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JP2023017587A - NONAQUEOUS ELECTROLYTE ELECTRIC STORAGE ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF - Google Patents

NONAQUEOUS ELECTROLYTE ELECTRIC STORAGE ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF Download PDF

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JP2023017587A
JP2023017587A JP2021121936A JP2021121936A JP2023017587A JP 2023017587 A JP2023017587 A JP 2023017587A JP 2021121936 A JP2021121936 A JP 2021121936A JP 2021121936 A JP2021121936 A JP 2021121936A JP 2023017587 A JP2023017587 A JP 2023017587A
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JP
Japan
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positive electrode
aqueous electrolyte
electrode active
active material
storage element
Prior art date
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Application number
JP2021121936A
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Japanese (ja)
Inventor
泰之 阿部
Yasuyuki Abe
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GS Yuasa Corp
Original Assignee
GS Yuasa Corp
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Abstract

To provide a non-aqueous electrolyte storage element that suppresses expansion due to charge/discharge cycles and has a large discharge capacity even after charge/discharge cycles.SOLUTION: A non-aqueous electrolyte storage element includes a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt, and manganese, and a non-aqueous electrolyte containing an oxalic acid ester represented by the following formula (1). In the formula (1), R1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms which is unsubstituted or at least a part of hydrogen atoms are substituted with halogen-free substituents. R2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which has no substituent or at least a part of hydrogen atoms of which are substituted with substituents which do not contain halogen.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、非水電解質蓄電素子及びその製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a non-aqueous electrolyte storage element and a method for manufacturing the same.

リチウムイオン二次電池に代表される非水電解質二次電池は、エネルギー密度の高さから、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車等に多用されている。非水電解質二次電池は、一般的には、セパレータで電気的に隔離された一対の電極と、この電極間に介在する非水電解質とを有し、両電極の活物質間で電荷輸送イオンの受け渡しを行うことで充放電するよう構成される。また、非水電解質二次電池以外の非水電解質蓄電素子として、リチウムイオンキャパシタや電気二重層キャパシタ等のキャパシタも広く普及している。 Non-aqueous electrolyte secondary batteries, typified by lithium ion secondary batteries, are widely used in electronic devices such as personal computers, communication terminals, and automobiles because of their high energy density. A non-aqueous electrolyte secondary battery generally has a pair of electrodes electrically isolated by a separator and a non-aqueous electrolyte interposed between the electrodes. is configured to be charged and discharged by passing the Capacitors such as lithium ion capacitors and electric double layer capacitors are also widely used as non-aqueous electrolyte storage elements other than non-aqueous electrolyte secondary batteries.

非水電解質蓄電素子の正極活物質としては、リチウム遷移金属複合酸化物等が広く用いられている。リチウム遷移金属複合酸化物である正極活物質の一つとして、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む酸化物が知られている(特許文献1参照)。 Lithium-transition metal composite oxides and the like are widely used as positive electrode active materials for non-aqueous electrolyte storage devices. An oxide containing nickel, cobalt and manganese is known as one of positive electrode active materials that are lithium-transition metal composite oxides (see Patent Document 1).

特開2005-346956号公報JP-A-2005-346956

上記のようなニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質は、放電容量が大きいという利点を有する。そして、放電容量をより大きくするために、上記正極活物質の中でもニッケルの含有割合が高い正極活物質を用いることの検討もなされている。しかし、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を有する非水電解質蓄電素子は、寿命特性が不十分であり、充放電サイクルに伴う非水電解質蓄電素子の膨張及び放電容量の低下が生じ易いという不都合を有する。 The positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese as described above has an advantage of high discharge capacity. In order to further increase the discharge capacity, the use of a positive electrode active material having a high nickel content among the above positive electrode active materials is also being studied. However, the non-aqueous electrolyte storage element having a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese has insufficient life characteristics, and the non-aqueous electrolyte storage element tends to expand and decrease in discharge capacity during charge-discharge cycles. have inconvenience.

本発明は、以上のような事情に基づいてなされたものであり、その目的は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を有する非水電解質蓄電素子であって、充放電サイクルに伴う膨張が抑制され、充放電サイクル後も放電容量が大きい非水電解質蓄電素子、及びこのような非水電解質蓄電素子の製造方法を提供することである。 The present invention has been made based on the above circumstances, and an object thereof is to provide a non-aqueous electrolyte storage element having a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese, which does not expand due to charge-discharge cycles. An object of the present invention is to provide a non-aqueous electrolyte storage element that is suppressed and has a large discharge capacity even after charge-discharge cycles, and a method for manufacturing such a non-aqueous electrolyte storage element.

本発明の一態様は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極と、下記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質とを備える非水電解質蓄電素子である。

Figure 2023017587000002
(式(1)中、Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数6から10のアリール基である。Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基である。) One aspect of the present invention is a non-aqueous electrolyte power storage element that includes a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt, and manganese, and a non-aqueous electrolyte containing an oxalate represented by the following formula (1): be.
Figure 2023017587000002
(In the formula (1), R 1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and having no substituent or having at least part of the hydrogen atoms substituted with a halogen-free substituent. 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which does not have a substituent or at least a part of hydrogen atoms of which are substituted with a substituent which does not contain halogen.)

本発明の他の一態様は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極を準備すること、及び下記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質を準備することを備える非水電解質蓄電素子の製造方法である。

Figure 2023017587000003
(式(1)中、Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数6から10のアリール基である。Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基である。) Another aspect of the present invention is to prepare a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese, and to prepare a non-aqueous electrolyte containing an oxalate represented by the following formula (1): A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element comprising:
Figure 2023017587000003
(In the formula (1), R 1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and having no substituent or having at least part of the hydrogen atoms substituted with a halogen-free substituent. 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which does not have a substituent or at least a part of hydrogen atoms of which are substituted with a substituent which does not contain halogen.)

本発明の一態様によれば、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を有する非水電解質蓄電素子であって、充放電サイクルに伴う膨張が抑制され、充放電サイクル後も放電容量が大きい非水電解質蓄電素子、及びこのような非水電解質蓄電素子の製造方法を提供することができる。 According to one aspect of the present invention, there is provided a non-aqueous electrolyte power storage element having a positive electrode active material containing nickel, cobalt, and manganese, wherein expansion due to charge-discharge cycles is suppressed and discharge capacity is large even after charge-discharge cycles. It is possible to provide an aqueous electrolyte storage device and a method for manufacturing such a non-aqueous electrolyte storage device.

図1は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を示す外観斜視図である。FIG. 1 is an external perspective view showing a non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention. 図2は、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子を複数個集合して構成した蓄電装置を示す概略図である。FIG. 2 is a schematic diagram showing a power storage device configured by assembling a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements according to one embodiment of the present invention.

初めに、本明細書によって開示される非水電解質蓄電素子及び非水電解質蓄電素子の製造方法の概要について説明する。 First, an overview of the non-aqueous electrolyte storage element and the method for manufacturing the non-aqueous electrolyte storage element disclosed by the present specification will be described.

本発明の一態様に係る非水電解質蓄電素子は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極と、下記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質とを備える非水電解質蓄電素子である。

Figure 2023017587000004
(式(1)中、Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数6から10のアリール基である。Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基である。) A non-aqueous electrolyte power storage device according to one aspect of the present invention includes a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese, and a non-aqueous electrolyte containing an oxalate ester represented by the following formula (1). It is a non-aqueous electrolyte storage element provided.
Figure 2023017587000004
(In the formula (1), R 1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and having no substituent or having at least part of the hydrogen atoms substituted with a halogen-free substituent. 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which does not have a substituent or at least a part of hydrogen atoms of which are substituted with a substituent which does not contain halogen.)

当該非水電解質蓄電素子は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を有する非水電解質蓄電素子であって、充放電サイクルに伴う膨張が抑制され、充放電サイクル後も放電容量が大きい。このような効果が生じる理由は定かではないが、以下の理由が推測される。ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質の粒子は、充放電の繰り返しに伴う割れが生じ易く、この割れが主な原因となって非水電解質蓄電素子の膨張及び放電容量の低下が生じると考えられる。これに対し、上記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質を用いた場合、正極活物質表面に上記シュウ酸エステル由来、特徴的には上記シュウ酸エステルが有するアリール基由来の被膜が形成されると考えられる。本発明の一態様に係る非水電解質蓄電素子においては、正極活物質表面にこのような被膜が形成されることで、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質の粒子の割れが抑制されるため、上記効果が奏されているものと推測される。 The non-aqueous electrolyte storage element is a non-aqueous electrolyte storage element having a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese, suppresses expansion due to charge-discharge cycles, and has a large discharge capacity even after charge-discharge cycles. Although the reason why such an effect occurs is not clear, the following reason is presumed. Particles of the positive electrode active material containing nickel, cobalt, and manganese are likely to crack due to repeated charging and discharging, and this cracking is thought to be the main cause of expansion of the non-aqueous electrolyte storage element and reduction in discharge capacity. be done. On the other hand, when a non-aqueous electrolyte containing an oxalate ester represented by the above formula (1) is used, the surface of the positive electrode active material is derived from the oxalate ester, and is characterized by an aryl group possessed by the oxalate ester. It is believed that a film of the origin is formed. In the non-aqueous electrolyte power storage element according to one aspect of the present invention, since such a film is formed on the surface of the positive electrode active material, cracking of the particles of the positive electrode active material containing nickel, cobalt, and manganese is suppressed. , it is presumed that the above effects are exhibited.

上記Rにおける上記炭素数1から10の炭化水素基が、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基であることが好ましい。上記Rにおける上記炭素数1から10の炭化水素基がこれらの基である場合、非水電解質蓄電素子の充放電サイクルに伴う膨張がより抑制され、充放電サイクル後の放電容量がより大きくなる。 The hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for R 2 is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group. When the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in R 2 is one of these groups, the expansion of the non-aqueous electrolyte storage element due to charge-discharge cycles is further suppressed, and the discharge capacity after charge-discharge cycles becomes greater. .

上記正極活物質における上記ニッケル、コバルト及びマンガンの合計含有量に対する上記ニッケルの含有量が50atm%以上であることが好ましい。このように上記正極活物質においてニッケルの含有割合を高めた場合、非水電解質蓄電素子の放電容量を大きくし、エネルギー密度を高めることができる。一方、ニッケルの含有割合が高い正極活物質の粒子は、充放電の繰り返しに伴う割れがより生じ易くなるため、本発明の一実施形態を適用した場合の改善効果が顕著に表れる。 It is preferable that the content of nickel with respect to the total content of nickel, cobalt and manganese in the positive electrode active material is 50 atm % or more. When the content of nickel in the positive electrode active material is increased in this manner, the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element can be increased, and the energy density can be increased. On the other hand, particles of a positive electrode active material with a high nickel content are more susceptible to cracking due to repeated charging and discharging, so the improvement effect when one embodiment of the present invention is applied is noticeable.

本発明の一態様に係る非水電解質蓄電素子の製造方法は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極を準備すること、及び下記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質を準備することを備える非水電解質蓄電素子の製造方法である。

Figure 2023017587000005
(式(1)中、Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数6から10のアリール基である。Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基である。) A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element according to one aspect of the present invention comprises preparing a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese, and adding an oxalate ester represented by the following formula (1). A method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element comprising preparing a non-aqueous electrolyte to be contained therein.
Figure 2023017587000005
(In the formula (1), R 1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and having no substituent or having at least part of the hydrogen atoms substituted with a halogen-free substituent. 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which does not have a substituent or at least a part of hydrogen atoms of which are substituted with a substituent which does not contain halogen.)

当該製造方法によれば、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を有する非水電解質蓄電素子であって、充放電サイクルに伴う膨張が抑制され、充放電サイクル後も放電容量が大きい非水電解質蓄電素子を製造することができる。 According to the manufacturing method, the non-aqueous electrolyte storage element has a positive electrode active material containing nickel, cobalt, and manganese, and the non-aqueous electrolyte is suppressed in expansion due to charge-discharge cycles and has a large discharge capacity even after charge-discharge cycles. A power storage device can be manufactured.

以下、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子、及び非水電解質蓄電素子の製造方法について、順に説明する。 Hereinafter, a non-aqueous electrolyte storage element and a method for manufacturing the non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention will be described in order.

<非水電解質蓄電素子>
本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子は、正極、負極及び非水電解質を有する。以下、非水電解質蓄電素子の一例として、非水電解質二次電池(以下、単に「二次電池」ともいう。)について説明する。正極及び負極は、通常、セパレータを介して積層又は巻回により交互に重畳された電極体を形成する。この電極体は容器に収納され、この容器内に非水電解質が充填される。上記非水電解質は、正極と負極との間に介在する。また、容器としては、二次電池の容器として通常用いられる公知の金属容器、樹脂容器等を用いることができる。
<Non-aqueous electrolyte storage element>
A non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention has a positive electrode, a negative electrode, and a non-aqueous electrolyte. Hereinafter, a non-aqueous electrolyte secondary battery (hereinafter also simply referred to as a "secondary battery") will be described as an example of a non-aqueous electrolyte storage element. The positive electrode and the negative electrode normally form an electrode assembly alternately stacked or wound with a separator interposed therebetween. This electrode assembly is housed in a container, and the container is filled with a non-aqueous electrolyte. The non-aqueous electrolyte is interposed between the positive electrode and the negative electrode. Moreover, as a container, a known metal container, resin container, or the like, which is usually used as a container for a secondary battery, can be used.

(正極)
正極は、正極基材、及びこの正極基材に直接又は中間層を介して配される正極活物質層を有する。
(positive electrode)
The positive electrode has a positive electrode base material and a positive electrode active material layer disposed directly on the positive electrode base material or via an intermediate layer.

正極基材は、導電性を有する。「導電性を有する」とは、JIS-H-0505(1975年)に準拠して測定される体積抵抗率が10Ω・cm以下であることを意味し、「非導電性」とは、上記体積抵抗率が10Ω・cm超であることを意味する。正極基材の材質としては、アルミニウム、チタン、タンタル、ステンレス鋼等の金属又はそれらの合金が用いられる。これらの中でも、耐電位性、導電性の高さ及びコストのバランスからアルミニウム及びアルミニウム合金が好ましい。また、正極基材の形成形態としては、箔、蒸着膜等が挙げられ、コストの面から箔が好ましい。つまり、正極基材としてはアルミニウム箔が好ましい。なお、アルミニウム又はアルミニウム合金としては、JIS-H-4000(2014年)又はJIS-H4160(2006年)に規定されるA1085、A3003、A1N30等が例示できる。 A positive electrode base material has electroconductivity. "Conductive" means that the volume resistivity measured according to JIS-H-0505 (1975) is 10 7 Ω cm or less, and "non-conductive" It means that the volume resistivity is more than 10 7 Ω·cm. Metals such as aluminum, titanium, tantalum, and stainless steel, or alloys thereof are used as the material of the positive electrode substrate. Among these, aluminum and aluminum alloys are preferable from the viewpoint of the balance between potential resistance, high conductivity and cost. In addition, as a form of forming the positive electrode base material, a foil, a deposited film, and the like can be mentioned, and a foil is preferable from the viewpoint of cost. In other words, aluminum foil is preferable as the positive electrode substrate. Examples of aluminum or aluminum alloy include A1085, A3003, A1N30, etc. defined in JIS-H-4000 (2014) or JIS-H4160 (2006).

正極基材の平均厚さは、3μm以上50μm以下が好ましく、5μm以上40μm以下がより好ましく、8μm以上30μm以下がさらに好ましく、10μm以上25μm以下が特に好ましい。正極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、正極基材の強度を高めつつ、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。基材の「平均厚さ」とは、所定の面積の基材を打ち抜いた際の打ち抜き質量を、基材の真密度及び打ち抜き面積で除した値をいう。以下、後述する負極基材の「平均厚さ」についても同様である。 The average thickness of the positive electrode substrate is preferably 3 μm or more and 50 μm or less, more preferably 5 μm or more and 40 μm or less, even more preferably 8 μm or more and 30 μm or less, and particularly preferably 10 μm or more and 25 μm or less. By setting the average thickness of the positive electrode substrate within the above range, the energy density per volume of the secondary battery can be increased while increasing the strength of the positive electrode substrate. The "average thickness" of the base material refers to a value obtained by dividing the punched mass when a base material having a predetermined area is punched out by the true density and the punched area of the base material. The same applies to the "average thickness" of the negative electrode base material described below.

中間層は、正極基材と正極活物質層との間に配される層であり、炭素粒子等の導電剤を含むことで正極基材と正極活物質層との接触抵抗を低減する。中間層の構成は特に限定されず、例えばバインダー及び導電剤を含有する。 The intermediate layer is a layer arranged between the positive electrode substrate and the positive electrode active material layer, and contains a conductive agent such as carbon particles to reduce the contact resistance between the positive electrode substrate and the positive electrode active material layer. The structure of the intermediate layer is not particularly limited, and contains, for example, a binder and a conductive agent.

正極活物質層は、正極活物質を含むいわゆる正極合剤から形成される層である。正極活物質層を形成する正極合剤は、必要に応じて導電剤、バインダー、増粘剤、フィラー等の任意成分を含んでいてもよい。 The positive electrode active material layer is a layer formed from a so-called positive electrode mixture containing a positive electrode active material. The positive electrode material mixture forming the positive electrode active material layer may contain optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler, if necessary.

正極活物質には、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質が含まれる。ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質におけるニッケル、コバルト及びマンガンの合計含有量に対するニッケルの含有量は、例えば30atm%以上であってもよいが、50atm%以上が好ましい。一方、このニッケルの含有量の上限としては、例えば90atm%が好ましく、80atm%がより好ましく、60atm%がさらに好ましい。ニッケル、コバルト及びマンガンの合計含有量に対するコバルトの含有量の下限としては、5atm%が好ましく、10atm%がより好ましい。一方、このコバルトの含有量の上限としては、40atm%が好ましく、30atm%がより好ましい。また、ニッケル、コバルト及びマンガンの合計含有量に対するマンガンの含有量の下限としては、5atm%が好ましく、10atm%がより好ましい。一方、このマンガンの含有量の上限としては、70atm%が好ましく、50atm%がより好ましい。このような組成の正極活物質を用いることで、エネルギー密度を高めることなどができる。また、このような組成の正極活物質を用いた場合、通常は充放電サイクルに伴う割れが生じ易く、非水電解質蓄電素子の膨張や放電容量の低下が生じ易いため、このような不都合を解消する本発明の利点を十分に享受することができる。 Positive electrode active materials include positive electrode active materials containing nickel, cobalt and manganese. The content of nickel with respect to the total content of nickel, cobalt and manganese in the positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese may be, for example, 30 atm % or more, preferably 50 atm % or more. On the other hand, the upper limit of the nickel content is, for example, preferably 90 atm%, more preferably 80 atm%, and even more preferably 60 atm%. The lower limit of the content of cobalt with respect to the total content of nickel, cobalt and manganese is preferably 5 atm%, more preferably 10 atm%. On the other hand, the upper limit of the cobalt content is preferably 40 atm %, more preferably 30 atm %. Also, the lower limit of the content of manganese with respect to the total content of nickel, cobalt and manganese is preferably 5 atm%, more preferably 10 atm%. On the other hand, the upper limit of the content of manganese is preferably 70 atm%, more preferably 50 atm%. Energy density can be increased by using a positive electrode active material having such a composition. In addition, when a positive electrode active material having such a composition is used, cracks are likely to occur due to charge/discharge cycles, and the non-aqueous electrolyte storage element tends to swell and the discharge capacity tends to decrease. The advantages of the present invention can be fully enjoyed.

好適な正極活物質の一例としては、層状の結晶構造を有すると共に、少なくともニッケル、コバルト及びマンガンを有するリチウム遷移金属複合酸化物であって、Ni、Co、及びMnの合計含有量に対するLiのモル比率(Li/Me)が0超1.6以下、Ni、Co、及びMnの合計含有量に対するNiのモル比率(Ni/Me)が0.3以上1未満、Ni、Co、及びMnの合計含有量に対するCoのモル比率(Co/Me)が0超0.5未満、Ni、Co、及びMnの合計含有量に対するMnのモル比率(Mn/Me)が0超0.8未満であるリチウム遷移金属複合酸化物(リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物)が挙げられる。 An example of a suitable positive electrode active material is a lithium transition metal composite oxide having a layered crystal structure and containing at least nickel, cobalt and manganese, wherein the moles of Li with respect to the total content of Ni, Co and Mn The ratio (Li/Me) is more than 0 and 1.6 or less, the molar ratio of Ni to the total content of Ni, Co, and Mn (Ni/Me) is 0.3 or more and less than 1, the sum of Ni, Co, and Mn Lithium having a molar ratio of Co to the content (Co/Me) of more than 0 and less than 0.5 and a molar ratio of Mn to the total content of Ni, Co, and Mn (Mn/Me) of more than 0 and less than 0.8 Transition metal composite oxides (lithium-nickel-cobalt-manganese composite oxides) can be mentioned.

上記リチウム遷移金属複合酸化物において、Li/Meは、1以上が好ましく、1であってもよい。Ni/Meは、0.5以上0.9以下が好ましく、0.8以下又は0.6以下がより好ましい場合もある。Co/Meは、0.05以上0.4以下が好ましく、0.1以上0.3以下がより好ましい。Mn/Meは、0.05以上0.7以下が好ましく、0.1以上0.5以下がより好ましい。 In the lithium-transition metal composite oxide, Li/Me is preferably 1 or more, and may be 1. Ni/Me is preferably 0.5 or more and 0.9 or less, and more preferably 0.8 or less or 0.6 or less in some cases. Co/Me is preferably 0.05 or more and 0.4 or less, more preferably 0.1 or more and 0.3 or less. Mn/Me is preferably 0.05 or more and 0.7 or less, more preferably 0.1 or more and 0.5 or less.

正極活物質(リチウム遷移金属複合酸化物)の好適な他の一例としては、一般式Li[LiNiαMnβCo1-x-α-β]O(0≦x<0.5、0.3≦α<1、0<β<1、0<1-x-α-β<1)で表される化合物を挙げることができる。上記一般式において、0≦x≦0.6が好ましく、x=0であってもよい。また、0.5≦α≦0.9が好ましく、α≦0.8又はα≦0.6がより好ましい場合もある。0.05≦β≦0.7が好ましく、0.1≦β≦0.5がより好ましい。0.05≦1-x-α-β≦0.4が好ましく、0.1≦1-x-α-β≦0.3がより好ましい。 Another preferred example of the positive electrode active material (lithium transition metal composite oxide) is Li[Li x Ni α Mn β Co 1-x-α-β ]O 2 (0≦x<0.5, 0.3≦α<1, 0<β<1, 0<1-x-α-β<1). In the above general formula, 0≤x≤0.6 is preferable, and x=0 may be satisfied. Further, 0.5≦α≦0.9 is preferable, and α≦0.8 or α≦0.6 is more preferable in some cases. 0.05≦β≦0.7 is preferred, and 0.1≦β≦0.5 is more preferred. 0.05≦1-x-α-β≦0.4 is preferred, and 0.1≦1-x-α-β≦0.3 is more preferred.

正極活物質(リチウム遷移金属複合酸化物)としては、例えばLiNi3/5Co1/5Mn1/5、LiNi1/2Co1/5Mn3/10、LiNi1/2Co3/10Mn1/5、LiNi8/10Co1/10Mn1/10、LiNi3/5Co1/5Mn1/5等を挙げることができる。 As the positive electrode active material (lithium transition metal composite oxide), for example, LiNi 3/5 Co 1/5 Mn 1/5 O 2 , LiNi 1/2 Co 1/5 Mn 3/10 O 2 , LiNi 1/2 Co 3/10 Mn 1/5 O 2 , LiNi 8/10 Co 1/10 Mn 1/10 O 2 , LiNi 3/5 Co 1/5 Mn 1/5 O 2 and the like.

なお、本明細書におけるリチウム遷移金属複合酸化物の組成比は、次の方法により完全放電状態としたときの組成比をいう。まず、非水電解質蓄電素子(二次電池)を、0.05Cの電流で通常使用時の充電終止電圧となるまで定電流充電し、満充電状態とする。30分の休止後、0.05Cの電流で通常使用時の下限電圧まで定電流放電する。解体し、正極を取り出し、金属リチウム電極を対極とした試験電池を組み立て、正極合剤1gあたり10mAの放電電流で、正極電位が3.0V(vs.Li/Li)となるまで定電流放電を行い、正極を完全放電状態に調整する。再解体し、正極を取り出す。ジメチルカーボネートを用いて、取り出した正極に付着した非水電解質等を十分に洗浄し、室温にて一昼夜乾燥後、正極活物質のリチウム遷移金属複合酸化物を採取する。採取したリチウム遷移金属複合酸化物を測定に供する。非水電解質蓄電素子の解体から測定用のリチウム遷移金属複合酸化物の採取までの作業は露点-60℃以下のアルゴン雰囲気中で行う。 The composition ratio of the lithium-transition metal composite oxide used in this specification refers to the composition ratio when the battery is completely discharged by the following method. First, the non-aqueous electrolyte storage element (secondary battery) is charged at a constant current of 0.05 C until it reaches the charging end voltage for normal use, and is brought into a fully charged state. After resting for 30 minutes, constant current discharge is performed at a current of 0.05C to the lower limit voltage for normal use. Disassemble, remove the positive electrode, assemble a test battery with a metal lithium electrode as the counter electrode, and discharge at a constant current of 10 mA per 1 g of the positive electrode mixture until the positive electrode potential reaches 3.0 V (vs. Li/Li + ). to adjust the positive electrode to a fully discharged state. Dismantle again and take out the positive electrode. Using dimethyl carbonate, the non-aqueous electrolyte and the like adhering to the taken-out positive electrode are thoroughly washed and dried at room temperature for a whole day and night. The collected lithium-transition metal composite oxide is subjected to measurement. The work from dismantling the non-aqueous electrolyte storage element to collecting the lithium transition metal composite oxide for measurement is performed in an argon atmosphere with a dew point of -60°C or less.

正極活物質層には、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質以外の他の正極活物質が含まれていてもよい。他の正極活物質としては、従来からリチウムイオン二次電池の正極活物質として用いられている各種の材料を特に限定なく使用することができ、例えばスピネル型結晶構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物(LiMn、LiNiαMn(2-α)等)、ポリアニオン化合物(LiFePO、LiMnPO、LiNiPO、LiCoPO、Li(PO、LiMnSiO、LiCoPOF等)などが挙げられる。これらの正極活物質中の元素又はポリアニオンは、他の元素又はアニオン種で一部が置換されていてもよい。これらの材料は表面が他の材料で被覆されていてもよい。 The positive electrode active material layer may contain a positive electrode active material other than the positive electrode active material containing nickel, cobalt, and manganese. As other positive electrode active materials, various materials conventionally used as positive electrode active materials for lithium ion secondary batteries can be used without particular limitation. (Li x Mn 2 O 4 , Li x Ni α Mn (2-α) O 4 etc.), polyanion compounds (LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiNiPO 4 , LiCoPO 4 , Li 3 V 2 (PO 4 ) 3 , Li 2 MnSiO 4 , Li 2 CoPO 4 F, etc.). Elements or polyanions in these positive electrode active materials may be partially substituted with other elements or anion species. These materials may be coated with other materials on their surfaces.

正極活物質は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。全ての正極活物質に対するニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質の含有割合としては、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、90質量%以上がさらに好ましく、実質的に100質量%であることがさらに好ましい。 One type of positive electrode active material may be used alone, or two or more types may be mixed and used. The content ratio of the positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese to all positive electrode active materials is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and substantially 100% by mass. % is more preferred.

正極活物質は、通常、粒子の形態で存在する。正極活物質の平均粒径は、例えば、0.1μm以上20μm以下とすることが好ましい。正極活物質の平均粒径を上記下限以上とすることで、正極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。正極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、正極活物質層の電子伝導性が向上する。ここで、「平均粒径」とは、JIS-Z-8825(2013年)に準拠し、粒子を溶媒で希釈した希釈液に対しレーザ回折・散乱法により測定した粒径分布に基づき、JIS-Z-8819-2(2001年)に準拠し計算される体積基準積算分布が50%となる値を意味する。 The positive electrode active material usually exists in the form of particles. The average particle size of the positive electrode active material is preferably, for example, 0.1 μm or more and 20 μm or less. By making the average particle size of the positive electrode active material equal to or more than the above lower limit, manufacturing or handling of the positive electrode active material becomes easy. By setting the average particle size of the positive electrode active material to the above upper limit or less, the electron conductivity of the positive electrode active material layer is improved. Here, the "average particle size" is based on the particle size distribution measured by a laser diffraction/scattering method for a diluted solution in which the particles are diluted with a solvent in accordance with JIS-Z-8825 (2013). Z-8819-2 (2001) means the value at which the volume-based integrated distribution calculated according to 50%.

正極活物質の粒子を所定の形状で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法として、例えば、乳鉢、ボールミル、サンドミル、振動ボールミル、遊星ボールミル、ジェットミル、カウンタージェットミル、旋回気流型ジェットミル又は篩等を用いる方法が挙げられる。粉砕時には水、あるいはヘキサン等の有機溶剤を共存させた湿式粉砕を用いることもできる。分級方法としては、篩や風力分級機等が、乾式、湿式ともに必要に応じて用いられる。 A pulverizer, a classifier, or the like is used to obtain particles of the positive electrode active material in a predetermined shape. Pulverization methods include, for example, methods using a mortar, ball mill, sand mill, vibrating ball mill, planetary ball mill, jet mill, counter jet mill, whirling jet mill, or sieve. At the time of pulverization, wet pulverization in which water or an organic solvent such as hexane is allowed to coexist can also be used. As a classification method, a sieve, an air classifier, or the like is used as necessary, both dry and wet.

正極活物質層における正極活物質の含有量としては、70質量%以上98質量%以下が好ましく、80質量%以上97質量%以下がより好ましく、90質量%以上96質量%以下がさらに好ましい。正極活物質の含有量を上記範囲とすることで、二次電池の放電容量を大きくすることができる。 The content of the positive electrode active material in the positive electrode active material layer is preferably 70% by mass or more and 98% by mass or less, more preferably 80% by mass or more and 97% by mass or less, and even more preferably 90% by mass or more and 96% by mass or less. By setting the content of the positive electrode active material within the above range, the discharge capacity of the secondary battery can be increased.

導電剤としては、導電性を有する材料であれば特に限定されない。このような導電剤としては、例えば、炭素質材料;金属;導電性セラミックス等が挙げられる。炭素質材料としては、黒鉛、カーボンナノファイバー、ピッチ系炭素繊維、カーボンブラック、グラフェン系炭素等が挙げられる。カーボンブラックとしては、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック等が挙げられる。グラフェン系炭素としては、グラフェン、カーボンナノチューブ(CNT)、フラーレン等が挙げられる。これらの中でも、導電性及び塗工性の観点より、炭素質材料が好ましい。なかでも、アセチレンブラックやケッチェンブラックが好ましい。導電剤の形状としては、粉状、シート状、繊維状等が挙げられる。導電剤としては、これらの材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。また、これらの材料を複合化して用いてもよい。例えば、カーボンブラックとCNTとを複合化した材料を用いてもよい。 The conductive agent is not particularly limited as long as it is a conductive material. Such conductive agents include, for example, carbonaceous materials; metals; and conductive ceramics. Carbonaceous materials include graphite, carbon nanofibers, pitch-based carbon fibers, carbon black, graphene-based carbon, and the like. Examples of carbon black include furnace black, acetylene black, and ketjen black. Graphene-based carbon includes graphene, carbon nanotube (CNT), fullerene, and the like. Among these, carbonaceous materials are preferable from the viewpoint of conductivity and coatability. Among them, acetylene black and ketjen black are preferable. Examples of the shape of the conductive agent include powder, sheet, fiber, and the like. As the conductive agent, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be mixed and used. Also, these materials may be combined for use. For example, a composite material of carbon black and CNT may be used.

正極活物質層における導電剤の含有量は、1質量%以上40質量%以下が好ましく、2質量%以上10質量%以下がより好ましい。導電剤の含有量を上記の範囲とすることで、二次電池のエネルギー密度を高めることができる。 The content of the conductive agent in the positive electrode active material layer is preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less, more preferably 2% by mass or more and 10% by mass or less. By setting the content of the conductive agent within the above range, the energy density of the secondary battery can be increased.

バインダーとしては、フッ素樹脂(ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)等)、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアクリル、ポリイミド等の熱可塑性樹脂;エチレン-プロピレン-ジエンゴム(EPDM)、スルホン化EPDM、スチレンブタジエンゴム(SBR)、フッ素ゴム等のエラストマー;多糖類高分子などが挙げられる。 Binders include fluorine resins (polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), etc.), thermoplastic resins such as polyethylene, polypropylene, polyacryl, and polyimide; ethylene-propylene-diene rubber (EPDM), sulfonated EPDM. , styrene-butadiene rubber (SBR), fluororubber, and other elastomers; polysaccharide polymers;

正極活物質層におけるバインダーの含有量は、0.5質量%以上10質量%以下が好ましく、1質量%以上6質量%以下がより好ましい。バインダーの含有量を上記の範囲とすることで、正極活物質を安定して保持することができる。 The content of the binder in the positive electrode active material layer is preferably 0.5% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 6% by mass or less. By setting the binder content within the above range, the positive electrode active material can be stably retained.

増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース(CMC)、メチルセルロース等の多糖類高分子が挙げられる。また、増粘剤がリチウムと反応する官能基を有する場合、予めメチル化等によりこの官能基を失活させておくことが好ましい。本発明の一態様においては、増粘剤は正極活物質層に含有されていないことが好ましい場合もある。 Examples of thickening agents include polysaccharide polymers such as carboxymethylcellulose (CMC) and methylcellulose. Moreover, when the thickener has a functional group that reacts with lithium, it is preferable to deactivate the functional group in advance by methylation or the like. In one aspect of the present invention, it may be preferable that the positive electrode active material layer does not contain the thickener.

フィラーは、特に限定されない。フィラーとしては、ポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の無機酸化物、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物、炭酸カルシウム等の炭酸塩、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、硫酸バリウム等の難溶性のイオン結晶、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物、タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。本発明の一態様においては、フィラーは正極活物質層に含有されていないことが好ましい場合もある。 A filler is not specifically limited. Fillers include polyolefins such as polypropylene and polyethylene, inorganic oxides such as silicon dioxide, aluminum oxide, titanium dioxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide and aluminosilicate, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, and water. Hydroxides such as aluminum oxide, carbonates such as calcium carbonate, sparingly soluble ionic crystals such as calcium fluoride, barium fluoride, and barium sulfate, nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride, talc, montmorillonite, boehmite, and zeolite , apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, mica, and other mineral resource-derived substances or artificial products thereof. In one aspect of the present invention, it may be preferable that the positive electrode active material layer does not contain a filler.

正極活物質層は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Nb、W等の遷移金属元素を正極活物質、導電剤、バインダー、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。 The positive electrode active material layer contains typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, Ba, and the like. typical metal elements, transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Nb, W are used as positive electrode active materials, conductive agents, binders, thickeners, fillers It may be contained as a component other than

(負極)
負極は、負極基材、及びこの負極基材に直接又は中間層を介して配される負極活物質層を有する。負極の中間層は正極の中間層と同様の構成とすることができる。
(negative electrode)
The negative electrode has a negative electrode substrate and a negative electrode active material layer disposed directly on the negative electrode substrate or via an intermediate layer. The intermediate layer of the negative electrode can have the same structure as the intermediate layer of the positive electrode.

負極基材は、正極基材と同様の構成とすることができるが、材質としては、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属又はそれらの合金、炭素質材料等が用いられ、銅又は銅合金が好ましい。つまり、負極基材としては銅箔が好ましい。銅箔としては、圧延銅箔、電解銅箔等が例示される。 The negative electrode substrate can have the same structure as the positive electrode substrate, but as a material, metals such as copper, nickel, stainless steel, nickel-plated steel, alloys thereof, carbonaceous materials, etc. are used. Or a copper alloy is preferable. That is, copper foil is preferable as the negative electrode substrate. Examples of the copper foil include rolled copper foil and electrolytic copper foil.

負極基材の平均厚さは、2μm以上35μm以下が好ましく、3μm以上30μm以下がより好ましく、4μm以上25μm以下がさらに好ましく、5μm以上20μm以下が特に好ましい。負極基材の平均厚さを上記の範囲とすることで、負極基材の強度を高めつつ、二次電池の体積当たりのエネルギー密度を高めることができる。 The average thickness of the negative electrode substrate is preferably 2 μm or more and 35 μm or less, more preferably 3 μm or more and 30 μm or less, even more preferably 4 μm or more and 25 μm or less, and particularly preferably 5 μm or more and 20 μm or less. By setting the average thickness of the negative electrode substrate within the above range, the energy density per volume of the secondary battery can be increased while increasing the strength of the negative electrode substrate.

負極活物質層は、一般的に負極活物質を含むいわゆる負極合剤から形成される。また、負極活物質層を形成する負極合剤は、必要に応じて導電剤、バインダー、増粘剤、フィラー等の任意成分を含む。導電剤、バインダー、増粘剤、フィラー等の任意成分は、正極活物質層と同様のものを用いることができる。負極活物質層は、実質的に金属Li等の負極活物質のみからなる層であってもよい。 The negative electrode active material layer is generally formed from a so-called negative electrode mixture containing a negative electrode active material. In addition, the negative electrode mixture forming the negative electrode active material layer contains optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, a filler, and the like, if necessary. Optional components such as a conductive agent, a binder, a thickener, and a filler can be the same as those used for the positive electrode active material layer. The negative electrode active material layer may be a layer consisting essentially of a negative electrode active material such as metal Li.

負極活物質層は、B、N、P、F、Cl、Br、I等の典型非金属元素、Li、Na、Mg、Al、K、Ca、Zn、Ga、Ge、Sn、Sr、Ba等の典型金属元素、Sc、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu、Mo、Zr、Ta、Hf、Nb、W等の遷移金属元素を負極活物質、導電剤、バインダー、増粘剤、フィラー以外の成分として含有してもよい。 The negative electrode active material layer contains typical nonmetallic elements such as B, N, P, F, Cl, Br, and I, Li, Na, Mg, Al, K, Ca, Zn, Ga, Ge, Sn, Sr, Ba, and the like. and transition metal elements such as Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Mo, Zr, Ta, Hf, Nb, and W are used as negative electrode active materials, conductive agents, binders, and thickeners. You may contain as a component other than a sticky agent and a filler.

負極活物質としては、公知の負極活物質の中から適宜選択できる。例えばリチウムイオン二次電池用の負極活物質としては、通常、リチウムイオンを吸蔵及び放出することができる材料が用いられる。負極活物質としては、例えば、金属Li;Si、Sn等の金属又は半金属;Si酸化物、Ti酸化物、Sn酸化物等の金属酸化物又は半金属酸化物;LiTi12、LiTiO2、TiNb等のチタン含有酸化物;ポリリン酸化合物;炭化ケイ素;黒鉛(グラファイト)、非黒鉛質炭素(易黒鉛化性炭素又は難黒鉛化性炭素)等の炭素材料等が挙げられる。これらの材料の中でも、黒鉛及び非黒鉛質炭素が好ましい。負極活物質層においては、これら材料の1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The negative electrode active material can be appropriately selected from known negative electrode active materials. For example, as a negative electrode active material for lithium ion secondary batteries, a material capable of intercalating and deintercalating lithium ions is usually used. Examples of the negative electrode active material include metal Li; metals or metalloids such as Si and Sn; metal oxides and metalloid oxides such as Si oxide, Ti oxide and Sn oxide; Li 4 Ti 5 O 12 ; Titanium-containing oxides such as LiTiO 2 and TiNb 2 O 7 ; polyphosphate compounds; silicon carbide; carbon materials such as graphite and non-graphitizable carbon (easily graphitizable carbon or non-graphitizable carbon) be done. Among these materials, graphite and non-graphitic carbon are preferred. In the negative electrode active material layer, one type of these materials may be used alone, or two or more types may be mixed and used.

「黒鉛」とは、充放電前又は放電状態において、エックス線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.33nm以上0.34nm未満の炭素材料をいう。黒鉛としては、天然黒鉛、人造黒鉛が挙げられる。安定した物性の材料を入手できるという観点で、人造黒鉛が好ましい。 “Graphite” refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane of 0.33 nm or more and less than 0.34 nm as determined by X-ray diffraction before charging/discharging or in a discharged state. Graphite includes natural graphite and artificial graphite. Artificial graphite is preferable from the viewpoint that a material with stable physical properties can be obtained.

「非黒鉛質炭素」とは、充放電前又は放電状態においてエックス線回折法により決定される(002)面の平均格子面間隔(d002)が0.34nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。非黒鉛質炭素としては、難黒鉛化性炭素や、易黒鉛化性炭素が挙げられる。非黒鉛質炭素としては、例えば、樹脂由来の材料、石油ピッチまたは石油ピッチ由来の材料、石油コークスまたは石油コークス由来の材料、植物由来の材料、アルコール由来の材料等が挙げられる。 “Non-graphitic carbon” refers to a carbon material having an average lattice spacing (d 002 ) of the (002) plane of 0.34 nm or more and 0.42 nm or less as determined by X-ray diffraction before charging/discharging or in a discharged state. . Non-graphitizable carbon includes non-graphitizable carbon and graphitizable carbon. Examples of non-graphitic carbon include resin-derived materials, petroleum pitch or petroleum pitch-derived materials, petroleum coke or petroleum coke-derived materials, plant-derived materials, and alcohol-derived materials.

ここで、炭素材料の「放電状態」とは、負極活物質である炭素材料から、充放電に伴い吸蔵放出可能なリチウムイオンが十分に放出されるように放電された状態を意味する。例えば、負極活物質として炭素材料を含む負極を作用極として、金属Liを対極として用いた半電池において、開回路電圧が0.7V以上である状態である。 Here, the “discharged state” of the carbon material means a state in which the carbon material, which is the negative electrode active material, is discharged such that lithium ions that can be inserted/extracted are sufficiently released during charge/discharge. For example, in a half-cell using a negative electrode containing a carbon material as a negative electrode active material as a working electrode and metal Li as a counter electrode, the open circuit voltage is 0.7 V or higher.

「難黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.36nm以上0.42nm以下の炭素材料をいう。 The term “non-graphitizable carbon” refers to a carbon material having a d 002 of 0.36 nm or more and 0.42 nm or less.

「易黒鉛化性炭素」とは、上記d002が0.34nm以上0.36nm未満の炭素材料をいう。 “Graphitizable carbon” refers to a carbon material having a d 002 of 0.34 nm or more and less than 0.36 nm.

負極活物質の形態が粒子(粉体)の場合、負極活物質の平均粒子径は、例えば、1nm以上100μm以下とすることができる。負極活物質が例えば炭素材料、チタン含有酸化物又はポリリン酸化合物である場合、その平均粒子径は1μm以上100μm以下が好ましい場合があり、3μm以上40μm以下、さらには20μm以下がより好ましい場合もある。負極活物質が、Si、Sn、Si酸化物、又は、Sn酸化物等である場合、その平均粒子径は、1nm以上1μm以下が好ましい場合がある。負極活物質の平均粒子径を上記下限以上とすることで、負極活物質の製造又は取り扱いが容易になる。負極活物質の平均粒径を上記上限以下とすることで、負極活物質層の導電性が向上する。粉体を所定の粒子径で得るためには粉砕機や分級機等が用いられる。粉砕方法及び粉級方法は、例えば、上記正極で例示した方法から選択できる。また、負極活物質が金属Li等の金属である場合、その形態は箔状又は板状であってもよい。 When the form of the negative electrode active material is particles (powder), the average particle size of the negative electrode active material can be, for example, 1 nm or more and 100 μm or less. When the negative electrode active material is, for example, a carbon material, a titanium-containing oxide, or a polyphosphate compound, the average particle size may preferably be 1 μm or more and 100 μm or less, and may be more preferably 3 μm or more and 40 μm or less, further preferably 20 μm or less. . When the negative electrode active material is Si, Sn, Si oxide, Sn oxide, or the like, the average particle size may preferably be 1 nm or more and 1 μm or less. By making the average particle size of the negative electrode active material equal to or larger than the above lower limit, the manufacturing or handling of the negative electrode active material becomes easy. By setting the average particle size of the negative electrode active material to the above upper limit or less, the conductivity of the negative electrode active material layer is improved. A pulverizer, a classifier, or the like is used to obtain powder with a predetermined particle size. The pulverization method and the powder class method can be selected from, for example, the methods exemplified for the positive electrode. Moreover, when the negative electrode active material is a metal such as metal Li, its form may be foil-like or plate-like.

負極活物質層における負極活物質の含有量は、例えば負極活物質層が負極合剤から形成されている場合、60質量%以上99質量%以下が好ましく、90質量%以上98質量%以下がより好ましい。負極活物質の含有量を上記の範囲とすることで、負極活物質層の高エネルギー密度化と製造性を両立できる。負極活物質が金属Li等の金属である場合、負極活物質層における負極活物質の含有量は99質量%以上であってよく、100質量%であってよい。 For example, when the negative electrode active material layer is formed of a negative electrode mixture, the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer is preferably 60% by mass or more and 99% by mass or less, and more preferably 90% by mass or more and 98% by mass or less. preferable. By setting the content of the negative electrode active material within the above range, it is possible to achieve both high energy density and manufacturability of the negative electrode active material layer. When the negative electrode active material is a metal such as metal Li, the content of the negative electrode active material in the negative electrode active material layer may be 99% by mass or more, and may be 100% by mass.

(セパレータ)
セパレータは、公知のセパレータの中から適宜選択できる。セパレータとして、例えば、基材層のみからなるセパレータ、基材層の一方の面又は双方の面に耐熱粒子とバインダーとを含む耐熱層が形成されたセパレータ等を使用することができる。セパレータの基材層が耐熱粒子を含んでいてもよい。セパレータの基材層の形状としては、例えば、織布、不織布、多孔質樹脂フィルム等が挙げられる。これらの材質の中でも、強度の観点から多孔質樹脂フィルムが好ましく、非水電解質の保液性の観点から不織布が好ましい。セパレータの基材層の材料としては、シャットダウン機能の観点から例えばポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましく、耐酸化分解性の観点から例えばポリイミドやアラミド等が好ましい。セパレータの基材層として、これらの樹脂を複合した材料を用いてもよい。
(separator)
The separator can be appropriately selected from known separators. As the separator, for example, a separator consisting only of a base material layer, a separator having a heat-resistant layer containing heat-resistant particles and a binder formed on one surface or both surfaces of the base material layer, or the like can be used. The base layer of the separator may contain heat-resistant particles. Examples of the shape of the base layer of the separator include woven fabric, non-woven fabric, and porous resin film. Among these materials, a porous resin film is preferred from the viewpoint of strength, and a non-woven fabric is preferred from the viewpoint of retention of the non-aqueous electrolyte. As the material for the base layer of the separator, polyolefins such as polyethylene and polypropylene are preferable from the viewpoint of shutdown function, and polyimide, aramid, and the like are preferable from the viewpoint of oxidative decomposition resistance. A material obtained by combining these resins may be used as the base material layer of the separator.

耐熱層及び基材層に含まれる耐熱粒子は、1気圧の空気雰囲気下で室温から500℃まで昇温したときの質量減少が5%以下であるものが好ましく、室温から800℃まで昇温したときの質量減少が5%以下であるものがさらに好ましい。昇温したときの質量減少が所定以下である材料として無機化合物が挙げられる。無機化合物として、例えば、酸化鉄、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化ストロンチウム、酸化バリウム、酸化マグネシウム、アルミノケイ酸塩等の酸化物;水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化アルミニウム等の水酸化物;窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の窒化物;炭酸カルシウム等の炭酸塩;硫酸バリウム等の硫酸塩;フッ化カルシウム、フッ化バリウム、チタン酸バリウム等の難溶性のイオン結晶;シリコン、ダイヤモンド等の共有結合性結晶;タルク、モンモリロナイト、ベーマイト、ゼオライト、アパタイト、カオリン、ムライト、スピネル、オリビン、セリサイト、ベントナイト、マイカ等の鉱物資源由来物質又はこれらの人造物等が挙げられる。無機化合物として、これらの物質の単体又は複合体を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらの無機化合物の中でも、蓄電素子の安全性の観点から、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、又はアルミノケイ酸塩が好ましい。 The heat-resistant particles contained in the heat-resistant layer and the base layer preferably have a mass reduction of 5% or less when the temperature is raised from room temperature to 500 ° C. in an air atmosphere of 1 atm, and the temperature is raised from room temperature to 800 ° C. It is more preferable that the weight loss during heating is 5% or less. An inorganic compound can be given as a material whose mass loss is not more than a predetermined value when the temperature is raised. Inorganic compounds such as iron oxide, silicon oxide, aluminum oxide, titanium oxide, zirconium oxide, calcium oxide, strontium oxide, barium oxide, magnesium oxide, oxides such as aluminosilicate; magnesium hydroxide, calcium hydroxide, water Hydroxides such as aluminum oxide; Nitrides such as aluminum nitride and silicon nitride; Carbonates such as calcium carbonate; Sulfates such as barium sulfate; covalent crystals such as silicon and diamond; mineral resource-derived substances such as talc, montmorillonite, boehmite, zeolite, apatite, kaolin, mullite, spinel, olivine, sericite, bentonite, and mica; . As the inorganic compound, a single substance or a composite of these substances may be used alone, or two or more of them may be mixed and used. Among these inorganic compounds, silicon oxide, aluminum oxide, or aluminosilicate is preferable from the viewpoint of the safety of the electric storage device.

セパレータの空孔率は、強度の観点から80体積%以下が好ましく、放電性能の観点から20体積%以上が好ましい。ここで、「空孔率」とは、体積基準の値であり、水銀ポロシメータでの測定値を意味する。 The porosity of the separator is preferably 80% by volume or less from the viewpoint of strength, and preferably 20% by volume or more from the viewpoint of discharge performance. Here, the "porosity" is a volume-based value and means a value measured with a mercury porosimeter.

セパレータとして、ポリマーと非水電解質とで構成されるポリマーゲルを用いてもよい。ポリマーとして、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリエチレンカーボネート、ポリプロピレンカーボネート、ポリビニルカーボネート、ポリメチルメタアクリレート等のポリアルキルメタアクリレート類、ポリメチルアクリレート等のポリアルキルアクリレート類、ポリビニルエチレンカーボネート、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリマレイン酸及びその誘導体、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデン-ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン等、及びこれらのポリマーを構成するモノマーの共重合体、並びにこれらのポリマーの混合体が挙げられる。また、これらポリマーは、無機塩やイオン液体と複合させてもよい。ポリマーゲルを用いると、漏液を抑制する効果がある。セパレータとして、上述したような多孔質樹脂フィルム又は不織布等とポリマーゲルを併用してもよい。 A polymer gel composed of a polymer and a non-aqueous electrolyte may be used as the separator. Examples of polymers include polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyethylene carbonate, polypropylene carbonate, polyvinyl carbonate, polyalkyl methacrylates such as polymethyl methacrylate, polyalkyl acrylates such as polymethyl acrylate, polyvinyl ethylene carbonate, polyvinyl Acetate, polyvinylpyrrolidone, polymaleic acid and derivatives thereof, polyvinylidene fluoride, vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, polytetrafluoroethylene, etc., copolymers of monomers constituting these polymers, and polymers of these polymers Mixtures are included. Moreover, these polymers may be combined with an inorganic salt or an ionic liquid. The use of polymer gel has the effect of suppressing liquid leakage. As the separator, a polymer gel may be used in combination with the porous resin film or non-woven fabric as described above.

(非水電解質)
非水電解質は、シュウ酸エステルを含有する。非水電解質は、通常、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解されている電解質塩とをさらに含む非水電解液である。シュウ酸エステルは、通常、非水溶媒に溶解した状態で存在する。
(Non-aqueous electrolyte)
The non-aqueous electrolyte contains oxalic acid ester. A non-aqueous electrolyte is usually a non-aqueous electrolytic solution further containing a non-aqueous solvent and an electrolyte salt dissolved in this non-aqueous solvent. The oxalic acid ester usually exists in a dissolved state in a non-aqueous solvent.

非水電解質に含有されるシュウ酸エステルは、下記式(1)で表される化合物である。 The oxalic acid ester contained in the non-aqueous electrolyte is a compound represented by the following formula (1).

Figure 2023017587000006
Figure 2023017587000006

式(1)中、Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数6から10のアリール基である。Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基である。 In formula (1), R 1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms which is unsubstituted or at least part of hydrogen atoms are substituted with halogen-free substituents. R 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which is unsubstituted or at least part of hydrogen atoms are substituted with halogen-free substituents.

なお、水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されている、炭素数6から10のアリール基も、Rには該当しない。同様に、水素原子の少なくとも一部がハロゲン原子で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基も、Rには該当しない。このように、上記式(1)で表されるシュウ酸エステルは、ハロゲンを含まない。ハロゲンを含まない化合物である上記式(1)で表されるシュウ酸エステルを非水電解質に含有させることで、充放電サイクルに伴うガスの発生、及びガスの発生に由来する非水電解質蓄電素子の膨れ等を抑制することができる。すなわち、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子においては、充放電サイクルに伴うガスの発生と正極活物質の粒子の割れとの双方を抑制し、その結果、充放電サイクルに伴う膨張が抑制され、充放電サイクル後も放電容量が大きいものとなっていると考えられる。 An aryl group having 6 to 10 carbon atoms in which at least part of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms also does not correspond to R 1 . Similarly, a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in which at least part of the hydrogen atoms are substituted with halogen atoms does not correspond to R 2 . Thus, the oxalic acid ester represented by formula (1) does not contain halogen. By including the oxalic acid ester represented by the above formula (1), which is a compound that does not contain halogen, in the non-aqueous electrolyte, the generation of gas accompanying the charge-discharge cycle, and the non-aqueous electrolyte storage element derived from the generation of gas bulge and the like can be suppressed. That is, in the non-aqueous electrolyte storage element according to one embodiment of the present invention, both the generation of gas and cracking of the positive electrode active material particles accompanying charge-discharge cycles are suppressed, and as a result, expansion accompanying charge-discharge cycles is suppressed. is suppressed, and the discharge capacity is large even after charge-discharge cycles.

における炭素数6から10のアリール基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。 The aryl group having 6 to 10 carbon atoms for R 1 includes a phenyl group, a tolyl group, a naphthyl group and the like.

における炭素数6から10のアリール基が有していてもよい置換基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アルコキシ基等が挙げられる。 Examples of the substituent that the aryl group having 6 to 10 carbon atoms in R 1 may have include a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, an alkoxy group and the like.

としては、置換基を有さない、炭素数6から10のアリール基が好ましい。置換基を有さない、炭素数6から10のアリール基の中でも、フェニル基がより好ましい。 R 1 is preferably an unsubstituted aryl group having 6 to 10 carbon atoms. Among unsubstituted aryl groups having 6 to 10 carbon atoms, a phenyl group is more preferred.

における炭素数1から10の炭化水素基としては、炭素数1から10の脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基が挙げられる。脂肪族炭化水素基としては、脂肪族鎖状炭化水素基及び脂肪族環状炭化水素基が挙げられる。 The hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for R 2 includes aliphatic hydrocarbon groups and aromatic hydrocarbon groups having 1 to 10 carbon atoms. Aliphatic hydrocarbon groups include aliphatic chain hydrocarbon groups and aliphatic cyclic hydrocarbon groups.

脂肪族鎖状炭化水素基としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル基等の炭素数1から10のアルキル基、エテニル基(ビニル基)、プロペニル基等の炭素数2から10のアルケニル基、及びエチニル基、プロピニル基等の炭素数2から10のアルキニル基が挙げられる。 Examples of aliphatic chain hydrocarbon groups include alkyl groups having 1 to 10 carbon atoms such as methyl, ethyl, propyl, butyl and hexyl groups, and 2 to 10 carbon atoms such as ethenyl (vinyl) and propenyl. 10 alkenyl groups, and alkynyl groups having 2 to 10 carbon atoms such as ethynyl and propynyl groups.

脂肪族環状炭化水素基としては、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロヘキシル基、シクロオクチル基等の炭素数3から10、好ましくは炭素数5から10のシクロアルキル基、シクロプロペニル基、シクロヘキセニル基、シクロオクテニル基等の炭素数3から10、好ましくは炭素数6から10のシクロアルケニル基、及びシクロオクチニル基等の炭素数6から10、好ましくは炭素数8から10のシクロアルキニル基が挙げられる。 The aliphatic cyclic hydrocarbon group includes a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, preferably 5 to 10 carbon atoms such as cyclopropyl group, cyclobutyl group, cyclohexyl group, cyclooctyl group, cyclopropenyl group, cyclohexenyl group, A cycloalkenyl group having 3 to 10 carbon atoms, preferably 6 to 10 carbon atoms such as a cyclooctenyl group, and a cycloalkynyl group having 6 to 10 carbon atoms, preferably 8 to 10 carbon atoms such as a cyclooctynyl group.

芳香族炭化水素基としては、フェニル基、トリル基、ナフチル基等の炭素数6から10のアリール基が挙げられる。 Aromatic hydrocarbon groups include aryl groups having 6 to 10 carbon atoms such as phenyl, tolyl and naphthyl groups.

における炭素数1から10の炭化水素基が有していてもよい置換基としては、ヒドロキシ基、カルボキシ基、シアノ基、アルコキシ基等が挙げられる。 Examples of the substituent which the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in R 2 may have include a hydroxy group, a carboxy group, a cyano group, an alkoxy group and the like.

における炭素数1から10の炭化水素基としては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基が好ましい。すなわち、Rとしては、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基、アリール基、及びこれら水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている基が好ましい。また、Rとしては、置換基を有さない炭素数1から10の炭化水素基であることも好ましい。さらにRとしては、いずれも置換基を有さないアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基及びアリール基がより好ましく、置換基を有さないアリール基がさらに好ましい。置換基を有さないアリール基の中でも、フェニル基が特に好ましい。 The hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms for R 2 is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group and an aryl group. That is, R 2 is preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, or a group in which at least some of these hydrogen atoms are substituted with a halogen-free substituent. R 2 is also preferably an unsubstituted hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. Furthermore, R 2 is more preferably an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group, or an aryl group, all of which are unsubstituted, and more preferably an unsubstituted aryl group. Among unsubstituted aryl groups, a phenyl group is particularly preferred.

及びRがこのような基である場合、正極活物質表面に形成される被膜がより良好なものになると考えられ、非水電解質蓄電素子の充放電サイクル後の容量維持率をより高め且つ膨張をより抑制することができる。 When R 1 and R 2 are such groups, the film formed on the surface of the positive electrode active material is considered to be better, and the capacity retention rate of the non-aqueous electrolyte storage element after charge-discharge cycles is further increased. And expansion can be suppressed more.

また、上記式(1)で表されるシュウ酸エステルは、シュウ酸-2-プロピニルフェニル(式(1)におけるRがフェニル基であり、Rが2-プロピニル基であるシュウ酸エステル)以外であることが好ましい。 The oxalic acid ester represented by the above formula (1) is 2-propynylphenyl oxalate (an oxalic acid ester in which R 1 in formula (1) is a phenyl group and R 2 is a 2-propynyl group). preferably other than

非水電解質における上記式(1)で表されるシュウ酸エステルの含有量としては、0.1質量%以上5質量%以下が好ましく、0.3質量%以上3質量%以下がより好ましく、0.5質量%以上1質量%以下がさらに好ましい。上記式(1)で表されるシュウ酸エステルの含有量を上記下限以上とすることで、正極活物質表面に十分な量の被膜が形成され、非水電解質蓄電素子の充放電サイクルに伴う膨張がより抑制され、充放電サイクル後の放電容量がより大きくなる。一方、この含有量を上記上限以下とすることで、正極活物質表面に過剰に被膜が形成されることを抑制し、非水電解質蓄電素子の充放電サイクル後の放電容量がより大きくなる。 The content of the oxalic acid ester represented by the above formula (1) in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1% by mass or more and 5% by mass or less, more preferably 0.3% by mass or more and 3% by mass or less. 0.5% by mass or more and 1% by mass or less is more preferable. By setting the content of the oxalic acid ester represented by the above formula (1) to the above lower limit or more, a sufficient amount of coating is formed on the surface of the positive electrode active material, and the non-aqueous electrolyte storage element expands due to charge-discharge cycles. is further suppressed, and the discharge capacity after charge-discharge cycles becomes larger. On the other hand, by setting the content to the above upper limit or less, excessive film formation on the surface of the positive electrode active material is suppressed, and the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element after charge-discharge cycles is increased.

非水溶媒としては、一般的な蓄電素子用非水電解質の非水溶媒として通常用いられる公知の非水溶媒を用いることができる。上記非水溶媒としては、環状カーボネート、鎖状カーボネート、エステル、エーテル、アミド、スルホン、ラクトン、ニトリル等を挙げることができる。 As the non-aqueous solvent, a known non-aqueous solvent that is usually used as a non-aqueous solvent for a general non-aqueous electrolyte for an electric storage device can be used. Examples of the non-aqueous solvent include cyclic carbonates, chain carbonates, esters, ethers, amides, sulfones, lactones, nitriles and the like.

非水溶媒としては、環状カーボネート又は鎖状カーボネートを少なくとも用いることが好ましく、環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用することがより好ましい。環状カーボネートを用いることで、電解質塩の解離を促進して非水電解質のイオン伝導度を向上させることができる。鎖状カーボネートを用いることで、非水電解質の粘度を低く抑えることができる。環状カーボネートと鎖状カーボネートとを併用する場合、環状カーボネートと鎖状カーボネートとの体積比率(環状カーボネート:鎖状カーボネート)としては、例えば、5:95から50:50の範囲とすることが好ましい。 As the non-aqueous solvent, it is preferable to use at least a cyclic carbonate or a chain carbonate, and it is more preferable to use a combination of a cyclic carbonate and a chain carbonate. By using a cyclic carbonate, it is possible to promote the dissociation of the electrolyte salt and improve the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte. By using a chain carbonate, the viscosity of the non-aqueous electrolyte can be kept low. When a cyclic carbonate and a chain carbonate are used together, the volume ratio of the cyclic carbonate to the chain carbonate (cyclic carbonate:chain carbonate) is preferably in the range of, for example, 5:95 to 50:50.

環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート(EC)、プロピレンカーボネート(PC)、ブチレンカーボネート(BC)、ビニルエチレンカーボネート(VEC)、クロロエチレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート(FEC)、ジフルオロエチレンカーボネート(DFEC)、スチレンカーボネート、カテコールカーボネート等を挙げることができ、これらの中でもECが好ましい。 Cyclic carbonates include ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), butylene carbonate (BC), vinylethylene carbonate (VEC), chloroethylene carbonate, fluoroethylene carbonate (FEC), difluoroethylene carbonate (DFEC), styrene carbonate , catechol carbonate, etc. Among them, EC is preferable.

鎖状カーボネートとしては、ジエチルカーボネート(DEC)、ジメチルカーボネート(DMC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、ジフェニルカーボネート、トリフルオロエチルメチルカーボネート、ビス(トリフルオロエチル)カーボネート等を挙げることができ、これらの中でもEMC及びDMCが好ましい。 Examples of chain carbonates include diethyl carbonate (DEC), dimethyl carbonate (DMC), ethylmethyl carbonate (EMC), diphenyl carbonate, trifluoroethylmethyl carbonate, bis(trifluoroethyl) carbonate and the like. Among them, EMC and DMC are preferred.

電解質塩としては、一般的な蓄電素子用非水電解質の電解質塩として通常用いられる公知の電解質塩を用いることができる。電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩、マグネシウム塩、オニウム塩等を挙げることができるが、リチウム塩が好ましい。 As the electrolyte salt, a known electrolyte salt that is usually used as an electrolyte salt for a general non-aqueous electrolyte for electric storage elements can be used. Examples of electrolyte salts include lithium salts, sodium salts, potassium salts, magnesium salts, onium salts and the like, with lithium salts being preferred.

リチウム塩としては、LiPF、LiBF、LiClO、LiN(SOF)等の無機リチウム塩、LiSOCF、LiN(SOCF、LiN(SO、LiN(SOCF)(SO)、LiC(SOCF、LiC(SO等のフッ化炭化水素基を有するリチウム塩などを挙げることができる。これらの中でも、無機リチウム塩が好ましく、LiPF及びLiN(SOF)がより好ましく、LiPFがさらに好ましい。 Lithium salts include inorganic lithium salts such as LiPF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 and LiN(SO 2 F) 2 , LiSO 3 CF 3 , LiN(SO 2 CF 3 ) 2 and LiN(SO 2 C 2 F 5 ). 2 , LiN( SO2CF3 )( SO2C4F9 ) , LiC(SO2CF3)3 , LiC ( SO2C2F5 )3 and other lithium salts having a fluorohydrocarbon group can be mentioned. Among these, inorganic lithium salts are preferred, LiPF 6 and LiN(SO 2 F) 2 are more preferred, and LiPF 6 is even more preferred.

非水電解質における電解質塩の含有量は、0.1mol/dm以上2.5mol/dm以下が好ましく、0.3mol/dm以上2.0mol/dm以下がより好ましく、0.5mol/dm以上1.7mol/dm以下がさらに好ましく、0.7mol/dm以上1.5mol/dm以下が特に好ましい。電解質塩の含有量を上記の範囲とすることで、非水電解質のイオン伝導度を高めることができる。 The content of the electrolyte salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.1 mol/dm 3 or more and 2.5 mol/dm 3 or less, more preferably 0.3 mol/dm 3 or more and 2.0 mol/dm 3 or less, and 0.5 mol/dm 3 or more and 2.0 mol/dm 3 or less. dm 3 or more and 1.7 mol/dm 3 or less is more preferable, and 0.7 mol/dm 3 or more and 1.5 mol/dm 3 or less is particularly preferable. By setting the content of the electrolyte salt within the above range, the ionic conductivity of the non-aqueous electrolyte can be increased.

非水電解質は、上記式(1)で表されるシュウ酸エステル以外のその他の添加剤を含んでもよい。その他の添加剤としては、例えばビフェニル、アルキルビフェニル、ターフェニル、ターフェニルの部分水素化体、シクロヘキシルベンゼン、t-ブチルベンゼン、t-アミルベンゼン、ジベンゾフラン等の芳香族化合物;2-フルオロビフェニル、o-シクロヘキシルフルオロベンゼン、p-シクロヘキシルフルオロベンゼン等の上記芳香族化合物の部分ハロゲン化物;無水コハク酸、無水グルタル酸、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、無水グルタコン酸、無水イタコン酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物;亜硫酸エチレン、亜硫酸プロピレン、亜硫酸ジメチル、硫酸ジメチル、硫酸エチレン、スルホラン、ジメチルスルホン、ジエチルスルホン、ジメチルスルホキシド、ジエチルスルホキシド、テトラメチレンスルホキシド、ジフェニルスルフィド、4,4’-ビス(2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン)、4-メチルスルホニルオキシメチル-2,2-ジオキソ-1,3,2-ジオキサチオラン、チオアニソール、ジフェニルジスルフィド、ジピリジニウムジスルフィド、パーフルオロオクタン、ホウ酸トリストリメチルシリル、亜リン酸トリス(トリメチルシリル)、リン酸トリス(トリメチルシリル)、チタン酸テトラキストリメチルシリル等が挙げられる。これら添加剤は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 The non-aqueous electrolyte may contain additives other than the oxalic acid ester represented by the above formula (1). Other additives include aromatic compounds such as biphenyl, alkylbiphenyl, terphenyl, partially hydrogenated terphenyl, cyclohexylbenzene, t-butylbenzene, t-amylbenzene, dibenzofuran; -Partial halides of the above aromatic compounds such as cyclohexylfluorobenzene and p-cyclohexylfluorobenzene; succinic anhydride, glutaric anhydride, maleic anhydride, citraconic anhydride, glutaconic anhydride, itaconic anhydride, cyclohexanedicarboxylic anhydride ; ethylene sulfite, propylene sulfite, dimethyl sulfite, dimethyl sulfate, ethylene sulfate, sulfolane, dimethylsulfone, diethylsulfone, dimethylsulfoxide, diethylsulfoxide, tetramethylenesulfoxide, diphenylsulfide, 4,4'-bis(2,2-dioxo- 1,3,2-dioxathiolane), 4-methylsulfonyloxymethyl-2,2-dioxo-1,3,2-dioxathiolane, thioanisole, diphenyl disulfide, dipyridinium disulfide, perfluorooctane, trimethylsilyl borate, tris(trimethylsilyl) phosphate, tris(trimethylsilyl) phosphate, tetrakistrimethylsilyl titanate and the like. These additives may be used singly or in combination of two or more.

非水電解質に含まれるその他の添加剤の含有量は、非水電解質全体に対して0.01質量%以上10質量%以下が好ましく、0.1質量%以上7質量%以下がより好ましく、0.2質量%以上5質量%以下がさらに好ましく、0.3質量%以上3質量%以下が特に好ましい。添加剤の含有量を上記の範囲とすることで、高温保存後の容量維持性能又は充放電サイクル性能を向上させたり、安全性をより向上させたりすることができる。 The content of other additives contained in the nonaqueous electrolyte is preferably 0.01% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0.1% by mass or more and 7% by mass or less, with respect to the entire nonaqueous electrolyte. 0.2% by mass or more and 5% by mass or less is more preferable, and 0.3% by mass or more and 3% by mass or less is particularly preferable. By setting the content of the additive in the above range, it is possible to improve capacity retention performance or charge/discharge cycle performance after high-temperature storage, and further improve safety.

本実施形態の非水電解質蓄電素子の形状については特に限定されるものではなく、例えば、円筒型電池、角型電池、扁平型電池、コイン型電池、ボタン型電池等が挙げられる。 The shape of the non-aqueous electrolyte storage element of the present embodiment is not particularly limited, and examples thereof include cylindrical batteries, rectangular batteries, flat batteries, coin batteries, button batteries, and the like.

図1に角型電池の一例としての非水電解質蓄電素子1を示す。なお、同図は、容器内部を透視した図としている。セパレータを挟んで巻回された正極及び負極を有する電極体2が角型の容器3に収納される。正極は正極リード41を介して正極端子4と電気的に接続されている。負極は負極リード51を介して負極端子5と電気的に接続されている。 FIG. 1 shows a non-aqueous electrolyte storage element 1 as an example of a square battery. In addition, the same figure is taken as the figure which saw through the inside of a container. An electrode body 2 having a positive electrode and a negative electrode wound with a separator sandwiched therebetween is housed in a rectangular container 3 . The positive electrode is electrically connected to the positive electrode terminal 4 via a positive electrode lead 41 . The negative electrode is electrically connected to the negative terminal 5 via a negative lead 51 .

<蓄電装置の構成>
本実施形態の非水電解質蓄電素子は、電気自動車(EV)、ハイブリッド自動車(HEV)、プラグインハイブリッド自動車(PHEV)等の自動車用電源、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器用電源、又は電力貯蔵用電源等に、複数の非水電解質蓄電素子を集合して構成した蓄電ユニット(バッテリーモジュール)として搭載することができる。この場合、蓄電ユニットに含まれる少なくとも一つの非水電解質蓄電素子に対して、本発明の一実施形態に係る技術が適用されていればよい。
<Configuration of power storage device>
The non-aqueous electrolyte storage element of the present embodiment is a power source for automobiles such as electric vehicles (EV), hybrid vehicles (HEV), and plug-in hybrid vehicles (PHEV), power sources for electronic devices such as personal computers and communication terminals, or electric power It can be installed in a storage power source or the like as a power storage unit (battery module) configured by assembling a plurality of non-aqueous electrolyte power storage elements. In this case, the technology according to one embodiment of the present invention may be applied to at least one non-aqueous electrolyte storage element included in the storage unit.

図2に、電気的に接続された二以上の非水電解質蓄電素子1が集合した蓄電ユニット20をさらに集合した蓄電装置30の一例を示す。蓄電装置30は、二以上の非水電解質蓄電素子1を電気的に接続するバスバ(図示せず)、二以上の蓄電ユニット20を電気的に接続するバスバ(図示せず)等を備えていてもよい。蓄電ユニット20又は蓄電装置30は、一以上の非水電解質蓄電素子の状態を監視する状態監視装置(図示せず)を備えていてもよい。 FIG. 2 shows an example of a power storage device 30 in which a power storage unit 20 in which two or more electrically connected non-aqueous electrolyte power storage elements 1 are assembled is further assembled. The power storage device 30 includes a bus bar (not shown) electrically connecting two or more non-aqueous electrolyte power storage elements 1, a bus bar (not shown) electrically connecting two or more power storage units 20, and the like. good too. The power storage unit 20 or the power storage device 30 may include a state monitoring device (not shown) that monitors the state of one or more non-aqueous electrolyte power storage elements.

<非水電解質蓄電素子の製造方法>
当該蓄電素子は、以下の方法により製造することが好ましい。すなわち、本発明の一実施形態に係る非水電解質蓄電素子の製造方法は、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極を準備すること、及び上記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質を準備することを備える。
<Method for producing non-aqueous electrolyte storage element>
The electric storage device is preferably manufactured by the following method. That is, a method for manufacturing a non-aqueous electrolyte storage element according to an embodiment of the present invention comprises preparing a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese, and Providing a non-aqueous electrolyte containing the acid ester.

ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極を準備することは、ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極を作製することであってよい。正極は、上記正極活物質を含む正極合剤ペーストを用いた公知の方法により作製することができる。正極合剤ペーストは、通常、正極活物質以外に、バインダー及び分散媒を含み、必要に応じさらにその他の成分を含む。分散媒としては、通常有機溶媒が用いられる。この有機溶媒としては、例えばN-メチル-2-ピロリドン(NMP)、アセトン、エタノール等の極性溶媒や、キシレン、トルエン、シクロヘキサン等の無極性溶媒を挙げることができ、極性溶媒が好ましく、NMPがより好ましい。正極合剤ペーストは、上記の各成分を混合することにより得ることができる。この正極合剤ペーストを正極基材表面に塗布し、乾燥させることにより、正極が得られる。なお、正極は、作製すること以外の方法によって準備してもよい。当該製造方法において準備される正極の具体的及び好適形態は、上記した非水電解質蓄電素子に備わる正極と同様である。 Providing a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese may be preparing a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese. The positive electrode can be produced by a known method using a positive electrode mixture paste containing the positive electrode active material. The positive electrode mixture paste usually contains a binder and a dispersion medium in addition to the positive electrode active material, and further contains other components as necessary. An organic solvent is usually used as the dispersion medium. Examples of the organic solvent include polar solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), acetone, and ethanol, and nonpolar solvents such as xylene, toluene, and cyclohexane. Polar solvents are preferred, and NMP is more preferred. The positive electrode material mixture paste can be obtained by mixing the components described above. The positive electrode is obtained by applying this positive electrode material mixture paste to the surface of the positive electrode substrate and drying it. In addition, you may prepare a positive electrode by methods other than producing. The specific and preferred form of the positive electrode prepared in the manufacturing method is the same as the positive electrode provided in the non-aqueous electrolyte storage element described above.

上記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質を準備することは、上記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質を調製することであってよい。非水電解質の調製は、非水電解質の各成分を混合することにより行うことができる。すなわち、例えば非水溶媒に、上記式(1)で表されるシュウ酸エステル及び電解質塩等の成分を溶解させることにより、非水電解質が得られる。なお、非水電解質は、調製すること以外の方法によって準備してもよい。当該製造方法において準備される非水電解質の具体的及び好適形態は、上記した非水電解質蓄電素子に備わる非水電解質と同様である。 Preparing the non-aqueous electrolyte containing the oxalate ester represented by the above formula (1) may be preparing the non-aqueous electrolyte containing the oxalate ester represented by the above formula (1). . The non-aqueous electrolyte can be prepared by mixing each component of the non-aqueous electrolyte. That is, the non-aqueous electrolyte can be obtained by dissolving the components such as the oxalic acid ester represented by the above formula (1) and the electrolyte salt in, for example, a non-aqueous solvent. The non-aqueous electrolyte may be prepared by a method other than preparation. The specific and preferred form of the non-aqueous electrolyte prepared in the manufacturing method is the same as the non-aqueous electrolyte provided in the non-aqueous electrolyte storage element described above.

当該製造方法は、通常、さらに負極を準備することを備える。さらに当該製造方法は、例えば、セパレータを介して正極及び負極を積層又は巻回することにより、交互に重畳された電極体を形成すること、正極及び負極(電極体)を容器に収容すること、非水電解質を容器に注入すること等を備えていてよい。通常、電極体を容器に収容した後、非水電解質を容器に注入するが、この順番は逆であってもよい。これらの工程の後、注入口を封止することにより非水電解質蓄電素子を得ることができる。また、注入口の封止後、初期の充放電を行ってもよい。初期の充放電の際に、上記式(1)で表されるシュウ酸エステル等、非水電解質の成分の一部が分解し、正極活物質表面に被膜が形成されると推測される。 The manufacturing method usually further comprises providing a negative electrode. Furthermore, the manufacturing method includes, for example, forming an alternately stacked electrode body by laminating or winding the positive electrode and the negative electrode with a separator interposed therebetween, housing the positive electrode and the negative electrode (electrode body) in a container, It may comprise injecting a non-aqueous electrolyte into the container and the like. Usually, the non-aqueous electrolyte is injected into the container after the electrode assembly is placed in the container, but this order may be reversed. After these steps, a non-aqueous electrolyte storage element can be obtained by sealing the injection port. Also, initial charge/discharge may be performed after the injection port is sealed. It is presumed that during initial charging and discharging, some of the components of the non-aqueous electrolyte, such as the oxalic acid ester represented by the above formula (1), are decomposed to form a film on the surface of the positive electrode active material.

<その他の実施形態>
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を追加することができ、また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成又は周知技術に置き換えることができる。さらに、ある実施形態の構成の一部を削除することができる。また、ある実施形態の構成に対して周知技術を付加することができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the present invention. For example, the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment, and part of the configuration of one embodiment can be replaced with the configuration of another embodiment or a known technique. Furthermore, some of the configurations of certain embodiments can be deleted. Also, well-known techniques can be added to the configuration of a certain embodiment.

上記実施形態では、非水電解質蓄電素子が充放電可能な非水電解質二次電池として用いられる場合について説明したが、非水電解質蓄電素子の種類、形状、寸法、容量等は任意である。本発明の非水電解質蓄電素子は、種々の非水電解質二次電池、電気二重層キャパシタ又はリチウムイオンキャパシタ等のキャパシタにも適用できる。 In the above embodiment, the nonaqueous electrolyte storage element is used as a chargeable/dischargeable nonaqueous electrolyte secondary battery, but the type, shape, size, capacity, etc. of the nonaqueous electrolyte storage element are arbitrary. The non-aqueous electrolyte storage device of the present invention can also be applied to capacitors such as various non-aqueous electrolyte secondary batteries, electric double layer capacitors, and lithium ion capacitors.

以下、実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to the following examples.

[実施例1]
(正極の作製)
正極活物質粒子としてLiNi1/2Co1/5Mn3/10、導電剤としてアセチレンブラック、及びバインダーとしてポリフッ化ビニリデン及び分散媒としてN-メチル-ピロリドン(NMP)を用いて、正極合剤ペーストを調整した。正極活物質、導電剤、及びバインダーの質量比率は、それぞれ93質量%、4質量%及び3質量%(固形分換算)とした。この正極合剤ペーストを、正極基材としてのアルミニウム箔の両面に、非塗布部(正極活物質層非形成領域)を残して間欠塗布し、乾燥することにより正極活物質層を作製した。その後、ロールプレスを行い、正極を得た。
[Example 1]
(Preparation of positive electrode)
Using LiNi 1/2 Co 1/5 Mn 3/10 O 2 as a positive electrode active material particle, acetylene black as a conductive agent, polyvinylidene fluoride as a binder, and N-methyl-pyrrolidone (NMP) as a dispersion medium, a positive electrode mixture was prepared. agent paste was prepared. The mass ratios of the positive electrode active material, conductive agent, and binder were 93% by mass, 4% by mass, and 3% by mass (in terms of solid content), respectively. This positive electrode mixture paste was intermittently applied to both surfaces of an aluminum foil serving as a positive electrode base material, leaving a non-coated portion (positive electrode active material layer non-forming region), and dried to prepare a positive electrode active material layer. After that, roll pressing was performed to obtain a positive electrode.

(負極の作製)
負極活物質として黒鉛、バインダーとしてスチレン-ブタジエンゴム(SBR)、及び増粘剤としてカルボキシメチルセルロース(CMC)を及び分散媒として水を用いて、負極合剤ペーストを調整した。なお、黒鉛は、天然黒鉛と人造黒鉛とを質量比1:1で混合したものを用いた。負極活物質、バインダー及び増粘剤の質量比率は、それぞれ98質量%、1質量%及び1質量%(固形分換算)とした。この負極合剤ペーストを、負極基材としての銅箔の両面に、非塗布部(負極活物質層非形成領域)を残して間欠塗布し、乾燥することにより負極活物質層を作製した。その後、ロールプレスを行い、負極を得た。
(Preparation of negative electrode)
A negative electrode mixture paste was prepared using graphite as a negative electrode active material, styrene-butadiene rubber (SBR) as a binder, carboxymethyl cellulose (CMC) as a thickener, and water as a dispersion medium. The graphite used was a mixture of natural graphite and artificial graphite at a mass ratio of 1:1. The mass ratios of the negative electrode active material, the binder, and the thickener were 98% by mass, 1% by mass, and 1% by mass (in terms of solid content), respectively. This negative electrode mixture paste was intermittently applied to both surfaces of a copper foil as a negative electrode base material, leaving a non-coated portion (a negative electrode active material layer non-formation region), and dried to prepare a negative electrode active material layer. After that, roll pressing was performed to obtain a negative electrode.

(セパレータの準備)
セパレータとして厚さが20μmのポリエチレン製微多孔膜を準備した。
(Preparation of separator)
A polyethylene microporous film having a thickness of 20 μm was prepared as a separator.

(非水電解質の準備)
エチレンカーボネート(EC)、エチルメチルカーボネート(EMC)及びジメチルカーボネート(DMC)をそれぞれ体積比率25体積%、5体積%及び70体積%で混合し、溶媒を得た。この溶媒に、1.0mol/dmの濃度でLiPFを溶解させ、ベース電解質を作製した。さらに、ベース電解質100質量%に対して、シュウ酸エステルとしてシュウ酸ジフェニルを0.5質量%混合することにより非水電解質を調製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte)
Ethylene carbonate (EC), ethyl methyl carbonate (EMC) and dimethyl carbonate (DMC) were mixed at volume ratios of 25% by volume, 5% by volume and 70% by volume, respectively, to obtain solvents. LiPF 6 was dissolved in this solvent at a concentration of 1.0 mol/dm 3 to prepare a base electrolyte. Furthermore, a non-aqueous electrolyte was prepared by mixing 0.5% by mass of diphenyl oxalate as an oxalic acid ester with respect to 100% by mass of the base electrolyte.

(非水電解質蓄電素子の作製)
上記正極と、負極と、セパレータとを積層して扁平状に巻回した。その後、正極の正極活物質層非形成領域及び負極の負極活物質層非形成領域を正極リード及び負極リードにそれぞれ溶接して角型の容器に封入し、容器と蓋板とを溶接後、上記非水電解質を注入して封口した。この様にして、実施例1の非水電解質蓄電素子を作製した。
(Preparation of non-aqueous electrolyte storage element)
The positive electrode, the negative electrode, and the separator were laminated and wound in a flat shape. After that, the positive electrode active material layer non-formed region of the positive electrode and the negative electrode active material layer non-formed region of the negative electrode are welded to the positive electrode lead and the negative electrode lead, respectively, and sealed in a rectangular container. A non-aqueous electrolyte was injected and sealed. Thus, the non-aqueous electrolyte storage element of Example 1 was produced.

[比較例1から4]
非水電解質に表1に記載の種類のシュウ酸エステルを混合した又はシュウ酸エステルを混合しなかったこと以外は、実施例1と同様にして、比較例1から4の各非水電解質蓄電素子を得た。なお、表中の「-」は相当する成分を混合していないことを示す。
[Comparative Examples 1 to 4]
Each of the non-aqueous electrolyte storage elements of Comparative Examples 1 to 4 was carried out in the same manner as in Example 1, except that the non-aqueous electrolyte was mixed with the oxalate ester of the type shown in Table 1 or was not mixed with the oxalate ester. got "-" in the table indicates that the corresponding component was not mixed.

[評価]
(初期充放電)
得られた各非水電解質蓄電素子について、25℃において、充電電流1C、充電終止電圧4.25Vとして定電流定電圧充電をした。充電の終了条件は、総充電時間が3時間となるまでとした。その後、10分間の休止期間を設けた。放電電流1C、放電終止電圧2.75Vの定電流放電をおこなうことにより初期充放電を行った。
[evaluation]
(initial charge/discharge)
Each obtained non-aqueous electrolyte storage element was subjected to constant-current and constant-voltage charging at 25° C. with a charging current of 1 C and a charge termination voltage of 4.25 V. The termination condition of charging was until the total charging time reached 3 hours. A rest period of 10 minutes was then provided. Initial charge/discharge was performed by performing constant current discharge at a discharge current of 1C and a discharge final voltage of 2.75V.

(充放電サイクル試験)
初期充放電後の各非水電解質蓄電素子について、以下の充放電サイクル試験を行った。45℃において、充電電流1C、充電終止電圧4.25Vとして定電流定電圧充電した。充電の終了条件は、総充電時間が3時間となるまでとした。その後、10分間の休止期間を設けた。放電電流1C、放電終止電圧2.75Vとして定電流放電を行い、その後、10分間の休止期間を設けた。この充放電を700サイクル実施した。
(Charge-discharge cycle test)
The following charge/discharge cycle test was performed on each non-aqueous electrolyte storage element after the initial charge/discharge. At 45° C., constant-current and constant-voltage charging was performed with a charging current of 1 C and a charging end voltage of 4.25 V. The termination condition of charging was until the total charging time reached 3 hours. A rest period of 10 minutes was then provided. Constant current discharge was performed with a discharge current of 1 C and a discharge final voltage of 2.75 V, followed by a rest period of 10 minutes. This charging/discharging was carried out for 700 cycles.

(充放電サイクル試験後の放電容量の測定)
上記充放電サイクル試験後の各非水電解質蓄電素子について、上記初期充放電と同じ要領で充放電を行い、充放電サイクル試験後の放電容量を測定した。非水電解質にシュウ酸エステルを含有していない比較例1の非水電解質蓄電素子の放電容量を基準(100%)とした相対値を求めた。結果を表1に示す。
(Measurement of discharge capacity after charge-discharge cycle test)
After the charge-discharge cycle test, each non-aqueous electrolyte storage element was charged and discharged in the same manner as the initial charge-discharge, and the discharge capacity after the charge-discharge cycle test was measured. A relative value was determined using the discharge capacity of the non-aqueous electrolyte storage element of Comparative Example 1, in which the non-aqueous electrolyte does not contain an oxalic acid ester, as a reference (100%). Table 1 shows the results.

(充放電サイクル試験後の厚さ測定)
上記充放電サイクル試験後の各非水電解質蓄電素子について、厚さ(容器の厚さ)をマイクロメーターによって測定した。非水電解質にシュウ酸エステルを含有していない比較例1の非水電解質蓄電素子の厚さを基準(100%)とした相対値を求めた。結果を表1に示す。
(Thickness measurement after charge-discharge cycle test)
The thickness (container thickness) of each non-aqueous electrolyte storage element after the charge-discharge cycle test was measured with a micrometer. A relative value was obtained with the thickness of the non-aqueous electrolyte storage element of Comparative Example 1, in which the non-aqueous electrolyte does not contain an oxalic acid ester, as a reference (100%). Table 1 shows the results.

Figure 2023017587000007
Figure 2023017587000007

表1に示されるように、上記式(1)で表されるシュウ酸エステルであるシュウ酸ジフェニルを含有する非水電解質を備える実施例1の非水電解質蓄電素子は、シュウ酸エステルを混合していない非水電解質を備える比較例1の非水電解質蓄電素子と比べて、充放電サイクル後の厚さが小さく、放電容量が大きかった。一方、その他のシュウ酸エステルを含有する非水電解質を備える比較例2から4の各非水電解質蓄電素子は、シュウ酸エステルを含有していない非水電解質を備える比較例1の非水電解質蓄電素子と比べて、充放電サイクル後の厚さが大きく、放電容量が小さくなり、逆に悪化した結果となった。非水電解質蓄電素子の充放電サイクルに伴う膨張が抑制され、充放電サイクル後も放電容量が大きいという効果は、非水電解質に特定のシュウ酸エステルが含有されている場合にのみ生じる特有の効果であるといえる。 As shown in Table 1, the non-aqueous electrolyte storage element of Example 1, which includes a non-aqueous electrolyte containing diphenyl oxalate, which is an oxalate ester represented by the above formula (1), is mixed with an oxalate ester. Compared to the non-aqueous electrolyte storage element of Comparative Example 1, which has a non-aqueous electrolyte that does not contain a non-aqueous electrolyte, the thickness after charge-discharge cycles was small and the discharge capacity was large. On the other hand, each of the non-aqueous electrolyte storage elements of Comparative Examples 2 to 4, which includes a non-aqueous electrolyte containing other oxalate ester, is the non-aqueous electrolyte storage element of Comparative Example 1, which includes a non-aqueous electrolyte containing no oxalate ester. Compared with the element, the thickness after the charge/discharge cycle was large, the discharge capacity was small, and conversely, the results were worse. The effect of suppressing the expansion of the non-aqueous electrolyte storage element due to charge-discharge cycles and increasing the discharge capacity even after the charge-discharge cycles is a unique effect that occurs only when the non-aqueous electrolyte contains a specific oxalic acid ester. You can say that.

本発明は、パーソナルコンピュータ、通信端末等の電子機器、自動車などの電源として使用される非水電解質蓄電素子などに適用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to electronic devices such as personal computers and communication terminals, non-aqueous electrolyte storage elements used as power sources for automobiles and the like.

1 非水電解質蓄電素子
2 電極体
3 容器
4 正極端子
41 正極リード
5 負極端子
51 負極リード
20 蓄電ユニット
30 蓄電装置
1 Non-aqueous electrolyte storage element 2 Electrode body 3 Container 4 Positive electrode terminal 41 Positive electrode lead 5 Negative electrode terminal 51 Negative electrode lead 20 Storage unit 30 Storage device

Claims (4)

ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極と、
下記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質と
を備える非水電解質蓄電素子。
Figure 2023017587000008
(式(1)中、Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数6から10のアリール基である。Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基である。)
a positive electrode containing a positive electrode active material comprising nickel, cobalt and manganese;
A non-aqueous electrolyte storage element comprising: a non-aqueous electrolyte containing an oxalic acid ester represented by the following formula (1).
Figure 2023017587000008
(In the formula (1), R 1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and having no substituent or having at least part of the hydrogen atoms substituted with a halogen-free substituent. 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which does not have a substituent or at least a part of hydrogen atoms of which are substituted with a substituent which does not contain halogen.)
上記Rにおける上記炭素数1から10の炭化水素基が、アルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、シクロアルケニル基又はアリール基である請求項1の非水電解質蓄電素子。 2. The nonaqueous electrolyte power storage element according to claim 1, wherein the hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms in R2 is an alkyl group, a cycloalkyl group, an alkenyl group, a cycloalkenyl group or an aryl group. 上記正極活物質における上記ニッケル、コバルト及びマンガンの合計含有量に対する上記ニッケルの含有量が50atm%以上である請求項1又は請求項2の非水電解質蓄電素子。 3. The non-aqueous electrolyte storage element according to claim 1, wherein the content of said nickel relative to the total content of said nickel, cobalt and manganese in said positive electrode active material is 50 atm % or more. ニッケル、コバルト及びマンガンを含む正極活物質を含有する正極を準備すること、及び
下記式(1)で表されるシュウ酸エステルを含有する非水電解質を準備すること
を備える非水電解質蓄電素子の製造方法。
Figure 2023017587000009
(式(1)中、Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数6から10のアリール基である。Rは、置換基を有さない、又は水素原子の少なくとも一部がハロゲンを含まない置換基で置換されている、炭素数1から10の炭化水素基である。)
Preparing a positive electrode containing a positive electrode active material containing nickel, cobalt and manganese; and preparing a non-aqueous electrolyte containing an oxalate represented by the following formula (1). Production method.
Figure 2023017587000009
(In the formula (1), R 1 is an aryl group having 6 to 10 carbon atoms and having no substituent or having at least part of the hydrogen atoms substituted with a halogen-free substituent. 2 is a hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms which does not have a substituent or at least a part of hydrogen atoms of which are substituted with a substituent which does not contain halogen.)
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