JP5300054B2 - Nonaqueous electrolyte and nonaqueous electrolyte secondary battery using the same - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a nonaqueous electrolytic solution which suppresses degradation of a solvent of an electrolytic solution, improves cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery, suppresses heightening of resistor, and improves maintenance rate of capacity, and to provide a nonaqueous electrolytic solution secondary battery using the nonaqueous electrolytic solution. <P>SOLUTION: An aprotic solvent is provided, and also the nonaqueous electrolytic solution containing a disulfonic acid ester is provided which is shown by general formulas (1) (where Z<SB>1</SB>and Z<SB>2</SB>are silylene groups independently expressed with -SiR<SB>1</SB>R<SB>2</SB>-, or alkylene groups of 1-5C) or (2) (the alkylene group of 1-5C wherein Z<SB>1</SB>and Z<SB>2</SB>may independently have a silyl group expressed with -SiR<SB>3</SB>R<SB>4</SB>R<SB>5</SB>as a substituent in the general formula (1)). <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、二次電池用の非水電解液及びそれを用いた非水電解液二次電池に関する。   The present invention relates to a non-aqueous electrolyte for a secondary battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

負極に炭素材料、酸化物、リチウム合金又はリチウム金属を用いた非水電解液リチウムイオン又はリチウム二次電池は、高いエネルギー密度を実現できることから携帯電話ノートパソコン用などの電源として注目されている。この二次電池において、負極の表面には表面膜、保護膜、ＳＥＩ（Ｓｏｌｉｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ Ｉｎｔｅｒｆａｃｅ：固体電解質界面） 又は皮膜等と呼ばれる膜（以下、「表面膜」とも呼ぶ。）が生成することが知られている。この表面膜は、充放電効率、サイクル寿命、安全性に大きな影響を及ぼすことから負極の高性能化には表面膜の制御が不可欠であることが知られている。炭素材料、酸化物材料についてはその不可逆容量の低減が必要であり、リチウム金属、合金負極においては充放電効率の低下とデンドライト（樹枝状結晶）生成による安全性の問題を解決する必要がある。   A non-aqueous electrolyte lithium ion or lithium secondary battery using a carbon material, an oxide, a lithium alloy, or lithium metal as a negative electrode has been attracting attention as a power source for a mobile phone notebook computer or the like because it can realize a high energy density. In this secondary battery, it is known that a film called a surface film, a protective film, SEI (Solid Electrolyte Interface) or a film (hereinafter also referred to as “surface film”) is formed on the surface of the negative electrode. It has been. Since this surface film has a great influence on charge / discharge efficiency, cycle life and safety, it is known that control of the surface film is indispensable for improving the performance of the negative electrode. For carbon materials and oxide materials, it is necessary to reduce the irreversible capacity, and for lithium metal and alloy negative electrodes, it is necessary to solve the problem of safety due to the decrease in charge / discharge efficiency and the generation of dendrites (dendrites).

これらの課題を解決する手法として様々な手法が提案されてきている。例えば、リチウム金属又はリチウム合金の表面に、化学反応を利用してフッ化リチウム等からなる皮膜層を設けることによってデンドライトの生成を抑制することが提案されている。   Various techniques have been proposed as a technique for solving these problems. For example, it has been proposed to suppress the formation of dendrite by providing a film layer made of lithium fluoride or the like using a chemical reaction on the surface of lithium metal or lithium alloy.

特許文献１には、フッ化水素酸を含有する電解液にリチウム負極を曝し、負極をフッ化水素酸と反応させることによりその表面をフッ化リチウムの膜で覆う技術が開示されている。フッ化水素酸は、ＬｉＰＦ₆および微量の水の反応により生成する。一方、リチウム負極表面には、空気中での自然酸化により水酸化リチウムや酸化リチウムの表面膜が形成されている。これらが反応することにより、負極表面にフッ化リチウムの表面膜が生成する。しかしながら、このフッ化リチウム膜は、電極界面と液との反応を利用して形成されるものであり、副反応成分が表面膜中に混入しやすく、均一な膜が得られにくい。又、水酸化リチウムや酸化リチウムの表面膜が均一に形成されていない場合や一部リチウムがむきだしになっている部分が存在する場合もある。これらの場合には均一な薄膜の形成ができないか、又は水やフッ化水素等とリチウムが反応することによる問題が生じる。又、反応が不十分であった場合には、フッ化物以外の不要な化合物成分が残り、イオン伝導性の低下を招く場合があった。さらに、このような界面での化学反応を利用してフッ化物層を形成する方法では、利用できるフッ化物や電解液の選択幅が限定され、安定な表面膜を歩留まり良く形成することは困難であった。 Patent Document 1 discloses a technique in which a lithium negative electrode is exposed to an electrolytic solution containing hydrofluoric acid, and the negative electrode is reacted with hydrofluoric acid to cover the surface with a lithium fluoride film. Hydrofluoric acid is produced by the reaction of LiPF ₆ and a small amount of water. On the other hand, a surface film of lithium hydroxide or lithium oxide is formed on the surface of the lithium negative electrode by natural oxidation in air. When these react, a surface film of lithium fluoride is generated on the negative electrode surface. However, this lithium fluoride film is formed by utilizing the reaction between the electrode interface and the liquid, and side reaction components are easily mixed into the surface film, making it difficult to obtain a uniform film. In some cases, the surface film of lithium hydroxide or lithium oxide is not formed uniformly, or there is a part where lithium is exposed. In these cases, a uniform thin film cannot be formed, or a problem arises due to the reaction of water, hydrogen fluoride, or the like with lithium. In addition, when the reaction is insufficient, unnecessary compound components other than fluoride remain and may cause a decrease in ion conductivity. Furthermore, in the method of forming a fluoride layer using such a chemical reaction at the interface, the selection range of the available fluoride and electrolyte is limited, and it is difficult to form a stable surface film with a high yield. there were.

特許文献２では、アルゴンとフッ化水素の混合ガスとアルミニウム−リチウム合金とを反応させ、負極表面にフッ化リチウムの表面膜を得ている。しかしながら、リチウム金属表面にあらかじめ表面膜が存在する場合、特に複数種の化合物が存在する場合には反応が不均一になり易く、フッ化リチウムの膜を均一に形成することが困難である。このため、十分なサイクル特性のリチウム二次電池を得ることが困難となる。   In Patent Document 2, a mixed gas of argon and hydrogen fluoride and an aluminum-lithium alloy are reacted to obtain a lithium fluoride surface film on the negative electrode surface. However, when a surface film is present on the lithium metal surface in advance, particularly when a plurality of types of compounds are present, the reaction tends to be non-uniform, and it is difficult to form a lithium fluoride film uniformly. For this reason, it becomes difficult to obtain a lithium secondary battery having sufficient cycle characteristics.

特許文献３には、均一な結晶構造すなわち（１００）結晶面が優先的に配向しているリチウムシートの表面に、岩塩型結晶構造を持つ物質を主成分とする表面皮膜構造を形成する技術が開示されている。こうすることにより、均一な析出溶解反応すなわち電池の充放電を行うことができ、リチウム金属のデンドライト析出を抑え、電池のサイクル寿命が向上できるとされている。表面膜に用いる物質としては、リチウムのハロゲン化物を有していることが好ましく、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩより選ばれる少なくとも一種と、ＬｉＦとの固溶体を用いることが好ましいと述べられている。具体的には、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩの少なくとも一種と、ＬｉＦとの固溶体皮膜を形成するために、押圧処理（圧延）により作製した（１００）結晶面が優先的に配向しているリチウムシートを、塩素分子若しくは塩素イオン、臭素分子若しくは臭素イオン、ヨウ素分子若しくはヨウ素イオンのうち少なくとも一種とフッ素分子若しくはフッ素イオンを含有している電解液に浸すことにより非水電解質電池用負極を作製している。ところが、特許文献３では、圧延のリチウム金属シートを用いており、リチウムシートが大気中に曝され易いため表面に水分などに由来する皮膜が形成され易く、活性点の存在が不均一となり、目的とした安定な表面膜を作ることが困難となり、デンドライトの抑制効果は必ずしも充分に得られなかった。   Patent Document 3 discloses a technique for forming a surface film structure mainly composed of a substance having a rock salt type crystal structure on the surface of a lithium sheet having a uniform crystal structure, that is, a (100) crystal plane preferentially oriented. It is disclosed. By carrying out like this, it is said that uniform precipitation dissolution reaction, ie, charge / discharge of a battery, can be performed, dendrite precipitation of lithium metal can be suppressed, and the cycle life of the battery can be improved. It is stated that the substance used for the surface film preferably has a halide of lithium, and it is preferable to use a solid solution of LiF with at least one selected from LiCl, LiBr, and LiI. Specifically, in order to form a solid solution film of at least one of LiCl, LiBr, and LiI and LiF, a lithium sheet with a (100) crystal plane preferentially oriented formed by pressing (rolling) is used. A negative electrode for a non-aqueous electrolyte battery is produced by immersing in an electrolyte containing at least one of chlorine molecules or chlorine ions, bromine molecules or bromine ions, iodine molecules or iodine ions and fluorine molecules or fluorine ions. . However, in Patent Document 3, a rolled lithium metal sheet is used, and since the lithium sheet is easily exposed to the atmosphere, a film derived from moisture or the like is easily formed on the surface, and the presence of active sites becomes nonuniform. Therefore, it was difficult to produce a stable surface film, and the effect of suppressing dendrite was not always sufficiently obtained.

非特許文献１、非特許文献２において、ユーロピウム等のランタノイド系遷移金属とイミドアニオンの錯体のリチウム金属負極への効果について報告している。ここでは、プロピレンカーボネート又はエチレンカーボネートと１，２−ジメトキシエタンの混合溶媒にリチウム塩としてＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂を溶解させた電解液に、さらにＥｕ（ＣＦ₃ＳＯ₃）₃を添加剤として添加し、電解液中に浸漬されたＬｉ金属上にＥｕ［（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂］₃錯体からなる表面膜を形成している。この方法は、サイクル寿命の改善にある程度の効果があるが、十分とはいえなかった。又、電解質としてＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂をなどの比較的高価なリチウムイミド塩を用いることが必須であり、これ以外のリチウム塩（たとえば一般的にＬｉＰＦ₆）遷移金属およびＣＦ₃ＳＯ₃ ^-イオンからなる錯体を添加しても、遷移金属およびイミドアニオンからなる錯体は形成されないため、サイクル特性は改善されない。さらにリチウムイミド塩を電解質として用いる場合、ＬｉＰＦ₆などを用いる場合と比較して電解液の抵抗が高くなるため電池の内部抵抗が上昇するという課題を有していた。 Non-Patent Document 1 and Non-Patent Document 2 report the effect of a complex of a lanthanoid transition metal such as europium and an imide anion on a lithium metal negative electrode. Here, Eu (CF ₃ SO ₃ ) ₃ is further added to an electrolyte obtained by dissolving LiN (C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ as a lithium salt in a mixed solvent of propylene carbonate or ethylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane. A surface film made of Eu [(C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ ] ₃ complex is formed on Li metal that is added as an additive and immersed in the electrolytic solution. This method is effective to some extent in improving the cycle life, but it is not sufficient. In addition, it is essential to use a relatively expensive lithium imide salt such as LiN (C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ as the electrolyte, and other lithium salts (for example, generally LiPF ₆ ) transition metals and CF _3. Even when a complex composed of SO ₃ ⁻ ions is added, a complex composed of a transition metal and an imide anion is not formed, and thus the cycle characteristics are not improved. Furthermore, when lithium imide salt is used as an electrolyte, the resistance of the electrolyte solution is higher than when LiPF ₆ or the like is used, so that the internal resistance of the battery is increased.

又、リチウムイオンを吸蔵、放出し得る黒鉛や非晶質炭素等の炭素材料を負極として用いた場合、容量および充放電効率の向上に係る技術が報告されている。   In addition, when a carbon material such as graphite or amorphous carbon capable of occluding and releasing lithium ions is used as the negative electrode, a technique for improving capacity and charge / discharge efficiency has been reported.

特許文献４では、アルミニウムで炭素材料を被覆した負極が提案されている。これにより、リチウムイオンと溶媒和した溶媒分子の炭素表面での還元分解が抑制され、サイクル寿命の劣化を抑えられるとされている。但し、アルミニウムが微量の水と反応してしまうため、サイクルを繰り返すと急速に容量が低下することがあった。   In patent document 4, the negative electrode which coat | covered the carbon material with aluminum is proposed. Thereby, reductive decomposition on the carbon surface of solvent molecules solvated with lithium ions is suppressed, and deterioration of cycle life is suppressed. However, since aluminum reacts with a small amount of water, the capacity may decrease rapidly when the cycle is repeated.

又、特許文献５では、炭素材料の表面をリチウムイオン伝導性固体電解質の薄膜を被覆した負極が提示されている。これにより、炭素材料を使用した際に生じる溶媒の分解を抑制し、特に炭酸プロピレンを使用できるリチウムイオン二次電池を提供できるとされている。しかしながら、リチウムイオンの挿入、脱離時の応力変化により固体電解質中に生じるクラックが特性劣化を導く。又、固体電解質の結晶欠陥等の不均一性により、負極表面において均一な反応が得られずサイクル寿命の劣化につながることがあった。   Patent Document 5 proposes a negative electrode in which the surface of a carbon material is covered with a thin film of a lithium ion conductive solid electrolyte. Thereby, it is said that the decomposition | disassembly of the solvent which arises when using a carbon material can be suppressed, and can provide the lithium ion secondary battery which can use especially a propylene carbonate. However, cracks generated in the solid electrolyte due to changes in stress during insertion and desorption of lithium ions lead to deterioration of characteristics. Further, due to non-uniformity such as crystal defects of the solid electrolyte, a uniform reaction cannot be obtained on the negative electrode surface, leading to deterioration of cycle life.

特許文献６では、格子面（００２）面におけるｄ値が３．３７Å以下の炭素材料を負極とし、炭酸エステルが含まれている非水電解液からなる非水電解液二次電池において、ビニレンカーボネート誘導体を含んだ二次電池が開示されている。これにより、炭素負極上での非水電解液の分解を抑制し、非水二次電池のサイクル特性を改善できるとしている。しかし、ビニレンカーボネート、ビニレンカーボネート誘導体を用いた二次電池の性能には、未だ改良の余地があり、高温特性、サイクル特性のさらなる向上が求められている。   In Patent Document 6, in a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising a non-aqueous electrolyte containing a carbonic acid ester having a carbon material having a d-value of 3.37 mm or less on the lattice plane (002) plane as a negative electrode, vinylene carbonate is used. A secondary battery including a derivative is disclosed. Thereby, the decomposition of the non-aqueous electrolyte on the carbon negative electrode is suppressed, and the cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery can be improved. However, there is still room for improvement in the performance of secondary batteries using vinylene carbonate and vinylene carbonate derivatives, and further improvements in high temperature characteristics and cycle characteristics are required.

特許文献７では、負極がグラファイトを含む材料からなり、電解液として環状カーボネートおよび鎖状カーボネートを主成分とし、且つ前記電解液中に０．１ｗｔ％以上４ｗｔ％以下の１，３−プロパンスルトンおよび／又は１，４−ブタンスルトンを含んだ二次電池が開示されている。ここで、１，３−プロパンスルトンや１，４−ブタンスルトンは、炭素材料表面での不働態皮膜形成に寄与し、天然黒鉛や人造黒鉛などの活性で高結晶化した炭素材料を不働態皮膜で被覆し、電池の正常な反応を損なうことなく電解液の分解を抑制する効果を有するものと考えられている。しかしながら、この方法では十分な皮膜効果が得られず、溶媒分子又はアニオンの分解による電荷が不可逆容量成分として現れ、初回充放電効率の低下を導くという課題を有していた。又、生成した皮膜成分の抵抗が高く、特に高温化では経時の抵抗の上昇率が大きいという課題を有していた。特許文献８および９にはスルホニル基を２個有する環式スルホン酸エステルの製造方法が開示されている。又、スルホニル基を有する化合物としての記載が特許文献１０（スルホラン）、特許文献１１〜１３（１，３−プロパンスルトンや１，４−ブタンスルトン）、特許文献１４（アルカンスルホン酸無水物）、特許文献１５（γスルトン化合物）、特許文献１６（スルホレン誘導体）にある。更にビニレンカーボネート又はその誘導体について特許文献１７〜２５に記載されている。又、特許文献２６にはケイ素を含む鎖式スルホン酸エステルを加えることにより電解液の化学的安定性が向上し、その電解液の分解反応を抑制し、非水二次電池のサイクル特性を改善できるとし、特許文献２７には電解液にケイ素を含む環式スルホン酸エステルを加えた非水二次電池が長期使用若しくは高温保存における小さな内部抵抗と高い電気容量を維持し、非水二次電池のサイクル特性を改善できるとしている。特許文献２８には環状有機ケイ素化合物の製造方法が記載されている。   In Patent Document 7, the negative electrode is made of a material containing graphite, and cyclic carbonate and chain carbonate are the main components as the electrolyte, and 0.1 to 4 wt% of 1,3-propane sultone in the electrolyte and A secondary battery containing 1,4-butane sultone is disclosed. Here, 1,3-propane sultone or 1,4-butane sultone contributes to the formation of a passive film on the surface of the carbon material, and the active and highly crystallized carbon material such as natural graphite or artificial graphite is a passive film. It is considered that the coating has an effect of suppressing the decomposition of the electrolyte without impairing the normal reaction of the battery. However, this method has a problem that a sufficient film effect cannot be obtained, and charge due to decomposition of solvent molecules or anions appears as an irreversible capacity component, leading to a decrease in initial charge / discharge efficiency. In addition, the resistance of the generated film component is high, and there is a problem that the rate of increase in resistance with time is large especially at high temperatures. Patent Documents 8 and 9 disclose a method for producing a cyclic sulfonic acid ester having two sulfonyl groups. Moreover, the description as a compound which has a sulfonyl group is patent document 10 (sulfolane), patent documents 11-13 (1,3-propane sultone and 1,4-butane sultone), patent document 14 (alkanesulfonic acid anhydride), patent Document 15 (γ sultone compound) and Patent Document 16 (sulfolene derivative). Further, vinylene carbonate or derivatives thereof are described in Patent Documents 17 to 25. In addition, in Patent Document 26, the chemical stability of the electrolytic solution is improved by adding a chain sulfonate ester containing silicon, the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed, and the cycle characteristics of the non-aqueous secondary battery are improved. In Patent Document 27, a non-aqueous secondary battery in which a cyclic sulfonic acid ester containing silicon is added to an electrolytic solution maintains a small internal resistance and a high electric capacity during long-term use or high-temperature storage. The cycle characteristics can be improved. Patent Document 28 describes a method for producing a cyclic organosilicon compound.

特開平７−３０２６１７号公報JP-A-7-302617 特開平８−２５０１０８号公報JP-A-8-250108 特開平１１−２８８７０６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-288706 特開平５−２３４５８３号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-234583 特開平５−２７５０７７号公報JP-A-5-275077 特開平７−１２２２９６号公報JP-A-7-122296 特開２０００−３７２４号公報JP 2000-3724 A 特公平５−４４９４６号公報Japanese Patent Publication No. 5-44946 米国特許第４９５０７６８号明細書U.S. Pat. No. 4,950,768 特開昭６０−１５４４７８号公報JP 60-154478 A 特開昭６２−１００９４８号公報JP-A-62-100948 特開昭６３−１０２１７３号公報JP 63-102173 A 特開平１１−３３９８５０号公報JP 11-339850 A 特開平１０−１８９０４１号公報JP-A-10-189041 特開２０００−２３５８６６号公報JP 2000-235866 A 特開２０００−２９４２７８号公報JP 2000-294278 A 特開平４−１６９０７５号公報JP-A-4-16975 特開平８−４５５４５号公報JP-A-8-45545 特開平５−８２１３８号公報JP-A-5-82138 特開平５−７４４８６号公報Japanese Patent Laid-Open No. 5-74486 特開平６−５２８８７号公報JP-A-6-52887 特開平１１−２６０４０１号公報JP-A-11-260401 特開２０００−２０８１６９号公報JP 2000-208169 A 特開２００１−３５５３０号公報JP 2001-35530 A 特開２０００−１３８０７１号公報JP 2000-138071 A 特開２００８−１４６９２９号公報JP 2008-146929 A 特開２００７−２０７４３３号公報JP 2007-207433 A 国際公開第ＷＯ２００５／０４４８２８号パンフレットInternational Publication No. WO2005 / 044828 Pamphlet ２０００年電気化学秋季大会講演要旨集２Ａ２４（２０００年）2000 Electrochemical Fall Conference Abstracts 2A24 (2000) 第４１回電池討論会講演要旨集１Ｅ０３（２０００年）The 41st Battery Symposium Abstracts 1E03 (2000)

以上のような従来の技術では電池特性の向上に対する十分な皮膜効果が得られておらず、次のような課題を有していた。   The conventional techniques as described above have not had a sufficient film effect for improving battery characteristics, and have the following problems.

負極表面に生成する表面膜は、その性質によって充放電効率、サイクル寿命、安全性に深く関わっているが、その膜の制御を長期にわたって行える手法はまだ存在していない。例えば、リチウムやその合金からなる層の上にリチウムハロゲン化物又はガラス状酸化物からなる表面膜を形成した場合、初期使用時にはデンドライトの抑制効果が一定程度得られるものの、繰り返し使用していると、表面膜が劣化して保護膜としての機能が低下する。これは、リチウムやその合金からなる層は、リチウムを吸蔵・放出することにより体積変化する一方、その上部に位置するリチウムハロゲン化物等からなる被膜は体積変化がほとんどないため、これらの層およびこれらの界面に内部応力が発生することが原因と考えられる。このような内部応力が発生することにより、特にリチウムハロゲン化物等からなる表面膜の一部が破損し、デンドライトの抑制機能が低下するものと考えられる。   The surface film formed on the surface of the negative electrode is deeply related to charge / discharge efficiency, cycle life, and safety depending on its properties, but there is still no method for controlling the film for a long time. For example, when a surface film made of lithium halide or glassy oxide is formed on a layer made of lithium or an alloy thereof, a dendrite suppressing effect is obtained to a certain degree at the initial use, but when repeatedly used, The surface film is deteriorated and the function as a protective film is lowered. This is because a layer made of lithium or an alloy thereof changes in volume by occlusion / release of lithium, whereas a film made of lithium halide or the like located on the upper side hardly changes in volume. This is thought to be due to the generation of internal stress at the interface. By generating such internal stress, it is considered that a part of the surface film made of lithium halide or the like is particularly damaged, and the dendrite suppressing function is lowered.

又、黒鉛等の炭素材料に関しては、十分な皮膜効果が得られず、溶媒分子又はアニオンの分解による電荷が不可逆容量成分として現れ、初回充放電効率の低下を導く。又、このとき生じた膜の組成、結晶状態、安定性等がその後の効率、サイクル寿命に大きな影響を及ぼす。さらに黒鉛や非晶質炭素負極に存在する微量の水分による電解液の溶媒の分解を促進していた。黒鉛や非晶質炭素負極を用いる場合には、水分子の除去も行う必要もある。   In addition, with respect to carbon materials such as graphite, a sufficient film effect cannot be obtained, and charge due to decomposition of solvent molecules or anions appears as an irreversible capacity component, leading to a decrease in initial charge / discharge efficiency. Further, the composition, crystal state, stability, etc. of the film produced at this time have a great influence on the subsequent efficiency and cycle life. Furthermore, the decomposition of the solvent of the electrolytic solution was promoted by a small amount of moisture present in the graphite or amorphous carbon negative electrode. When using graphite or an amorphous carbon negative electrode, it is also necessary to remove water molecules.

このように負極表面に生成する皮膜は、その性質によって充放電効率、サイクル寿命、安全性等に深く関わっているが、その膜の制御を長期にわたって行える手法はまだ存在しておらず、負極に安定で十分な充放電効率を導く皮膜を形成させる電解液の開発が望まれていた。   As described above, the film formed on the surface of the negative electrode is deeply related to charge / discharge efficiency, cycle life, safety, etc. depending on its properties, but there is still no method for controlling the film for a long period of time. It has been desired to develop an electrolytic solution that forms a film that leads to stable and sufficient charge / discharge efficiency.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明の課題は、溶媒の分解を抑制し、二次電池のサイクル寿命を向上させ、二次電池の抵抗上昇を抑制し、二次電池の容量維持率を向上させる非水電解液およびそれを用いた非水電解液二次電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to suppress the decomposition of the solvent, improve the cycle life of the secondary battery, suppress the increase in resistance of the secondary battery, and An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte that improves the capacity retention rate of the battery and a non-aqueous electrolyte secondary battery using the same.

本発明者らは、非プロトン性溶媒を溶媒として用いた電解液において、環状のジスルホン酸エステル化合物にケイ素を有する時に上記課題が解決されることを見出し、本発明に至った。   The present inventors have found that the above problems can be solved when the cyclic disulfonic acid ester compound has silicon in an electrolytic solution using an aprotic solvent as a solvent, and have reached the present invention.

すなわち本発明によれば、非プロトン性溶媒と、下記一般式（１）又は（２）で示されるケイ素を有するジスルホン酸エステルとを含むことを特徴とする非水電解液が得られる。   That is, according to the present invention, there can be obtained a nonaqueous electrolytic solution comprising an aprotic solvent and a disulfonic acid ester having silicon represented by the following general formula (1) or (2).

但し、Ｚ₁、Ｚ₂はそれぞれ独立に−ＳｉＲ₁Ｒ₂−で表されるシリレン基、又は炭素数１〜５のアルキレン基（但し、一つ以上のシリレン基を含んでも良い）であり（但し、Ｚ₁、Ｚ₂の少なくとも一つはシリレン基を有する）、Ｒ₁〜Ｒ₂はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。 However, Z ₁ and Z ₂ are each independently a silylene group represented by —SiR ₁ R ₂ — or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (however, one or more silylene groups may be included) ( Provided that at least one of Z ₁ and Z ₂ has a silylene group), R _{1 to} R ₂ are each independently hydrogen, halogen, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkenyl group or an alkoxy group.

但し、Ｚ₃、Ｚ₄はそれぞれ独立に−ＳｉＲ₃Ｒ₄Ｒ₅で表されるシリル基を置換基として有しても良い炭素数１〜５のアルキレン基（但し、Ｚ₃、Ｚ₄の少なくとも一つは前記シリル基を有する）であり、Ｒ₃〜Ｒ₅はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。 However, Z ₃ and Z ₄ are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may have a silyl group represented by —SiR ₃ R ₄ R ₅ as a substituent (provided that Z ₃ and Z ₄ At least one has the silyl group), and R _{3 to} R ₅ are each independently hydrogen, halogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. It is.

又本発明は、前記一般式（１）又は（２）で示される化合物に加え、スルホニル基を有する一以上の化合物を含むことが好ましく、前記スルホニル基を有する一以上の化合物として下記一般式（３）で示される化合物を含むことが好ましい。   In addition to the compound represented by the general formula (1) or (2), the present invention preferably includes one or more compounds having a sulfonyl group. The one or more compounds having a sulfonyl group are represented by the following general formula ( It is preferable that the compound shown by 3) is included.

但し、上記一般式（３）において、Ｑは酸素原子、メチレン基又は単結合、Ａ1は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、炭素数１〜６のポリフルオロアルキレン基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基から選ばれる基を示す。Ａ2は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、カルボニル基、スルフィニル基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、から選ばれる基を示す。   However, in the said General formula (3), Q is an oxygen atom, a methylene group, or a single bond, A1 is a substituted or unsubstituted C1-C5 alkylene group, a C1-C6 polyfluoroalkylene group, and A group selected from a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms is shown. A2 is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfinyl group, a polyfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, substituted Or a group in which at least one C—C bond in an unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is a C—O—C bond, or at least a C—C bond in a polyfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A group in which one site is a C—O—C bond, and a group in which at least one C—C bond in a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms is a C—O—C bond, Represents a group selected from:

更に本発明は、前記スルホニル基を有する一以上の化合物として、下記一般式（３）で示されるスルトン化合物を含むことが好ましい。   Furthermore, it is preferable that this invention contains the sultone compound shown by following General formula (3) as one or more compounds which have the said sulfonyl group.

但し、上記一般式（４）において、ｎは０以上２以下の整数である。又、Ｒ₆〜Ｒ₁₁は、水素原子、炭素数１以上１２以下のアルキル基、炭素数３以上６以下のシクロアルキル基、炭素数６以上１２以下のアリール基から選択される基を示す。 However, in the general formula (4), n is an integer of 0 or more and 2 or less. R _{6 to} R ₁₁ represent a group selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

更に本発明は、前記一般式（１）又は（２）に示される化合物が、電解液全体の０．００５質量％以上１０質量％以下含まれることが好ましく、ビニレンカーボネート又はその誘導体を含むことが好ましく、前記非プロトン性溶媒が、環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ラクトン類、環状エーテル類、鎖状エーテル類およびこれらのいずれかのフッ素誘導体、からなる群から選択された一又は二以上の溶媒を含むことが好ましく、リチウム塩として、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｌＣｌ₄、およびＬｉＮ（Ｃ_nＦ_2n+1ＳＯ₂）（Ｃ_mＦ_2m+1ＳＯ₂）（ｎ、ｍは自然数）からなる群から選択された一以上の物質を含むことが好ましい。 Furthermore, in the present invention, the compound represented by the general formula (1) or (2) is preferably contained in an amount of 0.005% by mass or more and 10% by mass or less of the entire electrolytic solution, and includes vinylene carbonate or a derivative thereof. Preferably, the aprotic solvent is a group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, aliphatic carboxylic acid esters, γ-lactones, cyclic ethers, chain ethers, and fluorine derivatives thereof. preferably includes one or more solvents selected from, as the lithium _{salt, LiPF 6, LiBF 4, LiAsF} 6, LiSbF 6, LiClO 4, LiAlCl 4, and _{LiN (C n F 2n + 1} SO 2) It is preferable to include one or more substances selected from the group consisting of (C _m F _{2m + 1} SO ₂ ) (n and m are natural numbers).

又本発明によれば、前記非水電解液と少なくとも正極と負極を備えたことを特徴とする非水電解液二次電池が得られ、前記正極の正極活物質としてリチウム含有複合酸化物を含むことが好ましく、前記負極の負極活物質として、リチウムを吸蔵、放出できる材料、リチウム金属、リチウムと合金を形成することができる金属材料、および酸化物材料、からなる群から選択される一又は二以上の物質を含むことが好ましく、前記負極活物質が炭素材料を含むことが好ましく、前記炭素材料が黒鉛であってもよく、前記炭素材料が非晶質炭素であってもよい。   According to the present invention, a non-aqueous electrolyte secondary battery comprising the non-aqueous electrolyte, at least a positive electrode, and a negative electrode is obtained, and the lithium-containing composite oxide is included as a positive electrode active material of the positive electrode. Preferably, the negative electrode active material of the negative electrode is one or two selected from the group consisting of a material capable of inserting and extracting lithium, a lithium metal, a metal material capable of forming an alloy with lithium, and an oxide material. Preferably, the negative electrode active material includes a carbon material, the carbon material may be graphite, and the carbon material may be amorphous carbon.

本発明に係る二次電池用電解液は、上記一般式（１）又は（２）で示されるジスルホン酸エステルを含み、上記一般式（１）又は（２）で示される化合物は、電池の電極界面における不働態皮膜形成に寄与し、結果として溶媒分子の分解を抑制する。又、正極がマンガンを含む酸化物の場合、マンガンの溶出を抑え、又溶出したマンガンが負極に付着することを防ぐ。よって本発明に係る二次電池用電解液を非水電解液二次電池に用いることにより、負極に皮膜を形成し、又マンガンなどの溶出に対する影響を緩和できるなどの効果より、二次電池のサイクル特性を向上することができ、且つ抵抗上昇を抑制できることとなる。   The electrolytic solution for a secondary battery according to the present invention contains a disulfonic acid ester represented by the general formula (1) or (2), and the compound represented by the general formula (1) or (2) is an electrode of a battery. It contributes to the formation of a passive film at the interface and consequently suppresses the decomposition of solvent molecules. Further, when the positive electrode is an oxide containing manganese, elution of manganese is suppressed, and the eluted manganese is prevented from adhering to the negative electrode. Therefore, by using the secondary battery electrolyte solution according to the present invention for a non-aqueous electrolyte secondary battery, it is possible to form a film on the negative electrode and reduce the influence on elution of manganese, etc. Cycling characteristics can be improved and resistance rise can be suppressed.

本発明によれば、非プロトン性有機溶媒と、上記一般式（１）又は（２）で示される化合物とを含む電解質を用いることにより、非水電解液二次電池の電解液の溶媒の分解を抑制することができる。又、本発明によれば、非水電解液二次電池の充放電効率、サイクル寿命を向上させることができる。又、本発明によれば、二次電池の抵抗上昇を抑制することができる。又、本発明によれば、二次電池の容量維持率を向上させることができる。尚、本発明に係る二次電池用電解液は、溶媒に対し上記一般式（１）又は（２）で示される化合物を溶解させる工程と、リチウム塩を溶解させる工程により、簡便で安定的に製造される。   According to the present invention, by using an electrolyte containing an aprotic organic solvent and the compound represented by the general formula (1) or (2), the decomposition of the solvent of the electrolyte solution of the non-aqueous electrolyte secondary battery is performed. Can be suppressed. Further, according to the present invention, the charge / discharge efficiency and cycle life of the nonaqueous electrolyte secondary battery can be improved. Further, according to the present invention, it is possible to suppress an increase in resistance of the secondary battery. Further, according to the present invention, the capacity maintenance rate of the secondary battery can be improved. In addition, the electrolyte solution for secondary batteries according to the present invention is simple and stable by a step of dissolving the compound represented by the general formula (1) or (2) and a step of dissolving a lithium salt in a solvent. Manufactured.

以下、本発明の非水電解液の構成について説明する。非水電解液は、非プロトン性溶媒と、下記一般式（１）又は（２）で示されるジスルホン酸エステルとを含む。   Hereinafter, the configuration of the non-aqueous electrolyte of the present invention will be described. The nonaqueous electrolytic solution contains an aprotic solvent and a disulfonic acid ester represented by the following general formula (1) or (2).

但し、Ｚ₁、Ｚ₂はそれぞれ独立に−ＳｉＲ₁Ｒ₂−で表されるシリレン基、又は炭素数１〜５のアルキレン基（但し、一つ以上のシリレン基を含んでも良い）であり（但し、Ｚ₁、Ｚ₂の少なくとも一つはシリレン基を有する）、Ｒ₁〜Ｒ₂はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。 However, Z ₁ and Z ₂ are each independently a silylene group represented by —SiR ₁ R ₂ — or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (however, one or more silylene groups may be included) ( Provided that at least one of Z ₁ and Z ₂ has a silylene group), R _{1 to} R ₂ are each independently hydrogen, halogen, a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, An alkenyl group or an alkoxy group.

但し、Ｚ₃、Ｚ₄はそれぞれ独立に−ＳｉＲ₃Ｒ₄Ｒ₅で表されるシリル基を置換基として有しても良い炭素数１〜５のアルキレン基（但し、Ｚ₃、Ｚ₄の少なくとも一つは前記シリル基を有する）であり、Ｒ₃〜Ｒ₅はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。 However, Z ₃ and Z ₄ are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may have a silyl group represented by —SiR ₃ R ₄ R ₅ as a substituent (provided that Z ₃ and Z ₄ At least one has the silyl group), and R _{3 to} R ₅ are each independently hydrogen, halogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. It is.

一般式（１）又は（２）において、R₁〜R₅で表されるハロゲンとして、フッ素、塩素、臭素、などが代表例として挙げられ、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基の置換基としては、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、ｎ−ブチル基、２−メチルプロピル基、１−クロロエチル基、１−フルオロ−３−クロロブチル基などが代表例として挙げられ、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルケニル基の置換基としては、ビニル基、アリル基などが代表例として挙げられる。 In the general formula (1) or (2), examples of the halogen represented by R _{1 to} R ₅ include fluorine, chlorine, bromine, etc., and a substituted or unsubstituted branched group having 1 to 6 carbon atoms. Representative examples of the substituent of the alkyl group may include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an n-butyl group, a 2-methylpropyl group, a 1-chloroethyl group, and a 1-fluoro-3-chlorobutyl group. Typical examples of the substituent of the substituted or unsubstituted alkenyl group having 1 to 6 carbon atoms include a vinyl group and an allyl group.

本発明において、ジスルホン酸エステル化合物にケイ素を含むことによる効果については明確ではないが、電池の充放電時の電気化学反応によりケイ素部分が例えば重合反応を起こすなどにより電極表面にさらに安定な皮膜が形成され、電解液や支持塩の分解反応を抑制しサイクル特性や保存特性における電池特性の低下を抑制することが考えられる。   In the present invention, the effect of including silicon in the disulfonic acid ester compound is not clear, but a more stable film is formed on the electrode surface due to, for example, a polymerization reaction of the silicon portion due to an electrochemical reaction during charge / discharge of the battery. It is conceivable to suppress the degradation reaction of the battery characteristics in the cycle characteristics and the storage characteristics by suppressing the decomposition reaction of the electrolytic solution and the supporting salt.

以下、上記一般式（１）又は（２）で示される化合物の代表例を表１に具体的に例示するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   Hereinafter, typical examples of the compound represented by the general formula (1) or (2) are specifically exemplified in Table 1, but the present invention is not limited thereto.

上記一般式（１）及び（２）に示す化合物は、例えば特許文献８又は特許文献９及び特許文献２８に示される製造方法を組み合わせて用いることにより得ることができる。   The compounds represented by the above general formulas (1) and (2) can be obtained by using, for example, a combination of the production methods shown in Patent Document 8 or Patent Document 9 and Patent Document 28.

一般式（１）又は（２）で示される化合物の非水電解液に占める割合は特に限定されないが、非水電解液全体の０．００５〜 １０質量（以下、ｗｔと記載）％で含まれることが好ましい。一般式（１）又は（２）で示される化合物の濃度を０．００５ｗｔ％以上とすることにより、十分な皮膜効果を得ることができる。より好ましくは０．０１ｗｔ％以上添加され、こうすることにより、電池特性をさらに向上させることができる。又、１０ｗｔ％以下とすることにより、非水電解液の粘性の上昇、およびそれに伴う抵抗の増加を抑制することができる。より好ましくは５ｗｔ％以下添加され、こうすることにより、電池特性をさらに向上させることができる。   The proportion of the compound represented by the general formula (1) or (2) in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is included in 0.005 to 10 mass (hereinafter referred to as wt)% of the entire nonaqueous electrolytic solution. It is preferable. By setting the concentration of the compound represented by the general formula (1) or (2) to 0.005 wt% or more, a sufficient film effect can be obtained. More preferably, 0.01 wt% or more is added. By doing so, the battery characteristics can be further improved. Moreover, by setting it as 10 wt% or less, the raise of the viscosity of a nonaqueous electrolyte and the accompanying increase in resistance can be suppressed. More preferably, 5 wt% or less is added, and by doing so, the battery characteristics can be further improved.

非水電解液は、上記一般式（１）又は（２）で示される化合物に加え、さらにスルホニル基を有する一以上の化合物を含む構成とすることができる。たとえば、下記一般式（３）で示される化合物を含んでもよい。  In addition to the compound represented by the general formula (1) or (2), the nonaqueous electrolytic solution may further include one or more compounds having a sulfonyl group. For example, you may include the compound shown by following General formula (3).

但し、上記一般式（３）において、Ｑは酸素原子、メチレン基又は単結合、Ａ1は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、炭素数１〜６のポリフルオロアルキレン基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基から選ばれる基を示す。Ａ2は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、カルボニル基、スルフィニル基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、から選ばれる基を示す。   However, in the said General formula (3), Q is an oxygen atom, a methylene group, or a single bond, A1 is a substituted or unsubstituted C1-C5 alkylene group, a C1-C6 polyfluoroalkylene group, and A group selected from a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms is shown. A2 is a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfinyl group, a polyfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, substituted Or a group in which at least one C—C bond in an unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is a C—O—C bond, or at least a C—C bond in a polyfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A group in which one site is a C—O—C bond, and a group in which at least one C—C bond in a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms is a C—O—C bond, Represents a group selected from:

非水電解液は、上記一般式（３）で示される化合物を含む。上記一般式（３）で示される化合物は、溶媒分子の分解をより一層抑制する。又、正極がマンガンを含む酸化物の場合、マンガンなどの溶出に対する影響をさらに確実に緩和できる。このため、二次電池のサイクル特性をさらに向上することができる。又、二次電池の抵抗上昇を抑制することができる。  The non-aqueous electrolyte contains a compound represented by the general formula (3). The compound represented by the general formula (3) further suppresses the decomposition of the solvent molecules. Moreover, when the positive electrode is an oxide containing manganese, the influence on elution of manganese and the like can be more reliably mitigated. For this reason, the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved. In addition, an increase in resistance of the secondary battery can be suppressed.

尚、上記一般式（３）において、Ａ₂の炭素数は、環を構成する炭素の数を指し、側鎖に含まれる炭素の数は含まれない。Ａ₂が置換もしくは無置換の炭素数２〜５のフルオロアルキレン基である場合、Ａ₂はメチレン単位とフルオロメチレン単位とを有していてもよいし、フルオロメチレン単位のみを有していてもよい。又、エーテル結合を介してアルキレン単位又はフルオロアルキレン単位が結合している場合、アルキレン単位同士が結合していてもよいし、フルオロアルキレン単位同士が結合していてもよいし、又、アルキレン単位とフルオロアルキレン単位とが結合していてもよい。 In the above general formula (3), the carbon number of A ₂ indicates the number of carbons constituting the ring, and does not include the number of carbons contained in the side chain. When A ₂ is a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 2 to 5 carbon atoms, A ₂ may have a methylene unit and a fluoromethylene unit, or may have only a fluoromethylene unit. Good. Moreover, when the alkylene unit or the fluoroalkylene unit is bonded via an ether bond, the alkylene units may be bonded, the fluoroalkylene units may be bonded, or the alkylene unit and A fluoroalkylene unit may be bonded.

上記一般式（３）で示される化合物としてたとえばエチレンメタンジスルホン酸エステル、メチレンメタンジスルホン酸エステル、など特開２００４−２８１３６８号公報に示される化合物があげられる。   Examples of the compound represented by the general formula (3) include compounds shown in JP-A No. 2004-281368 such as ethylene methane disulfonate and methylene methane disulfonate.

又、スルホニル基を有する化合物としてたとえば下記一般式（４）で示されるスルトン化合物を含むことができる。   Moreover, as a compound which has a sulfonyl group, the sultone compound shown, for example by following General formula (4) can be included.

但し、上記一般式（４）において、ｎは０以上２以下の整数である。又、Ｒ₆〜Ｒ₁₁は、水素原子、炭素数１以上１２以下のアルキル基、炭素数３以上６以下のシクロアルキル基、炭素数６以上１２以下のアリール基から選択される基を示す。 However, in the general formula (4), n is an integer of 0 or more and 2 or less. R _{6 to} R ₁₁ represent a group selected from a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 6 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

一般式（１）又は（２）に示す化合物に加え、一般式（３）又は（４）で示されるスルホニル基を有する化合物を加えることにより、非水電解液の粘度の調整が容易になる。又、スルホニル基を有する化合物を組み合わせて用いることにより相乗効果により、皮膜の安定性が向上する。又、溶媒分子の分解抑制を抑制することができる。又、非水電解液中の水分の除去効果が大きくなる。   In addition to the compound represented by the general formula (1) or (2), the viscosity of the nonaqueous electrolytic solution can be easily adjusted by adding the compound having a sulfonyl group represented by the general formula (3) or (4). Moreover, the stability of the film is improved by a synergistic effect by using a compound having a sulfonyl group in combination. Moreover, the decomposition suppression of the solvent molecule can be suppressed. Further, the effect of removing moisture in the non-aqueous electrolyte is increased.

スルホニル基を有する化合物としては、具体的には、スルホラン（特許文献１０参照）、１，３−プロパンスルトンや１，４−ブタンスルトン（特許文献７、１１、１２、１３参照） 、アルカンスルホン酸無水物（特許文献１４参照）、γ−スルトン化合物（特許文献１５参照） 、スルホレン誘導体（特許文献１６参照）などがあげられるが、これらに限定されるものではない。   Specific examples of the compound having a sulfonyl group include sulfolane (see Patent Document 10), 1,3-propane sultone and 1,4-butane sultone (see Patent Documents 7, 11, 12, and 13), alkanesulfonic acid anhydride. Products (see Patent Document 14), γ-sultone compounds (see Patent Document 15), sulfolene derivatives (see Patent Document 16), and the like, but are not limited thereto.

前記一般式（１）又は（２）に加え、さらにスルホニル化合物を非水電解液中に添加する場合、たとえば非水電解液中に０．００５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下となるよう添加することができる。０．００５ｗｔ％以上とすることにより、負極表面において効果的に皮膜を形成することができる。より好ましくは０．０１ｗｔ％以上とすることができる。又、１０ｗｔ％以下とすることにより、スルホニル化合物の溶解性が維持され、又非水電解液の粘性上昇を抑制することができる。より好ましくは、５ｗｔ％以下とすることができる。   In addition to the general formula (1) or (2), when a sulfonyl compound is further added to the non-aqueous electrolyte, for example, it can be added to the non-aqueous electrolyte so as to be 0.005 wt% or more and 10 wt% or less. . By setting the content to 0.005 wt% or more, a film can be effectively formed on the negative electrode surface. More preferably, it can be 0.01 wt% or more. Moreover, the solubility of a sulfonyl compound is maintained by setting it as 10 wt% or less, and the viscosity rise of a non-aqueous electrolyte can be suppressed. More preferably, it can be 5 wt% or less.

非水電解液は、非プロトン性溶媒に一般式（１）又は（２）で示される化合物、および必要に応じてスルホニル基を有する化合物、リチウム塩や他の添加物を溶解又は分散させることにより得られる。性質の異なる添加剤を混合させることにより、負極表面に性質の異なる皮膜を形成させるため、電池特性の向上に有効である。   A non-aqueous electrolyte solution is obtained by dissolving or dispersing a compound represented by the general formula (1) or (2) in an aprotic solvent, and a compound having a sulfonyl group, a lithium salt, or other additives as necessary. can get. By mixing additives having different properties, a film having different properties is formed on the negative electrode surface, which is effective in improving battery characteristics.

又、非水電解液に、ビニレンカーボネート（ＶＣ）又はその誘導体を添加することにより、二次電池のサイクル特性や抵抗上昇抑制効果の改善を図ることができる。ビニレンカーボネート又はその誘導体は、例えば、特許文献６、特許文献１７〜２５に示される化合物を適宜使用することができる。   Further, by adding vinylene carbonate (VC) or a derivative thereof to the non-aqueous electrolyte, it is possible to improve the cycle characteristics and the resistance increase suppressing effect of the secondary battery. As vinylene carbonate or a derivative thereof, for example, compounds shown in Patent Document 6 and Patent Documents 17 to 25 can be used as appropriate.

ＶＣ又はその誘導体の添加量は、非水電解液全体の０．０１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることが好ましい。０．０１ｗｔ％以上とすることにより、サイクル特性を好適に発揮させることができ、さらに高温化での保存時の抵抗上昇を抑制することも可能となる。１０ｗｔ％以下とすることにより、非水電解液の抵抗値を低くすることができる。   The addition amount of VC or a derivative thereof is preferably 0.01 wt% or more and 10 wt% or less of the whole non-aqueous electrolyte. By setting it to 0.01 wt% or more, the cycle characteristics can be suitably exhibited, and further, it is possible to suppress an increase in resistance during storage at a high temperature. By setting it to 10 wt% or less, the resistance value of the non-aqueous electrolyte can be lowered.

非水電解液において、さらに電解質としてリチウム塩を含む構成とすることができる。こうすることにより、リチウムイオンを移動物質とすることができるため、電池特性を向上させることができる。リチウム塩としてたとえばリチウムイミド塩、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｌＣｌ₄、ＬｉＮ（Ｃ_nＦ_2n+1ＳＯ₂）（Ｃ_mＦ_2m+1ＳＯ₂）（ｎ、ｍは自然数）の中から選択された一以上の物質を含む構成とすることができる。又、特にＬｉＰＦ₆又はＬｉＢＦ₄を用いることが好ましい。これらを用いることにより、リチウム塩の電気伝導率を高めることができ、二次電池のサイクル特性をさらに向上させることができる。 The nonaqueous electrolytic solution may further include a lithium salt as an electrolyte. In this way, since lithium ions can be used as a mobile substance, battery characteristics can be improved. Examples of lithium salts include lithium imide salts, LiPF ₆ , LiBF ₄ , LiAsF ₆ , LiSbF ₆ , LiClO ₄ , LiAlCl ₄ , LiN (C _n F _{2n + 1} SO ₂ ) (C _m F _{2m + 1} SO ₂ ) (n, m may be a structure including one or more substances selected from natural numbers). In particular, LiPF ₆ or LiBF ₄ is preferably used. By using these, the electrical conductivity of the lithium salt can be increased, and the cycle characteristics of the secondary battery can be further improved.

非水電解液は、非プロトン性溶媒として、環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ラクトン類、環状エーテル類、鎖状エーテル類およびこれらのいずれかのフッ素誘導体、からなる群から選択された一又は二以上の溶媒を含むことができる。   The non-aqueous electrolyte includes, as an aprotic solvent, cyclic carbonates, chain carbonates, aliphatic carboxylic acid esters, γ-lactones, cyclic ethers, chain ethers, and fluorine derivatives of any of these, One or more solvents selected from the group consisting of can be included.

具体的には、たとえばプロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等の環状カーボネート類、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の鎖状カーボネート類、ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ブチロラクトン等のγ−ラクトン類、１，２−エトキシエタン（ＤＥＥ）、エトキシメトキシエタン（ＥＭＥ）等の鎖状エーテル類、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等の環状エーテル類、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、３−メチル−２−オキサゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エチルエーテル、Ｎ−メチルピロリドン、フッ素化カルボン酸エステル、メチル−２，２，２−トリフルオロエチルカーボネート、メチル−２，２，３，３，３−ペンタフルオロプロピルカーボネート、トリフルオロメチルエチレンカーボネート、モノフルオロメチルエチレンカーボネート、ジフルオロメチルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、モノフルオロエチレンカーボネートなどのうち、一種又は二種以上を混合して使用することができる。   Specifically, for example, cyclic carbonates such as propylene carbonate (PC), ethylene carbonate (EC), butylene carbonate (BC), vinylene carbonate (VC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), chain carbonates such as dipropyl carbonate (DPC), aliphatic carboxylic acid esters such as methyl formate, methyl acetate and ethyl propionate, γ-lactones such as γ-butyrolactone, 1,2-ethoxy Chain ethers such as ethane (DEE) and ethoxymethoxyethane (EME), cyclic ethers such as tetrahydrofuran and 2-methyltetrahydrofuran, dimethyl sulfoxide, 1,3-dioxolane, formamide, acetamide, dimethylphenol Rumamide, acetonitrile, propylnitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, phosphoric acid triester, trimethoxymethane, dioxolane derivative, sulfolane, methylsulfolane, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, 3-methyl-2-oxazolidinone, Propylene carbonate derivative, tetrahydrofuran derivative, ethyl ether, N-methylpyrrolidone, fluorinated carboxylic acid ester, methyl-2,2,2-trifluoroethyl carbonate, methyl-2,2,3,3,3-pentafluoropropyl carbonate , Trifluoromethyl ethylene carbonate, monofluoromethyl ethylene carbonate, difluoromethyl ethylene carbonate, 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one, monofluoroe Of such alkylene carbonate, it can be used by mixing one or two or more.

以下、本発明の非水電解液二次電池の構成について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の非水電解液二次電池の概略構成図である。   Hereinafter, the configuration of the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a non-aqueous electrolyte secondary battery of the present invention.

本発明に係る非水電解液二次電池はたとえば図１のような構造を有する。正極は、正極活物質を含有する層１２が正極集電体１１に成膜して成る。負極は、負極活物質を含有する層１３が負極集電体１４上に成膜して成る。これらの正極と負極は、非水電解液、および非水電解液の中の多孔質セパレータ１６を介して対向配置されている。多孔質セパレータ１６は、負極活物質を含有する層１３に対して略平行に配置されている。   The nonaqueous electrolyte secondary battery according to the present invention has a structure as shown in FIG. The positive electrode is formed by forming a layer 12 containing a positive electrode active material on the positive electrode current collector 11. The negative electrode is formed by forming a layer 13 containing a negative electrode active material on a negative electrode current collector 14. The positive electrode and the negative electrode are disposed to face each other with a non-aqueous electrolyte and a porous separator 16 in the non-aqueous electrolyte. The porous separator 16 is disposed substantially parallel to the layer 13 containing the negative electrode active material.

図１の非水電解液二次電池において、負極活物質を含有する層１３に用いる負極活物質には、たとえばリチウム金属、リチウム合金、およびリチウムを吸蔵、放出できる材料、からなる群から選択される一又は二以上の物質を用いることができる。リチウムイオンを吸蔵、放出する材料としては、炭素材料又は酸化物を用いることができる。   In the non-aqueous electrolyte secondary battery of FIG. 1, the negative electrode active material used for the layer 13 containing the negative electrode active material is selected from the group consisting of, for example, lithium metal, lithium alloy, and a material capable of inserting and extracting lithium. One or more substances can be used. As a material that absorbs and releases lithium ions, a carbon material or an oxide can be used.

炭素材料としては、リチウムを吸蔵する黒鉛、非晶質炭素、ダイヤモンド状炭素、カーボンナノチューブなど、或いはこれらの複合酸化物を用いることができる。このうち、特に黒鉛材料又は非晶質炭素であることが好ましい。特に、黒鉛材料は、電子伝導性が高く、銅などの金属からなる集電体との接着性と電圧平坦性が優れており、高い処理温度によって形成されるため含有不純物が少なく、負極性能の向上に有利であり、好ましい。   As the carbon material, graphite that occludes lithium, amorphous carbon, diamond-like carbon, carbon nanotube, or a composite oxide thereof can be used. Among these, graphite material or amorphous carbon is particularly preferable. In particular, the graphite material has high electron conductivity, excellent adhesion to a current collector made of a metal such as copper, and voltage flatness, and is formed at a high processing temperature, so it contains few impurities and has negative electrode performance. It is advantageous for improvement and is preferable.

又、酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化リチウム、リン酸、ホウ酸のいずれか、或いはこれらの複合物を用いてもよく、特に酸化シリコンを含むことが好ましい。構造としてはアモルファス状態であることが好ましい。これは、酸化シリコンが安定で他の化合物との反応を引き起こさないため、又アモルファス構造が結晶粒界、欠陥といった不均一性に起因する劣化を導かないためである。成膜方法としては、蒸着法、ＣＶＤ法、スパッタリング法などの方法を用いることができる。   Further, as the oxide, any of silicon oxide, tin oxide, indium oxide, zinc oxide, lithium oxide, phosphoric acid, boric acid, or a composite thereof may be used, and it is particularly preferable to include silicon oxide. . The structure is preferably in an amorphous state. This is because silicon oxide is stable and does not cause a reaction with other compounds, and the amorphous structure does not lead to deterioration due to non-uniformity such as crystal grain boundaries and defects. As a film forming method, a vapor deposition method, a CVD method, a sputtering method, or the like can be used.

リチウム合金は、リチウムおよびリチウムと合金形成可能な金属により構成される。例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元又は３元以上の合金により構成される。リチウム金属やリチウム合金としては、特にアモルファス状のものが好ましい。これは、アモルファス構造により結晶粒界、欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくいためである。   The lithium alloy is composed of lithium and a metal capable of forming an alloy with lithium. For example, it is composed of a binary or ternary alloy of metal such as Al, Si, Pb, Sn, In, Bi, Ag, Ba, Ca, Hg, Pd, Pt, Te, Zn, La and lithium. . As the lithium metal or lithium alloy, an amorphous one is particularly preferable. This is because the amorphous structure hardly causes deterioration due to non-uniformity such as crystal grain boundaries and defects.

リチウム金属又はリチウム合金は、融液冷却方式、液体急冷方式、アトマイズ方式、真空蒸着方式、スパッタリング方式、プラズマＣＶＤ方式、光ＣＶＤ方式、熱ＣＶＤ方式、ゾルーゲル方式、などの適宜な方式で形成することができる。   Lithium metal or lithium alloy is formed by an appropriate method such as a melt cooling method, a liquid quenching method, an atomizing method, a vacuum deposition method, a sputtering method, a plasma CVD method, a photo CVD method, a thermal CVD method, a sol-gel method, etc. Can do.

図１の二次電池の負極において、遷移金属カチオンとイミドアニオンからなる錯体を非水電解液との界面に存在させると、負極は、金属、合金相の体積変化に対する柔軟性、イオン分布の均一性、物理的・化学的安定性に優れたものとなるので好ましい。その結果、デンドライト生成やリチウムの微粉化を効果的に防止することができ、サイクル効率と寿命が向上する。   In the secondary battery negative electrode of FIG. 1, when a complex composed of a transition metal cation and an imide anion is present at the interface with the non-aqueous electrolyte, the negative electrode is flexible with respect to volume changes of the metal and alloy phases, and has a uniform ion distribution. It is preferable because it is excellent in property, physical and chemical stability. As a result, dendrite formation and lithium atomization can be effectively prevented, and cycle efficiency and life are improved.

又、負極として炭素材料や酸化物材料を用いたときにその表面に存在するダングリングボンドは化学的活性が高く、容易に溶媒を分解させることになる。この表面に、遷移金属カチオンとイミドアニオンからなる錯体を吸着させることによって、溶媒の分解が抑制され、不可逆容量が大きく減少するため、充放電効率を高く維持することができる。   In addition, when a carbon material or an oxide material is used as the negative electrode, dangling bonds present on the surface have high chemical activity and easily decompose the solvent. By adsorbing a complex composed of a transition metal cation and an imide anion on this surface, the decomposition of the solvent is suppressed and the irreversible capacity is greatly reduced, so that the charge / discharge efficiency can be kept high.

さらに、皮膜が機械的に壊れた際には、その壊れた箇所において、負極表面のリチウムと負極表面に吸着したイミドアニオンとの反応性生物であるフッ化リチウムが、皮膜を修復する機能を有しており、皮膜が破壊された後においても、安定な表面化合物の生成を導く効果を有している。   Furthermore, when the film is mechanically broken, lithium fluoride, which is a reactive product of lithium on the negative electrode surface and the imide anion adsorbed on the negative electrode surface, has a function of repairing the film. Even after the film is destroyed, it has the effect of leading to the formation of a stable surface compound.

図１の二次電池において、正極活物質を含有する層１２に用いる正極活物質としては、例えば、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＭｎ₂Ｏ₄などのリチウム含有複合酸化物があげられる。又、これらのリチウム含有複合酸化物の遷移金属部分を他元素で置き換えたものでもよい。 In the secondary battery of FIG. 1, examples of the positive electrode active material used for the layer 12 containing the positive electrode active material include lithium-containing composite oxides such as LiCoO ₂ , LiNiO ₂ , and LiMn ₂ O ₄ . Further, the transition metal portion of these lithium-containing composite oxides may be replaced with other elements.

又、金属リチウム対極電位で４．５Ｖ以上にプラトーを有するリチウム含有複合酸化物を用いることもできる。リチウム含有複合酸化物としては、スピネル型リチウムマンガン複合酸化物、オリビン型リチウム含有複合酸化物、逆スピネル型リチウム含有複合酸化物等が例示される。リチウム含有複合酸化物は、例えば下記一般式（５）で表される化合物とすることができる。   Alternatively, a lithium-containing composite oxide having a plateau at 4.5 V or more at the metal lithium counter electrode potential can be used. Examples of the lithium-containing composite oxide include spinel-type lithium manganese composite oxide, olivine-type lithium-containing composite oxide, and reverse spinel-type lithium-containing composite oxide. The lithium-containing composite oxide can be, for example, a compound represented by the following general formula (5).

Ｌｉ_a（Ｍ_xＭｎ_2-x）Ｏ₄ ・・・（５） Li _a (M _x Mn _2-x ) O ₄ (5)

ただし、上記一般式（５）において、０＜ｘ＜２であり、又、０＜ａ＜１．２である。又、Ｍは、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｆｅ、ＣｒおよびＣｕよりなる群から選ばれる少なくとも一種である。   However, in the general formula (5), 0 <x <2 and 0 <a <1.2. M is at least one selected from the group consisting of Ni, Co, Fe, Cr and Cu.

正極は、これらの活物質を、カーボンブラック等の導電性物質、ポリビニリデンフルオライド（ＰＶＤＦ）等の結着剤とともにＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の溶剤中に分散混練し、これをアルミニウム箔等の基体上に塗布することにより得ることができる。   The positive electrode is obtained by dispersing and kneading these active materials in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) together with a conductive material such as carbon black and a binder such as polyvinylidene fluoride (PVDF). Can be obtained by coating on a substrate such as an aluminum foil.

図１の二次電池は、乾燥空気又は不活性ガス雰囲気において、負極および正極を、多孔質セパレータ１６を介して積層、或いは積層したものを捲回した後に、電池缶や、合成樹脂と金属箔との積層体からなる可とう性フィルム等の外装体に収容し、上記一般式（１）又は（２）で示される化合物を含む非水電解液を含浸させる。そして、外装体を封止又は封止後に、二次電池の充電を行うことにより、負極上に皮膜を形成させることができる。なお、多孔質セパレータ１６としては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、フッ素樹脂等の多孔性フィルムが用いられる。   The secondary battery shown in FIG. 1 has a negative electrode and a positive electrode laminated in a dry air or inert gas atmosphere via a porous separator 16, or a laminated product, and then a battery can, a synthetic resin and a metal foil. And is impregnated with a non-aqueous electrolyte containing a compound represented by the above general formula (1) or (2). And a film | membrane can be formed on a negative electrode by charging a secondary battery after sealing or sealing an exterior body. In addition, as the porous separator 16, porous films, such as polyolefin, such as a polypropylene and polyethylene, a fluororesin, are used.

本実施の形態に係る二次電池の形状としては、特に制限はないが、例えば、円筒型、角型、ラミネート外装型、コイン型などがあげられる。   Although there is no restriction | limiting in particular as a shape of the secondary battery which concerns on this Embodiment, For example, a cylindrical type, a square type, a laminate exterior type, a coin type etc. are mention | raise | lifted.

（実施例１）
（電池の作製）
本実施例の電池の作製について説明する。正極集電体として厚み２０μｍ のアルミニウム箔を用い、正極活物質としてＬｉＭｎ₂Ｏ₄を用いた。又、負極集電体として厚み１０μｍの銅箔を用い、この銅箔上に負極活物質として厚み２０μｍリチウム金属を蒸着したものを負極として用いた。又、電解液の溶媒としてＥＣとＤＥＣの混合溶媒（体積比：３０／７０）を用い、支持電解質としてＬｉＮ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂（以下、ＬｉＢＥＴＩと略記する。）を１ｍｏｌ Ｌ−１溶解し、さらに、上記表１に記載の化合物番号（以下Ｎｏ．と表記）３を電解液中に１ｗｔ％含まれるように加えた。そして、負極と正極とをポリエチレンからなるセパレータを介して積層し、実施例１の非水電解液二次電池を作製した。 Example 1
(Production of battery)
The production of the battery of this example will be described. An aluminum foil having a thickness of 20 μm was used as the positive electrode current collector, and LiMn ₂ O ₄ was used as the positive electrode active material. Further, a copper foil having a thickness of 10 μm was used as the negative electrode current collector, and a negative electrode active material obtained by vapor deposition of 20 μm thick lithium metal as the negative electrode active material was used as the negative electrode. Further, a mixed solvent of EC and DEC (volume ratio: 30/70) is used as the solvent of the electrolytic solution, and LiN (C ₂ F ₅ SO ₂ ) ₂ (hereinafter abbreviated as LiBETI) is used as 1 mol L- as the supporting electrolyte. 1 was further dissolved, and further, Compound No. 3 (hereinafter referred to as “No.”) 3 described in Table 1 was added so that 1 wt% was contained in the electrolytic solution. And the negative electrode and the positive electrode were laminated | stacked through the separator which consists of polyethylene, and the nonaqueous electrolyte secondary battery of Example 1 was produced.

（充放電サイクル試験）
温度２０℃において、充電レート０．０５Ｃ、放電レート０．１Ｃ、充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧３．０Ｖ、リチウム金属負極の利用率（放電深度） は３３％ とした。容量維持率（％）は４００サイクル後の放電容量（ｍＡｈ）を、１０サイクル目の放電容量（ｍＡｈ）で割った値である。サイクル試験で得られた結果を表２に示す。 (Charge / discharge cycle test)
At a temperature of 20 ° C., the charge rate was 0.05 C, the discharge rate was 0.1 C, the charge end voltage was 4.2 V, the discharge end voltage was 3.0 V, and the utilization factor (discharge depth) of the lithium metal negative electrode was 33%. The capacity retention rate (%) is a value obtained by dividing the discharge capacity (mAh) after 400 cycles by the discharge capacity (mAh) at the 10th cycle. Table 2 shows the results obtained in the cycle test.

（実施例２〜４）
実施例１において、化合物Ｎｏ．３の代わりに、表２に示す化合物を用いる他は、実施例１と同様にして非水電解液二次電池を作製した。そして、実施例１と同様に電池の特性を調べた。結果を表２に示す。 (Examples 2 to 4)
In Example 1, compound no. A nonaqueous electrolyte secondary battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the compounds shown in Table 2 were used instead of 3. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 1. The results are shown in Table 2.

（比較例１）
実施例１において、化合物Ｎｏ．３を添加しない他は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１と同様に電池の特性を調べた。結果を表２に示す。 (Comparative Example 1)
In Example 1, compound no. A secondary battery was made in the same manner as in Example 1 except that 3 was not added. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 1. The results are shown in Table 2.

（比較例２）
実施例１において、化合物Ｎｏ．３に代えて１，３−プロパンスルトン（以下、１，３−ＰＳとも表す。）を用いる他は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１と同様に電池の特性を調べた。結果を表２に示す。 (Comparative Example 2)
In Example 1, compound no. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that 1,3-propane sultone (hereinafter also referred to as 1,3-PS) was used instead of 3. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 1. The results are shown in Table 2.

表２より、実施例１〜４に示した電池は、比較例１、２と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。   From Table 2, it is confirmed that the batteries shown in Examples 1 to 4 have an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics, as compared with Comparative Examples 1 and 2. It was done.

（実施例５）
実施例１において、支持電解質としてＬｉＢＥＴＩに代えてＬｉＰＦ₆を用い、負極として、黒鉛粉末に結着材としてＮ−メチル−２−ピロリドンに溶解したポリフッ化ビニリデンと導電付与材を混合、ペースト状にしたものを銅箔に塗布し、乾燥させたものを用いる他は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。 (Example 5)
In Example 1, LiPF ₆ was used instead of LiBETI as the supporting electrolyte, and the negative electrode was mixed with polyvinylidene fluoride dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone as a binder and a conductive material as a negative electrode, and paste-like. A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that the coated product was applied to a copper foil and dried.

充放電サイクル試験は、温度２０℃において、充電レート及び放電レート何れも１Ｃとし、充電終止電圧４．２Ｖ、放電終止電圧３．０Ｖとした。容量維持率（％）は４００サイクル後の放電容量（ｍＡｈ）を、１０サイクル目の放電容量（ｍＡｈ）で割った値である。サイクル試験で得られた結果を表３に示す。   In the charge / discharge cycle test, at a temperature of 20 ° C., both the charge rate and the discharge rate were 1 C, the charge end voltage was 4.2 V, and the discharge end voltage was 3.0 V. The capacity retention rate (%) is a value obtained by dividing the discharge capacity (mAh) after 400 cycles by the discharge capacity (mAh) at the 10th cycle. Table 3 shows the results obtained in the cycle test.

（実施例６〜８）
実施例５において、化合物Ｎｏ．３に代えて表３に示す化合物を用いる他は、実施例５と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例５と同様に電池の特性を調べた。結果を表３に示す。 (Examples 6 to 8)
In Example 5, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 5 except that the compounds shown in Table 3 were used instead of 3. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 5. The results are shown in Table 3.

（比較例３）
実施例５において、化合物Ｎｏ．３を添加しない他は、実施例５と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例５と同様に電池の特性を調べた。結果を表３に示す。 (Comparative Example 3)
In Example 5, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 5 except that 3 was not added. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 5. The results are shown in Table 3.

表３より、実施例５〜８に示した電池は、比較例３と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。   From Table 3, it was confirmed that the batteries shown in Examples 5 to 8 had an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics, as compared with Comparative Example 3. .

（実施例９）
実施例５において、黒鉛に代えて非晶質炭素を用い、電解液の主溶媒をＰＣ／ＥＣ／ＤＥＣ（体積比：２０／２０／６０）とする他は、実施例５と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例５と同様に電池の特性を調べた。結果を表４に示す。 Example 9
In Example 5, amorphous carbon was used instead of graphite, and the main solvent of the electrolytic solution was changed to PC / EC / DEC (volume ratio: 20/20/60). A secondary battery was produced. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 5. The results are shown in Table 4.

（実施例１０〜１２）
実施例９において、化合物Ｎｏ．３に代えて表４に示す化合物を用いる他は、実施例９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例９と同様に電池の特性を調べた。結果を表４に示す。 (Examples 10 to 12)
In Example 9, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 9 except that the compounds shown in Table 4 were used instead of 3. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 9. The results are shown in Table 4.

（比較例４）
実施例９において、化合物Ｎｏ．３を添加しない他は、実施例９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例９と同様に電池の特性を調べた。結果を表４に示す。 (Comparative Example 4)
In Example 9, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 9 except that 3 was not added. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 9. The results are shown in Table 4.

表４より、実施例９〜１２に示した電池は、比較例４と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。   From Table 4, it was confirmed that the batteries shown in Examples 9 to 12 had an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics, as compared with Comparative Example 4. .

（実施例１３）
実施例１において、電解液にさらにエチレンメタンジスルホン酸エステルが１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１と同様に電池の特性を調べた。結果を表５に示す。 (Example 13)
In Example 1, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1 except that 1 wt% of ethylenemethane disulfonate was further contained in the electrolytic solution. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 1. The results are shown in Table 5.

（実施例１４）
実施例１３において、化合物Ｎｏ．３に代えて表５に示す化合物を用いる他は、実施例１３と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１３と同様に電池の特性を調べた。結果を表５に示す。 (Example 14)
In Example 13, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 13 except that the compounds shown in Table 5 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 13. The results are shown in Table 5.

（実施例１５）
実施例１３において、エチレンメタンジスルホン酸エステルに代えてメチレンメタンジスルホン酸エステルを用いる他は、実施例１３と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１３と同様に電池の特性を調べた。結果を表５に示す。 (Example 15)
In Example 13, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 13, except that methylene methane disulfonate was used instead of ethylene methane disulfonate. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 13. The results are shown in Table 5.

（実施例１６）
実施例１５において、化合物Ｎｏ．３に代えて表５に示す化合物を用いる他は、実施例１５と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１３と同様に電池の特性を調べた。結果を表５に示す。 (Example 16)
In Example 15, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 15 except that the compounds shown in Table 5 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 13. The results are shown in Table 5.

表５より、実施例１３〜１６に示した電池は、実施例１〜４および比較例１と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。これは、添加剤として使用した一般式（１）又は（２）で示される化合物とエチレンメタンジスルホン酸エステル又はメチレンメタンジスルホン酸エステルとの複合効果によるものである。   From Table 5, the batteries shown in Examples 13 to 16 have an improved capacity retention rate after the cycle test as compared with Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, that is, the cycle characteristics are improved. It was confirmed that This is due to the combined effect of the compound represented by the general formula (1) or (2) used as an additive and ethylene methane disulfonate or methylene methane disulfonate.

（実施例１７）
実施例５において、電解液にさらにエチレンメタンジスルホン酸エステルが１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例５と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例５と同様に電池の特性を調べた。結果を表６に示す。 (Example 17)
In Example 5, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 5 except that the electrolyte solution further contained 1 wt% of ethylenemethane disulfonate. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 5. The results are shown in Table 6.

（実施例１８）
実施例１７において、化合物Ｎｏ．３に代えて表６に示す化合物を用いる他は、実施例１７と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１７と同様に電池の特性を調べた。結果を表６に示す。 (Example 18)
In Example 17, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 17 except that the compounds shown in Table 6 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 17. The results are shown in Table 6.

（実施例１９）
実施例１７において、エチレンメタンジスルホン酸エステルに代えてメチレンメタンジスルホン酸エステルを用いる他は、実施例１７と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１７と同様に電池の特性を調べた。結果を表６に示す。 (Example 19)
In Example 17, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 17, except that methylene methane disulfonate was used instead of ethylene methane disulfonate. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 17. The results are shown in Table 6.

（実施例２０）
実施例１９において、化合物Ｎｏ．３に代えて表６に示す化合物を用いる他は、実施例１９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１９と同様に電池の特性を調べた。結果を表６に示す。 (Example 20)
In Example 19, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 19 except that the compounds shown in Table 6 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 19. The results are shown in Table 6.

表６より、実施例１７〜２０に示した電池は、実施例５〜８および比較例３と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。これは、添加剤として使用した一般式（１）又は（２）で示される化合物とエチレンメタンジスルホン酸エステル又はメチレンメタンジスルホン酸エステルとの複合効果によるものである。   From Table 6, the batteries shown in Examples 17 to 20 have an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics as compared with Examples 5 to 8 and Comparative Example 3. It was confirmed that This is due to the combined effect of the compound represented by the general formula (1) or (2) used as an additive and ethylene methane disulfonate or methylene methane disulfonate.

（実施例２１）
実施例９において、電解液にさらにエチレンメタンジスルホン酸エステルが１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例９と同様に電池の特性を調べた。結果を表７に示す。 (Example 21)
In Example 9, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 9, except that the electrolyte solution further contained 1 wt% of ethylenemethane disulfonate. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 9. The results are shown in Table 7.

（実施例２２）
実施例２１において、化合物Ｎｏ．３に代えて表７に示す化合物を用いる他は、実施例２１と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例２１と同様に電池の特性を調べた。結果を表７に示す。 (Example 22)
In Example 21, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 21 except that the compounds shown in Table 7 were used instead of 3. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 21. The results are shown in Table 7.

（実施例２３）
実施例２１において、エチレンメタンジスルホン酸エステルに代えてメチレンメタンジスルホン酸エステルを用いる他は、実施例２１と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例２１と同様に電池の特性を調べた。結果を表７に示す。 (Example 23)
In Example 21, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 21, except that methylene methane disulfonate was used instead of ethylene methane disulfonate. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 21. The results are shown in Table 7.

（実施例２４）
実施例２３において、化合物Ｎｏ．３に代えて表７に示す化合物を用いる他は、実施例２３と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例２３と同様に電池の特性を調べた。結果を表７に示す。 (Example 24)
In Example 23, Compound No. A secondary battery was made in the same manner as Example 23 except that the compounds shown in Table 7 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 23. The results are shown in Table 7.

表７より、実施例２１〜２４に示した電池は、実施例９〜１２および比較例４と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。これは、添加剤として使用した一般式（１）又は（２）で示される化合物とエチレンメタンジスルホン酸エステル又はメチレンメタンジスルホン酸エステルとの複合効果によるものである。   From Table 7, the batteries shown in Examples 21 to 24 have an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics compared to Examples 9 to 12 and Comparative Example 4. It was confirmed that This is due to the combined effect of the compound represented by the general formula (1) or (2) used as an additive and ethylene methane disulfonate or methylene methane disulfonate.

（実施例２５）
実施例１において、電解液にさらに１，３−プロパンスルトンが１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例１と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例１と同様に電池の特性を調べた。結果を表８に示す。 (Example 25)
In Example 1, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 1, except that 1 wt% of 1,3-propane sultone was further contained in the electrolytic solution. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 1. The results are shown in Table 8.

（実施例２６〜２８）
実施例２５において、化合物Ｎｏ．３に代えて表８に示す化合物を用いる他は、実施例２５と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例２５と同様に電池の特性を調べた。結果を表８に示す。 (Examples 26 to 28)
In Example 25, Compound No. A secondary battery was made in the same manner as Example 25 except that the compounds shown in Table 8 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 25. The results are shown in Table 8.

表８より、実施例２５〜２８に示した電池は、実施例１〜４および比較例１と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。これは、添加剤として使用した一般式（１）又は（２）で示される化合物と１，３−プロパンスルトンとの複合効果によるものである。   From Table 8, the batteries shown in Examples 25 to 28 have an improved capacity retention rate after the cycle test as compared with Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, that is, the cycle characteristics are improved. It was confirmed that This is due to the combined effect of the compound represented by the general formula (1) or (2) used as an additive and 1,3-propane sultone.

（実施例２９）
実施例５において、電解液にさらに１，３−プロパンスルトンが１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例５と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例５ と同様に電池の特性を調べた。結果を表９ に示す。 (Example 29)
In Example 5, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 5 except that the electrolyte solution further contained 1 wt% of 1,3-propane sultone. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 5. The results are shown in Table 9.

（実施例３０〜３２）
実施例２９において、化合物Ｎｏ．３に代えて表９に示す化合物を用いる他は、実施例２９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例２９と同様に電池の特性を調べた。結果を表９に示す。 (Examples 30 to 32)
In Example 29, Compound No. A secondary battery was made in the same manner as Example 29 except that the compounds shown in Table 9 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 29. The results are shown in Table 9.

表９より、実施例２９〜３２に示した電池は、実施例５〜８および比較例３と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。これは、添加剤として使用した一般式（１）又は（２）で示される化合物と１，３−プロパンスルトンとの複合効果によるものである。   From Table 9, the batteries shown in Examples 29 to 32 have an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics as compared with Examples 5 to 8 and Comparative Example 3. It was confirmed that This is due to the combined effect of the compound represented by the general formula (1) or (2) used as an additive and 1,3-propane sultone.

（実施例３３）
実施例９において、電解液にさらに１，３−プロパンスルトンが１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例９と同様に電池の特性を調べた。結果を表１０に示す。 (Example 33)
In Example 9, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 9, except that 1 wt% of 1,3-propane sultone was further contained in the electrolytic solution. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 9. The results are shown in Table 10.

（実施例３４〜３６）
実施例３３において、化合物Ｎｏ．３に代えて表１０に示す化合物を用いる他は、実施例３３と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例３３と同様に電池の特性を調べた。結果を表７に示す。 (Examples 34 to 36)
In Example 33, Compound No. A secondary battery was made in the same manner as Example 33 except that the compounds shown in Table 10 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 33. The results are shown in Table 7.

表１０より、実施例３３〜３６に示した電池は、実施例９〜１２および比較例４と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。これは、添加剤として使用した一般式（１）又は（２）で示される化合物と１，３−プロパンスルトンとの複合効果によるものである。   From Table 10, the batteries shown in Examples 33 to 36 have an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics as compared with Examples 9 to 12 and Comparative Example 4. It was confirmed that This is due to the combined effect of the compound represented by the general formula (1) or (2) used as an additive and 1,3-propane sultone.

（実施例３７）
実施例９において、電解液にさらにビニレンカーボネート（以下、ＶＣとも表す。）が１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例９と同様に電池の特性を調べた。結果を表１１に示す。 (Example 37)
In Example 9, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 9, except that the electrolyte solution further contained 1 wt% of vinylene carbonate (hereinafter also referred to as VC). And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 9. The results are shown in Table 11.

（実施例３８〜４０）
実施例３７において、化合物Ｎｏ．３に代えて表１１に示す化合物を用いる他は、実施例３７と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例３７と同様に電池の特性を調べた。結果を表１１に示す。 (Examples 38 to 40)
In Example 37, compound no. A secondary battery was made in the same manner as Example 37 except that the compounds shown in Table 11 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 37. The results are shown in Table 11.

表１１より、実施例３７〜４０に示した電池は、比較例４や実施例９〜１２と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。   From Table 11, the batteries shown in Examples 37 to 40 have an improved capacity retention rate after the cycle test, that is, improved cycle characteristics compared to Comparative Example 4 and Examples 9 to 12. It was confirmed that

（実施例４１）
実施例９において、電解液にさらにビニレンカーボネートと１，３−プロパンスルトンがそれぞれ１ｗｔ％含まれるようにする他は、実施例９と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例９と同様に電池の特性を調べた。結果を表１２に示す。 (Example 41)
In Example 9, a secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 9, except that the electrolyte solution further contained 1 wt% of vinylene carbonate and 1,3-propane sultone. And the characteristic of the battery was investigated similarly to Example 9. The results are shown in Table 12.

（実施例４２〜４４）
実施例４１において、化合物Ｎｏ．３に代えて表１２に示す化合物を用いる他は、実施例４１と同様にして二次電池を作製した。そして、実施例４１と同様に電池の特性を調べた。結果を表１２に示す。 (Examples 42 to 44)
In Example 41, Compound No. A secondary battery was made in the same manner as Example 41 except that the compounds shown in Table 12 were used instead of 3. The battery characteristics were examined in the same manner as in Example 41. The results are shown in Table 12.

表１２より、実施例４１〜４４に示した電池は、比較例４や実施例９〜１２および実施例３３〜４０と比較して、サイクル試験後の容量維持率が向上していること、すなわちサイクル特性が改善していることが確認された。これは、一般式（１）又は（２）で示す化合物とビニレンカーボネートと１，３−プロパンスルトンとの複合効果によるものである。   From Table 12, the batteries shown in Examples 41 to 44 have an improved capacity retention rate after the cycle test as compared with Comparative Example 4, Examples 9 to 12, and Examples 33 to 40. It was confirmed that the cycle characteristics were improved. This is due to the combined effect of the compound represented by the general formula (1) or (2), vinylene carbonate, and 1,3-propane sultone.

（実施例４５）
電解液の添加剤として化合物Ｎｏ．３を用いて、実施例９と同様な二次電池を作製した。本実施例では、保存放置における二次電池の抵抗値を測定した。まず作製した二次電池について、２０℃において充電および放電を１回ずつ行った。この時の充電電流および放電電流は一定であり、この際の放電容量を初期容量としその際の抵抗を初期抵抗とした。その後、定電流定電圧で所定の電圧まで２．５時間の放電後、４５℃又は６０℃の条件下で９０日間放置した。放置後の室温において再度定電流で放電操作を行い、続いて同じく定電流で充電、放電をもう一度繰り返し、充電時の抵抗を測定した。初期抵抗を１とし、９０日保存後の抵抗値を相対値（９０日後の抵抗値／初期抵抗値）（４５℃又は６０℃保存）で示した結果と、６０℃保存後の容量維持率（９０日後の放電容量／初期放電容量）の結果を表１３に示す。 (Example 45)
As an additive for the electrolyte, Compound No. 3 was used to fabricate a secondary battery similar to that in Example 9. In this example, the resistance value of the secondary battery in storage was measured. First, the produced secondary battery was charged and discharged once at 20 ° C. The charging current and discharging current at this time are constant, and the discharging capacity at this time is the initial capacity, and the resistance at that time is the initial resistance. Then, after discharging for 2.5 hours to a predetermined voltage with a constant current and a constant voltage, it was left to stand for 90 days at 45 ° C. or 60 ° C. The discharge operation was performed again at a constant current at room temperature after being left standing, and subsequently, charging and discharging were repeated once again at the same constant current, and the resistance during charging was measured. The initial resistance is 1, and the resistance value after 90 days storage is expressed as a relative value (resistance value after 90 days / initial resistance value) (45 ° C. or 60 ° C. storage), and the capacity retention rate after 60 ° C. storage ( The results of the discharge capacity after 90 days / initial discharge capacity are shown in Table 13.

（実施例４６〜４８）
電解液に含まれる添加物として表１３に示す化合物を用いて、実施例９と同様な二次電池を作製し、実施例４５と同様の評価を行った。 (Examples 46 to 48)
Using the compounds shown in Table 13 as additives contained in the electrolytic solution, a secondary battery similar to that in Example 9 was produced and evaluated in the same manner as in Example 45.

（比較例５）
電解液に含まれる添加物として、１，３−プロパンスルトンを用いる以外は、実施例４５と同様に二次電池を作製し、同様な評価を行った。結果を表１３に示す。 (Comparative Example 5)
A secondary battery was produced in the same manner as in Example 45 except that 1,3-propane sultone was used as an additive contained in the electrolytic solution, and the same evaluation was performed. The results are shown in Table 13.

表１３に示されるように、実施例４５〜４８の電池はいずれも従来の１，３−プロパンスルトンを添加した比較例５と比べ、各温度での抵抗上昇率が抑制されていることが判明した。特に、６０℃下での抵抗上昇の抑制が顕著であった。又、容量維持率は比較例５と比較して顕著に向上している。   As shown in Table 13, the batteries of Examples 45 to 48 were all found to have a reduced resistance increase rate at each temperature as compared with Comparative Example 5 to which 1,3-propane sultone was added in the past. did. In particular, the suppression of resistance increase at 60 ° C. was remarkable. Further, the capacity retention rate is significantly improved as compared with Comparative Example 5.

（実施例４９）
本実施例は電解液の添加物として化合物Ｎｏ．３を用いて、実施例１と同様に二次電池を作製し、実施例４５と同様の評価を行った。初期抵抗を１とし、９０日保存後の抵抗値を相対値（４５℃又は６０℃保存）で示した結果と、６０℃保存後の容量維持率（９０日後の放電容量／初期放電容量）の結果を表１４に示す。 (Example 49)
In this example, Compound No. 1 was used as an additive for the electrolytic solution. 3 was used to produce a secondary battery in the same manner as in Example 1, and the same evaluation as in Example 45 was performed. The initial resistance is 1, and the resistance value after 90 days storage is shown as a relative value (45 ° C. or 60 ° C. storage), and the capacity retention rate after 60 ° C. storage (discharge capacity after 90 days / initial discharge capacity) The results are shown in Table 14.

（実施例５０〜５２）
添加物としてとして表１４に示す化合物を用いて、実施例３７と同様に二次電池を作製し、同様に評価を行った。 (Examples 50 to 52)
A secondary battery was fabricated in the same manner as in Example 37 using the compounds shown in Table 14 as additives, and evaluated in the same manner.

（比較例６）
電解液に含まれる添加物として、１，３−プロパンスルトンを用いる以外は、実施例４９と同様に二次電池を作製し、同様に評価を行った。結果を表１４に示す。 (Comparative Example 6)
A secondary battery was prepared in the same manner as in Example 49 except that 1,3-propane sultone was used as an additive contained in the electrolytic solution, and evaluation was performed in the same manner. The results are shown in Table 14.

表１４に示されるように、実施例４９〜５２の電池はいずれも従来の１，３−プロパンスルトンを添加した比較例６と比べ、各温度での抵抗上昇率が抑制されていることが判明した。特に、６０℃下での抵抗上昇の抑制が顕著であった。又、容量維持率は比較例６と比較して顕著に向上している。   As shown in Table 14, the batteries of Examples 49 to 52 were all found to have a suppressed rate of increase in resistance at each temperature as compared with Comparative Example 6 in which 1,3-propane sultone was added. did. In particular, the suppression of resistance increase at 60 ° C. was remarkable. Further, the capacity retention rate is significantly improved as compared with Comparative Example 6.

本発明の非水電解液二次電池の概略構成図。The schematic block diagram of the nonaqueous electrolyte secondary battery of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１１ 正極集電体
１２ 正極活物質を含有する層
１３ 負極活物質を含有する層
１４ 負極集電体
１５ 電解液
１６ 多孔質セパレータ 11 Positive Electrode Current Collector 12 Layer Containing Positive Electrode Active Material 13 Layer Containing Negative Electrode Active Material 14 Negative Electrode Current Collector 15 Electrolytic Solution 16 Porous Separator

Claims (16)

非プロトン性溶媒と、下記一般式（１）又は（２）で示されるケイ素を含むジスルホン酸エステル化合物のいずれかを含み、  An aprotic solvent and any one of disulfonic acid ester compounds containing silicon represented by the following general formula (1) or (2):
前記一般式（１）又は（２）で示される化合物に加え、さらにスルホニル基を有する一以上の化合物を含み、  In addition to the compound represented by the general formula (1) or (2), further including one or more compounds having a sulfonyl group,
前記スルホニル基を有する一以上の化合物として下記一般式（３）で示される化合物を含むことを特徴とする非水電解液。  A nonaqueous electrolytic solution comprising a compound represented by the following general formula (3) as one or more compounds having the sulfonyl group.

（但し、Ｚ(However, Z ₁₁ 、Ｚ, Z ₂₂ はそれぞれ独立に−ＳｉＲAre independently -SiR ₁₁ ＲR ₂₂ −で表されるシリレン基、又は炭素数１〜５のアルキレン基（但し、一つ以上のシリレン基を含んでも良い）であり（但し、Ｚ-Or a C1-C5 alkylene group (however, one or more silylene groups may be included) (however, Z ₁₁ 、Ｚ, Z ₂₂ の少なくとも一つはシリレン基を有する）、ＲAt least one of which has a silylene group), R ₁₁ 〜Ｒ~ R ₂₂ はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。）Are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group, alkenyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted or unsubstituted. )

（但し、Ｚ(However, Z _3Three 、Ｚ, Z _4Four はそれぞれ独立に−ＳｉＲAre independently -SiR _3Three ＲR _4Four ＲR _5Five で表されるシリル基を置換基として有しても良い炭素数１〜５のアルキレン基（但し、ＺAn alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may have a silyl group represented by _3Three 、Ｚ, Z _4Four の少なくとも一つは前記シリル基を有する）であり、ＲAt least one of which has the silyl group), and R _3Three 〜Ｒ~ R _5Five はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。）Are each independently hydrogen, halogen, an alkyl group, alkenyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms which may be substituted or unsubstituted. )

（但し、上記一般式（３）において、Ｑは酸素原子、メチレン基又は単結合、Ａ(In the general formula (3), Q represents an oxygen atom, a methylene group or a single bond, A ₁₁ は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、炭素数１〜６のポリフルオロアルキレン基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基から選ばれる基を示す。ＡRepresents a group selected from a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a polyfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms, and a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. A ₂₂ は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、カルボニル基、スルフィニル基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、から選ばれる基を示す。）Are substituted or unsubstituted alkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, carbonyl groups, sulfinyl groups, polyfluoroalkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, substituted or unsubstituted fluoroalkylene groups having 1 to 5 carbon atoms, substituted or A group in which at least one C—C bond in the unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms is a C—O—C bond, or at least one C—C bond in the polyfluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms A group in which a position becomes a C—O—C bond, and a group in which at least one position of a C—C bond in a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms becomes a C—O—C bond, Indicates the group to be selected. ) 非プロトン性溶媒と、下記一般式（１）又は（２）で示されるケイ素を含むジスルホン酸エステル化合物のいずれかを含むことを特徴とする非水電解液。

（但し、
Ｚ ₁ は−ＳｉＲ₁Ｒ₂−で表されるシリレン基、又は炭素数１〜５のアルキレン基（但し、一つ以上のシリレン基を含んでも良い）であり、
Ｚ ₂ は炭素数１〜５のアルキレン基（但し、一つ以上のシリレン基を含んでも良い）であり（但し、Ｚ₁、Ｚ₂の少なくとも一つはシリレン基を有する）、
Ｒ₁〜Ｒ₂はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。）

（但し、Ｚ₃、Ｚ₄はそれぞれ独立に−ＳｉＲ₃Ｒ₄Ｒ₅で表されるシリル基を置換基として有しても良い炭素数１〜５のアルキレン基（但し、Ｚ₃、Ｚ₄の少なくとも一つは前記シリル基を有する）であり、Ｒ₃〜Ｒ₅はそれぞれ独立に水素、ハロゲン、炭素数１〜６の置換又は無置換の分岐しても良いアルキル基、アルケニル基又はアルコキシ基である。） A nonaqueous electrolytic solution comprising an aprotic solvent and any of disulfonic acid ester compounds containing silicon represented by the following general formula (1) or (2).

(However,
Z ₁ is a silylene group represented by —SiR ₁ R ₂ — or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (however, one or more silylene groups may be included);
Z ₂ is an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms (provided that it may contain one or more silylene groups) (provided that at least one of Z ₁ and Z ₂ has a silylene group);
R _{1 and} R ₂ are each independently hydrogen, halogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms. )

(However, Z ₃ and Z ₄ are each independently an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms which may have a silyl group represented by —SiR ₃ R ₄ R ₅ as a substituent (however, Z ₃ , Z ₄ R _{3 to} R ₅ each independently represents hydrogen, halogen, a substituted or unsubstituted alkyl group, alkenyl group or alkoxy having 1 to 6 carbon atoms. Group.) 前記一般式（１）又は（２）で示される化合物に加え、さらにスルホニル基を有する一以上の化合物を含むことを特徴とする請求項２に記載の非水電解液。 The non-aqueous electrolyte according to claim 2 , further comprising one or more compounds having a sulfonyl group in addition to the compound represented by the general formula (1) or (2). 前記スルホニル基を有する一以上の化合物として下記一般式（３）で示される化合物を含むことを特徴とする請求項３に記載の非水電解液。

（但し、上記一般式（３）において、Ｑは酸素原子、メチレン基又は単結合、Ａ₁は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、炭素数１〜６のポリフルオロアルキレン基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基から選ばれる基を示す。Ａ₂は、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基、カルボニル基、スルフィニル基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基、置換若しくは無置換の炭素数１〜５のアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、炭素数１〜５のポリフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、及び置換若しくは無置換の炭素数１〜５のフルオロアルキレン基におけるＣ−Ｃ結合の少なくとも一箇所がＣ−Ｏ−Ｃ結合となった基、から選ばれる基を示す。） The nonaqueous electrolytic solution according to claim 3 , comprising a compound represented by the following general formula (3) as the one or more compounds having a sulfonyl group.

(However, in the above general formula (3), Q is an oxygen atom, a methylene group or a single bond, A ₁ represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a polyfluoroalkylene group having 1 to 6 carbon atoms And a group selected from a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, A ₂ represents a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms, a carbonyl group, a sulfinyl group, and a carbon number of 1; -5 polyfluoroalkylene group, a substituted or unsubstituted fluoroalkylene group having 1 to 5 carbon atoms, or a substituted or unsubstituted alkylene group having 1 to 5 carbon atoms in which at least one CC bond is C-O- A group having a C bond, a group in which at least one C—C bond in the C 1-5 polyfluoroalkylene group is a C—O—C bond, and a substituted or unsubstituted carbon A group selected from a group in which at least one CC bond in the fluoroalkylene group of formulas 1 to 5 is a C—O—C bond. 前記スルホニル基を有する一以上の化合物として、下記一般式（４）で示されるスルトン化合物を含むことを特徴とする請求項３に記載の非水電解液。

（但し、上記一般式（４）において、ｎは０以上２以下の整数である。又、Ｒ₆〜Ｒ₁₁は、水素原子、炭素数１以上１２以下のアルキル基、炭素数３以上６以下のシクロアルキル基、炭素数６以上１２以下のアリール基から選択される基を示す。） The nonaqueous electrolytic solution according to claim 3 , wherein the one or more compounds having a sulfonyl group include a sultone compound represented by the following general formula (4).

(However, the above general formula (4), n is 0 to 2 integer. Also, R ₆ to R ₁₁ is a hydrogen atom, 1 or more than 12 carbons in the alkyl groups, 3 to 6 carbon atoms And a group selected from an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.) 前記一般式（１）又は（２）に示される化合物が、電解液全体の０．００５質量％以上１０質量％以下含まれることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の非水電解液。 The compound represented by the general formula (1) or (2), according to any one of claims 1 to 5, characterized in that contained more than 10 wt% 0.005 wt% or more of the total electrolyte Non-aqueous electrolyte. ビニレンカーボネート又はその誘導体を含むことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の非水電解液。 The non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 6 , comprising vinylene carbonate or a derivative thereof. 前記非プロトン性溶媒が、環状カーボネート類、鎖状カーボネート類、脂肪族カルボン酸エステル類、γ−ラクトン類、環状エーテル類、鎖状エーテル類およびこれらのいずれかのフッ素誘導体、からなる群から選択された一又は二以上の溶媒を含むことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに１項に記載の非水電解液。 The aprotic solvent is selected from the group consisting of cyclic carbonates, chain carbonates, aliphatic carboxylic acid esters, γ-lactones, cyclic ethers, chain ethers, and any fluorine derivatives thereof. The nonaqueous electrolytic solution according to any one of claims 1 to 7 , further comprising one or two or more solvents. リチウム塩として、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳｂＦ₆、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｌＣｌ₄、およびＬｉＮ（Ｃ_nＦ_2n+1ＳＯ₂）（Ｃ_mＦ_2m+1ＳＯ₂）（ｎ、ｍは自然数）、からなる群から選択された一以上の物質を含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の非水電解液。 LiPF ₆ , LiBF ₄ , LiAsF ₆ , LiSbF ₆ , LiClO ₄ , LiAlCl ₄ , and LiN (C _n F _{2n + 1} SO ₂ ) (C _m F _{2m + 1} SO ₂ ) (n and m are natural numbers) ), non-aqueous electrolyte according to any one of claims 1 to 8, characterized in that it comprises one or more substances selected from the group consisting of. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の非水電解液と少なくとも正極と負極を備えたことを特徴とする非水電解液二次電池。 Non-aqueous electrolyte secondary battery, characterized in that a non-aqueous electrolyte solution comprising at least a positive electrode and the negative electrode according to any one of claims 1 to 9. 前記正極の正極活物質としてリチウムを吸蔵、放出できるリチウム含有複合酸化物を含むことを特徴とする請求項１０に記載の非水電解液二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 10 , comprising a lithium-containing composite oxide capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode active material of the positive electrode. 前記リチウム含有複合酸化物が、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物を有することを特徴とする請求項１１に記載の非水電解液二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 11 , wherein the lithium-containing composite oxide includes a lithium manganese composite oxide having a spinel structure. 前記負極の負極活物質として、リチウムを吸蔵、放出できる材料、リチウム金属、リチウムと合金を形成することができる金属材料、および酸化物材料、からなる群から選択される一又は二以上の物質を含むことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれかに記載の非水電解液二次電池。 As the negative electrode active material of the negative electrode, one or more substances selected from the group consisting of a material capable of inserting and extracting lithium, a lithium metal, a metal material capable of forming an alloy with lithium, and an oxide material are used. The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 10, comprising: a non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 10 . 前記負極活物質が炭素材料を含むことを特徴とする請求項１３に記載の非水電解液二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 13 , wherein the negative electrode active material includes a carbon material. 前記炭素材料が黒鉛であることを特徴とする請求項１４に記載の非水電解液二次電池。 The non-aqueous electrolyte secondary battery according to claim 14 , wherein the carbon material is graphite. 前記炭素材料が非晶質炭素であることを特徴とする請求項１４に記載の非水電解液二次電池。 The nonaqueous electrolyte secondary battery according to claim 14 , wherein the carbon material is amorphous carbon.

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