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JP2015043298A - Non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte - Google Patents

Non-aqueous electrolyte and lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte Download PDF

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JP2015043298A
JP2015043298A JP2013174847A JP2013174847A JP2015043298A JP 2015043298 A JP2015043298 A JP 2015043298A JP 2013174847 A JP2013174847 A JP 2013174847A JP 2013174847 A JP2013174847 A JP 2013174847A JP 2015043298 A JP2015043298 A JP 2015043298A
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aqueous electrolyte
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phosphate
battery
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将人 村上
Masahito Murakami
将人 村上
真也 浜崎
Shinya Hamazaki
真也 浜崎
植松 信之
Nobuyuki Uematsu
信之 植松
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Asahi Kasei Corp
Original Assignee
Asahi Kasei Corp
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Abstract

【課題】高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合でも電解液の分解によりガスの発生が抑制され、サイクル特性に優れるリチウムイオン電池用の非水電解液の提供。【解決手段】リチウムイオン電池用の非水電解液はジメチルビニルフォスフェート、ジエチルビニルフォスフェート、ジプロピルビニルフォスフェート、ジブチルビニルフォスフェート等の特定の化合物で代表される二重結合含有リン酸エステル化合物(A)と、シュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物(B)と、シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)と、亜硫酸エステル化合物を含む非水溶媒と、を含有する。【選択図】なしDisclosed is a non-aqueous electrolyte for a lithium ion battery that is excellent in cycle characteristics because generation of gas is suppressed by decomposition of the electrolyte even when applied to a lithium ion secondary battery having a high positive electrode potential. A non-aqueous electrolyte for a lithium ion battery is a phosphate ester containing a double bond represented by a specific compound such as dimethyl vinyl phosphate, diethyl vinyl phosphate, dipropyl vinyl phosphate, dibutyl vinyl phosphate, etc. It contains a compound (A), a lithium salt compound (B) having no oxalic acid structure, a lithium salt compound (C) having an oxalic acid structure, and a nonaqueous solvent containing a sulfite compound. [Selection figure] None

Description

本発明は、非水電解液及び当該非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte and a lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte.

リチウムイオン二次電池は、高エネルギー密度、高耐久性といった優れた特徴を持つことから、携帯電話などのモバイル電子機器用電源として汎用されており、近年では電気自動車などの自動車用電源としても利用されている。   Lithium ion secondary batteries are widely used as power sources for mobile electronic devices such as mobile phones because they have excellent characteristics such as high energy density and high durability. In recent years, they are also used as power sources for automobiles such as electric vehicles. Has been.

幅広く普及したリチウムイオン二次電池であるが、モバイル電子機器や電気自動車のユーザーからは、依然として電池の高エネルギー密度化の要請がある。これに応えるべく、電池のエネルギー密度を向上させる試みが活発になされており、中でも、正極活物質の充電深度の拡大や高電位正極の開発が注目されている。   Although it is a lithium ion secondary battery that has become widespread, users of mobile electronic devices and electric vehicles still demand a higher energy density of the battery. In order to respond to this, attempts to improve the energy density of the battery are actively made, and in particular, attention has been paid to the expansion of the charging depth of the positive electrode active material and the development of a high potential positive electrode.

特許文献1によると、リチウム・コバルト複合酸化物(LiCoO)は、正極電位がリチウム基準4.3Vになるまで充電すると、充電容量が約155mAh/gであるのに対して、4.5Vになるまで充電すると、充電容量が190mAh/g以上となる。このように、満充電時の正極の電位を引き上げることで、正極活物質の利用率が向上し、結果として電池のエネルギー密度を高めることができる。 According to Patent Document 1, when lithium-cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) is charged until the positive electrode potential becomes 4.3 V of lithium reference, the charging capacity is about 155 mAh / g, whereas it is 4.5 V. When it is charged until it becomes, the charge capacity becomes 190 mAh / g or more. Thus, by raising the potential of the positive electrode during full charge, the utilization factor of the positive electrode active material is improved, and as a result, the energy density of the battery can be increased.

リチウムイオン二次電池では、非水溶媒にリチウム電解質を溶解させた電解液を用いている。非水溶媒としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類と、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類とを、特定の比率で混合してなるカーボネート溶媒が採用されている。カーボネート溶媒は、満充電時の正極電位がリチウム基準で4.3V程度の従来のリチウムイオン二次電池に適用した場合は十分な耐酸化性及び耐還元性を併せ持ち、リチウムイオン伝導性にも優れることから、汎用されるに至った。しかし、従来よりも正極電位が高い電池においては、カーボネート溶媒が分解してしまうため、分解物の堆積や電池内部でのガス発生が起こり、サイクル特性などの電池特性が低下するという問題が生じる。   In the lithium ion secondary battery, an electrolytic solution in which a lithium electrolyte is dissolved in a nonaqueous solvent is used. As the non-aqueous solvent, a carbonate solvent obtained by mixing cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate and chain carbonates such as dimethyl carbonate and ethyl methyl carbonate in a specific ratio is employed. The carbonate solvent has sufficient oxidation resistance and reduction resistance when applied to a conventional lithium ion secondary battery having a positive electrode potential of about 4.3 V with respect to lithium when fully charged, and also has excellent lithium ion conductivity. Therefore, it came to be widely used. However, in a battery having a higher positive electrode potential than the conventional battery, since the carbonate solvent is decomposed, deposition of decomposition products and gas generation inside the battery occur, resulting in deterioration of battery characteristics such as cycle characteristics.

上記の問題を解決するために、特許文献2では、非水溶媒として、フッ素化された非水溶媒を使用し、電解液の耐酸化性を向上させる方法が提案されている。具体的には、フッ素化エステル及びフッ素化エーテルを合計50体積%と高濃度で用いることにより、電解液の耐酸化性向上を図っている。   In order to solve the above problem, Patent Document 2 proposes a method of improving the oxidation resistance of an electrolytic solution by using a fluorinated nonaqueous solvent as a nonaqueous solvent. Specifically, the oxidation resistance of the electrolytic solution is improved by using fluorinated ester and fluorinated ether at a high concentration of 50% by volume in total.

また、特許文献3では、非電解液中に、特定のリン酸エステルを含有させることで、電池のサイクル性能を向上させる方法が提案されている。具体的には、トリプロピルフォスフェート、トリアリルフォスフェートなどのリン酸エステルを、非水電解液に対して2〜25質量%含有させることにより、サイクル特性の向上を図っている。   Patent Document 3 proposes a method for improving the cycle performance of a battery by including a specific phosphate ester in a non-electrolytic solution. Specifically, the cycle characteristics are improved by adding 2 to 25% by mass of a phosphate ester such as tripropyl phosphate or triallyl phosphate with respect to the non-aqueous electrolyte.

国際公開第2008/114739号International Publication No. 2008/114739 国際公開第2012/132976号International Publication No. 2012/132976 特開2006−221972号公報JP 2006-221972 A

しかしながら、特許文献2に開示されているフッ素化された非水溶媒を用いる場合、非水溶媒へのリチウム電解質の溶解性が低下すると共に、電解液のイオン伝導性が大幅に低下するため、電池の入出力特性が損なわれるという問題がある。   However, when the fluorinated non-aqueous solvent disclosed in Patent Document 2 is used, the solubility of the lithium electrolyte in the non-aqueous solvent is lowered and the ionic conductivity of the electrolytic solution is greatly lowered. There is a problem that the input / output characteristics of the device are impaired.

また、特許文献3に開示されているトリアリルフォスフェートを5質量%非水電解液に含有させる場合、電池のサイクル性能を向上させる効果は充分ではなく、ガス発生抑制効果も満足できるものではない。   Moreover, when the triallyl phosphate disclosed in Patent Document 3 is contained in a 5% by mass nonaqueous electrolytic solution, the effect of improving the cycle performance of the battery is not sufficient, and the effect of suppressing gas generation is not satisfactory. .

上述のように、従来技術では、高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池において、サイクル劣化やガス発生を充分に抑制する解決策は示されていない。   As described above, the conventional technology does not show a solution for sufficiently suppressing cycle deterioration and gas generation in a lithium ion secondary battery having a high positive electrode potential.

本発明は、上記した課題に鑑みてなされたものであり、従来よりも高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合でもガスの発生、すなわち電解液の分解が抑制され、サイクル特性に優れる非水電解液及び当該非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above-described problems, and even when applied to a lithium ion secondary battery having a higher positive electrode potential than the conventional one, generation of gas, that is, decomposition of the electrolyte is suppressed, and cycle characteristics are improved. An object is to provide an excellent non-aqueous electrolyte and a lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte.

本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた結果、非水溶媒中に、二重結合を有する特定のリン酸エステル化合物(A)と、シュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物(B)と、シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)とをそれぞれ一種以上含有する非水電解液を用いることで、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventors have determined that a specific phosphate ester compound (A) having a double bond and a lithium salt having no oxalic acid structure in a non-aqueous solvent It has been found that the above problems can be solved by using a non-aqueous electrolyte solution containing at least one compound (B) and one or more lithium salt compounds (C) having an oxalic acid structure, and the present invention has been completed.

即ち、本発明は下記の通りである。
[1]
下記一般式(1)で表される二重結合含有リン酸エステル化合物(A)と、
(式中、aは、1以上3以下の整数を表し、bは、0以上10以下の整数を表す。R1は、ヒドロキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基から選ばれる一種であって、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子及び置換されていてもよい炭素数1以上10以下の有機基から選ばれる一種である)
シュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物(B)と、
シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)と、
非水溶媒と、
を含有する、非水電解液。
[2]
上記(A)成分の含有量が、上記非水電解液に対して0.01質量%以上10質量%以下である、[1]に記載の非水電解液。
[3]
上記(B)成分の含有量が、上記非水電解液に対して3質量%以上30質量%以下であり、上記(C)の含有量が、上記非水電解液に対して0.01質量%以上10質量%以下である、[1]又は[2]に記載の非水電解液。
[4]
上記(B)成分が、LiPFを含む、[1]〜[3]のいずれかに記載の非水電解液。
[5]
上記(B)成分が、LiPFと、LiPO及び/又はLiBFと、を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載の非水電解液。
[6]
上記(C)成分が、LiB(C、LiBF(C)、LiP(C、LiPF(C及びLiPF(C)から選ばれる一種以上のリチウム塩化合物を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載の非水電解液。
[7]
上記(A)成分が、上記一般式(1)におけるR2、R3、R4、R5、R6が、全て水素原子である二重結合含有リン酸エステル化合物を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載の非水電解液。
[8]
上記非水溶媒が、亜硫酸エステル化合物を含む、[1]〜[7]のいずれかに記載の非水電解液。
[9]
正極と、
負極と、
[1]〜[8]のいずれかに記載の非水電解液と、
を備え、
満充電時の上記正極の電位が、リチウム基準で4.4V以上5.5V以下である、リチウムイオン二次電池。
That is, the present invention is as follows.
[1]
A double bond-containing phosphate ester compound (A) represented by the following general formula (1);
(In the formula, a represents an integer of 1 to 3, and b represents an integer of 0 to 10. R1 represents a hydroxy group, an optionally substituted alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, One of R 1, R 3, R 4, R 5 and R 6, which is selected from an optionally substituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Each is independently a hydrogen atom, a halogen atom or an optionally substituted organic group having 1 to 10 carbon atoms)
A lithium salt compound (B) having no oxalic acid structure;
A lithium salt compound (C) having an oxalic acid structure;
A non-aqueous solvent;
A non-aqueous electrolyte solution.
[2]
The non-aqueous electrolyte according to [1], wherein the content of the component (A) is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the non-aqueous electrolyte.
[3]
The content of the component (B) is 3% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the non-aqueous electrolyte, and the content of (C) is 0.01% by mass with respect to the non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte according to [1] or [2], which is not less than 10% and not more than 10% by mass.
[4]
Component (B) comprises LiPF 6, non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [3].
[5]
The non-aqueous electrolyte according to any one of [1] to [4], wherein the component (B) includes LiPF 6 and LiPO 2 F 2 and / or LiBF 4 .
[6]
The component (C) is LiB (C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiP (C 2 O 4 ) 3 , LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 and LiPF 4 (C 2 O 4 ) The nonaqueous electrolyte solution according to any one of [1] to [5], which contains one or more lithium salt compounds selected from the group consisting of lithium salt compounds.
[7]
Any of [1] to [6], wherein the component (A) includes a double bond-containing phosphate ester compound in which R2, R3, R4, R5, and R6 in the general formula (1) are all hydrogen atoms A non-aqueous electrolyte according to any one of the above.
[8]
The nonaqueous electrolytic solution according to any one of [1] to [7], wherein the nonaqueous solvent contains a sulfite ester compound.
[9]
A positive electrode;
A negative electrode,
[1] to the nonaqueous electrolyte solution according to any one of [8],
With
A lithium ion secondary battery in which the potential of the positive electrode when fully charged is 4.4 V or more and 5.5 V or less based on lithium.

本発明によれば、従来よりも高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合でもガスの発生、すなわち電解液の分解が抑制され、サイクル特性に優れる非水電解液及び当該非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池を提供することができる。   According to the present invention, even when applied to a lithium ion secondary battery having a higher positive electrode potential than the conventional one, generation of gas, that is, decomposition of the electrolytic solution is suppressed, and the nonaqueous electrolytic solution excellent in cycle characteristics and the nonaqueous electrolytic solution are provided. A lithium ion secondary battery using the liquid can be provided.

以下、本発明を実施するための形態(以下、「本実施形態」という。)について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a mode for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “the present embodiment”) will be described in detail. However, the present invention is not limited to this, and various modifications can be made without departing from the gist thereof. Is possible.

本実施形態の非水電解液は、下記一般式(1)で表される二重結合含有リン酸エステル化合物(A)と、シュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物(B)と、シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)と、非水溶媒と、を含有する。そのため、本実施形態の非水電解液は、従来よりも高い正極電位を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合でも、ガスの発生、すなわち電解液の分解が抑制され、優れたサイクル特性を発現することができる。   The non-aqueous electrolyte of the present embodiment includes a double bond-containing phosphate ester compound (A) represented by the following general formula (1), a lithium salt compound (B) having no oxalic acid structure, and oxalic acid A lithium salt compound (C) having a structure and a nonaqueous solvent are contained. Therefore, even when the nonaqueous electrolytic solution of this embodiment is applied to a lithium ion secondary battery having a higher positive electrode potential than the conventional one, gas generation, that is, decomposition of the electrolytic solution is suppressed, and excellent cycle characteristics are expressed. can do.

(式中、aは、1以上3以下の整数を表し、bは、0以上10以下の整数を表す。R1は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基から選ばれる一種であって、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、置換されていてもよい炭素数1以上10以下の有機基から選ばれる一種である) (Wherein, a represents an integer of 1 or more and 3 or less, b represents an integer of 0 or more and 10 or less. R1 is independently a hydroxy group or an optionally substituted carbon number of 1 or more and 15 or less. An alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms which may be substituted, and an aryl group having 6 to 15 carbon atoms which may be substituted, and may be R2, R3, R4, R5 And R6 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, or an optionally substituted organic group having 1 to 10 carbon atoms.

本実施形態において、一般式(1)中、3−a個あるR1は、それぞれ独立に、ヒドロキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基からなる群より選ばれる一種を表す。   In the present embodiment, in the general formula (1), 3-a R1s are each independently a hydroxy group, an optionally substituted alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, and an optionally substituted carbon. This represents one kind selected from the group consisting of an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms.

上記アルコキシ基としては、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、ペンチロキシ基、ヘキシロキシ基、ヘプトロキシ基、オクチロキシ基、ノニロキシ基、デシロキシ基などが挙げられる。これらのアルコキシ基は、必要に応じて、異種元素や置換基によって水素原子が置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。これらの中でも、ガス発生をより効果的に抑制する観点から、フッ素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基が好ましく、フッ素原子、カルボキシ基、ホスホノ基がより好ましい。上記アルコキシ基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは1以上10以下であって、より好ましくは1以上5以下である。   The alkoxy group is not particularly limited, and examples thereof include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, a butoxy group, a pentyloxy group, a hexyloxy group, a heptoxy group, an octyloxy group, a nonyloxy group, and a decyloxy group. In these alkoxy groups, a hydrogen atom may be substituted with a different element or a substituent as necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, cyano group, nitro group, hydroxy group, carboxy group, sulfo group, phosphono group, ether Groups, sulfide groups, carbonyl groups and sulfonyl groups. Among these, from the viewpoint of more effectively suppressing gas generation, a fluorine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a phosphono group are preferable, and a fluorine atom, a carboxy group, and a phosphono group are more preferable. The number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation.

次に、上記アルキル基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基、デシル基が挙げられる。これらのアルキル基には、必要に応じて、異種元素や置換基によって水素原子が置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、フェニル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。これらの中でも、ガス発生をより効果的に抑制する観点から、フッ素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基が好ましく、フッ素原子、カルボキシ基、ホスホノ基がより好ましい。上記アルキル基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは1以上10以下であって、より好ましくは1以上5以下である。   Next, the alkyl group is not particularly limited, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, a hexyl group, a heptyl group, an octyl group, a nonyl group, and a decyl group. In these alkyl groups, a hydrogen atom may be substituted with a different element or a substituent as necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. The substituent is not particularly limited. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, phenyl group, cyano group, nitro group, hydroxy group, carboxy group, sulfo group, phosphono group, ether Groups, sulfide groups, carbonyl groups and sulfonyl groups. Among these, from the viewpoint of more effectively suppressing gas generation, a fluorine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a phosphono group are preferable, and a fluorine atom, a carboxy group, and a phosphono group are more preferable. The number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation.

上記アリール基としては、特に限定されないが、例えば、フェニル基、1−ナフチル基、2−ナフチル基などが挙げられる。これらのアリール基は、必要に応じて、異種元素や置換基によって水素原子が置換されていてもよい。上記異種元素としては、特に限定されないが、例えば、ホウ素、ケイ素、窒素、硫黄、フッ素、塩素、臭素を挙げることができる。上記置換基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、シアノ基、ニトロ基、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基、エーテル基、スルフィド基、カルボニル基、スルホニル基を挙げることができる。この中でも、ガス発生をより効果的に抑制する観点から、フッ素原子、ヒドロキシ基、カルボキシ基、スルホ基、ホスホノ基が好ましく、フッ素原子、カルボキシ基、ホスホノ基がより好ましい。上記アリール基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは6以上10以下であって、より好ましくは6以上8以下である。   Although it does not specifically limit as said aryl group, For example, a phenyl group, 1-naphthyl group, 2-naphthyl group etc. are mentioned. In these aryl groups, a hydrogen atom may be substituted with a different element or a substituent as necessary. Although it does not specifically limit as said dissimilar element, For example, boron, silicon, nitrogen, sulfur, a fluorine, chlorine, a bromine can be mentioned. Examples of the substituent include, but are not limited to, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, cyano group, nitro group, hydroxy group, carboxy group, sulfo group, phosphono group, ether group, sulfide. A group, a carbonyl group, and a sulfonyl group. Among these, from the viewpoint of more effectively suppressing gas generation, a fluorine atom, a hydroxy group, a carboxy group, a sulfo group, and a phosphono group are preferable, and a fluorine atom, a carboxy group, and a phosphono group are more preferable. The number of carbon atoms of the aryl group is preferably 6 or more and 10 or less, more preferably 6 or more and 8 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation.

R1としては、サイクル特性向上の観点から、ヒドロキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上10以下のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上10以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上10以下のアリール基から選ばれる一種であることが好ましく、より好ましくはヒドロキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上5以下のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上5以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上8以下のアリール基から選ばれる一種である。   As R1, from the viewpoint of improving cycle characteristics, a hydroxy group, an optionally substituted alkoxy group having 1 to 10 carbon atoms, an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a substituted group. It is preferably one kind selected from aryl groups having 6 to 10 carbon atoms, more preferably a hydroxy group, an optionally substituted alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, and an optionally substituted carbon. It is a kind selected from an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms and an aryl group having 6 to 8 carbon atoms which may be substituted.

本実施形態において、一般式(1)中のR2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子及び置換されていてもよい炭素数1以上10以下の有機基からなる群より選ばれる一種を表す。上記ハロゲン原子としては、フッ素、塩素、臭素、ヨウ素を挙げることができる。上記有機基としては、特に限定されないが、例えば、メチル基などのアルキル基;2−プロペニル基などのアルケニル基;2−プロピニル基などのアルキニル基;フェニル基などのアリール基;メトキシ基などのアルコキシ基;シアノ基、カルボキシ基を用いることができる。上記有機基の具体例としては、特に限定されないが、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、エテニル基、1−プロペニル基、2−プロペニル基、1−ブテニル基、2−ブテニル基、3−ブテニル基、1−プロピニル基、2−プロピニル基、1−ブチニル基、2−ブチニル基、3−ブチニル基、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、ブトキシ基、フェニル基、ベンジル基、シアノ基、カルボキシ基を用いることができる。上記有機基の炭素数としては、ガス発生抑制の観点から、好ましくは1以上8以下であって、より好ましくは1以上5以下、さらに好ましくは1以上3以下である。また、R4及びR5は、アルキレン基、アルケレン基などによって繋がって、環構造を形成していてもよい。R2、R3、R4、R5、R6としては、ガス発生をより効果的に抑制する観点から、水素原子、フッ素原子、置換されていてもよい炭素数1以上10以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数1以上10以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数1以上10以下のアルキニル基、置換されていてもよい炭素数6以上10以下のアリール基、カルボキシ基が好ましく、水素原子、フッ素原子、置換されていてもよい炭素数1以上5以下のアルキル基、置換されていてもよい炭素数1以上5以下のアルケニル基、置換されていてもよい炭素数1以上5以下のアルキニル基、置換されていてもよい炭素数6以上8以下のアリール基、カルボキシ基がより好ましい。同様の観点から、一般式(1)のR2、R3、R4、R5、R6が、全て水素原子である、すなわち、本実施形態の非水電解液において、一般式(1)のR2、R3、R4、R5、R6が、全て水素原子である二重結合含有リン酸エステル化合物を含むことが、さらに好ましい。   In this embodiment, R2, R3, R4, R5, and R6 in the general formula (1) each independently comprise a hydrogen atom, a halogen atom, and an optionally substituted organic group having 1 to 10 carbon atoms. Represents a kind selected from the group. Examples of the halogen atom include fluorine, chlorine, bromine and iodine. Examples of the organic group include, but are not limited to, alkyl groups such as a methyl group; alkenyl groups such as a 2-propenyl group; alkynyl groups such as a 2-propynyl group; aryl groups such as a phenyl group; alkoxy such as a methoxy group Group; a cyano group and a carboxy group can be used. Specific examples of the organic group include, but are not limited to, methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, ethenyl group, 1-propenyl group, 2-propenyl group, 1-butenyl group, and 2-butenyl. Group, 3-butenyl group, 1-propynyl group, 2-propynyl group, 1-butynyl group, 2-butynyl group, 3-butynyl group, methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, phenyl group, benzyl group, A cyano group or a carboxy group can be used. The number of carbon atoms in the organic group is preferably 1 or more and 8 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, and still more preferably 1 or more and 3 or less, from the viewpoint of suppressing gas generation. R4 and R5 may be connected by an alkylene group, an alkelene group, or the like to form a ring structure. As R2, R3, R4, R5, and R6, from the viewpoint of more effectively suppressing gas generation, a hydrogen atom, a fluorine atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, Preferred is an alkenyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 1 to 10 carbon atoms which may be substituted, an aryl group having 6 to 10 carbon atoms which may be substituted, or a carboxy group. An atom, a fluorine atom, an optionally substituted alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an optionally substituted alkenyl group having 1 to 5 carbon atoms, and an optionally substituted carbon atom having 1 to 5 carbon atoms An alkynyl group, an optionally substituted aryl group having 6 to 8 carbon atoms, and a carboxy group are more preferable. From the same viewpoint, R2, R3, R4, R5, and R6 in the general formula (1) are all hydrogen atoms, that is, in the nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment, R2, R3, More preferably, R4, R5, and R6 each include a double bond-containing phosphate ester compound that is a hydrogen atom.

本実施形態において、二重結合含有リン酸エステル化合物(A)は、より効果的にガス発生を抑制する観点から、非水電解液に対して0.01質量%以上含まれることが好ましい。同様の観点から、より好ましくは0.1質量%以上であって、さらに好ましくは0.3質量%以上である。また、入出力特性の観点から、二重結合リン酸エステル化合物(A)は、非水電解液に対して10質量%以下が好ましく、より好ましくは5質量%以下であり、さらに好ましくは3質量%以下である。   In the present embodiment, the double bond-containing phosphate ester compound (A) is preferably contained in an amount of 0.01% by mass or more based on the non-aqueous electrolyte from the viewpoint of more effectively suppressing gas generation. From the same viewpoint, it is more preferably 0.1% by mass or more, and further preferably 0.3% by mass or more. Further, from the viewpoint of input / output characteristics, the double bond phosphate ester compound (A) is preferably 10% by mass or less, more preferably 5% by mass or less, and further preferably 3% by mass with respect to the non-aqueous electrolyte. % Or less.

本実施形態における一般式(1)で表される二重結合含有リン酸エステル化合物(A)としては、特に限定されないが、例えば、ジメチルビニルフォスフェート、ジエチルビニルフォスフェート、ジプロピルビニルフォスフェート、ジブチルビニルフォスフェート、ジペンチルビニルフォスフェート、ジヘキシルビニルフォスフェート、ジヘプチルビニルフォスフェート、ジオクチルビニルフォスフェート、ジノニルビニルフォスフェート、ジデシルビニルフォスフェート、ジメチル(2−プロペニル)フォスフェート、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェート、ジプロピル(2−プロペニル)フォスフェート、ジブチル(2−プロペニル)フォスフェート、ジペンチル(2−プロペニル)フォスフェート、ジヘキシル(2−プロペニル)フォスフェート、ジヘプチル(2−プロペニル)フォスフェート、ジオクチル(2−プロペニル)フォスフェート、ジノニル(2−プロペニル)フォスフェート、ジデシル(2−プロペニル)フォスフェート、ジメチル(2−ブテニル)フォスフェート、ジエチル(2−ブテニル)フォスフェート、ジプロピル(2−ブテニル)フォスフェート、ジブチル(2−ブテニル)フォスフェート、ジペンチル(2−ブテニル)フォスフェート、ジヘキシル(2−ブテニル)フォスフェート、ジヘプチル(2−ブテニル)フォスフェート、ジオクチル(2−ブテニル)フォスフェート、ジノニル(2−ブテニル)フォスフェート、ジデシル(2−ブテニル)フォスフェート、ジメチル(3−ブテニル)フォスフェート、ジエチル(3−ブテニル)フォスフェート、ジプロピル(3−ブテニル)フォスフェート、ジブチル(3−ブテニル)フォスフェート、ジペンチル(3−ブテニル)フォスフェート、ジヘキシル(3−ブテニル)フォスフェート、ジヘプチル(3−ブテニル)フォスフェート、ジオクチル(3−ブテニル)フォスフェート、ジノニル(3−ブテニル)フォスフェート、ジデシル(3−ブテニル)フォスフェート、ビニルフォスフェート、ジビニルフォスフェート、トリビニルフォスフェート、モノ(2−プロペニル)フォスフェート、ビス(2−プロペニル)フォスフェート、トリス(2−プロペニル)フォスフェート、モノ(2−ブテニル)フォスフェート、ビス(2−ブテニル)フォスフェート、トリス(2−ブテニル)フォスフェート、モノ(3−ブテニル)フォスフェート、ビス(2−ブテニル)フォスフェート、トリス(2−ブテニル)フォスフェート、ベンジルジメチルフォスフェート、ベンジルジエチルフォスフェート、ベンジルジプロピルフォスフェート、ベンジルジペンチルフォスフェート、ベンジルジヘキシルフォスフェート、ベンジルジヘプチルフォスフェート、ベンジルジオクチルフォスフェート、ベンジルジノニルフォスフェート、ベンジルジデシルフォスフェート、ベンジルフォスフェート、ジベンジルフォスフェート、トリベンジルフォスフェート、ジビニルメチルホスホネート、ジビニルエチルホスホネート、ジビニルプロピルホスホネート、ジビニルブチルホスホネート、ジビニルペンチルホスホネート、ジビニルヘキシルホスホネート、ジビニルヘプチルホスホネート、ジビニルオクチルホスホネート、ジビニルノニルホスホネート、ジビニルデシルホスホネート、ビス(2−プロペニル)メチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)エチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)プロピルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ブチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ペンチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ヘプチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)オクチルホスホネート、ビス(2−プロペニル)ノニルホスホネート、ビス(2−プロペニル)デシルホスホネート、ビス(2−ブテニル)メチルホスホネート、ビス(2−ブテニル)エチルホスホネート、ビス(2−ブテニル)プロピルホスホネート、ビス(2−ブテニル)ブチルホスホネート、ビス(2−ブテニル)ペンチルホスホネート、ビス(2−ブテニル)ヘキシルホスホネート、ビス(2−ブテニル)ヘプチルホスホネート、ビス(2−ブテニル)オクチルホスホネート、ビス(2−ブテニル)ノニルホスホネート、ビス(2−ブテニル)デシルホスホネート、ビス(3−ブテニル)メチルホスホネート、ビス(3−ブテニル)エチルホスホネート、ビス(3−ブテニル)プロピルホスホネート、ビス(3−ブテニル)ブチルホスホネート、ビス(3−ブテニル)ペンチルホスホネート、ビス(3−ブテニル)ヘキシルホスホネート、ビス(3−ブテニル)ヘプチルホスホネート、ビス(3−ブテニル)オクチルホスホネート、ビス(3−ブテニル)ノニルホスホネート、ビス(3−ブテニル)デシルホスホネート、ジベンジルメチルホスホネート、ジベンジルエチルホスホネート、ジベンジルプロピルホスホネート、ジベンジルブチルホスホネート、ジベンジルペンチルホスホネート、ジベンジルヘキシルホスホネート、ジベンジルヘプチルホスホネート、ジベンジルオクチルホスホネート、ジベンジルノニルホスホネート、ジベンジルデシルホスホネートが挙げられる。上記例示された化合物群から明らかなように、二重結合含有リン酸エステル化合物(A)は、その分子内に、少なくとも一つの炭素−炭素間の二重結合を有している。すなわち、一般式(1)中のaは、1以上3以下の整数であって、好ましくは2又は3であり、より好ましくは3である。また、一般式(1)中のbは、0以上10以下の整数であって、好ましくは0以上5以下であり、より好ましくは1以上5以下である。   Although it does not specifically limit as a double bond containing phosphate ester compound (A) represented by General formula (1) in this embodiment, For example, dimethyl vinyl phosphate, diethyl vinyl phosphate, dipropyl vinyl phosphate, Dibutyl vinyl phosphate, dipentyl vinyl phosphate, dihexyl vinyl phosphate, diheptyl vinyl phosphate, dioctyl vinyl phosphate, dinonyl vinyl phosphate, didecyl vinyl phosphate, dimethyl (2-propenyl) phosphate, diethyl (2 -Propenyl) phosphate, dipropyl (2-propenyl) phosphate, dibutyl (2-propenyl) phosphate, dipentyl (2-propenyl) phosphate, dihexyl (2-propenyl) Phosphate, diheptyl (2-propenyl) phosphate, dioctyl (2-propenyl) phosphate, dinonyl (2-propenyl) phosphate, didecyl (2-propenyl) phosphate, dimethyl (2-butenyl) phosphate, diethyl ( 2-butenyl) phosphate, dipropyl (2-butenyl) phosphate, dibutyl (2-butenyl) phosphate, dipentyl (2-butenyl) phosphate, dihexyl (2-butenyl) phosphate, diheptyl (2-butenyl) phosphate Fate, dioctyl (2-butenyl) phosphate, dinonyl (2-butenyl) phosphate, didecyl (2-butenyl) phosphate, dimethyl (3-butenyl) phosphate, diethyl (3-butenyl) phosphate Sulfate, dipropyl (3-butenyl) phosphate, dibutyl (3-butenyl) phosphate, dipentyl (3-butenyl) phosphate, dihexyl (3-butenyl) phosphate, diheptyl (3-butenyl) phosphate, dioctyl (3 -Butenyl) phosphate, dinonyl (3-butenyl) phosphate, didecyl (3-butenyl) phosphate, vinyl phosphate, divinyl phosphate, trivinyl phosphate, mono (2-propenyl) phosphate, bis (2- Propenyl) phosphate, tris (2-propenyl) phosphate, mono (2-butenyl) phosphate, bis (2-butenyl) phosphate, tris (2-butenyl) phosphate, mono (3-butenyl) phosphate Fate, bis (2-butenyl) phosphate, tris (2-butenyl) phosphate, benzyl dimethyl phosphate, benzyl diethyl phosphate, benzyl dipropyl phosphate, benzyl dipentyl phosphate, benzyl dihexyl phosphate, benzyl diheptyl phosphate Fate, benzyl dioctyl phosphate, benzyl dinonyl phosphate, benzyl didecyl phosphate, benzyl phosphate, dibenzyl phosphate, tribenzyl phosphate, divinyl methyl phosphonate, divinyl ethyl phosphonate, divinyl propyl phosphonate, divinyl butyl phosphonate, divinyl Pentyl phosphonate, divinyl hexyl phosphonate, divinyl heptyl phosphonate, di Nyloctylphosphonate, divinylnonylphosphonate, divinyldecylphosphonate, bis (2-propenyl) methylphosphonate, bis (2-propenyl) ethylphosphonate, bis (2-propenyl) propylphosphonate, bis (2-propenyl) butylphosphonate, bis ( 2-propenyl) pentylphosphonate, bis (2-propenyl) hexylphosphonate, bis (2-propenyl) heptylphosphonate, bis (2-propenyl) octylphosphonate, bis (2-propenyl) nonylphosphonate, bis (2-propenyl) decyl Phosphonate, bis (2-butenyl) methylphosphonate, bis (2-butenyl) ethylphosphonate, bis (2-butenyl) propylphosphonate, bis (2-butenyl) butylphosphine Bis (2-butenyl) pentylphosphonate, bis (2-butenyl) hexylphosphonate, bis (2-butenyl) heptylphosphonate, bis (2-butenyl) octylphosphonate, bis (2-butenyl) nonylphosphonate, bis (2 -Butenyl) decylphosphonate, bis (3-butenyl) methylphosphonate, bis (3-butenyl) ethylphosphonate, bis (3-butenyl) propylphosphonate, bis (3-butenyl) butylphosphonate, bis (3-butenyl) pentylphosphonate Bis (3-butenyl) hexylphosphonate, bis (3-butenyl) heptylphosphonate, bis (3-butenyl) octylphosphonate, bis (3-butenyl) nonylphosphonate, bis (3-butenyl) decylphosphonate, Dibenzyl methyl phosphonate, dibenzyl ethyl phosphonate, dibenzyl propyl phosphonate, dibenzyl butyl phosphonate, dibenzyl pentyl phosphonate, dibenzyl hexyl phosphonate, dibenzyl heptyl phosphonate, dibenzyl octyl phosphonate, dibenzyl nonyl phosphonate, dibenzyl decyl phosphonate Can be mentioned. As is apparent from the above exemplified compounds, the double bond-containing phosphate ester compound (A) has at least one carbon-carbon double bond in the molecule. That is, a in the general formula (1) is an integer of 1 or more and 3 or less, preferably 2 or 3, and more preferably 3. Further, b in the general formula (1) is an integer of 0 or more and 10 or less, preferably 0 or more and 5 or less, more preferably 1 or more and 5 or less.

本実施形態の非水電解液は、シュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物(B)を含有する。シュウ酸構造とは、下記一般式(2)で表される化学構造を指し、本実施形態においては、単に「C」とも表記する。 The non-aqueous electrolyte of this embodiment contains a lithium salt compound (B) that does not have an oxalic acid structure. The oxalic acid structure refers to a chemical structure represented by the following general formula (2). In the present embodiment, the oxalic acid structure is also simply expressed as “C 2 O 4 ”.

シュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物(B)としては、分子内にシュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物であれば、特に限定されないが、例えば、LiPF、LiBF、LiClO、LiAsF、LiSbF、LiFSO、LiCFSO、LiN(SOF)、LiN(SOCF、LiN(SOCFCF、LiN(SOCF)(SOCFCF)、LiPO、LiPOF、LiPF(C、LiB(CF、LiB(CN)を挙げることができる。この中でも、リチウム塩化合物(B)としては、入出力特性・サイクル特性の両面を考慮し、LiPF、LiBF、LiN(SOF)、LiN(SOCF、LiN(SOCFCF、LiPO、LiPOFから選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることが好ましく、LiPFとLiBF及び/又はLiPOとを組み合わせて用いることがより好ましい。リチウム塩化合物(B)の濃度は、入出力特性・サイクル特性の両面を考慮して、非水電解液に対して3質量%以上であって30質量%以下が好ましく、5質量%以上であって25質量%以下がより好ましく、8質量%以上であって20質量%以下がさらに好ましい。 The lithium salt compound (B) having no oxalic acid structure is not particularly limited as long as it is a lithium salt compound having no oxalic acid structure in the molecule. For example, LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiAsF 6 , LiSbF 6 , LiFSO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 F) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 CF 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) (SO 2 CF 2 CF 3), LiPO 2 F 2, Li 2 PO 3 F, LiPF 3 (C 3 F 7) 3, LiB (CF 3) 4, can be cited LiB (CN) 4. Among these, as the lithium salt compound (B), considering both input / output characteristics and cycle characteristics, LiPF 6 , LiBF 4 , LiN (SO 2 F) 2 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiN (SO 2 ) 2 CF 2 CF 3 ) 2 , LiPO 2 F 2 , Li 2 PO 3 F are preferably used alone or in combination of two or more, and LiPF 6 and LiBF 4 and / or LiPO 2 F 2 are used. It is more preferable to use in combination. The concentration of the lithium salt compound (B) is 3% by mass or more, preferably 30% by mass or less, preferably 5% by mass or more with respect to the non-aqueous electrolyte in consideration of both input / output characteristics and cycle characteristics. Is more preferably 25% by mass or less, more preferably 8% by mass or more and even more preferably 20% by mass or less.

本実施形態の非水電解液は、シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)を含有する。シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)としては、分子内にシュウ酸構造を有するリチウム塩化合物であれば、特に限定されないが、例えば、Li(C)、LiB(C、LiBF(C)、LiAl(C、LiAlF(C)、LiP(C、LiPF(C、LiPF(C)を挙げることができる。この中でも、リチウム塩化合物(C)としては、非水溶媒への溶解性・ガス発生抑制の両面を考慮して、LiB(C、LiBF(C)、LiP(C、LiPF(C、LiPF(C)が好ましく、LiB(C、LiBF(C)がより好ましい。リチウム塩化合物(C)の濃度は、ガス発生抑制の観点から、非水電解液に対して0.01質量%以上であって10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上であって5質量%以下がより好ましく、0.3質量%以上であって3質量%以下がさらに好ましい。 The nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment contains a lithium salt compound (C) having an oxalic acid structure. Examples of the lithium salt compound having the oxalic acid structure (C), if a lithium salt compound having the oxalic acid structure in the molecule is not particularly limited, for example, Li 2 (C 2 O 4 ), LiB (C 2 O 4) 2, LiBF 2 (C 2 O 4), LiAl (C 2 O 4) 2, LiAlF 2 (C 2 O 4), LiP (C 2 O 4) 3, LiPF 2 (C 2 O 4) 2, LiPF 4 (C 2 O 4 ) can be mentioned. Among these, as the lithium salt compound (C), LiB (C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiP () in consideration of both solubility in a non-aqueous solvent and gas generation suppression. C 2 O 4 ) 3 , LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 , and LiPF 4 (C 2 O 4 ) are preferable, and LiB (C 2 O 4 ) 2 and LiBF 2 (C 2 O 4 ) are more preferable. The concentration of the lithium salt compound (C) is 0.01% by mass or more, preferably 10% by mass or less, preferably 0.1% by mass or more, and 5% by mass with respect to the non-aqueous electrolyte from the viewpoint of suppressing gas generation. More preferably, it is 0.3 mass% or less, and more preferably 3 mass% or less.

本実施形態の非水電解液は、二重結合含有リン酸エステル(A)とリチウム塩化合物(C)とを組み合わせて用いる。本実施形態の非水電解液のガス発生抑制効果(電解液の分解抑制効果)をより高める観点からは、二重結合含有リン酸エステル(A)とリチウム塩化合物(C)を、それぞれ非水電解液に対して0.01質量%以上10質量%以下の含有量で、非水電解液中に共存させることが好ましい。上記濃度範囲でガス発生抑制効果が顕著に発揮されることから、リチウム塩化合物(C)の役割は、イオン伝導を担保することよりも、むしろ、正極・負極の改質にあると考えられる。ガス発生が顕著に抑制される理由は、必ずしも明らかではない。すなわち、本実施形態の非水電解液が発揮する効果は、本段落で説明する作用ないし原理によるものに限定されないが、リチウム塩化合物(C)に含まれるシュウ酸部位と、二重結合含有リン酸エステル(A)の二重結合部位が、正極・負極に協同的に作用することで、ガス発生を効果的に抑制しているものと考えられる。   The non-aqueous electrolyte of this embodiment uses a double bond-containing phosphate ester (A) and a lithium salt compound (C) in combination. From the viewpoint of further enhancing the gas generation suppressing effect (electrolytic solution decomposition suppressing effect) of the nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment, the double bond-containing phosphate ester (A) and the lithium salt compound (C) are each non-aqueous. It is preferable to coexist in the non-aqueous electrolyte with a content of 0.01% by mass to 10% by mass with respect to the electrolyte. Since the gas generation suppressing effect is remarkably exhibited in the above concentration range, it is considered that the role of the lithium salt compound (C) is in reforming the positive electrode and the negative electrode rather than ensuring ion conduction. The reason why the gas generation is remarkably suppressed is not necessarily clear. That is, the effect exhibited by the non-aqueous electrolyte of the present embodiment is not limited to the action or principle described in this paragraph, but the oxalic acid moiety contained in the lithium salt compound (C) and the double bond-containing phosphorus It is considered that the double bond site of the acid ester (A) acts cooperatively on the positive electrode and the negative electrode, thereby effectively suppressing gas generation.

本実施形態の非水電解液は、非水溶媒を含有する。上記非水溶媒としては、特に限定されず様々なものを用いることができるが、非プロトン性極性溶媒が好ましい。非プロトン性極性溶媒としては、特に限定されないが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、1,2−ブチレンカーボネート、2,3−ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ビニ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、フルオロエチレンカーボネート及び4,5−ジフルオロエチレンカーボネートなどの環状カーボネート類;γーブチロラクトン及びγーバレロラクトンなどのラクトン類;スルホランなどのスルホン類;エチレンサルファイト、1,3−プロパンスルトンなどの亜硫酸エステル類;テトラヒドロフラン及びジオキサンなどの環状エーテル類;エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、メチルイソプロビルカーボネート、ジプロピルカーボネート、メチルブチルカーボネート、ジブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート及びメチルトリフルオロエチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類;アセトニトリル及びプロピオニトリルなどのニトリル類;ジメチルエーテル及びジメトキシエタンなどの鎖状エーテル類;酢酸メチル及びプロピオン酸メチルなどの鎖状カルボン酸エステル類が挙げられる。これらは一種を単独で、又は二種以上を組み合わせて用いることができる。   The nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment contains a nonaqueous solvent. The non-aqueous solvent is not particularly limited and various solvents can be used, but an aprotic polar solvent is preferable. The aprotic polar solvent is not particularly limited. For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, vinylene carbonate, vinyl ethylene carbonate, trifluoromethyl ethylene carbonate, fluoroethylene. Cyclic carbonates such as carbonate and 4,5-difluoroethylene carbonate; lactones such as γ-butyrolactone and γ-valerolactone; sulfones such as sulfolane; sulfites such as ethylene sulfite and 1,3-propane sultone; tetrahydrofuran and Cyclic ethers such as dioxane; ethyl methyl carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, methyl propyl carbonate, methyl iso Chain carbonates such as probil carbonate, dipropyl carbonate, methyl butyl carbonate, dibutyl carbonate, ethyl propyl carbonate and methyl trifluoroethyl carbonate; nitriles such as acetonitrile and propionitrile; chain ethers such as dimethyl ether and dimethoxyethane And chain carboxylic acid esters such as methyl acetate and methyl propionate. These can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

非水溶媒としては、環状カーボネートと鎖状カーボネートを特定の比率で混合したカーボネート溶媒を用いることが好ましい。環状カーボネートと鎖状カーボネートを混合する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートの混合比は、イオン伝導性の観点から、体積比で1:10〜5:1であることが好ましく、1:5〜3:1であることがより好ましい。環状カーボネートとしては、特に限定されず様々なものを用いることができるが、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネートが好ましく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネートがより好ましい。鎖状カーボネートとしては、特に限定されず様々なものを用いることができるが、例えば、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネートが好ましい。   As the non-aqueous solvent, it is preferable to use a carbonate solvent obtained by mixing a cyclic carbonate and a chain carbonate at a specific ratio. When mixing the cyclic carbonate and the chain carbonate, the mixing ratio of the cyclic carbonate and the chain carbonate is preferably 1:10 to 5: 1 by volume from the viewpoint of ion conductivity, and is preferably 1: 5 to 3 : 1 is more preferable. Although it does not specifically limit as a cyclic carbonate and various things can be used, For example, ethylene carbonate, propylene carbonate, and fluoroethylene carbonate are preferable, and ethylene carbonate and propylene carbonate are more preferable. The chain carbonate is not particularly limited, and various types can be used. For example, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and diethyl carbonate are preferable.

サイクル特性向上の観点から、本実施形態の非水電解液において、非水溶媒が亜硫酸エステル化合物を含むことが好ましい。上記亜硫酸エステル化合物としては、特に限定されないが、例えば、エチレンサルファイト、プロピレンサルファイト、1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1,5−ペンタンスルトン、1,6−ヘキサンスルトンなどを用いることができる。これらの中でも、サイクル特性向上の観点から、好ましくは1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトン、1,5−ペンタンスルトンであって、より好ましくは1,3−プロパンスルトン、1,4−ブタンスルトンである。亜硫酸エステル化合物を、非水電解液に0.3質量%以上含まれると、サイクル特性がさらに向上する傾向にあるが、好ましくは0.5質量%以上であって、より好ましくは1質量%以上である。亜硫酸エステル化合物の含有量は、非水電解液に対して10質量%以下であると、入出力特性が維持される傾向にあり、このような傾向を考慮すると、好ましくは5質量%以下であり、より好ましくは3質量%以下である。   From the viewpoint of improving cycle characteristics, in the nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment, the nonaqueous solvent preferably contains a sulfite compound. The sulfite compound is not particularly limited, and examples thereof include ethylene sulfite, propylene sulfite, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, 1,5-pentane sultone, 1,6-hexane sultone, and the like. Can be used. Among these, from the viewpoint of improving cycle characteristics, 1,3-propane sultone, 1,4-butane sultone, and 1,5-pentane sultone are preferable, and 1,3-propane sultone and 1,4-pentane sultone are more preferable. Butane sultone. When 0.3% by mass or more of the sulfite compound is contained in the non-aqueous electrolyte, the cycle characteristics tend to be further improved, but preferably 0.5% by mass or more, more preferably 1% by mass or more. It is. When the content of the sulfite compound is 10% by mass or less with respect to the non-aqueous electrolyte, the input / output characteristics tend to be maintained. In consideration of such a tendency, the content is preferably 5% by mass or less. More preferably, it is 3 mass% or less.

また、本実施形態の非水電解液は、サイクル特性向上の観点から、LiPO、LiBFを含むことが好ましい。 The non-aqueous electrolyte solution of this embodiment, from the viewpoint of cycle characteristics improve, it will be preferable to include LiPO 2 F 2, LiBF 4.

本実施形態の非水電解液は、非水蓄電デバイス用電解液として好適に用いられる。ここで、非水蓄電デバイスとは、蓄電デバイス中の電解液に水溶液を用いない蓄電デバイスの総称であり、特に限定されないが、例えば、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、ナトリウム二次電池、ナトリウムイオン二次電池、マグネシウム二次電池、マグネシウムイオン二次電池、カルシウム二次電池、カルシウムイオン二次電池、アルミニウム二次電池、アルミニウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタなどが挙げられる。上記の中でも、実用性の観点から、リチウム二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタが好ましく、より好ましくはリチウムイオン二次電池である。   The non-aqueous electrolyte of this embodiment is suitably used as an electrolyte for non-aqueous electricity storage devices. Here, the non-aqueous electricity storage device is a general term for an electricity storage device that does not use an aqueous solution as an electrolyte solution in the electricity storage device, and is not particularly limited. For example, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, and a sodium secondary battery Sodium ion secondary battery, magnesium secondary battery, magnesium ion secondary battery, calcium secondary battery, calcium ion secondary battery, aluminum secondary battery, aluminum ion secondary battery, lithium ion capacitor, electric double layer capacitor, etc. Can be mentioned. Among these, from the viewpoint of practicality, a lithium secondary battery, a lithium ion secondary battery, and a lithium ion capacitor are preferable, and a lithium ion secondary battery is more preferable.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正極と、負極と、本実施形態の非水電解液とを備え、満充電時の上記正極の電位がリチウム基準4.4V以上5.5V以下である。ここで、「満充電時の正極の電位」とは、充電電圧に満充電時の負極の電位を加えた値を指す。例えば、満充電時の電位がリチウム基準で約0.05Vになる黒鉛を負極活物質として単独で用いる場合、正極と黒鉛負極からなる電池を充電電圧4.35Vで満充電すると、正極の電位はリチウム基準で約4.4Vとなる。満充電時の正極の電位は、三極式セルを用いて容易に特定することができる。具体的には、満充電状態の正極を作用極、リチウム金属を参照極、満充電状態の負極を対極とする構成の三極式セルを作製した場合、作用極と参照極の電位差が「満充電状態の正極の電位」となる。   The lithium ion secondary battery of the present embodiment includes a positive electrode, a negative electrode, and the non-aqueous electrolyte of the present embodiment, and the potential of the positive electrode when fully charged is not less than 4.4 V and not more than 5.5 V based on lithium. . Here, the “positive electrode potential at full charge” refers to a value obtained by adding the negative electrode potential at full charge to the charge voltage. For example, when graphite having a fully charged potential of about 0.05 V with respect to lithium is used alone as the negative electrode active material, when a battery comprising a positive electrode and a graphite negative electrode is fully charged at a charging voltage of 4.35 V, the potential of the positive electrode is It becomes about 4.4V on the basis of lithium. The potential of the positive electrode when fully charged can be easily specified using a triode cell. Specifically, when a three-electrode cell having a fully charged positive electrode as a working electrode, lithium metal as a reference electrode, and a fully charged negative electrode as a counter electrode is produced, the potential difference between the working electrode and the reference electrode is “full”. The potential of the positive electrode in the charged state ”.

本実施形態において、満充電時の正極の電位としてリチウム基準4.4V以上の十分高い水準を確保する観点から、正極は、リチウム基準4.4V以上の電位でリチウムイオンを吸蔵、放出する正極活物質を単独で、又は二種以上を組み合わせて含有することが好ましい。   In the present embodiment, from the viewpoint of ensuring a sufficiently high level of the lithium standard of 4.4 V or higher as the potential of the positive electrode at the time of full charge, the positive electrode is a positive electrode active that absorbs and releases lithium ions at a potential of the lithium standard of 4.4 V or higher. It is preferable to contain a substance alone or in combination of two or more.

リチウム基準4.4V以上の電位でリチウムイオンを吸蔵、放出する正極活物質としては、特に限定されないが、正極活物質の構造安定性の観点から、好ましくは、一般式LiNiCoMa1−x−y〔Maは、Mn及びAlから選ばれる一種以上を表し、0≦x≦1であって、0≦y≦1であり、x+y≦1である。〕で示される層状酸化物正極活物質;一般式LiMn2−xMb〔Mbは遷移金属から選ばれる一種以上を表し、0.2≦x≦0.7である。〕で示されるスピネル型酸化物正極活物質;LiMcOとLiMdO〔Mc及びMdは、別個独立に遷移金属から選ばれる一種以上を表す。〕との複合酸化物であって、一般式zLiMcO−(1−z)LiMdO〔0.05≦z≦0.95である。〕で示されるLi過剰層状酸化物正極活物質;LiMe1−xFePO〔MeはMn及びCoから選ばれる一種以上を表し、0≦x≦1である。〕で示されるオリビン型正極活物質、及びLiMfPOF〔Mfは遷移金属から選ばれる一種以上を示す。〕からなる群より選ばれる一種以上の正極活物質などが挙げられる。 The positive electrode active material that occludes and releases lithium ions at a potential of 4.4 V or higher with respect to lithium is not particularly limited. However, from the viewpoint of the structural stability of the positive electrode active material, the general formula LiNi x Co y Ma 1- x-y O 2 [Ma represents one or more selected from Mn and Al, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and x + y ≦ 1. A layered oxide positive electrode active material represented by the general formula: LiMn 2−x Mb x O 4 [Mb represents one or more selected from transition metals, and 0.2 ≦ x ≦ 0.7. A spinel oxide positive electrode active material represented by: Li 2 McO 3 and LiMdO 2 [Mc and Md represent one or more selected from transition metals independently. And a general formula zLi 2 McO 3- (1-z) LiMdO 2 [0.05 ≦ z ≦ 0.95. Li-excess layered oxide positive electrode active material represented by: LiMe 1-x Fe x PO 4 [Me represents one or more selected from Mn and Co, and 0 ≦ x ≦ 1. And an olivine-type positive electrode active material represented by the formula: Li 2 MfPO 4 F [Mf represents one or more selected from transition metals. And one or more positive electrode active materials selected from the group consisting of:

一般式LiNiCoMa1−x−y〔Maは、Mn及びAlから選ばれる一種以上を表し、0≦x≦1であって、0≦y≦1であり、x+y≦1である。〕で示される層状酸化物正極活物質としては、構造安定性の観点から、LiNiCoMn1−x−y〔0≦x≦1であって、0≦y≦1であり、x+y≦1である。〕又はLiNiCoAl1−x−y〔0.7≦x≦1であって、0≦y≦0.3であり、x+y≦1である。〕で示される組成を有することが好ましい。より好ましい組成としては、LiCoO、LiNiCoMn1−x−y〔0.4≦x≦1であって、0≦y≦0.4であり、x+y≦1である。〕、LiNi0.85Co0.1Al0.05を挙げることができる。 General formula LiNi x Co y Ma 1-xy O 2 [Ma represents one or more selected from Mn and Al, 0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1, and x + y ≦ 1 is there. As the layered oxide positive electrode active material represented by the following formula, LiNi x Co y Mn 1-xy O 2 [0 ≦ x ≦ 1 and 0 ≦ y ≦ 1 from the viewpoint of structural stability, x + y ≦ 1. ] Or LiNi x Co y Al 1-xy O 2 [0.7 ≦ x ≦ 1, where 0 ≦ y ≦ 0.3, and x + y ≦ 1. It is preferable to have a composition represented by More preferable compositions are LiCoO 2 , LiNi x Co y Mn 1-xy O 2 [0.4 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 0.4, and x + y ≦ 1. And LiNi 0.85 Co 0.1 Al 0.05 O 2 .

一般式LiMn2−xMb〔Mbは遷移金属から選ばれる一種以上を表し、0.2≦x≦0.7である。〕で示されるスピネル型酸化物正極活物質としては、構造安定性の観点から、LiMn2−xNi〔0.2≦x≦0.7である。〕で示される組成を有することが好ましい。より好ましい組成としては、LiMn1.5Ni0.5を挙げることができる。スピネル型酸化物には、構造安定性、電子伝導性などの観点から、Mn原子のモル数に対して30モル%以下の範囲で、上記構造以外にさらに遷移金属又は遷移金属酸化物を含有させることができる。 Formula LiMn 2-x Mb x O 4 [Mb represents at least one kind selected from a transition metal, 0.2 ≦ x ≦ 0.7. The spinel oxide positive electrode active substance represented by], in view of structural stability, it is LiMn 2-x Ni x O 4 [0.2 ≦ x ≦ 0.7. It is preferable to have a composition represented by As a more preferred composition, LiMn 1.5 Ni 0.5 O 4 can be mentioned. From the viewpoint of structural stability, electronic conductivity, and the like, the spinel oxide further contains a transition metal or a transition metal oxide in addition to the above structure in a range of 30 mol% or less with respect to the number of moles of Mn atoms. be able to.

リチウムイオン二次電池を構成するための正極は、上記の正極活物質に、アセチレンブラックなどの導電助剤や、ポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を適量加えて、正極合剤を調製し、これをアルミニウム箔などの集電材料に塗布乾燥後に加圧することで、集電材料上に正極合剤層を固着させて作成される。ただし、正極の作製方法は、上記例示のもののみに限定されない。   A positive electrode for constituting a lithium ion secondary battery was prepared by adding an appropriate amount of a conductive additive such as acetylene black and a binder such as polyvinylidene fluoride to the above positive electrode active material, and preparing a positive electrode mixture. Is applied to a current collecting material such as an aluminum foil and then pressed, and then the positive electrode material mixture layer is fixed on the current collecting material. However, the method for manufacturing the positive electrode is not limited to the above-described examples.

本実施形態において、リチウムイオン二次電池を構成するための負極に用いることができる負極活物質としては、リチウムやリチウムイオンの吸蔵、放出が可能な化合物を使用することができる。上記負極活物質としては、特に限定されないが、例えば、Al、Si、Snなどの合金化合物、CuO、CoOなどの金属酸化物、チタン酸リチウムなどのリチウム含有化合物、及び炭素材料などを用いることができる。   In this embodiment, as a negative electrode active material that can be used for a negative electrode for constituting a lithium ion secondary battery, lithium or a compound capable of occluding and releasing lithium ions can be used. The negative electrode active material is not particularly limited. For example, an alloy compound such as Al, Si, or Sn, a metal oxide such as CuO or CoO, a lithium-containing compound such as lithium titanate, or a carbon material may be used. it can.

本実施形態のリチウムイオン二次電池における負極活物質としては、電池のエネルギー密度向上の観点から、低電位でのリチウムイオンの吸蔵、放出が可能である炭素材料が好ましい。このような炭素材料としては、特に限定されないが、例えば、ハードカーボン、ソフトカーボン、人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素、コークス、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、有機天然物の焼成体、炭素繊維、メソカーボンマイクロビーズ、カーボンブラックが挙げられる。上記コークスとしては、特に限定されないが、例えば、ピッチコークス、ニードルコークス及び石油コークスが挙げられる。また、有機高分子化合物の焼成体とは、フェノール樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものを指し、有機天然物の焼成体とは、コーヒー殻などの天然由来材料を適当な温度で焼成して炭素化したものを指す。   As the negative electrode active material in the lithium ion secondary battery of the present embodiment, a carbon material capable of occluding and releasing lithium ions at a low potential is preferable from the viewpoint of improving the energy density of the battery. Such a carbon material is not particularly limited. For example, hard carbon, soft carbon, artificial graphite, natural graphite, pyrolytic carbon, coke, glassy carbon, a fired body of an organic polymer compound, firing of an organic natural product Body, carbon fiber, mesocarbon microbeads, carbon black. Although it does not specifically limit as said coke, For example, pitch coke, needle coke, and petroleum coke are mentioned. In addition, a fired body of an organic polymer compound refers to a carbon material obtained by firing a polymer material such as a phenol resin at an appropriate temperature, and a fired body of an organic natural product refers to a naturally derived material such as coffee husk. Refers to carbonized by firing at an appropriate temperature.

負極活物質に炭素材料を用いる場合、該炭素材料の(002)面の層間距離d002は好ましくは0.37nm以下である。d002は、より好ましくは0.35nm以下であり、さらに好ましくは0.34nm以下である。d002の下限値は特に限定されないが、理論的には約0.335nmである。   When a carbon material is used for the negative electrode active material, the interlayer distance d002 of the (002) plane of the carbon material is preferably 0.37 nm or less. d002 is more preferably 0.35 nm or less, and still more preferably 0.34 nm or less. The lower limit of d002 is not particularly limited, but is theoretically about 0.335 nm.

また、炭素材料のc軸方向の結晶子の大きさは、好ましくは3nm以上であり、より好ましくは8nm以上であり、さらに好ましくは25nm以上である。結晶子の上限は、特に限定されないが、通例200nm程度である。そして、炭素材料の平均粒径は、好ましくは3μm以上であって15μm以下、より好ましくは5μm以上であって13μm以下である。また、その純度は、99.9%以上であることが好ましい。   Further, the size of the crystallite in the c-axis direction of the carbon material is preferably 3 nm or more, more preferably 8 nm or more, and further preferably 25 nm or more. The upper limit of the crystallite is not particularly limited, but is usually about 200 nm. The average particle diameter of the carbon material is preferably 3 μm or more and 15 μm or less, more preferably 5 μm or more and 13 μm or less. Moreover, it is preferable that the purity is 99.9% or more.

リチウムイオン二次電池を構成するための負極は、上記の負極活物質に、カルボキシメチルセルロースなどの増粘剤や、スチレンブタジエンゴムなどの結着剤を適量加えて、負極合剤を調製し、これを銅箔などの集電材料に塗布乾燥後に加圧することで、集電材料上に負極合剤層を固着させて作成することができる。ただし、負極の作製方法は、上記例示のもののみに限定されない。   A negative electrode for constituting a lithium ion secondary battery was prepared by adding an appropriate amount of a thickener such as carboxymethyl cellulose and a binder such as styrene butadiene rubber to the above negative electrode active material, and preparing a negative electrode mixture. Is applied to a current collecting material such as a copper foil and then pressed, and then the negative electrode mixture layer can be fixed on the current collecting material. However, the method for manufacturing the negative electrode is not limited to the above-described examples.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、正負極の短絡防止などの安全性付与の観点から、正極と負極の間にセパレータを備えることが好ましい。上記セパレータとしては、特に限定されず、従来公知のリチウムイオン二次電池で採用されている各種セパレータを用いることができる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂;ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル系樹脂;ポリアラミドなどのポリアミド樹脂に代表される樹脂類を成形した微多孔膜又は不織布などが好適に用いられる。安全性付与の観点から、セパレータの厚みは、好ましくは5μm以上であり、より好ましくは10μm以上である。ただし、セパレータが必要以上に厚い場合、電池の入出力特性が低下するため、セパレータの厚みは、好ましくは30μm以下であり、より好ましくは20μm以下である。   The lithium ion secondary battery of this embodiment preferably includes a separator between the positive electrode and the negative electrode from the viewpoint of providing safety such as prevention of short circuit between the positive and negative electrodes. The separator is not particularly limited, and various separators employed in conventionally known lithium ion secondary batteries can be used. For example, a polyolefin resin such as polyethylene or polypropylene; a polyester resin such as polyethylene terephthalate; a microporous film or a nonwoven fabric formed by molding a resin represented by a polyamide resin such as polyaramid is preferably used. From the viewpoint of imparting safety, the thickness of the separator is preferably 5 μm or more, and more preferably 10 μm or more. However, when the separator is thicker than necessary, the input / output characteristics of the battery are deteriorated. Therefore, the thickness of the separator is preferably 30 μm or less, and more preferably 20 μm or less.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、例えば、上述の正極と負極とを、セパレータを介して重ね合わせて、必要に応じて巻回して、積層電極体又は巻回電極体とした後、これを外装体に装填し、正負極と外装体の正負極端子とをリード体などを介して接続し、さらに上記本実施形態の非水電解液を外装体内に注入した後に外装体を封止して作製することができる。上記電池の外装体としては、特に限定されないが、金属製の缶容器や、金属箔ラミネートフィルムからなるラミネート容器などを好適に用いることができる。なお、リチウムイオン二次電池の形状としては、特に限定されず、一例を挙げると、円筒形、角型、コイン型、扁平形、シート状などの形状が採用される。   The lithium ion secondary battery of the present embodiment includes, for example, the above-described positive electrode and negative electrode that are overlapped via a separator and wound as necessary to obtain a laminated electrode body or a wound electrode body. Is attached to the exterior body, the positive and negative electrodes and the positive and negative terminals of the exterior body are connected via a lead body, and the nonaqueous electrolyte of the present embodiment is injected into the exterior body, and then the exterior body is sealed. Can be produced. Although it does not specifically limit as an exterior body of the said battery, The laminated container etc. which consist of metal can containers, a metal foil laminated film, etc. can be used conveniently. The shape of the lithium ion secondary battery is not particularly limited. For example, a cylindrical shape, a square shape, a coin shape, a flat shape, a sheet shape, or the like is adopted.

本実施形態のリチウムイオン二次電池は、エネルギー密度が高く、実用上の耐久性にも優れることから、携帯電話などのモバイル電子機器用電源としてのみならず、様々な機器の電源として幅広く利用することができる。   The lithium ion secondary battery of this embodiment has high energy density and excellent practical durability, so it is widely used not only as a power source for mobile electronic devices such as mobile phones but also as a power source for various devices. be able to.

以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明するが、本発明は、その要旨を超えない限り、これらの実施例に限定されるものではない。   EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated further in detail based on an Example, this invention is not limited to these Examples, unless the summary is exceeded.

[実施例1]
1:正極の製造
正極活物質としてLiNi1/3Co1/3Mn1/3(日本化学工業社製)と、導電助剤としてアセチレンブラックの粉末(電気化学工業社製)と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン溶液(クレハ社製)とを、90:6:4の固形分質量比で混合し、分散溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを固形分40質量%となるように添加してさらに混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ20μmのアルミニウム箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延して正極とした。
[Example 1]
1: Production of positive electrode LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 (manufactured by Nippon Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a positive electrode active material, acetylene black powder (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive additive, and binder As a dispersion solvent, a polyvinylidene fluoride solution (manufactured by Kureha Co., Ltd.) is mixed at a solid content mass ratio of 90: 6: 4, and N-methyl-2-pyrrolidone is added as a dispersion solvent to a solid content of 40% by mass. Further mixing was performed to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and the solvent was removed by drying, followed by rolling with a roll press to obtain a positive electrode.

2:負極の製造
負極活物質としてグラファイト粉末(大阪ガスケミカル社製)及びグラファイト粉末(TIMCAL社製)と、バインダーとしてスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロース水溶液を、90:10:1.5:1.8の固形分質量比で混合し、分散溶媒として水を固形分45質量%となるように添加してさらに混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ18μmの銅箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延して負極とした。
2: Production of negative electrode Graphite powder (manufactured by Osaka Gas Chemical Co., Ltd.) and graphite powder (manufactured by TIMCAL) as a negative electrode active material, and styrene-butadiene rubber and carboxymethylcellulose aqueous solution as a binder, 90: 10: 1.5: 1.8 Were mixed at a solid content mass ratio of water, water was added as a dispersion solvent so as to have a solid content of 45 mass%, and further mixed to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to one side of a copper foil having a thickness of 18 μm, and after removing the solvent by drying, it was rolled with a roll press to obtain a negative electrode.

3:非水電解液の調製
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%と、LiPFを12.1質量%と、LiB(Cを1質量%と、を添加・混合して非水電解液とした。
3: Preparation of non-aqueous electrolyte In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, diethyl (2-propenyl) phosphate was 0.3% by mass, LiPF 6 (12.1% by mass) and LiB (C 2 O 4 ) 2 (1% by mass) were added and mixed to obtain a non-aqueous electrolyte.

4:試験用電池の作製
上述のようにして作製した正極と負極とを、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ(膜厚25μm、空孔率50%、孔径0.1μm〜1μm)の両側に重ね合わせた積層体を、アルミニウム箔(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正負極の端子を突設させながら挿入した後、上述のようにして調製した非水電解液を袋内に注入し、真空封止を行って、シート状リチウムイオン二次電池を作製した。
4: Production of test battery The positive electrode and the negative electrode produced as described above were placed on both sides of a separator (thickness 25 μm, porosity 50%, pore diameter 0.1 μm to 1 μm) made of a polypropylene microporous film. The stacked laminate was inserted into a bag made of a laminate film in which both sides of an aluminum foil (thickness 40 μm) were covered with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and then prepared as described above. A water electrolyte was poured into the bag and vacuum sealed to produce a sheet-like lithium ion secondary battery.

5:試験用電池の評価
5−1:初充放電
得られたシート状電池を、25℃の環境下、0.05Cの定電流で4.35Vの電圧に達するまで充電後、4.35Vの定電圧で2時間充電し、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。これを3サイクル繰り返した。なお、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、0.05Cとはその1/20の電流値を表す。
5: Evaluation of test battery 5-1: Initial charge / discharge After charging the obtained sheet-like battery in a 25 ° C. environment at a constant current of 0.05 C until reaching a voltage of 4.35 V, 4.35 V The battery was charged at a constant voltage for 2 hours and discharged to 3.0 V at a constant current of 0.2C. This was repeated for 3 cycles. Note that 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and 0.05C represents a current value of 1/20.

5−2:サイクル試験
初充放電後の電池を、50℃の環境下、1Cの定電流で4.35Vの電圧に達するまで充電後、4.35Vの定電圧で1時間充電し、1Cの定電流で3.0Vまで放電した。上記一連の充放電を1サイクルとして、これを100サイクル実施し、100サイクル後容量維持率(%)を測定した。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は91%と高かった。なお、100サイクル後容量維持率(%)は、以下の式で求めた。
100サイクル後容量維持率(%)=(100サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100
5-2: Cycle test The battery after initial charge / discharge is charged at a constant current of 1C until reaching a voltage of 4.35V under an environment of 50 ° C, and then charged at a constant voltage of 4.35V for 1 hour. The battery was discharged at a constant current to 3.0V. The above series of charging / discharging was regarded as one cycle, and this was carried out for 100 cycles, and the capacity retention rate (%) was measured after 100 cycles. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 91%. The capacity retention rate (%) after 100 cycles was obtained by the following formula.
Capacity maintenance rate after 100 cycles (%) = (discharge capacity at the 100th cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100

5−3:ガス発生試験
初充放電後の電池を、水浴中に浸して体積を測定した後、50℃の環境下、1Cの定電流で4.35Vの電圧に達するまで充電後、4.35Vの定電圧で一週間連続充電し、1Cの定電流で3.0Vまで放電した。
5-3: Gas generation test The battery after initial charge / discharge was immersed in a water bath and the volume was measured. After charging, the battery was charged at a constant current of 1 C until reaching a voltage of 4.35 V in an environment of 50 ° C. The battery was continuously charged at a constant voltage of 35V for one week and discharged to 3.0V at a constant current of 1C.

電池を室温まで冷却させた後、水浴中に浸して体積を測定し、連続充電前後の電池の体積変化から、連続充電後発生ガス量(mL)を求めた。その結果、連続充電後発生ガス量(mL)は0.16mLと少なかった。   After the battery was cooled to room temperature, the volume was measured by immersing in a water bath, and the amount of generated gas (mL) after continuous charge was determined from the volume change of the battery before and after continuous charge. As a result, the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.16 mL.

[実施例2]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ジブチル(2−プロペニル)フォスフェートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は90%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.17mLと少なかった。
[Example 2]
A sheet battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that dibutyl (2-propenyl) phosphate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 90%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.17 mL.

[実施例3]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ビス(2−プロペニル)メチルホスホネートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は90%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.16mLと少なかった。
[Example 3]
A sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that bis (2-propenyl) methylphosphonate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 90%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.16 mL.

[実施例4]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は89%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.17mLと少なかった。
[Example 4]
A sheet battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that bis (2-propenyl) hexylphosphonate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 89%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.17 mL.

[実施例5]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、トリス(2−プロペニル)フォスフェートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は91%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.15mLと少なかった。
[Example 5]
A sheet battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that tris (2-propenyl) phosphate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 91%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.15 mL.

[実施例6]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ジベンジルフォスフェートを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は89%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.19mLと少なかった。
[Example 6]
A sheet battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that dibenzyl phosphate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, and the above cycle test was performed. And a gas generation test was conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 89%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.19 mL.

[実施例7]
実施例1の非水電解液の調製において、混合溶媒に、さらにLiBFを0.5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は92%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.14mLと少なかった。
[Example 7]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.5% by mass of LiBF 4 was further added to the mixed solvent, and the above cycle test and gas generation test were performed. Went. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 92%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.14 mL.

[実施例8]
実施例1の非水電解液の調製において、混合溶媒に、さらにLiPOを0.5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は93%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.13mLと少なかった。
[Example 8]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.5% by mass of LiPO 2 F 2 was further added to the mixed solvent. A developmental test was performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 93%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.13 mL.

[実施例9]
実施例1の非水電解液の調製において、LiB(Cの代わりに、LiBF(C)を用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は91%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.12mLと少なかった。
[Example 9]
A sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that LiBF 2 (C 2 O 4 ) was used instead of LiB (C 2 O 4 ) 2 in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 91%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.12 mL.

[実施例10]
実施例1の非水電解液の調製において、LiB(Cの代わりに、LiPF(Cを用いた以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は91%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.16mLと少なかった。
[Example 10]
A sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 was used instead of LiB (C 2 O 4 ) 2 in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 1. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 91%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.16 mL.

[実施例11]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%添加する代わりに、1質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は90%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.14mLと少なかった。
[Example 11]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as Example 1 except that 1% by mass was added instead of 0.3% by mass of diethyl (2-propenyl) phosphate. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 90%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.14 mL.

[実施例12]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%添加する代わりに、3質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は91%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.11mLと少なかった。
[Example 12]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 3% by mass of diethyl (2-propenyl) phosphate was added instead of 0.3% by mass. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 91%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.11 mL.

[実施例13]
実施例1の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%添加する代わりに、5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は89%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.11mLと少なかった。
[Example 13]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.3% by mass of diethyl (2-propenyl) phosphate was added instead of 5% by mass. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 89%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.11 mL.

[実施例14]
実施例1の非水電解液の調製において、LiB(Cを1質量%添加する代わりに、0.5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は90%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.15mLと少なかった。
[Example 14]
A sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.5% by mass was added instead of adding 1% by mass of LiB (C 2 O 4 ) 2 in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 90%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.15 mL.

[比較例1]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は76%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.54mLと多かった。
[Comparative Example 1]
12.1% by mass of LiPF 6 was added to a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at a volume ratio of 1: 2 to obtain a nonaqueous electrolytic solution. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 76%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 0.54 mL.

[比較例2]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%と、LiB(Cを1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作成し、サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は88%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.34mLと多かった。
[Comparative Example 2]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are mixed at a volume ratio of 1: 2, LiPF 6 is 12.1% by mass, LiB (C 2 O 4 ) 2 is 1% by mass, Was added to obtain a non-aqueous electrolyte. In producing the test battery of Example 1, a sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and a cycle test and a gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 88%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 0.34 mL.

[比較例3]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%と、LiPFを12.1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は85%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.24mLと多かった。
[Comparative Example 3]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, diethyl (2-propenyl) phosphate was 0.3% by mass, and LiPF 6 was 12.1% by mass. To make a non-aqueous electrolyte. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 85%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 0.24 mL.

[比較例4]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、トリアリルフォスフェートを5質量%と、LiPFを12.1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は68%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.37mLと多かった。
[Comparative Example 4]
To a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at a volume ratio of 1: 2, 5% by mass of triallyl phosphate and 12.1% by mass of LiPF 6 were added. A non-aqueous electrolyte was used. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 68%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 0.37 mL.

[比較例5]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%と、LiBFを0.5質量%と、LiB(Cを1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は84%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.32mLと多かった。
[Comparative Example 5]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, LiPF 6 was 12.1% by mass, LiBF 4 was 0.5% by mass, and LiB (C 2 1 mass% of O 4 ) 2 was added to make a non-aqueous electrolyte. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 84%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 0.32 mL.

[比較例6]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%と、LiPOを0.5質量%と、LiB(Cを1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例1の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は88%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.28mLと多かった。
[Comparative Example 6]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, LiPF 6 was 12.1% by mass, LiPO 2 F 2 was 0.5% by mass, and LiB ( C 2 O 4 ) 2 was added in an amount of 1% by mass to obtain a non-aqueous electrolyte. In the production of the test battery of Example 1, a sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 88%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 0.28 mL.

以上の実施例1〜14、及び比較例1〜6で得られた結果を、表1に示す。表1から、実施例1〜14のリチウムイオン二次電池はいずれも、二重結合含有リン酸エステル(A)を含まない非水電解液を用いた比較例2、シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)を含まない非水電解液を用いた比較例3、特許文献3に開示されているトリアリルフォスフェートを5質量%含有する非水電解液を用いた比較例4と比して、サイクル特性が向上し、ガス発生量が大幅に低減していることが明らかとなった。以上より、本実施形態の非水電解液の上記効果は、非水電解液中に二重結合含有リン酸エステル(A)とシュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)を共存させた場合に、特有の効果であることが示された。   Table 1 shows the results obtained in Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 to 6. From Table 1, all the lithium ion secondary batteries of Examples 1 to 14 are Comparative Example 2 using a non-aqueous electrolyte containing no double bond-containing phosphate ester (A), a lithium salt having an oxalic acid structure. Compared with Comparative Example 3 using a non-aqueous electrolyte containing no compound (C) and Comparative Example 4 using a non-aqueous electrolyte containing 5% by mass of triallyl phosphate disclosed in Patent Document 3. It was revealed that the cycle characteristics were improved and the gas generation amount was greatly reduced. From the above, the above effect of the nonaqueous electrolytic solution of the present embodiment is obtained when the double bond-containing phosphate ester (A) and the lithium salt compound (C) having an oxalic acid structure coexist in the nonaqueous electrolytic solution. It was shown to be a peculiar effect.

[実施例15]
実施例1の非水電解液の調製において、混合溶媒に、さらに1,3−プロパンスルトンを0.5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は92%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.16mLと少なかった。
[Example 15]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 0.5% by mass of 1,3-propane sultone was further added to the mixed solvent. And a gas generation test was conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 92%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.16 mL.

[実施例16]
実施例1の非水電解液の調製において、混合溶媒に、さらに1,3−プロパンスルトンを1.5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は93%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.15mLと少なかった。
[Example 16]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet battery was prepared in the same manner as in Example 1 except that 1.5% by mass of 1,3-propane sultone was further added to the mixed solvent. And a gas generation test was conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 93%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.15 mL.

[実施例17]
実施例1の非水電解液の調製において、混合溶媒に、さらに1,3−プロパンスルトンを5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は92%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.16mLと少なかった。
[Example 17]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 5% by mass of 1,3-propane sultone was further added to the mixed solvent. A developmental test was performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 92%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 0.16 mL.

[実施例18]
実施例1の非水電解液の調製において、混合溶媒に、さらに1,4−ブタンスルトンを1.5質量%添加した以外、実施例1と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は93%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.15mLと少なかった。
[Example 18]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 1, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 1 except that 1.5% by mass of 1,4-butane sultone was further added to the mixed solvent. A gas generation test was conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 93%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.15 mL.

以上の実施例1及び実施例15〜18で得られた結果を、表2に示す。表2から、本実施形態の非水電解液に亜硫酸エステル化合物を添加すると、サイクル特性がさらに向上することが示された。   The results obtained in Example 1 and Examples 15 to 18 are shown in Table 2. From Table 2, it was shown that when the sulfite compound was added to the nonaqueous electrolytic solution of this embodiment, the cycle characteristics were further improved.

[実施例19]
1:正極活物質の製造
遷移金属元素のモル比として1:3の割合の硫酸ニッケルと硫酸マンガンとを、水に溶解し、金属イオン濃度の総和が2mol/Lになるようにニッケル−マンガン混合水溶液を調製した。次いで、このニッケル−マンガン混合水溶液を、70℃に加温した濃度2mol/Lの炭酸ナトリウム水溶液1650mL中に、12.5mL/minの添加速度で120分間滴下した。なお、滴下時には、撹拌の下、200mL/minの流量の空気を水溶液中にバブリングしながら吹き込んだ。これにより析出物質が発生し、得られた析出物質を蒸留水で十分洗浄し、乾燥して、ニッケルマンガン化合物を得た。得られたニッケルマンガン化合物と粒径2μmの炭酸リチウムとを、リチウム:ニッケル:マンガンのモル比が1:0.5:1.5になるように秤量し、1時間乾式混合した後、得られた混合物を酸素雰囲気下において1000℃で5時間焼成し、LiNi0.5Mn1.5で表される正極活物質を得た。
[Example 19]
1: Manufacture of positive electrode active material Nickel sulfate and manganese sulfate at a molar ratio of transition metal element of 1: 3 are dissolved in water and mixed with nickel-manganese so that the total concentration of metal ions is 2 mol / L. An aqueous solution was prepared. Subsequently, this nickel-manganese mixed aqueous solution was dropped into 1650 mL of a 2 mol / L sodium carbonate aqueous solution heated to 70 ° C. at an addition rate of 12.5 mL / min for 120 minutes. In addition, at the time of dripping, air with a flow rate of 200 mL / min was bubbled into the aqueous solution while stirring. As a result, a precipitated substance was generated, and the obtained precipitated substance was sufficiently washed with distilled water and dried to obtain a nickel manganese compound. The obtained nickel-manganese compound and lithium carbonate having a particle size of 2 μm were weighed so that the molar ratio of lithium: nickel: manganese was 1: 0.5: 1.5, and obtained after dry-mixing for 1 hour. The obtained mixture was baked at 1000 ° C. for 5 hours in an oxygen atmosphere to obtain a positive electrode active material represented by LiNi 0.5 Mn 1.5 O 4 .

2:正極の製造
上述のようにして得られた正極活物質と、導電助剤としてアセチレンブラックの粉末(電気化学工業社製)と、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン溶液(クレハ社製)とを、88:6:6の固形分質量比で混合し、分散溶媒としてN−メチル−2−ピロリドンを固形分40質量%となるように添加してさらに混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ20μmのアルミニウム箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延して正極とした。
2: Production of positive electrode A positive electrode active material obtained as described above, an acetylene black powder (manufactured by Denki Kagaku Kogyo Co., Ltd.) as a conductive auxiliary agent, and a polyvinylidene fluoride solution (manufactured by Kureha Co., Ltd.) as a binder, The mixture was mixed at a solid content mass ratio of 6: 6, N-methyl-2-pyrrolidone as a dispersion solvent was added so as to have a solid content of 40% by mass, and further mixed to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to one side of an aluminum foil having a thickness of 20 μm, and the solvent was removed by drying, followed by rolling with a roll press to obtain a positive electrode.

3:負極の製造
負極活物質としてのグラファイト粉末(大阪ガスケミカル社製)及びグラファイト粉末(TIMCAL社製)と、バインダーとしてのスチレンブタジエンゴム及びカルボキシメチルセルロース水溶液とを、90:10:1.5:1.8の固形分質量比で混合し、分散溶媒として水を固形分45質量%となるように添加してさらに混合して、スラリー状の溶液を調製した。このスラリー状の溶液を厚さ18μmの銅箔の片面に塗布し、溶剤を乾燥除去した後、ロールプレスで圧延して負極とした。
3: Production of negative electrode Graphite powder (manufactured by Osaka Gas Chemical Company) and graphite powder (manufactured by TIMCAL) as a negative electrode active material, styrene butadiene rubber and carboxymethyl cellulose aqueous solution as a binder, 90: 10: 1.5: The mixture was mixed at a solid content mass ratio of 1.8, water was added as a dispersion solvent so as to have a solid content of 45 mass%, and further mixed to prepare a slurry solution. This slurry-like solution was applied to one side of a copper foil having a thickness of 18 μm, and after removing the solvent by drying, it was rolled with a roll press to obtain a negative electrode.

4:非水電解液の調製
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%と、LiPFを12.1質量%と、LiB(Cを1質量%と、を添加して非水電解液とした。
4: Preparation of nonaqueous electrolyte solution In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, diethyl (2-propenyl) phosphate was 0.3% by mass; LiPF 6 (12.1% by mass) and LiB (C 2 O 4 ) 2 (1% by mass) were added to obtain a non-aqueous electrolyte.

5:試験用電池の作製
上述のようにして作製した正極と負極とを、ポリプロピレン製の微多孔膜からなるセパレータ(膜厚25μm、空孔率50%、孔径0.1μm〜1μm)の両側に重ね合わせた積層体を、アルミニウム箔(厚さ40μm)の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正負極の端子を突設させながら挿入した後、上述のようにして調製した非水電解液を袋内に注入し、真空封止を行って、シート状リチウムイオン二次電池を作製した。
5: Production of test battery The positive electrode and the negative electrode produced as described above were placed on both sides of a separator (thickness 25 μm, porosity 50%, pore diameter 0.1 μm to 1 μm) made of a polypropylene microporous film. The stacked laminate was inserted into a bag made of a laminate film in which both sides of an aluminum foil (thickness 40 μm) were covered with a resin layer while projecting positive and negative terminals, and then prepared as described above. A water electrolyte was poured into the bag and vacuum sealed to produce a sheet-like lithium ion secondary battery.

6:試験用電池の評価
6−1:初充放電
得られたシート状電池を、25℃の環境下、0.05Cの定電流で4.8Vの電圧に達するまで充電後、4.8Vの定電圧で2時間充電し、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電した。これを3サイクル繰り返した。なお、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、0.05Cとはその1/20の電流値を表す。
6: Evaluation of test battery 6-1: Initial charge / discharge After charging the obtained sheet-like battery at a constant current of 0.05 C until reaching a voltage of 4.8 V in an environment of 25 ° C., 4.8 V The battery was charged at a constant voltage for 2 hours and discharged to 3.0 V at a constant current of 0.2C. This was repeated for 3 cycles. Note that 1C represents a current value for discharging the reference capacity of the battery in one hour, and 0.05C represents a current value of 1/20.

6−2:サイクル試験
初充放電後の電池を、50℃の環境下、1Cの定電流で4.8Vの電圧に達するまで充電後、4.8Vの定電圧で1時間充電し、1Cの定電流で3.0Vまで放電した。上記一連の充放電を1サイクルとして、これを100サイクル実施し、100サイクル後容量維持率(%)を測定した。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は75%と高かった。なお、100サイクル後容量維持率(%)は、以下の式で求めた。
100サイクル後容量維持率(%)=(100サイクル目の放電容量/1サイクル目の放電容量)×100
6-2: Cycle test The battery after initial charge / discharge is charged at a constant current of 1C until reaching a voltage of 4.8V under an environment of 50 ° C, and then charged at a constant voltage of 4.8V for 1 hour. The battery was discharged at a constant current to 3.0V. The above series of charging / discharging was regarded as one cycle, and this was carried out for 100 cycles, and the capacity retention rate (%) was measured after 100 cycles. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 75%. The capacity retention rate (%) after 100 cycles was obtained by the following formula.
Capacity maintenance rate after 100 cycles (%) = (discharge capacity at the 100th cycle / discharge capacity at the first cycle) × 100

5−3:ガス発生試験
初充放電後の電池を、水浴中に浸して体積を測定した後、50℃の環境下、1Cの定電流で4.8Vの電圧に達するまで充電後、4.8Vの定電圧で一週間連続充電し、1Cの定電流で3.0Vまで放電した。
5-3: Gas generation test The battery after initial charge / discharge was immersed in a water bath and the volume was measured. Then, the battery was charged until it reached a voltage of 4.8 V at a constant current of 1 C in an environment of 50 ° C. The battery was continuously charged at a constant voltage of 8V for one week and discharged to 3.0V at a constant current of 1C.

電池を室温まで冷却させた後、水浴中に浸して体積を測定し、連続充電前後の電池の体積変化から、連続充電後発生ガス量(mL)を求めた。その結果、連続充電後発生ガス量(mL)は1.21mLと少なかった。   After the battery was cooled to room temperature, the volume was measured by immersing in a water bath, and the amount of generated gas (mL) after continuous charge was determined from the volume change of the battery before and after continuous charge. As a result, the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 1.21 mL.

[実施例20]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ジブチル(2−プロペニル)フォスフェートを用いた以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は72%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.26mLと少なかった。
[Example 20]
A sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that dibutyl (2-propenyl) phosphate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 19. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 72%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.26 mL.

[実施例21]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ビス(2−プロペニル)メチルホスホネートを用いた以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は76%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.14mLと少なかった。
[Example 21]
A sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that bis (2-propenyl) methylphosphonate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 19. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 76%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.14 mL.

[実施例22]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ビス(2−プロペニル)ヘキシルホスホネートを用いた以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は72%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.17mLと少なかった。
[Example 22]
A sheet battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that bis (2-propenyl) hexylphosphonate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 19. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 72%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 1.17 mL.

[実施例23]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、トリス(2−プロペニル)フォスフェートを用いた以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は75%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.18mLと少なかった。
[Example 23]
A sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that tris (2-propenyl) phosphate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 19. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 75%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.18 mL.

[実施例24]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートの代わりに、ジベンジルフォスフェートを用いた以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は70%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.27mLと少なかった。
[Example 24]
A sheet battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that dibenzyl phosphate was used instead of diethyl (2-propenyl) phosphate in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 19, and the above cycle test was performed. And a gas generation test was conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 70%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.27 mL.

[実施例25]
実施例19の非水電解液の調製において、混合溶媒に、さらにLiBFを0.5質量%添加した以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は76%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.19mLと少なかった。
[Example 25]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 19, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 19 except that 0.5% by mass of LiBF 4 was further added to the mixed solvent, and the above cycle test and gas generation test were performed. Went. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 76%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.19 mL.

[実施例26]
実施例19の非水電解液の調製において、LiB(Cの代わりに、LiBF(C)を用いた以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は76%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.13mLと少なかった。
[Example 26]
A sheet-like battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that LiBF 2 (C 2 O 4 ) was used instead of LiB (C 2 O 4 ) 2 in the preparation of the non-aqueous electrolyte of Example 19. The cycle test and the gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 76%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as small as 1.13 mL.

[実施例27]
実施例19の非水電解液の調製において、LiB(Cの代わりに、LiPF(Cを用いた以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は75%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.20mLと少なかった。
[Example 27]
A sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 19 except that LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 was used instead of LiB (C 2 O 4 ) 2 in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 19. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 75%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.20 mL.

[実施例28]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%添加する代わりに、1質量%添加した以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は71%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.08mLと少なかった。
[Example 28]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 19, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 19 except that 1% by mass was added instead of 0.3% by mass of diethyl (2-propenyl) phosphate. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 71%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.08 mL.

[実施例29]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%添加する代わりに、3質量%添加した以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は77%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は0.98mLと少なかった。
[Example 29]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 19, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 19 except that 3% by mass was added instead of 0.3% by mass of diethyl (2-propenyl) phosphate. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 77%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 0.98 mL.

[実施例30]
実施例19の非水電解液の調製において、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%添加する代わりに、5質量%添加した以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は68%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.04mLと少なかった。
[Example 30]
In the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 19, a sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 19 except that 5% by mass was added instead of 0.3% by mass of diethyl (2-propenyl) phosphate. The above cycle test and gas generation test were conducted. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 68%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.04 mL.

[実施例31]
実施例19の非水電解液の調製において、LiB(Cを1質量%添加する代わりに、0.5質量%添加した以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作製し、サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は75%と高く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.16mLと少なかった。
[Example 31]
A sheet-like battery was produced in the same manner as in Example 19 except that 0.5% by mass was added instead of adding 1% by mass of LiB (C 2 O 4 ) 2 in the preparation of the nonaqueous electrolytic solution of Example 19. Then, a cycle test and a gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as high as 75%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as low as 1.16 mL.

[比較例7]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%添加して非水電解液とした。実施例19の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は32%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は4.32mLと多かった。
[Comparative Example 7]
12.1% by mass of LiPF 6 was added to a mixed solvent obtained by mixing ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) at a volume ratio of 1: 2 to obtain a nonaqueous electrolytic solution. In the production of the test battery of Example 19, a sheet battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 32%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 4.32 mL.

[比較例8]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%と、LiB(Cを1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例19の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は64%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は2.62mLと多かった。
[Comparative Example 8]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) are mixed at a volume ratio of 1: 2, LiPF 6 is 12.1% by mass, LiB (C 2 O 4 ) 2 is 1% by mass, Was added to obtain a non-aqueous electrolyte. In the production of the test battery of Example 19, a sheet battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 64%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 2.62 mL.

[比較例9]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、ジエチル(2−プロペニル)フォスフェートを0.3質量%と、LiPFを12.1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例19の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は58%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は1.32mLと多かった。
[Comparative Example 9]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, diethyl (2-propenyl) phosphate was 0.3% by mass, and LiPF 6 was 12.1% by mass. To make a non-aqueous electrolyte. In the production of the test battery of Example 19, a sheet battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 58%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 1.32 mL.

[比較例10]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%と、トリアリルフォスフェートを5質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例19の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は2%と非常に低く、連続充電後発生ガス量(mL)は3.72mLと多かった。
[Comparative Example 10]
To a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, LiPF 6 was added at 12.1% by mass and triallyl phosphate was added at 5% by mass. A non-aqueous electrolyte was used. In the production of the test battery of Example 19, a sheet battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 2%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 3.72 mL.

[比較例11]
エチレンカーボネート(EC)とエチルメチルカーボネート(EMC)とを体積比1:2で混合した混合溶媒に、LiPFを12.1質量%と、LiBFを0.5質量%と、LiB(Cを1質量%と、を添加して非水電解液とした。実施例19の試験用電池の作製において、上記非水電解液を用いたこと以外、実施例19と同様にしてシート状電池を作成し、上記サイクル試験及びガス発生試験を行った。その結果、100サイクル後容量維持率(%)は65%と低く、連続充電後発生ガス量(mL)は2.61mLと多かった。
[Comparative Example 11]
In a mixed solvent in which ethylene carbonate (EC) and ethyl methyl carbonate (EMC) were mixed at a volume ratio of 1: 2, LiPF 6 was 12.1% by mass, LiBF 4 was 0.5% by mass, and LiB (C 2 1 mass% of O 4 ) 2 was added to make a non-aqueous electrolyte. In the production of the test battery of Example 19, a sheet battery was prepared in the same manner as in Example 19 except that the non-aqueous electrolyte was used, and the cycle test and the gas generation test were performed. As a result, the capacity retention rate (%) after 100 cycles was as low as 65%, and the amount of generated gas (mL) after continuous charging was as large as 2.61 mL.

以上の実施例19〜31、及び比較例7〜11で得られた結果を、表3に示す。表3から、実施例19〜31のリチウムイオン二次電池はいずれも、二重結合含有リン酸エステル(A)を含まない非水電解液を用いた比較例8、シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)を含まない非水電解液を用いた比較例9、特許文献3に開示されているトリアリルフォスフェートを5質量%含有する非水電解液を用いた比較例10と比して、サイクル特性が向上し、ガス発生量が大幅に低減していることが明らかとなった。以上より、本実施形態の効果は、非水電解液中に二重結合含有リン酸エステル(A)とシュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)を共存させた場合に、特有の効果であることが示された。   Table 3 shows the results obtained in Examples 19 to 31 and Comparative Examples 7 to 11 described above. From Table 3, all of the lithium ion secondary batteries of Examples 19 to 31 were Comparative Example 8 using a non-aqueous electrolyte solution not containing a double bond-containing phosphate ester (A), a lithium salt having an oxalic acid structure. Compared to Comparative Example 9 using a nonaqueous electrolytic solution containing no compound (C) and Comparative Example 10 using a nonaqueous electrolytic solution containing 5% by mass of triallyl phosphate disclosed in Patent Document 3. It was revealed that the cycle characteristics were improved and the gas generation amount was greatly reduced. From the above, the effect of this embodiment is a unique effect when the double bond-containing phosphate ester (A) and the lithium salt compound (C) having an oxalic acid structure coexist in the non-aqueous electrolyte. It was shown that.

本発明の非水電解液を用いたリチウムイオン二次電池は、各種民生機器用電源、自動車用電源への産業上利用可能性を有する。   The lithium ion secondary battery using the non-aqueous electrolyte of the present invention has industrial applicability to various consumer equipment power supplies and automobile power supplies.

Claims (9)

下記一般式(1)で表される二重結合含有リン酸エステル化合物(A)と、
(式中、aは、1以上3以下の整数を表し、bは、0以上10以下の整数を表す。R1は、ヒドロキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルコキシ基、置換されていてもよい炭素数1以上15以下のアルキル基及び置換されていてもよい炭素数6以上15以下のアリール基から選ばれる一種であって、R2、R3、R4、R5、R6は、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子及び置換されていてもよい炭素数1以上10以下の有機基から選ばれる一種である)
シュウ酸構造を有さないリチウム塩化合物(B)と、
シュウ酸構造を有するリチウム塩化合物(C)と、
非水溶媒と、
を含有する、非水電解液。
A double bond-containing phosphate ester compound (A) represented by the following general formula (1);
(In the formula, a represents an integer of 1 to 3, and b represents an integer of 0 to 10. R1 represents a hydroxy group, an optionally substituted alkoxy group having 1 to 15 carbon atoms, One of R 1, R 3, R 4, R 5 and R 6, which is selected from an optionally substituted alkyl group having 1 to 15 carbon atoms and an optionally substituted aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Each is independently a hydrogen atom, a halogen atom or an optionally substituted organic group having 1 to 10 carbon atoms)
A lithium salt compound (B) having no oxalic acid structure;
A lithium salt compound (C) having an oxalic acid structure;
A non-aqueous solvent;
A non-aqueous electrolyte solution.
前記(A)成分の含有量が、前記非水電解液に対して0.01質量%以上10質量%以下である、請求項1に記載の非水電解液。   The non-aqueous electrolyte according to claim 1, wherein the content of the component (A) is 0.01% by mass or more and 10% by mass or less with respect to the non-aqueous electrolyte. 前記(B)成分の含有量が、前記非水電解液に対して3質量%以上30質量%以下であり、前記(C)の含有量が、前記非水電解液に対して0.01質量%以上10質量%以下である、請求項1又は2に記載の非水電解液。   The content of the component (B) is 3% by mass or more and 30% by mass or less with respect to the non-aqueous electrolyte, and the content of the (C) is 0.01% by mass with respect to the non-aqueous electrolyte. The nonaqueous electrolytic solution according to claim 1, wherein the nonaqueous electrolytic solution is not less than 10% and not more than 10% by mass. 前記(B)成分が、LiPFを含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の非水電解液。 The (B) component comprises LiPF 6, non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 3. 前記(B)成分が、LiPFと、LiPO及び/又はLiBFと、を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の非水電解液。 The component (B), and LiPF 6, LiPO includes a 2 F 2 and / or LiBF 4, a non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1-4. 前記(C)成分が、LiB(C、LiBF(C)、LiP(C、LiPF(C及びLiPF(C)から選ばれる一種以上のリチウム塩化合物を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の非水電解液。 The component (C) is LiB (C 2 O 4 ) 2 , LiBF 2 (C 2 O 4 ), LiP (C 2 O 4 ) 3 , LiPF 2 (C 2 O 4 ) 2 and LiPF 4 (C 2 O The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 5, comprising one or more lithium salt compounds selected from 4 ). 前記(A)成分が、前記一般式(1)におけるR2、R3、R4、R5、R6が、全て水素原子である二重結合含有リン酸エステル化合物を含む、請求項1〜6のいずれか一項に記載の非水電解液。   The component (A) includes a double bond-containing phosphate ester compound in which R2, R3, R4, R5, and R6 in the general formula (1) are all hydrogen atoms. The nonaqueous electrolytic solution according to Item. 前記非水溶媒が、亜硫酸エステル化合物を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の非水電解液。   The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 7, wherein the nonaqueous solvent contains a sulfite ester compound. 正極と、
負極と、
請求項1〜8のいずれか一項に記載の非水電解液と、
を備え、
満充電時の前記正極の電位が、リチウム基準で4.4V以上5.5V以下である、リチウムイオン二次電池。
A positive electrode;
A negative electrode,
The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 8,
With
A lithium ion secondary battery in which the potential of the positive electrode at full charge is 4.4 V or more and 5.5 V or less based on lithium.
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