WO2026042425A1 - Composition for electrolyte solution, electrochemical device, secondary battery, and lithium-ion secondary battery - Google Patents

Composition for electrolyte solution, electrochemical device, secondary battery, and lithium-ion secondary battery

Info

Publication number
WO2026042425A1
WO2026042425A1 PCT/JP2025/023675 JP2025023675W WO2026042425A1 WO 2026042425 A1 WO2026042425 A1 WO 2026042425A1 JP 2025023675 W JP2025023675 W JP 2025023675W WO 2026042425 A1 WO2026042425 A1 WO 2026042425A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
composition
mass
electrolyte solution
lithium
hcf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
PCT/JP2025/023675
Other languages
French (fr)
Japanese (ja)
Inventor
穣輝 山崎
明範 谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Publication of WO2026042425A1 publication Critical patent/WO2026042425A1/en
Pending legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C43/00Ethers; Compounds having groups, groups or groups
    • C07C43/02Ethers
    • C07C43/03Ethers having all ether-oxygen atoms bound to acyclic carbon atoms
    • C07C43/04Saturated ethers
    • C07C43/13Saturated ethers containing hydroxy or O-metal groups
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/22Electrodes
    • H01G11/30Electrodes characterised by their material
    • H01G11/50Electrodes characterised by their material specially adapted for lithium-ion capacitors, e.g. for lithium-doping or for intercalation
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
    • H01G11/58Liquid electrolytes
    • H01G11/60Liquid electrolytes characterised by the solvent
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
    • H01G11/58Liquid electrolytes
    • H01G11/62Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54Electrolytes
    • H01G11/58Liquid electrolytes
    • H01G11/64Liquid electrolytes characterised by additives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01GCAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G9/00Electrolytic capacitors, rectifiers, detectors, switching devices, light-sensitive or temperature-sensitive devices; Processes of their manufacture
    • H01G9/20Light-sensitive devices
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052Li-accumulators
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0567Liquid materials characterised by the additives
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0568Liquid materials characterised by the solutes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566Liquid materials
    • H01M10/0569Liquid materials characterised by the solvents
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/14Cells with non-aqueous electrolyte
    • H01M6/16Cells with non-aqueous electrolyte with organic electrolyte
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

The present disclosure provides: a composition for an electrolyte solution, which can suppress gas generation during high-temperature storage; and an electrochemical device, a secondary battery and a lithium-ion secondary battery, each of which uses this composition for an electrolyte solution. More specifically, the present disclosure is a composition for an electrolyte solution, wherein the composition contains a compound (A) represented by formula (A). (A) Rf1-O-CH2-CH2-O-R1 (In the formula, Rf1 is 1-6 C fluoroalkyl group, and R1 is H, Li, Na, K or Cs).

Description

電解液用組成物、電気化学デバイス、二次電池及びリチウムイオン二次電池Electrolyte composition, electrochemical device, secondary battery, and lithium ion secondary battery

本開示は、電解液用組成物、電気化学デバイス、二次電池及びリチウムイオン二次電池に関する。 This disclosure relates to electrolyte compositions, electrochemical devices, secondary batteries, and lithium-ion secondary batteries.

近年の電気製品の軽量化、小型化にともない、高いエネルギー密度をもつリチウムイオン二次電池等の電気化学デバイスの開発が進められている。また、リチウムイオン二次電池等の電気化学デバイスの適用分野が拡大するにつれて特性の改善が要望されている。特に今後、車載用にリチウムイオン二次電池が使われた場合、電池特性の改善はますます重要となる。 In recent years, with the trend toward lighter and smaller electrical appliances, the development of electrochemical devices such as lithium-ion secondary batteries with high energy density has progressed. Furthermore, as the range of applications for electrochemical devices such as lithium-ion secondary batteries expands, there is a demand for improved performance. In particular, improving battery performance will become increasingly important as lithium-ion secondary batteries are used in vehicles in the future.

特許文献1には、特定のリチウム塩及び非水系溶媒を含むリチウム金属二次電池用電解液が記載されている。 Patent Document 1 describes an electrolyte solution for lithium metal secondary batteries that contains a specific lithium salt and a non-aqueous solvent.

特表2022-552481号公報Special Publication No. 2022-552481

本開示は、高温保存時のガス発生を抑制できる電解液用組成物、並びに、当該電解液用組成物を用いた電気化学デバイス、二次電池及び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 disclosure aims to provide an electrolyte composition that can suppress gas generation during high-temperature storage, as well as electrochemical devices, secondary batteries, and lithium-ion secondary batteries that use the electrolyte composition.

本開示(1)は、下記式(A)で示される化合物(A)を含有する電解液用組成物である。
(A)Rf-O-CH-CH-O-R
(式中、Rfは、炭素数1~6のフルオロアルキル基であり、Rは、H、Li、Na、K又はCsである。)
The present disclosure (1) is a composition for an electrolyte solution containing a compound (A) represented by the following formula (A):
(A) Rf 1 -O-CH 2 -CH 2 -O-R 1
(In the formula, Rf1 is a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R1 is H, Li, Na, K, or Cs.)

本開示(2)は、前記Rfは、
HCF-CF-、
HCF-CF-CH-、
HCF-CH-、
CF-CF-CH-、又は、
CF-CHF-CF-である本開示(1)記載の電解液用組成物である。
The present disclosure (2) relates to the Rf 1 .
HCF 2 -CF 2 -,
HCF 2 -CF 2 -CH 2 -,
HCF 2 -CH 2 -,
CF 3 —CF 2 —CH 2 —, or
The electrolyte composition according to the present disclosure (1) is CF 3 —CHF—CF 2 —.

本開示(3)は、前記Rは、H又はLiである本開示(1)又は(2)記載の電解液用組成物である。 The present disclosure (3) is the composition for an electrolyte solution according to the present disclosure (1) or (2), wherein R 1 is H or Li.

本開示(4)は、前記化合物(A)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.0001~30000ppmである本開示(1)~(3)のいずれかに記載の電解液用組成物である。 The present disclosure (4) is a composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (1) to (3), in which the content of the compound (A) is 0.0001 to 30,000 ppm relative to the composition for an electrolyte solution.

本開示(5)は、前記化合物(A)は、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLiからなる群より選択される少なくとも1種である本開示(1)~(4)のいずれかに記載の電解液用組成物である。
The present disclosure (5) provides that the compound (A) is
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OH, and
In the composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (1) to (4), the electrolyte is at least one selected from the group consisting of CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OLi.

本開示(6)は、下記式(E)で示されるフッ素化エーテル(E)を含有する本開示(1)~(5)のいずれかに記載の電解液用組成物である。
(E)Rf-O-R
(式中、Rfは、炭素数1~5のフルオロアルキル基であり、Rは、H又は炭素数1~6のアルキル基である。Rのアルキル基は、エーテル結合及び/又はフッ素を有していてもよい。)
The present disclosure (6) is a composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (1) to (5), which contains a fluorinated ether (E) represented by the following formula (E):
(E) Rf 2 -O-R 2
(In the formula, Rf2 is a fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R2 is H or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group of R2 may have an ether bond and/or fluorine.)

本開示(7)は、前記Rfは、HCF-CF-である本開示(6)記載の電解液用組成物である。 The present disclosure (7) is the composition for an electrolyte solution according to the present disclosure (6), wherein Rf 2 is HCF 2 —CF 2 —.

本開示(8)は、前記Rは、
-CH-CH-O-CF-CFH、又は、
-CH-CH-O-CF-CHF-CF
である本開示(6)又は(7)記載の電解液用組成物である。
The present disclosure (8) relates to the R 2 ,
—CH 2 —CH 2 —O—CF 2 —CF 2 H, or
-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
The composition for an electrolyte solution according to the present disclosure (6) or (7),

本開示(9)は、前記フッ素化エーテル(E)は、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
からなる群より選択される少なくとも1種である本開示(6)~(8)のいずれかに記載の電解液用組成物である。
The present disclosure (9) provides that the fluorinated ether (E) is
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H, and
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
The composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (6) to (8) is at least one selected from the group consisting of:

本開示(10)は、前記フッ素化エーテル(E)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.01~99質量%である本開示(6)~(9)のいずれかに記載の電解液用組成物である。 The present disclosure (10) is a composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (6) to (9), in which the content of the fluorinated ether (E) is 0.01 to 99 mass% relative to the composition for an electrolyte solution.

本開示(11)は、LiPF、LiFSI及びLiTFSIからなる群より選択される少なくとも1種のリチウム塩を含有する本開示(1)~(10)のいずれかに記載の電解液用組成物である。 The present disclosure (11) is a composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (1) to (10), which contains at least one lithium salt selected from the group consisting of LiPF 6 , LiFSI, and LiTFSI.

本開示(12)は、前記化合物(A)は、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLiからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記化合物(A)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.003~30000ppmであり、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
からなる群より選択される少なくとも1種のフッ素化エーテル(E)を含み、
前記フッ素化エーテル(E)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.5~50質量%である本開示(1)~(11)のいずれかに記載の電解液用組成物である。
The present disclosure (12) relates to the compound (A),
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OH, and
at least one selected from the group consisting of CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OLi;
the content of the compound (A) is 0.003 to 30,000 ppm relative to the electrolyte solution composition;
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H, and
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
At least one fluorinated ether (E) selected from the group consisting of:
The composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (1) to (11), wherein the content of the fluorinated ether (E) is 0.5 to 50 mass % relative to the composition for an electrolyte solution.

本開示(13)は、本開示(12)記載の電解液用組成物、及び、負極活物質としてリチウム金属を含む二次電池である。 The present disclosure (13) relates to a secondary battery comprising the electrolyte solution composition described in the present disclosure (12) and lithium metal as the negative electrode active material.

本開示(14)は、化合物(A)は、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLiからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記化合物(A)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.01~30000ppmであり、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
からなる群より選択される少なくとも1種のフッ素化エーテル(E)を含み、
前記フッ素化エーテル(E)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、40~95質量%である本開示(1)~(11)のいずれかに記載の電解液用組成物である。
The present disclosure (14) relates to compound (A),
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OH, and
at least one selected from the group consisting of CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OLi;
the content of the compound (A) is 0.01 to 30,000 ppm relative to the electrolyte solution composition;
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H, and
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
At least one fluorinated ether (E) selected from the group consisting of:
The composition for an electrolyte solution according to any one of the present disclosures (1) to (11), wherein the content of the fluorinated ether (E) is 40 to 95 mass % relative to the composition for an electrolyte solution.

本開示(15)は、本開示(14)記載の電解液用組成物、及び、負極活物質としてケイ素材料を含む二次電池である。 The present disclosure (15) relates to a secondary battery comprising the electrolyte solution composition described in the present disclosure (14) and a silicon material as a negative electrode active material.

本開示(16)は、二次電池用である本開示(1)~(12)、(14)のいずれかに記載の電解液用組成物である。 The present disclosure (16) is an electrolyte composition described in any one of the present disclosures (1) to (12) and (14) for use in a secondary battery.

本開示(17)は、本開示(1)~(12)、(14)のいずれかに記載の電解液用組成物を含む電気化学デバイスである。 The present disclosure (17) is an electrochemical device comprising the electrolyte solution composition described in any one of the present disclosures (1) to (12) and (14).

本開示(18)は、本開示(1)~(12)、(14)のいずれかに記載の電解液用組成物を含む二次電池である。 The present disclosure (18) is a secondary battery containing the electrolyte solution composition described in any one of the present disclosures (1) to (12) and (14).

本開示(19)は、本開示(1)~(12)、(14)のいずれかに記載の電解液用組成物を含むリチウムイオン二次電池である。 The present disclosure (19) is a lithium ion secondary battery containing the electrolyte solution composition described in any one of the present disclosures (1) to (12) and (14).

本開示によれば、高温保存時のガス発生を抑制できる電解液用組成物、並びに、当該電解液用組成物を用いた電気化学デバイス、二次電池及びリチウムイオン二次電池を提供することができる。 The present disclosure provides an electrolyte solution composition that can suppress gas generation during high-temperature storage, as well as electrochemical devices, secondary batteries, and lithium-ion secondary batteries that use the electrolyte solution composition.

以下、本開示を具体的に説明する。 This disclosure is explained in detail below.

本開示は、下記式(A)で示される化合物(A)を含有する電解液用組成物に関する。
(A)Rf-O-CH-CH-O-R
(式中、Rfは、炭素数1~6のフルオロアルキル基であり、Rは、H、Li、Na、K又はCsである。)
The present disclosure relates to a composition for an electrolyte solution containing a compound (A) represented by the following formula (A):
(A) Rf 1 -O-CH 2 -CH 2 -O-R 1
(In the formula, Rf1 is a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R1 is H, Li, Na, K, or Cs.)

本開示の組成物は、化合物(A)を含有することにより、電気化学デバイスにおける高温保存時のガス発生を抑制することができる。この効果は、正極の欠損部位に化合物(A)が吸着することで正極/電解液界面の副反応が抑制されることによってもたらされると推測される。 By containing compound (A), the composition of the present disclosure can suppress gas generation during high-temperature storage in electrochemical devices. This effect is presumably achieved by compound (A) being adsorbed to defective sites in the positive electrode, thereby suppressing side reactions at the positive electrode/electrolyte interface.

本開示の組成物は電解液に用いられるものであり、電解液であってもよいし、電解液の構成成分(添加剤等)であってもよい。
また、本開示の組成物は電気化学デバイス(特にリチウムイオン二次電池等の二次電池)に好適に使用できる。
The composition of the present disclosure is used in an electrolyte solution, and may be either an electrolyte solution or a constituent component (additive, etc.) of an electrolyte solution.
Furthermore, the composition of the present disclosure can be suitably used in electrochemical devices (particularly secondary batteries such as lithium ion secondary batteries).

式(A)中、Rfは炭素数1~6のフルオロアルキル基である。
上記フルオロアルキル基の炭素数は、1~4が好ましく、1~3がより好ましく、2~3が更に好ましく、2が特に好ましい。上記フルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
Rfとしては、HCF-CF-、HCF-CF-CH-、HCF-CH-、CF-CF-CH-、CF-CHF-CF-が好ましく、高温保存時のガス発生抑制の点からHCF-CF-、CF-CHF-CF-がより好ましい。
In formula (A), Rf 1 is a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
The number of carbon atoms in the fluoroalkyl group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, still more preferably 2 or 3, and particularly preferably 2. The fluoroalkyl group may be linear or branched, but is preferably linear.
Rf 1 is preferably HCF 2 —CF 2 —, HCF 2 —CF 2 —CH 2 —, HCF 2 —CH 2 —, CF 3 —CF 2 —CH 2 —, or CF 3 —CHF—CF 2 —, and more preferably HCF 2 —CF 2 — or CF 3 —CHF—CF 2 — from the viewpoint of suppressing gas generation during high-temperature storage.

式(A)中、RはH、Li、Na、K又はCsである。高温保存時のガス発生抑制の点から、H、Li、Na、Kが好ましく、H、Liがより好ましい。 In formula (A), R 1 represents H, Li, Na, K, or Cs. From the viewpoint of suppressing gas generation during high-temperature storage, H, Li, Na, and K are preferred, and H and Li are more preferred.

化合物(A)としては、なかでも、高温保存時のガス発生抑制の点から
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-CH-O-CH-CH-OH、
HCF-CH-O-CH-CH-OH、
CF-CF-CH-O-CH-CH-OH、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLi、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
HCF-CF-O-CH-CH-OK、
が好ましく、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLi、
がより好ましく、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、
が更に好ましい。
Among these, the compound (A) is preferably HCF 2 —CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OH, from the viewpoint of suppressing gas generation during high-temperature storage.
HCF 2 -CF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
CF3 - CF2 - CH2 -O- CH2 - CH2 -OH,
CF3- CHF- CF2 -O- CH2 - CH2- OH,
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OK,
is preferred,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
CF3- CHF- CF2 -O- CH2 - CH2- OH,
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
is more preferred,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
CF3- CHF- CF2 -O- CH2 - CH2- OH,
is more preferred.

化合物(A)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Compound (A) may be used alone or in combination of two or more types.

本開示の組成物において、化合物(A)の含有量は、本開示の組成物に対して0.0001ppm以上、30000ppm以下であることが好ましい。高温保存時のガス発生を一層抑制できる点で、化合物(A)の含有量は、本開示の組成物に対して0.003ppm以上であることがより好ましく、0.01ppm以上であることが更に好ましく、0.1ppm以上であることが特に好ましく、また、20000ppm以下であることがより好ましく、10000ppm以下であることが更に好ましく、7000ppm以下であることが更により好ましく、5000ppm以下であることが特に好ましい。 In the composition of the present disclosure, the content of compound (A) is preferably 0.0001 ppm or more and 30,000 ppm or less relative to the composition of the present disclosure. In order to further suppress gas generation during high-temperature storage, the content of compound (A) is more preferably 0.003 ppm or more relative to the composition of the present disclosure, even more preferably 0.01 ppm or more, and particularly preferably 0.1 ppm or more, and more preferably 20,000 ppm or less, even more preferably 10,000 ppm or less, even more preferably 7,000 ppm or less, and particularly preferably 5,000 ppm or less.

本開示の組成物は、下記式(E)で示されるフッ素化エーテル(E)を含有することが好ましい。
(E)Rf-O-R
(式中、Rfは、炭素数1~5のフルオロアルキル基であり、Rは、H又は炭素数1~6のアルキル基である。Rのアルキル基は、エーテル結合及び/又はフッ素を有していてもよい。)
The composition of the present disclosure preferably contains a fluorinated ether (E) represented by the following formula (E):
(E) Rf 2 -O-R 2
(In the formula, Rf2 is a fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R2 is H or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group of R2 may have an ether bond and/or fluorine.)

化合物(A)とフッ素化エーテル(E)とを併用することで、高温保存時のガス発生をより一層抑制できる。この効果は、フッ素化エーテル(E)の耐酸化性の高さと化合物(A)の正極への吸着とにより、正極/電解液界面の副反応が抑制されることでもたらされると推測される。 By using compound (A) and fluorinated ether (E) in combination, gas generation during high-temperature storage can be further suppressed. This effect is presumably achieved by suppressing side reactions at the positive electrode/electrolyte interface due to the high oxidation resistance of fluorinated ether (E) and the adsorption of compound (A) to the positive electrode.

式(E)中、Rfは炭素数1~6のフルオロアルキル基である。
上記フルオロアルキル基の炭素数は、1~4が好ましく、1~3がより好ましく、1~2が更に好ましく、2が特に好ましい。上記フルオロアルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。
Rfとしては、CF-、CFH-、CFH-、CF-CF-、CF-CH-、HCF-CH-、HCF-CF-、FCH-CH-、CF-CH-CH-、CF-CF-CH-、HCF-CF-CH-、FCH-CF-CH-、HCF-CF-CF-CF-CH-が好ましく、高温保存時のガス発生抑制の点からHCF-CF-がより好ましい。
In formula (E), Rf2 is a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
The number of carbon atoms in the fluoroalkyl group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, still more preferably 1 or 2, and particularly preferably 2. The fluoroalkyl group may be linear or branched, but is preferably linear.
Rf 2 is preferably CF 3 -, CF 2 H-, CFH 2 -, CF 3 -CF 2 -, CF 3 -CH 2 -, HCF 2 -CH 2 -, HCF 2 -CF 2 -, FCH 2 -CH 2 -, CF 3 -CH 2 -CH 2 -, CF 3 -CF 2 -CH 2 -, HCF 2 -CF 2 -CH 2 -, FCH 2 -CF 2 -CH 2 -, HCF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CH 2 -, and more preferably HCF 2 -CF 2 - from the viewpoint of suppressing gas generation during high temperature storage.

式(E)中、RはH又は炭素数1~6のアルキル基である。
上記アルキル基の炭素数は、1~4が好ましく、1~3がより好ましく、3が更に好ましい。上記アルキル基は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよいが、直鎖状であることが好ましい。上記アルキル基はエーテル結合及び/又はフッ素を有していてもよいが、エーテル結合及びフッ素を有することが好ましい。
としては、-CF、-CFH、-CFH、-CH、-CH-CH、-CF-CF、-CH-CF、-CH-CFH、-CH-CFH、-CH-CH-CH、-CH-CH-CF、-CH-CF-CF、-CH-CF-CFH、-CH-CF-CFH、-CH-CF-CF-CF-CFH、-CH-CH-O-CF-CFH、-CH-CH-O-CF-CHF-CFが好ましく、高温保存時のガス発生抑制の点から-CH-CH-O-CF-CFH、-CH-CH-O-CF-CHF-CFがより好ましい。
In formula (E), R2 is H or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms.
The number of carbon atoms in the alkyl group is preferably 1 to 4, more preferably 1 to 3, and even more preferably 3. The alkyl group may be linear or branched, but is preferably linear. The alkyl group may have an ether bond and/or fluorine, but preferably has an ether bond and fluorine.
R 2 is -CF 3 , -CF 2 H, -CFH 2 , -CH 3 , -CH 2 -CH 3 , -CF 2 -CF 3 , -CH 2 -CF 3 , -CH 2 -CF 2 H, -CH 2 -CFH 2 , -CH 2 -CH 2 -CH 3 , -CH 2 -CH 2 -CF 3 , -CH 2 -CF 2 -CF 3 , -CH 2 -CF 2 -CF 2 H, -CH 2 -CF 2 -CFH 2 , -CH 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 -CF 2 H, -CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H, -CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3 is preferred, and from the viewpoint of suppressing gas generation during high temperature storage, -CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H and -CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3 are more preferred.

フッ素化エーテル(E)としては、なかでも、高温保存時のガス発生抑制の点から
HCF-CF-O-CH-CF-O-CF-CFH、
HCF-CF-CH-O-CH-CH-CH-CF-CFH、
HCF-CH-O-CH-CH-O-CH-CFH、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、
CF-CF-CH-O-CH-CH-O-CH-CF-CF
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
HCF-CF-CH-O-CF-CFH、
が好ましく、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
がより好ましい。
As the fluorinated ether (E), among others, HCF 2 —CF 2 —O—CH 2 —CF 2 —O—CF 2 —CF 2 H,
HCF 2 -CF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 H,
HCF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CF 2 H,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H,
CF 3 -CF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CF 2 -CF 3 ,
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3 ,
HCF 2 -CF 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H,
is preferred,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H,
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3 ,
is more preferred.

フッ素化エーテル(E)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
フッ素化エーテル(E)を2種併用する場合、HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFHとHCF-CF-CH-O-CF-CFHを組み合わせることが好ましい。
The fluorinated ether (E) may be used alone or in combination of two or more kinds.
When two kinds of fluorinated ethers (E) are used in combination, it is preferable to combine HCF 2 —CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —O—CF 2 —CF 2 H with HCF 2 —CF 2 —CH 2 —O—CF 2 —CF 2 H.

本開示の組成物において、フッ素化エーテル(E)の含有量は、本開示の組成物に対して0.01質量%以上、99質量%以下であることが好ましい。
本開示の組成物を負極活物質としてケイ素材料を含む二次電池に使用する場合、高温保存時のガス発生を一層抑制できる点で、フッ素化エーテル(E)の含有量は、本開示の組成物に対して10質量%以上であることがより好ましく、30質量%以上であることが更に好ましく、40質量%以上であることが更により好ましく、50質量%以上であることが特に好ましく、また、95質量%以下であることがより好ましく、90質量%以下であることが更に好ましく、80質量%以下であることが更により好ましく、70質量%以下であることが更により好ましく、60質量%以下であることが特に好ましい。
本開示の組成物を負極活物質として金属材料(特にリチウム金属)を含む二次電池に使用する場合、高温保存時のガス発生を一層抑制できる点で、フッ素化エーテル(E)の含有量は、本開示の組成物に対して0.5質量%以上であることがより好ましく、2質量%以上であることが更に好ましく、10質量%以上であることが更により好ましく、20質量%以上であることが特に好ましく、また、80質量%以下であることがより好ましく、70質量%以下であることが更に好ましく、60質量%以下であることが更により好ましく、50質量%以下であることが特に好ましい。
In the composition of the present disclosure, the content of the fluorinated ether (E) is preferably 0.01% by mass or more and 99% by mass or less, based on the composition of the present disclosure.
When the composition of the present disclosure is used in a secondary battery containing a silicon material as a negative electrode active material, the content of the fluorinated ether (E) relative to the composition of the present disclosure is more preferably 10% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, even more preferably 40% by mass or more, and particularly preferably 50% by mass or more, and is more preferably 95% by mass or less, even more preferably 90% by mass or less, even more preferably 80% by mass or less, even more preferably 70% by mass or less, and particularly preferably 60% by mass or less, in order to further suppress gas generation during high-temperature storage.
When the composition of the present disclosure is used in a secondary battery containing a metal material (particularly lithium metal) as a negative electrode active material, the content of the fluorinated ether (E) relative to the composition of the present disclosure is more preferably 0.5% by mass or more, even more preferably 2% by mass or more, even more preferably 10% by mass or more, and particularly preferably 20% by mass or more, and is more preferably 80% by mass or less, even more preferably 70% by mass or less, even more preferably 60% by mass or less, and particularly preferably 50% by mass or less, in order to further suppress gas generation during high-temperature storage.

本開示の組成物において、化合物(A)の含有量は、フッ素化エーテル(E)の含有量に対して0.00000001質量%以上、5質量%以下であることが好ましい。
本開示の組成物を負極活物質としてケイ素材料を含む二次電池に使用する場合、高温保存時のガス発生を一層抑制できる点で、化合物(A)の含有量は、フッ素化エーテル(E)の含有量に対して0.0000001質量%以上であることがより好ましく、また、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることが更に好ましく、0.06質量%以下であることが更により好ましい、0.03質量%以下であることが特に好ましい。
本開示の組成物を負極活物質として金属材料(特にリチウム金属)を含む二次電池に使用する場合、高温保存時のガス発生を一層抑制できる点で、化合物(A)の含有量は、フッ素化エーテル(E)の含有量に対して0.00000003質量%以上であることがより好ましく、0.0000003質量%以上であることが更に好ましく、また、1質量%以下であることがより好ましく、0.5質量%以下であることが更に好ましく、0.05質量%以下であることが特に好ましい。
In the composition of the present disclosure, the content of the compound (A) is preferably 0.00000001% by mass or more and 5% by mass or less relative to the content of the fluorinated ether (E).
When the composition of the present disclosure is used as a negative electrode active material in a secondary battery containing a silicon material, the content of compound (A) relative to the content of fluorinated ether (E) is more preferably 0.0000001% by mass or more, more preferably 1% by mass or less, even more preferably 0.5% by mass or less, even more preferably 0.06% by mass or less, and particularly preferably 0.03% by mass or less, in order to further suppress gas generation during high-temperature storage.
When the composition of the present disclosure is used as a negative electrode active material in a secondary battery containing a metal material (particularly lithium metal), the content of compound (A) relative to the content of fluorinated ether (E) is more preferably 0.00000003% by mass or more, even more preferably 0.0000003% by mass or more, and is more preferably 1% by mass or less, even more preferably 0.5% by mass or less, and particularly preferably 0.05% by mass or less, in order to further suppress gas generation during high-temperature storage.

本開示の組成物は、溶媒を含むことが好ましい。フッ素化エーテル(E)を溶媒として使用することができるが、フッ素化エーテル(E)以外の溶媒を更に含むこともできる。 The composition of the present disclosure preferably contains a solvent. The fluorinated ether (E) can be used as the solvent, but the composition may also contain a solvent other than the fluorinated ether (E).

上記溶媒は、カーボネート及びカルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましい。 It is preferable that the above solvent contains at least one selected from the group consisting of carbonates and carboxylic acid esters.

上記カーボネートは、環状カーボネートであってもよいし、鎖状カーボネートであってもよい。 The carbonate may be a cyclic carbonate or a chain carbonate.

上記環状カーボネートは、非フッ素化環状カーボネートであってもよいし、フッ素化環状カーボネートであってもよい。 The above-mentioned cyclic carbonate may be a non-fluorinated cyclic carbonate or a fluorinated cyclic carbonate.

上記非フッ素化環状カーボネートとしては、非フッ素化飽和環状カーボネートが挙げられ、炭素数2~6のアルキレン基を有する非フッ素化飽和アルキレンカーボネートが好ましく、炭素数2~4のアルキレン基を有する非フッ素化飽和アルキレンカーボネートがより好ましい。 The non-fluorinated cyclic carbonate may be a non-fluorinated saturated cyclic carbonate, preferably a non-fluorinated saturated alkylene carbonate having an alkylene group with 2 to 6 carbon atoms, and more preferably a non-fluorinated saturated alkylene carbonate having an alkylene group with 2 to 4 carbon atoms.

なかでも、上記非フッ素化飽和環状カーボネートとしては、誘電率が高く、粘度が好適となる点で、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、シス-2,3-ペンチレンカーボネート、シス-2,3-ブチレンカーボネート、2,3-ペンチレンカーボネート、2,3-ブチレンカーボネート、1,2-ペンチレンカーボネート、1,2-ブチレンカーボネート及びブチレンカーボネートからなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。 Among these, the non-fluorinated saturated cyclic carbonate is preferably at least one selected from the group consisting of ethylene carbonate, propylene carbonate, cis-2,3-pentylene carbonate, cis-2,3-butylene carbonate, 2,3-pentylene carbonate, 2,3-butylene carbonate, 1,2-pentylene carbonate, 1,2-butylene carbonate, and butylene carbonate, as these have a high dielectric constant and favorable viscosity.

上記非フッ素化飽和環状カーボネートは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。 The above non-fluorinated saturated cyclic carbonates may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

上記非フッ素化飽和環状カーボネートが含まれる場合、上記非フッ素化飽和環状カーボネートの含有量は、上記溶媒に対して5~90体積%であることが好ましく、10~60体積%であることがより好ましく、15~45体積%であることが更に好ましい。 When the non-fluorinated saturated cyclic carbonate is included, the content of the non-fluorinated saturated cyclic carbonate relative to the solvent is preferably 5 to 90% by volume, more preferably 10 to 60% by volume, and even more preferably 15 to 45% by volume.

上記フッ素化環状カーボネートは、フッ素原子を有する環状カーボネートである。フッ素化環状カーボネートを含む溶媒は、高電圧下でも好適に使用することができる。
なお、本明細書において「高電圧」とは、4.2V以上の電圧をいう。また、「高電圧」の上限は5.5Vが好ましく、5.0Vがより好ましい。
The fluorinated cyclic carbonate is a cyclic carbonate having a fluorine atom. A solvent containing the fluorinated cyclic carbonate can be suitably used even under high voltage.
In this specification, the term "high voltage" refers to a voltage of 4.2 V or higher. The upper limit of the "high voltage" is preferably 5.5 V, and more preferably 5.0 V.

上記フッ素化環状カーボネートは、フッ素化飽和環状カーボネートであってもよいし、フッ素化不飽和環状カーボネートであってもよい。 The above-mentioned fluorinated cyclic carbonate may be a fluorinated saturated cyclic carbonate or a fluorinated unsaturated cyclic carbonate.

上記フッ素化飽和環状カーボネートは、フッ素原子を有する飽和環状カーボネートであり、具体的には、下記一般式(A): The above-mentioned fluorinated saturated cyclic carbonate is a saturated cyclic carbonate containing a fluorine atom, specifically represented by the following general formula (A):


(式中、X~Xは同じか又は異なり、それぞれ-H、-CH、-C、-F、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基を表す。ただし、X~Xの少なくとも1つは、-F、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基である。)で示される化合物が挙げられる。上記フッ素化アルキル基とは、-CF、-CFH、-CHF等である。

(wherein X 1 to X 4 are the same or different and each represent -H, -CH 3 , -C 2 H 5 , -F, a fluorinated alkyl group which may have an ether bond, or a fluorinated alkoxy group which may have an ether bond, provided that at least one of X 1 to X 4 is -F, a fluorinated alkyl group which may have an ether bond, or a fluorinated alkoxy group which may have an ether bond.) Examples of the fluorinated alkyl group include -CF 3 , -CF 2 H, -CH 2 F, etc.

上記フッ素化飽和環状カーボネートを含むと、本開示の組成物を高電圧リチウムイオン二次電池等に適用した場合電解液の耐酸化性が向上し、安定で優れた充放電特性が得られる。
なお、本明細書中で「エーテル結合」は、-O-で表される結合である。
When the composition of the present disclosure contains the above-mentioned fluorinated saturated cyclic carbonate, the oxidation resistance of the electrolyte is improved and stable and excellent charge/discharge characteristics are obtained when the composition is applied to a high-voltage lithium ion secondary battery or the like.
In this specification, an "ether bond" is a bond represented by --O--.

誘電率、耐酸化性が良好な点から、X~Xの1つ又は2つが、-F、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルキル基、又は、エーテル結合を有してもよいフッ素化アルコキシ基であることが好ましい。 From the viewpoint of good dielectric constant and oxidation resistance, it is preferred that one or two of X 1 to X 4 be —F, a fluorinated alkyl group which may have an ether bond, or a fluorinated alkoxy group which may have an ether bond.

低温での粘性の低下、引火点の上昇、更には電解質塩の溶解性の向上が期待できることから、X~Xは、-H、-F、フッ素化アルキル基(a)、エーテル結合を有するフッ素化アルキル基(b)、又は、フッ素化アルコキシ基(c)であることが好ましい。 X 1 to X 4 are preferably —H, —F, a fluorinated alkyl group (a), a fluorinated alkyl group having an ether bond (b), or a fluorinated alkoxy group (c), because this is expected to reduce viscosity at low temperatures, increase the flash point, and further improve the solubility of the electrolyte salt.

上記フッ素化アルキル基(a)は、アルキル基が有する水素原子の少なくとも1つをフッ素原子で置換したものである。フッ素化アルキル基(a)の炭素数は、1~20が好ましく、1~17がより好ましく、1~7が更に好ましく、1~5が特に好ましい。
炭素数が大きくなりすぎると低温特性が低下したり、電解質塩の溶解性が低下したりするおそれがあり、炭素数が少な過ぎると、電解質塩の溶解性の低下、放電効率の低下、更には粘性の増大等がみられることがある。
The fluorinated alkyl group (a) is an alkyl group in which at least one hydrogen atom has been substituted with a fluorine atom. The fluorinated alkyl group (a) preferably has 1 to 20 carbon atoms, more preferably 1 to 17 carbon atoms, still more preferably 1 to 7 carbon atoms, and particularly preferably 1 to 5 carbon atoms.
If the number of carbon atoms is too large, there is a risk that the low-temperature characteristics and the solubility of the electrolyte salt may be reduced, whereas if the number of carbon atoms is too small, there may be a reduction in the solubility of the electrolyte salt, a reduction in discharge efficiency, and even an increase in viscosity.

上記フッ素化アルキル基(a)のうち、炭素数が1のものとしては、CFH-、CFH-、CF-が挙げられる。特に、CFH-又はCF-が高温保存特性上好ましく、CF-が最も好ましい。 Among the above fluorinated alkyl groups (a), those having one carbon atom include CFH 2 —, CF 2 H— and CF 3 —. In particular, CF 2 H— or CF 3 — is preferred in terms of high-temperature storage properties, with CF 3 — being most preferred.

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

上記フッ素化鎖状カーボネートが含まれる場合、上記フッ素化鎖状カーボネートの含有量は、上記組成物に対して10~90質量%であることが好ましく、40~85質量%であることがより好ましく、50~80質量%であることが更に好ましい。 When the fluorinated chain carbonate is included, the content of the fluorinated chain carbonate is preferably 10 to 90% by mass, more preferably 40 to 85% by mass, and even more preferably 50 to 80% by mass, relative to the composition.

上記フッ素化鎖状カーボネートは、フッ素原子を有する鎖状カーボネートである。フッ素化鎖状カーボネートを含む溶媒は、高電圧下でも好適に使用することができる。 The above-mentioned fluorinated chain carbonate is a chain carbonate containing fluorine atoms. Solvents containing fluorinated chain carbonates can be suitably used even under high voltage.

上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、一般式(B):
RfOCOOR     (B)
(式中、Rfは、炭素数1~7のフッ素化アルキル基であり、Rは、炭素数1~7のフッ素原子を含んでいてもよいアルキル基である。)で示される化合物を挙げることができる。
The fluorinated chain carbonate may be a fluorinated chain carbonate represented by the general formula (B):
Rf 2 OCOOR 7 (B)
(wherein Rf2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, and R7 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may contain a fluorine atom)

Rfは、炭素数1~7のフッ素化アルキル基であり、Rは、炭素数1~7のフッ素原子を含んでいてもよいアルキル基である。
上記フッ素化アルキル基は、アルキル基が有する水素原子の少なくとも1つをフッ素原子で置換したものである。Rがフッ素原子を含むアルキル基である場合、フッ素化アルキル基となる。
Rf及びRは、低粘性である点で、炭素数が1~7であることが好ましく、1~2であることがより好ましい。
炭素数が大きくなりすぎると低温特性が低下したり、電解質塩の溶解性が低下したりするおそれがあり、炭素数が少な過ぎると、電解質塩の溶解性の低下、放電効率の低下、更には粘性の増大等がみられることがある。
Rf2 is a fluorinated alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, and R7 is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms which may contain a fluorine atom.
The fluorinated alkyl group is an alkyl group in which at least one hydrogen atom has been substituted with a fluorine atom. When R7 is an alkyl group containing a fluorine atom, it becomes a fluorinated alkyl group.
Rf2 and R7 preferably have 1 to 7 carbon atoms, more preferably 1 or 2, in terms of low viscosity.
If the number of carbon atoms is too large, there is a risk that the low-temperature characteristics and the solubility of the electrolyte salt may be reduced, whereas if the number of carbon atoms is too small, there may be a reduction in the solubility of the electrolyte salt, a reduction in discharge efficiency, and even an increase in viscosity.

炭素数が1のフッ素化アルキル基としては、CFH-、CFH-、CF-等が挙げられる。特に、CFH-又はCF-が高温保存特性上好ましい。 Examples of the fluorinated alkyl group having one carbon atom include CFH 2 —, CF 2 H—, CF 3 —, etc. In particular, CFH 2 — or CF 3 — is preferred in terms of high-temperature storage properties.

炭素数が2以上のフッ素化アルキル基としては、下記一般式(d-1):
d1-Rd2- (d-1)
(式中、Rd1はフッ素原子を有していてもよい炭素数1以上のアルキル基;Rd2はフッ素原子を有していてもよい炭素数1~3のアルキレン基;ただし、Rd1及びRd2の少なくとも一方はフッ素原子を有している)で示されるフッ素化アルキル基が、電解質塩の溶解性が良好な点から好ましく例示できる。
なお、Rd1及びRd2は、更に、炭素原子、水素原子及びフッ素原子以外の、その他の原子を有していてもよい。
The fluorinated alkyl group having two or more carbon atoms includes a group represented by the following general formula (d-1):
R d1 -R d2 - (d-1)
(wherein R d1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a fluorine atom; R d2 is an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms which may have a fluorine atom; provided that at least one of R d1 and R d2 has a fluorine atom) is a preferred example from the viewpoint of good solubility of the electrolyte salt.
R d1 and R d2 may further have atoms other than carbon atoms, hydrogen atoms and fluorine atoms.

d1は、フッ素原子を有していてもよい炭素数1以上のアルキル基である。Rd1としては、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましい。Rd1の炭素数としては、1~3がより好ましい。 R d1 is an alkyl group having 1 or more carbon atoms which may have a fluorine atom. R d1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The number of carbon atoms in R d1 is more preferably 1 to 3.

好ましいフッ素化アルキル基としては、具体的には、例えば、CFCF-、HCFCF-、HCFCF-、CHCF-、CFCH-、CFCFCF-、HCFCFCF-、HCFCFCF-、CHCFCF-、 Specific examples of preferred fluorinated alkyl groups include CF 3 CF 2 —, HCF 2 CF 2 —, H 2 CFCF 2 —, CH 3 CF 2 —, CF 3 CH 2 —, CF 3 CF 2 CF 2 —, HCF 2 CF 2 CF 2 , H 2 CFCF 2 CF 2 —, CH 3 CF 2 CF 2 —,

なかでも、RfとRのフッ素化アルキル基としては、CF-、CFCF-、(CFCH-、CFCH-、CCH-、CFCFCH-、HCFCFCH-、CFCFHCFCH-、CFH-、CFH-が好ましく、難燃性が高く、レート特性や耐酸化性が良好な点から、CFCH-、CFCFCH-、HCFCFCH-、CFH-、CFH-がより好ましい。 Among these, the fluorinated alkyl groups of Rf 2 and R 7 are preferably CF 3 -, CF 3 CF 2 -, (CF 3 ) 2 CH-, CF 3 CH 2 -, C 2 F 5 CH 2 -, CF 3 CF 2 CH 2 -, HCF 2 CF 2 CH 2 -, CF 3 CFHCF 2 CH 2 -, CFH 2 - and CF 2 H-, and from the viewpoints of high flame retardancy and good rate characteristics and oxidation resistance, CF 3 CH 2 -, CF 3 CF 2 CH 2 -, HCF 2 CF 2 CH 2 -, CFH 2 - and CF 2 H- are more preferred.

がフッ素原子を含まないアルキル基の場合は炭素数1~7のアルキル基である。Rは、低粘性である点で、炭素数が1~4であることが好ましく、1~3であることがより好ましい。 When R7 is an alkyl group containing no fluorine atoms, it is an alkyl group having 1 to 7 carbon atoms. In terms of low viscosity, R7 preferably has 1 to 4 carbon atoms, and more preferably has 1 to 3 carbon atoms.

上記フッ素原子を含まないアルキル基としては、例えば、CH-、CHCH-、(CHCH-、C-等が挙げられる。なかでも、粘度が低く、レート特性が良好な点から、CH-、CHCH-が好ましい。 Examples of the alkyl group not containing a fluorine atom include CH 3 —, CH 3 CH 2 —, (CH 3 ) 2 CH—, C 3 H 7 —, etc. Among these, CH 3 — and CH 3 CH 2 — are preferred because of their low viscosity and good rate characteristics.

上記フッ素化鎖状カーボネートは、フッ素含有率が15~70質量%であることが好ましい。フッ素含有率が上述の範囲であると、溶剤との相溶性、塩の溶解性を維持することができる。上記フッ素含有率は、20質量%以上がより好ましく、30質量%以上が更に好ましく、35質量%以上が特に好ましく、60質量%以下がより好ましく、50質量%以下が更に好ましい。
なお、本開示においてフッ素含有率は、上記フッ素化鎖状カーボネートの構造式に基づいて、
{(フッ素原子の個数×19)/フッ素化鎖状カーボネートの分子量}×100(%)
により算出した値である。
The fluorinated chain carbonate preferably has a fluorine content of 15 to 70% by mass. When the fluorine content is within the above range, compatibility with solvents and salt solubility can be maintained. The fluorine content is more preferably 20% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, and particularly preferably 35% by mass or more, and more preferably 60% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less.
In the present disclosure, the fluorine content is determined based on the structural formula of the fluorinated chain carbonate as follows:
{(number of fluorine atoms×19)/molecular weight of fluorinated chain carbonate}×100(%)
This is the value calculated by

上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、低粘性である点で、以下の化合物のいずれかであることが好ましい。 The above-mentioned fluorinated chain carbonate is preferably one of the following compounds, as they have low viscosity.

上記フッ素化鎖状カーボネートとしては、メチル2,2,2-トリフルオロエチルカーボネート(FCHCOC(=O)OCH)が特に好ましい。 As the fluorinated chain carbonate, methyl 2,2,2-trifluoroethyl carbonate (F 3 CH 2 COC(═O)OCH 3 ) is particularly preferred.

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

上記フッ素化鎖状カーボネートが含まれる場合、上記フッ素化鎖状カーボネートの含有量は、上記溶媒に対して10~90体積%であることが好ましく、40~85体積%であることがより好ましく、50~80体積%であることが更に好ましい。 When the fluorinated chain carbonate is included, the content of the fluorinated chain carbonate relative to the solvent is preferably 10 to 90% by volume, more preferably 40 to 85% by volume, and even more preferably 50 to 80% by volume.

上記溶媒は、上記環状カーボネート、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種を含むことが好ましく、上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含むことがより好ましい。上記環状カーボネートは、飽和環状カーボネートであることが好ましい。
上記の組成の溶媒を含有する組成物は、電気化学デバイスの高温保存時のガス発生を一層抑制させることができる。
The solvent preferably contains at least one selected from the group consisting of the cyclic carbonate, the chain carbonate, and the chain carboxylic acid ester, and more preferably contains the cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester. The cyclic carbonate is preferably a saturated cyclic carbonate.
A composition containing the solvent having the above composition can further suppress gas generation during high-temperature storage of an electrochemical device.

上記溶媒が上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含む場合、上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを合計で、上記組成物に対して10~100質量%含むことが好ましく、30~100質量%含むことがより好ましく、50~100質量%含むことが更に好ましい。 When the solvent contains the cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester, the total amount of the cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester is preferably 10 to 100% by mass, more preferably 30 to 100% by mass, and even more preferably 50 to 100% by mass, based on the composition.

上記溶媒が上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含む場合、上記環状カーボネートと、上記鎖状カーボネート及び上記鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種との質量比としては、5/95~95/5が好ましく、10/90以上がより好ましく、15/85以上が更に好ましく、20/80以上が特に好ましく、90/10以下がより好ましく、60/40以下が更に好ましく、50/50以下が特に好ましい。 When the solvent contains the cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester, the mass ratio of the cyclic carbonate to the at least one selected from the group consisting of the chain carbonate and the chain carboxylic acid ester is preferably 5/95 to 95/5, more preferably 10/90 or more, even more preferably 15/85 or more, particularly preferably 20/80 or more, more preferably 90/10 or less, even more preferably 60/40 or less, and particularly preferably 50/50 or less.

上記溶媒は、また、上記非フッ素化飽和環状カーボネート、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種を含むことも好ましく、上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含むことがより好ましい。上記の組成の溶媒を含有する電解液は、比較的低電圧で使用される電気化学デバイスに好適に利用できる。 The solvent also preferably contains at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated saturated cyclic carbonate, the non-fluorinated chain carbonate, and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester, and more preferably contains the non-fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester. An electrolyte solution containing a solvent of the above composition can be suitably used in electrochemical devices used at relatively low voltages.

上記溶媒が上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含む場合、上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを合計で、上記組成物に対して5~100質量%含むことが好ましく、20~100質量%含むことがより好ましく、30~100質量%含むことが更に好ましい。 When the solvent contains the non-fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester, the total amount of the non-fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 5 to 100% by mass, more preferably 20 to 100% by mass, and even more preferably 30 to 100% by mass, relative to the composition.

上記溶媒が上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含む場合、上記非フッ素化飽和環状カーボネートと、上記非フッ素化鎖状カーボネート及び上記非フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種との質量比としては、5/95~95/5が好ましく、10/90以上がより好ましく、15/85以上が更に好ましく、20/80以上が特に好ましく、90/10以下がより好ましく、60/40以下が更に好ましく、50/50以下が特に好ましい。 When the solvent contains the non-fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester, the mass ratio of the non-fluorinated saturated cyclic carbonate to the at least one selected from the group consisting of the non-fluorinated chain carbonate and the non-fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 5/95 to 95/5, more preferably 10/90 or more, even more preferably 15/85 or more, particularly preferably 20/80 or more, more preferably 90/10 or less, even more preferably 60/40 or less, and particularly preferably 50/50 or less.

上記溶媒は、また、上記フッ素化飽和環状カーボネート、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種を含むことも好ましく、上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含むことがより好ましい。上記の組成の溶媒を含有する電解液は、比較的低電圧で使用される電気化学デバイスだけでなく、比較的高電圧で使用される電気化学デバイスにも好適に利用できる。 The solvent also preferably contains at least one selected from the group consisting of the fluorinated saturated cyclic carbonate, the fluorinated chain carbonate, and the fluorinated chain carboxylic acid ester, and more preferably contains the fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester. An electrolyte solution containing a solvent of the above composition can be suitably used not only in electrochemical devices used at relatively low voltages, but also in electrochemical devices used at relatively high voltages.

上記溶媒が上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含む場合、上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを合計で、上記組成物に対して10~100質量%含むことが好ましく、30~100質量%含むことがより好ましく、50~100質量%含むことが更に好ましい。 When the solvent contains the fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester, the total amount of the fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 10 to 100% by mass, more preferably 30 to 100% by mass, and even more preferably 50 to 100% by mass, based on the composition.

上記溶媒が上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種とを含む場合、上記フッ素化飽和環状カーボネートと、上記フッ素化鎖状カーボネート及び上記フッ素化鎖状カルボン酸エステルからなる群より選択される少なくとも1種との質量比としては、5/95~95/5が好ましく、10/90以上がより好ましく、15/85以上が更に好ましく、20/80以上が特に好ましく、90/10以下がより好ましく、60/40以下が更に好ましく、50/50以下が特に好ましい。 When the solvent contains the fluorinated saturated cyclic carbonate and at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester, the mass ratio of the fluorinated saturated cyclic carbonate to the at least one selected from the group consisting of the fluorinated chain carbonate and the fluorinated chain carboxylic acid ester is preferably 5/95 to 95/5, more preferably 10/90 or more, even more preferably 15/85 or more, particularly preferably 20/80 or more, more preferably 90/10 or less, even more preferably 60/40 or less, and particularly preferably 50/50 or less.

上記溶媒は、非水溶媒であることが好ましく、本開示の組成物は、非水電解液用組成物であることが好ましい。
上記溶媒の含有量は、電解液中70~99.999質量%であることが好ましく、80質量%以上がより好ましく、92質量%以下がより好ましい。
The solvent is preferably a non-aqueous solvent, and the composition of the present disclosure is preferably a composition for a non-aqueous electrolyte solution.
The content of the solvent in the electrolytic solution is preferably 70 to 99.999% by mass, more preferably 80% by mass or more, and more preferably 92% by mass or less.

本開示の組成物は、更に、電解質塩を含むことが好ましい。上記電解質塩としては、リチウム塩、アンモニウム塩、金属塩のほか、液体状の塩(イオン性液体)、無機高分子型の塩、有機高分子型の塩等、電解液に使用することができる任意のものを用いることができる。 The composition of the present disclosure preferably further contains an electrolyte salt. The electrolyte salt may be any salt that can be used in an electrolytic solution, such as lithium salt, ammonium salt, metal salt, liquid salt (ionic liquid), inorganic polymer salt, or organic polymer salt.

リチウムイオン二次電池用電解液の電解質塩としては、リチウム塩が好ましい。
上記リチウム塩として任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。例えば、LiPF、LiBF、LiClO、LiAlF、LiSbF、LiTaF、LiWF、LiAsF、LiAlCl、LiI、LiBr、LiCl、LiB10Cl10、LiSiF、LiPFO、LiPO等の無機リチウム塩;
LiWOF等のタングステン酸リチウム類;
HCOLi、CHCOLi、CHFCOLi、CHFCOLi、CFCOLi、CFCHCOLi、CFCFCOLi、CFCFCFCOLi、CFCFCFCFCOLi等のカルボン酸リチウム塩類;
FSOLi、CHSOLi、CHFSOLi、CHFSOLi、CFSOLi、CFCFSOLi、CFCFCFSOLi、CFCFCFCFSOLi、リチウムメチルサルフェート、リチウムエチルサルフェート(COSOLi)、リチウム2,2,2-トリフルオロエチルサルフェート等のS=O基を有するリチウム塩類;
LiN(FCO)、LiN(FCO)(FSO)、LiN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、iN(CFSO、LiN(CSO、リチウムビスパーフルオロエタンスルホニルイミド、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,2-エタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-プロパンジスルホニルイミド、リチウム環状1,4-パーフルオロブタンジスルホニルイミド、LiN(CFSO)(FSO)、LiN(CFSO)(CSO)、LiN(CFSO)(CSO)、LiN(POF等のリチウムイミド塩類;
LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO等のリチウムメチド塩類;
その他、式:LiPF(C2n+16-a(式中、aは0~5の整数であり、nは1~6の整数である)で表される塩(例えばLiPF(C、LiPF(CF、LiPF(iso-C、LiPF(iso-C)、LiPF(CF、LiPF(C)、LiPF(CFSO、LiPF(CSO、LiBFCF、LiBF、LiBF、LiBF(CF、LiBF(C、LiBF(CFSO、LiBF(CSO等の含フッ素有機リチウム塩類、LiSCN、LiB(CN)、LiB(C、Li(C)、LiP(C、Li1212-b(bは0~3の整数)等が挙げられる。
The electrolyte salt of the electrolyte solution for lithium ion secondary batteries is preferably a lithium salt.
Any lithium salt can be used, and specific examples thereof include the following: inorganic lithium salts such as LiPF6 , LiBF4 , LiClO4 , LiAlF4 , LiSbF6 , LiTaF6 , LiWF7 , LiAsF6, LiAlCl4 , LiI, LiBr, LiCl , LiB10Cl10 , Li2SiF6 , Li2PFO3 , and LiPO2F2 ;
Lithium tungstates such as LiWOF 5 ;
Lithium carboxylates such as HCO2Li , CH3CO2Li , CH2FCO2Li , CHF2CO2Li , CF3CO2Li , CF3CH2CO2Li , CF3CF2CO2Li , CF3CF2CF2CO2Li , CF3CF2CF2CF2CO2Li , and CF3CF2CF2CF2CF2CO2Li ;
Lithium salts having an S═O group, such as FSO 3 Li, CH 3 SO 3 Li, CH 2 FSO 3 Li, CHF 2 SO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, CF 3 CF 2 SO 3 Li , CF 3 CF 2 CF 2 SO 3 Li , CF 3 CF 2 CF 2 CF 2 SO 3 Li, lithium methyl sulfate, lithium ethyl sulfate (C 2 H 5 OSO 3 Li), and lithium 2,2,2-trifluoroethyl sulfate;
LiN(FCO) 2 , LiN(FCO)(FSO 2 ), LiN(FSO 2 ) 2 , LiN(FSO 2 )(CF 3 SO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium bisperfluoroethanesulfonylimide, lithium cyclic 1,2-perfluoroethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,2-ethanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,3-propanedisulfonylimide, lithium cyclic 1,4-perfluorobutanedisulfonylimide, LiN(CF 3 SO 2 )(FSO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 )(C 3 F 7 SO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 )(C Lithium imide salts such as Li( POF2 ) 2 , Li( POF2 ) 2, etc.;
Lithium methide salts such as LiC( FSO2 ) 3 , LiC( CF3SO2 ) 3 , LiC( C2F5SO2 ) 3 ;
Other examples include salts represented by the formula: LiPF a (C n F 2n+1 ) 6-a (wherein a is an integer of 0 to 5, and n is an integer of 1 to 6) (e.g., LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , LiPF 3 (iso-C 3 F 7 ) 3 , LiPF 5 (iso-C 3 F 7 ), LiPF 4 (CF 3 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 ) 2 ), LiPF 4 (CF 3 SO 2 ) 2 , LiPF 4 (C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 Examples of the lithium salt include fluorine-containing organic lithium salts such as C 2 F 5 , LiBF 3 C 3 F 7 , LiBF 2 (CF 3 ) 2 , LiBF 2 (C 2 F 5 ) 2 , LiBF 2 ( CF 3 SO 2 ) 2 and LiBF 2 ( C 2 F 5 SO 2 ) 2 , LiSCN, LiB(CN) 4 , LiB(C 6 H 5 ) 4 , Li 2 (C 2 O 4 ), LiP(C 2 O 4 ) 3 , and Li 2 B 12 F b H 12-b (b is an integer of 0 to 3).

中でも、LiPF、LiBF、LiSbF、LiTaF、LiPO、FSOLi、CFSOLi、iN(FSO、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO、LiN(CSO、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO、LiBFCF、LiBF、LiPF(CF、LiPF(C等が出力特性やハイレート充放電特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点から好ましく、LiPF、LiN(FSO(リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド(LIFSI))及びLiN(CFSO(リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド(LITFSI))からなる群より選択される少なくとも1種のリチウム塩がより好ましく、LiPF、LiFSI及びLiTFSIからなる群より選択される少なくとも1種のリチウム塩が特に好ましい。 Among them, LiPF 6 , LiBF 4 , LiSbF 6 , LiTaF 6 , LiPO 2 F 2 , FSO 3 Li, CF 3 SO 3 Li, iN(FSO 2 ) 2 , LiN(FSO 2 )(CF 3 SO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 , LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethane disulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide, LiC(FSO 2 ) 3 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiC(C 2 F 5 SO 2 ) 3 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2F5 , LiPF3 ( CF3 ) 3 , LiPF3 ( C2F5 ) 3 , etc. are preferred because they have the effect of improving output characteristics, high-rate charge/discharge characteristics, high-temperature storage characteristics, cycle characteristics , etc., and at least one lithium salt selected from the group consisting of LiPF6 , LiN( FSO2 ) 2 (lithium bis(fluorosulfonyl)imide (LIFSI)) and LiN( CF3SO2 ) 2 (lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LITFSI)) is more preferred, and at least one lithium salt selected from the group consisting of LiPF6 , LiFSI and LiTFSI is particularly preferred.

これらの電解質塩は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。2種以上を併用する場合の好ましい一例は、LiPFとLiBFとの併用や、LiPFと、LiPO、COSOLi又はFSOLiとの併用であり、高温保存特性、負荷特性やサイクル特性を向上させる効果がある。 These electrolyte salts may be used alone or in combination of two or more thereof. A preferred example of a combination of two or more thereof is a combination of LiPF6 and LiBF4 , or a combination of LiPF6 and LiPO2F2 , C2H5OSO3Li or FSO3Li , which has the effect of improving high-temperature storage characteristics, load characteristics and cycle characteristics.

この場合、電解液全体100質量%に対するLiBF、LiPO、COSOLi又はFSOLiの配合量に制限は無く、本開示の効果を著しく損なわない限り任意であるが、電解液に対して、通常、0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上であり、また、通常30質量%以下、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、更に好ましくは5質量%以下である。 In this case, there is no limitation on the amount of LiBF 4 , LiPO 2 F 2 , C 2 H 5 OSO 3 Li or FSO 3 Li mixed relative to 100% by mass of the entire electrolyte solution, and it is arbitrary as long as it does not significantly impair the effects of the present disclosure. However, it is usually 0.01% by mass or more, preferably 0.1% by mass or more, and usually 30% by mass or less, preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less, relative to the electrolyte solution.

また、他の一例は、無機リチウム塩と有機リチウム塩との併用であり、この両者の併用は、高温保存による劣化を抑制する効果がある。有機リチウム塩としては、CFSOLi、LiN(FSO(LIFSI)、LiN(FSO)(CFSO)、LiN(CFSO(LITFSI)、LiN(CSO、リチウム環状1,2-パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状1,3-パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、LiC(FSO、LiC(CFSO、LiC(CSO、LiBFCF、LiBF、LiPF(CF、LiPF(C等であるのが好ましい。この場合には、電解液全体100質量%に対する有機リチウム塩の割合は、好ましくは0.1質量%以上、特に好ましくは0.5質量%以上であり、また、好ましくは30質量%以下、特に好ましくは20質量%以下である。 Another example is the combined use of an inorganic lithium salt and an organic lithium salt, which has the effect of suppressing deterioration due to storage at high temperatures. Examples of organic lithium salts include CF 3 SO 3 Li, LiN(FSO 2 ) 2 (LIFSI), LiN(FSO 2 )(CF 3 SO 2 ), LiN(CF 3 SO 2 ) 2 (LITFSI), LiN(C 2 F 5 SO 2 ) 2 , lithium cyclic 1,2-perfluoroethane disulfonylimide, lithium cyclic 1,3-perfluoropropane disulfonylimide, LiC(FSO 2 ) 3 , LiC(CF 3 SO 2 ) 3 , LiC(C 2 F 5 SO 2 ) 3 , LiBF 3 CF 3 , LiBF 3 C 2 F 5 , LiPF 3 (CF 3 ) 3 , and LiPF 3 (C 2 F 5 ) 3, etc. In this case, the ratio of the organic lithium salt to 100% by mass of the entire electrolyte solution is preferably 0.1% by mass or more, particularly preferably 0.5% by mass or more, and is preferably 30% by mass or less, particularly preferably 20% by mass or less.

電解液中のこれらの電解質塩の濃度は、本開示の効果を損なわない限り特に制限されない。電解液の電気伝導率を良好な範囲とし、良好な電池性能を確保する点から、電解液中のリチウムの総モル濃度は、好ましくは0.3mol/L以上、より好ましくは0.4mol/L以上、更に好ましくは0.5mol/L以上、特に好ましくは1.0mol/L以上であり、また、好ましくは3mol/L以下、より好ましくは2.5mol/L以下、更に好ましくは2.0mol/L以下である。 The concentrations of these electrolyte salts in the electrolyte solution are not particularly limited as long as they do not impair the effects of the present disclosure. To maintain the electrical conductivity of the electrolyte solution in a favorable range and ensure good battery performance, the total molar concentration of lithium in the electrolyte solution is preferably 0.3 mol/L or more, more preferably 0.4 mol/L or more, even more preferably 0.5 mol/L or more, and particularly preferably 1.0 mol/L or more, and is preferably 3 mol/L or less, more preferably 2.5 mol/L or less, and even more preferably 2.0 mol/L or less.

リチウムの総モル濃度が低すぎると、電解液の電気伝導率が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池性能が低下する場合がある。 If the total molar concentration of lithium is too low, the electrical conductivity of the electrolyte may be insufficient, while if the concentration is too high, the electrical conductivity may decrease due to increased viscosity, resulting in reduced battery performance.

上記エーテル化合物としては、炭素数2~10の鎖状エーテル、及び炭素数3~6の環状エーテルが好ましい。
炭素数2~10の鎖状エーテルとしては、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ-n-ブチルエーテル、ジメトキシメタン、メトキシエトキシメタン、ジエトキシメタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、ジエトキシエタン、エチレングリコールジ-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ペンタエチレングリコール、トリエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、ジイソプロピルエーテル等が挙げられる。
As the ether compound, a chain ether having 2 to 10 carbon atoms and a cyclic ether having 3 to 6 carbon atoms are preferred.
Examples of chain ethers having 2 to 10 carbon atoms include dimethyl ether, diethyl ether, di-n-butyl ether, dimethoxymethane, methoxyethoxymethane, diethoxymethane, dimethoxyethane, methoxyethoxyethane, diethoxyethane, ethylene glycol di-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol, diethylene glycol dimethyl ether, pentaethylene glycol, triethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol, tetraethylene glycol, tetraethylene glycol dimethyl ether, and diisopropyl ether.

炭素数3~6の環状エーテルとしては、1,2-ジオキサン、1,3-ジオキサン、2-メチル-1,3-ジオキサン、4-メチル-1,3-ジオキサン、1,4-ジオキサン、メタホルムアルデヒド、2-メチル-1,3-ジオキソラン、1,3-ジオキソラン、4-メチル-1,3-ジオキソラン、2-(トリフルオロエチル)ジオキソラン2,2,-ビス(トリフルオロメチル)-1,3-ジオキソラン等、及びこれらのフッ素化化合物が挙げられる。中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコール-n-プロピルエーテル、エチレングリコールジ-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、クラウンエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離度を向上させる点で好ましく、特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。 Cyclic ethers having 3 to 6 carbon atoms include 1,2-dioxane, 1,3-dioxane, 2-methyl-1,3-dioxane, 4-methyl-1,3-dioxane, 1,4-dioxane, metaformaldehyde, 2-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 2-(trifluoroethyl)dioxolane 2,2-bis(trifluoromethyl)-1,3-dioxolane, and fluorinated compounds thereof. Among these, dimethoxymethane, diethoxymethane, ethoxymethoxymethane, ethylene glycol-n-propyl ether, ethylene glycol di-n-butyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, and crown ether are preferred because they have a high ability to solvate lithium ions and improve the degree of ionic dissociation. Dimethoxymethane, diethoxymethane, and ethoxymethoxymethane are particularly preferred because they have low viscosity and provide high ionic conductivity.

また、上記エーテル化合物としては、フッ素化エーテル(E)以外のフッ素化エーテルも好適に用いることができる。 Furthermore, fluorinated ethers other than the fluorinated ether (E) can also be suitably used as the ether compound.

本開示の組成物は、上述した成分を用いて、任意の方法で調製するとよい。 The compositions of the present disclosure may be prepared using the above-described components by any method.

本開示の組成物は、例えば、リチウムイオン二次電池等の二次電池、リチウムイオンキャパシタ、ハイブリッドキャパシタ、電気二重層キャパシタ等の電気化学デバイスに好適に適用することができる。以下、本開示の組成物を用いた非水系電解液電池について説明する。
上記非水系電解液電池は、公知の構造を採ることができ、典型的には、イオン(例えばリチウムイオン)を吸蔵・放出可能な正極及び負極と、上記本開示の組成物(電解液)とを備える。このような本開示の組成物(電解液)を備える電気化学デバイスもまた、本開示の一つである。
The composition of the present disclosure can be suitably applied to, for example, electrochemical devices such as secondary batteries such as lithium ion secondary batteries, lithium ion capacitors, hybrid capacitors, electric double layer capacitors, etc. Hereinafter, a nonaqueous electrolyte battery using the composition of the present disclosure will be described.
The nonaqueous electrolyte battery can have a known structure and typically includes a positive electrode and a negative electrode capable of absorbing and desorbing ions (e.g., lithium ions) and the composition (electrolyte) of the present disclosure. An electrochemical device including such a composition (electrolyte) of the present disclosure also constitutes the present disclosure.

電気化学デバイスとしては、リチウムイオン二次電池等の二次電池、リチウムイオンキャパシタ、キャパシタ(ハイブリッドキャパシタ、電気二重層キャパシタ)、ラジカル電池、太陽電池(特に色素増感型太陽電池)、リチウムイオン一次電池、燃料電池、各種電気化学センサー、エレクトロクロミック素子、電気化学スイッチング素子、アルミニウム電解コンデンサ、タンタル電解コンデンサ等が挙げられ、リチウムイオン二次電池等の二次電池、リチウムイオンキャパシタ、電気二重層キャパシタが好適である。
上記電気化学デバイスを備えるモジュールも本開示の一つである。
Examples of electrochemical devices include secondary batteries such as lithium ion secondary batteries, lithium ion capacitors, capacitors (hybrid capacitors and electric double layer capacitors), radical batteries, solar cells (particularly dye-sensitized solar cells), lithium ion primary batteries, fuel cells, various electrochemical sensors, electrochromic elements, electrochemical switching elements, aluminum electrolytic capacitors, and tantalum electrolytic capacitors, with secondary batteries such as lithium ion secondary batteries, lithium ion capacitors, and electric double layer capacitors being preferred.
The present disclosure also includes a module including the electrochemical device.

本開示はまた、本開示の組成物(電解液)を備える二次電池にも関する。
上記二次電池は、正極、負極、及び、上述の電解液を備えることが好ましい。
上記二次電池は、リチウムイオン二次電池であることが好ましい。
The present disclosure also relates to a secondary battery comprising the composition (electrolyte) of the present disclosure.
The secondary battery preferably comprises a positive electrode, a negative electrode, and the above-mentioned electrolyte solution.
The secondary battery is preferably a lithium ion secondary battery.

<正極>
正極は、正極活物質を含む正極活物質層と、集電体とから構成される。
<Positive electrode>
The positive electrode is composed of a positive electrode active material layer containing a positive electrode active material and a current collector.

上記正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限されないが、例えば、リチウム含有遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物、硫黄系材料、導電性高分子等が挙げられる。なかでも、正極活物質としては、リチウム含有遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が好ましく、特に、高電圧を産み出すリチウム含有遷移金属複合酸化物が好ましい。 The positive electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of electrochemically absorbing and releasing lithium ions, but examples include lithium-containing transition metal composite oxides, lithium-containing transition metal phosphate compounds, sulfur-based materials, and conductive polymers. Among these, lithium-containing transition metal composite oxides and lithium-containing transition metal phosphate compounds are preferred as positive electrode active materials, and lithium-containing transition metal composite oxides that generate high voltage are particularly preferred.

リチウム含有遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはV、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、LiCoO等のリチウム・コバルト複合酸化物、LiNiO等のリチウム・ニッケル複合酸化物、LiMnO、LiMn、LiMnO等のリチウム・マンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をNa、K、B、F、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Si、Nb、Mo、Sn、W等の他の元素で置換したもの等が挙げられる。置換されたものの具体例としては、例えば、LiNi0.5Mn0.5、LiNi0.85Co0.10Al0.05、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33、LiNi0.8Co0.1Mn0.1、LiNi0.45Co0.10Al0.45、LiMn1.8Al0.2、LiMn1.5Ni0.5等が挙げられる。 The transition metal of the lithium-containing transition metal composite oxide is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, etc., and specific examples include lithium-cobalt composite oxides such as LiCoO2 , lithium- nickel composite oxides such as LiNiO2 , lithium-manganese composite oxides such as LiMnO2, LiMn2O4 , and Li2MnO4 , and lithium transition metal composite oxides in which some of the main transition metal atoms of these lithium transition metal composite oxides have been substituted with other elements such as Na, K, B, F, Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Si, Nb, Mo, Sn, and W. Specific examples of the substituted compounds include LiNi0.5Mn0.5O2 , LiNi0.85Co0.10Al0.05O2 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 , LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2 , LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 , LiNi0.45Co0.10Al0.45O2 , LiMn1.8Al0.2O4 , and LiMn1.5Ni0.5O . 4, etc.

なかでも、上記リチウム含有遷移金属複合酸化物としては、高電圧にした場合でもエネルギー密度が高いLiMn1.5Ni0.5、LiNi0.5Co0.2Mn0.3、LiNi0.6Co0.2Mn0.2が好ましい。なかでも、4.4V以上の高電圧の場合はLiMn1.5Ni0.5が好ましい。 Among these , the lithium - containing transition metal composite oxides preferably include LiMn1.5Ni0.5O4 , LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2 , and LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 , which have high energy density even at high voltages. Among these, LiMn1.5Ni0.5O4 is preferred for high voltages of 4.4 V or higher .

また、なかでも、上記リチウム含有遷移金属複合酸化物としては、高容量なリチウムイオン二次電池を提供できる点から、LiNi0.6Co0.2Mn0.2、LiNi0.8Co0.1Mn0.1、LiNi0.85Co0.10Al0.05が好ましい。 Among these , LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2 , LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 , and LiNi0.85Co0.10Al0.05O2 are preferred as the lithium-containing transition metal composite oxides, since they can provide a high-capacity lithium ion secondary battery .

リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、V、Ti、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu等が好ましく、具体例としては、例えば、LiFePO、LiFe(PO、LiFeP等のリン酸鉄類、LiCoPO等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をAl、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Li、Ni、Cu、Zn、Mg、Ga、Zr、Nb、Si等の他の元素で置換したもの等が挙げられる。 The transition metal of the lithium-containing transition metal phosphate compound is preferably V, Ti, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, etc., and specific examples include iron phosphates such as LiFePO4 , Li3Fe2 ( PO4 ) 3 , and LiFeP2O7 , cobalt phosphates such as LiCoPO4 , and lithium transition metal phosphate compounds in which part of the transition metal atoms that constitute the main components of these compounds have been substituted with other elements such as Al, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Li, Ni, Cu, Zn, Mg, Ga, Zr, Nb, and Si.

上記リチウム含有遷移金属複合酸化物としては、例えば、
式:LiMn2-b (式中、0.9≦a;0≦b≦1.5;MはFe、Co、Ni、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si及びGeよりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属)で表されるリチウム・マンガンスピネル複合酸化物、
式:LiNi1-c (式中、0≦c≦0.5;MはFe、Co、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si及びGeよりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属)で表されるリチウム・ニッケル複合酸化物、又は、
式:LiCo1-d (式中、0≦d≦0.5;MはFe、Ni、Mn、Cu、Zn、Al、Sn、Cr、V、Ti、Mg、Ca、Sr、B、Ga、In、Si及びGeよりなる群から選ばれる少なくとも1種の金属)で表されるリチウム・コバルト複合酸化物が挙げられる。
Examples of the lithium-containing transition metal composite oxide include:
a lithium-manganese spinel composite oxide represented by the formula: Li a Mn 2-b M 1 b O 4 (wherein 0.9≦a; 0≦b≦1.5; M 1 is at least one metal selected from the group consisting of Fe, Co, Ni, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si, and Ge);
A lithium-nickel composite oxide represented by the formula: LiNi 1-c M 2 c O 2 (wherein 0≦c≦0.5; M 2 is at least one metal selected from the group consisting of Fe, Co, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si, and Ge), or
Examples include lithium-cobalt composite oxides represented by the formula: LiCo 1-d M 3 d O 2 (wherein 0≦d≦0.5; M 3 is at least one metal selected from the group consisting of Fe, Ni, Mn, Cu, Zn, Al, Sn, Cr, V, Ti, Mg, Ca, Sr, B, Ga, In, Si, and Ge).

なかでも、エネルギー密度が高く、高出力なリチウムイオン二次電池を提供できる点から、LiCoO、LiMnO、LiNiO、LiMn、LiNi0.8Co0.15Al0.05、又はLiNi1/3Co1/3Mn1/3が好ましい。 Among these, LiCoO 2 , LiMnO 2 , LiNiO 2 , LiMn 2 O 4 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , or LiNi 1/3 Co 1/3 Mn 1/3 O 2 is preferred because it allows provision of a lithium ion secondary battery with high energy density and high output.

その他の上記正極活物質として、LiFePO、LiNi0.8Co0.2、Li1.2Fe0.4Mn0.4、LiNi0.5Mn0.5、LiV、LiMnO等が挙げられる。 Other examples of the positive electrode active material include LiFePO4 , LiNi0.8Co0.2O2 , Li1.2Fe0.4Mn0.4O2 , LiNi0.5Mn0.5O2 , LiV3O6 , and Li2MnO3 .

上記正極活物質の含有量は、電池容量が高い点で、正極合剤の50~99.5質量%が好ましく、80~99質量%がより好ましい。また、正極活物質の、正極活物質層中の含有量は、好ましくは80質量%以上、より好ましくは82質量%以上、特に好ましくは84質量%以上である。また上限は、好ましくは99質量%以下、より好ましくは98質量%以下である。正極活物質層中の正極活物質の含有量が低いと電気容量が不十分となる場合がある。逆に含有量が高すぎると正極の強度が不足する場合がある。 The content of the positive electrode active material is preferably 50 to 99.5% by mass of the positive electrode mixture, and more preferably 80 to 99% by mass, in terms of high battery capacity. The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 80% by mass or more, more preferably 82% by mass or more, and particularly preferably 84% by mass or more. The upper limit is preferably 99% by mass or less, more preferably 98% by mass or less. If the content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is low, the electrical capacity may be insufficient. Conversely, if the content is too high, the strength of the positive electrode may be insufficient.

上記正極合剤は、更に、結着剤、増粘剤、導電材を含むことが好ましい。
上記結着剤としては、電極製造時に使用する溶媒や電解液に対して安全な材料であれば、任意のものを使用することができ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、キトサン、アルギン酸、ポリアクリル酸、ポリイミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子;SBR(スチレン・ブタジエンゴム)、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、NBR(アクリロニトリル・ブタジエンゴム)、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子;スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物;EPDM(エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体)、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子;シンジオタクチック-1,2-ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α-オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子;ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン共重合体、テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子;アルカリ金属イオン(特にリチウムイオン)のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いても、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
The positive electrode mixture preferably further contains a binder, a thickener, and a conductive material.
Any material can be used as the binder as long as it is safe for the solvent and electrolyte used in producing the electrode. Examples of the binder include resin polymers such as polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, aromatic polyamide, chitosan, alginic acid, polyacrylic acid, polyimide, cellulose, and nitrocellulose; rubber-like polymers such as SBR (styrene-butadiene rubber), isoprene rubber, butadiene rubber, fluororubber, NBR (acrylonitrile-butadiene rubber), and ethylene-propylene rubber; styrene-butadiene-styrene block copolymers or hydrogenated products thereof; and EPDM (ethylene-propylene-diene rubber). Examples of suitable polymers include thermoplastic elastomeric polymers such as styrene-ethylene-butadiene-styrene terpolymers, styrene-isoprene-styrene block copolymers, and hydrogenated products thereof; soft resinous polymers such as syndiotactic-1,2-polybutadiene, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymers, and propylene-α-olefin copolymers; fluorine-based polymers such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, vinylidene fluoride copolymers, and tetrafluoroethylene-ethylene copolymers; and polymer compositions having ionic conductivity for alkali metal ions (particularly lithium ions). These may be used alone or in any combination and ratio of two or more.

結着剤の含有量は、正極活物質層中の結着剤の割合として、通常0.1質量%以上、好ましくは1質量%以上、更に好ましくは1.2質量%以上であり、また、通常50質量%以下、好ましくは40質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、最も好ましくは10質量%以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。 The binder content, expressed as the proportion of binder in the positive electrode active material layer, is typically 0.1% by mass or more, preferably 1% by mass or more, and more preferably 1.2% by mass or more, and is typically 50% by mass or less, preferably 40% by mass or less, more preferably 30% by mass or less, and most preferably 10% by mass or less. If the binder proportion is too low, the positive electrode active material may not be sufficiently held in place, resulting in insufficient mechanical strength of the positive electrode and possibly degrading battery performance such as cycle characteristics. On the other hand, if the binder proportion is too high, it may lead to a decrease in battery capacity and conductivity.

上記導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル、金等の金属材料、天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛(グラファイト)、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック等のカーボンブラック、ニードルコークス、カーボンナノチューブ、フラーレン、VGCF等の無定形炭素等の炭素材料等が挙げられる。なお、これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常0.01質量%以上、好ましくは0.1質量%以上、より好ましくは1質量%以上であり、また、通常50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは15質量%以下含有するように用いられる。含有量がこの範囲よりも低いと導電性が不十分となる場合がある。逆に、含有量がこの範囲よりも高いと電池容量が低下する場合がある。 Any known conductive material can be used as the conductive material. Specific examples include metal materials such as copper, nickel, and gold; graphite (e.g., natural graphite and artificial graphite); carbon black (e.g., acetylene black, ketjen black, channel black, furnace black, lamp black, and thermal black); and carbon materials such as needle coke, carbon nanotubes, fullerenes, and amorphous carbon (e.g., VGCF). These materials may be used alone or in any combination and ratio of two or more. The conductive material is typically present in the positive electrode active material layer in an amount of at least 0.01% by mass, preferably at least 0.1% by mass, and more preferably at least 1% by mass, and typically at most 50% by mass, preferably at most 30% by mass, and more preferably at most 15% by mass. A content below this range may result in insufficient conductivity. Conversely, a content above this range may result in a decrease in battery capacity.

スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系溶媒としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系溶媒としては、例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類;ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類;キノリン、ピリジン等の複素環化合物;アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類;酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類;ジエチレントリアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類;ジエチルエーテル、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン(THF)等のエーテル類;N-メチルピロリドン(NMP)、N-ブチルピロリドン(NBP)、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類;ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。 There are no particular restrictions on the type of solvent used to form the slurry, as long as it is capable of dissolving or dispersing the positive electrode active material, conductive material, binder, and thickener used as needed. Either an aqueous or organic solvent may be used. Examples of aqueous solvents include water and a mixture of alcohol and water. Examples of organic solvents include aliphatic hydrocarbons such as hexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and methylnaphthalene; heterocyclic compounds such as quinoline and pyridine; ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, and cyclohexanone; esters such as methyl acetate and methyl acrylate; amines such as diethylenetriamine and N,N-dimethylaminopropylamine; ethers such as diethyl ether, propylene oxide, and tetrahydrofuran (THF); amides such as N-methylpyrrolidone (NMP), N-butylpyrrolidone (NBP), 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide, dimethylformamide, and dimethylacetamide; and aprotic polar solvents such as hexamethylphosphalamide and dimethyl sulfoxide.

正極用集電体の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼、ニッケル等の金属、又は、その合金等の金属材料;カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。なかでも、金属材料、特にアルミニウム又はその合金が好ましい。 Examples of materials for the positive electrode current collector include metals such as aluminum, titanium, tantalum, stainless steel, and nickel, or alloys thereof; and carbon materials such as carbon cloth and carbon paper. Of these, metal materials, particularly aluminum or its alloys, are preferred.

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常1μm以上、好ましくは3μm以上、より好ましくは5μm以上、また、通常1mm以下、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下である。薄膜がこの範囲よりも薄いと集電体として必要な強度が不足する場合がある。逆に、薄膜がこの範囲よりも厚いと取り扱い性が損なわれる場合がある。 The shape of the current collector may be, for metal materials, metal foil, metal cylinder, metal coil, metal plate, metal thin film, expanded metal, punched metal, foam metal, etc.; for carbon materials, it may be carbon plate, carbon thin film, carbon cylinder, etc. Among these, metal thin film is preferred. The thin film may be formed into a mesh as appropriate. The thickness of the thin film is optional, but is usually 1 μm or more, preferably 3 μm or more, more preferably 5 μm or more, and usually 1 mm or less, preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less. If the thin film is thinner than this range, the strength required as a current collector may be insufficient. Conversely, if the thin film is thicker than this range, it may be difficult to handle.

また、集電体の表面に導電助剤が塗布されていることも、集電体と正極活物質層の電気接触抵抗を低下させる観点で好ましい。導電助剤としては、炭素や、金、白金、銀等の貴金属類が挙げられる。 It is also preferable to coat the surface of the current collector with a conductive additive, as this reduces the electrical contact resistance between the current collector and the positive electrode active material layer. Examples of conductive additives include carbon and precious metals such as gold, platinum, and silver.

正極の製造は、常法によればよい。例えば、上記正極活物質に、上述した結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状の正極合剤とし、これを集電体に塗布し、乾燥した後にプレスして高密度化する方法が挙げられる。 The positive electrode can be manufactured by a conventional method. For example, the positive electrode active material can be mixed with the binder, thickener, conductive material, solvent, etc., to form a slurry positive electrode mixture, which can then be applied to a current collector, dried, and pressed to increase density.

<負極>
負極は、負極活物質を含む負極活物質層と、集電体とから構成される。
<Negative electrode>
The negative electrode is composed of a negative electrode active material layer containing a negative electrode active material and a current collector.

上記負極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば、特に制限はない。具体例としては、炭素材料、ケイ素材料、金属材料、導電性高分子等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。 The negative electrode active material is not particularly limited as long as it is capable of electrochemically absorbing and releasing lithium ions. Specific examples include carbon materials, silicon materials, metal materials, and conductive polymers. These may be used alone or in any combination of two or more.

上記炭素材料としては、天然黒鉛、人造黒鉛や、これらの黒鉛にピッチその他の有機物で表面処理を施した後炭化して得られるもの等が挙げられる。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。 These carbon materials include natural graphite, artificial graphite, and graphite obtained by surface treating such graphite with pitch or other organic substances and then carbonizing it. These materials may be used alone or in any combination of two or more.

上記ケイ素材料としては、ケイ素単体であってもよいし、ケイ素と1種以上の他の構成元素(コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ホウ素、炭素、アルミニウム、リン等)を含む複合材料であってもよい。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。優れた電池容量が得られるという点から、上記ケイ素材料としては、SiO(0<v≦2)、SnO(0≦w≦2)、Si-Co-C複合材料、Si-Ni-C複合材料が好ましい。 The silicon material may be silicon alone or a composite material containing silicon and one or more other constituent elements (cobalt, iron, magnesium, titanium, vanadium, chromium, manganese, nickel, copper, zinc, gallium, zirconium, boron, carbon, aluminum, phosphorus, etc.). These may be used alone or in any combination of two or more. From the viewpoint of obtaining excellent battery capacity, the silicon material is preferably SiO v (0<v≦2), SnO w (0≦w≦2), Si-Co-C composite material, or Si-Ni-C composite material.

上記ケイ素材料は上記炭素材料と併用することが好ましい。この場合の質量比はケイ素材料:炭素材料=1~20:99~80であることが好ましい。 The above silicon material is preferably used in combination with the above carbon material. In this case, the mass ratio of silicon material to carbon material is preferably 1-20:99-80.

上記金属材料としては、例えば、リチウム、スズ等の金属元素を含む金属材料が挙げられる。上記金属材料は、単体金属であってもよいし、合金、酸化物、炭化物、窒化物、ケイ化物、硫化物、リン化物等の化合物であってもよい。これらは、1種を単独で用いてもよく、また2種以上を任意に組み合わせて併用してもよい。優れた電池容量がv得られるという点から、上記金属材料としては、リチウムを含む金属材料が好ましく、リチウム金属(リチウムの単体金属)がより好ましい。 Examples of the metal material include metal materials containing metallic elements such as lithium and tin. The metal material may be a simple metal, or a compound such as an alloy, oxide, carbide, nitride, silicide, sulfide, or phosphide. These may be used alone or in any combination of two or more. From the viewpoint of obtaining excellent battery capacity, metal materials containing lithium are preferred as the metal material, and lithium metal (simple lithium metal) is more preferred.

リチウムを含む金属材料は、高電流密度充放電特性の点からリチウム及びチタンを含有する材料が好ましく、リチウム及びチタンの複合酸化物(以下、「リチウムチタン複合酸化物」と略記)がより好ましい。 From the standpoint of high current density charge/discharge characteristics, lithium-containing metal materials are preferably materials containing lithium and titanium, and lithium and titanium composite oxides (hereinafter abbreviated as "lithium titanium composite oxides") are more preferred.

上記リチウムチタン複合酸化物としては、一般式:
LiTi
[式中、Mは、Na、K、Co、Al、Fe、Ti、Mg、Cr、Ga、Cu、Zn及びNbからなる群より選ばれる少なくとも1種の元素を表わす。]
で表される化合物であることが好ましい。
上記組成の中でも、
(i)1.2≦x≦1.4、1.5≦y≦1.7、z=0
(ii)0.9≦x≦1.1、1.9≦y≦2.1、z=0
(iii)0.7≦x≦0.9、2.1≦y≦2.3、z=0
の構造が、電池性能のバランスが良好なため特に好ましい。
The lithium titanium composite oxide may be a compound represented by the general formula:
Li x Ti y M z O 4
[In the formula, M represents at least one element selected from the group consisting of Na, K, Co, Al, Fe, Ti, Mg, Cr, Ga, Cu, Zn, and Nb.]
It is preferable that the compound is a compound represented by the following formula:
Among the above compositions,
(i) 1.2≦x≦1.4, 1.5≦y≦1.7, z=0
(ii) 0.9≦x≦1.1, 1.9≦y≦2.1, z=0
(iii) 0.7≦x≦0.9, 2.1≦y≦2.3, z=0
The structure of is particularly preferred because it has a good balance of battery performance.

上記化合物の特に好ましい代表的な組成は、(i)ではLi4/3Ti5/3、(ii)ではLiTi、(iii)ではLi4/5Ti11/5である。また、Z≠0の構造については、例えば、Li4/3Ti4/3Al1/3が好ましいものとして挙げられる。 Particularly preferred representative compositions of the above compounds are (i) Li 4/3 Ti 5/3 O 4 , (ii) Li 1 Ti 2 O 4 , and (iii) Li 4/5 Ti 11/5 O 4. As for the structure where Z≠0, Li 4/3 Ti 4/3 Al 1/3 O 4 is preferred, for example.

上記負極合剤は、更に、結着剤、増粘剤、導電材を含むことが好ましい。 It is preferable that the above-mentioned negative electrode mixture further contains a binder, a thickener, and a conductive material.

上記結着剤としては、上述した、正極に用いることができる結着剤と同様のものが挙げられる。負極活物質に対する結着剤の割合は、0.1質量%以上が好ましく、0.5質量%以上が更に好ましく、0.6質量%以上が特に好ましく、また、20質量%以下が好ましく、15質量%以下がより好ましく、10質量%以下が更に好ましく、8質量%以下が特に好ましい。負極活物質に対する結着剤の割合が、上記範囲を上回ると、電池容量に寄与しない結着剤割合が増加して、電池容量の低下を招く場合がある。また、上記範囲を下回ると、負極電極の強度低下を招く場合がある。 Examples of the binder include the same binders that can be used for the positive electrode as described above. The ratio of the binder to the negative electrode active material is preferably 0.1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, and particularly preferably 0.6% by mass or more, and is preferably 20% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, even more preferably 10% by mass or less, and particularly preferably 8% by mass or less. If the ratio of the binder to the negative electrode active material exceeds the above range, the proportion of binder that does not contribute to the battery capacity increases, which may result in a decrease in battery capacity. Furthermore, if the ratio is below the above range, the strength of the negative electrode may be reduced.

特に、SBRに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対する結着剤の割合は、通常0.1質量%以上であり、0.5質量%以上が好ましく、0.6質量%以上が更に好ましく、また、通常5質量%以下であり、3質量%以下が好ましく、2質量%以下が更に好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する割合は、通常1質量%以上であり、2質量%以上が好ましく、3質量%以上が更に好ましく、また、通常15質量%以下であり、10質量%以下が好ましく、8質量%以下が更に好ましい。 In particular, when a rubber-like polymer such as SBR is contained as the main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 0.1% by mass or more, preferably 0.5% by mass or more, and more preferably 0.6% by mass or more, and usually 5% by mass or less, preferably 3% by mass or less, and more preferably 2% by mass or less. Furthermore, when a fluorine-based polymer such as polyvinylidene fluoride is contained as the main component, the ratio of the binder to the negative electrode active material is usually 1% by mass or more, preferably 2% by mass or more, and more preferably 3% by mass or more, and usually 15% by mass or less, preferably 10% by mass or less, and more preferably 8% by mass or less.

負極の導電材としては、銅やニッケル等の金属材料;グラファイト、カーボンブラック等の炭素材料等が挙げられる。 Conductive materials for the negative electrode include metal materials such as copper and nickel; and carbon materials such as graphite and carbon black.

スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
水系溶媒としては、水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒としてはN-メチルピロリドン(NMP)、N-ブチルピロリドン(NBP)、3-メトキシ-N,N-ジメチルプロピオンアミド、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、N,N-ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン(THF)、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。
The solvent for forming the slurry is not particularly limited in type as long as it is capable of dissolving or dispersing the negative electrode active material, the binder, and the thickener and conductive material used as needed, and either an aqueous solvent or an organic solvent may be used.
Examples of aqueous solvents include water and alcohol, and examples of organic solvents include N-methylpyrrolidone (NMP), N-butylpyrrolidone (NBP), 3-methoxy-N,N-dimethylpropionamide, dimethylformamide, dimethylacetamide, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, methyl acetate, methyl acrylate, diethyltriamine, N,N-dimethylaminopropylamine, tetrahydrofuran (THF), toluene, acetone, diethyl ether, dimethylacetamide, hexamethylphosphamide, dimethyl sulfoxide, benzene, xylene, quinoline, pyridine, methylnaphthalene, and hexane.

負極用集電体の材質としては、銅、ニッケル又はステンレス等が挙げられる。なかでも、薄膜に加工しやすいという点、及び、コストの点から銅箔が好ましい。 Materials for the negative electrode current collector include copper, nickel, and stainless steel. Among these, copper foil is preferred because it is easy to process into a thin film and is cost-effective.

負極の製造は、常法によればよい。例えば、上記負極材料に、上述した結着剤、増粘剤、導電材、溶媒等を加えてスラリー状とし、集電体に塗布し、乾燥した後にプレスして高密度化する方法が挙げられる。また、合金材料を用いる場合には、蒸着法、スパッタ法、メッキ法等の手法により、上述の負極活物質を含有する薄膜層(負極活物質層)を形成する方法も用いられる。 The negative electrode can be manufactured by a conventional method. For example, the negative electrode material can be prepared by adding the aforementioned binder, thickener, conductive material, solvent, etc. to form a slurry, which can then be applied to a current collector, dried, and pressed to achieve high density. Furthermore, when an alloy material is used, a thin film layer (negative electrode active material layer) containing the aforementioned negative electrode active material can also be formed by a method such as vapor deposition, sputtering, or plating.

<セパレータ>
本開示の二次電池は、更に、セパレータを備えることが好ましい。
上記セパレータの材質や形状は、電解液に安定であり、かつ、保液性に優れていれば特に限定されず、公知のものを使用することができる。なかでも、電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。
<Separator>
The secondary battery of the present disclosure preferably further includes a separator.
The material and shape of the separator are not particularly limited as long as they are stable to the electrolyte solution and have excellent liquid retention properties, and any known separator can be used. Among them, it is preferable to use a material that is stable to the electrolyte solution, such as a resin, glass fiber, or inorganic material, and that is in the form of a porous sheet or nonwoven fabric, which has excellent liquid retention properties.

樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。ポリプロピレン/ポリエチレン2層フィルム、ポリプロピレン/ポリエチレン/ポリプロピレン3層フィルム等、これらの材料は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。なかでも、上記セパレータは、電解液の浸透性やシャットダウン効果が良好である点で、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンを原料とする多孔性シート又は不織布等であることが好ましい。 Resin and glass fiber separator materials that can be used include, for example, polyolefins such as polyethylene and polypropylene, aromatic polyamides, polytetrafluoroethylene, polyethersulfone, and glass filters. These materials may be used alone or in any combination and ratio, such as polypropylene/polyethylene two-layer films and polypropylene/polyethylene/polypropylene three-layer films. Among these, porous sheets or nonwoven fabrics made from polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferred for the separator, as they have good electrolyte permeability and shutdown effect.

一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩が用いられ、粒子形状若しくは繊維形状のものが用いられる。 On the other hand, inorganic materials include, for example, oxides such as alumina and silicon dioxide, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, and sulfates such as barium sulfate and calcium sulfate, and are used in particulate or fibrous form.

形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が0.01~1μm、厚さが5~50μmのものが好適に用いられる。上記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて上記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び/又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に90%粒径が1μm未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤として多孔層を形成させることが挙げられる。 The separator may take the form of a thin film such as a nonwoven fabric, woven fabric, or microporous film. A thin film with a pore size of 0.01 to 1 μm and a thickness of 5 to 50 μm is preferably used. In addition to the above-mentioned independent thin film, a separator may be used in which a composite porous layer containing the above-mentioned inorganic particles is formed on the surface of the positive electrode and/or negative electrode using a resin binder. For example, a porous layer may be formed on both sides of the positive electrode using alumina particles with a 90% particle size of less than 1 μm and a fluororesin as a binder.

本開示の二次電池の形状は任意であり、例えば、円筒型、角型、ラミネート型、コイン型、大型等の形状が挙げられる。なお、正極、負極、セパレータの形状及び構成は、それぞれの電池の形状に応じて変更して使用することができる。 The secondary battery of the present disclosure may have any shape, including, for example, cylindrical, prismatic, laminated, coin, and large shapes. The shapes and configurations of the positive electrode, negative electrode, and separator can be modified according to the shape of each battery.

本開示の二次電池を備えるモジュールも本開示の一つである。 A module equipped with the secondary battery of the present disclosure is also part of the present disclosure.

本開示の組成物を備える電気二重層キャパシタも本開示の一つである。
上記電気二重層キャパシタは、正極、負極、及び、上述の電解液を備えていてよい。
上記電気二重層キャパシタでは、正極及び負極の少なくとも一方は分極性電極であり、分極性電極及び非分極性電極としては特開平9-7896号公報に詳しく記載されている以下の電極が使用できる。
The present disclosure also includes an electric double layer capacitor comprising the composition of the present disclosure.
The electric double layer capacitor may include a positive electrode, a negative electrode, and the above-mentioned electrolyte solution.
In the electric double layer capacitor, at least one of the positive electrode and the negative electrode is a polarizable electrode, and the following electrodes described in detail in Japanese Patent Laid-Open Publication No. 9-7896 can be used as the polarizable electrode and the non-polarizable electrode.

本開示の組成物は、ハイブリッド自動車用や分散電源用の大型リチウムイオン二次電池用や、電気二重層キャパシタ用の電解液として有用である。 The composition of the present disclosure is useful as an electrolyte for large-scale lithium-ion secondary batteries for hybrid vehicles and distributed power sources, and for electric double-layer capacitors.

以上、実施形態を説明したが、特許請求の範囲の趣旨及び範囲から逸脱することなく、形態や詳細の多様な変更が可能なことが理解されるであろう。 Although the embodiments have been described above, it will be understood that various changes in form and details are possible without departing from the spirit and scope of the claims.

次に本開示を実施例を挙げて説明するが、本開示はかかる実施例のみに限定されるものではない。 The present disclosure will now be described using examples, but the present disclosure is not limited to these examples.

(リチウム金属二次電池の作製・評価)
[電解液の調製]
表1に記載の割合で各材料を混合して非水電解液を得た。
(Production and evaluation of lithium metal secondary batteries)
[Preparation of Electrolyte Solution]
The materials were mixed in the proportions shown in Table 1 to obtain a non-aqueous electrolyte solution.

[正極の作製]
正極活物質としてのLi(Ni0.8Mn0.1Co0.1)O(NMC811)97質量%と、導電材としてのアセチレンブラック1.5質量%と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン(PVdF)1.5質量%とを、N-メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、厚さ15μmのアルミ箔集電体上に塗布し、乾燥した後、プレス機により圧縮成形した。電極のサイズとして幅30mm、長さ30mm、及び幅4mm、長さ5mmの未塗工部を有する形状に切り出して正極とした。
[Preparation of Positive Electrode]
97% by mass of Li( Ni0.8Mn0.1Co0.1 ) O2 ( NMC811 ) as the positive electrode active material, 1.5% by mass of acetylene black as the conductive material, and 1.5% by mass of polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder were mixed in N-methylpyrrolidone solvent to form a slurry. The resulting slurry was applied to a 15 μm thick aluminum foil current collector, dried, and then compression molded using a press. The electrode was cut into shapes with a width of 30 mm, a length of 30 mm, and an uncoated portion of 4 mm wide and 5 mm long to form a positive electrode.

[負極の作製]
負極活物質として厚さ0.15mmのリチウム箔を幅32mm、長さ32mmにカットした後、幅33mm、長さ33mm、及び幅4mm、長さ5mmの端子工部を有する銅メッシュ上にPTFEロールで圧延し負極とした。
[Fabrication of negative electrode]
A 0.15 mm thick lithium foil was cut into a width of 32 mm and a length of 32 mm as the negative electrode active material, and then rolled with a PTFE roll onto a copper mesh having terminal portions of 33 mm wide, 33 mm long, and 4 mm wide, 5 mm long to form a negative electrode.

[ラミネートセルの作製]
上記のとおり製造した正極及び負極と、ポリプロピレン製セパレータとを、負極、セパレータ、正極の順に積層して、電池要素を作製した。この電池要素を、アルミニウムシート(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極と負極の端子を突設させながら挿入した後、表1の実施例及び比較例の電解液をそれぞれ袋内に注入し、真空封止を行い、パウチ型リチウム金属二次電池を作製した。
[Preparation of Laminated Cell]
The positive and negative electrodes prepared as described above were stacked on a polypropylene separator in the order of negative electrode, separator, and positive electrode to prepare a battery element. This battery element was inserted into a bag made of a laminate film of an aluminum sheet (40 μm thick) coated on both sides with a resin layer, with the positive and negative electrode terminals protruding, and the electrolyte solutions of the Examples and Comparative Examples shown in Table 1 were then poured into the bag, which was then vacuum-sealed to prepare a pouch-type lithium metal secondary battery.

[サイクル試験]
上記で製造したラミネートセルを、25℃において、0.2Cに相当する電流で4.15Vまで定電流-定電圧充電(以下、CC/CV充電と表記する。)(0.05Cカット)した後、0.2Cの定電流で3.0Vまで放電し、これを1サイクルとして、5サイクルのフォーメーションサイクルを行った。その後、40℃に恒温槽にて0.5Cの定電流-定電圧充電、定電流放電(4.15-3.0V間)を200サイクル行った。
40℃における1サイクル目の放電容量に対する200サイクル目の放電容量の割合を求め、これをサイクル容量維持率(%)とした。
(200サイクル後の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)×100=サイクル容量維持率(%)
[Cycle test]
The laminated cell produced above was subjected to constant current-constant voltage charging (hereinafter referred to as CC/CV charging) at 25°C to 4.15 V at a current equivalent to 0.2 C (0.05 C cut), and then discharged to 3.0 V at a constant current of 0.2 C. This constituted one cycle, and 5 cycles of formation cycles were performed. Thereafter, 200 cycles of 0.5 C constant current-constant voltage charging and constant current discharging (between 4.15 and 3.0 V) were performed in a thermostatic bath at 40°C.
The ratio of the discharge capacity at the 200th cycle to the discharge capacity at the first cycle at 40° C. was determined and defined as the cycle capacity retention rate (%).
(Discharge capacity after 200 cycles)/(Discharge capacity at first cycle)×100=Cycle capacity retention rate (%)

[ガス発生量の評価]
サイクル試験前後の電池の体積をアルキメデス法により測定し、サイクル前後の体積変化から発生したガス発生量を求めた。
(サイクル試験後の電池体積)-(サイクル試験前の電池体積)=ガス発生量(ml)
[Evaluation of gas generation amount]
The volume of the battery before and after the cycle test was measured by Archimedes' method, and the amount of gas generated was calculated from the change in volume before and after the cycle.
(Battery volume after cycle test) - (Battery volume before cycle test) = Amount of gas generated (ml)

(リチウムイオン二次電池の作製・評価)
[電解液の調製]
表2に記載の割合で各材料を混合して非水電解液を得た。
(Production and evaluation of lithium-ion secondary batteries)
[Preparation of Electrolyte Solution]
The materials were mixed in the proportions shown in Table 2 to obtain non-aqueous electrolyte solutions.

[正極の作製]
正極活物質としてLiNi0.5Mn1.5、導電材としてアセチレンブラック、結着剤としてポリフッ化ビニリデン(PVdF)のN-メチル-2-ピロリドンディスパージョンを用い、活物質、導電材、結着剤の固形分比が92/3/5(質量%比)になるよう混合した正極合剤スラリーを準備した。厚さ15μmのアルミ箔集電体上に、得られた正極合剤スラリーを均一に塗布し、乾燥した後、プレス機により圧縮成形して、正極とした。
[Preparation of Positive Electrode]
A positive electrode mixture slurry was prepared by mixing LiNi0.5Mn1.5O4 as the positive electrode active material, acetylene black as the conductive material, and an N-methyl-2-pyrrolidone dispersion of polyvinylidene fluoride (PVdF) as the binder in a solids ratio of 92/3/5 (mass % ratio) of the active material, conductive material, and binder. The resulting positive electrode mixture slurry was uniformly applied to a 15 μm thick aluminum foil current collector, dried, and then compression-molded using a press to form a positive electrode.

[負極の作製]
負極活物質として人造黒鉛粉末、SiO粉末、増粘剤としてカルボキシルメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン(カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度1質量%)、結着剤としてスチレン-ブタジエンゴムの水性ディスパージョン(スチレン-ブタジエンゴムの濃度50質量%)を用い、人造黒鉛粉末、SiO粉末、増粘剤、決着剤の固形分比が82.45/14.55/1.5/1.5(質量%比)にて水溶媒中で、混合してスラリー状とした負極合剤スラリーを準備した。厚さ10μmの銅箔に均一に塗布、乾燥した後、プレス機により圧縮形成して、負極とした。
[Fabrication of negative electrode]
As the negative electrode active material, artificial graphite powder, SiO powder, an aqueous dispersion of carboxymethyl cellulose sodium as a thickener (concentration of carboxymethyl cellulose sodium 1% by mass), and an aqueous dispersion of styrene-butadiene rubber as a binder (concentration of styrene-butadiene rubber 50% by mass) were used, and the solid content ratio of the artificial graphite powder, SiO powder, thickener, and binder was 82.45/14.55/1.5/1.5 (mass%) in an aqueous solvent to prepare a negative electrode mixture slurry. The mixture was uniformly applied to a 10 μm thick copper foil, dried, and then compressed using a press to form a negative electrode.

[ラミネートセルの作製]
上記のとおり製造した正極及び負極と、ポリプロピレン製セパレータとを、負極、セパレータ、正極の順に積層して、電池要素を作製した。この電池要素を、アルミニウムシート(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極と負極の端子を突設させながら挿入した後、表2の実施例及び比較例の電解液をそれぞれ袋内に注入し、真空封止を行い、パウチ型リチウムイオン二次電池を作製した。
[Preparation of Laminated Cell]
The positive and negative electrodes prepared as described above and a polypropylene separator were stacked in this order to prepare a battery element. This battery element was inserted into a bag made of a laminate film in which both sides of an aluminum sheet (40 μm thick) were coated with a resin layer, with the positive and negative terminals protruding. The electrolyte solutions of the Examples and Comparative Examples shown in Table 2 were then poured into the bag, which was then vacuum-sealed to prepare a pouch-type lithium-ion secondary battery.

[サイクル試験]
上記で製造したラミネートセルを、25℃において、0.1Cに相当する電流で4.9VまでCC/CV充電(0.05Cカット)した後、0.1Cの定電流で3.0Vまで放電し、これを1サイクルとして、5サイクルのフォーメーションサイクルを行った。その後、40℃の恒温槽にて0.5Cの定電流-定電圧充電、定電流放電(4.9-3.0V間)を200サイクル行った。
40℃における1サイクル目の放電容量に対する200サイクル目の放電容量の割合を求め、これをサイクル容量維持率(%)とした。
(200サイクル後の放電容量)/(1サイクル目の放電容量)×100=サイクル容量維持率(%)
[Cycle test]
The laminated cell produced above was subjected to CC/CV charging (0.05 C cut) at 25°C to 4.9 V at a current equivalent to 0.1 C, and then discharged to 3.0 V at a constant current of 0.1 C. This constituted one cycle, and 5 cycles of formation cycles were performed. Thereafter, 200 cycles of 0.5 C constant current-constant voltage charging and constant current discharging (between 4.9 and 3.0 V) were performed in a thermostatic bath at 40°C.
The ratio of the discharge capacity at the 200th cycle to the discharge capacity at the first cycle at 40° C. was determined and defined as the cycle capacity retention rate (%).
(Discharge capacity after 200 cycles)/(Discharge capacity at first cycle)×100=Cycle capacity retention rate (%)

[ガス発生量の評価]
サイクル試験前後の電池の体積をアルキメデス法により測定し、サイクル前後の体積変化から発生したガス量を求めた。
(サイクル試験後の電池体積)-(サイクル試験前の電池体積)=ガス発生量(ml)
[Evaluation of gas generation amount]
The volume of the battery before and after the cycle test was measured by Archimedes' method, and the amount of gas generated was calculated from the change in volume before and after the cycle.
(Battery volume after cycle test) - (Battery volume before cycle test) = Amount of gas generated (ml)


表中の略号は以下のとおりである。
<化合物(A)>
A-1:HCF-CF-O-CH-CH-OH
A-2:HCF-CF-CH-O-CH-CH-OH
A-3:HCF-CH-O-CH-CH-OH
A-4:CF-CF-CH-O-CH-CH-OH
A-5:CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH
A-6:HCF-CF-O-CH-CH-OLi
A-7:HCF-CF-O-CH-CH-OK
A-8:HCF-CF-O-CH-CH-ONa
A-9:HCF-CF-O-CH-CH-OCs
A-10:CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLi
<フッ素化エーテル(E)>
E-1:HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CF
E-2:HCF-CF-CH-O-CH-CH-CH-CF-CF
E-3:HCF-CH-O-CH-CH-O-CH-CF
E-4:CF-CF-CH-O-CH-CH-O-CH-CF-CF
E-5:CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
E-6:HCF-CF-CH-O-CF-CF
<その他の溶媒成分>
DME:CH-O-CH-CH-O-CH
EC:エチレンカーボネート
DMC:ジメチルカーボネート
FEC:フルオロエチレンカーボネート
TFMEC:トリフルオロメチルエチレンカーボネート
TFEMC:CF-CH-COO-CH(トリフルオロエチルメチルカーボネート)
<リチウム塩>
LiFSI:リチウムビス(フルオロスルホニル)イミド
LiTFSI:リチウムビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミド
LiPF:ヘキサフルオロリン酸リチウム
 

The abbreviations in the table are as follows:
<Compound (A)>
A-1: HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH
A-2: HCF 2 -CF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH
A-3: HCF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH
A-4: CF 3 -CF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH
A-5: CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH
A-6: HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi
A-7: HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OK
A-8: HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -ONa
A-9: HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OCs
A-10: CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi
<Fluorinated Ether (E)>
E-1: HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H
E-2: HCF 2 -CF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -CH 2 -CF 2 -CF 2 H
E-3: HCF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CF 2 H
E-4: CF 3 -CF 2 -CH 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CH 2 -CF 2 -CF 3
E-5: CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
E-6: HCF 2 -CF 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H
<Other solvent components>
DME: CH3 -O- CH2 - CH2 -O- CH3
EC: ethylene carbonate DMC: dimethyl carbonate FEC: fluoroethylene carbonate TFMEC: trifluoromethylethylene carbonate TFEMC: CF 3 —CH 2 —COO—CH 3 (trifluoroethylmethyl carbonate)
<Lithium salt>
LiFSI: Lithium bis(fluorosulfonyl)imide LiTFSI: Lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide LiPF 6 : Lithium hexafluorophosphate

Claims (19)

下記式(A)で示される化合物(A)を含有する電解液用組成物。
(A)Rf-O-CH-CH-O-R
(式中、Rfは、炭素数1~6のフルオロアルキル基であり、Rは、H、Li、Na、K又はCsである。)
An electrolyte composition comprising a compound (A) represented by the following formula (A):
(A) Rf 1 -O-CH 2 -CH 2 -O-R 1
(In the formula, Rf1 is a fluoroalkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and R1 is H, Li, Na, K, or Cs.)
前記Rfは、
HCF-CF-、
HCF-CF-CH-、
HCF-CH-、
CF-CF-CH-、又は、
CF-CHF-CF-である請求項1記載の電解液用組成物。
The Rf 1 is
HCF 2 -CF 2 -,
HCF 2 -CF 2 -CH 2 -,
HCF 2 -CH 2 -,
CF 3 —CF 2 —CH 2 —, or
2. The electrolyte composition according to claim 1, which is CF 3 --CHF--CF 2 --.
前記Rは、H又はLiである請求項1又は2記載の電解液用組成物。 3. The electrolyte composition according to claim 1 , wherein R1 is H or Li. 前記化合物(A)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.0001~30000ppmである請求項1~3のいずれかに記載の電解液用組成物。 The electrolyte solution composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the content of compound (A) is 0.0001 to 30,000 ppm relative to the electrolyte solution composition. 前記化合物(A)は、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLiからなる群より選択される少なくとも1種である請求項1~4のいずれかに記載の電解液用組成物。
The compound (A) is
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OH, and
5. The electrolyte composition according to claim 1, which is at least one selected from the group consisting of CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OLi.
下記式(E)で示されるフッ素化エーテル(E)を含有する請求項1~5のいずれかに記載の電解液用組成物。
(E)Rf-O-R
(式中、Rfは、炭素数1~5のフルオロアルキル基であり、Rは、H又は炭素数1~6のアルキル基である。Rのアルキル基は、エーテル結合及び/又はフッ素を有していてもよい。)
6. The composition for an electrolyte solution according to claim 1, which contains a fluorinated ether (E) represented by the following formula (E):
(E) Rf 2 -O-R 2
(In the formula, Rf2 is a fluoroalkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and R2 is H or an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms. The alkyl group of R2 may have an ether bond and/or fluorine.)
前記Rfは、HCF-CF-である請求項6記載の電解液用組成物。 7. The electrolyte composition according to claim 6, wherein Rf 2 is HCF 2 —CF 2 —. 前記Rは、
-CH-CH-O-CF-CFH、又は、
-CH-CH-O-CF-CHF-CF
である請求項6又は7記載の電解液用組成物。
The R2 is
—CH 2 —CH 2 —O—CF 2 —CF 2 H, or
-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
8. The composition for an electrolyte solution according to claim 6 or 7, wherein
前記フッ素化エーテル(E)は、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
からなる群より選択される少なくとも1種である請求項6~8のいずれかに記載の電解液用組成物。
The fluorinated ether (E) is
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H, and
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
The composition for an electrolyte solution according to any one of claims 6 to 8, which is at least one selected from the group consisting of:
前記フッ素化エーテル(E)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.01~99質量%である請求項6~9のいずれかに記載の電解液用組成物。 The electrolyte solution composition according to any one of claims 6 to 9, wherein the content of the fluorinated ether (E) is 0.01 to 99 mass% of the electrolyte solution composition. LiPF、LiFSI及びLiTFSIからなる群より選択される少なくとも1種のリチウム塩を含有する請求項1~10のいずれかに記載の電解液用組成物。 11. The composition for an electrolyte solution according to claim 1, which contains at least one lithium salt selected from the group consisting of LiPF 6 , LiFSI, and LiTFSI. 前記化合物(A)は、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLiからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記化合物(A)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.003~30000ppmであり、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
からなる群より選択される少なくとも1種のフッ素化エーテル(E)を含み、
前記フッ素化エーテル(E)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.5~50質量%である請求項1~11のいずれかに記載の電解液用組成物。
The compound (A) is
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OH, and
at least one selected from the group consisting of CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OLi;
the content of the compound (A) is 0.003 to 30,000 ppm relative to the electrolyte solution composition;
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H, and
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
At least one fluorinated ether (E) selected from the group consisting of:
12. The composition for an electrolyte solution according to claim 1, wherein the content of the fluorinated ether (E) is 0.5 to 50 mass % based on the mass of the composition for an electrolyte solution.
請求項12記載の電解液用組成物、及び、負極活物質としてリチウム金属を含む二次電池。 A secondary battery comprising the electrolyte composition according to claim 12 and lithium metal as a negative electrode active material. 化合物(A)は、
HCF-CF-O-CH-CH-OH、
HCF-CF-O-CH-CH-OLi、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-OLiからなる群より選択される少なくとも1種であり、
前記化合物(A)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、0.01~30000ppmであり、
HCF-CF-O-CH-CH-O-CF-CFH、及び、
CF-CHF-CF-O-CH-CH-O-CF-CHF-CF
からなる群より選択される少なくとも1種のフッ素化エーテル(E)を含み、
前記フッ素化エーテル(E)の含有量は、前記電解液用組成物に対し、40~95質量%である請求項1~11のいずれかに記載の電解液用組成物。
Compound (A) is
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OH,
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -OLi,
CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OH, and
at least one selected from the group consisting of CF 3 —CHF—CF 2 —O—CH 2 —CH 2 —OLi;
the content of the compound (A) is 0.01 to 30,000 ppm relative to the electrolyte solution composition;
HCF 2 -CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CF 2 H, and
CF 3 -CHF-CF 2 -O-CH 2 -CH 2 -O-CF 2 -CHF-CF 3
At least one fluorinated ether (E) selected from the group consisting of:
12. The composition for an electrolyte solution according to claim 1, wherein the content of the fluorinated ether (E) is 40 to 95 mass % based on the mass of the composition for an electrolyte solution.
請求項14記載の電解液用組成物、及び、負極活物質としてケイ素材料を含む二次電池。 A secondary battery comprising the electrolyte composition according to claim 14 and a silicon material as a negative electrode active material. 二次電池用である請求項1~12、14のいずれかに記載の電解液用組成物。 The electrolyte composition according to any one of claims 1 to 12 and 14, which is for use in a secondary battery. 請求項1~12、14のいずれかに記載の電解液用組成物を含む電気化学デバイス。 An electrochemical device comprising the electrolyte composition according to any one of claims 1 to 12 and 14. 請求項1~12、14のいずれかに記載の電解液用組成物を含む二次電池。 A secondary battery comprising the electrolyte composition according to any one of claims 1 to 12 and 14. 請求項1~12、14のいずれかに記載の電解液用組成物を含むリチウムイオン二次電池。
 
A lithium ion secondary battery comprising the composition for an electrolyte solution according to any one of claims 1 to 12 and 14.
PCT/JP2025/023675 2024-08-19 2025-07-01 Composition for electrolyte solution, electrochemical device, secondary battery, and lithium-ion secondary battery Pending WO2026042425A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2024137712 2024-08-19
JP2024-137712 2024-08-19

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2026042425A1 true WO2026042425A1 (en) 2026-02-26

Family

ID=98864873

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2025/023675 Pending WO2026042425A1 (en) 2024-08-19 2025-07-01 Composition for electrolyte solution, electrochemical device, secondary battery, and lithium-ion secondary battery

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2026035532A (en)
WO (1) WO2026042425A1 (en)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005293920A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery
JP2014072102A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Daikin Ind Ltd Nonaqueous electrolyte, electrochemical device, lithium ion secondary battery, and module
JP2018106979A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 ダイキン工業株式会社 Electrolyte, electrochemical device, lithium ion secondary battery and module
JP2019216094A (en) * 2018-06-07 2019-12-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lithium secondary battery
WO2022214493A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 Solvay Sa Liquid electrolyte for lithium secondary batteries
WO2024021020A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 Electrolyte solution, secondary battery, battery module, battery pack, and electrical apparatus
US20250253387A1 (en) * 2024-02-01 2025-08-07 Nano And Advanced Materials Institute Limited High voltage and flash point electrolyte for lithium metal battery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005293920A (en) * 2004-03-31 2005-10-20 Sanyo Electric Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery
JP2014072102A (en) * 2012-09-28 2014-04-21 Daikin Ind Ltd Nonaqueous electrolyte, electrochemical device, lithium ion secondary battery, and module
JP2018106979A (en) * 2016-12-27 2018-07-05 ダイキン工業株式会社 Electrolyte, electrochemical device, lithium ion secondary battery and module
JP2019216094A (en) * 2018-06-07 2019-12-19 パナソニックIpマネジメント株式会社 Lithium secondary battery
WO2022214493A1 (en) * 2021-04-08 2022-10-13 Solvay Sa Liquid electrolyte for lithium secondary batteries
WO2024021020A1 (en) * 2022-07-29 2024-02-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 Electrolyte solution, secondary battery, battery module, battery pack, and electrical apparatus
US20250253387A1 (en) * 2024-02-01 2025-08-07 Nano And Advanced Materials Institute Limited High voltage and flash point electrolyte for lithium metal battery

Also Published As

Publication number Publication date
JP2026035532A (en) 2026-03-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114068936B (en) Lithium Ion Battery
JP5582587B2 (en) Lithium ion secondary battery
CN102077406B (en) lithium secondary battery
JP6253411B2 (en) Lithium secondary battery
JP7223221B2 (en) Additive for non-aqueous electrolyte, non-aqueous electrolyte, and non-aqueous electrolyte battery
JP4779651B2 (en) Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery
KR102942042B1 (en) Electrochemical device and electronic device including the same
JP7794639B2 (en) Non-aqueous electrolytes and energy devices
CN105051966A (en) Non-aqueous electrolyte secondary battery
WO2024139630A1 (en) Lithium ion battery
WO2024212693A1 (en) High-voltage lithium ion battery
CN117039168A (en) Lithium ion battery
WO2024114206A1 (en) Lithium-ion battery
JP2012084426A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP7786798B2 (en) Nonaqueous electrolyte and lithium secondary battery containing same
JPWO2005048391A1 (en) Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery
CN117525583A (en) A lithium-ion battery
KR102909161B1 (en) Electrochemical devices and electronic devices comprising the electrochemical devices
WO2026016715A1 (en) Lithium-ion battery
CN116325270A (en) Non-aqueous electrolytic solution for lithium secondary battery and lithium secondary battery containing the non-aqueous electrolytic solution
JP7182198B2 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery, electrolyte solution, and method for manufacturing nonaqueous electrolyte secondary battery
KR102829178B1 (en) Non-aqueous electrolyte and lithium secondary battery comprising the same
JP7679542B2 (en) Nonaqueous electrolyte containing additive for nonaqueous electrolyte and lithium secondary battery containing the same
CN116885265A (en) Secondary batteries and electronic equipment
JP2025510855A (en) Nonaqueous electrolyte and lithium secondary battery containing same

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 25856563

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1