contained in the carbon composite material is more preferably 10 to 99% by mass, and more preferably 20% by mass or more based on the carbon composite material because the cycle performance is further excellent and the overvoltage is further reduced. It is preferably 30 mass% or more, more preferably 40 mass% or more, and further preferably 85 mass% or less.
  • the positive electrode active material is the simple substance of sulfur
  • the content of sulfur contained in the positive electrode active material is equal to the content of the simple substance of sulfur.
  • Examples of the conductive polymer include p-doping type conductive polymer and n-doping type conductive polymer.
  • Examples of the conductive polymer include polyacetylene-based, polyphenylene-based, heterocyclic polymers, ionic polymers, ladders and network polymers.
  • lithium phosphate in the positive electrode active material because continuous charging characteristics are improved.
  • the amount of lithium phosphate used has a lower limit of preferably 0.1 mass% or more, more preferably 0.3 mass% or more, still more preferably 0.5 mass, based on the total amount 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.
  • a material having a different composition from the surface of the positive electrode active material may be used.
  • Surface-adhering substances include oxides such as aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide and bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate. , Sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate, carbon and the like.
  • surface-adhering substances are, for example, dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material, followed by drying, and a surface-adhered substance precursor is dissolved or suspended in a solvent and impregnated and added to the positive electrode active material. It can be attached to the surface of the positive electrode active material by a method of reacting by heating, a method of adding to the positive electrode active material precursor and simultaneously firing, or the like. When carbon is attached, a method of mechanically attaching carbonaceous material in the form of activated carbon or the like may be used.
  • the amount of the surface-adhering substance is preferably 0.1 ppm or more as a lower limit, more preferably 1 ppm or more as a lower limit, still more preferably 10 ppm or more as a lower limit, and preferably 20% or less as an upper limit, more preferably by mass with respect to the positive electrode active material. Is 10% or less, 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 can improve the battery life, but if the adhering amount is too small, the effect is not sufficiently expressed, and If it is too much, the resistance may increase because the lithium ion is prevented from entering and leaving.
  • Examples of the shape of the particles of the positive electrode active material include lumps, polyhedra, spheres, ellipsoids, plates, needles, and columns, which are conventionally used. Further, the primary particles may aggregate to form secondary particles.
  • the tap density of the positive electrode active material is preferably 0.5 g/cm 3 or more, more preferably 0.8 g/cm 3 or more, still more preferably 1.0 g/cm 3 or more.
  • the tap density of the positive electrode active material is less than the above lower limit, the necessary amount of the dispersion medium increases at the time of forming the positive electrode active material layer, and the necessary amounts of the conductive material and the binder increase, so that the positive electrode for the positive electrode active material layer increases. There are cases where the filling rate of the active material is restricted and the battery capacity is restricted.
  • the complex oxide powder having a high tap density a high density positive electrode active material layer can be formed.
  • the tap density is generally preferably as large as possible, but there is no particular upper limit, but if it is too large, diffusion of lithium ions in the positive electrode active material layer using the electrolytic solution as a medium becomes rate-determining, and the load characteristics may be likely to deteriorate.
  • the upper limit is preferably 4.0 g/cm 3 or less, more preferably 3.7 g/cm 3 or less, and further preferably 3.5 g/cm 3 or less.
  • the tap density is the powder packing density (tap density) g/cm 3 when 5 to 10 g of the positive electrode active material powder is put in a 10 ml glass graduated cylinder and tapped 200 times with a stroke of about 20 mm. Ask as.
  • the median diameter d50 of the particles of the positive electrode active material is preferably 0.3 ⁇ m or more, more preferably 0.5 ⁇ m or more, and further preferably Is 0.8 ⁇ m or more, most preferably 1.0 ⁇ m or more, preferably 30 ⁇ m or less, more preferably 27 ⁇ m or less, further preferably 25 ⁇ m or less, most preferably 22 ⁇ m or less. If it is less than the above lower limit, it may not be possible to obtain a high tap density product, and if it exceeds the upper limit, it takes time to diffuse lithium in the particles, resulting in deterioration of battery performance or making a positive electrode of a battery, that is, an active material.
  • the median diameter d50 is measured by a known laser diffraction/scattering type particle size distribution measuring device.
  • LA-920 manufactured by HORIBA is used as a particle size distribution meter
  • a 0.1% by mass sodium hexametaphosphate aqueous solution is used as a dispersion medium for measurement, and a measurement refractive index of 1.24 is set after ultrasonic dispersion for 5 minutes. Then measured.
  • the average primary particle diameter of the positive electrode active material is preferably 0.05 ⁇ m or more, more preferably 0.1 ⁇ m or more, still more preferably 0.1 ⁇ m or more. It is 2 ⁇ m or more, and the upper limit is preferably 5 ⁇ m or less, more preferably 4 ⁇ m or less, further preferably 3 ⁇ m or less, and most preferably 2 ⁇ m or less. If the upper limit is exceeded, it is difficult to form spherical secondary particles, which adversely affects the powder filling property, or the specific surface area is greatly reduced, which may result in a high possibility that the battery performance such as output characteristics is deteriorated. is there. On the other hand, when the amount is less than the lower limit, problems such as poor reversibility of charge and discharge may occur due to the undeveloped crystal.
  • the primary particle size is measured by observation with a scanning electron microscope (SEM). Specifically, in a photograph at a magnification of 10000, 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 obtained.
  • SEM scanning electron microscope
  • 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, further preferably 0.3 m 2 / g or more, and the upper limit is preferably 50 m 2 / g or less, more preferably 40 m 2 /g or less, and further preferably 30 m 2 /g or less. If the BET specific surface area is smaller than this range, the battery performance is likely to be deteriorated, and if it is larger, the tap density is difficult to increase, and a problem may easily occur in coating property at the time of forming the positive electrode active material layer.
  • the BET specific surface area is measured by using a surface area meter (for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken Co., Ltd.), and after preliminarily drying the sample for 30 minutes at 150° C. under nitrogen flow, a large value is obtained. It is defined as a value measured by a nitrogen adsorption BET one-point method by a gas flow method using a nitrogen-helium mixed gas which is precisely adjusted so that the value of the relative pressure of nitrogen to the atmospheric pressure is 0.3.
  • a surface area meter for example, a fully automatic surface area measuring device manufactured by Okura Riken Co., Ltd.
  • the particles of the positive electrode active material are mainly secondary particles. It is preferable that It is preferable that the particles of the positive electrode active material contain 0.5 to 7.0 volume% of fine particles having an average secondary particle diameter of 40 ⁇ m or less and an average primary particle diameter of 1 ⁇ m or less. By including fine particles having an average primary particle diameter of 1 ⁇ m or less, the contact area with the electrolytic solution is increased, and the diffusion of lithium ions between the electrode and the electrolytic solution can be accelerated, resulting in a battery. The output performance of can be improved.
  • the positive electrode active material As a method for producing the positive electrode active material, a general method for producing an inorganic compound is used. Various methods are conceivable in particular for producing a spherical or elliptical active material.
  • the transition metal starting material is dissolved or pulverized and dispersed in a solvent such as water and the pH is adjusted while stirring.
  • a spherical precursor is prepared and recovered, dried if necessary, and then a Li source such as LiOH, Li 2 CO 3 or LiNO 3 is added and baked at a high temperature to obtain an active material. ..
  • the positive electrode active material may be used alone, or two or more kinds having different compositions may be used in any combination or ratio.
  • a preferable combination in this case is a combination of LiCoO 2 and LiMn 2 O 4 such as LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 or a part of this Mn replaced with another transition metal or the like.
  • a combination of LiCoO 2 or a material obtained by substituting a part of Co with another transition metal or the like may be used.
  • the content of the positive electrode active material is preferably 50 to 99.5 mass% of the positive electrode mixture, and more preferably 80 to 99 mass %.
  • 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% by mass or less, more preferably 98% by mass or less.
  • the positive electrode mixture preferably further contains a binder, a thickener, and a conductive material.
  • a binder any material can be used as long as it is a material that is safe for the solvent and the electrolytic solution used during electrode production, and examples thereof include polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethylmethacrylate, and aroma.
  • Resin type polymers such as group polyamide, chitosan, alginic acid, polyacrylic acid, polyimide, cellulose, nitrocellulose; SBR (styrene/butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, NBR (acrylonitrile/butadiene rubber), ethylene ⁇ Rubber-like polymer such as propylene rubber; styrene/butadiene/styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; EPDM (ethylene/propylene/diene terpolymer), styrene/ethylene/butadiene/styrene copolymer, Thermoplastic elastomer polymer such as styrene/isoprene/styrene block copolymer or hydrogenated product thereof; syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene/vinyl acetate copolymer
  • the content of the binder is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, and more preferably 1.5% by mass or more, as a ratio of the binder in the positive electrode active material layer. It is usually 80% by mass or less, preferably 60% by 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 may not be sufficiently retained and the mechanical strength of the positive electrode may be insufficient, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics. On the other hand, if it is too high, it may lead to a decrease in battery capacity and conductivity.
  • thickener examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein, polyvinylpyrrolidone and salts thereof.
  • One kind may be used alone, or two kinds or more may be used in optional combination and ratio.
  • the ratio of the thickener to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less. It is in the range of not more than mass%, more preferably not more than 2 mass%. If it is less than this range, the coatability may be significantly reduced. If it exceeds, the ratio of the active material in the positive electrode active material layer decreases, which may cause a problem of decreasing the capacity of the battery or a problem of increasing resistance between the positive electrode active materials.
  • any known conductive material can be used as the conductive material.
  • Specific examples include metal materials such as copper and nickel, graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, Ketjen black, channel black, furnace black, lamp black and thermal black, and needle coke. , Carbon nanotubes, fullerenes, and carbon materials such as amorphous carbon such as VGCF. In addition, these may be used individually by 1 type and may be used together by 2 or more types in arbitrary combinations and ratios.
  • the conductive material is contained in the positive electrode active material layer in an amount of usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass. % Or less, more preferably 15% by mass or less. If the content is lower than this range, the conductivity may be insufficient. On the contrary, if the content is higher than this range, the battery capacity may decrease.
  • the solvent for forming the slurry if it is a solvent that can dissolve or disperse the positive electrode active material, the conductive material, the binder, and the thickener used if necessary, it is particularly suitable for the type.
  • an aqueous solvent or an organic solvent may be used.
  • the aqueous solvent include water and a mixed medium of alcohol and water.
  • the organic solvent include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methylethylketone and cyclohexanone.
  • Esters such as methyl acetate and methyl acrylate; Amines such as diethylenetriamine and N,N-dimethylaminopropylamine; Ethers such as diethyl ether, propylene oxide and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; aprotic polar solvents such as hexamethylphosphamide and dimethylsulfoxide.
  • Amines such as diethylenetriamine and N,N-dimethylaminopropylamine
  • Ethers such as diethyl ether, propylene oxide and tetrahydrofuran (THF); N-methylpyrrolidone (NMP) Amides such as dimethylformamide and dimethylacetamide; aprotic polar solvents such as hexamethylphosphamide and dimethylsulfoxide.
  • NMP N-methylpyrrolidone
  • Examples of the material for the positive electrode current collector include metals such as aluminum, titanium, tantalum, stainless steel, and nickel, or metal materials such as alloys thereof; carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, metallic materials, particularly aluminum or its alloys are preferable.
  • Examples of the shape of the current collector include a metal foil, a metal cylinder, a metal coil, a metal plate, a metal thin film, an expanded metal, a punch metal, and a foam metal in the case of a metal material, and a carbon plate and a carbon in the case of a carbon material.
  • Examples include thin films and carbon cylinders. Of these, metal thin films are preferred.
  • the thin film may be appropriately formed in a mesh shape.
  • the thickness of the thin film is arbitrary, but is usually 1 ⁇ m or more, preferably 3 ⁇ m or more, more preferably 5 ⁇ m or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less. If the thin film is thinner than this range, the strength required as a current collector may be insufficient. On the contrary, if the thin film is thicker than this range, the handling property may be impaired.
  • the surface of the current collector is coated with a conductive auxiliary agent from the viewpoint of reducing the electrical contact resistance between the current collector and the positive electrode active material layer.
  • a conductive auxiliary agent include carbon and precious metals such as gold, platinum and silver.
  • the ratio of the thickness of the current collector to the thickness of 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 electrolyte injection)/(thickness of the current collector) is 20. It is preferably below, more preferably 15 or less, most preferably 10 or less, and 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. Below this range, the volume ratio of the current collector to the positive electrode active material may increase, and the battery capacity may decrease.
  • the positive electrode may be manufactured by a conventional method.
  • the above-mentioned binder, thickener, conductive material, solvent, etc. are added to the above-mentioned positive electrode active material to form a slurry-like positive electrode mixture, which is applied to a current collector, dried, and then pressed to obtain a high concentration.
  • the method of densifying is mentioned.
  • Density of the positive electrode active material layer is preferably 1.5 g / cm 3 or more, more preferably 2 g / cm 3 or more, still more preferably 2.2 g / cm 3 or more, preferably 5 g / cm 3 or less, The range is more preferably 4.5 g/cm 3 or less, and further preferably 4 g/cm 3 or less. If it exceeds this range, the permeability of the electrolytic solution into the vicinity of the current collector/active material interface may be lowered, and the charge/discharge characteristics may be lowered especially at a high current density, so that high output may not be obtained. On the other hand, if it is below the range, the conductivity between the active materials is lowered, the battery resistance increases, and high output may not be obtained in some cases.
  • the area of the positive electrode active material layer is preferably larger than the outer surface area of the battery outer case, from the viewpoint of high output and stability at high temperature.
  • the total area of the electrode of the positive electrode with respect to the surface area of the exterior of the secondary battery is preferably 15 times or more, more preferably 40 times or more in area ratio.
  • the outer surface area of the battery outer case is the total area obtained by calculation from the dimensions of the length, width and thickness of the case part filled with the power generating element excluding the protruding parts of the terminals in the case of the square bottomed shape.
  • the geometric surface area approximates the case portion, excluding the protruding portion of the terminal, filled with the power generation element as a cylinder.
  • the total electrode area of the positive electrode is the geometric surface area of the positive electrode material mixture layer facing the material mixture layer containing the negative electrode active material, and in the structure in which the positive electrode material mixture layer is formed on both surfaces via the collector foil. , The sum of the areas calculated for each surface separately.
  • 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 from which the metal foil thickness of the core material is subtracted is preferably the lower limit with respect to one surface of the current collector. Is 10 ⁇ m or more, more preferably 20 ⁇ m or more, and preferably 500 ⁇ m or less, more preferably 450 ⁇ m or less.
  • a material having a different composition from the surface of the positive electrode plate may be used.
  • Surface-adhering substances include oxides such as aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide and bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate. , Sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate and magnesium carbonate, carbon and the like.
  • the negative electrode includes a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material and a current collector.
  • the negative electrode material is not particularly limited as long as it can electrochemically store and release lithium ions.
  • Specific examples include carbon materials, alloy materials, lithium-containing metal composite oxide materials, and conductive polymers. These may be used alone or in any combination of two or more.
  • the negative electrode active material a carbonaceous material capable of occluding/releasing lithium such as pyrolyzed products of organic substances under various pyrolysis conditions, artificial graphite, natural graphite; occluding/releasing lithium such as tin oxide and silicon oxide.
  • a carbonaceous material capable of occluding/releasing lithium such as pyrolyzed products of organic substances under various pyrolysis conditions, artificial graphite, natural graphite; occluding/releasing lithium such as tin oxide and silicon oxide.
  • a carbonaceous material capable of inserting and extracting lithium artificial graphite or purified natural graphite produced by high temperature treatment of graphitizable pitch obtained from various raw materials, or surface treatment of these graphite with pitch or other organic substances It is preferable to obtain a carbonaceous material and a negative electrode active material layer obtained by heat treating natural graphite, artificial graphite, an artificial carbonaceous material, and an artificial graphiteous material at least once in the range of 400 to 3200° C.
  • a carbonaceous material having an interface with which the carbonaceous material contacts is more preferable because it has a good balance of initial irreversible capacity and high current density charge/discharge characteristics. Further, these carbon materials may be used alone or in any combination of two or more in any ratio.
  • the carbonaceous material obtained by heat-treating the above-mentioned artificial carbonaceous material and artificial graphiteous material at least once in the range of 400 to 3200° C. coal-based coke, petroleum-based coke, coal-based pitch, petroleum-based pitch and oxidation of these pitch Treated, needle coke, pitch coke and carbon agents partially graphitized thereof, pyrolysis products of organic substances such as furnace black, acetylene black, pitch-based carbon fiber, carbonizable organic substances and their carbides, or carbonizable Examples of the solution include a solution obtained by dissolving such an organic substance in a low molecular weight organic solvent such as benzene, toluene, xylene, quinoline, and n-hexane, and a carbide thereof.
  • a low molecular weight organic solvent such as benzene, toluene, xylene, quinoline, and n-hexane
  • the metal material (excluding lithium titanium composite oxide) used as the negative electrode active material as long as lithium can be occluded and released, simple substance of lithium, a simple substance metal and alloy forming a lithium alloy, or an oxidation thereof. It may be any of compounds such as compounds, carbides, nitrides, silicides, sulfides or phosphides, and is not particularly limited.
  • the elemental metal or alloy forming the lithium alloy is preferably a material containing a metal/metalloid element of Groups 13 and 14 and more preferably aluminum, silicon and tin (hereinafter abbreviated as “specific metal element”). ) Are elemental metals and alloys or compounds containing these atoms. These may be used alone or in any combination of two or more at any ratio.
  • Examples of the negative electrode active material having at least one atom selected from the specific metal elements include a simple substance of any one specific metal element, an alloy composed of two or more specific metal elements, and one or more specific elements. Alloys composed of a metal element and one or more other metal elements, compounds containing one or more specific metal elements, and oxides, carbides, nitrides, and silicides of the compounds Complex compounds such as sulfides and 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.
  • compounds in which these complex compounds are complexly bonded to several elements such as a simple metal, an alloy, or a non-metal element are also included.
  • a simple metal, an alloy, or a non-metal element such as silicon or tin
  • an alloy of these elements and a metal that does not operate as a negative electrode can be used.
  • tin a complex compound containing 5 to 6 elements in combination of a metal other than tin and silicon that acts as a negative electrode, a metal that does not work as a negative electrode, and a non-metal element may be used. it can.
  • a composite material including Si or Sn as a first constituent element and second and third constituent elements in addition to Si or Sn can be given.
  • the second constituent element is, for example, at least one of cobalt, iron, magnesium, titanium, vanadium, chromium, manganese, nickel, copper, zinc, gallium, and zirconium.
  • the third constituent element is, for example, at least one of boron, carbon, aluminum and phosphorus.
  • the metal material simple substance of silicon or tin (may contain a trace amount of impurities), SiO v (0 ⁇ v ⁇ 2), SnO w (0 ⁇ w ⁇ 2), Si—Co—C composite material, Si—Ni—C composite material, Sn—Co—C composite material, Sn—Ni—C composite material are preferable.
  • the lithium-containing metal composite oxide material used as the negative electrode active material is not particularly limited as long as it can occlude and release lithium, but a material containing titanium and lithium is preferable from the viewpoint of high current density charge and discharge characteristics, A lithium-containing composite metal oxide material containing titanium is more preferred, and a composite oxide of lithium and titanium (hereinafter abbreviated as “lithium titanium composite oxide”) is more preferred. That is, it is particularly preferable to use the lithium-titanium composite oxide having a spinel structure in the negative electrode active material for an electrolytic solution battery because the output resistance is significantly reduced.
  • the lithium titanium composite oxide has the general formula: Li x Ti y M z O 4
  • M represents at least one element selected from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb.
  • the compound represented by is preferable.
  • (I) 1.2 ⁇ x ⁇ 1.4, 1.5 ⁇ y ⁇ 1.7, z 0
  • (Ii) 0.9 ⁇ x ⁇ 1.1, 1.9 ⁇ y ⁇ 2.1, z 0
  • Iii) 0.7 ⁇ x ⁇ 0.9, 2.1 ⁇ y ⁇ 2.3, z 0
  • the structure (1) is particularly preferable because it has a good balance of battery performance.
  • Particularly preferred representative compositions of the above compounds are Li 4/3 Ti 5/3 O 4 in (i), Li 1 Ti 2 O 4 in (ii), and Li 4/5 Ti 11/5 O in (iii). It is 4 .
  • Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferable.
  • the negative electrode mixture preferably further contains a binder, a thickener, and a conductive material.
  • the binder examples include the same binders that can be used for the positive electrode described above.
  • the ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, particularly preferably 0.6% by mass or more, and preferably 20% by mass or less, 15 It is more preferably not more than 10% by mass, further preferably not more than 10% by mass, particularly preferably not more than 8% by mass.
  • the ratio of the binder to the negative electrode active material exceeds the above range, the ratio of the binder in which the amount of the binder does not contribute to the battery capacity increases, and the battery capacity may decrease. On the other hand, if it is less than the above range, the strength of the negative electrode may be lowered.
  • 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. Is more preferably 0.6% by mass or more, is usually 5% by mass or less, is preferably 3% by mass or less, and is more preferably 2% by mass or less.
  • the ratio to the negative electrode active material is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, more preferably 3% by mass or more. It is preferably not more than 15% by mass, usually not more than 10% by mass, more preferably not more than 8% by mass.
  • the thickener examples include the same thickeners that can be used for the positive electrode described above.
  • the ratio of the thickener to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, more preferably 0.6% by mass or more, and usually 5% by mass or less, It is preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. If the ratio of the thickener to the negative electrode active material is less than the above range, the coatability may be significantly reduced. On the other hand, when the amount exceeds the above range, the proportion of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer decreases, which may cause a problem of decreasing the battery capacity and increase the resistance between the negative electrode active materials.
  • Examples of the conductive material of the negative electrode include metal materials such as copper and nickel; carbon materials such as graphite and carbon black.
  • the solvent for forming the slurry if it is a solvent that can dissolve or disperse the negative electrode active material, the binder, and the thickener and the conductive material that are used as necessary, it is particularly suitable for the type. There is no limitation, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.
  • aqueous solvent examples include water and alcohol
  • 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, dimethylacetamide, hexamethylphosphamide, dimethylsulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, and hexane.
  • Examples of the material for the negative electrode current collector include copper, nickel, and stainless steel. Among them, copper foil is preferable because it can be easily processed into a thin film and is cost effective.
  • the thickness of the current collector is usually 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, and usually 100 ⁇ m or less, preferably 50 ⁇ m or less. If the thickness of the negative electrode current collector is too thick, the capacity of the entire battery may be too low, and if it is too thin, handling may be difficult.
  • the negative electrode may be manufactured by a conventional method. For example, a method of adding the above-mentioned binder, thickener, conductive material, solvent, etc. to the above negative electrode material to form a slurry, applying it to a current collector, drying and pressing to densify it can be mentioned. .. When an alloy material is used, a method of forming a thin film layer (negative electrode active material layer) containing the above negative electrode active material by a method such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a plating method is also used.
  • the electrode structure when the negative electrode active material is formed 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 preferable. More preferably, 1.9 g ⁇ cm ⁇ 3 or less is particularly preferable.
  • the density of the negative electrode active material present on the current collector exceeds the above range, the negative electrode active material particles are destroyed, the initial irreversible capacity increases, and the electrolyte solution near the current collector/negative electrode active material interface is increased. In some cases, the high current density charge/discharge characteristics may be deteriorated due to a decrease in permeability of On the other hand, if it is less than the above range, the conductivity between the negative electrode active materials may be lowered, the battery resistance may be increased, and the capacity per unit volume may be lowered.
  • the thickness of the negative electrode plate is designed according to the positive electrode plate used and is not particularly limited, but the thickness of the mixture layer after subtracting the metal foil thickness of the core material is usually 15 ⁇ m or more, preferably 20 ⁇ m or more. , More preferably 30 ⁇ m or more, usually 300 ⁇ m or less, preferably 280 ⁇ m or less, more preferably 250 ⁇ m or less.
  • Surface-adhering substances include oxides such as aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, calcium oxide, boron oxide, antimony oxide and bismuth oxide, lithium sulfate, sodium sulfate, potassium sulfate, magnesium sulfate, calcium sulfate. , Sulfates such as aluminum sulfate, carbonates such as lithium carbonate, calcium carbonate, magnesium carbonate, and the like.
  • the lithium ion secondary battery of the present disclosure preferably further includes a separator.
  • the material and shape of the separator are not particularly limited as long as they are stable to the electrolytic solution and have excellent liquid retaining properties, and known materials can be used. Among them, a resin, glass fiber, inorganic material, etc. formed of a stable material for the electrolytic solution of the present disclosure is used, and it is preferable to use a porous sheet or a non-woven fabric-like material excellent in liquid retention. preferable.
  • the material of the resin and the glass fiber separator for example, polyolefin such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamide, polytetrafluoroethylene, polyether sulfone, and glass filter can be used. These materials such as polypropylene/polyethylene two-layer film and polypropylene/polyethylene/polypropylene three-layer film may be used alone or in any combination of two or more at any ratio.
  • the separator is preferably a porous sheet or a non-woven fabric made of polyolefin such as polyethylene or polypropylene as a raw material from the viewpoint that the permeability of the electrolytic solution and the shutdown effect are good.
  • the thickness of the separator is arbitrary, it is usually 1 ⁇ m or more, preferably 5 ⁇ m or more, more preferably 8 ⁇ m or more, and usually 50 ⁇ m or less, 40 ⁇ m or less, preferably 30 ⁇ m or less. If the separator is too thin than the above range, the insulating property and mechanical strength may decrease. If the thickness is more than the above range, not only the battery performance such as rate characteristics may deteriorate, but also the energy density of the entire electrolytic solution battery may decrease.
  • the porosity of the separator is arbitrary, but is usually 20% or more, preferably 35% or more, more preferably 45% or more, It is usually 90% or less, preferably 85% or less, more preferably 75% or less. If the porosity is smaller than the above range, the film resistance tends to increase and the rate characteristics tend to deteriorate. On the other hand, if it is larger than the above range, the mechanical strength of the separator tends to decrease, and the insulating property tends to decrease.
  • the average pore size of the separator is also arbitrary, but is usually 0.5 ⁇ m or less, preferably 0.2 ⁇ m or less, and usually 0.05 ⁇ m or more.
  • the average pore size exceeds the above range, short circuit is likely to occur. On the other hand, if it is less than the above range, the film resistance may increase and the rate characteristics may deteriorate.
  • oxides such as alumina and silicon dioxide
  • nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride
  • sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate are used. Used.
  • a thin film such as a non-woven fabric, a woven fabric, or a microporous film is used.
  • a thin film one having a pore diameter of 0.01 to 1 ⁇ m and a thickness of 5 to 50 ⁇ m is preferably used.
  • a separator formed by forming a composite porous layer containing the above-mentioned inorganic particles on the surface layer of the positive electrode and/or the negative electrode using a resin binder.
  • the porous layer may be formed on both surfaces of the positive electrode by using alumina particles having a 90% particle diameter of less than 1 ⁇ m and a fluororesin as a binder.
  • the electrode group has a laminated structure including the positive electrode plate and the negative electrode plate with the separator interposed therebetween, and a structure having a structure in which the positive electrode plate and the negative electrode plate are spirally wound with the separator interposed therebetween. Either is fine.
  • the ratio of the volume of the electrode group to the internal volume of the battery (hereinafter referred to as the electrode group occupancy rate) is usually 40% or more, preferably 50% or more, and usually 90% or less, preferably 80% or less. ..
  • the battery capacity becomes small.
  • the void space is small, the internal pressure rises because the member expands or the vapor pressure of the liquid component of the electrolyte increases due to the high temperature of the battery, and the repeated charge and discharge performance as a battery
  • various characteristics such as high temperature storage may be deteriorated, and further, a gas release valve that releases the internal pressure to the outside may operate.
  • the current collecting structure is not particularly limited, but in order to more effectively realize the improvement of the charge/discharge characteristics of the high current density by the electrolytic solution of the present disclosure, a structure in which the resistance of the wiring portion or the joint portion is reduced can be used. preferable. When the internal resistance is reduced in this way, the effect of using the electrolytic solution of the present disclosure is particularly well exhibited.
  • the electrode group has the above-mentioned laminated structure
  • a structure formed by bundling the metal core portions of the electrode layers and welding them to the terminals is preferably used. Since the internal resistance increases when the area of one electrode increases, it is also preferable to provide a plurality of terminals in the electrode to reduce the resistance.
  • the internal resistance can be lowered by providing a plurality of lead structures on the positive electrode and the negative electrode respectively and bundling them to the terminals.
  • the material of the outer case is not particularly limited as long as it is a stable substance with respect to the electrolytic solution used. Specifically, a nickel-plated steel sheet, metals such as stainless steel, aluminum or aluminum alloy, and magnesium alloy, or a laminated film (laminate film) of resin and aluminum foil is used. From the viewpoint of weight reduction, aluminum or aluminum alloy metal, or a laminated film is preferably used.
  • an outer case using metals laser welding, resistance welding, ultrasonic welding is used to weld metals to each other to form a hermetically sealed structure, or a caulking structure using the above metals via a resin gasket.
  • the outer case using the laminate film include those having a sealed structure by heat-sealing resin layers.
  • a resin different from the resin used for the laminate film may be interposed between the resin layers.
  • a resin layer is heat-sealed through a collector terminal to form a hermetically sealed structure, a metal and a resin are joined, so a resin having a polar group or a modification having a polar group introduced as an intervening resin. Resin is preferably used.
  • the shape of the lithium ion secondary battery of the present disclosure is arbitrary, and examples thereof include a cylindrical shape, a rectangular shape, a laminate type, a coin type, and a large shape.
  • the shapes and configurations of the positive electrode, the negative electrode, and the separator can be changed and used according to the shape of each battery.
  • a positive electrode, a negative electrode, and the electrolyte solution described above are provided, the positive electrode is provided with a positive electrode active material layer containing a positive electrode current collector and a positive electrode active material, and the positive electrode active material contains Mn.
  • the lithium ion secondary battery is also one of the preferred embodiments. Since the positive electrode active material layer containing the positive electrode active material containing Mn is provided, the lithium ion secondary battery is more excellent in high temperature storage characteristics.
  • LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 and LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0 have high energy density and can provide a high output lithium ion secondary battery. .3 O 2 and LiNi 0.6 Co 0.2 Mn 0.2 O 2 are preferable.
  • 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% by mass or less, more preferably 98% by mass or less.
  • the positive electrode active material layer may further include a conductive material, a thickener and a binder.
  • any material can be used as long as it is a material that is safe against the solvent and the electrolytic solution used in the production of the electrode, for example, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyethylene, polypropylene.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • isoprene rubber butadiene rubber
  • ethylene-acrylic acid copolymer ethylene-methacrylic acid copolymer
  • polyethylene terephthalate polymethylmethacrylate
  • polyimide aromatic polyamide
  • EPDM ethylene/propylene/diene terpolymer
  • styrene/ethylene/butadiene/ Ethylene copolymer styrene/isoprene/styrene block copolymer or hydrogenated product thereof
  • syndiotactic-1,2-polybutadiene polyvinyl acetate
  • ethylene/vinyl acetate copolymer propylene/ ⁇
  • the content of the binder is usually 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, and more preferably 1.5% by mass or more, as a ratio of the binder in the positive electrode active material layer. It is usually 80% by mass or less, preferably 60% by 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 may not be sufficiently retained and the mechanical strength of the positive electrode may be insufficient, which may deteriorate battery performance such as cycle characteristics. On the other hand, if it is too high, it may lead to a decrease in battery capacity and conductivity.
  • thickener examples include carboxymethyl cellulose, methyl cellulose, hydroxymethyl cellulose, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, oxidized starch, phosphorylated starch, casein and salts thereof.
  • One kind may be used alone, or two kinds or more may be used in optional combination and ratio.
  • the ratio of the thickener to the active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.2% by mass or more, more preferably 0.3% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less. It is in the range of not more than mass%, more preferably not more than 2 mass%. If it is less than this range, the coatability may be significantly reduced. If it exceeds, the ratio of the active material in the positive electrode active material layer decreases, which may cause a problem of decreasing the capacity of the battery or a problem of increasing resistance between the positive electrode active materials.
  • any known conductive material can be used as the conductive material.
  • Specific examples thereof include metal materials such as copper and nickel, graphite such as natural graphite and artificial graphite, carbon black such as acetylene black, and carbon materials such as amorphous carbon such as needle coke. In addition, these may be used individually by 1 type and may be used together by 2 or more types in arbitrary combinations and ratios.
  • the conductive material is contained in the positive electrode active material layer in an amount of usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, more preferably 1% by mass or more, and usually 50% by mass or less, preferably 30% by mass. % Or less, more preferably 15% by mass or less. If the content is lower than this range, the conductivity may be insufficient. On the contrary, if the content is higher than this range, the battery capacity may decrease.
  • the positive electrode current collector is preferably made of a valve metal or its alloy because the high temperature storage characteristics are further improved.
  • the valve metal include aluminum, titanium, tantalum, chromium and the like. More preferably, the positive electrode current collector is made of aluminum or an aluminum alloy.
  • the portion of the portion electrically connected to the positive electrode current collector that comes into contact with the electrolytic solution is also made of a valve metal or its alloy. It is preferably configured.
  • the battery outer case, and the lead wire, the safety valve, etc. housed in the battery outer case, which are electrically connected to the positive electrode current collector and which are in contact with the non-aqueous electrolyte are made of a valve metal or It is preferably composed of the alloy. Stainless steel coated with a valve metal or its alloy may be used.
  • the method for producing the positive electrode is as described above, and, for example, the positive electrode active material is added with the binder, the thickener, the conductive material, the solvent and the like to form a slurry positive electrode mixture, which is Examples thereof include a method in which the positive electrode current collector is coated, dried and then pressed to increase the density.
  • the structure of the negative electrode is as described above.
  • a module including the lithium ion secondary battery of the present disclosure is also one of the present disclosure.
  • the electrolytic solution of the present disclosure is useful as an electrolytic solution for large-sized lithium-ion secondary batteries for hybrid vehicles and distributed power sources.
  • Synthesis example 1 1-Ethyl-3-methylimidazolium chloride and lithium difluorophosphate were dissolved in an acetone/acetonitrile (volume ratio 1:1) solvent at a molar ratio of 1:1 and stirred with a stirrer for 24 hours. Then, the mixture was filtered and then concentrated to obtain the target compound (I) represented by the following formula.
  • Examples 1-27 and Comparative Examples 1-3 Ethylene carbonate (EC), ethylmethyl carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC) were mixed in a volume ratio of 30/40/30, and LiPF 6 was added to this mixture at a concentration of 1.0 mol/liter. Thus, the basic electrolyte was added. Further, the components shown in Table 1 were added to the basic electrolyte solution in the amounts shown in Table 1 to obtain a non-aqueous electrolyte solution.
  • EC Ethylene carbonate
  • EMC ethylmethyl carbonate
  • DMC dimethyl carbonate
  • [Preparation of negative electrode] 98 parts by mass of carbonaceous material (graphite), 1 part by mass of an aqueous dispersion of sodium carboxymethyl cellulose (concentration of sodium carboxymethyl cellulose of 1% by mass) and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber (styrene-) as a thickener and a binder. 1 part by mass of butadiene rubber (concentration of 50% by mass) was added and mixed by a disperser to form a slurry.
  • the obtained slurry was applied to a copper foil having a thickness of 10 ⁇ m, dried, and rolled with a press to obtain an active material layer having a width of 52 mm, a length of 32 mm, and an uncoated width of 5 mm and a length of 9 mm. It was cut out into a shape having a portion to obtain a negative electrode.
  • the above positive electrode is made to face the positive electrode and the negative electrode through a microporous polyethylene film (separator) having a thickness of 20 ⁇ m, and the nonaqueous electrolytic solution obtained above is injected, and the above nonaqueous electrolytic solution is sufficiently applied to a separator or the like. After permeating, sealing, precharging and aging were performed to prepare a lithium ion secondary battery.
  • the secondary battery manufactured above was sandwiched between plates and pressurized at 25° C. with a current equivalent to 0.2 C up to 4.2 V constant current-constant voltage charging (hereinafter referred to as CC/CV charging. .) (0.1 C cut) and then discharged to 3 V with a constant current of 0.2 C, and this was taken as one cycle, and the initial discharge capacity was determined from the discharge capacity at the third cycle.
  • 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in 1 hour
  • 0.2C represents a current value of 1/5 thereof.
  • CC/CV charging (0.1 C cut) was performed again at 0.2 C to 4.2 V, and then high temperature storage was performed at 60° C. for 3 days. After allowing the cell to cool sufficiently, it was discharged at 25° C. at 0.2 C to 3V. Then, the battery was charged to 4.2 V at 0.2 C (CC/CV charging (0.1 C cut)) and discharged to 0.2 V at 3 V to measure the discharge capacity. This discharge capacity is the recovery capacity after storage at high temperature.
  • the value of Comparative Example 1 was calculated as 1. The results are shown in Table 1.

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Abstract

リチウムイオン二次電池の抵抗を低減することができ、また、保存特性を向上させることができる電解液等を提供する。 一般式（１）（一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。）で示される化合物（１）を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液である。

Description

リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池及びモジュール
本開示は、リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池及びモジュールに関する。
近年の電気製品の軽量化、小型化にともない、高いエネルギー密度をもつリチウムイオン二次電池等の電気化学デバイスの開発が進められている。また、リチウムイオン二次電池等の電気化学デバイスの適用分野が拡大するにつれて特性の改善が要望されている。特に今後、車載用にリチウムイオン二次電池が使われた場合、電池特性の改善はますます重要となる。
一方、キャパシタについても特性を改善するための検討がなされており、例えば、特許文献１には、特定の含ホウ素アニオンの四級アンモニウム塩あるいは四級ホスホニウム塩を溶質として使用することを特徴とする電解コンデンサ用電解液が記載されている。
また、特許文献２には、エチルトリメチルアンモニウムテトラフルオロボレートと、特定のイミダゾリウムテトラフルオロボレートとを含有する電気二重層キャパシタ用電解液が記載されている。
また、特許文献３には、ジフルオロ燐酸リチウム等を添加した非水系電解液が記載されている。
特開平１－１９４３１３号公報 特開２０１２－７４５２８号公報 特開平１１－６７２７０号公報
本開示は、リチウムイオン二次電池の抵抗を低減することができ、また、保存特性を向上させることができる電解液、及び、当該電解液を備えるリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。
本開示は、一般式（１）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 （一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。）で示される化合物（１）を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液に関する。
上記化合物（１）が式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 で示される化合物（１－ａ）であることが好ましい。
電解液に対し、上記化合物（１）の含有量が０．０１～１０質量％であることが好ましい。
本開示は、一般式（１－１）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 （一般式（１－１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。）で示されるイミダゾリウムカチオン（１－１）、及び、ジフルオロリン酸イオンを含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液にも関する。
本開示は、上記電解液を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池にも関する。
本開示は、上記リチウムイオン二次電池を備えることを特徴とするモジュールにも関する。
本開示によれば、リチウムイオン二次電池の抵抗を低減することができ、また、保存特性を向上させることができる電解液、及び、当該電解液を備えるリチウムイオン二次電池を提供することができる。
以下、本開示を具体的に説明する。
本開示は、一般式（１）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 （一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。）で示される化合物（１）を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液（以下、第１の電解液ともいう）に関する。
本開示の第１の電解液は、上記特徴を有することにより、リチウムイオン二次電池の抵抗を低減することができ、また、保存特性（例えば、高温保存後の回復容量）を向上させることができる。
一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、炭素数１～４のエーテル結合を有してもよいアルキル基である。上記アルキル基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基等が挙げられる。Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方がメチル基であることが好ましく、Ｒ１及びＲ２の一方がメチル基であり、他方がエチル基、プロピル基又はブチル基であることが好ましい。
化合物（１）としては、なかでも、式（１－ａ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 で示される化合物（１－ａ）、及び、式（１－ｂ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 で示される化合物（１－ｂ）からなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、化合物（１－ａ）がより好ましい。
化合物（１）は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
第１の電解液において、化合物（１）の含有量は、上記電解液に対して、０．０１～１０質量％であることが好ましい。化合物（１）の含有量が上記範囲であることによって、リチウムイオン二次電池の抵抗を一層低減することができ、また、保存特性を一層向上させることができる。
化合物（１）の含有量としては、上記電解液に対して、０．１質量％以上がより好ましく、０．５質量％以上が更に好ましい。また、５．０質量％以下がより好ましく、３．０質量％以下が更に好ましく、２．０質量％以下が特に好ましい。
本開示は、一般式（１－１）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
 （一般式（１－１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。）で示されるイミダゾリウムカチオン（１－１）、及び、ジフルオロリン酸イオン（ＰＯ２Ｆ２ －）を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液（以下、第２の電解液ともいう）にも関する。
本開示の第２の電解液は、上記特徴を有することにより、リチウムイオン二次電池の抵抗を低減することができ、また、保存特性（例えば、高温保存後の回復容量）を向上させることができる。
一般式（１－１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。Ｒ１及びＲ２の好ましい組み合わせは、一般式（１）について説明したとおりである。
イミダゾリウムカチオン（１－１）としては、なかでも、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
 で示されるイミダゾリウムカチオン（１－１ａ）、及び、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
 で示されるイミダゾリウムカチオン（１－１ｂ）からなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、イミダゾリウムカチオン（１－１ａ）がより好ましい。
第２の電解液においては、イミダゾリウムカチオン（１－１）の含有量（ａ）と、ジフルオロリン酸イオンの含有量（ｂ）とのモル比（ａ／ｂ）が、０．００１～２０であることが好ましい。モル比（ａ／ｂ）が上記範囲であることによって、リチウムイオン二次電池の抵抗を一層低減することができ、また、保存特性を一層向上させることができる。
モル比（ａ／ｂ）としては、０．０１以上がより好ましく、０．１以上が更に好ましく、０．９以上が特に好ましい。また、１３以下がより好ましく、３以下が更に好ましく、１．１以下が特に好ましい。
第２の電解液において、上記イミダゾリウムカチオン（１－１）の含有量は、上記電解液に対して０．０００５～１５質量％であることが好ましい。
上記イミダゾリウムカチオン（１－１）、ジフルオロリン酸イオンの含有量はＮＭＲ、ガスクロマトグラフィーにより測定できる。
第２の電解液に含まれる各イオンを与えるイオン源としては、各イオンを含む化合物であり、かつ電解液を構成する溶媒に可溶な化合物を用いることができる。上記イオン源は、それぞれ、１種又は２種以上を用いることができる。
イミダゾリウムカチオン（１－１）のイオン源としては、上述した化合物（１）、イミダゾリウムカチオン（１－１）と対アニオン（但し、ジフルオロリン酸イオンを除く）とからなる化合物が挙げられる。
上記対アニオン（但し、ジフルオロリン酸イオンを除く）としては、ＰＦ６ －、Ｎ（ＦＳＯ２）２ －、Ｎ（ＣＦ３ＳＯ２）２ －、ＣｌＯ４ －、Ｃｌ－、ＢＦ４ －等が挙げられ、なかでもＰＦ６ －が好ましい。
ジフルオロリン酸イオンのイオン源としては、上述した化合物（１）、ジフルオロリン酸イオンと対カチオン（但し、イミダゾリウムカチオン（１－１）を除く）とからなる化合物が挙げられる。
上記対カチオン（但し、イミダゾリウムカチオン（１－１）を除く）としては、Ｌｉ＋、アンモニウムカチオン、ピリジニウムカチオン、ピロリジニウムカチオン、ピペリジニウムカチオン等が挙げられ、なかでもＬｉ＋が好ましい。
リチウムイオン二次電池の抵抗を一層低減することができ、また、保存特性を一層向上させることができる点で、イミダゾリウムカチオン（１－１）及びジフルオロリン酸イオンの両方のイオン源として、化合物（１）を使用することが好ましい。
化合物（１）は、例えば、下記一般式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
 （式中、Ｒ１及びＲ２は上記のとおり）で示されるイミダゾリウムクロライドと、ジフルオロリン酸リチウムとを反応させる工程を含む製造方法により、好適に製造できる。
上記反応は、溶媒中で実施できる。上記溶媒としては、有機溶媒が好ましく、非芳香族炭化水素溶媒、芳香族炭化水素溶媒、ケトン溶媒、ハロゲン化炭化水素溶媒、エーテル溶媒、エステル溶媒、ニトリル溶媒、スルホキシド系溶媒及びアミド溶媒等が挙げられる。具体的には、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、シクロヘキサン、デカヒドロナフタレン、ｎ－デカン、イソドデカン、トリデカン等の非芳香族炭化水素溶媒；ベンゼン、トルエン、キシレン、テトラリン、ベラトロール、ジエチルベンゼン、メチルナフタレン、ニトロベンゼン、ｏ－ニトロトルエン、メシチレン、インデン、ジフェニルスルフィド等の芳香族炭化水素溶媒；アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、プロピオフェノン、ジイソブチルケトン、イソホロン等のケトン溶媒；ジクロロメタン、四塩化炭素、クロロホルム、クロロベンゼン等のハロゲン化炭化水素溶媒；ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン、ジイソプロピルエーテル、メチル ｔ－ブチルエーテル、ジオキサン、ジメトキシエタン、ジグライム、フェネトール、１，１－ジメトキシシクロヘキサン、ジイソアミルエーテル等のエーテル溶媒；酢酸エチル、酢酸イソプロピル、マロン酸ジエチル、３－メトキシ－３－メチルブチルアセテート、γ－ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、炭酸ジメチル、α－アセチル－γ－ブチロラクトン等のエステル溶媒；アセトニトリル、ベンゾニトリル等のニトリル溶媒；ジメチルスルホキシド、スルホラン等のスルホキシド系溶媒；及びＮ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド、Ｎ－メチルピロリドン、１，３－ジメチル－２－イミダゾリジノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアクリルアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジエチルアセトアミド等のアミド溶媒等が挙げられる。
上記溶媒は、１種を単独で、又は２種以上を混合して用いることができる。
上記反応の温度としては、０～５０℃が好ましく、１０～３０℃がより好ましい。
上記反応の時間としては、１～５０時間が好ましく、１０～３０時間がより好ましい。
上記製造方法は、更に、イオン交換工程、濾過工程、濃縮工程等の工程を含んでもよい。
本開示の電解液（第１及び第２の電解液）は、溶媒を含むことが好ましい。
上記溶媒は、カーボネート及びカルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。
上記カーボネートは、環状カーボネートであってもよいし、鎖状カーボネートであってもよい。
上記環状カーボネートは、非フッ素化環状カーボネートであってもよいし、フッ素化環状カーボネートであってもよい。
上記非フッ素化環状カーボネートとしては、非フッ素化飽和環状カーボネートが挙げられ、炭素数２～６のアルキレン基を有する非フッ素化飽和アルキレンカーボネートが好ましく、炭素数２～４のアルキレン基を有する非フッ素化飽和アルキレンカーボネートがより好ましい。
なかでも、上記非フッ素化飽和環状カーボネートとしては、誘電率が高く、粘度が好適となる点で、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、シス－２，３－ペンチレンカーボネート、シス－２，３－ブチレンカーボネート、２，３－ペンチレンカーボネート、２，３－ブチレンカーボネート、１，２－ペンチレンカーボネート、１，２－ブチレンカーボネート及びブ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１種が好ましい。
上記非フッ素化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。
上記非フッ素化飽和環状カーボネートが含まれる場合、上記非フッ素化飽和環状カーボネートの含有量は、上記溶媒に対して５～９０体積％であることが好ましく、１０～６０体積％であることがより好ましく、１５～４５体積％であることが更に好ましい。
上記フッ素化環状カーボネートは、フッ素原子を有する環状カーボネートである。フッ素化環状カーボネートを含む溶媒は、高電圧下でも好適に使用することができる。
なお、本明細書において「高電圧」とは、４．２Ｖ以上の電圧をいう。また、「高電圧」の上限は４．９Ｖが好ましい。
上記フッ素化環状カーボネートは、フッ素化飽和環状カーボネートであってもよいし、フッ素化不飽和環状カーボネートであってもよい。
上記フッ素化飽和環状カーボネートは、フッ素原子を有する飽和環状カーボネートであり、具体的には、下記一般式（Ａ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
 （式中、Ｘ１～Ｘ４は同じか又は異なり、それぞれ－Ｈ、－ＣＨ３、－Ｃ２Ｈ５、－Ｆ、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基を表す。ただし、Ｘ１～Ｘ４の少なくとも１つは、－Ｆ、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基である。）で示される化合物が挙げられる。上記フッ素化アルキル基とは、－ＣＦ３、－ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２Ｆ等である。
上記フッ素化飽和環状カーボネートを含むと、本開示の電解液を高電圧リチウムイオン二次電池等に適用した場合電解液の耐酸化性が向上し、安定で優れた充放電特性が得られる。
なお、本明細書中で「エーテル結合」は、－Ｏ－で表される結合である。
誘電率、耐酸化性が良好な点から、Ｘ１～Ｘ４の１つ又は２つが、－Ｆ、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基であることが好ましい。
低温での粘性の低下、引火点の上昇、更には電解質塩の溶解性の向上が期待できることから、Ｘ１～Ｘ４は、－Ｈ、－Ｆ、フッ素化アルキル基（ａ）、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、又は、フッ素化アルコキシ基（ｃ）であることが好ましい。
上記フッ素化アルキル基（ａ）は、アルキル基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。フッ素化アルキル基（ａ）の炭素数は、１～２０が好ましく、１～１７がより好ましく、１～７が更に好ましく、１～５が特に好ましい。
炭素数が大きくなりすぎると低温特性が低下したり、電解質塩の溶解性が低下したりするおそれがあり、炭素数が少な過ぎると、電解質塩の溶解性の低下、放電効率の低下、更には粘性の増大等がみられることがある。
上記フッ素化アルキル基（ａ）のうち、炭素数が１のものとしては、ＣＦＨ２－、ＣＦ２Ｈ－、ＣＦ３－が挙げられる。特に、ＣＦ２Ｈ－又はＣＦ３－が高温保存特性上好ましく、ＣＦ３－が最も好ましい。
上記フッ素化アルキル基（ａ）のうち、炭素数が２以上のものとしては、下記一般式（ａ－１）：
Ｒ１－Ｒ２－　（ａ－１）
（式中、Ｒ１はフッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基；Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１～３のアルキレン基；ただし、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方はフッ素原子を有している）で示されるフッ素化アルキル基が、電解質塩の溶解性が良好な点から好ましく例示できる。
なお、Ｒ１及びＲ２は、更に、炭素原子、水素原子及びフッ素原子以外の、その他の原子を有していてもよい。
Ｒ１は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基である。Ｒ１としては、炭素数１～１６の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。Ｒ１の炭素数としては、１～６がより好ましく、１～３が更に好ましい。
Ｒ１として、具体的には、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基として、ＣＨ３－、ＣＨ３ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する直鎖状のアルキル基である場合、ＣＦ３－、ＣＦ３ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２－、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２－等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する分岐鎖状のアルキル基である場合、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
等が好ましく挙げられる。ただし、ＣＨ３－やＣＦ３－という分岐を有していると粘性が高くなりやすいため、その数は少ない（１個）かゼロであることがより好ましい。
Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１～３のアルキレン基である。Ｒ２は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このような直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を構成する最小構造単位の一例を下記に示す。Ｒ２はこれらの単独又は組合せで構成される。
（ｉ）直鎖状の最小構造単位：
－ＣＨ２－、－ＣＨＦ－、－ＣＦ２－、－ＣＨＣｌ－、－ＣＦＣｌ－、－ＣＣｌ２－
（ｉｉ）分岐鎖状の最小構造単位：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
なお、以上の例示のなかでも、塩基による脱ＨＣｌ反応が起こらず、より安定なことから、Ｃｌを含有しない構成単位から構成されることが好ましい。
Ｒ２は、直鎖状である場合には、上述した直鎖状の最小構造単位のみからなるものであり、なかでも－ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－又は－ＣＦ２－が好ましい。電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる点から、－ＣＨ２－又は－ＣＨ２ＣＨ２－がより好ましい。
Ｒ２は、分岐鎖状である場合には、上述した分岐鎖状の最小構造単位を少なくとも１つ含んでなるものであり、一般式－（ＣＸａＸｂ）－（ＸａはＨ、Ｆ、ＣＨ３又はＣＦ３；ＸｂはＣＨ３又はＣＦ３。ただし、ＸｂがＣＦ３の場合、ＸａはＨ又はＣＨ３である）で表されるものが好ましく例示できる。これらは特に電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる。
好ましいフッ素化アルキル基（ａ）としては、例えばＣＦ３ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２－、Ｈ２ＣＦＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨＦ－、ＣＨ３ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、Ｈ２ＣＦＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２－、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
等が挙げられる。
上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）は、エーテル結合を有するアルキル基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）は、炭素数が２～１７であることが好ましい。炭素数が多過ぎると、上記フッ素化飽和環状カーボネートの粘性が高くなり、また、フッ素含有基が多くなることから、誘電率の低下による電解質塩の溶解性低下や、他の溶剤との相溶性の低下がみられることがある。この観点から上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）の炭素数は２～１０がより好ましく、２～７が更に好ましい。
上記エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）のエーテル部分を構成するアルキレン基は直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基でよい。そうした直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を構成する最小構造単位の一例を下記に示す。
（ｉ）直鎖状の最小構造単位：
－ＣＨ２－、－ＣＨＦ－、－ＣＦ２－、－ＣＨＣｌ－、－ＣＦＣｌ－、－ＣＣｌ２－
（ｉｉ）分岐鎖状の最小構造単位：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
アルキレン基は、これらの最小構造単位単独で構成されてもよく、直鎖状（ｉ）同士、分岐鎖状（ｉｉ）同士、又は、直鎖状（ｉ）と分岐鎖状（ｉｉ）との組み合わせにより構成されてもよい。好ましい具体例は、後述する。
なお、以上の例示のなかでも、塩基による脱ＨＣｌ反応が起こらず、より安定なことから、Ｃｌを含有しない構成単位から構成されることが好ましい。
更に好ましいエーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）としては、一般式（ｂ－１）：
Ｒ３－（ＯＲ４）ｎ１－　　　　　　　（ｂ－１）
（式中、Ｒ３はフッ素原子を有していてもよい、好ましくは炭素数１～６のアルキル基；Ｒ４はフッ素原子を有していてもよい、好ましくは炭素数１～４のアルキレン基；ｎ１は１～３の整数；ただし、Ｒ３及びＲ４の少なくとも１つはフッ素原子を有している）で示されるものが挙げられる。
Ｒ３及びＲ４としては以下のものが例示でき、これらを適宜組み合わせて、上記一般式（ｂ－１）で表されるエーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）を構成することができるが、これらのみに限定されるものではない。
（１）Ｒ３としては、一般式：Ｘｃ ３Ｃ－（Ｒ５）ｎ２－（３つのＸｃは同じか又は異なりいずれもＨ又はＦ；Ｒ５は炭素数１～５のフッ素原子を有していてもよいアルキレン基；ｎ２は０又は１）で表されるアルキル基が好ましい。
ｎ２が０の場合、Ｒ３としては、ＣＨ３－、ＣＦ３－、ＨＣＦ２－及びＨ２ＣＦ－が挙げられる。
ｎ２が１の場合の具体例としては、Ｒ３が直鎖状のものとして、ＣＦ３ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－等が例示できる。
ｎ２が１であり、かつＲ３が分岐鎖状のものとしては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
等が挙げられる。
ただし、ＣＨ３－やＣＦ３－という分岐を有していると粘性が高くなりやすいため、Ｒ３が直鎖状のものがより好ましい。
（２）上記一般式（ｂ－１）の－（ＯＲ４）ｎ１－において、ｎ１は１～３の整数であり、好ましくは１又は２である。なお、ｎ１＝２又は３のとき、Ｒ４は同じでも異なっていてもよい。
Ｒ４の好ましい具体例としては、次の直鎖状又は分岐鎖状のものが例示できる。
直鎖状のものとしては、－ＣＨ２－、－ＣＨＦ－、－ＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２－、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２－、－ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、－ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－等が例示できる。
分岐鎖状のものとしては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
等が挙げられる。
上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）は、アルコキシ基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）は、炭素数が１～１７であることが好ましい。より好ましくは、炭素数１～６である。
上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）としては、一般式：Ｘｄ ３Ｃ－（Ｒ６）ｎ３－Ｏ－（３つのＸｄは同じか又は異なりいずれもＨ又はＦ；Ｒ６は好ましくは炭素数１～５のフッ素原子を有していてもよいアルキレン基；ｎ３は０又は１；ただし３つのＸｄのいずれかはフッ素原子を含んでいる）で表されるフッ素化アルコキシ基が特に好ましい。
上記フッ素化アルコキシ基（ｃ）の具体例としては、上記一般式（ａ－１）におけるＲ１として例示したアルキル基の末端に酸素原子が結合したフッ素化アルコキシ基が挙げられる。
上記フッ素化飽和環状カーボネートにおけるフッ素化アルキル基（ａ）、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、及び、フッ素化アルコキシ基（ｃ）のフッ素含有率は１０質量％以上が好ましい。フッ素含有率が低過ぎると、低温での粘性低下効果や引火点の上昇効果が充分に得られないおそれがある。この観点から上記フッ素含有率は１２質量％以上がより好ましく、１５質量％以上が更に好ましい。上限は通常７６質量％である。
フッ素化アルキル基（ａ）、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、及び、フッ素化アルコキシ基（ｃ）のフッ素含有率は、各基の構造式に基づいて、｛（フッ素原子の個数×１９）／各基の式量｝×１００（％）により算出した値である。
また、誘電率、耐酸化性が良好な点からは、上記フッ素化飽和環状カーボネート全体のフッ素含有率は１０質量％以上が好ましく、１５質量％以上がより好ましい。上限は通常７６質量％である。
なお、上記フッ素化飽和環状カーボネートのフッ素含有率は、フッ素化飽和環状カーボネートの構造式に基づいて、｛（フッ素原子の個数×１９）／フッ素化飽和環状カーボネートの分子量｝×１００（％）により算出した値である。
上記フッ素化飽和環状カーボネートとしては、具体的には、例えば、以下が挙げられる。
Ｘ１～Ｘ４の少なくとも１つが－Ｆであるフッ素化飽和環状カーボネートの具体例として、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 等が挙げられる。これらの化合物は、耐電圧が高く、電解質塩の溶解性も良好である。
他に、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
等も使用できる。
Ｘ１～Ｘ４の少なくとも１つがフッ素化アルキル基（ａ）であり、かつ残りが全て－Ｈであるフッ素化飽和環状カーボネートの具体例としては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
等が挙げられる。
Ｘ１～Ｘ４の少なくとも１つが、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基（ｂ）、又は、フッ素化アルコキシ基（ｃ）であり、かつ残りが全て－Ｈであるフッ素化飽和環状カーボネートの具体例としては、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
等が挙げられる。
なかでも、上記フッ素化飽和環状カーボネートとしては、以下の化合物のいずれかであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
上記フッ素化飽和環状カーボネートとしては、その他にも、ｔｒａｎｓ－４，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、５－（１，１－ジフルオロエチル）－４，４－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－メチレン－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－メチル－５－トリフルオロメチル－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－エチル－５－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－エチル－５，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－エチル－４，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－エチル－４，５，５－トリフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン、４，４－ジフルオロ－５－メチル－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－フルオロ－５－メチル－１，３－ジオキソラン－２－オン、４－フルオロ－５－トリフルオロメチル－１，３－ジオキソラン－２－オン、４，４－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オン等が挙げられる。
上記フッ素化飽和環状カーボネートとしては、なかでも、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート（３，３，３－トリフルオロプロピレンカーボネート）、２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピルエチレンカーボネートがより好ましい。
上記フッ素化不飽和環状カーボネートは、不飽和結合とフッ素原子とを有する環状カーボネートであり、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が好ましい。具体的には、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、４－フルオロ－５－フェニ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－４－フェニ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－フルオロ－４－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－ビニ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等が挙げられる。
上記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。
上記フッ素化環状カーボネートが含まれる場合、上記フッ素化環状カーボネートの含有量は、上記溶媒に対して５～９０体積％であることが好ましく、１０～６０体積％であることがより好ましく、１５～４５体積％であることが更に好ましい。
上記鎖状カーボネートは、非フッ素化鎖状カーボネートであってもよいし、フッ素化鎖状カーボネートであってもよい。
上記非フッ素化鎖状カーボネートとしては、例えば、ＣＨ３ＯＣＯＯＣＨ３（ジメチルカーボネート：ＤＭＣ）、ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＯＯＣＨ２ＣＨ３（ジエチルカーボネート：ＤＥＣ）、ＣＨ３ＣＨ２ＯＣＯＯＣＨ３（エチルメチルカーボネート：ＥＭＣ）、ＣＨ３ＯＣＯＯＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３（メチルプロピルカーボネート）、メチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、ジプロピルカーボネート、ジブチルカーボネート、メチルイソプロピルカーボネート、メチル－２－フェニルフェニルカーボネート、フェニル－２－フェニルフェニルカーボネート、トランス－２，３－ペンチレンカーボネート、トランス－２，３－ブチレンカーボネート、エチルフェニルカーボネート等の炭化水素系鎖状カーボネートが挙げられる。なかでも、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びジメチルカーボネートからなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
上記非フッ素化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。
上記非フッ素化鎖状カーボネートが含まれる場合、上記非フッ素化鎖状カーボネートの含有量は、上記溶媒に対して１０～９０体積％であることが好ましく、４０～８５体積％であることがより好ましく、５０～８０体積％であることが更に好ましい。
上記フッ素化鎖状カーボネートは、フッ素原子を有する鎖状カーボネートである。フッ素化鎖状カーボネートを含む溶媒は、高電圧下でも好適に使用することができる。
上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、一般式（Ｂ）：
Ｒｆ２ＯＣＯＯＲ７　　　　　（Ｂ）
（式中、Ｒｆ２は、炭素数１～７のフッ素化アルキル基であり、Ｒ７は、炭素数１～７のフッ素原子を含んでいてもよいアルキル基である。）で示される化合物を挙げることができる。
Ｒｆ２は、炭素数１～７のフッ素化アルキル基であり、Ｒ７は、炭素数１～７のフッ素原子を含んでいてもよいアルキル基である。
上記フッ素化アルキル基は、アルキル基が有する水素原子の少なくとも１つをフッ素原子で置換したものである。Ｒ７がフッ素原子を含むアルキル基である場合、フッ素化アルキル基となる。
Ｒｆ２及びＲ７は、低粘性である点で、炭素数が１～７であることが好ましく、１～２であることがより好ましい。
炭素数が大きくなりすぎると低温特性が低下したり、電解質塩の溶解性が低下したりするおそれがあり、炭素数が少な過ぎると、電解質塩の溶解性の低下、放電効率の低下、更には粘性の増大等がみられることがある。
炭素数が１のフッ素化アルキル基としては、ＣＦＨ２－、ＣＦ２Ｈ－、ＣＦ３－等が挙げられる。特に、ＣＦＨ２－又はＣＦ３－が高温保存特性上好ましい。
炭素数が２以上のフッ素化アルキル基としては、下記一般式（ｄ－１）：
Ｒ１－Ｒ２－　（ｄ－１）
（式中、Ｒ１はフッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基；Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１～３のアルキレン基；ただし、Ｒ１及びＲ２の少なくとも一方はフッ素原子を有している）で示されるフッ素化アルキル基が、電解質塩の溶解性が良好な点から好ましく例示できる。
なお、Ｒ１及びＲ２は、更に、炭素原子、水素原子及びフッ素原子以外の、その他の原子を有していてもよい。
Ｒ１は、フッ素原子を有していてもよい炭素数１以上のアルキル基である。Ｒ１としては、炭素数１～６の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。Ｒ１の炭素数としては、１～３がより好ましい。
Ｒ１として、具体的には、直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基として、ＣＨ３－、ＣＦ３－、ＣＨ３ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する直鎖状のアルキル基である場合、ＣＦ３－、ＣＦ３ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＦＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＨ２－、ＨＣＦＣｌＣＦ２ＣＦＣｌＣＦ２ＣＨ２－等が挙げられる。
また、Ｒ１がフッ素原子を有する分岐鎖状のアルキル基である場合、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
等が好ましく挙げられる。ただし、ＣＨ３－やＣＦ３－という分岐を有していると粘性が高くなりやすいため、その数は少ない（１個）かゼロであることがより好ましい。
Ｒ２はフッ素原子を有していてもよい炭素数１～３のアルキレン基である。Ｒ２は、直鎖状であってもよく、分岐鎖状であってもよい。このような直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基を構成する最小構造単位の一例を下記に示す。Ｒ２はこれらの単独又は組合せで構成される。
（ｉ）直鎖状の最小構造単位：
－ＣＨ２－、－ＣＨＦ－、－ＣＦ２－、－ＣＨＣｌ－、－ＣＦＣｌ－、－ＣＣｌ２－
（ｉｉ）分岐鎖状の最小構造単位：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
なお、以上の例示のなかでも、塩基による脱ＨＣｌ反応が起こらず、より安定なことから、Ｃｌを含有しない構成単位から構成されることが好ましい。
Ｒ２は、直鎖状である場合には、上述した直鎖状の最小構造単位のみからなるものであり、なかでも－ＣＨ２－、－ＣＨ２ＣＨ２－又は－ＣＦ２－が好ましい。電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる点から、－ＣＨ２－又は－ＣＨ２ＣＨ２－がより好ましい。
Ｒ２は、分岐鎖状である場合には、上述した分岐鎖状の最小構造単位を少なくとも１つ含んでなるものであり、一般式－（ＣＸａＸｂ）－（ＸａはＨ、Ｆ、ＣＨ３又はＣＦ３；ＸｂはＣＨ３又はＣＦ３。ただし、ＸｂがＣＦ３の場合、ＸａはＨ又はＣＨ３である）で表されるものが好ましく例示できる。これらは特に電解質塩の溶解性をより一層向上させることができる。
好ましいフッ素化アルキル基としては、具体的には、例えば、ＣＦ３ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２－、Ｈ２ＣＦＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２－、ＣＦ３ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、Ｈ２ＣＦＣＦ２ＣＦ２－、ＣＨ３ＣＦ２ＣＦ２－、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
等が挙げられる。
なかでも、Ｒｆ２とＲ７のフッ素化アルキル基としては、ＣＦ３－、ＣＦ３ＣＦ２－、（ＣＦ３）２ＣＨ－、ＣＦ３ＣＨ２－、Ｃ２Ｆ５ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦＨ２－、ＣＦ２Ｈ－が好ましく、難燃性が高く、レート特性や耐酸化性が良好な点から、ＣＦ３ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦＨ２－、ＣＦ２Ｈ－がより好ましい。
Ｒ７がフッ素原子を含まないアルキル基の場合は炭素数１～７のアルキル基である。Ｒ７は、低粘性である点で、炭素数が１～４であることが好ましく、１～３であることがより好ましい。
上記フッ素原子を含まないアルキル基としては、例えば、ＣＨ３－、ＣＨ３ＣＨ２－、（ＣＨ３）２ＣＨ－、Ｃ３Ｈ７－等が挙げられる。なかでも、粘度が低く、レート特性が良好な点から、ＣＨ３－、ＣＨ３ＣＨ２－が好ましい。
上記フッ素化鎖状カーボネートは、フッ素含有率が１５～７０質量％であることが好ましい。フッ素含有率が上述の範囲であると、溶剤との相溶性、塩の溶解性を維持することができる。上記フッ素含有率は、２０質量％以上がより好ましく、３０質量％以上が更に好ましく、３５質量％以上が特に好ましく、６０質量％以下がより好ましく、５０質量％以下が更に好ましい。
なお、本開示においてフッ素含有率は、上記フッ素化鎖状カーボネートの構造式に基づいて、
｛（フッ素原子の個数×１９）／フッ素化鎖状カーボネートの分子量｝×１００（％）
により算出した値である。
上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、低粘性である点で、以下の化合物のいずれかであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、メチル２，２，２－トリフルオロエチルカーボネート（Ｆ３ＣＨ２ＣＯＣ（＝Ｏ）ＯＣＨ３）が特に好ましい。
上記フッ素化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。
上記フッ素化鎖状カーボネートが含まれる場合、上記フッ素化鎖状カーボネートの含有量は、上記溶媒に対して１０～９０体積％であることが好ましく、４０～８５体積％であることがより好ましく、５０～８０体積％であることが更に好ましい。
上記カルボン酸エステルは、環状カルボン酸エステルであってもよいし、鎖状カルボン酸エステルであってもよい。
上記環状カルボン酸エステルは、非フッ素化環状カルボン酸エステルであってもよいし、フッ素化環状カルボン酸エステルであってもよい。
上記非フッ素化環状カルボン酸エステルとしては、非フッ素化飽和環状カルボン酸エステルが挙げられ、炭素数２～４のアルキレン基を有する非フッ素化飽和環状カルボン酸エステルが好ましい。
炭素数２～４のアルキレン基を有する非フッ素化飽和環状カルボン酸エステルの具体的な例としては、β－プロピオラクトン、γ－ブチロラクトン、ε－カプロラクトン、δ－バレロラクトン、αメチル－γ－ブチロラクトンが挙げられる。なかでも、γ－ブチロラクトン、δ－バレロラクトンがリチウムイオン解離度の向上及び負荷特性向上の点から特に好ましい。
上記非フッ素化飽和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。
上記非フッ素化飽和環状カルボン酸エステルが含まれる場合、上記非フッ素化飽和環状カルボン酸エステルの含有量は、上記溶媒に対して０～９０体積％であることが好ましく、０．００１～９０体積％であることがより好ましく、１～６０体積％であることが更に好ましく、５～４０体積％であることが特に好ましい。
上記鎖状カルボン酸エステルは、非フッ素化鎖状カルボン酸エステルであってもよいし、フッ素化鎖状カルボン酸エステルであってもよい。上記溶媒が上記鎖状カルボン酸エステルを含む場合、電解液の高温保存後の抵抗増加を一層抑制することができる。
上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルとしては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチル、ｔｅｒｔ－ブチルプロピオネート、ｔｅｒｔ－ブチルブチレート、ｓｅｃ－ブチルプロピオネート、ｓｅｃ－ブチルブチレート、ｎ－ブチルブチレート、ピロリン酸メチル、ピロリン酸エチル、ｔｅｒｔ－ブチルホルメート、ｔｅｒｔ－ブチルアセテート、ｓｅｃ－ブチルホルメート、ｓｅｃ－ブチルアセテート、ｎ－ヘキシルピバレート、ｎ－プロピルホルメート、ｎ－プロピルアセテート、ｎ－ブチルホルメート、ｎ－ブチルピバレート、ｎ－オクチルピバレート、エチル２－（ジメトキシホスホリル）アセテート、エチル２－（ジメチルホスホリル）アセテート、エチル２－（ジエトキシホスホリル）アセテート、エチル２－（ジエチルホスホリル）アセテート、イソプロピルプロピオネート、イソプロピルアセテート、エチルホルメート、エチル２－プロピニルオギザレート、イソプロピルホルメート、イソプロピルブチレート、イソブチルホルメート、イソブチルプロピオネート、イソブチルブチレート、イソブチルアセテート等が挙げられる。
なかでも、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、プロピオン酸ブチルが好ましく、特に好ましくはプロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピルである。
上記非フッ素化鎖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。
上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルが含まれる場合、上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルの含有量は、上記溶媒に対して０～９０体積％であることが好ましく、０．００１～９０体積％であることがより好ましく、１～６０体積％であることが更に好ましく、５～４０体積％であることが特に好ましい。
上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルは、フッ素原子を有する鎖状カルボン酸エステルである。フッ素化鎖状カルボン酸エステルを含む溶媒は、高電圧下でも好適に使用することができる。
上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルとしては、下記一般式：
Ｒ３１ＣＯＯＲ３２
（式中、Ｒ３１及びＲ３２は、互いに独立に、炭素数１～４のフッ素原子を含んでいてもよいアルキル基であり、Ｒ３１及びＲ３２の少なくとも一方はフッ素原子を含む。）で示されるフッ素化鎖状カルボン酸エステルが、他溶媒との相溶性や耐酸化性が良好な点から好ましい。
Ｒ３１及びＲ３２としては、例えばメチル基（－ＣＨ３）、エチル基（－ＣＨ２ＣＨ３）、プロピル基（－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、イソプロピル基（－ＣＨ（ＣＨ３）２）、ノルマルブチル基（－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ３）、ターシャリーブチル基（－Ｃ（ＣＨ３）３）等の非フッ素化アルキル基；－ＣＦ３、－ＣＦ２Ｈ、－ＣＦＨ２、－ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦＨ２、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦＨ２、－ＣＦ（ＣＦ３）２、－ＣＦ（ＣＦ２Ｈ）２、－ＣＦ（ＣＦＨ２）２、－ＣＨ（ＣＦ３）２、－ＣＨ（ＣＦ２Ｈ）２、－ＣＨ（ＣＦＨ２）２、－ＣＦ（ＯＣＨ３）ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２ＣＦＨ２、－ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ（ＣＦ２Ｈ）ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ（ＣＦＨ２）ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＦ（ＣＦ３）ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＦ（ＣＦ３）ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ（ＣＦ３）ＣＨ２ＣＦＨ２、－ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ（ＣＦ２Ｈ）ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ（ＣＦＨ２）ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦ２ＣＦＨ２、－ＣＨ（ＣＦ３）ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ（ＣＦ３）ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ（ＣＦ３）ＣＨ２ＣＦＨ２、－ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ２Ｈ）ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ（ＣＦＨ２）ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ（ＣＦ２Ｈ）ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ（ＣＦＨ２）ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＨ（ＣＦ２Ｈ）ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＨ（ＣＦＨ２）ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦＨ２、－ＣＦ２ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＨ（ＣＦ２Ｈ）ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＨ（ＣＦＨ２）ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＨ（ＣＦ３）ＣＦＨ２、－Ｃ（ＣＦ３）３、－Ｃ（ＣＦ２Ｈ）３、－Ｃ（ＣＦＨ２）３等のフッ素化アルキル基等が挙げられる。なかでもメチル基、エチル基、－ＣＦ３、－ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦＨ２、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦＨ２が他溶媒との相溶性、粘度、耐酸化性が良好な点から特に好ましい。
上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルの具体例としては、例えばＣＦ３ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３（３，３，３－トリフルオロプロピオン酸メチル）、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３（ジフルオロ酢酸メチル）、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣ２Ｈ５（ジフルオロ酢酸エチル）、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ（トリフルオロ酢酸２，２，３，３－テトラフルオロプロピル）、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ（ＣＦ３）２、ペンタフルオロ酪酸エチル、ペンタフルオロプロピオン酸メチル、ペンタフルオロプロピオン酸エチル、ヘプタフルオロイソ酪酸メチル、トリフルオロ酪酸イソプロピル、トリフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸ｔｅｒｔ－ブチル、トリフルオロ酢酸ｎ－ブチル、テトラフルオロ－２－（メトキシ）プロピオン酸メチル、酢酸２，２－ジフルオロエチル、酢酸２，２，３，３－テトラフルオロプロピル、ＣＨ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３（酢酸２，２，２－トリフルオロエチル）、酢酸１Ｈ，１Ｈ－ヘプタフルオロブチル、４，４，４－トリフルオロ酪酸メチル、４，４，４－トリフルオロ酪酸エチル、３，３，３－トリフルオロプロピオン酸エチル、３，３，３－トリフルオロプロピオン酸３，３，３トリフルオロプロピル、３－（トリフルオロメチル）酪酸エチル、２，３，３，３－テトラフルオロプロピオン酸メチル、２，２－ジフルオロ酢酸ブチル、２，２，３，３－テトラフルオロプロピオン酸メチル、２－（トリフルオロメチル）－３，３，３－トリフルオロプロピオン酸メチル、ヘプタフルオロ酪酸メチル等の１種又は２種以上が例示できる。
なかでもＣＦ３ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２Ｃ２Ｆ５、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３、ＣＦ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ（ＣＦ３）２、ペンタフルオロ酪酸エチル、ペンタフルオロプロピオン酸メチル、ペンタフルオロプロピオン酸エチル、ヘプタフルオロイソ酪酸メチル、トリフルオロ酪酸イソプロピル、トリフルオロ酢酸エチル、トリフルオロ酢酸ｔｅｒｔ－ブチル、トリフルオロ酢酸ｎ－ブチル、テトラフルオロ－２－（メトキシ）プロピオン酸メチル、酢酸２，２－ジフルオロエチル、酢酸２，２，３，３－テトラフルオロプロピル、ＣＨ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３、酢酸１Ｈ，１Ｈ－ヘプタフルオロブチル、４，４，４－トリフルオロ酪酸メチル、４，４，４－トリフルオロ酪酸エチル、３，３，３－トリフルオロプロピオン酸エチル、３，３，３－トリフルオロプロピオン酸３，３，３－トリフルオロプロピル、３－（トリフルオロメチル）酪酸エチル、２，３，３，３－テトラフルオロプロピオン酸メチル、２，２－ジフルオロ酢酸ブチル、２，２，３，３－テトラフルオロプロピオン酸メチル、２－（トリフルオロメチル）－３，３，３－トリフルオロプロピオン酸メチル、ヘプタフルオロ酪酸メチルが、他溶媒との相溶性及びレート特性が良好な点から好ましく、ＣＦ３ＣＨ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣ２Ｈ５、ＣＨ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３がより好ましく、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ３、ＨＣＦ２Ｃ（＝Ｏ）ＯＣ２Ｈ５、ＣＨ３Ｃ（＝Ｏ）ＯＣＨ２ＣＦ３が特に好ましい。
上記フッ素化鎖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。
上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルが含まれる場合、上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルの含有量は、上記溶媒に対して１０～９０体積％であることが好ましく、４０～８５体積％であることがより好ましく、５０～８０体積％であることが更に好ましい。
上記溶媒は、上記環状カーボネート、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましく、上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含むことがより好ましい。上記環状カーボネートは、飽和環状カーボネートであることが好ましい。
上記の組成の溶媒を含有する電解液は、電気化学デバイスの高温保存特性やサイクル特性を一層向上させることができる。
上記溶媒が上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含む場合、上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを合計で、１０～１００体積％含むことが好ましく、３０～１００体積％含むことがより好ましく、５０～１００体積％含むことが更に好ましい。
上記溶媒が上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含む場合、上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種との体積比としては、５／９５～９５／５が好ましく、１０／９０以上がより好ましく、１５／８５以上が更に好ましく、２０／８０以上が特に好ましく、９０／１０以下がより好ましく、６０／４０以下が更に好ましく、５０／５０以下が特に好ましい。
上記溶媒は、また、上記非フッ素化飽和環状カーボネート、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種を含むことも好ましく、上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含むことがより好ましい。上記の組成の溶媒を含有する電解液は、比較的低電圧で使用される電気化学デバイスに好適に利用できる。
上記溶媒が上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含む場合、上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを合計で、５～１００体積％含むことが好ましく、２０～１００体積％含むことがより好ましく、３０～１００体積％含むことが更に好ましい。
上記電解液が上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含む場合、上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種との体積比としては、５／９５～９５／５が好ましく、１０／９０以上がより好ましく、１５／８５以上が更に好ましく、２０／８０以上が特に好ましく、９０／１０以下がより好ましく、６０／４０以下が更に好ましく、５０／５０以下が特に好ましい。
上記溶媒は、また、上記フッ素化飽和環状カーボネート、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種を含むことも好ましく、上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含むことがより好ましい。上記の組成の溶媒を含有する電解液は、比較的低電圧で使用される電気化学デバイスだけでなく、比較的高電圧で使用される電気化学デバイスにも好適に利用できる。
上記溶媒が上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含む場合、上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを合計で、５～１００体積％含むことが好ましく、１０～１００体積％含むことがより好ましく、３０～１００体積％含むことが更に好ましい。
上記溶媒が上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種とを含む場合、上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも１種との体積比としては、５／９５～９５／５が好ましく、１０／９０以上がより好ましく、１５／８５以上が更に好ましく、２０／８０以上が特に好ましく、９０／１０以下がより好ましく、６０／４０以下が更に好ましく、５０／５０以下が特に好ましい。
また、上記溶媒として、イオン液体を用いることもできる。「イオン液体」とは、有機カチオンとアニオンとを組み合わせたイオンからなる液体である。
有機カチオンとしては、特に限定されないが、例えば、ジアルキルイミダゾリウムカチオン、トリアルキルイミダゾリウムカチオン等のイミダゾリウムイオン；テトラアルキルアンモニウムイオン；アルキルピリジニウムイオン；ジアルキルピロリジニウムイオン；及びジアルキルピペリジニウムイオンが挙げられる。
これらの有機カチオンのカウンターとなるアニオンとしては、特に限定されないが、例えば、ＰＦ６アニオン、ＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３アニオン、ＰＦ３（ＣＦ３）３アニオン、ＢＦ４アニオン、ＢＦ２（ＣＦ３）２アニオン、ＢＦ３（ＣＦ３）アニオン、Ｐ（Ｃ２Ｏ４）Ｆ２アニオン、Ｔｆ（トリフルオロメタンスルホニル）アニオン、Ｎｆ（ノナフルオロブタンスルホニル）アニオン、ビス（フルオロスルホニル）イミドアニオン、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドアニオン、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドアニオン、ジシアノアミンアニオン、ハロゲン化物アニオンを用いることができる。
上記溶媒は、非水溶媒であることが好ましく、本開示の電解液は、非水電解液であることが好ましい。
上記溶媒の含有量は、電解液中７０～９９．９９９質量％であることが好ましく、８０質量％以上がより好ましく、９２質量％以下がより好ましい。
本開示の電解液は、更に、以下の化合物（５）を含んでもよい。化合物（５）としては、
下記式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 で示されるリチウムジフルオロオキサラトボレート（ＬＩＤＦＯＢ）、
下記式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 で示されるリチウムジフルオロオキサラトホスファナイト（ＬＩＤＦＯＰ）、下記式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
 で示されるリチウムテトラフルオロオキサラトホスファナイト（ＬＩＴＦＯＰ）、下記式：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
 で示されるリチウムビス（オキサラト）ジフルオロホスファナイト等が挙げられる。
化合物（５）としては、また、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、リチウムビス（メチルマロナト）ボレート、リチウムジフルオロ（メチルマロナト）ボレート、リチウムビス（ジメチルマロナト）ボレート、リチウムジフルオロ（ジメチルマロナト）ボレート等も挙げられる。
化合物（５）としては、また、リチウムトリス（オキサラト）ホスフェート、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、リチウムトリス（メチルマロナト）ホスフェート、リチウムジフルオロビス（メチルマロナト）ホスフェート、リチウムテトラフルオロ（メチルマロナト）ホスフェート、リチウムトリス（ジメチルマロナト）ホスフェート、リチウムジフルオロビス（ジメチルマロナト）ホスフェート、リチウムテトラフルオロ（ジメチルマロナト）ホスフェート等も挙げられる。
化合物（５）としては、また、ＬｉＡｌ（Ｃ２Ｏ４）２、ＬｉＡｌＦ２（Ｃ２Ｏ４）等も挙げられる。
中でも、リチウムジフルオロ（オキサラト）ボレート、リチウムトリス（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、リチウムテトラフルオロ（オキサラト）ホスフェートが、入手の容易さや安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができる点から、より好適に用いられる。
化合物（５）の含有量としては、より一層の優れたサイクル特性が得られることから、上記溶媒に対して、０．００１質量％以上が好ましく、０．０１質量％以上がより好ましく、１０質量％以下が好ましく、３質量％以下がより好ましい。
本開示の電解液は、更に、電解質塩（但し、化合物（１）及び（５）を除く）を含むことが好ましい。上記電解質塩としては、リチウム塩、アンモニウム塩、金属塩のほか、液体状の塩（イオン性液体）、無機高分子型の塩、有機高分子型の塩等、電解液に使用することができる任意のものを用いることができる。
リチウムイオン二次電池用電解液の電解質塩としては、リチウム塩が好ましい。
上記リチウム塩として任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｌＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＷＦ７、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２ＳｉＦ６、Ｌｉ２ＰＦＯ３、ＬｉＰＯ２Ｆ２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、ＣＨ３ＣＯ２Ｌｉ、ＣＨ２ＦＣＯ２Ｌｉ、ＣＨＦ２ＣＯ２Ｌｉ、ＣＦ３ＣＯ２Ｌｉ、ＣＦ３ＣＨ２ＣＯ２Ｌｉ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＯ２Ｌｉ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＯ２Ｌｉ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＯ２Ｌｉ等のカルボン酸リチウム塩類；
ＦＳＯ３Ｌｉ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＨ２ＦＳＯ３Ｌｉ、ＣＨＦ２ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＣＦ２ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＳＯ３Ｌｉ、リチウムメチルサルフェート、リチウムエチルサルフェート（Ｃ２Ｈ５ＯＳＯ３Ｌｉ）、リチウム２，２，２－トリフルオロエチルサルフェート等のＳ＝Ｏ基を有するリチウム塩類；
ＬｉＮ（ＦＣＯ）２、ＬｉＮ（ＦＣＯ）（ＦＳＯ２）、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、リチウムビスパーフルオロエタンスルホニルイミド、リチウム環状１，２－パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状１，３－パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、リチウム環状１，２－エタンジスルホニルイミド、リチウム環状１，３－プロパンジスルホニルイミド、リチウム環状１，４－パーフルオロブタンジスルホニルイミド、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（ＦＳＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ３Ｆ７ＳＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＮ（ＰＯＦ２）２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；
その他、式：ＬｉＰＦａ（ＣｎＦ２ｎ＋１）６－ａ（式中、ａは０～５の整数であり、ｎは１～６の整数である）で表される塩（例えばＬｉＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３、ＬｉＰＦ３（ＣＦ３）３、ＬｉＰＦ３（ｉｓｏ－Ｃ３Ｆ７）３、ＬｉＰＦ５（ｉｓｏ－Ｃ３Ｆ７）、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５）２）、ＬｉＰＦ４（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＰＦ４（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＢＦ３ＣＦ３、ＬｉＢＦ３Ｃ２Ｆ５、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、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢ（ＣＮ）４、ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４、Ｌｉ２（Ｃ２Ｏ４）、ＬｉＰ（Ｃ２Ｏ４）３、Ｌｉ２Ｂ１２ＦｂＨ１２－ｂ（ｂは０～３の整数）等が挙げられる。
中でも、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＴａＦ６、ＬｉＰＯ２Ｆ２、ＦＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）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、ＬｉＢＦ３ＣＦ３、ＬｉＢＦ３Ｃ２Ｆ５、ＬｉＰＦ３（ＣＦ３）３、ＬｉＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３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特に好ましく、ＬｉＰＦ６、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２及びＬｉＢＦ４からなる群より選択される少なくとも１種のリチウム塩が最も好ましい。
これらの電解質塩は単独で用いても、２種以上を併用してもよい。２種以上を併用する場合の好ましい一例は、ＬｉＰＦ６とＬｉＢＦ４との併用や、ＬｉＰＦ６と、ＬｉＰＯ２Ｆ２、Ｃ２Ｈ５ＯＳＯ３Ｌｉ又はＦＳＯ３Ｌｉとの併用であり、高温保存特性、負荷特性やサイクル特性を向上させる効果がある。
この場合、電解液全体１００質量％に対するＬｉＢＦ４、ＬｉＰＯ２Ｆ２、Ｃ２Ｈ５ＯＳＯ３Ｌｉ又はＦＳＯ３Ｌｉの配合量に制限は無く、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本開示の電解液に対して、通常、０．０１質量％以上、好ましくは０．１質量％以上であり、また、通常３０質量％以下、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５質量％以下である。
また、他の一例は、無機リチウム塩と有機リチウム塩との併用であり、この両者の併用は、高温保存による劣化を抑制する効果がある。有機リチウム塩としては、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）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、ＬｉＢＦ３ＣＦ３、ＬｉＢＦ３Ｃ２Ｆ５、ＬｉＰＦ３（ＣＦ３）３、ＬｉＰＦ３（Ｃ２Ｆ５）３等であるのが好ましい。この場合には、電解液全体１００質量％に対する有機リチウム塩の割合は、好ましくは０．１質量％以上、特に好ましくは０．５質量％以上であり、また、好ましくは３０質量％以下、特に好ましくは２０質量％以下である。
電解液中のこれらの電解質塩の濃度は、本開示の効果を損なわない限り特に制限されない。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、電解液中のリチウムの総モル濃度は、好ましくは０．３ｍｏｌ／Ｌ以上、より好ましくは０．４ｍｏｌ／Ｌ以上、更に好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌ以上であり、また、好ましくは３ｍｏｌ／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。
リチウムの総モル濃度が低すぎると、電解液の電気伝導率が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池性能が低下する場合がある。
本開示の電解液は、一般式（２）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
 （式中、Ｘ２１は少なくともＨ又はＣを含む基、ｎ２１は１～３の整数、Ｙ２１及びＺ２１は、同じか又は異なり、少なくともＨ、Ｃ、Ｏ又はＦを含む基、ｎ２２は０又は１、Ｙ２１及びＺ２１はお互いに結合して環を形成してもよい。）で示される化合物（２）を更に含むことが好ましい。上記電解液が化合物（２）を含むと、高温で保管した場合でも、容量保持率が一層低下しにくく、ガスの発生量が更に増加しにくい。
ｎ２１が２又は３の場合、２つ又は３つのＸ２１は同じであっても異なっていてもよい。
Ｙ２１及びＺ２１が複数存在する場合、複数存在するＹ２１及びＺ２１は同じであっても異なっていてもよい。
Ｘ２１としては、－ＣＹ２１Ｚ２１－（式中、Ｙ２１及びＺ２１は上記のとおり）又は－ＣＹ２１＝ＣＺ２１－（式中、Ｙ２１及びＺ２１は上記のとおり）で示される基が好ましい。
Ｙ２１としては、Ｈ－、Ｆ－、ＣＨ３－、ＣＨ３ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３－、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＨ２ＦＣＨ２－及びＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
Ｚ２１としては、Ｈ－、Ｆ－、ＣＨ３－、ＣＨ３ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３－、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＨ２ＦＣＨ２－及びＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。
又は、Ｙ２１及びＺ２１は、お互いに結合して、不飽和結合を含んでもよく、芳香族性を有していてもよい炭素環又は複素環を形成することができる。環の炭素数は３～２０が好ましい。
次いで、化合物（２）の具体例について説明する。なお、以下の例示において「類縁体」とは、例示される酸無水物の構造の一部を、本開示の趣旨に反しない範囲で、別の構造に置き換えることにより得られる酸無水物を指すもので、例えば複数の酸無水物からなる二量体、三量体及び四量体等、又は、置換基の炭素数が同じではあるが分岐鎖を有する等構造異性のもの、置換基が酸無水物に結合する部位が異なるもの等が挙げられる。
５員環構造を形成している酸無水物の具体例としては、無水コハク酸、メチルコハク酸無水物（４－メチルコハク酸無水物）、ジメチルコハク酸無水物（４，４－ジメチルコハク酸無水物、４，５－ジメチルコハク酸無水物等）、４，４，５－トリメチルコハク酸無水物、４，４，５，５－テトラメチルコハク酸無水物、４－ビニルコハク酸無水物、４，５－ジビニルコハク酸無水物、フェニルコハク酸無水物（４－フェニルコハク酸無水物）、４，５－ジフェニルコハク酸無水物、４，４－ジフェニルコハク酸無水物、無水シトラコン酸、無水マレイン酸、メチルマレイン酸無水物（４－メチルマレイン酸無水物）、４，５－ジメチルマレイン酸無水物、フェニルマレイン酸無水物（４－フェニルマレイン酸無水物）、４，５－ジフェニルマレイン酸無水物、イタコン酸無水物、５－メチルイタコン酸無水物、５，５－ジメチルイタコン酸無水物、無水フタル酸、３，４，５，６－テトラヒドロフタル酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
６員環構造を形成している酸無水物の具体例としては、シクロヘキサンジカルボン酸無水物（シクロヘキサン－１，２－ジカルボン酸無水物等）、４－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸無水物、無水グルタル酸、無水グルタコン酸、２－フェニルグルタル酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
その他の環状構造を形成している酸無水物の具体例としては、５－ノルボルネン－２，３－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、ピロメリット酸無水物、無水ジグリコール酸等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
環状構造を形成するとともに、ハロゲン原子で置換された酸無水物の具体例としては、モノフルオロコハク酸無水物（４－フルオロコハク酸無水物等）、４，４－ジフルオロコハク酸無水物、４，５－ジフルオロコハク酸無水物、４，４，５－トリフルオロコハク酸無水物、トリフルオロメチルコハク酸無水物、テトラフルオロコハク酸無水物（４，４，５，５－テトラフルオロコハク酸無水物）、４－フルオロマレイン酸無水物、４，５－ジフルオロマレイン酸無水物、トリフルオロメチルマレイン酸無水物、５－フルオロイタコン酸無水物、５，５－ジフルオロイタコン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
化合物（２）としては、なかでも、無水グルタル酸、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、４－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸無水物、３，４，５，６－テトラヒドロフタル酸無水物、５－ノルボルネン－２，３－ジカルボン酸無水物、フェニルコハク酸無水物、２－フェニルグルタル酸無水物、無水マレイン酸、メチルマレイン酸無水物、トリフルオロメチルマレイン酸無水物、フェニルマレイン酸無水物、無水コハク酸、メチルコハク酸無水物、ジメチルコハク酸無水物、トリフルオロメチルコハク酸無水物、モノフルオロコハク酸無水物、テトラフルオロコハク酸無水物等が好ましく、無水マレイン酸、メチルマレイン酸無水物、トリフルオロメチルマレイン酸無水物、無水コハク酸、メチルコハク酸無水物、トリフルオロメチルコハク酸無水物、テトラフルオロコハク酸無水物がより好ましく、無水マレイン酸、無水コハク酸が更に好ましい。
化合物（２）は、一般式（３）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
 （式中、Ｘ３１～Ｘ３４は、同じか又は異なり、少なくともＨ、Ｃ、Ｏ又はＦを含む基）で示される化合物（３）、及び、一般式（４）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
 （式中、Ｘ４１及びＸ４２は、同じか又は異なり、少なくともＨ、Ｃ、Ｏ又はＦを含む基）で示される化合物（４）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。
Ｘ３１～Ｘ３４としては、同じか又は異なり、アルキル基、フッ素化アルキル基、アルケニル基及びフッ素化アルケニル基からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。Ｘ３１～Ｘ３４の炭素数は、１～１０が好ましく、１～３がより好ましい。
Ｘ３１～Ｘ３４としては、同じか又は異なり、Ｈ－、Ｆ－、ＣＨ３－、ＣＨ３ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３－、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＨ２ＦＣＨ２－及びＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。
Ｘ４１及びＸ４２としては、同じか又は異なり、アルキル基、フッ素化アルキル基、アルケニル基及びフッ素化アルケニル基からなる群より選択される少なくとも１種が好ましい。Ｘ４１及びＸ４２の炭素数は、１～１０が好ましく、１～３がより好ましい。
Ｘ４１及びＸ４２としては、同じか又は異なり、Ｈ－、Ｆ－、ＣＨ３－、ＣＨ３ＣＨ２－、ＣＨ３ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３－、ＣＦ３ＣＦ２－、ＣＨ２ＦＣＨ２－及びＣＦ３ＣＦ２ＣＦ２－からなる群より選択される少なくとも１種がより好ましい。
化合物（３）は、以下の化合物のいずれかであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000051
化合物（４）は、以下の化合物のいずれかであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
上記電解液は、高温で保管した場合でも、容量保持率が一層低下しにくく、ガスの発生量が更に増加しにくいことから、上記電解液に対して、０．０００１～１５質量％の化合物（２）を含むことが好ましい。化合物（２）の含有量としては、０．０１～１０質量％がより好ましく、０．１～３質量％が更に好ましく、０．１～１．０質量％が特に好ましい。
上記電解液が化合物（３）及び（４）の両方を含む場合、高温で保管した場合でも、容量保持率が一層低下しにくく、ガスの発生量が更に増加しにくいことから、上記電解液は、上記電解液に対して、０．０８～２．５０質量％の化合物（３）及び０．０２～１．５０質量％の化合物（４）を含むことが好ましく、０．８０～２．５０質量％の化合物（３）及び０．０８～１．５０質量％の化合物（４）を含むことがより好ましい。
本開示の電解液は、下記一般式（１ａ）、（１ｂ）及び（１ｃ）で表されるニトリル化合物からなる群より選択される少なくとも１種を含んでもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
 （式中、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基（ＣＮ）、ハロゲン原子、アルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基を表す。ｎは１～１０の整数を表す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
 （式中、Ｒｃは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基、又は、ＮＣ－Ｒｃ１－Ｘｃ１－（Ｒｃ１はアルキレン基、Ｘｃ１は酸素原子又は硫黄原子を表す。）で表される基を表す。Ｒｄ及びＲｅは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基を表す。ｍは１～１０の整数を表す。）
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
 （式中、Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉは、それぞれ独立して、シアノ基（ＣＮ）を含む基、水素原子（Ｈ）、ハロゲン原子、アルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基を表す。ただし、Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉのうち少なくとも１つはシアノ基を含む基である。ｌは１～３の整数を表す。）
これにより、電気化学デバイスの高温保存特性を向上させることができる。上記ニトリル化合物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。
上記一般式（１ａ）において、Ｒａ及びＲｂは、それぞれ独立して、水素原子、シアノ基（ＣＮ）、ハロゲン原子、アルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基である。
ハロゲン原子としては、例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子が挙げられる。中でもフッ素原子が好ましい。
アルキル基としては、炭素数１～５のものが好ましい。アルキル基の具体例としては、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－ブチル基等が挙げられる。
アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基としては、上述したアルキル基の少なくとも一部の水素原子を上述したハロゲン原子で置換した基が挙げられる。
Ｒａ及びＲｂがアルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基である場合は、ＲａとＲｂとが互いに結合して環構造（例えば、シクロヘキサン環）を形成していてもよい。
Ｒａ及びＲｂは、水素原子又はアルキル基であることが好ましい。
上記一般式（１ａ）において、ｎは１～１０の整数である。ｎが２以上である場合、ｎ個のＲａは全て同じであってもよく、少なくとも一部が異なっていてもよい。Ｒｂについても同様である。ｎは、１～７の整数が好ましく、２～５の整数がより好ましい。
上記一般式（１ａ）で表されるニトリル化合物としては、ジニトリル及びトリカルボニトリルが好ましい。
ジニトリルの具体例としては、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、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、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、ブタンニトリル、フタロニトリル等を例示できる。これらのうち、特に好ましいのはスクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリルである。
また、トリカルボニトリルの具体例としては、ペンタントリカルボニトリル、プロパントリカルボニトリル、１，３，５－ヘキサントリカルボニトリル、１，３，６－ヘキサントリカルボニトリル、ヘプタントリカルボニトリル、１，２，３－プロパントリカルボニトリル、１，３，５－ペンタントリカルボニトリル、シクロヘキサントリカルボニトリル、トリスシアノエチルアミン、トリスシアノエトキシプロパン、トリシアノエチレン、トリス（２－シアノエチル）アミン等が挙げられ特に好ましいものは、１，３，６－ヘキサントリカルボニトリル、シクロヘキサントリカルボニトリルであり、最も好ましいものはシクロヘキサントリカルボニトリルである。
上記一般式（１ｂ）において、Ｒｃは、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基、又は、ＮＣ－Ｒｃ１－Ｘｃ１－（Ｒｃ１はアルキレン基、Ｘｃ１は酸素原子又は硫黄原子を表す。）で表される基であり、Ｒｄ及びＲｅは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基である。
ハロゲン原子、アルキル基、及び、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基については、上記一般式（１ａ）について例示したものが挙げられる。
上記ＮＣ－Ｒｃ１－Ｘｃ１－におけるＲｃ１はアルキレン基である。アルキレン基としては、炭素数１～３のアルキレン基が好ましい。
Ｒｃ、Ｒｄ及びＲｅは、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基であることが好ましい。
Ｒｃ、Ｒｄ及びＲｅの少なくとも１つは、ハロゲン原子、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基であることが好ましく、フッ素原子、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をフッ素原子で置換した基であることがより好ましい。
Ｒｄ及びＲｅがアルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基である場合は、ＲｄとＲｅとが互いに結合して環構造（例えば、シクロヘキサン環）を形成していてもよい。
上記一般式（１ｂ）において、ｍは１～１０の整数である。ｍが２以上である場合、ｍ個のＲｄは全て同じであってもよく、少なくとも一部が異なっていてもよい。Ｒｅについても同様である。ｍは、２～７の整数が好ましく、２～５の整数がより好ましい。
上記一般式（１ｂ）で表されるニトリル化合物としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、イソブチロニトリル、バレロニトリル、イソバレロニトリル、ラウロニトリル、３－メトキシプロピオニトリル、２－メチルブチロニトリル、トリメチルアセトニトリル、ヘキサンニトリル、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、フルオロアセトニトリル、ジフルオロアセトニトリル、トリフルオロアセトニトリル、２－フルオロプロピオニトリル、３－フルオロプロピオニトリル、２，２－ジフルオロプロピオニトリル、２，３－ジフルオロプロピオニトリル、３，３－ジフルオロプロピオニトリル、２，２，３－トリフルオロプロピオニトリル、３，３，３－トリフルオロプロピオニトリル、３，３’－オキシジプロピオニトリル、３，３’－チオジプロピオニトリル、ペンタフルオロプロピオニトリル、メトキシアセトニトリル、ベンゾニトリル等が例示できる。これらのうち、特に好ましいのは，３，３，３－トリフルオロプロピオニトリルである。
上記一般式（１ｃ）において、Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉは、それぞれ独立して、シアノ基（ＣＮ）を含む基、水素原子、ハロゲン原子、アルキル基、又は、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基である。
ハロゲン原子、アルキル基、及び、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をハロゲン原子で置換した基については、上記一般式（１ａ）について例示したものが挙げられる。
シアノ基を含む基としては、シアノ基のほか、アルキル基の少なくとも一部の水素原子をシアノ基で置換した基が挙げられる。この場合のアルキル基としては、上記一般式（１ａ）について例示したものが挙げられる。
Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉのうち少なくとも１つはシアノ基を含む基である。好ましくは、Ｒｆ、Ｒｇ、Ｒｈ及びＲｉのうち少なくとも２つがシアノ基を含む基であることであり、より好ましくは、Ｒｈ及びＲｉがシアノ基を含む基であることである。Ｒｈ及びＲｉがシアノ基を含む基である場合、Ｒｆ及びＲｇは、水素原子であることが好ましい。
上記一般式（１ｃ）において、ｌは１～３の整数である。ｌが２以上である場合、ｌ個のＲｆは全て同じであってもよく、少なくとも一部が異なっていてもよい。Ｒｇについても同様である。ｌは、１～２の整数が好ましい。
上記一般式（１ｃ）で表されるニトリル化合物としては、３－ヘキセンジニトリル、ムコノニトリル、マレオニトリル、フマロニトリル、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－ブテンニトリル、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、２－ヘキセンニトリル等が例示され、３－ヘキセンジニトリル、ムコノニトリルが好ましく、特に３－ヘキセンジニトリルが好ましい。
上記ニトリル化合物の含有量は、電解液に対して０．２～７質量％であることが好ましい。これにより、電気化学デバイスの高電圧での高温保存特性、安全性を一層向上させることができる。上記ニトリル化合物の含有量の合計の下限は０．３質量％がより好ましく、０．５質量％が更に好ましい。上限は５質量％がより好ましく、２質量％が更に好ましく、０．５質量％が特に好ましい。
本開示の電解液は、イソシアナト基を有する化合物（以下、「イソシアネート」と略記する場合がある）を含んでもよい。上記イソシアネートとしては、特に限定されず、任意のイソシアネートを用いることができる。イソシアネートの例としては、モノイソシアネート類、ジイソシアネート類、トリイソシアネート類等が挙げられる。
モノイソシアネート類の具体例としては、イソシアナトメタン、イソシアナトエタン、１－イソシアナトプロパン、１－イソシアナトブタン、１－イソシアナトペンタン、１－イソシアナトヘキサン、１－イソシアナトヘプタン、１－イソシアナトオクタン、１－イソシアナトノナン、１－イソシアナトデカン、イソシアナトシクロヘキサン、メトキシカルボニルイソシアネート、エトキシカルボニルイソシアネート、プロポキシカルボニルイソシアネート、ブトキシカルボニルイソシアネート、メトキシスルホニルイソシアネート、エトキシスルホニルイソシアネート、プロポキシスルホニルイソシアネート、ブトキシスルホニルイソシアネート、フルオロスルホニルイソシアネート、メチルイソシアネート、ブチルイソシアネート、フェニルイソシアネート、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、エチルイソシアネート等が挙げられる。
ジイソシアネート類の具体例としては、１，４－ジイソシアナトブタン、１，５－ジイソシアナトペンタン、１，６－ジイソシアナトヘキサン、１，７－ジイソシアナトヘプタン、１，８－ジイソシアナトオクタン、１，９－ジイソシアナトノナン、１，１０－ジイソシアナトデカン、１，３－ジイソシアナトプロペン、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、イソホロンジイソシアネート、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）、２，４，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアネート、１，４－フェニ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、テトラメチレンジイソシアネート等が挙げられる。
トリイソシアネート類の具体例としては、１，６，１１－トリイソシアナトウンデカン、４－イソシアナトメチル－１，８－オクタメチレンジイソシアネート、１，３，５－トリイソシアネートメチルベンゼン、１，３，５－トリス（６－イソシアナトヘキサ－１－イル）－１，３，５－トリアジン－２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）－トリオン、４－（イソシアナトメチル）オクタメチレン＝ジイソシアネート等が挙げられる。
中でも、１，６－ジイソシアナトヘキサン、１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン、１，３，５－トリス（６－イソシアナトヘキサ－１－イル）－１，３，５－トリアジン－２，４，６（１Ｈ，３Ｈ，５Ｈ）－トリオン、２，４，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアナート、２，２，４－トリメチルヘキサメチレンジイソシアナートが、工業的に入手し易いものであり、電解液の製造コストが低く抑えられる点で好ましく、また技術的な観点からも安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができ、より好適に用いられる。
イソシアネートの含有量は、特に限定されず、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、電解液に対して、好ましくは０．００１質量％以上、１．０質量％以下である。イソシアネートの含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の初期の抵抗増加を避けることができる。イソシアネートの含有量は、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、特に好ましくは０．２質量％以上、また、より好ましくは０．８質量％以下、更に好ましくは０．７質量％以下、特に好ましくは０．６質量％以下である。
本開示の電解液は、環状スルホン酸エステルを含んでもよい。環状スルホン酸エステルとしては、特に限定されず、任意の環状スルホン酸エステルを用いることができる。環状スルホン酸エステルの例としては、飽和環状スルホン酸エステル、不飽和環状スルホン酸エステル、飽和環状ジスルホン酸エステル、不飽和環状ジスルホン酸エステル等が挙げられる。
飽和環状スルホン酸エステルの具体例としては、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、１，３－ブタンスルトン、１，４－ブタンスルトン、１－フルオロ－１，４－ブタンスルトン、２－フルオロ－１，４－ブタンスルトン、３－フルオロ－１，４－ブタンスルトン、４－フルオロ－１，４－ブタンスルトン、１－メチル－１，４－ブタンスルトン、２－メチル－１，４－ブタンスルトン、３－メチル－１，４－ブタンスルトン、４－メチル－１，４－ブタンスルトン、２，４－ブタンスルトン等が挙げられる。
不飽和環状スルホン酸エステルの具体例としては、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－ブテン－１，４－スルトン、２－ブテン－１，４－スルトン、３－ブテン－１，４－スルトン、１－フルオロ－１－ブテン－１，４－スルトン、２－フルオロ－１－ブテン－１，４－スルトン、３－フルオロ－１－ブテン－１，４－スルトン、４－フルオロ－１－ブテン－１，４－スルトン、１－フルオロ－２－ブテン－１，４－スルトン、２－フルオロ－２－ブテン－１，４－スルトン、３－フルオロ－２－ブテン－１，４－スルトン、４－フルオロ－２－ブテン－１，４－スルトン、１，３－プロペンスルトン、１－フルオロ－３－ブテン－１，４－スルトン、２－フルオロ－３－ブテン－１，４－スルトン、３－フルオロ－３－ブテン－１，４－スルトン、４－フルオロ－３－ブテン－１，４－スルトン、１－メチル－１－ブテン－１，４－スルトン、２－メチル－１－ブテン－１，４－スルトン、３－メチル－１－ブテン－１，４－スルトン、４－メチル－１－ブテン－１，４－スルトン、１－メチル－２－ブテン－１，４－スルトン、２－メチル－２－ブテン－１，４－スルトン、３－メチル－２－ブテン－１，４－スルトン、４－メチル－２－ブテン－１，４－スルトン、１－メチル－３－ブテン－１，４－スルトン、２－メチル－３－ブテン－１，４－スルトン、３－メチル－３－ブテン－１，４－スルトン、４－メチル－３－ブテン－１４－スルトン等が挙げられる。
中でも、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－プロペン－１，３－スルトンが、入手の容易さや安定な被膜状の構造物の形成に寄与することができる点から、より好適に用いられる。環状スルホン酸エステルの含有量は、特に限定されず、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、電解液に対して、好ましくは０．００１質量％以上、３．０質量％以下である。
環状スルホン酸エステルの含有量がこの下限以上であると、非水系電解液二次電池に、十分なサイクル特性向上効果をもたらすことができる。また、この上限以下であると、非水系電解液二次電池の製造コストの増加を避けることができる。環状スルホン酸エステルの含有量は、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、特に好ましくは０．２質量％以上、また、より好ましくは２．５質量％以下、更に好ましくは２．０質量％以下、特に好ましくは１．８質量％以下である。
本開示の電解液は、更に、重量平均分子量が２０００～４０００であり、末端に－ＯＨ、－ＯＣＯＯＨ、又は、－ＣＯＯＨを有するポリエチレンオキシドを含有してもよい。
このような化合物を含有することにより、電極界面の安定性が向上し、電気化学デバイスの特性を向上させることができる。
上記ポリエチレンオキシドとしては、例えば、ポリエチレンオキシドモノオール、ポリエチレンオキシドカルボン酸、ポリエチレンオキシドジオール、ポリエチレンオキシドジカルボン酸、ポリエチレンオキシドトリオール、ポリエチレンオキシドトリカルボン酸等が挙げられる。これらは単独で使用してもよいし、２種以上を併用してもよい。
なかでも、電気化学デバイスの特性がより良好となる点で、ポリエチレンオキシドモノオールとポリエチレンオキシドジオールの混合物、及び、ポリエチレンカルボン酸とポリエチレンジカルボン酸の混合物であることが好ましい。
上記ポリエチレンオキシドの重量平均分子量が小さすぎると、酸化分解されやすくなるおそれがある。上記重量平均分子量は、３０００～４０００がより好ましい。
上記重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）法によるポリスチレン換算により測定することができる。
上記ポリエチレンオキシドの含有量は、電解液中１×１０－６～１×１０－２ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。上記ポリエチレンオキシドの含有量が多すぎると、電気化学デバイスの特性を損なうおそれがある。
上記ポリエチレンオキシドの含有量は、５×１０－６ｍｏｌ／ｋｇ以上であることがより好ましい。
本開示の電解液は、添加剤として、更に、フッ素化飽和環状カーボネート、不飽和環状カーボネート、過充電防止剤、その他の公知の助剤等を含有していてもよい。これにより、電気化学デバイスの特性の低下を抑制することができる。
フッ素化飽和環状カーボネートとしては、上述した一般式（Ａ）で示される化合物が挙げられる。なかでも、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、モノフルオロメチルエチレンカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、２，２，３，３，３－ペンタフルオロプロピルエチレンカーボネート（４－（２，２，３，３，３－ペンタフルオロ－プロピル）－［１，３］ジオキソラン－２－オン）が好ましい。フッ素化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。
上記フッ素化飽和環状カーボネートの含有量は、上記電解液に対して、０．００１～１０質量％であることが好ましく、０．０１～５質量％であることがより好ましく、０．１～３質量％であることが更に好ましい。
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類、芳香環又は炭素－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。
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、エチニルエチレンカーボネート、プロパルギルエチレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート等が挙げられる。
芳香環又は炭素－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、４－メチレン－１，３－ジオキソラン－２－オン、４，５－ジメチレン－１，３－ジオキソラン－２－オン、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。
なかでも、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好ましい。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、特に好ましく、ビニレンカーボネートが最も好ましい。
不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本開示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、５０以上、２５０以下である。この範囲であれば、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、本開示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分子量は、より好ましくは８０以上であり、また、より好ましくは１５０以下である。
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。
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。
上記不飽和環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、本開示の効果を著しく損なわない限り任意である。上記不飽和環状カーボネートの含有量は、電解液１００質量％中０．００１質量％以上が好ましく、より好ましくは０．０１質量％以上、更に好ましくは０．１質量％以上である。また、上記含有量は、５質量％以下が好ましく、より好ましくは４質量％以下、更に好ましくは３質量％以下である。上記範囲内であれば、電解液を用いた電気化学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。
不飽和環状カーボネートとしては、上述のような非フッ素化不飽和環状カーボネートの他、フッ素化不飽和環状カーボネートも好適に用いることができる。
フッ素化不飽和環状カーボネートは、不飽和結合とフッ素原子とを有する環状カーボネートである。フッ素化不飽和環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。中でもフッ素原子が通常６以下、好ましくは４以下であり、１個又は２個のものが最も好ましい。
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。
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。
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。
なかでも、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、より好適に用いられる。
フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本開示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、５０以上であり、また、５００以下である。この範囲であれば、電解液に対するフッ素化不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすい。
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。
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。また、フッ素化不飽和環状カーボネートの含有量は、特に制限されず、本開示の効果を著しく損なわない限り任意である。フッ素化不飽和環状カーボネートの含有量は、通常、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％以上であり、また、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％以下である。この範囲内であれば、電解液を用いた電気化学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。
本開示の電解液は、三重結合を有する化合物を含んでいてもよい。分子内に三重結合を１つ以上有している化合物であれば特にその種類は限定されない。
三重結合を有する化合物の具体例としては、例えば、以下の化合物が挙げられる。
１－ペンチン、２－ペンチン、１－ヘキシン、２－ヘキシン、３－ヘキシン、１－ヘプチン、２－ヘプチン、３－ヘプチン、１－オクチン、２－オクチン、３－オクチン、４－オクチン、１－ノニン、２－ノニン、３－ノニン、４－ノニン、１－ドデシン、２－ドデシン、３－ドデシン、４－ドデシン、５－ドデシン、フェニルアセチレン、１－フェニル－１－プロピン、１－フェニル－２－プロピン、１－フェニル－１－ブチン、４－フェニル－１－ブチン、４－フェニル－１－ブチン、１－フェニル－１－ペンチン、５－フェニル－１－ペンチン、１－フェニル－１－ヘキシン、６－フェニル－１－ヘキシン、ジフェニルアセチレン、４－エチニルトルエン、ジシクロヘキシルアセチレン等の炭化水素化合物；
２－プロピニルメチルカーボネート、２－プロピニルエチルカーボネート、２－プロピニルプロピルカーボネート、２－プロピニルブチルカーボネート、２－プロピニルフェニルカーボネート、２－プロピニルシクロヘキシルカーボネート、ジ－２－プロピニルカーボネート、１－メチル－２－プロピニルメチルカーボネート、１，１－ジメチル－２－プロピニルメチルカーボネート、２－ブチニルメチルカーボネート、３－ブチニルメチルカーボネート、２－ペンチニルメチルカーボネート、３－ペンチニルメチルカーボネート、４－ペンチニルメチルカーボネート等のモノカーボネート；２－ブチン－１，４－ジオールジメチルジカーボネート、２－ブチン－１，４－ジオールジエチルジカーボネート、２－ブチン－１，４－ジオールジプロピルジカーボネート、２－ブチン－１，４－ジオールジブチルジカーボネート、２－ブチン－１，４－ジオールジフェニルジカーボネート、２－ブチン－１，４－ジオールジシクロヘキシルジカーボネート等のジカーボネート；
酢酸２－プロピニル、プロピオン酸２－プロピニル、酪酸２－プロピニル、安息香酸２－プロピニル、シクロヘキシルカルボン酸２－プロピニル、酢酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、プロピオン酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、酪酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、安息香酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、シクロヘキシルカルボン酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、酢酸２－ブチニル、酢酸３－ブチニル、酢酸２－ペンチニル、酢酸３－ペンチニル、酢酸４－ペンチニル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ビニル、アクリル酸２－プロペニル、アクリル酸２－ブテニル、アクリル酸３－ブテニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ビニル、メタクリル酸２－プロペニル、メタクリル酸２－ブテニル、メタクリル酸３－ブテニル、２－プロピン酸メチル、２－プロピン酸エチル、２－プロピン酸プロピル、２－プロピン酸ビニル、２－プロピン酸２－プロペニル、２－プロピン酸２－ブテニル、２－プロピン酸３－ブテニル、２－ブチン酸メチル、２－ブチン酸エチル、２－ブチン酸プロピル、２－ブチン酸ビニル、２－ブチン酸２－プロペニル、２－ブチン酸２－ブテニル、２－ブチン酸３－ブテニル、３－ブチン酸メチル、３－ブチン酸エチル、３－ブチン酸プロピル、３－ブチン酸ビニル、３－ブチン酸２－プロペニル、３－ブチン酸２－ブテニル、３－ブチン酸３－ブテニル、２－ペンチン酸メチル、２－ペンチン酸エチル、２－ペンチン酸プロピル、２－ペンチン酸ビニル、２－ペンチン酸２－プロペニル、２－ペンチン酸２－ブテニル、２－ペンチン酸３－ブテニル、３－ペンチン酸メチル、３－ペンチン酸エチル、３－ペンチン酸プロピル、３－ペンチン酸ビニル、３－ペンチン酸２－プロペニル、３－ペンチン酸２－ブテニル、３－ペンチン酸３－ブテニル、４－ペンチン酸メチル、４－ペンチン酸エチル、４－ペンチン酸プロピル、４－ペンチン酸ビニル、４－ペンチン酸２－プロペニル、４－ペンチン酸２－ブテニル、４－ペンチン酸３－ブテニル等のモノカルボン酸エステル、フマル酸エステル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル；
２－ブチン－１，４－ジオールジアセテート、２－ブチン－１，４－ジオールジプロピオネート、２－ブチン－１，４－ジオールジブチレート、２－ブチン－１，４－ジオールジベンゾエート、２－ブチン－１，４－ジオールジシクロヘキサンカルボキシレート、ヘキサヒドロベンゾ［１，３，２］ジオキサチオラン－２－オキシド（１，２－シクロヘキサンジオール、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－イルアセテート等のジカルボン酸エステル；
シュウ酸メチル２－プロピニル、シュウ酸エチル２－プロピニル、シュウ酸プロピル２－プロピニル、シュウ酸２－プロピニルビニル、シュウ酸アリル２－プロピニル、シュウ酸ジ－２－プロピニル、シュウ酸２－ブチニルメチル、シュウ酸２－ブチニルエチル、シュウ酸２－ブチニルプロピル、シュウ酸２－ブチニルビニル、シュウ酸アリル２－ブチニル、シュウ酸ジ－２－ブチニル、シュウ酸３－ブチニルメチル、シュウ酸３－ブチニルエチル、シュウ酸３－ブチニルプロピル、シュウ酸３－ブチニルビニル、シュウ酸アリル３－ブチニル、シュウ酸ジ－３－ブチニル等のシュウ酸ジエステル；
メチル（２－プロピニル）（ビニル）ホスフィンオキシド、ジビニル（２－プロピニル）ホスフィンオキシド、ジ（２－プロピニル）（ビニル）ホスフィンオキシド、ジ（２－プロペニル）２（－プロピニル）ホスフィンオキシド、ジ（２－プロピニル）（２－プロペニル）ホスフィンオキシド、ジ（３－ブテニル）（２－プロピニル）ホスフィンオキシド、及びジ（２－プロピニル）（３－ブテニル）ホスフィンオキシド等のホスフィンオキシド；
メチル（２－プロペニル）ホスフィン酸２－プロピニル、２－ブテニル（メチル）ホスフィン酸２－プロピニル、ジ（２－プロペニル）ホスフィン酸２－プロピニル、ジ（３－ブテニル）ホスフィン酸２－プロピニル、メチル（２－プロペニル）ホスフィン酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、２－ブテニル（メチル）ホスフィン酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、ジ（２－プロペニル）ホスフィン酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、及びジ（３－ブテニル）ホスフィン酸１，１－ジメチル－２－プロピニル、メチル（２－プロピニル）ホスフィン酸２－プロペニル、メチル（２－プロピニル）ホスフィン酸３－ブテニル、ジ（２－プロピニル）ホスフィン酸２－プロペニル、ジ（２－プロピニル）ホスフィン酸３－ブテニル、２－プロピニル（２－プロペニル）ホスフィン酸２－プロペニル、及び２－プロピニル（２－プロペニル）ホスフィン酸３－ブテニル等のホスフィン酸エステル；
２－プロペニルホスホン酸メチル２－プロピニル、２－ブテニルホスホン酸メチル（２－プロピニル）、２－プロペニルホスホン酸（２－プロピニル）（２－プロペニル）、３－ブテニルホスホン酸（３－ブテニル）（２－プロピニル）、２－プロペニルホスホン酸（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（メチル）、２－ブテニルホスホン酸（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（メチル）、２－プロペニルホスホン酸（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（２－プロペニル）、及び３－ブテニルホスホン酸（３－ブテニル）（１，１－ジメチル－２－プロピニル）、メチルホスホン酸（２－プロピニル）（２－プロペニル）、メチルホスホン酸（３－ブテニル）（２－プロピニル）、メチルホスホン酸（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（２－プロペニル）、メチルホスホン酸（３－ブテニル）（１，１－ジメチル－２－プロピニル）、エチルホスホン酸（２－プロピニル）（２－プロペニル）、エチルホスホン酸（３－ブテニル）（２－プロピニル）、エチルホスホン酸（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（２－プロペニル）、及びエチルホスホン酸（３－ブテニル）（１，１－ジメチル－２－プロピニル）等のホスホン酸エステル；
リン酸（メチル）（２－プロペニル）（２－プロピニル）、リン酸（エチル）（２－プロペニル）（２－プロピニル）、リン酸（２－ブテニル）（メチル）（２－プロピニル）、リン酸（２－ブテニル）（エチル）（２－プロピニル）、リン酸（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（メチル）（２－プロペニル）、リン酸（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（エチル）（２－プロペニル）、リン酸（２－ブテニル）（１，１－ジメチル－２－プロピニル）（メチル）、及びリン酸（２－ブテニル）（エチル）（１，１－ジメチル－２－プロピニル）等のリン酸エステル。
これらのうち、アルキニルオキシ基を有する化合物は、電解液中でより安定に負極被膜を形成するため好ましい。
更に、２－プロピニルメチルカーボネート、ジ－２－プロピニルカーボネート、２－ブチン－１，４－ジオールジメチルジカーボネート、酢酸２－プロピニル、２－ブチン－１，４－ジオールジアセテート、シュウ酸メチル２－プロピニル、シュウ酸ジ－２－プロピニル等の化合物が保存特性向上の点から特に好ましい。
上記三重結合を有する化合物は、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用してもよい。本開示の電解液全体に対する三重結合を有する化合物の配合量に制限は無く、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本開示の電解液に対して、通常０．０１質量％以上、好ましくは０．０５質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、また、通常５質量％以下、好ましくは３質量％以下、より好ましくは１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、サイクル特性、高温保存特性等の効果がより向上する。
本開示の電解液においては、電解液を用いた電気化学デバイスが過充電等の状態になった際に電池の破裂・発火を効果的に抑制するために、過充電防止剤を用いることができる。
過充電防止剤としては、ビフェニル、ｏ－ターフェニル、ｍ－ターフェニル、ｐ－ターフェニル等の無置換又はアルキル基で置換されたターフェニル誘導体、無置換又はアルキル基で置換されたターフェニル誘導体の部分水素化物、シクロヘキシルベンゼン、ｔ－ブチルベンゼン、ｔ－アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン、ジフェニルシクロヘキサン、１，１，３－トリメチル－３－フェニルインダン、シクロペンチルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、クメン、１，３－ジイソプロピルベンゼン、１，４－ジイソプロピルベンゼン、ｔ－ブチルベンゼン、ｔ－アミルベンゼン、ｔ－ヘキシルベンゼン、アニソール等の芳香族化合物；２－フルオロビフェニル、４－フルオロビフェニル、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、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フルオロベンゼン、フルオロトルエン、ベンゾトリフルオリド等の上記芳香族化合物の部分フッ素化物；２，４－ジフルオロアニソール、２，５－ジフルオロアニソール、１，６－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等の含フッ素アニソール化合物；３－プロピルフェニルアセテート、２－エチルフェニルアセテート、ベンジルフェニルアセテート、メチルフェニルアセテート、ベンジルアセテート、フェネチルフェニルアセテート等の芳香族アセテート類；ジフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネート等の芳香族カーボネート類；トルエン、キシレン等のトルエン誘導体；２－メチルビフェニル、３－メチルビフェニル、４－メチルビフェニル、ｏ－シクロヘキシルビフェニル等の無置換又はアルキル基で置換されたビフェニル誘導体等が挙げられる。中でも、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、ｔ－ブチルベンゼン、ｔ－アミルベンゼン、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物、ジフェニルシクロヘキサン、１，１，３－トリメチル－３－フェニルインダン、３－プロピルフェニルアセテート、２－エチルフェニルアセテート、ベンジルフェニルアセテート、メチルフェニルアセテート、ベンジルアセテート、ジフェニルカーボネート、メチルフェニルカーボネート等が好ましい。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。２種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとｔ－ブチルベンゼン又はｔ－アミルベンゼンとの組み合わせ、ビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、ｔ－ブチルベンゼン、ｔ－アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種と、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種を併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。
本開示に使用する電解液には、カルボン酸無水物（但し、化合物（２）を除く）を用いてもよい。下記一般式（６）で表される化合物が好ましい。カルボン酸無水物の製造方法は、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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
 （一般式（６）中、Ｒ６１、Ｒ６２はそれぞれ独立に、置換基を有していてもよい、炭素数１以上１５以下の炭化水素基を表す。）
Ｒ６１、Ｒ６２は、一価の炭化水素基であれば、その種類は特に制限されない。例えば、脂肪族炭化水素基であっても芳香族炭化水素基であってもよく、脂肪族炭化水素基と芳香族炭化水素基とが結合したものであってもよい。脂肪族炭化水素基は、飽和炭化水素基であってもよく、不飽和結合（炭素－炭素二重結合又は炭素－炭素三重結合）を含んでいてもよい。また、脂肪族炭化水素基は、鎖状であっても環状であってもよく、鎖状の場合は、直鎖状であっても分岐鎖状であってもよい。更には、鎖状と環状とが結合したものであってもよい。なお、Ｒ６１及びＲ６２は互いに同一であってもよく、異なっていてもよい。
また、Ｒ６１、Ｒ６２の炭化水素基が置換基を有する場合、その置換基の種類は、本開示の趣旨に反するものでない限り特に制限されないが、例としてはフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等のハロゲン原子が挙げられ、好ましくはフッ素原子である。又はロゲン原子以外の置換基として、エステル基、シアノ基、カルボニル基、エーテル基等の官能基を有する置換基等も挙げられ、好ましくはシアノ基、カルボニル基である。Ｒ６１、Ｒ６２の炭化水素基は、これらの置換基を一つのみ有していてもよく、二つ以上有していてもよい。二つ以上の置換基を有する場合、それらの置換基は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
Ｒ６１、Ｒ６２の各々の炭化水素基の炭素数は、通常１以上であり、また通常１５以下、好ましくは１２以下、より好ましくは１０以下、更に好ましくは９以下である。Ｒ１とＲ２とが互いに結合して二価の炭化水素基を形成している場合は、その二価の炭化水素基の炭素数が、通常１以上であり、また通常１５以下、好ましくは１３以下、より好ましくは１０以下、更に好ましくは８以下である。尚、Ｒ６１、Ｒ６２の炭化水素基が炭素原子を含有する置換基を有する場合は、その置換基も含めたＲ６１、Ｒ６２全体の炭素数が上記範囲を満たしていることが好ましい。
次いで、上記一般式（６）で表わされる酸無水物の具体例について説明する。なお、以下の例示において「類縁体」とは、例示される酸無水物の構造の一部を、本開示の趣旨に反しない範囲で、別の構造に置き換えることにより得られる酸無水物を指すもので、例えば複数の酸無水物からなる二量体、三量体及び四量体等、又は、置換基の炭素数が同じではあるが分岐鎖を有する等構造異性のもの、置換基が酸無水物に結合する部位が異なるもの等が挙げられる。
まず、Ｒ６１、Ｒ６２が同一である酸無水物の具体例を以下に挙げる。
Ｒ６１、Ｒ６２が鎖状アルキル基である酸無水物の具体例としては、無水酢酸、プロピオン酸無水物、ブタン酸無水物、２－メチルプロピオン酸無水物、２，２－ジメチルプロピオン酸無水物、２－メチルブタン酸無水物、３－メチルブタン酸無水物、２，２－ジメチルブタン酸無水物、２，３－ジメチルブタン酸無水物、３，３－ジメチルブタン酸無水物、２，２，３－トリメチルブタン酸無水物、２，３，３－トリメチルブタン酸無水物、２，２，３，３－テトラメチルブタン酸無水物、２－エチルブタン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２が環状アルキル基である酸無水物の具体例としては、シクロプロパンカルボン酸無水物、シクロペンタンカルボン酸無水物、シクロヘキサンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がアルケニル基である酸無水物の具体例としては、アクリル酸無水物、２－メチルアクリル酸無水物、３－メチルアクリル酸無水物、２，３－ジメチルアクリル酸無水物、３，３－ジメチルアクリル酸無水物、２，３，３－トリメチルアクリル酸無水物、２－フェニルアクリル酸無水物、３－フェニルアクリル酸無水物、２，３－ジフェニルアクリル酸無水物、３，３－ジフェニルアクリル酸無水物、３－ブテン酸無水物、２－メチル－３－ブテン酸無水物、２，２－ジメチル－３－ブテン酸無水物、３－メチル－３－テン酸無水物、２－メチル－３－メチル－３－ブテン酸無水物、２，２－ジメチル－３－メチル－３－ブテン酸無水物、３－ペンテン酸無水物、４－ペンテン酸無水物、２－シクロペンテンカルボン酸無水物、３－シクロペンテンカルボン酸無水物、４－シクロペンテンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がアルキニル基である酸無水物の具体例としては、プロピン酸無水物、３－フェニルプロピン酸無水物、２－ブチン酸無水物、２－ペンチン酸無水物、３－ブチン酸無水物、３－ペンチン酸無水物、４－ペンチン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がアリール基である酸無水物の具体例としては、安息香酸無水物、４－メチル安息香酸無水物、４－エチル安息香酸無水物、４－ｔｅｒｔ－ブチル安息香酸無水物、２－メチル安息香酸無水物、２，４，６－トリメチル安息香酸無水物、１－ナフタレンカルボン酸無水物、２－ナフタレンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
また、Ｒ６１、Ｒ６２がハロゲン原子で置換された酸無水物の例として、主にフッ素原子で置換された酸無水物の例を以下に挙げるが、これらのフッ素原子の一部又は全部を塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子に置換して得られる酸無水物も、例示化合物に含まれるものとする。
Ｒ６１、Ｒ６２がハロゲン原子で置換された鎖状アルキル基である酸無水物の例としては、フルオロ酢酸無水物、ジフルオロ酢酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、２－フルオロプロピオン酸無水物、２，２－ジフルオロプロピオン酸無水物、２，３－ジフルオロプロピオン酸無水物、２，２，３－トリフルオロプロピオン酸無水物、２，３，３－トリフルオロプロピオン酸無水物、２，２，３，３－テトラプロピオン酸無水物、２，３，３，３－テトラプロピオン酸無水物、３－フルオロプロピオン酸無水物、３，３－ジフルオロプロピオン酸無水物、３，３，３－トリフルオロプロピオン酸無水物、パーフルオロプロピオン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がハロゲン原子で置換された環状アルキル基である酸無水物の例としては、２－フルオロシクロペンタンカルボン酸無水物、３－フルオロシクロペンタンカルボン酸無水物、４－フルオロシクロペンタンカルボン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がハロゲン原子で置換されたアルケニル基である酸無水物の例としては、２－フルオロアクリル酸無水物、３－フルオロアクリル酸無水物、２，３－ジフルオロアクリル酸無水物、３，３－ジフルオロアクリル酸無水物、２，３，３－トリフルオロアクリル酸無水物、２－（トリフルオロメチル）アクリル酸無水物、３－（トリフルオロメチル）アクリル酸無水物、２，３－ビス（トリフルオロメチル）アクリル酸無水物、２，３，３－トリス（トリフルオロメチル）アクリル酸無水物、２－（４－フルオロフェニル）アクリル酸無水物、３－（４－フルオロフェニル）アクリル酸無水物、２，３－ビス（４－フルオロフェニル）アクリル酸無水物、３，３－ビス（４－フルオロフェニル）アクリル酸無水物、２－フルオロ－３－ブテン酸無水物、２，２－ジフルオロ－３－ブテン酸無水物、３－フルオロ－２－ブテン酸無水物、４－フルオロ－３－ブテン酸無水物、３，４－ジフルオロ－３－ブテン酸無水物、３，３，４－トリフルオロ－３－ブテン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がハロゲン原子で置換されたアルキニル基である酸無水物の例としては、３－フルオロ－２－プロピン酸無水物、３－（４－フルオロフェニル）－２－プロピン酸無水物、３－（２，３，４，５，６－ペンタフルオロフェニル）－２－プロピン酸無水物、４－フルオロ－２－ブチン酸無水物、４，４－ジフルオロ－２－ブチン酸無水物、４，４，４－トリフルオロ－２－ブチン酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がハロゲン原子で置換されたアリール基である酸無水物の例としては、４－フルオロ安息香酸無水物、２，３，４，５，６－ペンタフルオロ安息香酸無水物、４－トリフルオロメチル安息香酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
Ｒ６１、Ｒ６２がエステル、ニトリル、ケトン、エーテル等の官能基を有する置換基を有している酸無水物の例としては、メトキシギ酸無水物、エトキシギ酸無水物、メチルシュウ酸無水物、エチルシュウ酸無水物、２－シアノ酢酸無水物、２－オキソプロピオン酸無水物、３－オキソブタン酸無水物、４－アセチル安息香酸無水物、メトキシ酢酸無水物、４－メトキシ安息香酸無水物等、及びそれらの類縁体等が挙げられる。
続いて、Ｒ６１、Ｒ６２が互いに異なる酸無水物の具体例を以下に挙げる。
Ｒ６１、Ｒ６２としては上に挙げた例、及びそれらの類縁体の全ての組み合わせが考えられるが、以下に代表的な例を挙げる。
鎖状アルキル基同士の組み合わせの例としては、酢酸プロピオン酸無水物、酢酸ブタン酸無水物、ブタン酸プロピオン酸無水物、酢酸２－メチルプロピオン酸無水物、等が挙げられる。
鎖状アルキル基と環状アルキル基の組み合わせの例としては、酢酸シクロペンタン酸無水物、酢酸シクロヘキサン酸無水物、シクロペンタン酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。
鎖状アルキル基とアルケニル基の組み合わせの例としては、酢酸アクリル酸無水物、酢酸３－メチルアクリル酸無水物、酢酸３－ブテン酸無水物、アクリル酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。
鎖状アルキル基とアルキニル基の組み合わせの例としては、酢酸プロピン酸無水物、酢酸２－ブチン酸無水物、酢酸３－ブチン酸無水物、酢酸３－フェニルプロピン酸無水物プロピオン酸プロピン酸無水物、等が挙げられる。
鎖状アルキル基とアリール基の組み合わせの例としては、酢酸安息香酸無水物、酢酸４－メチル安息香酸無水物、酢酸１－ナフタレンカルボン酸無水物、安息香酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。
鎖状アルキル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、酢酸フルオロ酢酸無水物、酢酸トリフルオロ酢酸無水物、酢酸４－フルオロ安息香酸無水物、フルオロ酢酸プロピオン酸無水物、酢酸アルキルシュウ酸無水物、酢酸２－シアノ酢酸無水物、酢酸２－オキソプロピオン酸無水物、酢酸メトキシ酢酸無水物、メトキシ酢酸プロピオン酸無水物、等が挙げられる。
環状アルキル基同士の組み合わせの例としては、シクロペンタン酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。
環状アルキル基とアルケニル基の組み合わせの例としては、アクリル酸シクロペンタン酸無水物、３－メチルアクリル酸シクロペンタン酸無水物、３－ブテン酸シクロペンタン酸無水物、アクリル酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。
環状アルキル基とアルキニル基の組み合わせの例としては、プロピン酸シクロペンタン酸無水物、２－ブチン酸シクロペンタン酸無水物、プロピン酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。
環状アルキル基とアリール基の組み合わせの例としては、安息香酸シクロペンタン酸無水物、４－メチル安息香酸シクロペンタン酸無水物、安息香酸シクロヘキサン酸無水物、等が挙げられる。
環状アルキル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、フルオロ酢酸シクロペンタン酸無水物、シクロペンタン酸トリフルオロ酢酸無水物、シクロペンタン酸２－シアノ酢酸無水物、シクロペンタン酸メトキシ酢酸無水物、シクロヘキサン酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。
アルケニル基同士の組み合わせの例としては、アクリル酸２－メチルアクリル酸無水物、アクリル酸３－メチルアクリル酸無水物、アクリル酸３－ブテン酸無水物、２－メチルアクリル酸３－メチルアクリル酸無水物、等が挙げられる。
アルケニル基とアルキニル基の組み合わせの例としては、アクリル酸プロピン酸無水物、アクリル酸２－ブチン酸無水物、２－メチルアクリル酸プロピン酸無水物、等が挙げられる。
アルケニル基とアリール基の組み合わせの例としては、アクリル酸安息香酸無水物、アクリル酸４－メチル安息香酸無水物、２－メチルアクリル酸安息香酸無水物、等が挙げられる。
アルケニル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、アクリル酸フルオロ酢酸無水物、アクリル酸トリフルオロ酢酸無水物、アクリル酸２－シアノ酢酸無水物、アクリル酸メトキシ酢酸無水物、２－メチルアクリル酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。
アルキニル基同士の組み合わせの例としては、プロピン酸２－ブチン酸無水物、プロピン酸３－ブチン酸無水物、２－ブチン酸３－ブチン酸無水物、等が挙げられる。
アルキニル基とアリール基の組み合わせの例としては、安息香酸プロピン酸無水物、４－メチル安息香酸プロピン酸無水物、安息香酸２－ブチン酸無水物、等が挙げられる。
アルキニル基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、プロピン酸フルオロ酢酸無水物、プロピン酸トリフルオロ酢酸無水物、プロピン酸２－シアノ酢酸無水物、プロピン酸メトキシ酢酸無水物、２－ブチン酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。
アリール基同士の組み合わせの例としては、安息香酸４－メチル安息香酸無水物、安息香酸１－ナフタレンカルボン酸無水物、４－メチル安息香酸１－ナフタレンカルボン酸無水物、等が挙げられる。
アリール基と官能基を有する炭化水素基の組み合わせの例としては、安息香酸フルオロ酢酸無水物、安息香酸トリフルオロ酢酸無水物、安息香酸２－シアノ酢酸無水物、安息香酸メトキシ酢酸無水物、４－メチル安息香酸フルオロ酢酸無水物、等が挙げられる。
官能基を有する炭化水素基同士の組み合わせの例としては、フルオロ酢酸トリフルオロ酢酸無水物、フルオロ酢酸２－シアノ酢酸無水物、フルオロ酢酸メトキシ酢酸無水物、トリフルオロ酢酸２－シアノ酢酸無水物、等が挙げられる。
上記の鎖状構造を形成している酸無水物のうち好ましくは、無水酢酸、プロピオン酸無水物、２－メチルプロピオン酸無水物、シクロペンタンカルボン酸無水物、シクロヘキサンカルボン酸無水物等、アクリル酸無水物、２－メチルアクリル酸無水物、３－メチルアクリル酸無水物、２，３－ジメチルアクリル酸無水物、３，３－ジメチルアクリル酸無水物、３－ブテン酸無水物、２－メチル－３－ブテン酸無水物、プロピン酸無水物、２－ブチン酸無水物、安息香酸無水物、２－メチル安息香酸無水物、４－メチル安息香酸無水物、４－ｔｅｒｔ－ブチル安息香酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、３，３，３－トリフルオロプロピオン酸無水物、２－（トリフルオロメチル）アクリル酸無水物、２－（４－フルオロフェニル）アクリル酸無水物、４－フルオロ安息香酸無水物、２，３，４，５，６－ペンタフルオロ安息香酸無水物、メトキシギ酸無水物、エトキシギ酸無水物、であり、より好ましくは、アクリル酸無水物、２－メチルアクリル酸無水物、３－メチルアクリル酸無水物、安息香酸無水物、２－メチル安息香酸無水物、４－メチル安息香酸無水物、４－ｔｅｒｔ－ブチル安息香酸無水物、４－フルオロ安息香酸無水物、２，３，４，５，６－ペンタフルオロ安息香酸無水物、メトキシギ酸無水物、エトキシギ酸無水物である。
これらの化合物は、適切にリチウムオキサラート塩との結合を形成して耐久性に優れる皮膜を形成することで、特に耐久試験後の充放電レート特性、入出力特性、インピーダンス特性を向上させることができる観点で好ましい。
なお、上記カルボン酸無水物の分子量に制限は無く、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常９０以上、好ましくは９５以上であり、一方、通常３００以下、好ましくは２００以下である。カルボン酸無水物の分子量が上記範囲内であると、電解液の粘度上昇を抑制でき、かつ皮膜密度が適正化されるために耐久性を適切に向上することができる。
また、上記カルボン酸無水物の製造方法にも特に制限は無く、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。以上説明したカルボン酸無水物は、本開示の非水系電解液中に、何れか１種を単独で含有させてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有させてもよい。
また、本開示の電解液に対する上記カルボン酸無水物の含有量に特に制限は無く、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本開示の電解液に対して、通常０．０１質量％以上、好ましくは０．１質量％以上、また、通常５質量％以下、好ましくは３質量％以下の濃度で含有させることが望ましい。カルボン酸無水物の含有量が上記範囲内であると、サイクル特性向上効果が発現しやすくなり、また反応性が好適であるため電池特性が向上しやすくなる。
本開示の電解液には、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、ペンタン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン、ベンゼン、フラン、ナフタレン、２－フェニルビシクロヘキシル、シクロヘキサン、２，４，８，１０－テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン、３，９－ジビニル－２，４，８，１０－テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン等の炭化水素化合物；
フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド、モノフルオロベンゼン、１－フルオロ－２－シクロヘキシルベンゼン、１－フルオロ－４－ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン、１－フルオロ－３－シクロヘキシルベンゼン、１－フルオロ－２－シクロヘキシルベンゼン、フッ素化ビフェニル等の含フッ素芳香族化合物；
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；
ジオキソラン、ジオキサン、２，５，８，１１－テトラオキサドデカン、２，５，８，１１，１４－ペンタオキサペンタデカン、エトキシメトキシエタン、トリメトキシメタン、グライム、エチルモノグライム等のエーテル系化合物；
ジメチルケトン、ジエチルケトン、３－ペンタノン等のケトン系化合物；
２－アリル無水コハク酸等の酸無水物；
シュウ酸ジメチル、シュウ酸ジエチル、シュウ酸エチルメチル、シュウ酸ジ（２－プロピニル）、シュウ酸メチル２－プロピニル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジ（２－プロピニル）、ギ酸メチル、ギ酸エチル、ギ酸２－プロピニル、２－ブチン－１，４－ジイルジホルメート、メタクリル酸２－プロピニル、マロン酸ジメチル等のエステル化合物；
アセトアミド、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等のアミド系化合物；
硫酸エチレン、硫酸ビニレン、亜硫酸エチレン、フルオロスルホン酸メチル、フルオロスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホレン、ジフェニルスルホン、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、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、１，２－ビス（ビニルスルホニロキシ）エタン、無水プロパンジスルホン酸、無水スルホ酪酸、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸、無水エタンジスルホン酸、メチレンメタンジスルホネート、メタンスルホン酸２－プロピニル、ペンテンサルファイト、ペンタフルオロフェニルメタンスルホネート、プロピレンサルフェート、プロピレンサルファイト、プロパンサルトン、ブチレンサルファイト、ブタン－２，３－ジイルジメタンスルホネート、２－ブチン－１，４－ジイルジメタンスルホネート、ビニルスルホン酸２－プロピニル、ビス（２－ビニルスルホニルエチル）エーテル、５－ビニル－ヘキサヒドロ－１，３，２－ベンゾジオキサチオール－２－オキシド、２－（メタンスルホニルオキシ）プロピオン酸２－プロピニル、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、３－スルホ－プロピオン酸無水物トリメチレンメタンジスルホネート２－メチルテトラヒドロフラン、トリメチレンメタンジスルホネート、テトラメチレンスルホキシド、ジメチレンメタンジスルホネート、ジフルオロエチルメチルスルホン、ジビニルスルホン、１，２－ビス（ビニルスルホニル）エタン、エチレンビススルホン酸メチル、エチレンビススルホン酸エチル、エチレンサルフェート、チオフェン１－オキシド等の含硫黄化合物；
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、ニトロメタン、ニトロエタン、エチレンジアミン等の含窒素化合物；
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、メチルホスホン酸ジメチル、エチルホスホン酸ジエチル、ビニルホスホン酸ジメチル、ビニルホスホン酸ジエチル、ジエチルホスホノ酢酸エチル、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、リン酸ビス（２，２－ジフルオロエチル）２，２，２－トリフルオロエチル、リン酸ビス（２，２，３，３－テトラフルオロプロピル）２，２，２－トリフルオロエチル、リン酸ビス（２，２，２－トリフルオロエチル）メチル、リン酸ビス（２，２，２－トリフルオロエチル）エチル、リン酸ビス（２，２，２－トリフルオロエチル）２，２－ジフルオロエチルリン酸ビス（２，２，２－トリフルオロエチル）２，２，３，３－テトラフルオロプロピル、リン酸トリブチル、リン酸トリス（２，２，２－トリフルオロエチル）、リン酸トリス（１，１，１，３，３，３－ヘキサフルオロプロパン－２－イル）、リン酸トリオクチル、リン酸２－フェニルフェニルジメチル、リン酸２－フェニルフェニルジエチル、リン酸（２，２，２－トリフルオロエチル）（２，２，３，３－テトラフルオロプロピル）メチル、メチル２－（ジメトキシホスホリル）アセテート、メチル２－（ジメチルホスホリル）アセテート、メチル２－（ジエトキシホスホリル）アセテート、メチル２－（ジエチルホスホリル）アセテート、メチレンビスホスホン酸メチル、メチレンビスホスホン酸エチル、エチレンビスホスホン酸メチル、エチレンビスホスホン酸エチル、ブチレンビスホスホン酸メチル、ブチレンビスホスホン酸エチル、酢酸２－プロピニル２－（ジメトキシホスホリル）、酢酸２－プロピニル２－（ジメチルホスホリル）、酢酸２－プロピニル２－（ジエトキシホスホリル）、酢酸２－プロピニル２－（ジエチルホスホリル）、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（トリメトキシシリル）、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（トリメトキシシリル）、ポリリン酸トリメチルシリル等の含燐化合物；
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）等の含ホウ素化合物；
ジメトキシアルミノキシトリメトキシシラン、ジエトキシアルミノキシトリエトキシシラン、ジプロポキシアルミノキシトリエトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリメトキシシラン、ジブトキシアルミノキシトリエトキシシラン、チタンテトラキス（トリメチルシロキシド）、チタンテトラキス（トリエチルシロキシド）、テトラメチルシラン等のシラン化合物；
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。
上記その他の助剤としては、なかでも、含燐化合物が好ましく、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）が好ましい。
その他の助剤の配合量は、特に制限されず、本開示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、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。
本開示の電解液は、本開示の効果を損なわない範囲で、環状及び鎖状カルボン酸エステル、エーテル化合物、窒素含有化合物、ホウ素含有化合物、有機ケイ素含有化合物、不燃（難燃）化剤、界面活性剤、高誘電化添加剤、サイクル特性及びレート特性改善剤、スルホン系化合物等を添加剤として更に含有してもよい。
上記環状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素原子数が３～１２のものが挙げられる。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、３－メチル－γ－ブチ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気化学デバイスの特性向上の点から特に好ましい。
添加剤としての環状カルボン酸エステルの配合量は、通常、溶媒１００質量％中、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上である。この範囲であると、電解液の電気伝導率を改善し、電気化学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１０質量％以下、より好ましくは５質量％以下である。このように上限を設定することにより、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、電気化学デバイスの大電流放電特性を良好な範囲としやすくする。
また、上記環状カルボン酸エステルとしては、フッ素化環状カルボン酸エステル（含フッ素ラクトン）も好適に用いることができる。含フッ素ラクトンとしては、としては、例えば、下記式（Ｃ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
（式中、Ｘ１５～Ｘ２０は同じか又は異なり、いずれも－Ｈ、－Ｆ、－Ｃｌ、－ＣＨ３又はフッ素化アルキル基；ただし、Ｘ１５～Ｘ２０の少なくとも１つはフッ素化アルキル基である）
で示される含フッ素ラクトンが挙げられる。
Ｘ１５～Ｘ２０におけるフッ素化アルキル基としては、例えば、－ＣＦＨ２、－ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ（ＣＦ３）２等が挙げられ、耐酸化性が高く、安全性向上効果がある点から－ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３が好ましい。
Ｘ１５～Ｘ２０の少なくとも１つがフッ素化アルキル基であれば、－Ｈ、－Ｆ、－Ｃｌ、－ＣＨ３又はフッ素化アルキル基は、Ｘ１５～Ｘ２０の１箇所のみに置換していてもよいし、複数の箇所に置換していてもよい。好ましくは、電解質塩の溶解性が良好な点から１～３箇所、更に好ましくは１～２箇所である。
フッ素化アルキル基の置換位置は特に限定されないが、合成収率が良好なことから、Ｘ１７及び／又はＸ１８が、特にＸ１７又はＸ１８がフッ素化アルキル基、なかでも－ＣＨ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３であることが好ましい。フッ素化アルキル基以外のＸ１５～Ｘ２０は、－Ｈ、－Ｆ、－Ｃｌ又はＣＨ３であり、特に電解質塩の溶解性が良好な点から－Ｈが好ましい。
含フッ素ラクトンとしては、上記式で示されるもの以外にも、例えば、下記式（Ｄ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
（式中、Ａ及びＢはいずれか一方がＣＸ２２６Ｘ２２７（Ｘ２２６及びＸ２２７は同じか又は異なり、いずれも－Ｈ、－Ｆ、－Ｃｌ、－ＣＦ３、－ＣＨ３又は水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよくヘテロ原子を鎖中に含んでいてもよいアルキレン基）であり、他方は酸素原子；Ｒｆ１２はエーテル結合を有していてもよいフッ素化アルキル基又はフッ素化アルコキシ基；Ｘ２２１及びＸ２２２は同じか又は異なり、いずれも－Ｈ、－Ｆ、－Ｃｌ、－ＣＦ３又はＣＨ３；Ｘ２２３～Ｘ２２５は同じか又は異なり、いずれも－Ｈ、－Ｆ、－Ｃｌ又は水素原子がハロゲン原子で置換されていてもよくヘテロ原子を鎖中に含んでいてもよいアルキル基；ｎ＝０又は１）
で示される含フッ素ラクトン等も挙げられる。
式（Ｄ）で示される含フッ素ラクトンとしては、下記式（Ｅ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
（式中、Ａ、Ｂ、Ｒｆ１２、Ｘ２２１、Ｘ２２２及びＸ２２３は式（Ｄ）と同じである）
で示される５員環構造が、合成が容易である点、化学的安定性が良好な点から好ましく挙げられ、更には、ＡとＢの組合せにより、下記式（Ｆ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
（式中、Ｒｆ１２、Ｘ２２１、Ｘ２２２、Ｘ２２３、Ｘ２２６及びＸ２２７は式（Ｄ）と同じである）
で示される含フッ素ラクトンと、下記式（Ｇ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
（式中、Ｒｆ１２、Ｘ２２１、Ｘ２２２、Ｘ２２３、Ｘ２２６及びＸ２２７は式（Ｄ）と同じである）
で示される含フッ素ラクトンがある。
これらのなかでも、高い誘電率、高い耐電圧といった優れた特性が特に発揮できる点、そのほか電解質塩の溶解性、内部抵抗の低減が良好な点で本開示における電解液としての特性が向上する点から、
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
 等が挙げられる。
フッ素化環状カルボン酸エステルを含有させることにより、イオン伝導度の向上、安全性の向上、高温時の安定性向上といった効果が得られる。
上記鎖状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素数が３～７のものが挙げられる。具体的には、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－ｔ－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、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸－ｎ－ブチル、メチルブチレート、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸－ｔ－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、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等が挙げられる。
中でも、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、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル等が粘度低下によるイオン伝導度の向上の点から好ましい。
上記エーテル化合物としては、炭素数２～１０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。
炭素数２～１０の鎖状エーテルとしては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、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、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、ジエトキシエタン、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、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等が挙げられる。
また、上記エーテル化合物としては、フッ素化エーテルも好適に用いることができる。
上記フッ素化エーテルとしては、下記一般式（Ｉ）：
Ｒｆ３－Ｏ－Ｒｆ４　　　　　　　（Ｉ）
（式中、Ｒｆ３及びＲｆ４は同じか又は異なり、炭素数１～１０のアルキル基又は炭素数１～１０のフッ素化アルキル基である。ただし、Ｒｆ３及びＲｆ４の少なくとも一方は、フッ素化アルキル基である。）
で表されるフッ素化エーテル（Ｉ）が挙げられる。フッ素化エーテル（Ｉ）を含有させることにより、電解液の難燃性が向上するとともに、高温高電圧での安定性、安全性が向上する。
上記一般式（Ｉ）においては、Ｒｆ３及びＲｆ４の少なくとも一方が炭素数１～１０のフッ素化アルキル基であればよいが、電解液の難燃性及び高温高電圧での安定性、安全性を一層向上させる観点から、Ｒｆ３及びＲｆ４が、ともに炭素数１～１０のフッ素化アルキル基であることが好ましい。この場合、Ｒｆ３及びＲｆ４は同じであってもよく、互いに異なっていてもよい。
なかでも、Ｒｆ３及びＲｆ４が、同じか又は異なり、Ｒｆ３が炭素数３～６のフッ素化アルキル基であり、かつ、Ｒｆ４が炭素数２～６のフッ素化アルキル基であることがより好ましい。
Ｒｆ３及びＲｆ４の合計炭素数が少な過ぎるとフッ素化エーテルの沸点が低くなりすぎ、また、Ｒｆ３又はＲｆ４の炭素数が多過ぎると、電解質塩の溶解性が低下し、他の溶媒との相溶性にも悪影響が出始め、また粘度が上昇するためレート特性が低減する。Ｒｆ３の炭素数が３又は４、Ｒｆ４の炭素数が２又は３のとき、沸点及びレート特性に優れる点で有利である。
上記フッ素化エーテル（Ｉ）は、フッ素含有率が４０～７５質量％であることが好ましい。この範囲のフッ素含有率を有するとき、不燃性と相溶性のバランスに特に優れたものになる。また、耐酸化性、安全性が良好な点からも好ましい。
上記フッ素含有率の下限は、４５質量％がより好ましく、５０質量％が更に好ましく、５５質量％が特に好ましい。上限は７０質量％がより好ましく、６６質量％が更に好ましい。
なお、フッ素化エーテル（Ｉ）のフッ素含有率は、フッ素化エーテル（Ｉ）の構造式に基づいて、｛（フッ素原子の個数×１９）／フッ素化エーテル（Ｉ）の分子量｝×１００（％）により算出した値である。
Ｒｆ３としては、例えば、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＣＨ２－、ＨＣＦ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＨ２－等が挙げられる。また、Ｒｆ４としては、例えば、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ３、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、－ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ（ＣＦ３）ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＨ２ＣＦ２Ｈ、－ＣＦ２ＣＨ３等が挙げられる。
上記フッ素化エーテル（Ｉ）の具体例としては、例えばＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、Ｃ６Ｆ１３ＯＣＨ３、Ｃ６Ｆ１３ＯＣ２Ｈ５、Ｃ８Ｆ１７ＯＣＨ３、Ｃ８Ｆ１７ＯＣ２Ｈ５、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ（ＣＨ３）ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ（Ｃ２Ｈ５）２、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣ４Ｈ９、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ（Ｃ２Ｈ５）２、ＨＣＦ２ＣＦ２ＯＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）２等が挙げられる。
なかでも、片末端又は両末端にＨＣＦ２－又はＣＦ３ＣＦＨ－を含むものが分極性に優れ、沸点の高いフッ素化エーテル（Ｉ）を与えることができる。フッ素化エーテル（Ｉ）の沸点は、６７～１２０℃であることが好ましい。より好ましくは８０℃以上、更に好ましくは９０℃以上である。
このようなフッ素化エーテル（Ｉ）としては、例えば、ＣＦ３ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＨ２ＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＦＨＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ等の１種又は２種以上が挙げられる。
なかでも、高沸点、他の溶媒との相溶性や電解質塩の溶解性が良好な点で有利なことから、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３（沸点１０６℃）、ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３（沸点８２℃）、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（沸点９２℃）及びＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（沸点６８℃）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦＨＣＦ３（沸点１０６℃）及びＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２ＯＣＦ２ＣＦ２Ｈ（沸点９２℃）からなる群より選択される少なくとも１種であることがより好ましい。
炭素数３～６の環状エーテルとしては、１，２－ジオキサン、１，３－ジオキサン、２－メチル－１，３－ジオキサン、４－メチル－１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン、メタホルムアルデヒド、２－メチル－１，３－ジオキソラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、２－（トリフルオロエチル）ジオキソラン２，２，－ビス（トリフルオロメチル）－１，３－ジオキソラン等、及びこれらのフッ素化化合物が挙げられる。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－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、クラウンエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離度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。
上記窒素含有化合物としては、ニトリル、含フッ素ニトリル、カルボン酸アミド、含フッ素カルボン酸アミド、スルホン酸アミド及び含フッ素スルホン酸アミド、アセトアミド、ホルムアミド等が挙げられる。また、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－オキサジリジノン、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も使用できる。ただし、上記一般式（１ａ）、（１ｂ）及び（１ｃ）で表されるニトリル化合物は上記窒素含有化合物に含めないものとする。
上記ホウ素含有化合物としては、例えば、トリメチルボレート、トリエチルボレート等のホウ酸エステル、ホウ酸エーテル、及び、ホウ酸アルキル等が挙げられる。
上記有機ケイ素含有化合物としては、例えば、（ＣＨ３）４－Ｓｉ、（ＣＨ３）３－Ｓｉ－Ｓｉ（ＣＨ３）３、シリコンオイル等が挙げられる。
上記不燃（難燃）化剤としては、リン酸エステルやホスファゼン系化合物が挙げられる。上記リン酸エステルとしては、例えば、含フッ素アルキルリン酸エステル、非フッ素系アルキルリン酸エステル、アリールリン酸エステル等が挙げられる。なかでも、少量で不燃効果を発揮できる点で、含フッ素アルキルリン酸エステルであることが好ましい。
上記ホスファゼン系化合物は例えば、メトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、フェノキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、ジメチルアミノペンタフルオロシクロトリホスファゼン、ジエチルアミノペンタフルオロシクロトリホスファゼン、エトキシペンタフルオロシクロトリホスファゼン、エトキシヘプタフルオロシクロテトラホスファゼン等が挙げられる。
上記含フッ素アルキルリン酸エステルとしては、具体的には、特開平１１－２３３１４１号公報に記載された含フッ素ジアルキルリン酸エステル、特開平１１－２８３６６９号公報に記載された環状のアルキルリン酸エステル、又は、含フッ素トリアルキルリン酸エステル等が挙げられる。
上記不燃（難燃）化剤としては、（ＣＨ３Ｏ）３Ｐ＝Ｏ、（ＣＦ３ＣＨ２Ｏ）３Ｐ＝Ｏ、（ＨＣＦ２ＣＨ２Ｏ）３Ｐ＝Ｏ、（ＣＦ３ＣＦ２ＣＨ２）３Ｐ＝Ｏ、（ＨＣＦ２ＣＦ２ＣＨ２）３Ｐ＝Ｏ等が好ましい。
上記界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、両性界面活性剤のいずれでもよいが、サイクル特性、レート特性が良好となる点から、フッ素原子を含むものであることが好ましい。
このようなフッ素原子を含む界面活性剤としては、例えば、下記式（３０）：
Ｒｆ５ＣＯＯ－Ｍ＋　　　　　（３０）
（式中、Ｒｆ５は炭素数３～１０のエーテル結合を含んでいてもよい含フッ素アルキル基；Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨＲ’３ ＋（Ｒ’は同じか又は異なり、いずれもＨ又は炭素数が１～３のアルキル基）である）
で表される含フッ素カルボン酸塩や、下記式（４０）：
Ｒｆ６ＳＯ３ －Ｍ＋　　　　　（４０）
（式中、Ｒｆ６は炭素数３～１０のエーテル結合を含んでいてもよい含フッ素アルキル基；Ｍ＋はＬｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋又はＮＨＲ’３ ＋（Ｒ’は同じか又は異なり、いずれもＨ又は炭素数が１～３のアルキル基）である）
で表される含フッ素スルホン酸塩等が好ましい。
上記界面活性剤の含有量は、充放電サイクル特性を低下させずに電解液の表面張力を低下させることができる点から、電解液中０．０１～２質量％であることが好ましい。
上記高誘電化添加剤としては、例えば、スルホラン、メチルスルホラン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン等が挙げられる。
上記サイクル特性及びレート特性改善剤としては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、テトラヒドロフラン、１，４－ジオキサン等が挙げられる。
また、本開示の電解液は、更に高分子材料と組み合わせてゲル状（可塑化された）のゲル電解液としてもよい。
かかる高分子材料としては、従来公知のポリエチレンオキシドやポリプロピレンオキシド、それらの変性体（特開平８－２２２２７０号公報、特開２００２－１００４０５号公報）；ポリアクリレート系ポリマー、ポリアクリロニトリルや、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体等のフッ素樹脂（特表平４－５０６７２６号公報、特表平８－５０７４０７号公報、特開平１０－２９４１３１号公報）；それらフッ素樹脂と炭化水素系樹脂との複合体（特開平１１－３５７６５号公報、特開平１１－８６６３０号公報）等が挙げられる。特には、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体をゲル電解質用高分子材料として用いることが望ましい。
そのほか、本開示の電解液は、特願２００４－３０１９３４号明細書に記載されているイオン伝導性化合物も含んでいてもよい。
このイオン伝導性化合物は、式（１０１）：
Ａ－（Ｄ）－Ｂ　（１０１）
［式中、Ｄは式（２０１）：
－（Ｄ１）ｎ－（ＦＡＥ）ｍ－（ＡＥ）ｐ－（Ｙ）ｑ－　（２０１）
（式中、Ｄ１は、式（２ａ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
（式中、Ｒｆは架橋性官能基を有していてもよい含フッ素エーテル基；Ｒ１０はＲｆと主鎖を結合する基又は結合手）
で示される側鎖に含フッ素エーテル基を有するエーテル単位；
ＦＡＥは、式（２ｂ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
（式中、Ｒｆａは水素原子、架橋性官能基を有していてもよいフッ素化アルキル基；Ｒ１１はＲｆａと主鎖を結合する基又は結合手）
で示される側鎖にフッ素化アルキル基を有するエーテル単位；
ＡＥは、式（２ｃ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
（式中、Ｒ１３は水素原子、架橋性官能基を有していてもよいアルキル基、架橋性官能基を有していてもよい脂肪族環式炭化水素基又は架橋性官能基を有していてもよい芳香族炭化水素基；Ｒ１２はＲ１３と主鎖を結合する基又は結合手）
で示されるエーテル単位；
Ｙは、式（２ｄ－１）～（２ｄ－３）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
の少なくとも１種を含む単位；
ｎは０～２００の整数；ｍは０～２００の整数；ｐは０～１００００の整数；ｑは１～１００の整数；ただしｎ＋ｍは０ではなく、Ｄ１、ＦＡＥ、ＡＥ及びＹの結合順序は特定されない）；
Ａ及びＢは同じか又は異なり、水素原子、フッ素原子及び／又は架橋性官能基を含んでいてもよいアルキル基、フッ素原子及び／又は架橋性官能基を含んでいてもよいフェニル基、－ＣＯＯＨ基、－ＯＲ（Ｒは水素原子又はフッ素原子及び／又は架橋性官能基を含んでいてもよいアルキル基）、エステル基又はカーボネート基（ただし、Ｄの末端が酸素原子の場合は－ＣＯＯＨ基、－ＯＲ、エステル基及びカーボネート基ではない）］
で表される側鎖に含フッ素基を有する非晶性含フッ素ポリエーテル化合物である。
本開示の電解液は、スルホン系化合物を含んでもよい。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。
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。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」と略記する場合がある。）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。
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、３－スルホレン、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が高い点で好ましい。
また、鎖状スルホンとしては、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、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、ｔ－ブチルメチルスルホン、ｔ－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－ｔ－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－ｔ－ブチルスルホン等が挙げられる。
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、ｔ－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－ｔ－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－ｔ－ブチルスルホン等がイオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。
スルホン系化合物の含有量は、特に制限されず、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、上記溶媒１００体積％中、通常０．３体積％以上、好ましくは０．５体積％以上、より好ましくは１体積％以上であり、また、通常４０体積％以下、好ましくは３５体積％以下、より好ましくは３０体積％以下である。スルホン系化合物の含有量が上記範囲内であれば、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、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適正な範囲とすることができる。
本開示の電解液は、出力特性向上の観点から、添加剤として、フルオロリン酸リチウム塩類（但し、ＬｉＰＦ６及びＬｉＰＯ２Ｆ２を除く）及びＳ＝Ｏ基を有するリチウム塩類からなる群より選択される少なくとも１種の化合物（７）を含むことも好ましい。
なお、添加剤として化合物（７）を使用する場合、上述した電解質塩としては、化合物（７）以外の化合物を使用することが好ましい。
上記フルオロリン酸リチウム塩類としては、モノフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ３Ｆ）等が挙げられる。
上記Ｓ＝Ｏ基を有するリチウム塩類としては、モノフルオロスルホン酸リチウム（ＦＳＯ３Ｌｉ）、メチル硫酸リチウム（ＣＨ３ＯＳＯ３Ｌｉ）、エチル硫酸リチウム（Ｃ２Ｈ５ＯＳＯ３Ｌｉ）、２，２，２－トリフルオロエチル硫酸リチウム等が挙げられる。
化合物（７）としては、中でも、ＦＳＯ３Ｌｉ、Ｃ２Ｈ５ＯＳＯ３Ｌｉが好ましい。
化合物（７）の含有量は、上記電解液に対し、０．００１～２０質量％であることが好ましく、０．０１～１５質量％であることがより好ましく、０．１～１０質量％であることが更に好ましく、０．１～７質量％であることが特に好ましい。
本開示の電解液には必要に応じて、更に他の添加剤を配合してもよい。他の添加剤としては、例えば、金属酸化物、ガラス等が挙げられる。
本開示の電解液は、添加剤として、不飽和環状カーボネート、フッ素化飽和環状カーボネート、Ｓ＝Ｏ基を有するリチウム塩、リチウムイミド塩、ニトリル化合物、環状スルホン酸エステル及び化合物（２）からなる群より選択される少なくとも１種を含むことが好ましい。これらの添加剤を含むことにより、リチウムイオン二次電池の抵抗を一層低減することができ、また、保存特性を一層向上させることができる。
上記添加剤は、不飽和環状カーボネート、フッ素化飽和環状カーボネート、スルホン酸リチウム化合物、アルキル硫酸リチウム化合物、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ２）（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）ＮＬｉ（ｍ及びｎは０～５の整数）で示されるリチウムイミド塩、一般式（１ａ）で表されるニトリル化合物、飽和環状スルホン酸エステル、不飽和環状スルホン酸エステル、化合物（３）及び化合物（４）からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジフルオロエチレンカーボネート、ＦＳＯ３Ｌｉ、Ｃ２Ｈ５ＯＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、アジポニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、１，３－プロパンスルトン、１－プロペン－１，３－スルトン、無水コハク酸及び無水マレイン酸からなる群より選択される少なくとも１種であることが更に好ましい。
上記添加剤の含有量は、電解液に対し、０．００１～５質量％以上であることが好ましい。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、特に好ましくは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。
本開示の電解液は、フッ化水素（ＨＦ）の含有量が１～１０００ｐｐｍであることが好ましい。ＨＦを含有することにより、上述した添加剤の被膜形成を促進させることができる。ＨＦの含有量が少なすぎると、負極上での被膜形成能力が下がり、電気化学デバイスの特性が低下する傾向がある。また、ＨＦ含有量が多すぎると、ＨＦの影響により電解液の耐酸化性が低下する傾向がある。本開示の電解液は、上記範囲のＨＦを含有しても、電気化学デバイスの高温保存性回復容量率を低下させることがない。
ＨＦの含有量は、５ｐｐｍ以上がより好ましく、１０ｐｐｍ以上が更に好ましく、２０ｐｐｍ以上が特に好ましい。ＨＦの含有量はまた、２００ｐｐｍ以下がより好ましく、１００ｐｐｍ以下が更に好ましく、８０ｐｐｍ以下が更により好ましく、５０ｐｐｍ以下が特に好ましい。
ＨＦの含有量は、中和滴定法により測定することができる。
本開示の電解液は、上述した成分を用いて、任意の方法で調製するとよい。
本開示の電解液は、リチウムイオン二次電池に用いられる電解液である。
本開示は、本開示の電解液を備えるリチウムイオン二次電池にも関する。
本開示のリチウムイオン二次電池は、正極、負極、及び、上述の電解液を備えることが好ましい。
＜正極＞
正極は、正極活物質を含む正極活物質層と、集電体とから構成される。
上記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・放出可能なものであれば特に制限されないが、例えば、リチウム含有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、硫黄系材料、導電性高分子等が挙げられる。なかでも、正極活物質としては、リチウム含有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好ましく、特に、高電圧を産み出すリチウム含有遷移金属複合酸化物が好ましい。
リチウム含有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、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、Ｃｕ、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。置換されたものの具体例としては、例えば、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８５Ｃｏ０．１０Ａｌ０．０５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２Ｏ２、ＬｉＮｉ０．３３Ｃｏ０．３３Ｍｎ０．３３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１Ｏ２、ＬｉＮｉ０．４５Ｃｏ０．１０Ａｌ０．４５Ｏ２、ＬｉＭｎ１．８Ａｌ０．２Ｏ４、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等が挙げられる。
なかでも、上記リチウム含有遷移金属複合酸化物としては、高電圧にした場合でもエネルギー密度が高いＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２Ｏ２が好ましい。なかでも、４．４Ｖ以上の高電圧の場合はＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４が好ましい。
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、例えば、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）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。
上記リチウム含有遷移金属複合酸化物としては、例えば、
式：ＬｉａＭｎ２－ｂＭ１ ｂＯ４（式中、０．９≦ａ；０≦ｂ≦１．５；Ｍ１はＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ及びＧｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属）で表されるリチウム・マンガンスピネル複合酸化物、
式：ＬｉＮｉ１－ｃＭ２ ｃＯ２（式中、０≦ｃ≦０．５；Ｍ２はＦｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ及びＧｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属）で表されるリチウム・ニッケル複合酸化物、又は、
式：ＬｉＣｏ１－ｄＭ３ ｄＯ２（式中、０≦ｄ≦０．５；Ｍ３はＦｅ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ及びＧｅよりなる群から選ばれる少なくとも１種の金属）で表されるリチウム・コバルト複合酸化物が挙げられる。
なかでも、エネルギー密度が高く、高出力なリチウムイオン二次電池を提供できる点から、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＭｎＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、又はＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２が好ましい。
その他の上記正極活物質として、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２、Ｌｉ１．２Ｆｅ０．４Ｍｎ０．４Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２、ＬｉＶ３Ｏ６、Ｌｉ２ＭｎＯ３等が挙げられる。
上記硫黄系材料としては、硫黄原子を含む材料が例示でき、単体硫黄、金属硫化物、及び、有機硫黄化合物からなる群より選択される少なくとも１種が好ましく、単体硫黄がより好ましい。上記金属硫化物は金属多硫化物であってもよい。上記有機硫黄化合物は、有機多硫化物であってもよい。
上記金属硫化物としては、ＬｉＳｘ（０＜ｘ≦８）で表される化合物；Ｌｉ２Ｓｘ（０＜ｘ≦８）で表される化合物；ＴｉＳ２やＭｏＳ２等の二次元層状構造をもつ化合物；一般式ＭｅｘＭｏ６Ｓ８（ＭｅはＰｂ，Ａｇ，Ｃｕをはじめとする各種遷移金属）で表される強固な三次元骨格構造を有するシュブレル化合物等が挙げられる。
上記有機硫黄化合物としては、カーボンスルフィド化合物等が挙げられる。
上記有機硫黄化合物は、カーボン等の細孔を有する材料に坦持させて、炭素複合材料として用いる場合がある。炭素複合材料中に含まれる硫黄の含有量としては、サイクル性能に一層優れ、過電圧が更に低下することから、上記炭素複合材料に対して、１０～９９質量％が好ましく、２０質量％以上がより好ましく、３０質量以上が更に好ましく、４０質量以上が特に好ましく、また、８５質量％以下が好ましい。
上記正極活物質が上記硫黄単体の場合、上記正極活物質に含まれる硫黄の含有量は、上記硫黄単体の含有量と等しい。
導電性高分子としては、ｐ－ドーピング型の導電性高分子やｎ－ドーピング型の導電性高分子が挙げられる。導電性高分子としては、ポリアセチレン系、ポリフェニレン系、複素環ポリマー、イオン性ポリマー、ラダー及びネットワーク状ポリマー等が挙げられる。
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、前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。
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。
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。
表面付着物質の量としては、上記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。
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。
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０．８ｇ／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下限を下回ると正極活物質層形成時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約され、電池容量が制約される場合がある。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、大きすぎると、正極活物質層内における電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなる場合があるため、上限は、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。
なお、本開示では、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／ｃｍ３として求める。
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、また、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。上記下限を下回ると、高タップ密度品が得られなくなる場合があり、上限を超えると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池性能の低下をきたしたり、電池の正極作成、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、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等の問題を生ずる場合がある。ここで、異なるメジアン径ｄ５０をもつ上記正極活物質を２種類以上混合することで、正極作成時の充填性を更に向上させることができる。
なお、本開示では、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。
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、上記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。上記上限を超えると球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。逆に、上記下限を下回ると、通常、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等の問題を生ずる場合がある。
なお、本開示では、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。
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、上限は好ましくは５０ｍ２／ｇ以下、より好ましくは４０ｍ２／ｇ以下、更に好ましくは３０ｍ２／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積がこの範囲よりも小さいと電池性能が低下しやすく、大きいとタップ密度が上がりにくくなり、正極活物質層形成時の塗布性に問題が発生しやすい場合がある。
なお、本開示では、ＢＥＴ比表面積は、表面積計（例えば、大倉理研社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整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。
本開示のリチウムイオン二次電池が、ハイブリッド自動車用や分散電源用の大型リチウムイオン二次電池として使用される場合、高出力が要求されるため、上記正極活物質の粒子は二次粒子が主体となることが好ましい。
上記正極活物質の粒子は、二次粒子の平均粒子径が４０μｍ以下で、かつ、平均一次粒子径が１μｍ以下の微粒子を、０．５～７．０体積％含むものであることが好ましい。平均一次粒子径が１μｍ以下の微粒子を含有させることにより、電解液との接触面積が大きくなり、電極と電解液との間でのリチウムイオンの拡散をより速くすることができ、その結果、電池の出力性能を向上させることができる。
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成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成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＣＯ３、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。
正極の製造のために、前記の正極活物質を単独で用いてもよく、異なる組成の２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、ＬｉＣｏＯ２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。
上記正極活物質の含有量は、電池容量が高い点で、正極合剤の５０～９９．５質量％が好ましく、８０～９９質量％がより好ましい。また、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。正極活物質層中の正極活物質の含有量が低いと電気容量が不十分となる場合がある。逆に含有量が高すぎると正極の強度が不足する場合がある。
上記正極合剤は、更に、結着剤、増粘剤、導電材を含むことが好ましい。
上記結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安全な材料であれば、任意のものを使用することができ、例えば、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、キトサン、アルギン酸、ポリアクリル酸、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、フッ化ビニリデン共重合体、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。
結着剤の含有量は、正極活物質層中の結着剤の割合として、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、また、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。
上記増粘剤としては、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、ポリビニルピロリドン及びこれらの塩等が挙げられる。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。
活物質に対する増粘剤の割合は、通常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、通常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。この範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。上回ると、正極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題が生じる場合がある。
上記導電材としては、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、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス、カーボンナノチューブ、フラーレン、ＶＧＣＦ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、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。含有量がこの範囲よりも低いと導電性が不十分となる場合がある。逆に、含有量がこの範囲よりも高いと電池容量が低下する場合がある。
スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系溶媒としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系溶媒としては、例えば、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。
正極用集電体の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼、ニッケル等の金属、又は、その合金等の金属材料；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。なかでも、金属材料、特にアルミニウム又はその合金が好ましい。
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、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、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。薄膜がこの範囲よりも薄いと集電体として必要な強度が不足する場合がある。逆に、薄膜がこの範囲よりも厚いと取り扱い性が損なわれる場合がある。
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気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。
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、また、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。この範囲を下回ると、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。
正極の製造は、常法によればよい。例えば、上記正極活物質に、上述した結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状の正極合剤とし、これを集電体に塗布し、乾燥した後にプレスして高密度化する方法が挙げられる。
上記高密度化は、ハンドプレス、ローラープレス等により行うことができる。正極活物質層の密度は、好ましくは１．５ｇ／ｃｍ３以上、より好ましくは２ｇ／ｃｍ３以上、更に好ましくは２．２ｇ／ｃｍ３以上であり、また、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。この範囲を上回ると集電体／活物質界面付近への電解液の浸透性が低下し、特に高電流密度での充放電特性が低下し高出力が得られない場合がある。また下回ると活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し高出力が得られない場合がある。
本開示の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。電池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剤層に対向する正極合剤層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合剤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。
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剤層の厚さは、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、また、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４５０μｍ以下である。
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。
＜負極＞
負極は、負極活物質を含む負極活物質層と、集電体とから構成される。
負極材料としては、電気化学的に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。具体例としては、炭素材料、合金系材料、リチウム含有金属複合酸化物材料、導電性高分子等が挙げられる。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。
上記負極活物質としては、様々な熱分解条件での有機物の熱分解物や人造黒鉛、天然黒鉛等のリチウムを吸蔵・放出可能な炭素質材料；酸化錫、酸化ケイ素等のリチウムを吸蔵・放出可能な金属酸化物材料；リチウム金属；種々のリチウム合金；リチウム含有金属複合酸化物材料等を挙げることができる。これらの負極活物質は、２種以上を混合して用いてもよい。
リチウムを吸蔵・放出可能な炭素質材料としては、種々の原料から得た易黒鉛性ピッチの高温処理によって製造された人造黒鉛若しくは精製天然黒鉛、又は、これらの黒鉛にピッチその他の有機物で表面処理を施した後炭化して得られるものが好ましく、天然黒鉛、人造黒鉛、人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を４００～３２００℃の範囲で１回以上熱処理した炭素質材料、負極活物質層が少なくとも２種類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、負極活物質層が少なくとも２種以上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より好ましい。また、これらの炭素材料は、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。
上記の人造炭素質物質並びに人造黒鉛質物質を４００～３２００℃の範囲で１回以上熱処理した炭素質材料としては、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剤、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－ヘキサン等の低分子有機溶剤に溶解させた溶液及びこれらの炭化物等が挙げられる。
上記負極活物質として用いられる金属材料（但し、リチウムチタン複合酸化物を除く）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）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。
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、並びに、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。
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作動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。
具体的には、Ｓｉ単体、ＳｉＢ４、ＳｉＢ６、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｎｉ２Ｓｉ、ＴｉＳｉ２、ＭｏＳｉ２、ＣｏＳｉ２、ＮｉＳｉ２、ＣａＳｉ２、ＣｒＳｉ２、Ｃｕ６Ｓｉ、ＦｅＳｉ２、ＭｎＳｉ２、ＮｂＳｉ２、ＴａＳｉ２、ＶＳｉ２、ＷＳｉ２、ＺｎＳｉ２、ＳｉＣ、Ｓｉ３Ｎ４、Ｓｉ２Ｎ２Ｏ、ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２）、ＬｉＳｉＯあるいはスズ単体、ＳｎＳｉＯ３、ＬｉＳｎＯ、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２）が挙げられる。
また、Ｓｉ又はＳｎを第一の構成元素とし、それに加えて第２、第３の構成元素を含む複合材料が挙げられる。第２の構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム及びジルコニウムのうち少なくとも１種である。第３の構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウム及びリンのうち少なくとも１種である。
特に、高い電池容量及び優れた電池特性が得られることから、上記金属材料として、ケイ素又はスズの単体（微量の不純物を含んでよい）、ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２）、ＳｎＯｗ（０≦ｗ≦２）、Ｓｉ－Ｃｏ－Ｃ複合材料、Ｓｉ－Ｎｉ－Ｃ複合材料、Ｓｎ－Ｃｏ－Ｃ複合材料、Ｓｎ－Ｎｉ－Ｃ複合材料が好ましい。
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）が好ましい。すなわち、スピネル構造を有するリチウムチタン複合酸化物を、電解液電池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。
上記リチウムチタン複合酸化物としては、一般式：
ＬｉｘＴｉｙＭｚＯ４
［式中、Ｍは、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種の元素を表わす。］
で表される化合物であることが好ましい。
上記組成の中でも、
（ｉ）１．２≦ｘ≦１．４、１．５≦ｙ≦１．７、ｚ＝０
（ｉｉ）０．９≦ｘ≦１．１、１．９≦ｙ≦２．１、ｚ＝０
（ｉｉｉ）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。
上記化合物の特に好ましい代表的な組成は、（ｉ）ではＬｉ４／３Ｔｉ５／３Ｏ４、（ｉｉ）ではＬｉ１Ｔｉ２Ｏ４、（ｉｉｉ）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。
上記負極合剤は、更に、結着剤、増粘剤、導電材を含むことが好ましい。
上記結着剤としては、上述した、正極に用いることができる結着剤と同様のものが挙げられる。負極活物質に対する結着剤の割合は、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結着剤の割合が、上記範囲を上回ると、結着剤量が電池容量に寄与しない結着剤割合が増加して、電池容量の低下を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極電極の強度低下を招く場合がある。
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結着剤の割合は、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。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。
上記増粘剤としては、上述した、正極に用いることができる増粘剤と同様のものが挙げられる。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、上記範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。また、上記範囲を上回ると、負極活物質層に占める負極活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する場合がある。
負極の導電材としては、銅やニッケル等の金属材料；グラファイト、カーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤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、ジメチルアセトアミド、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。
負極用集電体の材質としては、銅、ニッケル又はステンレス等が挙げられる。なかでも、薄膜に加工しやすいという点、及び、コストの点から銅箔が好ましい。
集電体の厚さは、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。負極集電体の厚さが厚すぎると、電池全体の容量が低下し過ぎることがあり、逆に薄すぎると取扱いが困難になることがある。
負極の製造は、常法によればよい。例えば、上記負極材料に、上述した結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、集電体に塗布し、乾燥した後にプレスして高密度化する方法が挙げられる。また、合金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。
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、上記範囲を上回ると、負極活物質粒子が破壊され、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招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する場合がある。
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剤層の厚さは通常１５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上、また、通常３００μｍ以下、好ましくは２８０μｍ以下、より好ましくは２５０μｍ以下が望ましい。
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。
＜セパレータ＞
本開示のリチウムイオン二次電池は、更に、セパレータを備えることが好ましい。
上記セパレータの材質や形状は、電解液に安定であり、かつ、保液性に優れていれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。なかでも、本開示の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。
樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、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。ポリプロピレン／ポリエチレン２層フィルム、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレン３層フィルム等、これらの材料は１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なかでも、上記セパレータは、電解液の浸透性やシャットダウン効果が良好である点で、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等であることが好ましい。
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、８μｍ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、３０μｍ以下が更に好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、電解液電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。
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、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。
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。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。
一方、無機物の材料としては、例えば、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、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。
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。
＜電池設計＞
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合（以下、電極群占有率と称する）は、通常４０％以上であり、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、上記範囲を下回ると、電池容量が小さくなる。また、上記範囲を上回ると空隙スペースが少なく、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、更には、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。
集電構造は、特に制限されないが、本開示の電解液による高電流密度の充放電特性の向上をより効果的に実現するには、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。この様に内部抵抗を低減させた場合、本開示の電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。
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。
外装ケースの材質は用いられる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。
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。
本開示のリチウムイオン二次電池の形状は任意であり、例えば、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等の形状が挙げられる。なお、正極、負極、セパレータの形状及び構成は、それぞれの電池の形状に応じて変更して使用することができる。
また、正極、負極、及び、上述の電解液を備え、上記正極は、正極集電体及び正極活物質を含む正極活物質層を備えており、上記正極活物質は、Ｍｎを含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池も、好適な態様の一つである。Ｍｎを含む正極活物質を含む正極活物質層を備えることから、上記リチウムイオン二次電池は、高温保存特性により一層優れる。
上記Ｍｎを含む正極活物質としては、エネルギー密度が高く、高出力なリチウムイオン二次電池を提供できる点から、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２Ｏ２が好ましい。
上記正極活物質の、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。正極活物質層中の正極活物質の含有量が低いと電気容量が不十分となる場合がある。逆に含有量が高すぎると正極の強度が不足する場合がある。
上記正極活物質層は、更に、導電材、増粘剤及び結着剤を含んでもよい。
上記結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安全な材料であれば、任意のものを使用することができ、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、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、エチレン－アクリル酸共重合体、エチレン－メタクリル酸共重合体、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、ＮＢＲ（アクリロニトリル－ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、エチレン－プロピレンゴム、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・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、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、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体、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。
結着剤の含有量は、正極活物質層中の結着剤の割合として、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、また、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。
上記増粘剤としては、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。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。
活物質に対する増粘剤の割合は、通常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、通常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。この範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。上回ると、正極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題が生じる場合がある。
上記導電材としては、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、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。含有量がこの範囲よりも低いと導電性が不十分となる場合がある。逆に、含有量がこの範囲よりも高いと電池容量が低下する場合がある。
上記正極集電体は、高温保存特性がより一層改善することから、弁金属又はその合金で構成されていることが好ましい。上記弁金属としては、アルミニウム、チタン、タンタル、クロム等が挙げられる。上記正極集電体は、アルミニウム又はアルミニウムの合金で構成されていることがより好ましい。
上記リチウムイオン二次電池は、高温保存特性がより一層改善することから、上記正極集電体と電気的に接続されている部分のうち電解液と接触する部分についても、弁金属又はその合金で構成されていることが好ましい。特に、電池外装ケース、及び、上記電池外装ケースに収容されるリード線や安全弁等のうち正極集電体と電気的に接続されていて、かつ非水電解液と接触する部分は、弁金属又はその合金で構成することが好ましい。弁金属又はその合金により被覆したステンレスを使用してもよい。
上記正極の製造方法は、上述したとおりであり、例えば、上記正極活物質に、上述した結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状の正極合剤とし、これを上記正極集電体に塗布し、乾燥した後にプレスして高密度化する方法が挙げられる。
上記負極の構成は上述したとおりである。
本開示のリチウムイオン二次電池を備えるモジュールも本開示の一つである。
本開示の電解液は、ハイブリッド自動車用や分散電源用の大型リチウムイオン二次電池用の電解液として有用である。
次に本開示を実施例を挙げて説明するが、本開示はかかる実施例のみに限定されるものではない。
合成例１
１－エチル－３－メチルイミダゾリウムクロリドとジフルオロリン酸リチウムをモル比で１：１となるようにアセトン／アセトニトリル（体積比１：１）溶媒に溶かし、スターラーで２４時間攪拌した。次いで濾過を行った後、濃縮し、下記式で示される目的の化合物（Ｉ）を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
（電解液の調製）
実施例１～２７及び比較例１～３
エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）及びジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を体積比が３０／４０／３０となるように混合し、この混合物にＬｉＰＦ６を１．０モル／リットルの濃度となるように添加して基本電解液とした。更にこの基本電解液に、表１に記載の各成分を、表１に記載の量添加して、非水電解液を得た。
（アルミラミネート型リチウムイオン二次電池の作製）
［正極の作製］
正極活物質としてのＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１Ｏ２（ＮＭＣ）９３質量％と、導電材としてのアセチレンブラック３質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）４質量％とを、Ｎ－メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、予め導電助剤を塗布した厚さ１５μｍのアルミ箔の片面に塗布して、乾燥し、プレス機にてロールプレスしたものを、活物質層のサイズとして幅５０ｍｍ、長さ３０ｍｍ、及び幅５ｍｍ、長さ９ｍｍの未塗工部を有する形状に切り出して正極とした。
［負極の作製］
炭素質材料（グラファイト）９８質量部に、増粘剤及びバインダーとして、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％）１質量部及びスチレン－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％）１質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ１０μｍの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延したものを、活物質層のサイズとして幅５２ｍｍ、長さ３２ｍｍ、及び幅５ｍｍ、長さ９ｍｍの未塗工部を有する形状に切り出して負極とした。
［アルミラミネートセルの作製］
上記の正極を厚さ２０μｍの微孔性ポリエチレンフィルム（セパレータ）を介して正極と負極を対向させ、上記で得られた非水電解液を注入し、上記非水電解液がセパレータ等に充分に浸透した後、封止し予備充電、エージングを行い、リチウムイオン二次電池を作製した。
（電池特性の測定）
［保存後の回復容量］
上記で製造した二次電池を、板で挟み加圧した状態で、２５℃において、０．２Ｃに相当する電流で４．２Ｖまで定電流－定電圧充電（以下、ＣＣ／ＣＶ充電と表記する。）（０．１Ｃカット）した後、０．２Ｃの定電流で３Ｖまで放電し、これを１サイクルとして、３サイクル目の放電容量から初期放電容量を求めた。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。再度０．２Ｃで４．２ＶまでＣＣ／ＣＶ充電（０．１Ｃカット）を行った後、６０℃３日間の条件で高温保存を行った。電池を十分に冷却させた後、２５℃において０．２Ｃで３Ｖまで放電させた。その後、０．２Ｃで４．２Ｖまで充電を行い（ＣＣ／ＣＶ充電（０．１Ｃカット））、０．２Ｃで３Ｖまで放電を行って放電容量を測定した。この放電容量が高温保存後の回復容量である。比較例１の値を１として算出した。
結果を表１に示す。
［ＩＶ抵抗の評価］
初期放電容量の評価が終了した電池を、２５℃にて、１Ｃの定電流で初期放電容量の半分の容量となるよう充電した。これを１．０Ｃで放電させ、その１０秒時の電圧を測定した。放電時の電圧の降下から抵抗を算出し、ＩＶ抵抗とした。比較例１の値を１として算出した。
結果を表１に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000068
上記表中の略号は以下のとおりである。
（Ｉ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
 （ＩＩ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
 （ＩＩＩ）：
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 Ａ：ビニレンカーボネート
Ｂ：ビニルエチレンカーボネート
Ｃ：フルオロエチレンカーボネート
Ｄ：ジフルオロエチレンカーボネート
Ｅ：ＦＳＯ３Ｌｉ
Ｆ：ＣＨ３ＣＨ２ＯＳＯ３Ｌｉ
Ｇ：リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）
Ｈ：リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド（ＬｉＴＦＳＩ）
Ｉ：アジポニトリル
Ｊ：スクシノニトリル
Ｋ：グルタロニトリル
Ｌ：プロパンスルトン
Ｍ：プロペンスルトン
Ｎ：無水コハク酸
Ｏ：無水マレイン酸
ａ／ｂ：イミダゾリウムカチオンの含有量（ａ）と、ジフルオロリン酸イオンの含有量（ｂ）とのモル比

Claims (6)

  1. 一般式（１）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     （一般式（１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。）で示される化合物（１）を含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液。
  2. 前記化合物（１）が式：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
     で示される化合物（１－ａ）である請求項１記載の電解液。
  3. 電解液に対し、前記化合物（１）の含有量が０．０１～１０質量％である請求項１又は２記載の電解液。
  4. 一般式（１－１）：
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
     （一般式（１－１）中、Ｒ１及びＲ２は、独立に、メチル基、エチル基、プロピル基又はブチル基である。）で示されるイミダゾリウムカチオン（１－１）、及び、ジフルオロリン酸イオンを含むことを特徴とするリチウムイオン二次電池用電解液。
  5. 請求項１～４のいずれかに記載の電解液を備えることを特徴とするリチウムイオン二次電池。
  6. 請求項５記載のリチウムイオン二次電池を備えることを特徴とするモジュール。
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