JP6238411B2 - 非水二次電池用電解液および非水二次電池 - Google Patents

Description

本発明は非水二次電池用電解液およびそれを用いた非水二次電池に関する。

リチウムイオン二次電池は、鉛電池やニッケルカドミウム電池と比較して、充放電において、大きなエネルギー密度を実現することができる。この特性を利用して、携帯電話あるいはノートパソコンなどのポータブル電子機器への適用が広く普及している。これに伴い、ポータブル電子機器の電源として、特に軽量で高エネルギー密度が得られる二次電池の開発が進められている。さらには、その小型・軽量化および長寿命、信頼性が強く求められている。今後大容量化が予想される電気自動車や蓄電設備等の用途においては高い信頼性が求められ、電池性能と信頼性との両立が一層強く要求される。

リチウムイオン二次電池の電解液としては、プロピレンカーボネートあるいはジエチルカーボネートなどのカーボネート系の溶媒と、六フッ化リン酸リチウムなどの電解質塩との組み合わせが広く用いられている。これらの物質は導電率が高く、電位的にも安定だからである。

一方、このような低分子量の可燃性有機化合物を成分に含むため、その難燃性の付与が重要である。この改善を目的として、電解液中にホスファゼン化合物を含有させる技術が提案されている（特許文献１〜６参照）。

特開２００５−１９０８７３号公報 国際公開第２０１０／１０１１７９号パンフレット 特許第４４５８８４１号明細書 特開２００６−２８６５７１号公報 特開２００９−１６１５５９号公報 国際公開第２０１３／０４７３４２号パンフレット

近年、難燃性だけでなく電池の諸性能との両立が必要とされ、充放電を繰り返しても電池特性の劣化が生じない電池が求められてきている。さらに、その利用が進む高電位の電池使用にも好適に対応することが望まれる。
本発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、電池性能の低下を抑制しつつ、難燃性を向上させることができる非水電解液および二次電池の提供を目的とする。また、必要により、高電位や高温・低温の使用条件にも適合し、上記の優れた性能を発揮する非水二次電池用電解液および二次電池の提供を目的とする。

上記の課題は以下の手段により解決された。
〔１〕非水溶剤、電解質、リン含有化合物（Ａ）および金属錯体（Ｂ）を含有し、
上記金属錯体（Ｂ）が、下記式（Ｉ）で表される化合物、下記式（ＩＩ）で表される部分構造を有し、Ｍ^ｍに配位する配位子がＮＲ^ｍ３Ｒ^ｍ４のみである化合物、下記式（１）で表される化合物または下記式（８’）で表される化合物であり、
上記リン含有化合物（Ａ）が下記式（Ａ１）で表される化合物または下記式（Ａ２）で表される構造を有する化合物である非水二次電池用電解液。

式（Ｉ）中、Ｍ^ｍは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
Ｒ^ｍ１はアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。複数のＲ^ｍ１が互いに連結して、脂肪族性または芳香族性の環を形成してもよい。
ａは０〜５の整数を表す。
Ｘ^ｍおよびＹ^ｍはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、−（Ｓ）ｎ−Ｒａ、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基またはヘテロアリール基を表す。ここで、Ｒａは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜８の整数を表す。さらに、Ｘ^ｍとＹ^ｍが互いに連結して、Ｍ^ｍを含む環を形成してもよい。
ｍ１およびｎ１は０≦ｍ１＋ｎ１≦３を満たす整数である。ｃは０〜２の整数である。
Ｔ^１は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルファニル基、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基、または上記式（ＣＰ）で表される基を表す。
式（ＣＰ）中、Ｒ^ｍ２はＲ^ｍ１と同義の基を表す。＊はＭ^ｍと結合する結合手を表す。ｂは０〜５の整数を表す。Ｒ^ｍ１とＲ^ｍ２は互いに連結していてもよい。
式（ＩＩ）中、Ｍ^ｍは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
Ｒ^ｍ３およびＲ^ｍ４は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基またはハロゲン原子を表す。Ｒ^ｍ３とＲ^ｍ４は互いに連結していてもよい。
式（１）中、Ｍは中心金属を表す。
Ａ^１は芳香族環または芳香族複素環を表す。
Ｒ^１はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Ｒ^１が複数ある場合、Ｒ^１は互いに結合もしくは縮合してもよく、複数のＲ^１で環を形成してもよい。
ＸはＣＲ^２または窒素原子を表す。ここで、Ｒ^２は水素原子、アルキル基、アルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基またはアリールチオ基を表す。Ｒ^１とＲ^２は互いに結合または縮合して環を形成してもよい。
Ｙは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアン酸基、イソチオシアン酸基、−Ｓ−Ｒａ、ホスフィニル基、カルボニル基含有基およびハロゲン原子から選択される１座の配位子を表す。ここで、Ｒａは水素原子または置換基を表す。
Ｒ^３は置換基を表す。
ｋは１〜４の整数を表す。ｌは０〜３の整数を表す。ｍは０〜２の整数を表す。
式（８’）中、Ｍ^ｏは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
Ｒ^ｏはアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。Ｒ^ｏｏは水素原子またはＲ^ｏで規定される基を表す。複数のＲ^ｏは互いに異なっていてもよい。
ｎｏは１〜８の整数を表す。

式（Ａ１）、（Ａ２）中、Ｒａ ^１１ 〜Ｒａ ^１３ は独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基または−（ＣＨ _２ ） _ｎ３ Ｃ（＝Ｏ）−（Ｏ） _ｍ３ Ｒｂ ^４ を表す。ｎ３は０または１を表す。ｍ３は０または１を表す。Ｒｂ ^４ はアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を表す。Ｘ ^ｎ は酸素原子、硫黄原子またはＮ（Ｒａ ^１４ ）を表す。Ｒａ ^１４ は水素原子または１価の置換基を表す。Ｒａ ^２１ はそれぞれ独立に１価の置換基を表す。近接のＲ ^２１ は置換基同士が環を形成していてもよい。ｎ２は２以上の整数を表し、結合端同士が結合して環を形成してもよい。
〔２〕上記金属錯体（Ｂ）の中心金属が第４〜第８族遷移元素またはランタノイドである〔１〕に記載の非水二次電池用電解液。
〔３〕上記式（１）で表される化合物が下記式（２）〜（５）のいずれかで表される〔１〕または〔２〕に記載の非水二次電池用電解液。

式（２）〜（５）中、Ｍ、Ａ^１、Ｒ^３、Ｙ、ｋ、ｌおよびｍは上記式（１）における各定義と同じである。Ａ^２は上記式（１）におけるＡ^１と同義である。Ｂ^１およびＢ^２は含窒素芳香族複素環を表す。Ｒ^４〜Ｒ^６は上記式（１）におけるＲ^３と同義である。Ｒ^４とＲ^６は、互いに結合もしくは縮合してＢ^１およびＢ^２の一部とともに環を形成してもよい。Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に、上記式（１）におけるＲ^２と同義である。Ｌはアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはアルケニレン基を表す。ｎ、ｏおよびｐは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。
〔４〕上記式（Ａ２）で表される構造を有する化合物が下記式（Ａ２−１）または（Ａ２−２）で表される〔１〕〜〔３〕のいずれか１つに記載の非水二次電池用電解液。

式（Ａ２−１）、（Ａ２−２）中、Ｒａ^３１〜Ｒａ^３６、Ｒａ^４１〜Ｒａ^４８は、上記Ｒａ^２１と同義である。
〔５〕上記式（Ａ２−１）で表される構造を有する化合物が下記式（Ａ２−１−１）または（Ａ２−１−２）のいずれかで表される〔４〕に記載の非水二次電池用電解液。

式（Ａ２−１−１）、（Ａ２−１−２）中、Ｒａ^５１〜Ｒａ^５２はそれぞれ独立にアルコキシ基またはジアルキルアミノ基を表す。
〔６〕上記Ｒａ^５１〜Ｒａ^５２がジアルキルアミノ基である〔５〕に記載の非水二次電池用電解液。
〔７〕電解液が更に、芳香族性化合物、ハロゲン含有化合物、重合性化合物、硫黄含有化合物、ケイ素含有化合物、ニトリル化合物、ホウ素含有化合物およびイミド化合物から選ばれる少なくとも１種を含有する〔１〕〜〔６〕のいずれか１つに記載の非水二次電池用電解液。
〔８〕上記リン含有化合物（Ａ）の電解液（電解質を含む全量）中の濃度が０．５質量％以上３０質量％以下である〔１〕〜〔７〕のいずれか１つに記載の非水二次電池用電解液。
〔９〕上記金属錯体（Ｂ）の電解液（電解質を含む全量）中の濃度が０．００１質量％以上１０質量％以下である〔１〕〜〔８〕のいずれか１つに記載の非水二次電池用電解液。
〔１０〕上記リン含有化合物（Ａ）の含有量（１００質量部）に対して、上記金属錯体（Ｂ）の含有量が０．０１質量部以上１０質量部以下である〔１〕〜〔９〕のいずれか１つに記載の非水二次電池用電解液。
〔１１〕上記金属錯体（Ｂ）の中心金属が、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆまたはＶである〔１〕〜〔１０〕のいずれか１つに記載の非水二次電池用電解液。
〔１２〕正極、負極および〔１〕〜〔１１〕のいずれか１つに記載の非水二次電池用電解液をそれぞれ具備する非水二次電池。
〔１３〕上記正極の活物質が、Ｎｉおよび／またはＭｎ原子を含有する〔１２〕に記載の非水二次電池。
〔１４〕上記負極の活物質が、炭素、ケイ素、チタンおよびスズから選ばれる少なくとも１種を含有する〔１２〕または〔１３〕に記載の非水二次電池。

本明細書において、特定の符号で表示された置換基や連結基等が複数あるとき、あるいは複数の置換基等（置換基数の規定も同様）を同時もしくは択一的に規定するときには、それぞれの置換基等は互いに同一でも異なっていてもよい。また、複数の置換基等が近接するときにはそれらが互いに結合したり縮合したりして環を形成していてもよい。

本発明の非水電解液は、これを備えた二次電池において、充放電における容量劣化を抑制し、かつ難燃性を向上させることができる。さらに、必要により、高電位や高温・低温の使用条件にも適合し、上記の優れた性能を発揮する。

本発明の好ましい実施形態に係るリチウム二次電池の機構を模式化して示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態に係るリチウム二次電池の具体的な構成を示す断面図である。

本発明の非水二次電池用電解液は、リン含有化合物と金属錯体とを含有する。以下、本発明の好ましい実施形態を中心に詳細に説明する。

［リン含有化合物（Ａ）］
リン含有化合物（Ａ）としては、特に制限はないが、Ｐ−Ｏ結合、Ｐ＝Ｏ結合、Ｐ−Ｎ結合、Ｐ＝Ｎから選ばれる少なくとも１種を有している化合物が好ましい。リン含有化合物（Ａ）としては下記式（Ａ１）で表される化合物または下記式（Ａ２）で表される構造を有する化合物が好ましい。
このため、本発明では、リン含有化合物（Ａ）として下記式（Ａ１）で表される化合物または下記式（Ａ２）で表される構造を有する化合物を使用する。

（Ａ１）において
Ｒａ^１１〜Ｒａ^１３は、それぞれ独立に、アルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基、または−（ＣＨ_２）_ｎ３Ｃ（＝Ｏ）−（Ｏ）_ｍ３Ｒｂ^４（ｎ３＝０または１、ｍ３＝０または１、Ｒｂ^４はアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはアラルキル基である。）である。
Ｘ^ｎは酸素原子、硫黄原子、Ｎ（Ｒａ^１４）を表す。Ｒａ^１４は水素原子または１価の置換基を表す。
Ｒａ^１１〜Ｒａ^１３におけるアルキル基としては炭素数１〜４が好ましく、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基などが挙げられる。
アラルキル基としては、炭素数７〜２０のアラルキル基であることが好ましく、炭素数７〜１１のアラルキル基であることがより好ましい。具体的には、−Ａｌｋ−Ａｒにおいて、Ａｌｋが炭素数１〜６のアルキレン基が好ましく、Ａｒが炭素数６〜１４のアリール基が好ましい。
アルコキシ基としては炭素数１〜８が好ましく、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの無置換アルコキシ基、２、２、２−トリフロロエトキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフロロイソプロポキシ基、パーフロロブチルエチル基などのフッ素置換されたアルコキシ基が挙げられ、メトキシ基、２、２、２−トリフロロエトキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフロロイソプロポキシ基が好ましい。
アラルキルオキシ基としては、炭素数７〜２０のアラルキルオキシ基であることが好ましく、炭素数７〜１１のアラルキルオキシ基であることがより好ましい。具体的には、−Ｏ−Ａｌｋ−Ａｒにおいて、Ａｌｋが炭素数１〜６のアルキレン基が好ましく、Ａｒが炭素数６〜１４のアリール基が好ましい。
アリールオキシ基としてはフェノキシ基、フッ素置換されたフェノキシ基が好ましい。
ハロゲン原子としては塩素原子、フッ素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。
アミノ基としてはジアルキルアミノ基が好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジブチルアミノ基など総炭素数２〜８のジアルキルアミノ基が好ましい。
−（ＣＨ_２）_ｎ３Ｃ（＝Ｏ）−（Ｏ）_ｍ３Ｒｂ^４におけるＲｂ^４としては、アルキル基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、アルケニル基（炭素数２〜１２が好ましく、２〜６がより好ましい）、アリール基（炭素数６〜２２が好ましく、６〜１４がより好ましく、６〜１０が特に好ましい）、アラルキル基（炭素数７〜２３が好ましく、７〜１５がより好ましく、７〜１１が特に好ましい）が好ましく、メチル基、エチル基がより好ましい。
Ｒａ^１４における１価の置換基として好ましくはアルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、−Ｓ（＝Ｏ）_２Ｒａ^１５（Ｒａ^１５はアルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、アリール基（炭素数６〜１４が好ましい）、アラルキル基（炭素数７〜１５が好ましい）、アルケニル基（炭素数１〜６が好ましい））、−Ｐ（＝Ｏ）（Ｒａ^１６）_２（Ｒａ^１６はアルコキシ基（炭素数１〜６が好ましい）、アリールオキシ基（炭素数６〜１４が好ましい）、アルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、アリール基（炭素数６〜１４が好ましい）、ハロゲン原子）を挙げることができる。
上記のアルキル基、アラルキル基、アルコキシ基、アラルキルオキシ基、アリールオキシ基、アミノ基、Ｒｂ^４、Ｒａ^１４、Ｒａ^１５、Ｒａ^１６は置換基Ｔを有してもよく、なかでもハロゲン原子（フッ素原子）を有することが好ましい。

（Ａ２）において
Ｒａ^２１はそれぞれ独立に１価の置換基を表す。近接のＲ^２１は置換基同士が環を形成していても良い。ｎ２は２以上の整数を表し、結合端同士が結合して環を形成しても良い。ｎ２は２以上６以下が好ましく、３又は４がより好ましい。
Ｒａ^２１としては、ハロゲン原子（特にフッ素原子が好ましい）、アルキル基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、アルコキシ基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、チオアルコキシ基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、アリールオキシ基（炭素数６〜２２が好ましく、６〜１４がより好ましい）、アリールチオ基（炭素数６〜２２が好ましく、６〜１４がより好ましい）、アラルキル基（炭素数７〜２３が好ましく、７〜１５がより好ましい）、アミノ基（炭素数０〜６が好ましく、０〜３がより好ましい）が挙げられる。
Ｒａ^２１としてより好ましくはアルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基である。アルコキシ基としてはメトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基などの無置換アルコキシ基、２、２、２−トリフロロエトキシ基、１，１，１，３，３，３−ヘキサフロロイソプロポキシ基、パーフロロブチルエチル基などのフッ素置換されたアルコキシ基が好ましい。
アリールオキシ基としはフェノキシ基、フッ素置換フェノキシ基が好ましい。
Ｒａ^２１がアミノ基である場合、Ｎ（Ｒａ^２３）_２として示されることが好ましい。Ｒａ^２３は、一価の置換基であり、炭素数１〜１２のアルキル基が好ましく、炭素数１〜６のアルキル基がより好ましく、炭素数１〜３のアルキル基が特に好ましい。２つのＲａ^２３は互いに異なっていてもよい。Ｒａ^２３は互いに結合してまたは縮合して環を形成していてもよい。このとき、窒素原子、酸素原子、硫黄原子などのヘテロ原子を取り込んでいてもよい。形成される環として好ましくは、５員環または６員環が好ましい。５員環としては、含窒素の５員環を含む化合物が好ましく、ピロール、イミダゾール、ピラゾール、インダゾール、インドール、ベンゾイミダゾール、ピロリジン、イミダゾリジン、ピラゾリジン、インドリン、カルバゾール、またはこれらの誘導体など（いずれもＮ置換）が挙げられる。６員環としては、ピペリジン、モルホリン、ピペラジン、またはこれらの誘導体など（いずれもＮ置換）が挙げられる。

上記式（Ａ２）で表される構造を有する化合物は、下記式（Ａ２−１）または下記式（Ａ２−２）で表される化合物が好ましい。

Ｒａ^３１〜Ｒａ^３６はＲａ^２１と同義であり、好ましくはＲａ^３１〜Ｒａ^３６のうち３〜６個（好ましくは４又は５個、より好ましくは５個）がフッ素原子であり、０〜３個（好ましくは１又は２個、より好ましくは１個）がアルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、およびアミノ基のいずれかである。

Ｒａ^４１〜Ｒａ^４８はＲａ^２１と同義であり、好ましくはＲａ^４１〜Ｒａ^４８のうち５〜８個（好ましくは６又は７個、より好ましくは７個）がフッ素原子であり、０〜３個（好ましくは１又は２個、より好ましくは１個）がアルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基である。

上記式（Ａ２−１）で表される構造を有する化合物は、下記式（Ａ２−１−１）または（Ａ２−１−２）のいずれかで表される化合物が好ましく、式（Ａ２−１−１）で表されることが特に好ましい。

Ｒａ^５１〜Ｒａ^５２はそれぞれ独立にＲａ^２１と同義であり、好ましくはアルコキシ基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、アリールオキシ基（炭素数６〜１４が好ましい）、アルキル基（炭素数１〜６が好ましい）、ハロゲン原子、アミノ基（炭素数０〜１２が好ましく、２〜６がより好ましい）である。電解液への難燃性付与の観点から、Ｒａ^５１〜Ｒａ^５２はそれぞれ独立にアルコキシ基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、又はジアルキルアミノ基（炭素数２〜１２が好ましく、２〜６がより好ましい）が好ましく、ジアルキルアミノ基（炭素数２〜１２が好ましく、２〜６がより好ましい）がさらに好ましく、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基、ジプロピルアミノ基、メチルエチルアミノ基、メチルプロピルアミノ基、エチルプロピルアミノ基が特に好ましい。

なお、１分子中に複数存在するＲａ^１１〜Ｒａ^１６、Ｒａ^２１〜Ｒａ^２３、Ｒａ^３１〜Ｒａ^３６、Ｒａ^４１〜Ｒａ^４８、Ｒａ^５１〜Ｒａ^５２、Ｒｂ^４は、互いに同じであっても異なっていてもよい。

式（Ａ１）または（Ａ２）で表される化合物の好ましい具体例を以下に示す（Ｐｈはフェニル基、Ｍｅはメチル基、Ｅｔはエチル基、Ｂｕはブチル基）。

上記リン含有化合物は１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記リン含有化合物の非水二次電池用電解液中の濃度は特に限定されないが、電解質を含む量を全量として、０．５質量％以上であることが好ましく、１質量％以上であることがより好ましく、３質量％以上であることが特に好ましい。上限側の規定としては、３０質量％以下であることが好ましく、２０質量％以下であることがより好ましく、１０質量％以下であることが特に好ましい。リン含有化合物をこの下限値以上で配合することにより、十分な難燃性を付与することができ、かつ電池性能においても良好な充放電性を実現することができる。

リン酸化合物やホスファゼン化合物は市販のものを利用する、あるいはそれを修飾して所望の構造の化合物とすることができる。ホスファゼン化合物に特定の置換基を導入する方法としては、例えばアルコキシ置換されたフッ化ホスファゼンは、（ＰＮＦ_２）_ｎで表される化合物と、Ｒ−ＯＭ（式中、Ｒはアルキル基、Ｍはアルカリ金属を示す。）で表されるアルコラート、あるいはＲ−ＯＨ（式中、Ｒは上記と同義。）で表されるアルコールを、無触媒、あるいは炭酸ナトリウム、炭酸カリウム等の塩基性触媒の存在下に反応させる方法等が提案されている（特開２００９−１６１５５９号公報、特開２００１−３３５５９０号公報、特開２００１−１３９５８４号公報、国際公開第０３／００５４７９号パンフレット、特表２００１−５１６４９２号公報）。また、アミノ基が置換されたフッ素化ホスファゼンの合成については、（ＰＮＦ_２）_ｎで表される化合物と、２当量のアミンを反応させる方法（Journal of the Chemical Society [Section] A: Inorganic, Physical, Theoretical, 1970 , p.2324 - 2329）が知られている。

［金属錯体（Ｂ）］
金属錯体は、金属原子またはイオンに他の原子、分子、イオンが結合した化学種をいう。結合の種類としては、共有結合、イオン結合、配位結合が挙げられる。これらの中でも金属−炭素結合（アルケン錯体、シクロペンタジエニル錯体などの金属−炭素π結合も含む）、金属−窒素結合、金属−酸素結合、金属−硫黄結合、金属−リン結合から選ばれる少なくとも１種を含有していることが好ましい。また、金属に結合している他の原子、分子、イオン（これらを配位子と呼ぶこともある）のうち少なくとも１つは炭素原子を有する有機金属錯体であることが好ましい。
本発明において、「中心金属」とは、金属元素の他、金属酸化物も含めるものとする。中心金属は、第４族遷移元素（例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、第５族遷移元素（例えば、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａなど）、第６族遷移元素（例えば、Ｃｒ、Ｍｏなど）、第７族遷移元素（例えば、Ｍｎなど）、第８族遷移元素（例えば、Ｆｅ、Ｒｕなど）、第１１族遷移元素（例えば、Ｃｕなど）、第１２族遷移元素（例えば、Ｚｎなど）などが挙げられる。中でも、第４族〜第８族遷移元素が好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖであることがより好ましく、Ｔｉ、Ｚｒであることが最も好ましい。希土類金属元素としては、具体的に、ランタノイド（例えば、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｗ、Ｎｄ、Ｌｕ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｇｄなど）が挙げられる。中でも、Ｃｅ、Ｃｄ、Ｅｒであることが好ましい。非遷移金属としてはＡｌ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｓｂが好ましい。金属酸化物としては、上記で例示した金属元素の酸化物が挙げられ、上記好ましい範囲で例示した金属元素の酸化物が好ましい。
金属−炭素結合を形成する配位子としては、アルキル基、アラルキル基、アルケニル基、アリール基などが挙げられる。金属−炭素π結合を形成する配位子としては、アルケン配位子、アリル配位子、シクロペンタジエニル構造を有する配位子が挙げられる。
金属−窒素結合を形成する配位子としては＊−ＮＲ−＊（Ｒは１価の有機基）、＊−Ｎ⁻−＊、＊−Ｃ（＝Ｏ）−Ｎ⁻−＊、＊−Ｎ＝＊から選ばれる構造を有する配位子が揚げられる（＊は結合手）。ピリジン構造、イミダゾール構造、フェナントロリン構造など含窒素ヘテロ環構造も好ましい。
金属−酸素結合を形成する配位子としては、アルコキシド、アリールオキシド、カルボニル基、カルボキシレート基、エーテル基、などが挙げられる。金属アルコキシド、金属アセチルアセトナト錯体、金属カルボキシレート錯体などが好ましい。
金属−硫黄結合を形成する配位子としては、チオカルボキシレート、チオレートなどが挙げられる。
金属−リン結合を形成する配位子としては、ホスフィン誘導体が挙げられる。

好ましい配位子として具体的には、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、トリメチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、ピリジン、２，２’−ビピリジル、１，１０−フェナントロリン、イミダゾール、ジメチルグリオキシマト、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）エタン、１，２−ビス（ジフェニルホスフィノ）プロパン、オキザラト、アセチルアセトナト、グリシナト、アラニナト、エチレンジアミンテトラアセテート、テトラフェニルポルフィニラト、Ｎ，Ｎ’−ジサリチリデンエチレンジアミン、シクロペンタジエニル、ペンタメチルシクロペンタジエニル、インダニル、１，５−シクロオクタジエン、ノルボルナジエンなどが挙げられる。

上記金属錯体は、金属メタロセンであることが好ましく、さらに下記式（Ｉ）で表されるものが好ましい。

式中、Ｍ^ｍは遷移元素または希土類元素を表す。好ましい遷移元素は、第４〜第８族遷移元素またはランタノイドであり、さらに好ましくは第４〜第６族遷移元素又はランタノイドである。具体的にＭ^ｍは、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｒ、Ｖ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｗ、Ｎｄ、Ｌｕ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｇｄであることが好ましく、次にＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、ＦｅＥｒ、Ｇｄであることがさらに好ましく、最も好ましくはＴｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｅｒである。

・Ｒ^ｍ１
Ｒ^ｍ１はアルキル基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アルキルシリル基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜６、より好ましくは炭素数２または３）、アルキニル基（好ましくは炭素数２〜６、より好ましくは炭素数２または３）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アルキルチオ基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜６、より好ましくは炭素数１〜４）、アミド基（カルバモイル基）（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アシルオキシ基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基（Ｒａ−ＣＯ−）（好ましくは炭素数２〜７、より好ましくは炭素数２〜４）、スルホニル基含有基（Ｒａ−ＳＯ_２−）、ホスフィノ基［ＰＲ_２−：Ｒは水素原子またはアルキル基］（好ましくは炭素数０〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、またはハロゲン原子を表す。複数のＲ^ｍ１ が互いに連結して脂肪族性または芳香族性の環を形成してもよい。

上記Ｒ^ｍ１の好ましいものとしては、上記例示置換基の範囲で、後記置換基Ｔの例が挙げられる。なかでも、メチル基、ｎ−ブチル基、ｔ−ブチル基、トリメチルシリル基、ホスフィノ基（好ましくは炭素数２〜６、より好ましくは炭素数２または３）、アルキルアミノ基（好ましくは炭素数２〜６、より好ましくは炭素数２〜４）が好ましい。なお、上記Ｒａは水素原子または置換基を表し、置換基の好ましいものとして、後記置換基Ｔの例が挙げられる。Ｒａはなかでも水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくはメチル基、エチル基）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくはメトキシ基、エトキシ基）、アミノ基（好ましくは炭素数０〜６、より好ましくは炭素数２〜４）、ハロゲン原子（好ましくはフッ素原子）、アリール基（好ましくは、炭素数６〜１２、より好ましくはフェニル基）、パーフルオロアルキル基（好ましくは炭素数１〜４、より好ましくはトリフルオロメチル基）が好ましい。Ｒａについては、以下も同様である。複数のＲ^ｍ１は互いに結合ないし縮合して環を形成していてもよい。

・ａ
ａは０〜５の整数を表す。なかでも、０〜４が好ましく、最も好ましくは０あるいは１である。ａが２以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。

・Ｘ^ｍ，Ｙ^ｍ
Ｘ^ｍ，Ｙ^ｍはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アルケニル基（好ましくは炭素数２〜６、より好ましくは炭素数２または３）、アルコキシ基（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アルキルアミノ基（好ましくは炭素数２〜１０、より好ましくは炭素数２〜６）、シリルアミノ基（好ましくは炭素数０〜１０、より好ましくは炭素数２〜６）、スルホン酸基、イソシアネート基（ＮＣＯ）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、スルファニル基（Ｒａ−（Ｓ）ｎ−）（好ましくは炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３、ｎは１〜８の整数を表す。）、ホスフィニル基（（Ｒａ）_２（Ｏ＝）Ｐ−）（好ましくは炭素数０〜１０、より好ましくは炭素数０〜６）、カルボニル基含有基（Ｒａ−ＣＯ−）（好ましくは、炭素数１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、ハロゲン原子、アリール基（好ましくは、炭素数６〜２２、より好ましくは炭素数６〜１０）、またはヘテロアリール基（好ましくは炭素数２〜８、より好ましくは炭素数２〜４）を表す。Ｘ^ｍ，Ｙ^ｍはそれぞれあるいは互いに結合ないし縮合してＭ ^ｍ を含む環を形成していてもよい。例えば、複数のスルファニル基が結合し環状のポリスルフィドとして配位していてもよい。なかでも、メチル基、ｎ−ブチル基、ジアルキルアミノ基、ビス（トリアルキルシリル）アミノ基、イソチアシアネート（ＮＣＳ）基、Ｘ^ｍ，Ｙ^ｍが縮環したＭ ^ｍ を含む環状アルケニル基（ブタジエン配位型メタラサイクル）が好ましい。上記Ｘ^ｍ，Ｙ^ｍは、さらに置換基を有していてもよく、その好ましいものとしては、後記置換基Ｔの例が挙げられる。置換基としては、なかでも、ヘテロ環基、ハロゲン原子、シリル基、アルキル基などが好ましい。

・ｍ１，ｎ１
ｍ１，ｎ１は０≦ｍ１＋ｎ１≦３を満たす整数である。ｎ１＋ｍ１は１以上であることが好ましい。ｍ１，ｎ１が２以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。

・Ｔ^１
Ｔ^１は、水素原子、アルキル基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、アルケニル基（炭素数２〜１２が好ましく、２〜６がより好ましい）、アルコキシ基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、アルキルアミノ基（炭素数２〜１２が好ましく、２〜６がより好ましい）、シリルアミノ基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましい）、スルホン酸基、イソシアネート基（ＮＣＯ）、イソチオシアネート基（ＮＣＳ）、スルファニル基（ＳＨ）、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基（炭素数６〜２２が好ましく、６〜１４がより好ましく、６〜１０が特に好ましい）、ヘテロアリール基（炭素数１〜１２が好ましく、２〜５がより好ましい）、または式（ＣＰ）で表される基である。なかでも、水素原子、メチル基、ｎ−ブチル基、アルキルアミノ基（好ましくは炭素数１〜６）、または式（ＣＰ）で表される基であることが好ましい。

Ｒ^ｍ２はＲ^ｍ１と同義の基を表す。＊は金属原子Ｍと結合する結合手を表す。ｂは０〜５の整数を表す。ｂが２以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。Ｒ^ｍ２は互いに連結されていてもよい。Ｒ^ｍ２が結合ないし縮合して形成される環の好ましいものはＲ^ｍ１と同じである。

Ｔ^１がアルキルアミノ基であるとき、炭素数１〜６のアルキルアミノ基であることが好ましく、中でも、ジメチルアミノ基、ジエチルアミノ基が好ましい。

ｃは０〜２の整数である。ｃが２以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。

上記式（Ｉ）は、下記式（Ｉｃｐ−１）〜（Ｉｃｐ−３）のいずれかで表されることが好ましい。

式中、Ｍ^ｍ、Ｒ^ｍ１、Ｒ^ｍ２、ａ、ｂ、Ｘ^ｍ、Ｙ^ｍ、ｍ１、ｎ１は上記式（Ｉ）と同義である。

上記式（Ｉｃｐ−１）〜（Ｉｃｐ−３）がそれぞれ下記式（Ｉａ−１）〜（Ｉａ−３）のいずれかであることが好ましい。

式中、Ｘ^ｍ１およびＹ^ｍ１は、上記Ｘ^ｍ，Ｙ^ｍと同義であり、それぞれ、メチル基、ｎ−ブチル基、ビス（トリメチルシリル）アミノ基、イソチオシアネート基であることが好ましい。Ｘ^ｍ１，Ｙ^ｍ１が縮環して環状アルケニル基（ブタジエン配位型メタラサイクル）を形成してもよい。Ｍ^ｍ、ｍ１、ｎ１は式（Ｉ）と同義である。

上記金属錯体は、下記式（ＩＩ）で表される部分構造を有するものであることも好ましい。

Ｍ^ｍ−ＮＲ^ｍ３Ｒ^ｍ４ ・・・ 式（ＩＩ）

式中、Ｍ^ｍは遷移元素または希土類元素を表す。その好ましいものは上記式（Ｉ）と同義である。

Ｒ^ｍ３，Ｒ^ｍ４は水素原子、アルキル基（好ましい炭素数は１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、アルケニル基（好ましい炭素数は２〜６、より好ましくは炭素数２または３）、アルキニル基（好ましい炭素数は２〜６、より好ましくは炭素数２または３）、アリール基（好ましい炭素数は６〜２２、より好ましくは炭素数６〜１０）、ヘテロアリール基（好ましい炭素数は２〜６、より好ましくは炭素数２〜４）、アルキルシリル基（好ましい炭素数は１〜６、より好ましくは炭素数１〜３）、またはハロゲン原子を表す。Ｒ^ｍ３，Ｒ^ｍ４は互いに連結されていてもよい。Ｒ^ｍ３，Ｒ^ｍ４はそれぞれあるいは結合ないし縮合して環を形成していてもよい。Ｒ^ｍ３，Ｒ^ｍ４の好ましいものとしては、後記置換基Ｔの例が挙げられる。なかでも、メチル基、エチル基、トリメチルシリル基が好ましい。

上記式（ＩＩ）は下記式（ＩＩａ）で表されることが好ましい。

Ｍ^ｍ−（ＮＲ^ｍ３Ｒ^ｍ４）ｑ ・・・ 式（ＩＩａ）

式中、Ｍ^ｍ、Ｒ^ｍ３、Ｒ^ｍ４は式（ＩＩ）と同義である。ｑは１〜４の整数を表し、２〜４の整数が好ましい。更に好ましくは２または４である。ｑが２以上のとき、そこで規定される複数の基は互いに同じでも異なっていてもよい。

上記金属錯体の具体例を下記に挙げるが、本発明はこれに限定して解釈されるものではない。なお、ＴＭＳはトリメチルシリル基を表す。

上記金属錯体は、下記式（Ｌ）の構造部を有する多座配位子を有することもまた好ましい。ここで、多座配位子は２座〜４座の配位子であることが好ましい。

＊−Ｅ−Ａ^１−Ｘ＝Ｎ（Ｒ^１）−＊ ・・・（Ｌ）

式（Ｌ）のＡ^１、Ｘ、Ｒ^１については、後記式（１）の項で説明するものと同じであり、その好ましいものも同義である。＊は中心金属との結合位置を示す。Ｅは酸素原子または硫黄原子を表す。

特定金属錯体は、下記式（１）で表される化合物であることもまた好ましい。

・Ｍ
式（１）中、Ｍは中心金属を表す。中心金属をなす遷移元素としては、具体的に、第４族遷移元素（例えば、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆなど）、第５族遷移元素（例えば、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａなど）、第６族遷移元素（例えば、Ｃｒ、Ｍｏなど）、第７族遷移元素（例えば、Ｍｎなど）、第８族遷移元素（例えば、Ｆｅ、Ｒｕなど）、第１１族遷移元素（例えば、Ｃｕなど）、第１２族遷移元素（例えば、Ｚｎなど）などが挙げられる。中でも、第４族〜第８族遷移元素が好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒであることがより好ましい。希土類金属元素としては、具体的に、ランタノイド（例えば、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｓｗ、Ｎｄ、Ｌｕ、Ｅｒ、Ｙｂ、Ｇｄなど）が挙げられる。中でも、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｒであることが好ましい。金属酸化物としては、上記で例示した金属元素の酸化物が挙げられ、上記好ましい範囲で例示した金属元素の酸化物が好ましい。
中心金属は、以下にまとめて記載すると、第４族〜第８族遷移元素またはランタノイドがより好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、ＺｒＯ、Ｈｆ、ＨｆＯ、Ｖ、Ｎｂ、ＮｂＯ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、ＭｏＯ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｒｕ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｃｅ、Ｇｄ、Ｅｒがさらに好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、ＺｒＯ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｅが特に好ましく、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｃｒが最も好ましい。

・Ａ^１
式（１）中、Ａ^１は、芳香族環または芳香族複素環を表す。芳香族環は、炭素数６〜１４の芳香族環が好ましく、具体的には、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環などが挙げられ、中でも、ベンゼン環がより好ましい。芳香族複素環は、炭素数２〜１２の芳香族複素環が好ましく、具体的には、ピロール環、チオフェン環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、イミダゾール環、ピラゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環などが挙げられ、中でも、ピラゾール環、（イミダゾール環、オキサゾール環、ピリジン環）がより好ましく、ピラゾール環がさらに好ましい。Ａ^１は、ベンゼン環またはピラゾール環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。

Ａ^１の好ましい具体例を下記に示す。

ここで、＊はＸまたは酸素原子との結合手を表す。このとき、ピラゾール環又はベンゼン環は置換基Ｔを有していてもよい。

・Ｒ^１
式（１）中、Ｒ^１は、アルキル基、アリール基、ヘテロアリール基、またはアルケニル基を表す。アルキル基は、直鎖構造でも分岐構造でも環状構造でもよく、炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基がより好ましい。炭素数１〜６のアルキル基としては、具体的に、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられ、中でも、メチル、エチルが好ましい。炭素数３〜６のシクロアルキル基としては、具体的に、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられ、中でも、シクロヘキシルが好ましい。アリール基は、炭素数６〜１４のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル、ナフチル、アントラセニルなどが挙げられ、中でも、フェニルがより好ましい。ヘテロアリール基は、炭素数１〜１２のヘテロアリール基が好ましく、具体的には、環を構成する化合物名でいうと、ピロール、チオフェン、チアゾール、オキサゾール、チアジアゾール、オキサジアゾール、イミダゾール、ピラゾール、トリアゾール、テトラゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、ベンゾピラゾールなどが挙げられ、中でも、トリアジン、ピラジンがより好ましい。アルケニル基は、炭素数２〜６のアルケニル基が好ましく、具体的には、エテニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ヘキセニルなどが挙げられ、中でも、エテニルがより好ましい。上記各基は、さらに置換基を有してもよく、アルキル基（好ましくは、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル）、アルコキシ基（好ましくは、メトキシ、エトキシ）、アリール基（好ましくは、フェニル）、ハロゲン原子（好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子）が挙げられる。Ｒ^１が分子内に複数ある場合、Ｒ^１は互いに結合もしくは縮合してもよい。このとき、複数のＲ^１で環を形成していてもよい。Ｒ^１が隣接する配位子間で結合ないし縮合する形態を含めていうと、Ｒ^１はアルキル基、アリール基、またはアルケニル基が好ましく、炭素数３〜６のシクロアルキル基、炭素数６〜１４のアリール基、炭素数２〜６のアルケニル基がより好ましく、シクロヘキシル基、フェニル基、エテニル基がさらに好ましい。

・Ｘ
Ｘは、ＣＲ^２または窒素原子を表し、ＣＲ^２が好ましい。

・Ｒ^２
Ｒ^２は、水素原子、アルキル基、アルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基（チオール基）、アルキルチオ基、またはアリールチオ基を表す。アルキル基は、直鎖構造でも分岐構造でも環状構造でもよく、炭素数１〜１０のアルキル基が好ましく、炭素数１〜６のアルキル基または炭素数３〜６のシクロアルキル基がより好ましい。炭素数１〜６のアルキル基としては、具体的に、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、ブチル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘキシルなどが挙げられ、中でも、メチル、エチルが好ましい。炭素数３〜６のシクロアルキル基としては、具体的に、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシルなどが挙げられ、中でも、シクロヘキシルが好ましい。アルケニル基は、炭素数２〜６のアルケニル基が好ましく、具体的には、エテニル、１−プロペニル、２−プロペニル、１−ブテニル、２−ブテニル、１−ペンテニル、２−ペンテニル、１−ヘキセニル、３−ヘキセニルなどが挙げられ、中でも、エテニルがより好ましい。アルコキシ基は、炭素数１〜６のアルコキシ基が好ましく、具体的には、メトキシ、エトキシ、プロピルオキシ、イソプロピルオキシ、シクロヘキシルオキシなどが挙げられ、中でも、メトキシ、エトキシがより好ましい。アリールオキシ基は、炭素数６〜１４のアリールオキシ基が好ましく、具体的には、フェノキシ、ナフトキシなどが挙げられ、中でもフェノキシがより好ましい。アルキルチオ基は、炭素数１〜６のアルキルチオ基が好ましく、具体的には、メチルチオ、エチルチオ、プロピルチオ、イソプロピルチオ、ブチルチオ、ｔ−ブチルチオ、ペンチルチオ、ヘキシルチオなどが挙げられ、中でも、メチルチオ、エチルチオが好ましい。アリールチオ基は、炭素数６〜１４のアリールチオ基が好ましく、具体的には、フェニルチオ、ナフチルチオなどが挙げられ、中でもフェニルチオがより好ましい。Ｒ^２は、水素原子、水酸基、メルカプト基が好ましく、水素原子がより好ましい。

Ｒ^２はＲ^１と結合または縮合して、環を形成してもよい。環は、複素環を形成し、含窒素芳香族複素環を形成するのが好ましい。形成される好ましい環は、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環、キノリン環、イソキノリン環であり、より好ましくは、ピリジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環である。

・Ｒ^３
Ｒ^３は、置換基を表す。Ｒ^３は、アルキル基、アルコキシ基、アリール基、アルケニル基、ハロゲン原子が好ましく、炭素数１〜６のアルキル基、炭素数１〜６のアルコキシ基、炭素数６〜１２のアリール基、炭素数２〜６のアルケニル基がより好ましく、メチル、エチル、プロピル、イソプロピル、イソブチル、ｔ−ブチル、パーフルオロメチル、メトキシ、フェニル、エテニルがさらに好ましい。上記各基は、さらに置換基を有してもよく、アルキル基（好ましくは、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル）、アルコキシ基（好ましくは、メトキシ、エトキシ）、アリール基（好ましくは、フェニル）、ハロゲン原子（好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子）が挙げられる。Ｒ^３が複数存在する場合、互いに結合もしくは縮合して環を形成してもよい。

・Ｙ
Ｙは１座の配位子を表す。Ｙは、具体的には、水素原子、アルキル基（好ましくは、炭素数１〜６）、アルケニル基（好ましくは、炭素数２〜６）、アルコキシ基（好ましくは、炭素数１〜６）、アルキルアミノ基（好ましくは、炭素数２〜１０）、シリルアミノ基（好ましくは、炭素数０〜１０）、スルホン酸基、イソシアン酸基（ＮＣＯ）、イソチオシアン酸基（ＮＣＳ）、スルファニル基（Ｒａ−Ｓ−）（好ましくは、炭素数１〜６）、ホスフィニル基（ＲａＯ（Ｒａ）ＰＯ−）（好ましくは、炭素数０〜１０）、カルボニル基含有基（Ｒａ−ＣＯ−）（好ましくは、炭素数１〜６）、ハロゲン原子、アリール基（好ましくは、炭素数６〜２２）、またはヘテロアリール基（好ましくは、炭素数３〜８）が挙げられる。ここで、Ｒａは、アルキル基（好ましくは、炭素数１〜６）を表す。Ｙは、炭素数１〜６のアルキル基またはビス（トリアルキルシリル）アミノ基が好ましく、メチル基またはビス（トリメチルシリル）アミノ基がより好ましい。

・ｋ
ｋは、１〜４の整数を表し、２〜４の整数が好ましい。ｋが２以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。

・ｌ
ｌは０〜３の整数を表し、０〜２の整数が好ましい。ｌが２以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。

・ｍ
ｍは０〜２の整数を表す。ｍが２以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。

式（１）は、下記式（２）〜（５）のいずれかで表されることが好ましい。

式中、Ｍ、Ａ^１、Ｒ^３、Ｙ、ｋ、ｌ、およびｍは、式（１）における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。

・Ａ^２
Ａ^２は、式（１）におけるＡ^１と同義であり、好ましい範囲も同じである。

・Ｂ^１、Ｂ^２
Ｂ^１およびＢ^２は、それぞれ独立に、含窒素芳香族複素環を表す。含窒素芳香族複素環は、環構造中に、窒素原子の他に、酸素原子または硫黄原子のようなヘテロ原子が含まれていてもよい。含窒素芳香族複素環は、炭素数１〜１２の含窒素芳香族複素環が好ましく、具体的には、ピロール環、ピラゾール環、イミダゾール環、チアゾール環、オキサゾール環、チアジアゾール環、オキサジアゾール環、トリアゾール環、テトラゾール環、ピリジン環、ピリミジン環、ピラジン環、トリアジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、ベンゾイミダゾール環、ベンゾピラゾール環、キノリン環、イソキノリン環などが挙げられ、中でも、ピリジン環、ベンゾオキサゾール環、ベンゾチアゾール環、キノリン環がより好ましく、ピリジン環がさらに好ましい。

Ｂ^１およびＢ^２の好ましい具体例を下記に示す。

ここで、＊はＡ^１またはＡ^２との結合手、＃は中心金属との配位結合を示す。このとき、ピリジン環又はベンゼン環は置換基Ｔを有していてもよい。

・Ｒ^４〜Ｒ^６
Ｒ^４〜Ｒ^６は、式（１）におけるＲ^３と同義であり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^４とＲ^６は、互いに結合もしくは縮合してＢ^１およびＢ^２の一部とともに環を形成してもよい。形成される環は、芳香族環が好ましく、ベンゼン環がより好ましい。

・Ｒ^７、Ｒ^８
Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に、式（１）におけるＲ^２と同義であり、好ましい範囲も同じである。

・Ｌ
Ｌは、アルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基、またはアルケニレン基を表す。アルキレン基は、直鎖構造でも分岐構造でも環状構造でもよく、炭素数１〜１０のアルキレン基が好ましく、炭素数１〜６のアルキレン基または炭素数３〜６のシクロアルキレン基がより好ましい。炭素数１〜６のアルキレン基としては、具体的に、メチレン、エチレン、プロピレン、イソプロピレン、ブチレン、ペンチレン、ヘキシレンなどが挙げられ、中でも、メチレン、エチレンが好ましい。炭素数３〜６のシクロアルキレン基としては、具体的に、シクロプロピレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレンなどが挙げられ、中でも、シクロヘキシレンが好ましい。アリーレン基は、炭素数６〜１４のアリーレン基が好ましく、具体的には、フェニレン、ナフチレン、アントラセニレンなどが挙げられ、中でも、フェニレンがより好ましい。ヘテロアリール基は、炭素数１〜１２のヘテロアリーレン基が好ましい。具体的には、ピロール、チオフェン、チアゾール、オキサゾール、イミダゾール、ピラゾール、ピリジン、ピリミジン、ピラジン、トリアジン、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、ベンゾイミダゾール、およびベンゾピラゾールから水素原子を２つ除いた構造を有する連結基などが挙げられ、中でも、トリアジン、ピラジンがより好ましい。アルケニレン基は、炭素数２〜６のアルケニレン基が好ましく、具体的には、エテニレン、１−プロペニレン、２−プロペニレン、１−ブテニレン、２−ブテニレン、１−ペンテニレン、２−ペンテニレン、１−ヘキセニレン、３−ヘキセニレンなどが挙げられ、中でも、エテニレンがより好ましい。上記各基は、さらに置換基を有してもよく、アルキル基（好ましくは、メチル、エチル、イソプロピル、シクロヘキシル）、アルコキシ基（好ましくは、メトキシ、エトキシ）、アリール基（好ましくは、フェニル）、ハロゲン原子（好ましくは、フッ素原子、塩素原子、臭素原子）が挙げられる。Ｌはアルキレン基、アリーレン基が好ましく、炭素数３〜６のシクロアルキレン基、炭素数６〜１４のアリーレン基がより好ましく、シクロヘキシレン、フェニレンがさらに好ましい。

・ｎ、ｏ、ｐ
ｎ、ｏ、およびｐは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表し、０〜２の整数が好ましい。ｎ、ｏ、およびｐが２以上のとき、そこで規定される複数の構造部は互いに同じであっても、異なっていてもよい。

式（２）は、下記式（２−１）または式（２−２）で表される化合物が好ましい。

式（２−１）、式（２−２）中、Ｍ、Ｂ^１、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｙ、ｋ、ｌ、ｍ、ｎは、式（２）における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^３１は、水素原子または式（１）におけるＲ^３の置換基である。このとき置換基の好ましい範囲も、上記Ｒ^３の好ましい置換基と同じである。

・Ｒ^９
Ｒ^９は、アルキル基（炭素数１〜１２が好ましく、１〜６がより好ましく、１〜３が特に好ましい）、アリール基（炭素数６〜２２が好ましく、６〜１４がより好ましい）、またはヘテロアリール基（炭素数１〜１２が好ましく、２〜５がより好ましい）を表す。Ｒ^９は、アルキル基またはアリール基が好ましく、メチルまたはフェニルがより好ましい。

式（３）は、下記式（３−１）または式（３−２）で表されることが好ましい。

式（３−１）、式（３−２）中、Ｍ、Ｂ^１、Ｂ^２、Ｒ^３、Ｒ^４、Ｒ^５、Ｒ^６、Ｙ、ｌ、ｍ、ｎ、ｏ、ｐは、式（３）における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立に、式（２−２）におけるＲ^９と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^３１およびＲ^５１は、それぞれ独立に、式（２−２）におけるＲ^３１と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。

式（４）は、下記式（４−１）または式（４−２）で表されることが好ましい。

式（４−１）、式（４−２）中、Ｍ、Ｒ^３、Ｒ^５、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｌ、Ｙ、ｌ、ｍ、ｏは、式（４）における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立に、式（２−２）におけるＲ^９と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^３１およびＲ^５１は、それぞれ独立に、式（２−２）におけるＲ^３１と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。

式（５）は、下記式（５−１）または式（５−２）で表されることが好ましい。

式中、Ｍ、Ｒ^３、Ｒ^５、Ｒ^７、Ｒ^８、Ｌ、Ｙ、ｌ、ｍ、ｏは、式（５）における各定義と同じであり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^９およびＲ^１０は、それぞれ独立に、式（２−２）におけるＲ^９と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。Ｒ^３１およびＲ^５１は、それぞれ独立に、式（２−２）におけるＲ^３１と同じ定義であり、好ましい範囲も同じである。

以下に特定金属錯体の具体例を下記に挙げるが、本発明はこれらに限定して解釈されるものではない。

金属錯体としては、配位結合として金属−酸素結合のみを有するもの（ＭＯ型錯体）も好ましい。上記ＭＯ型錯体は下記式（６）で表される部分構造を有する化合物であることが好ましい。
Ｍ^ｏ−Ｏ （６）
Ｍ^ｏは遷移元素または希土類元素である。Ｍ ^ｏ は上記Ｍ^ｍと同義である。好ましくは、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｈｆ、Ａｌ、Ｆｅであり、より好ましくは、Ｚｒ、Ｔｉ、Ａｌである。

式（６）は下記式（７）であることが好ましい。

Ｍ^ｏは上記と同義である。Ｒ^ｏはＲ^ｍ１と同義である。Ｒ^ｏは互いに連結していてもよい。連結してなる構造部は炭素数３〜１２のジエン構造であることが好ましく、例えばブタジエン構造が挙げられる。複数のＲ^Ｏは互いに異なっていてもよい。ｎｏは１〜８の整数であり、１〜４の整数が好ましい。

式（７）は下記式（８）であることが好ましい。

Ｍ^ｏ、ｎｏ、及びＲ^ｏは上記と同義である。複数のＲ^ｏは互いに異なっていてもよい。
以下に、配位結合として金属−酸素結合を有するもの（ＭＯ型錯体）の例を参考例とともに挙げるが、本発明がこれらに限定して解釈されるものではない。

上記金属錯体は１種を単独で用いても、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
ここで、本発明で使用する金属錯体（Ｂ）は、上記式（Ｉ）で表される化合物、上記式（ＩＩ）で表される部分構造を有し、Ｍ ^ｍ に配位する配位子がＮＲ ^ｍ３ Ｒ ^ｍ４ のみである化合物、上記式（１）で表される化合物または下記式（８）で表される化合物である。
ただし、上記式（１）におけるＹは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアン酸基、イソチオシアン酸基、−Ｓ−Ｒａ、ホスフィニル基、カルボニル基含有基およびハロゲン原子から選択される１座の配位子を表す。ここで、Ｒａは水素原子または置換基を表す。
また、式（８）の−ＯＣ（Ｒ ^ｏ ）＝Ｃ（Ｒ ^ｏ ）Ｃ（Ｒ ^ｏ ）＝Ｏ…における中央のＲ ^ｏ は、Ｒ ^ｍ１ で規定される基に加えて、水素原子であってもよい。

上記リン含有化合物との関係で言うと、リン含有化合物１００質量部に対して、０．０１質量部以上であることが好ましく、０．０５質量部以上であることがより好ましく、０．１質量部以上であることが特に好ましい。上限としては、１０質量部以下であることが好ましく、５質量部以下であることがより好ましく、２質量部以下であることが特に好ましい。金属錯体には、リン含有化合物の難燃性の向上効果を維持して、その電池性能に対する影響を抑える働きがある。これは、正極で金属錯体の反応物が特有の被膜を形成し、リン含有化合物の分解や、正極の劣化を抑える作用を奏したためと解される。その観点からは、上記のとおり、金属錯体については、リン含有化合物の配合量に対して、少ない量の適用で所望の効果を得ることができる。

（電解質）
本発明の電解液に用いる電解質は周期律表第一族又は第二族に属する金属イオンの塩であることが好ましい。その材料は電解液の使用目的により適宜選択される。例えば、リチウム塩、カリウム塩、ナトリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩などが挙げられ、二次電池などに使用される場合には、出力の観点からリチウム塩が好ましい。本発明の電解液をリチウム二次電池用非水系電解液として用いる場合には、金属イオンの塩としてリチウム塩を選択すればよい。リチウム塩としては、リチウム二次電池用非水系電解液の電解質に通常用いられるリチウム塩が好ましく、例えば、以下に述べるものが好ましい。

（Ｌ−１）無機リチウム塩：ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６等の無機フッ化物塩；ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢｒＯ_４、ＬｉＩＯ_４等の過ハロゲン酸塩；ＬｉＡｌＣｌ_４等の無機塩化物塩等。

（Ｌ−２）含フッ素有機リチウム塩：ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３等のパーフルオロアルカンスルホン酸塩；ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＣＦ_２ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）等のパーフルオロアルカンスルホニルイミド塩；ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３等のパーフルオロアルカンスルホニルメチド塩；Ｌｉ［ＰＦ_５（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３）］、Ｌｉ［ＰＦ_４（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３）_２］、Ｌｉ［ＰＦ_３（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３）_３］、Ｌｉ［ＰＦ_５（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３）］、Ｌｉ［ＰＦ_４（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３）_２］、Ｌｉ［ＰＦ_３（ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_２ＣＦ_３）_３］等のフルオロアルキルフッ化リン酸塩等。

（Ｌ−３）オキサラトボレート塩：リチウムビス（オキサラト）ボレート、リチウムジフルオロオキサラトボレート等。
これらのなかで、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、Ｌｉ（Ｒｆ^１ＳＯ_３）、ＬｉＮ（Ｒｆ^１ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、及びＬｉＮ（Ｒｆ^１ＳＯ_２）（Ｒｆ^２ＳＯ_２）が好ましく、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＮ（Ｒｆ^１ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、及びＬｉＮ（Ｒｆ^１ＳＯ_２）（Ｒｆ^２ＳＯ_２）などのリチウムイミド塩がさらに好ましい。ここで、Ｒｆ^１、Ｒｆ^２はそれぞれパーフルオロアルキル基を示す。
なお、電解液に用いる電解質は、１種を単独で使用しても、２種以上を任意に組み合わせてもよい。
電解液における電解質（好ましくは周期律表第一族又は第二族に属する金属のイオンもしくはその金属塩）は、以下に電解液の調製法で述べる好ましい塩濃度となるような量で添加されることが好ましい。塩濃度は電解液の使用目的により適宜選択されるが、一般的には電解液全質量中１０質量％〜５０質量％であり、さらに好ましくは１５質量％〜３０質量％である。モル濃度としては０．５Ｍ〜１．５Ｍが好ましい。なお、イオンの濃度として評価するときには、その好適に適用される金属との塩換算で算定されればよい。

（非水溶剤）
本発明に用いられる非水溶剤としては、非プロトン性有機溶媒であることが好ましく、なかでも炭素数２〜１０の非プロトン性有機溶媒であることが好ましい。上記非水溶剤は、エーテル基、カルボニル基、エステル基、またはカーボネート基を有する化合物であることが好ましい。上記化合物は置換基を有していてもよく、その例として後記置換基Ｔが挙げられる。

非水溶剤としては、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチル、ジメチルスルホキシドあるいはジメチルスルホキシド燐酸などが挙げられる。これらは、一種単独で用いても２種以上を併用してもよい。中でも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートおよびエチルメチルカーボネート、γ−ブチロラクトンからなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、特に、エチレンカーボネートあるいはプロピレンカーボネートなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば、比誘電率ε≧３０）とジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートあるいはジエチルカーボネートなどの低粘度溶媒（例えば、粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
しかしながら、本発明に用いられる非水溶剤は、上記例示によって限定されるものではない。

（機能性添加剤）
本発明の電解液には、各種の機能性添加剤を含有させることが好ましい。この添加剤により発現させる機能としては、例えば、難燃性の向上、サイクル特性の良化、容量特性の改善が挙げられる。以下に、本発明の電解質に適用することが好ましい機能性添加剤の例を示す。

＜芳香族性化合物＞
芳香族性化合物としては、ビフェニル化合物、アルキル置換ベンゼン化合物が挙げられる。ビフェニル化合物は２つのベンゼン環が単結合で結合している部分構造を有しておりベンゼン環は置換基を有してもよく、好ましい置換基は、炭素原子数１〜４のアルキル基（例えば、メチル、エチル、プロピル、ｔ−ブチルなど）、炭素原子数６〜１０のアリール基（例えば、フェニル、ナフチルなど）である。
ビフェニル化合物としては、具体的に、ビフェニル、ｏ−テルフェニル、ｍ−テルフェニル、ｐ−テルフェニル、４−メチルビフェニル、４−エチルビフェニル、及び４−ｔｅｒｔ−ブチルビフェニルを挙げることができる。
アルキル置換ベンゼン化合物は、炭素数１〜１０のアルキル基で置換されたベンゼン化合物が好ましく、具体的には、エチルベンゼン、イソプロピルベンゼン、シクロヘキシルベンゼン、ｔ−アミルベンゼン、ｔ−ブチルベンゼン、テチラヒドロナフタレンを挙げることができる。

＜ハロゲン含有化合物＞
ハロゲン含有化合物が有するハロゲン原子としてはフッ素原子、塩素原子、または、臭素原子が好ましく、フッ素原子がより好ましい。ハロゲン原子の数としては１〜６個が好ましく、１〜３個が更に好ましい。ハロゲン含有化合物としてはフッ素原子で置換されたカーボネート化合物、フッ素原子を有するポリエーテル化合物、フッ素置換芳香族化合物が好ましい。
ハロゲン置換カーボネート化合物は鎖状、または、環状いずれでもよいが、イオン伝導性の観点から、電解質塩（例えばリチウムイオン）の配位性が高い環状カーボネート化合物が好ましく、５員環環状カーボネート化合物が特に好ましい。
ハロゲン置換カーボネート化合物の好ましい具体例を以下に示す。この中でもＢｅｘ１〜Ｂｅｘ４の化合物が特に好ましく、Ｂｅｘ１が特に好ましい。

＜重合性化合物＞
重合性化合物としては炭素−炭素二重結合を有する化合物が好ましく、ビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネートなどの二重結合を有するカーボネート化合物、アクリレート基、メタクリレート基、シアノアクリレート基、αＣＦ_３アクリレート基から選ばれる基を有する化合物、スチリル基を有する化合物が好ましく、二重結合を有するカーボネート化合物、あるいは重合性基を分子内に２つ以上有する化合物が更に好ましい。

＜硫黄含有化合物＞
含硫黄化合物としては−ＳＯ_２−、−ＳＯ_３−、−ＯＳ（＝Ｏ）Ｏ−結合を有する化合物が好ましく、プロパンサルトン、プロペンサルトン、エチレンサルファイトなどの環状含硫黄化合物、スルホン酸エステル類が好ましい。

含硫黄環状化合物としては、下記式（Ｅ１）、（Ｅ２）で表される化合物が好ましい。

式中、Ｘ^１、Ｘ^２はそれぞれ独立に、−Ｏ−、−Ｃ（Ｒａ）（Ｒｂ）−を表す。ここで、Ｒａ、Ｒｂは、それぞれ独立に、水素原子、または置換基を表す。置換基として、好ましくは炭素原子数１〜８のアルキル基、フッ素原子、炭素原子数の６〜１２のアリール基である。αは５〜６員環を形成するのに必要な原子群を表す。αの骨格は炭素原子のほか、硫黄原子、酸素原子などを含んでもよい。αは置換されていてもよく、置換基としては置換基Ｔがあげられ、好ましくはアルキル基、フッ素原子、アリール基である。

＜ケイ素含有化合物＞
ケイ素含有化合物としては、下記式（Ｆ１）または（Ｆ２）で表される化合物が好ましい。

Ｒ^Ｆ１はアルキル基、アルケニル基、アシル基、アシルオキシ基、または、アルコキシカルボニル基を表す。
Ｒ^Ｆ２はアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、又はアルコキシ基を表す。
なお、１つの式に複数あるＲ^Ｆ１及びＲ^Ｆ２はそれぞれ異なっていても同じであってもよい。

＜ニトリル化合物＞
ニトリル化合物としては、下記式（Ｇ）で表される化合物が好ましい。

式中、Ｒ^Ｇ１〜Ｒ^Ｇ３はそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルコキシカルボニル基、アリールオキシカルボニル基、シアノ基、カルバモイル基、スルホニル基、ハロゲン原子、またはホスホニル基を表す。各置換基の好ましいものは、置換基Ｔの例を参照することができるが、なかでも、Ｒ^Ｇ１〜Ｒ^Ｇ３のいずれか一つ以上がシアノ基を含むニトリル基を複数有する化合物が好ましい。

・ｎｇは１〜８の整数を表す。

式（Ｇ）で表される化合物の具体例としては、アセトニトリル、プロピオニトリル、イソブチロニトリル、スクシノニトリル、マロノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、２メチルグルタノニトリル、ヘキサントリカルボニトリル、プロパンテトラカルボニトリル等が好ましい。特に好ましくは、スクシノニトリル、マロノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、２メチルグルタノニトリル、ヘキサントリカルボニトリル、プロパンテトラカルボニトリルである。

＜ホウ素含有化合物＞
ホウ素含有化合物としては、下記式（Ｈ１）〜（Ｈ３）で表される化合物が好ましい。

式中、Ｒ^Ｈ１、Ｒ^Ｈ４〜Ｒ^Ｈ11はアルキル基、アルコキシ基、アルキルカルボニルオキシ基、アリール基、アリールオキシ基、アリールカルボニルオキシ基、ヘテロアリール基、ヘテロアリールオキシ基、ヘテロアリールカルボニルオキシ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基、シアノ基、カルバモイル基、またはハロゲン原子を表し、互いに連結し環を形成しても良い。Ｒ^Ｈ２〜Ｒ^Ｈ３はそれぞれ独立にアルキル基、アルキルカルボニル基、アリール基、アリールカルボニル基、ヘテロアリール基、ヘテロアリールカルボニル基、またはホウ素原子を表し、互いに連結し環を形成しても良い。Ｚ⁺は無機又は有機カチオンを表し、好ましくはアンモニウムカチオン、Ｌｉ⁺、Ｎａ^＋、Ｋ^＋である。ホウ素含有化合物として、具体的には下記の構造が挙げられ、より好ましくはＨｅｘ１〜Ｈｅｘ２である。

＜イミド化合物＞
イミド化合物としては、耐酸化性の観点よりパーフルオロ基を有するスルホンイミド化合物が好ましく、具体的にはパーフルオロスルホイミドリチウム化合物が挙げられる。
イミド化合物として、具体的には下記の構造が挙げられ、より好ましくはＣｅｘ１、Ｃｅｘ２である。

本発明の電解液には、上記のものを始め、負極被膜形成剤、難燃剤、過充電防止剤等から選ばれる少なくとも１種を含有していてもよい。非水電解液中におけるこれら機能性添加剤の含有割合は特に限定はないが、非水電解液全体（電解質を含む）に対し、それぞれ、０．００１質量％〜１０質量％が好ましい。これらの化合物を添加することにより、過充電による異常時に電池の破裂を抑制したり、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させたりすることができる。

上記例示化合物は任意の置換基Ｔを有していてもよい。
置換基Ｔとしては、下記のものが挙げられる。
アルキル基（好ましくは炭素原子数１〜２０のアルキル基、例えばメチル、エチル、イソプロピル、ｔ−ブチル、ペンチル、ヘプチル、１−エチルペンチル、ベンジル、２−エトキシエチル、１−カルボキシメチル等）、アルケニル基（好ましくは炭素原子数２〜２０のアルケニル基、例えば、ビニル、アリル、オレイル等）、アルキニル基（好ましくは炭素原子数２〜２０のアルキニル基、例えば、エチニル、ブタジイニル、フェニルエチニル等）、シクロアルキル基（好ましくは炭素原子数３〜２０のシクロアルキル基、例えば、シクロプロピル、シクロペンチル、シクロヘキシル、４−メチルシクロヘキシル等）、アリール基（好ましくは炭素原子数６〜２６のアリール基、例えば、フェニル、１−ナフチル、４−メトキシフェニル、２−クロロフェニル、３−メチルフェニル等）、ヘテロ環基（好ましくは炭素原子数２〜２０のヘテロ環基、好ましくは、少なくとも１つの酸素原子、硫黄原子、窒素原子を有する５または６員環のヘテロ環基が好ましく、例えば、１−ピロリル、２−ピリジル、４−ピリジル、２−イミダゾリル、２−ベンゾイミダゾリル、２−チアゾリル、２−オキサゾリル等）、アルコキシ基（好ましくは炭素原子数１〜２０のアルコキシ基、例えば、メトキシ、エトキシ、イソプロピルオキシ、ベンジルオキシ等）、アリールオキシ基（好ましくは炭素原子数６〜２６のアリールオキシ基、例えば、フェノキシ、１−ナフチルオキシ、３−メチルフェノキシ、４−メトキシフェノキシ等）、アルコキシカルボニル基（好ましくは炭素原子数２〜２０のアルコキシカルボニル基、例えば、エトキシカルボニル、２−エチルヘキシルオキシカルボニル等）、アミノ基（好ましくは炭素原子数０〜２０のアミノ基、アルキルアミノ基、アリールアミノ基を含み、例えば、アミノ、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノ、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ、Ｎ−エチルアミノ、アニリノ等）、スルファモイル基（好ましくは炭素原子数０〜２０のスルファモイル基、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル、Ｎ−フェニルスルファモイル等）、アシル基（好ましくは炭素原子数１〜２０のアシル基、例えば、アセチル、プロピオニル、ブチリル、ベンゾイル等）、アシルオキシ基（好ましくは炭素原子数１〜２０のアシルオキシ基、例えば、アセチルオキシ、ベンゾイルオキシ等）、カルバモイル基（好ましくは炭素原子数１〜２０のカルバモイル基、例えば、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル、Ｎ−フェニルカルバモイル等）、アシルアミノ基（好ましくは炭素原子数１〜２０のアシルアミノ基、例えば、アセチルアミノ、ベンゾイルアミノ等）、スルホンアミド基（好ましくは炭素原子数０〜２０のスルファモイル基、例えば、メタンスルホンアミド、ベンゼンスルホンアミド、Ｎ−メチルメタンスルホンアミド、Ｎ−エチルベンゼンスルホンアミド等）、アルキルチオ基（好ましくは炭素原子数１〜２０のアルキルチオ基、例えば、メチルチオ、エチルチオ、イソプロピルチオ、ベンジルチオ等）、アリールチオ基（好ましくは炭素原子数６〜２６のアリールチオ基、例えば、フェニルチオ、１−ナフチルチオ、３−メチルフェニルチオ、４−メトキシフェニルチオ等）、アルキルもしくはアリールスルホニル基（好ましくは炭素原子数１〜２０のアルキルもしくはアリールスルホニル基、例えば、メチルスルホニル、エチルスルホニル、ベンゼンスルホニル等）、シリル基（好ましくは炭素数１〜２０のアルキルシリル基、例えば、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、トリフェニルシリル基等）、ヒドロキシル基、シアノ基、ハロゲン原子（例えばフッ素原子、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子等）であり、より好ましくはアルキル基、アルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基、ヒドロキシル基またはハロゲン原子であり、特に好ましくはアルキル基、アルケニル基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、アシルアミノ基またはヒドロキシル基である。
また、これらの置換基Ｔで挙げた各基は、上記の置換基Ｔがさらに置換していてもよい。

化合物ないし置換基・連結基等がアルキル基・アルキレン基、アルケニル基・アルケニレン基等を含むとき、これらは環状でも鎖状でもよく、また直鎖でも分岐していてもよく、上記のように置換されていても無置換でもよい。またアリール基、ヘテロ環基等を含むとき、それらは単環でも縮環でもよく、同様に置換されていても無置換でもよい。
［電解液の調製方法等］
本発明の非水電解液は、金属イオンの塩としてリチウム塩を用いた例を含め、上記各成分を上記非水電解液溶媒に溶解して、常法により調製される。

本発明において、「非水」とは水を実質的に含まないことをいい、発明の効果を妨げない範囲で微量の水を含んでいてもよい。良好な特性を得ることを考慮して言うと、水の濃度が２００ｐｐｍ（質量基準）以下であることが好ましく、１００ｐｐｍ以下であることがより好ましく２０ｐｐｍ以下であることが更に好ましい。下限値は特にないが、不可避的な混入を考慮すると、１ｐｐｍ以上であることが実際的である。本発明の電解液の粘度は特に限定されないが、２５℃において、１０〜０．１ｍＰａ・ｓであることが好ましく、５〜０．５ｍＰａ・ｓであることがより好ましい。

＜粘度の測定方法＞
本明細書において粘度は以下の方法で測定した値を言うこととする。サンプル１ｍＬをレオメーター（ＣＬＳ ５００）に入れ、直径４ｃｍ／２°のＳｔｅｅｌ Ｃｏｎｅ（共に、ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｎｔｓ社製）を用いて測定する。サンプルは予め測定開始温度にて温度が一定となるまで保温しておき、測定はその後に開始する。測定温度は２５℃とする。

［二次電池］
本発明においては上記非水電解液を含有する非水二次電池とすることが好ましい。好ましい実施形態として、リチウムイオン二次電池についてその機構を模式化して示した図１を参照して説明する。本実施形態のリチウムイオン二次電池１０は、上記本発明の非水二次電池用電解液５と、リチウムイオンの挿入放出が可能な正極Ｃ（正極集電体１，正極活物質層２）と、リチウムイオンの挿入放出又は溶解析出が可能な負極Ａ（負極集電体３，負極活物質層４）とを備える。これら部材に加え、電池が使用される目的、電位の形状などを考慮し、正極と負極の間に配設されるセパレータ９、集電端子（図示せず）、及び外装ケース等（図示せず）を含んで構成されてもよい。必要に応じて、電池の内部及び電池の外部の少なくともいずれかに保護素子を装着してもよい。このような構造とすることにより、電解液５内でリチウムイオンの授受ａ，ｂが生じ、充電α、放電βを行うことができ、回路配線７を介して動作機構６を介して運転あるいは蓄電を行うことができる。以下、本発明の好ましい実施形態であるリチウム二次電池の構成について、さらに詳細に説明する。

（電池形状）
本実施形態のリチウム二次電池が適用される電池形状には、特に制限はなく、例えば、有底筒型形状、有底角型形状、薄型形状、シート形状、及び、ペーパー形状などが挙げられ、これらのいずれであってもよい。また、組み込まれるシステムや機器の形を考慮した馬蹄形や櫛型形状等の異型のものであってもよい。なかもで、電池内部の熱を効率よく外部に放出する観点から、比較的平らで大面積の面を少なくとも一つを有する有底角型形状や薄型形状などの角型形状が好ましい。

有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。図２は、有底筒型形状リチウム二次電池１００の例である。この電池は、セパレータ１２を介して重ね合わせた正極シート１４、負極シート１６を巻回して外装缶１８内に収納した有底筒型リチウム二次電池１００となっている。

有底角型形状では、一番大きい面の面積Ｓ（端子部を除く外形寸法の幅と高さとの積、単位ｃｍ^２）の２倍と電池外形の厚さＴ（単位ｃｍ）との比率２Ｓ／Ｔの値が１００以上であることが好ましく、２００以上であることが更に好適である。最大面を大きくすることにより高出力かつ大容量の電池であってもサイクル性や高温保存等の特性を向上させるとともに、発熱時の放熱効率を上げることができ、後述する「弁作動」というな状態になることを抑制することができる。

（電池を構成する部材）
本実施形態のリチウム二次電池は、図１に基づいて言うと、電解液５、正極及び負極の電極合剤Ｃ，Ａ、セパレータの基本部材９を具備して構成される。以下、これらの各部材について述べる。
（電極合材）
電極合材は、集電体（電極基材）上に活物質と導電剤、結着剤、フィラーなどの分散物を塗布したものであり、リチウム電池においては、活物質が正極活物質である正極合材と活物質が負極活物質である負極合材が使用されることが好ましい。次に、電極合材を構成する分散物（電極用組成物）中の各成分等について説明する。

・正極活物質
正極活物質には遷移金属酸化物を用いることが好ましく、中でも、遷移元素Ｍ^ａ（Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｖから選択される１種以上の元素）を有することが好ましい。また、混合元素Ｍ^ｂ（リチウム以外の金属周期律表の第１（Ｉａ）族の元素、第２（ＩＩａ）族の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｓｉ、Ｐ、Ｂなど）を混合してもよい。この、遷移金属酸化物として例えば、下記式（ＭＡ）〜（ＭＣ）のいずれかで表されるものを含む特定遷移金属酸化物、あるいはその他の遷移金属酸化物としてＶ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２等が挙げられる。正極活物質には、粒子状の正極活物質を用いてもよい。具体的に、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できる遷移金属酸化物を用いることができるが、上記特定遷移金属酸化物を用いるのが好ましい。

遷移金属酸化物としては、上記遷移元素Ｍ^ａを含む酸化物等が好適に挙げられる。このとき混合元素Ｍ^ｂ（好ましくはＡｌ）などを混合してもよい。混合量としては、遷移金属の量に対して０〜３０ｍｏｌ％が好ましい。Ｌｉ／Ｍ^ａのモル比が０．３〜２．２になるように混合して合成されたものが、より好ましい。

〔式（ＭＡ）で表される遷移金属酸化物（層状岩塩型構造）〕
リチウム含有遷移金属酸化物としては中でも下式で表されるものが好ましい。
Ｌｉ_ａＭ^１Ｏ_ｂ ・・・ （ＭＡ）

式中、Ｍ^１は上記Ｍａと同義である。ａは０〜１．２を表し、０．１〜１．１５であることが好ましく、さらに０．６〜１．１であることが好ましい。ｂは１〜３を表し、２であることが好ましい。Ｍ^１の一部は上記混合元素Ｍ^ｂで置換されていてもよい。上記式（ＭＡ）で表される遷移金属酸化物は典型的には層状岩塩型構造を有する。

本遷移金属酸化物は下記の各式で表されるものであることがより好ましい。
（ＭＡ−１） Ｌｉ_ｇＣｏＯ_ｋ
（ＭＡ−２） Ｌｉ_ｇＮｉＯ_ｋ
（ＭＡ−３） Ｌｉ_ｇＭｎＯ_ｋ
（ＭＡ−４） Ｌｉ_ｇＣｏ_ｊＮｉ_１−ｊＯ_ｋ
（ＭＡ−５） Ｌｉ_ｇＮｉ_ｊＭｎ_１−ｊＯ_ｋ
（ＭＡ−６） Ｌｉ_ｇＣｏ_ｊＮｉ_ｉＡｌ_{１−ｊ−ｉ}Ｏ_ｋ
（ＭＡ−７） Ｌｉ_ｇＣｏ_ｊＮｉ_ｉＭｎ_{１−ｊ−ｉ}Ｏ_ｋ

ここでｇは上記ａと同義である。ｊは０．１〜０．９を表す。ｉは０〜１を表す。ただし、１−ｊ−ｉは０以上になる。ｋは上記ｂと同義である。上記遷移金属化合物の具体例を示すと、ＬｉＣｏＯ_２（コバルト酸リチウム［ＬＣＯ］）、ＬｉＮｉ_２Ｏ_２（ニッケル酸リチウム）ＬｉＮｉ_０．８５Ｃｏ_０．０１Ａｌ_０．０５Ｏ_２（ニッケルコバルトアルミニウム酸リチウム［ＮＣＡ］）、ＬｉＮｉ_０．３３Ｃｏ_０．３３Ｍｎ_０．３３Ｏ_２（ニッケルマンガンコバルト酸リチウム［ＮＭＣ］）、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_０．５Ｏ_２（マンガンニッケル酸リチウム）である。

式（ＭＡ）で表される遷移金属酸化物は、一部重複するが、表記を変えて示すと、下記で表されるものも好ましい例として挙げられる。
（ｉ）Ｌｉ_ｇＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_ｚＯ_２（ｘ＞０．２，ｙ＞０．２，ｚ≧０，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
代表的なもの：
Ｌｉ_ｇＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２
Ｌｉ_ｇＮｉ_１／２Ｍｎ_１／２Ｏ_２
（ｉｉ）Ｌｉ_ｇＮｉ_ｘＣｏ_ｙＡｌ_ｚＯ_２（ｘ＞０．７，ｙ＞０．１，０．１＞ｚ≧０．０５，ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）
代表的なもの：
Ｌｉ_ｇＮｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５Ｏ_２

〔式（ＭＢ）で表される遷移金属酸化物（スピネル型構造）〕
リチウム含有遷移金属酸化物としては中でも下記式（ＭＢ）で表されるものも好ましい。
Ｌｉ_ｃＭ^２ _２Ｏ_ｄ ・・・ （ＭＢ）

式中、Ｍ^２は上記Ｍａと同義である。ｃは０〜２を表し、０．１〜１．１５であることが好ましく、さらに０．６〜１．５であることが好ましい。ｄは３〜５を表し、４であることが好ましい。

式（ＭＢ）で表される遷移金属酸化物は下記の各式で表されるものであることがより好ましい。
（ＭＢ−１） Ｌｉ_ｍＭｎ_２Ｏ_ｎ
（ＭＢ−２） Ｌｉ_ｍＭｎ_ｐＡｌ_２−ｐＯ_ｎ
（ＭＢ−３） Ｌｉ_ｍＭｎ_ｐＮｉ_２−ｐＯ_ｎ

ｍはｃと同義である。ｎはｄと同義である。ｐは０〜２を表す。上記遷移金属化合物の具体例を示すと、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４である。

式（ＭＢ）で表される遷移金属酸化物はさらに下記で表されるものも好ましい例として挙げられる。
（ａ） ＬｉＣｏＭｎＯ_４
（ｂ） Ｌｉ_２ＦｅＭｎ_３Ｏ_８
（ｃ） Ｌｉ_２ＣｕＭｎ_３Ｏ_８
（ｄ） Ｌｉ_２ＣｒＭｎ_３Ｏ_８
（ｅ） Ｌｉ_２ＮｉＭｎ_３Ｏ_８
高容量、高出力の観点で上記のうちＮｉを含む電極が更に好ましい。

〔式（ＭＣ）で表される遷移金属酸化物〕
リチウム含有遷移金属酸化物としてはリチウム含有遷移金属リン酸化物を用いることも好ましく、中でも下記式（ＭＣ）で表されるものも好ましい。
Ｌｉ_ｅＭ^３（ＰＯ_４）_ｆ ・・・ （ＭＣ）

式中、ｅは０〜２を表し、０．１〜１．１５であることが好ましく、さらに０．５〜１．５であることが好ましい。ｆは１〜５を表し、０．５〜２であることが好ましい。

上記Ｍ^３はＶ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕから選択される一種以上の元素を表す。上記Ｍ^３は、上記の混合元素Ｍ^ｂのほか、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｎｂ等の他の金属で置換していてもよい。具体例としては、例えば、ＬｉＦｅＰＯ_４、Ｌｉ_３Ｆｅ_２（ＰＯ_４）_３等のオリビン型リン酸鉄塩、ＬｉＦｅＰ_２Ｏ_７等のピロリン酸鉄類、ＬｉＣｏＰＯ_４等のリン酸コバルト類、Ｌｉ_３Ｖ_２（ＰＯ_４）_３（リン酸バナジウムリチウム）等の単斜晶ナシコン型リン酸バナジウム塩が挙げられる。
なお、Ｌｉの組成を表す上記ａ，ｃ，ｇ，ｍ，ｅ値は、充放電により変化する値であり、典型的には、Ｌｉを含有したときの安定な状態の値で評価される。上記式（ａ）〜（ｅ）では特定値としてＬｉの組成を示しているが、これも同様に電池の動作により変化するものである。
なかでも本発明においては、Ｎｉおよび／またはＭｎ原子を含有する正極活物質を用いることが好ましく、ＮｉおよびＭｎ原子両方を含有する正極活物質を用いることが更に好ましい。
特に好ましい正極活物質の具体例としては下記が挙げられる。
ＬｉＮｉ_０．３３Ｃｏ_０．３３Ｍｎ_０．３３Ｏ_２
ＬｉＮｉ_０．６Ｃｏ_０．２Ｍｎ_０．２Ｏ_２
ＬｉＮｉ_０．５Ｃｏ_０．３Ｍｎ_０．２Ｏ_２
ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_０．５Ｏ_２
ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_１．５Ｏ_４
これらは高電位で使用できるため電池容量を大きくすることができ、また高電位で使用しても容量維持率が高いため特に好ましい。

本発明において、正極活物質には３．５Ｖ以上の正極電位（Ｌｉ／Ｌｉ^＋基準）で通常使用を維持できる材料を用いることが好ましく、３．８Ｖ以上であることがより好ましく、４Ｖ以上であることがさらに好ましく、４．２５Ｖ以上であることがさらに好ましく、４．３Ｖ以上であることがさらに好ましい。上限は特にないが、５Ｖ以下であることが実際的である。上記範囲とすることで、サイクル特性および高レート放電特性を向上することができる。
ここで通常使用を維持できるとは、その電圧で充電を行ったときでも電極材料が劣化して使用不能になることがないことを意味し、この電位を通常使用可能電位ともいう。
充放電時の正極電位（Ｌｉ／Ｌｉ^＋基準）は
（正極電位）＝（負極電位）＋（電池電圧）である。負極としてチタン酸リチウムを用いた場合、負極電位は１．５５Ｖとする。負極として黒鉛を用いた場合は負極電位は０．１Ｖとする。充電時に電池電圧を観測し、正極電位を算出する。

本発明の非水電解液は、高電位の正極と組み合わせて用いることが特に好ましい。高電位の正極を用いると、通常、サイクル特性が大きく低下しがちであるが、本発明の好ましい実施形態によれば非水電解液は、この低下を抑えた良好な性能を維持することができる。

本発明の非水二次電池において、用いられる正極活物質の平均粒子サイズは特に限定されないが、０．１μｍ〜５０μｍが好ましい。比表面積としては特に限定されないが、ＢＥＴ法で０．０１ｍ^２／ｇ〜５０ｍ^２／ｇであるのが好ましい。また、正極活物質５ｇを蒸留水１００ｍｌに溶かした時の上澄み液のｐＨとしては、７以上１２以下が好ましい。

正極活物質を所定の粒子サイズにするには、良く知られた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、振動ボールミル、振動ミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが用いられる。上記焼成法によって得られた正極活物質は、水、酸性水溶液、アルカリ性水溶液、有機溶剤にて洗浄した後使用してもよい。

正極活物質の配合量は特に限定されないが、活物質層を構成するための分散物（合剤）中、固形成分１００質量％において、６０〜９８質量％であることが好ましく、７０〜９５質量％であることがより好ましい。
・負極活物質
負極活物質としては、可逆的にリチウムイオンを挿入・放出できるものが好ましく、特に制限はなく、炭素質材料、酸化錫や酸化ケイ素等の金属酸化物、金属複合酸化物、リチウム単体やリチウムアルミニウム合金等のリチウム合金、及び、ＳｎやＳｉ等のリチウムと合金形成可能な金属等が挙げられる。
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良い。なかでも炭素質材料又はリチウム複合酸化物が信頼性の点から好ましく用いられる。
また、金属複合酸化物としては、リチウムを吸蔵、放出可能であるものが好ましく、構成成分としてチタン及び／又はリチウムを含有していることが、高電流密度充放電特性の観点で好ましい。

負極活物質として用いられる炭素質材料とは、実質的に炭素からなる材料である。例えば、石油ピッチ、天然黒鉛、気相成長黒鉛等の人造黒鉛、及びＰＡＮ系の樹脂やフルフリルアルコール樹脂等の各種の合成樹脂を焼成した炭素質材料を挙げることができる。さらに、ＰＡＮ系炭素繊維、セルロース系炭素繊維、ピッチ系炭素繊維、気相成長炭素繊維、脱水ＰＶＡ系炭素繊維、リグニン炭素繊維、ガラス状炭素繊維、活性炭素繊維等の各種炭素繊維類、メソフェーズ微小球体、グラファイトウィスカー、平板状の黒鉛等を挙げることもできる。

これらの炭素質材料は、黒鉛化の程度により難黒鉛化炭素材料と黒鉛系炭素材料に分けることもできる。また炭素質材料は、特開昭６２−２２０６６号公報、特開平２−６８５６号公報、同３−４５４７３号公報に記載される面間隔や密度、結晶子の大きさを有することが好ましい。炭素質材料は、単一の材料である必要はなく、特開平５−９０８４４号公報記載の天然黒鉛と人造黒鉛の混合物、特開平６−４５１６号公報記載の被覆層を有する黒鉛等を用いることもできる。

本発明の非水二次電池において用いられる負極活物質である金属酸化物及び金属複合酸化物は、これらの少なくとも１種を含んでいることが好ましい。金属酸化物及び金属複合酸化物としては、特に非晶質酸化物が好ましく、さらに金属元素と周期律表第１６族の元素との反応生成物であるカルコゲナイトも好ましく用いられる。ここでいう非晶質とは、ＣｕＫα線を用いたＸ線回折法で、２θ値で２０°〜４０°の領域に頂点を有するブロードな散乱帯を有するものを意味し、結晶性の回折線を有してもよい。２θ値で４０°以上７０°以下に見られる結晶性の回折線の内最も強い強度が、２θ値で２０°以上４０°以下に見られるブロードな散乱帯の頂点の回折線強度の１００倍以下であるのが好ましく、５倍以下であるのがより好ましく、結晶性の回折線を有さないことが特に好ましい。

上記非晶質酸化物及びカルコゲナイドからなる化合物群のなかでも、半金属元素の非晶質酸化物、及びカルコゲナイドがより好ましく、周期律表第１３（ＩＩＩＢ）族〜１５（ＶＢ）族の元素、Ａｌ、Ｇａ、Ｓｉ、Ｓｎ、Ｇｅ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉの一種単独あるいはそれらの２種以上の組み合わせからなる酸化物、及びカルコゲナイドが特に好ましい。好ましい非晶質酸化物及びカルコゲナイドの具体例としては、例えば、Ｇａ_２Ｏ_３、ＳｉＯ、ＧｅＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、ＰｂＯ、ＰｂＯ_２、Ｐｂ_２Ｏ_３、Ｐｂ_２Ｏ_４、Ｐｂ_３Ｏ_４、Ｓｂ_２Ｏ_３、Ｓｂ_２Ｏ_４、Ｓｂ_２Ｏ_５、Ｂｉ_２Ｏ_３、Ｂｉ_２Ｏ_４、ＳｎＳｉＯ_３、ＧｅＳ、ＳｎＳ、ＳｎＳ_２、ＰｂＳ、ＰｂＳ_２、Ｓｂ_２Ｓ_３、Ｓｂ_２Ｓ_５、ＳｎＳｉＳ_３などが好ましく挙げられる。また、これらは、酸化リチウムとの複合酸化物、例えば、Ｌｉ_２ＳｎＯ_２であってもよい。

上記負極活物質の平均粒子サイズは、０．１μｍ〜６０μｍが好ましい。所定の粒子サイズにするには、よく知られた粉砕機や分級機が用いられる。例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、衛星ボールミル、遊星ボールミル、旋回気流型ジェットミルや篩などが好適に用いられる。粉砕時には水、あるいはメタノール等の有機溶媒を共存させた湿式粉砕も必要に応じて行うことができる。所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩、風力分級機などを必要に応じて用いることができる。分級は乾式、湿式ともに用いることができる。

上記焼成法により得られた化合物の化学式は、測定方法として誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光分析法、簡便法として、焼成前後の粉体の質量差から算出できる。

Ｓｎ、Ｓｉ、Ｇｅを中心とする非晶質酸化物負極活物質に併せて用いることができる負極活物質としては、リチウムイオン又はリチウム金属を吸蔵・放出できる炭素材料や、リチウム、リチウム合金、リチウムと合金可能な金属が好適に挙げられる。

本発明の電解液は、その好ましい様態として、高電位負極（好ましくはリチウム・チタン酸化物、電位１．５５Ｖ対Ｌｉ金属）との組合せ、及び低電位負極（好ましくは炭素材料、シリコン含有材料、電位約０．１Ｖ対Ｌｉ金属）との組合せのいずれにおいても優れた特性を発現する。更に高容量化に向けて開発が進んでいるリチウムと合金形成可能な金属または金属酸化物負極（好ましくはＳｉ、酸化Ｓｉ、Ｓｉ／酸化Ｓｉ、Ｓｎ、酸化Ｓｎ、ＳｎＢ_ｘＰ_ｙＯ_ｚ、Ｃｕ／Ｓｎおよびこれらのうち複数の複合体）、及びこれらの金属または金属酸化物と炭素材料の複合体を負極とする電池においても好ましく用いることができる。
本発明においては、なかでも、炭素、ケイ素（Ｓｉ）、チタン、およびスズから選ばれる少なくとも１種を含有する負極活物質を用いることが好ましい。

本発明の非水電解液は、高電位の負極と組み合わせて用いることが特に好ましい。高電位の負極は上記の高電位の正極と組み合わせて用いられることが多く、大容量の充放電にも好適に対応することができる。そのような条件下で本発明の好ましい実施形態に係る非水二次電池用電解液は優れた性能を発揮するため好ましい。

・導電材
導電材は、構成された二次電池において、化学変化を起こさない電子伝導性材料が好ましく、公知の導電材を任意に用いることができる。通常、天然黒鉛（鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土状黒鉛など）、人工黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、炭素繊維や金属粉（銅、ニッケル、アルミニウム、銀（特開昭６３−１０１４８，５５４号に記載）等）、金属繊維あるいはポリフェニレン誘導体（特開昭５９−２０，９７１号に記載）などの導電性材料を１種又はこれらの混合物として含ませることができる。その中でも、黒鉛とアセチレンブラックの併用がとくに好ましい。上記導電剤の添加量としては、１１〜５０質量％が好ましく、２〜３０質量％がより好ましい。カーボンや黒鉛の場合は、２〜１５質量％が特に好ましい。

・結着剤
結着剤としては、多糖類、熱可塑性樹脂及びゴム弾性を有するポリマーなどが挙げられ、その中でも、例えば、でんぷん、カルボキシメチルセルロース、セルロース、ジアセチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、アルギン酸ナトリウム、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルフェノール、ポリビニルメチルエーテル、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリアクリロニトリル、ポリアクリルアミド、ポリヒドロキシ（メタ）アクリレート、スチレン−マレイン酸共重合体等の水溶性ポリマー、ポリビニルクロリド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ビニリデンフロライド−テトラフロロエチレン−ヘキサフロロプロピレン共重合体、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、ポリビニルアセタール樹脂、メチルメタアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート等の（メタ）アクリル酸エステルを含有する（メタ）アクリル酸エステル共重合体、（メタ）アクリル酸エステル−アクリロニトリル共重合体、ビニルアセテート等のビニルエステルを含有するポリビニルエステル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体、ポリブタジエン、ネオプレンゴム、フッ素ゴム、ポリエチレンオキシド、ポリエステルポリウレタン樹脂、ポリエーテルポリウレタン樹脂、ポリカーボネートポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等のエマルジョン（ラテックス）あるいはサスペンジョンが好ましく、ポリアクリル酸エステル系のラテックス、カルボキシメチルセルロース、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ化ビニリデンが、より好ましい。

結着剤は、一種単独又は二種以上を混合して用いることができる。結着剤の添加量が少ないと、電極合剤の保持力・凝集力が弱くなる。多すぎると電極体積が増加し電極単位体積あるいは単位質量あたりの容量が減少する。このような理由で結着剤の添加量は１〜３０質量％が好ましく、２〜１０質量％がより好ましい。

・フィラー
電極合材は、フィラーを含んでいてもよい。フィラーを形成する材料は、本発明の二次電池において、化学変化を起こさない繊維状材料が好ましい。通常、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのオレフィン系ポリマー、ガラス、炭素などの材料からなる繊維状のフィラーが用いられる。フィラーの添加量は特に限定されないが、分散物中、０〜３０質量％が好ましい。

・集電体
正・負極の集電体としては、化学変化を起こさない電子伝導体が用いられることが好ましい。正極の集電体としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケル、チタンなどの他にアルミニウムやステンレス鋼の表面にカーボン、ニッケル、チタンあるいは銀を処理させたものが好ましく、その中でも、アルミニウム、アルミニウム合金がより好ましい。

負極の集電体としては、アルミニウム、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンが好ましく、アルミニウム、銅、銅合金がより好ましい。

上記集電体の形状としては、通常フィルムシート状のものが使用されるが、ネット、パンチされたもの、ラス体、多孔質体、発泡体、繊維群の成形体なども用いることができる。上記集電体の厚みとしては、特に限定されないが、１μｍ〜５００μｍが好ましい。また、集電体表面は、表面処理により凹凸を付けることも好ましい。
これらの材料から適宜選択した部材によりリチウム二次電池の電極合材が形成される。

（セパレータ）
本発明の非水二次電池に用いられるセパレータは、正極と負極を電子的に絶縁する機械的強度、イオン透過性、及び正極と負極の接触面で酸化・還元耐性のある材料で構成されていることが好ましい。このような材料として多孔質のポリマー材料や無機材料、有機無機ハイブリッド材料、あるいはガラス繊維などが用いられる。これらセパレータは信頼性確保のためのシャットダウン機能、すなわち、８０℃以上で隙間を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を持つことが好ましく、閉塞温度は９０℃以上、１８０℃以下であることが好ましい。

上記セパレータの孔の形状は、通常は円形や楕円形で、大きさは０．０５μｍ〜３０μｍであり、０．１μｍ〜２０μｍが好ましい。さらに延伸法、相分離法で作った場合のように、棒状や不定形の孔であってもよい。これらの隙間の占める比率すなわち気孔率は、２０％〜９０％であり、３５％〜８０％が好ましい。

上記ポリマー材料としては、セルロース不織布、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの単一の材料を用いたものでも、２種以上の複合化材料を用いたものであってもよい。孔径、気孔率や孔の閉塞温度などを変えた２種以上の微多孔フィルムを積層したものが、好ましい。

上記無機物としては、アルミナや二酸化珪素等の酸化物類、窒化アルミや窒化珪素等の窒化物類、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩類が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。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０．０１μｍ〜１μｍ、厚さが５μｍ〜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、上記無機物の粒子を含有する複合多孔層を樹脂製の結着剤を用いて正極及び／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の結着剤を用いて多孔層として形成させることが挙げられる。

（非水二次電池の作製）
本発明の非水二次電池の形状としては、既述のように、シート状、角型、シリンダー状などいずれの形にも適用できる。正極活物質や負極活物質の合剤は、集電体の上に、塗布（コート）、乾燥、圧縮されて、主に用いられる。

以下、図２により、有底筒型形状リチウム二次電池１００を例に挙げて、その構成及び作製方法について説明する。有底筒型形状の電池では、充填される発電素子に対する外表面積が小さくなるので、充電や放電時に内部抵抗による発生するジュール発熱を効率よく外部に逃げる設計にすることが好ましい。また、熱伝導性の高い物質の充填比率を高め、内部での温度分布が小さくなるように設計することが好ましい。図２は、有底筒型形状リチウム二次電池１００を例である。この電池は、セパレータ１２を介して重ね合わせた正極シート１４、負極シート１６を巻回して外装缶１８内に収納した有底筒型リチウム二次電池１００となっている。その他、図中の２０が絶縁板、２２が封口板、２４が正極集電体、２６がガスケット、２８が圧力感応弁体、３０が電流遮断素子である。なお、拡大した円内の図示は視認性を考慮しハッチングを変えているが、各部材は符号により全体図と対応している。

まず、負極活物質と、所望により用いられる結着剤やフィラーなどを有機溶剤に溶解したものを混合して、スラリー状あるいはペースト状の負極合剤を調製する。得られた負極合剤を集電体としての金属芯体の両面の全面にわたって均一に塗布し、その後、有機溶剤を除去して負極合材層を形成する。さらに、集電体と負極合材層との積層体をロールプレス機等により圧延して、所定の厚みに調製して負極シート（電極シート）を得る。このとき、各剤の塗布方法や塗布物の乾燥、正・負極の電極の形成方法は定法によればよい。

本実施形態では、円筒形の電池を例に挙げたが、本発明はこれに制限されず、例えば、上記方法で作製された正・負の電極シートを、セパレータを介して重ね合わせた後、そのままシート状電池に加工するか、或いは、折りまげた後角形缶に挿入して、缶とシートを電気的に接続した後、電解質を注入し、封口板を用いて開口部を封止して角形電池を形成してもよい。

いずれの実施形態においても、安全弁を開口部を封止するための封口板として用いることができる。また、封口部材には、安全弁の他、従来知られている種々の安全素子を備えつけてもよい。例えば、過電流防止素子として、ヒューズ、バイメタル、ＰＴＣ素子などが好適に用いられる。

また、上記安全弁のほかに電池缶の内圧上昇の対策として、電池缶に切込を入れる方法、ガスケット亀裂方法あるいは封口板亀裂方法あるいはリード板との切断方法を利用することができる。また、充電器に過充電や過放電対策を組み込んだ保護回路を具備させるか、あるいは独立に接続させてもよい。

缶やリード板は、電気伝導性をもつ金属や合金を用いることができる。例えば、鉄、ニッケル、チタン、クロム、モリブデン、銅、アルミニウムなどの金属あるいはそれらの合金が好適に用いられる。

キャップ、缶、シート、リード板の溶接法は、公知の方法（例、直流又は交流の電気溶接、レーザー溶接、超音波溶接）を用いることができる。封口用シール剤は、アスファルトなどの従来知られている化合物や混合物を用いることができる。

［非水二次電池の用途］

リチウム電池と呼ばれる二次電池は、充放電反応にリチウムの吸蔵および放出を利用する二次電池（リチウムイオン二次電池）と、リチウムの析出および溶解を利用する二次電池（リチウム金属二次電池）とに大別される。本発明においてはリチウムイオン二次電池としての適用が好ましい。
本発明の非水二次電池は種々の用途に適用することができる。適用態様には特に限定はないが、例えば、電子機器に搭載する場合、ノートパソコン、ペン入力パソコン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディーターミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンター、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレビ、ハンディークリーナー、ポータブルＣＤ、ミニディスク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、バックアップ電源、メモリーカードなどが挙げられる。その他民生用として、自動車、電動車両、モーター、照明器具、玩具、ゲーム機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメラ、医療機器（ペースメーカー、補聴器、肩もみ機など）などが挙げられる。更に、各種軍需用、宇宙用として用いることができる。また、太陽電池と組み合わせることもできる。

以下に、実施例に基づき本発明についてさらに詳細に説明するが、本発明がこれにより限定して解釈されるものではない。
＜実施例１・比較例１＞
電解液の調製
表Ａの電解液の溶剤Ｓ１〜Ｓ３に化合物（Ａ）（Ｂ）を表１中に示した量となるように添加し、更にビニレンカーボネートを全電解液に対し１質量％、ｔ−アミルベンゼンを全電解液に対し１質量％、スクシノニトリルを全電解液に対し１質量％となるように添加して各試験用の電解液を調製した。調製した電解液の２５℃における粘度は全て５ｍＰａ・ｓ以下、カールフィッシャー法（ＪＩＳＫ０１１３）により測定した水分量は２０ｐｐｍ以下であった。

＜難燃性＞
調製した電解液の難燃性を大気下２５℃において以下のように評価した。
ＵＬ−９４ＨＢ水平燃焼試験を参考に、以下の試験条件にて評価を実施した。幅１３ｍｍ、長さ１１０ｍｍのガラス濾紙（ＡＤＶＡＮＴＥＣ ＧＡ−１００）を切り出し、調製した電解液１．５ｍｌをガラス濾紙上に満遍なく滴下した。十分にガラス濾紙内に電解液が染み込んだ後、余剰の電解液を拭い、短軸が垂直になるように吊るした。全炎長２ｃｍに調整したブタンガスバーナーの内炎がガラス濾紙の先端に触れる位置で３秒着火し、炎を離した後の挙動で着火の有無、着火後の消炎、着火点から他方の端まで炎が到達する時間を以下のように評価した。添加剤を添加していない電解液は着火点から他方の端まで炎が到達する時間が５秒未満であった。
５・・・着火が見られず、不燃であった。
４・・・着火したがすぐに消炎した
３・・・着火したが着火点から他方の端まで炎が到達する前に消炎した
２・・・着火点から他方の端まで炎が到達する時間が１０秒以上で、燃焼抑制効果が見られるが、不燃、消炎には至らないレベル
１・・・着火点から他方の端まで炎が到達する時間が１０秒未満で、燃焼抑制効果なし。

＜電池（１）の作製＞
正極は活物質：ＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２（ＮＭＣ）８５質量％、導電助剤：カーボンブラック７．５質量％、バインダー：ＰＶＤＦ ７．５質量％で作製し、負極は活物質：黒鉛８５質量％、導電助剤：カーボンブラック７．５質量％、バインダー：ＰＶＤＦ ７．５質量％で作製した。セパレータはポリプロピレン製多孔質膜２４μｍ厚である。上記の正負極、セパレータを使用し、表１の電解液を用いて、２０３２形コイン電池（１）を作製した。

＜電池の初期化＞
３０℃の恒温槽中電池電圧が４．３Ｖ（正極電位４．４Ｖ）になるまで０．２Ｃ定電流充電した後、電池電圧が４．３Ｖ定電圧において電流値が０．１２ｍＡになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を２時間とした。次に３０℃の恒温槽中、電池電圧が２．７５Ｖになるまで０．２Ｃ定電流放電を行った。この操作を２回繰り返した。上記の方法で作製した２０３２形電池を用いて下記項目の評価を行った。結果を表１に示している。
ここで１Ｃとは電池の容量を１時間で放電または充電する電流値を表し、０．２Ｃはその０．２倍、０．５Ｃはその０．５倍、２Ｃは２倍の電流値を表す。大電流で充放電を行うほど、抵抗上昇の影響を受けやすいため、容量劣化しやすい。同様に、低温で放電すると抵抗上昇の影響を受けやすいため、容量劣化しやすく、この２つを組み合わせた低温大電流放電はより過酷な条件となる。
また、サイクル試験における温度も重要で、高温で充放電を繰り返すと、電解液成分の酸化還元分解が加速され、抵抗上昇しやすくなる。

（初回放電容量）
この電池を３０℃の恒温槽中電池電圧が４．３Ｖになるまで０．７Ｃ定電流充電した後、電池電圧４．３Ｖの定電圧において電流値が０．１２ｍＡになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を２時間とした。この電池を３０℃の恒温槽中電池電圧が２．７５Ｖになるまで０．５Ｃ定電流放電を行い、初回の３０℃／０．５Ｃ放電容量（Ｉ）を測定した。

（高温サイクル試験）
この電池を４５℃の恒温槽中電池電圧が４．３Ｖになるまで０．７Ｃ定電流充電した後、電池電圧４．３Ｖの定電圧において電流値が０．１２ｍＡになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を２時間とした。この電池を４５℃の恒温槽中電池電圧が２．７５Ｖになるまで０．５Ｃ定電流放電を行うサイクルを３００回繰り返した。

（サイクル試験後の放電容量）
高温サイクル試験後の電池を初回放電容量計測と同じ条件で充放電を行い、サイクル試験後の放電容量（ＩＩ）を測定した。

（サイクル試験後の低温大電流放電容量）
高温サイクル試験後の電池を３０℃の恒温槽中電池電圧が４．３Ｖになるまで０．７Ｃ定電流充電した後、電池電圧４．３Ｖの定電圧において電流値が０．１２ｍＡになるまで充電を行った。ただし、その時間の上限を２時間とした。この電池を１０℃の恒温槽中電池電圧が２．７５Ｖになるまで２Ｃ定電流放電を行い、サイクル試験後の１０℃／２Ｃ放電容量（ＩＩＩ）を測定した。
なお、低温環境は電解液粘度が高くなるため、リチウムイオンの移動を阻害し、高抵抗となり、電池を駆動させるに際し苛酷な環境となる。

得られた結果から下式によりサイクル試験後の放電容量維持率、サイクル試験後の低温大電流放電容量維持率を算出した。
サイクル試験後の放電容量維持率＝（ＩＩ）／（Ｉ）
サイクル試験後の低温大電流放電容量維持率＝（ＩＩＩ）／（Ｉ）

得られた放電容量維持率を以下のように評価した。値が大きいほど厳しい試験条件においても容量が維持されており、良好な結果である。
Ａ：０．８以上
Ｂ：０．７以上０．８未満
Ｃ：０．６以上０．７未満
Ｄ：０．５以上０．６未満
Ｅ：０．３以上０．５未満
Ｆ：０．３未満

試験Ｎｏ．：ｃで始まるものが比較例
ｃｏｍｐ：例示化合物
ｃｏｎｃ：濃度（質量％）

溶剤
ＥＣ：エチレンカーボネート
ＥＭＣ：エチルメチルカーボネート
ＤＭＣ：ジメチルカーボネート
ＧＢＬ：γブチロラクトン
ＰＣ：プロピレンカーボネート

本発明の非水電解液によれば、高い難燃性を実現しながら、厳しい使用条件においても高い放電容量の維持率を達成できることが分かる。

＜実施例２＞
正極活物質をマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ_２Ｏ_４）とし、サイクル試験充電時の電圧を４．２Ｖとした以外は、実施例１と同じ操作を行った。その結果、本願の電解液は高温サイクル試験後においても低温／大電流放電における容量維持率が高い優れた結果が得られたのに対し、比較例の電解液はサイクル試験充電時の低温／大電流放電における容量維持率が劣る結果であった。サイクル試験充電時の電圧を４．３Ｖとしたところ、実施例、比較例いずれの電解液を用いてもサイクル試験後の低温／大電流放電における容量維持率が低下したが、実施例の電池は十分実用上の要求を満たすものであった。

＜実施例３＞
正極活物質をコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）とし、サイクル試験充電時の電圧を４．０Ｖ、あるいは４．１Ｖとした以外は、実施例２と同じ操作を行った。その結果、本願の電解液は４．０Ｖ、４．１Ｖいずれの電圧での高温サイクル試験後においても低温／大電流放電における容量維持率が高い優れた結果が得られた。これに対し、比較例の電解液はサイクル試験充電時の電圧４．０Ｖにおいては本願の電解液同等であったが、充電時の電圧４．１Ｖのサイクル試験後の低温／大電流放電における容量維持率が劣る結果であった。サイクル試験充電時の電圧を４．２Ｖとしたところ、実施例、比較例いずれの電解液を用いてもサイクル試験後の低温／大電流放電における容量維持率が低下したが、実施例の電池は十分実用上の要求を満たすものであった。

＜実施例４＞
表Ａの電解液の溶剤Ｓ１〜Ｓ３に化合物（Ａ）（Ｂ）を表２中に示した量となるように添加し、更にフロロエチレンカーボネートを全電解液に対し１質量％、ｔ−アミルベンゼンを全電解液に対し１質量％、スクシノニトリルを全電解液に対し１質量％となるように添加して各試験用の電解液を調製した。調製した電解液の２５℃における粘度は全て５ｍＰａ・ｓ以下、カールフィッシャー法（ＪＩＳＫ０１１３）により測定した水分量は２０ｐｐｍ（質量基準）以下であった。

試験Ｎｏ．：ｃで始まるものが比較例
ｃｏｍｐ：例示化合物
ｃｏｎｃ：濃度（質量％）

負極活物質をチタン酸リチウム（ＬＴＯ）とし、サイクル試験充電時の電圧を２．８５Ｖとした以外は、実施例１と同じ操作を行った。結果を表２に示す。本願の電解液は高温サイクル試験後においても低温／大電流放電における容量維持率が高い優れた結果が得られた。

＜実施例５＞
電解液の調製
表Ａの電解液の溶剤Ｓ１〜Ｓ３に化合物（Ａ）（Ｂ）を表３中に示した量となるように添加し、更にビニルエチレンカーボネートを全電解液に対し１質量％、エチルベンゼンを全電解液に対し１．５質量％、ジエチルボリルピラゾールダイマー（Ｈｅｘ５）を全電解液に対し０．５質量％となるように添加して各試験用の電解液を調製した以外は、実施例１と同じ操作を行った。

ｃｏｍｐ：例示化合物
ｃｏｎｃ：濃度（質量％）

＜実施例６＞
電解液の調製
表Ａの電解液の溶剤Ｓ１〜Ｓ３に化合物（Ａ）（Ｂ）を表４中に示した量となるように添加し、更にフルオロエチレンカーボネート（Ｂｅｘ１）を全電解液に対し１質量％、シクロアルキルベンゼンを全電解液に対し１．５質量％、リチウムテトラシアノボレート（Ｈｅｘ１１）を全電解液に対し０．５質量％となるように添加して各試験用の電解液を調製した以外は、実施例１と同じ操作を行った。

ｃｏｍｐ：例示化合物
ｃｏｎｃ：濃度（質量％）
上記実施例５、６の結果より機能性添加剤を配合した場合にも、本発明の非水二次電池用電解液は良好な性能を発揮することが分かる。

上記実施例において本発明の電解液を負極としてリチウム・チタン酸化物負極、炭素負極、正極としてニッケルマンガンコバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、コバルト酸リチウムと組み合わせて用いた電池において優れた特性を発現することを示した。本発明を用いれば、更にニッケルマンガン酸リチウムなど４．５Ｖ以上の電位で使用される正極、あるいは炭素負極より高容量が期待されるＳｉ含有負極、スズ含有負極を用いた電池においても、同様の優れた効果を発現するものと推測できる。

Ｃ 正極（正極合材）
１ 正極導電材（集電体）
２ 正極活物質層
Ａ 負極（負極合材）
３ 負極導電材（集電体）
４ 負極活物質層
５ 非水電解液
６ 動作手段
７ 配線
９ セパレータ
１０ リチウムイオン二次電池
１２ セパレータ
１４ 正極シート
１６ 負極シート
１８ 負極を兼ねる外装缶
２０ 絶縁板
２２ 封口板
２４ 正極集電
２６ ガスケット
２８ 圧力感応弁体
３０ 電流遮断素子
１００ 有底筒型形状リチウム二次電池

Claims (14)

1. 非水溶剤、電解質、リン含有化合物（Ａ）および金属錯体（Ｂ）を含有し、
   前記金属錯体（Ｂ）が、下記式（Ｉ）で表される化合物、下記式（ＩＩ）で表される部分構造を有し、Ｍ^ｍに配位する配位子がＮＲ^ｍ３Ｒ^ｍ４のみである化合物、下記式（１）で表される化合物または下記式（８’）で表される化合物であり、
   前記リン含有化合物（Ａ）が下記式（Ａ１）で表される化合物または下記式（Ａ２）で表される構造を有する化合物である非水二次電池用電解液。
   

   

   式（Ｉ）中、Ｍ^ｍは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
   Ｒ^ｍ１はアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。複数のＲ^ｍ１が互いに連結して、脂肪族性または芳香族性の環を形成してもよい。
   ａは０〜５の整数を表す。
   Ｘ^ｍおよびＹ^ｍはそれぞれ独立に水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、−（Ｓ）ｎ−Ｒａ、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基またはヘテロアリール基を表す。ここで、Ｒａは水素原子または置換基を表し、ｎは１〜８の整数を表す。さらに、Ｘ^ｍとＹ^ｍが互いに連結して、Ｍ^ｍを含む環を形成してもよい。
   ｍ１およびｎ１は０≦ｍ１＋ｎ１≦３を満たす整数である。ｃは０〜２の整数である。
   Ｔ^１は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアネート基、イソチオシアネート基、スルファニル基、ホスフィニル基、カルボニル基含有基、ハロゲン原子、アリール基、ヘテロアリール基、または上記式（ＣＰ）で表される基を表す。
   式（ＣＰ）中、Ｒ^ｍ２はＲ^ｍ１と同義の基を表す。＊はＭ^ｍと結合する結合手を表す。ｂは０〜５の整数を表す。Ｒ^ｍ１とＲ^ｍ２は互いに連結していてもよい。
   式（ＩＩ）中、Ｍ^ｍは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
   Ｒ^ｍ３およびＲ^ｍ４は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、ヘテロアリール基、アルキルシリル基またはハロゲン原子を表す。Ｒ^ｍ３とＲ^ｍ４は互いに連結していてもよい。
   式（１）中、Ｍは中心金属を表す。
   Ａ^１は芳香族環または芳香族複素環を表す。
   Ｒ^１はアルキル基、アリール基、ヘテロアリール基またはアルケニル基を表す。Ｒ^１が複数ある場合、Ｒ^１は互いに結合もしくは縮合してもよく、複数のＲ^１で環を形成してもよい。
   ＸはＣＲ^２または窒素原子を表す。ここで、Ｒ^２は水素原子、アルキル基、アルケニル基、水酸基、アルコキシ基、アリールオキシ基、メルカプト基、アルキルチオ基またはアリールチオ基を表す。Ｒ^１とＲ^２は互いに結合または縮合して環を形成してもよい。
   Ｙは、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アルコキシ基、アルキルアミノ基、シリルアミノ基、スルホン酸基、イソシアン酸基、イソチオシアン酸基、−Ｓ−Ｒａ、ホスフィニル基、カルボニル基含有基およびハロゲン原子から選択される１座の配位子を表す。ここで、Ｒａは水素原子または置換基を表す。
   Ｒ^３は置換基を表す。
   ｋは１〜４の整数を表す。ｌは０〜３の整数を表す。ｍは０〜２の整数を表す。
   式（８’）中、Ｍ^ｏは中心金属であって、遷移元素または希土類元素を表す。
   Ｒ^ｏはアルキル基、アルキルシリル基、アルケニル基、アルキニル基、アルコキシ基、アルキルチオ基、アミノ基、アミド基、アシルオキシ基、シアノ基、カルボキシル基、カルボニル基含有基、スルホニル基含有基、ホスフィノ基またはハロゲン原子を表す。Ｒ^ｏｏは水素原子またはＲ^ｏで規定される基を表す。複数のＲ^ｏは互いに異なっていてもよい。
   ｎｏは１〜８の整数を表す。
   

   

   式（Ａ１）、（Ａ２）中、Ｒａ ^１１ 〜Ｒａ ^１３ は独立に、アルキル基、アルコキシ基、アリールオキシ基、ハロゲン原子、アミノ基または−（ＣＨ _２ ） _ｎ３ Ｃ（＝Ｏ）−（Ｏ） _ｍ３ Ｒｂ ^４ を表す。ｎ３は０または１を表す。ｍ３は０または１を表す。Ｒｂ ^４ はアルキル基、アルケニル基、アリール基、またはアラルキル基を表す。Ｘ ^ｎ は酸素原子、硫黄原子またはＮ（Ｒａ ^１４ ）を表す。Ｒａ ^１４ は水素原子または１価の置換基を表す。Ｒａ ^２１ はそれぞれ独立に１価の置換基を表す。近接のＲ ^２１ は置換基同士が環を形成していてもよい。ｎ２は２以上の整数を表し、結合端同士が結合して環を形成してもよい。
2. 前記金属錯体（Ｂ）の中心金属が第４〜第８族遷移元素またはランタノイドである請求項１に記載の非水二次電池用電解液。
3. 前記式（１）で表される化合物が下記式（２）〜（５）のいずれかで表される請求項１または２に記載の非水二次電池用電解液。
   

   

   式（２）〜（５）中、Ｍ、Ａ^１、Ｒ^３、Ｙ、ｋ、ｌおよびｍは前記式（１）における各定義と同じである。Ａ^２は前記式（１）におけるＡ^１と同義である。Ｂ^１およびＢ^２は含窒素芳香族複素環を表す。Ｒ^４〜Ｒ^６は前記式（１）におけるＲ^３と同義である。Ｒ^４とＲ^６は、互いに結合もしくは縮合してＢ^１およびＢ^２の一部とともに環を形成してもよい。Ｒ^７およびＲ^８は、それぞれ独立に、前記式（１）におけるＲ^２と同義である。Ｌはアルキレン基、アリーレン基、ヘテロアリーレン基またはアルケニレン基を表す。ｎ、ｏおよびｐは、それぞれ独立に、０〜３の整数を表す。
4. 前記式（Ａ２）で表される構造を有する化合物が下記式（Ａ２−１）または（Ａ２−２）で表される請求項１〜３のいずれか１項に記載の非水二次電池用電解液。
   

   

   式（Ａ２−１）、（Ａ２−２）中、Ｒａ^３１〜Ｒａ^３６、Ｒａ^４１〜Ｒａ^４８は、前記Ｒａ^２１と同義である。
5. 前記式（Ａ２−１）で表される構造を有する化合物が下記式（Ａ２−１−１）または（Ａ２−１−２）のいずれかで表される請求項４に記載の非水二次電池用電解液。
   

   

   式（Ａ２−１−１）、（Ａ２−１−２）中、Ｒａ^５１〜Ｒａ^５２はそれぞれ独立にアルコキシ基またはジアルキルアミノ基を表す。
6. 前記Ｒａ^５１〜Ｒａ^５２がジアルキルアミノ基である請求項５に記載の非水二次電池用電解液。
7. 電解液が更に、芳香族性化合物、ハロゲン含有化合物、重合性化合物、硫黄含有化合物、ケイ素含有化合物、ニトリル化合物、ホウ素含有化合物およびイミド化合物から選ばれる少なくとも１種を含有する請求項１〜６のいずれか１項に記載の非水二次電池用電解液。
8. 前記リン含有化合物（Ａ）の電解液（電解質を含む全量）中の濃度が０．５質量％以上３０質量％以下である請求項１〜７のいずれか１項に記載の非水二次電池用電解液。
9. 前記金属錯体（Ｂ）の電解液（電解質を含む全量）中の濃度が０．００１質量％以上１０質量％以下である請求項１〜８のいずれか１項に記載の非水二次電池用電解液。
10. 前記リン含有化合物（Ａ）の含有量（１００質量部）に対して、前記金属錯体（Ｂ）の含有量が０．０１質量部以上１０質量部以下である請求項１〜９のいずれか１項に記載の非水二次電池用電解液。
11. 前記金属錯体（Ｂ）の中心金属が、Ｔｉ、Ｚｒ、ＨｆまたはＶである請求項１〜１０のいずれか１項に記載の非水二次電池用電解液。
12. 正極、負極および請求項１〜１１のいずれか１項に記載の非水二次電池用電解液をそれぞれ具備する非水二次電池。
13. 前記正極の活物質が、Ｎｉおよび／またはＭｎ原子を含有する請求項１２に記載の非水二次電池。
14. 前記負極の活物質が、炭素、ケイ素、チタンおよびスズから選ばれる少なくとも１種を含有する請求項１２または１３に記載の非水二次電池。
    

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