特許 5799752 非水系電解液二次電池

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5799752

(24)【登録日】2015年9月4日

(45)【発行日】2015年10月28日

(54)【発明の名称】非水系電解液二次電池

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/0567 20100101AFI20151008BHJP

   H01M 10/0525 20100101ALI20151008BHJP

   H01M 4/587 20100101ALI20151008BHJP

   H01M 4/36 20060101ALI20151008BHJP

   H01M 10/0568 20100101ALI20151008BHJP

   H01M 10/0569 20100101ALI20151008BHJP

【ＦＩ】

   H01M10/0567

   H01M10/0525

   H01M4/587

   H01M4/36 C

   H01M4/36 D

   H01M10/0568

   H01M10/0569

【請求項の数】7

【全頁数】106

(21)【出願番号】特願2011-238023(P2011-238023)

(22)【出願日】2011年10月28日

(65)【公開番号】特開2012-109240(P2012-109240A)

(43)【公開日】2012年6月7日

【審査請求日】2014年10月9日

(31)【優先権主張番号】特願2010-244343(P2010-244343)

(32)【優先日】2010年10月29日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000005968

【氏名又は名称】三菱化学株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100100549

【弁理士】

【氏名又は名称】川口 嘉之

(74)【代理人】

【識別番号】100090516

【弁理士】

【氏名又は名称】松倉 秀実

(74)【代理人】

【識別番号】100105407

【弁理士】

【氏名又は名称】高田 大輔

(74)【代理人】

【識別番号】100126505

【弁理士】

【氏名又は名称】佐貫 伸一

(74)【代理人】

【識別番号】100131392

【弁理士】

【氏名又は名称】丹羽 武司

(74)【代理人】

【識別番号】100137822

【弁理士】

【氏名又は名称】香坂 薫

(74)【代理人】

【識別番号】100151596

【弁理士】

【氏名又は名称】下田 俊明

(72)【発明者】

【氏名】布施 亨

(72)【発明者】

【氏名】深水 浩二

(72)【発明者】

【氏名】徳田 浩之

【審査官】 植前 充司

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０００−１０６１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−１６８４３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０３６３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２００７／０４３５２６（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００７−２４２４９６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１１３９５１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１０−１９２３２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−０４９１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２３８５６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 国際公開第２０１０／０５３１６２（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２０１１／１２２４４９（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ １０／０５６７

Ｈ０１Ｍ ４／３６

Ｈ０１Ｍ ４／５８７

Ｈ０１Ｍ １０／０５２５

Ｈ０１Ｍ １０／０５６８

Ｈ０１Ｍ １０／０５６９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リチウム塩とこれを溶解する非水系溶媒を含有してなる非水系電解液と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極、並びに正極を備えた非水系電解液二次電池であって、前記負極は菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子からなる負極活物質を含み、且つ、前記非水系電解液が下記一般式（２）で表される化合物を含有していることを特徴とする非水系電解液二次電池。

【化1】

（ＹはＣ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓ（＝Ｏ）₂、Ｐ（＝Ｏ）−Ｒ²、Ｐ（＝Ｏ）−ＯＲ³を表す。Ｒ²は置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ³は、Ｌｉ、ＮＲ⁴₄ま
たは、置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ⁴は置換基を有し
てもよい炭素数１から２０の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。）

【請求項2】

該黒鉛粒子の層間距離ｄ００２が０．３３５ｎｍ以上、０．３３９ｎｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の非水系電解液二次電池。

【請求項3】

該黒鉛粒子が、炭素を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、黒鉛を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、天然黒鉛粒子のいずれか一種以上から選ばれることを特徴とする、請求項１または２に記載の非水系電解液電池。

【請求項4】

前記一般式（２）で表される化合物が、下記式（３）〜（８）で表される化合物のいずれか一種以上であることを特徴とする、請求項１ないし３の何れか１項に記載の非水系電解液二次電池。

【化2】

【請求項5】

前記非水系電解液が、炭素−炭素二重結合を有する環状カーボネート及びフッ素原子を有する環状カーボネートから選ばれる群の中から少なくとも一種以上を含有することを特徴とする、請求項１ないし４の何れか１項に記載の非水系電解液二次電池。

【請求項6】

前記非水系電解液が、少なくともモノフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ₃Ｆ）、ジフ
ルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ₂Ｆ₂）、ＦＳＯ₃Ｌｉ、リチウムビス（オキサラト）ボ
レート、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス（オキサラト）フォスフェートの群から選ばれる何れか１つを含有することを特徴とする、請求項１ないし５の何れか１項に記載の非水系電解液二次電池。

【請求項7】

請求項１ないし６の何れか１項に記載の非水系電解液二次電池に用いることを特徴とする非水系電解液。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、非水系電解液二次電池に関し、詳しくは、電解質として三重結合を有する特定の環状化合物を含有する非水系電解液と負極に菱面体晶率が特定の割合を有する黒鉛からなる負極活物質を含む非水系電解液二次電池、および該非水系電解液二次電池に備えられる非水系電解液、並びに負極活物質に関する。

【背景技術】

【0002】

携帯電話、ノートパソコン等のいわゆる携帯電子機器用電源から自動車用等の駆動用車載電源や定置用大型電源等に至るまでの広範な電源としてリチウム二次電池等の非水系電解液二次電池が実用化されつつある。しかしながら、近年の電子機器の高性能化や駆動用車載電源や定置用大型電源への適用等に伴い、適用される二次電池への要求はますます高まり、二次電池の電池特性の高性能化、例えば高容量化、高温保存特性、サイクル特性等の向上を高い水準で達成することが求められている。

【0003】

非水系電解液リチウム二次電池に用いる電解液は、通常、主として電解質と非水溶媒とから構成されている。非水溶媒の主成分としては、エチレンカーボネートやプロピレンカーボネート等の環状カーボネート；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等の鎖状カーボネート；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステルなどが用いられている。

【0004】

また、これらの非水系電解液を用いた電池の負荷特性、サイクル特性、保存特性、低温特性等の電池特性を改良するために、種々の非水溶媒や電解質、助剤等も提案されている。例えば、負極活物質に炭素を用いた非水電解質において、ビニレンカーボネート及びその誘導体や、ビニルエチレンカーボネート誘導体を使用することにより、二重結合を有する環状カーボネートが負極と優先的に反応して負極表面に良質の被膜を形成し、これにより電池の保存特性とサイクル特性が向上することが特許文献１および２に開示されている。

【0005】

また、例えば負極活物質に人造黒鉛を用いた非水電解質において、特定のエチレンカーボネート誘導体と、三重結合含有化合物及び／又はペンタフルオロフェニルオキシ化合物とを併用することにより、ガス発生が少なく、サイクル特性が改善されることが特許文献３に開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開平８−４５５４５号公報

【特許文献2】特開平４−８７１５６号公報

【特許文献3】ＷＯ２００６−０７７７６３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のように近年の二次電池の高性能化への要求が高まる中、リチウム二次電池の特性の向上、すなわち、高容量化、高温保存特性、サイクル特性等の向上が求められている。
このような背景の下、特許文献１、２に記載されている負極活物質に炭素を用い、非水電解質として二重結合を有する環状カーボネートを用いた非水電解液二次電池では、電極表面を保護して保存特性やサイクル特性等の電池耐久性を向上されるものの、充電状態の電池を高温で放置したり、連続充放電サイクルを行うと、正極上で不飽和環状カーボネー
トまたはその誘導体が酸化分解して炭酸ガスを発生するという問題があった。このような使用環境下で炭酸ガスが発生すると、例えば、電池の安全弁が作動したり、電池が膨張する等により電池自体が使用不能になる場合がある。

【0008】

また、特許文献３に記載されている負極活物質に人造黒鉛を用い、非水電解質として三重結合含有化合物などを用いた非水電解液二次電池では、非水電解質として三重結合含有化合物などを用いているが、高容量化のために電極密度を高くすると、電解液との反応性が大きく、サイクル特性が向上し難い課題がある。
そこで、本発明は、近年の二次電池に要求性能に対して発現する上記の種々の問題を解消し、特に、サイクル・保存等の耐久特性が改善された非水系電解液二次電池を提供すること、および、この非水系電解液二次電池に好適な非水系電解液、及び負極活物質を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0009】

発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、非水系電解液電池に使用する負極中に菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子からなる負極活物質を含み、且つ、非水系電解液中に、下記一般式（１）で表される化合物よりなる群の中から少なくとも一種以上を含有することにより、サイクル・保存等の耐久特性が改善された非水系電解液電池が実現できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

【0010】

即ち、本発明の要旨は以下の通りである。
ａ）リチウム塩とこれを溶解する非水系溶媒を含有してなる非水系電解液と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極、並びに正極を備えた非水系電解液電池であって、前記負極は菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子からなる負極活物質を含み、
ｂ）前記非水系電解液が下記一般式（２）で表される化合物を含有することを特徴とする、非水系電解液電池に関する。(請求項１)

【0011】

【化1】

【0012】

（ＹはＣ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓ（＝Ｏ）₂、Ｐ（＝Ｏ）−Ｒ²、Ｐ（＝Ｏ）−ＯＲ³を表す。Ｒ²は置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ³は、Ｌｉ、ＮＲ⁴₄ま
たは、置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ⁴は置換基を有し
てもよい炭素数１から２０の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。）
また、本発明の別の要旨は、上記請求項１に記載の菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子の（００２）面の層間距離ｄ００２が０．３３５ｎｍ以上、０．３３９ｎｍ以下であることを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。（請求項２）
また、本発明の別の要旨は、上記請求項１または２に記載の菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子が、炭素を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、黒鉛を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、天然黒鉛粒子のいずれか一種以上から選ばれることを特徴とする非水系電解液電池、に存する。（請求項３）
また、本発明の別の要旨は、上記請求項１ないし３の何れか１項に記載の一般式（２）で表される化合物が、下記式（３）〜（８）で表される化合物のいずれか一種以上であることを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。（請求項４）

【0013】

【化2】

【0014】

また、本発明の別の要旨は、上記請求項１ないし４の何れか１項に記載の非水系電解液が、炭素−炭素二重結合を有する環状カーボネート及びフッ素原子を有する環状カーボネートから選ばれる群の中から少なくとも一種以上を含有することを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。（請求項５）
また、本発明の別の要旨は、上記請求項１ないし５の何れか１項に記載の非水系電解液が、少なくともモノフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ₃Ｆ）、ジフルオロリン酸リチウ
ム（ＬｉＰＯ₂Ｆ₂）、ＦＳＯ₃Ｌｉ、リチウムビス（オキサラト）ボレート、リチウムテ
トラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス（オキサラト）フォスフェートの群から選ばれる何れか１つを含有することを特徴とする非水系電解液二次電池、に存する。（請求項６）
また、本発明の別の要旨は、上記請求項１ないし６の何れか１項に記載の非水系電解液二次電池に用いることを特徴とする非水系電解液、に存する。（請求項７）

【発明の効果】

【0015】

本発明により、特に高電圧化や高容量化されたリチウム二次電池設計において電池のサイクル・保存等の耐久特性が改善された非水系電解液電池および該負極に使用される負極活物質並びに該非水系電解液に使用される非水系電解液が提供される。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明の実施の形態について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、任意に変形して実施することができる。

【0017】

１．負極
以下に負極に使用される負極活物質について述べる。
＜負極活物質＞
本発明の構成要素の一つである負極活物質としては、菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子を含むものであれば、特に制限はされない。ここで、本発明における菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子とは以下に定義されるものである。

【0018】

［黒鉛粒子］
本発明で定義される黒鉛粒子は、学振法によるＸ線回折で求めた格子面（００２面）のｄ値（層間距離）が、通常０．３３５ｎｍ以上、０．３４０ｎｍ未満の炭素のことである。ここで、ｄ値は好ましくは０．３３９ｎｍ以下、更に好ましくは０．３３７ｎｍ以下である。ｄ値が大きすぎると結晶性が低下し、初期不可逆容量が増加する場合がある。一方０．３３５ｎｍは黒鉛の理論値である。

【0019】

黒鉛粒子としては、天然黒鉛粒子及び／又は人造黒鉛粒子などが挙げられる。好ましくは、黒鉛粒子が、炭素を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、黒鉛を核黒鉛に被覆した黒鉛粒子、天然黒鉛粒子のいずれか一種以上から選ばれる。
天然黒鉛としては、鱗状黒鉛、鱗片状黒鉛、土壌黒鉛等が挙げられる。人造黒鉛としては、ピッチ原料を高温熱処理して製造した、コークス、ニードルコークス、高密度炭素材料等の黒鉛質粒子が挙げられる。好ましくは、低コストと電極作製のし易さの点で、球形化した天然黒鉛粒子である。

【0020】

［菱面体晶率］
本発明で定義される菱面体晶率は、Ｘ線広角回折法（ＸＲＤ）による菱面体晶構造黒鉛層（ＡＢＣスタッキング層）と六方晶構造黒鉛層（ＡＢスタッキング層）の割合から次式を用いて求めることができる。
菱面体晶率（％）＝ＸＲＤのＡＢＣ（１０１）ピークの積分強度÷
ＸＲＤのＡＢ（１０１）ピーク積分強度×１００
ここで、本発明の黒鉛粒子の菱面体晶率は、通常０％以上、好ましくは３％以上、更に好ましくは５％以上、特に好ましくは１２％以上、また、通常３５％以下、好ましくは２７％以下、更に好ましくは２４％以下、特に好ましくは２０％以下の範囲である。ここで、菱面体晶率が０％とは、ＡＢＣスタッキング層に由来するＸＲＤピークが殆ど検出されないことを指す。

【0021】

菱面体晶率が大きすぎると、黒鉛粒子の結晶構造中に欠陥が多く含まれているので、Ｌｉの挿入量が減少し高容量が得られ難い傾向がある。また、前記欠陥によってサイクル中に電解液が分解するため、サイクル特性が低下する傾向がある。これに対し、菱面体晶率が本発明の範囲内であれば、例えば、黒鉛粒子の結晶構造中に欠陥が少なく電解液との反応性が小さく、サイクル中の電解液の消耗が少なくサイクル特性に優れるので好ましい。

【0022】

菱面体晶率を求めるためのＸＲＤの測定方法は、０．２ｍｍの試料板に黒鉛粉体が配向しないように充填し、Ｘ線回折装置（例えば、PANalytical社製 X'Pert Pro MPDでＣｕＫα線にて、出力４５ｋＶ、４０ｍＡ）で測定した。得られた回折パターンを使用し解析ソフトJADE5.0を用い、非対称ピアソンVII関数を用いたプロファイルフィッティングにより前記ピーク積分強度をそれぞれ算出し、前記式から菱面体晶率を求める。

【0023】

Ｘ線回折測定条件は次の通りである。なお、「２θ」は回折角を示す。
・ターゲット：Ｃｕ（Ｋα線）グラファイトモノクロメーター
・スリット：
ソーラースリット ０．０４度
発散スリット ０．５度
横発散マスク １５ｍｍ
散乱防止スリット １度
・測定範囲及びステップ角度／計測時間：
（１０１）面：４１度≦２θ≦４７．５度 ０．３度／６０秒
・バックグラウンド補正：４２．７から４５．５度の間を直線で結び、
バックグラウンドとし差し引く。
・菱面体晶構造黒鉛粒子層のピーク：４３．４度付近のピークのことを指す。
・六方晶構造黒鉛粒子層のピーク：４４．５度付近のピークのことを指す。

【0024】

上記範囲の菱面体晶率を有する黒鉛粒子を得る方法は、従来の技術を用いて製造する方法を採用することが可能であり、特に限定されないが、黒鉛粒子を５００℃以上の温度で熱処理することにより製造することが好ましい。特に、黒鉛粒子に衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与える。この他、本発明で規定する菱面体晶率は、機械的作用の強度、処理時間、繰り返しの有無などを変えることでも調整することが可能である。具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材料に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、表面処理を行なう装置が好ましい。また、炭素材料を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有するもの、若しくは、循環機構を有しないが装置を複数台連結させ処理する機構を有するものであるのが好ましい。好ましい装置の一例として、（株）奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステムなどを挙げることができる。

【0025】

また、前記機械的作用を与えた後に熱処理を加えることがより好ましい。
更に前記機械的作用を与えた後に炭素前駆体と複合化し７００℃以上の温度で熱処理を加えることが特に好ましい。

【0026】

［負極活物質の形態］
負極活物質の形態としては、黒鉛粒子の菱面体晶率が前記範囲内であれば、特に制限はされないが、例えば、（１）核黒鉛と炭素の複合体及び／又は混合物からなる菱面体晶率が０％以上３５％以下の黒鉛粒子、（２）核黒鉛と黒鉛の複合体及び／又は混合物からなる菱面体晶率が０％以上３５％以下の黒鉛粒子、（３）菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子、及び（１）〜（３）の混合物などが挙げられる。

【0027】

ここで、前記核黒鉛としては前述の天然黒鉛や人造黒鉛などが挙げられる。また、核黒鉛としての天然黒鉛は球状天然黒鉛が好ましい。（本明細書では、球状天然黒鉛を球形化黒鉛ともいう）
例えば、（１）と（２）を組み合わせた混合物の場合、（１）の複合体及び／又は混合物に対して、（２）の複合体及び／又は混合物の割合は、通常５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上である。また、通常９５質量％以下、好ましくは９０質量％以下、より好ましくは８５質量％以下である。（２）の混合割合が少なすぎると、不可逆容量が大きくなり電池容量が減少する傾向があり、混合割合が多すぎると低温でのＬｉ受入れ性が低下する傾向がある。

【0028】

（１）と（３）を組み合わせた混合物の場合、（１）の複合体及び／又は混合物に対して、（３）の黒鉛粒子の割合は、通常５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは１５質量％以上である。また、通常７０質量％以下、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。（３）の混合割合が少なすぎると、電池容量を大きくするために電極を高密度にプレスする時にプレス荷重が高くなり高密度化し難い懸念があり、多すぎると不可逆容量が大きくなり電池容量が減少する虞がある。

【0029】

（２）と（３）を組み合わせた混合物の場合、（２）の複合体及び／又は混合物に対して、（３）の黒鉛粒子の割合は、通常５質量％以上、好ましくは１０質量％以上、より好ましくは２０質量％以上である。また、通常７０質量％以下、好ましくは６０質量％以下、より好ましくは５０質量％以下である。（３）の混合割合が少なすぎると、電池容量を大きくするために電極を高密度にプレスする時にプレス荷重が高くなり高密度化し難い傾向があり、多すぎると不可逆容量が大きくなり電池容量が減少する傾向がある。

【0030】

これらの組み合わせとして、（１）の複合体と（２）の複合体の組み合わせ、（１）の複合体と（３）の黒鉛粒子の組み合わせ、（２）の複合体と（３）の黒鉛粒子の組み合わせが好ましく、（１）の複合体と（２）の複合体の組み合わせ、（１）の複合体と（３）の黒鉛粒子の組み合わせが、高密度電極が作製し易く、導電パスが確保され易くサイクル特性に優れるのでより好ましい。

【0031】

また、上記黒鉛粒子を菱面体晶率が０％以上３５％以下の範囲外である他の黒鉛と混合する場合、通常、本発明の黒鉛粒子質量に対して、他の黒鉛は、通常２質量％以上、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上である。また、通常５０質量％以下、好ましくは４５質量％以下、より好ましくは４０質量％以下である。他の黒鉛が少なすぎると他の黒鉛を混合した効果が得られにくい傾向があり、多すぎると本発明の効果が小さくなる傾向がある。

【0032】

また、負極活物質の形態が（１）及び／又は（２）を含む場合、これらの複合体を構成する核黒鉛の菱面体晶率は、黒鉛粒子と同様に通常０％以上、好ましくは３％以上、更に好ましくは５％以上、また、通常３５％以下、好ましくは２７％以下、更に好ましくは２４％以下、特に好ましくは２０％以下の範囲である。これらの複合体を構成する核黒鉛の菱面体晶率は、前記の黒鉛粒子と同様な方法で求めることができる。

【0033】

（１）核黒鉛と炭素の複合体及び／又は混合物からなる菱面体晶率が０％以上３５％以下の黒鉛粒子
核黒鉛と炭素の複合体及び／又は混合物からなる菱面体晶率が０％以上３５％以下の黒鉛粒子とは、例えば、核黒鉛に炭素前駆体を被覆や結合し、６００℃〜２２００℃にて焼成やＣＶＤなどすることで得ることができ、核黒鉛に炭素が被覆又は結合した菱面体晶率が前記範囲内にある黒鉛粒子のことを指す。また、炭素の被覆率は、通常１質量％以上、好ましくは、２質量％以上であり、通常１５質量％以下、好ましくは１０質量％以下である。

【0034】

本発明の被覆率とは、核黒鉛質量と焼成後の炭素前駆体由来の炭素質量などから、次式を用いて計算できる。
被覆率（質量％）＝炭素質量÷（核黒鉛質量＋炭素質量）×１００
また、前記混合物とは、例えば、黒鉛粒子と炭素からなる菱面体晶率が０％以上３５％以下の黒鉛粒子のことを指す。

【0035】

（２）核黒鉛と黒鉛の複合体及び／又は混合物からなる菱面体晶率が０％以上３５％以下の黒鉛粒子
核黒鉛と黒鉛の複合体及び／又は混合物からなる菱面体晶率が０％以上３５％以下の黒鉛粒子とは、例えば、核黒鉛に炭素前駆体を被覆や結合し、２３００℃以上〜３２００℃以下の温度で黒鉛化することで得ることができ、核黒鉛に易黒鉛及び／又は難黒鉛が被覆又は結合した菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子のことを指す。

【0036】

また、黒鉛の被覆率は、通常１質量％以上、好ましくは５質量％以上、より好ましくは１０質量％以上であり、通常５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下である。
本発明でいう被覆率とは、核黒鉛質量と黒鉛化後の炭素前駆体由来の黒鉛質量などから、次式を用いて計算できる。
被覆率（質量％）＝前駆体由来黒鉛質量÷
（核黒鉛質量＋前駆体由来黒鉛質量）×１００
また、前記混合物とは、例えば、菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子と黒鉛が被覆や結合のない状態で任意の割合で混合しているもののことを指す。

【0037】

（３）菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子
菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子とは、前記（１）、（２）の構造を含まない、菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子からなるもののことを指す。具体的には、力学的エネルギー処理を施した核黒鉛に炭素及び／又は黒鉛を複合化していない黒鉛粒子を指す。更に、この菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛粒子を４００℃〜３２００℃にて焼成した黒鉛粒子を用いることもできる。

【0038】

前記黒鉛粒子は一種類で構成されていてもよいし、形態や粒径の異なる複数の黒鉛粒子から構成されていてもよい。

【0039】

＜負極活物質の物性＞
負極活物質としては更に以下の物性を有するものであることが望ましい。
（Ｘ線パラメータ）
負極活物質の学振法によるＸ線回折で求めた黒鉛粒子の結晶子サイズ（Ｌｃ）、（Ｌａ）は、３０ｎｍ以上であることが好ましく、中でも１００ｎｍ以上であることが更に好ましい。結晶子サイズがこの範囲であれば、負極活物質に充電可能なリチウム量が多くなり、高容量を得易いので好ましい。

【0040】

（体積基準平均粒径）
負極活物質の体積基準平均粒径は、レーザー回折・散乱法により求めた体積基準の平均粒径（メジアン径）が、通常１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上、更に好ましくは５μｍ以上、特に好ましくは７μｍ以上であり、また、通常１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、更に好ましくは４０μｍ以下、特に好ましくは３０μｍ以下である。

【0041】

体積基準平均粒径が小さすぎると、不可逆容量が増大して、初期の電池容量の損失を招くことになる場合がある。また、平均粒径が大きすぎると、塗布により電極を作製する際に、不均一な塗面になりやすく、電池製作工程上望ましくない場合がある。
体積基準平均粒径の測定は、界面活性剤であるポリオキシエチレン（２０）ソルビタンモノラウレートの０．２質量％水溶液（約１０ｍＬ）に炭素粉末を分散させて、レーザー回折・散乱式粒度分布計（堀場製作所社製ＬＡ−７００）を用いて行なう。該測定で求められるメジアン径を、本発明の負極活物質の体積基準平均粒径と定義する。

【0042】

（ラマンＲ値、ラマン半値幅）
負極活物質のラマンＲ値は、アルゴンイオンレーザーラマンスペクトル法を用いて測定した値であり、通常０．０１以上、好ましくは０．０３以上、更に好ましくは０．１以上であり、また、通常１．５以下であり、好ましくは１．２以下、更に好ましくは１以下、特に好ましくは０．５以下である。

【0043】

ラマンＲ値が小さすぎると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってＬｉが層間に入るサイトが少なくなり、充電受入性が低下する虞がある。一方、ラマンＲ値が大きすぎると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く場合がある。
また、負極活物質の１５８０ｃｍ^-1付近のラマン半値幅は特に制限されないが、通常１０ｃｍ^-1以上、好ましくは１５ｃｍ^-1以上であり、また、通常１００ｃｍ^-1以下、好ましくは８０ｃｍ^-1以下、更に好ましくは６０ｃｍ^-1以下、特に好ましくは４０ｃｍ^-1以下である。

【0044】

ラマン半値幅が小さすぎると、粒子表面の結晶性が高くなり過ぎて、充放電に伴ってＬｉが層間に入るサイトが少なくなる傾向がある。即ち、充電受入性が低下する傾向がある
。また、集電体に塗布した後、プレスすることによって負極を高密度化した場合に電極板と平行方向に結晶が配向しやすくなり、負荷特性の低下を招く傾向がある。一方、ラマン半値幅が大きすぎると、粒子表面の結晶性が低下し、非水系電解液との反応性が増し、効率の低下やガス発生の増加を招く傾向がある。

【0045】

ラマンスペクトルの測定は、ラマン分光器（日本分光社製ラマン分光器）を用いて、試料を測定セル内へ自然落下させて充填し、セル内のサンプル表面にアルゴンイオンレーザー光を照射しながら、セルをレーザー光と垂直な面内で回転させることにより行なう。得られるラマンスペクトルについて、１５８０ｃｍ^-1付近のピークＰ_A の強度Ｉ_A と、１３６０ｃｍ^-1付近のピークＰ_B の強度Ｉ_B とを測定し、その強度比Ｒ（Ｒ＝Ｉ_B ／Ｉ_A ）を算出する。該測定で算出されるラマンＲ値を、本発明の負極活物質のラマンＲ値と定義する。また、得られるラマンスペクトルの１５８０ｃｍ^-1付近のピークＰ_A の半値幅を測定し、これを本発明の負極活物質のラマン半値幅と定義する。

【0046】

また、上記のラマン測定条件は、次の通りである。
・アルゴンイオンレーザー波長 ：５１４．５ｎｍ
・試料上のレーザーパワー ：１５〜２５ｍＷ
・分解能 ：１０〜２０ｃｍ^-1
・測定範囲 ：１１００ｃｍ^-1〜１７３０ｃｍ^-1
・ラマンＲ値、ラマン半値幅解析：バックグラウンド処理
・スムージング処理 ：単純平均、コンボリューション５ポイント

【0047】

（ＢＥＴ比表面積）
負極活物質のＢＥＴ比表面積は、ＢＥＴ法を用いて測定した比表面積の値であり、通常０．１ｍ² ・ｇ^-1以上、好ましくは０．７ｍ² ・ｇ^-1以上、更に好ましくは１．０ｍ² ・ｇ^-1以上、特に好ましくは１．５ｍ² ・ｇ^-1以上であり、また、通常１００ｍ² ・ｇ^-1以下、好ましくは２５ｍ² ・ｇ^-1以下、更に好ましくは１５ｍ² ・ｇ^-1以下、特に好ましくは１０ｍ² ・ｇ^-1以下である。

【0048】

ＢＥＴ比表面積の値が小さすぎると、負極材料として用いた場合の充電時にリチウムの受け入れ性が悪くなりやすく、リチウムが電極表面で析出しやすくなり、安定性が低下する可能性がある。一方、ＢＥＴ比表面積の値が大きすぎると、負極材料として用いた時に非水系電解液との反応性が増加し、ガス発生が多くなりやすく、好ましい電池が得られにくい傾向がある。

【0049】

ＢＥＴ法による比表面積の測定は、表面積計（大倉理研製全自動表面積測定装置）を用いて、試料に対して窒素流通下３５０℃で１５分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が０．３となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用いて、ガス流動法による窒素吸着ＢＥＴ１点法によって行なう。該測定で求められる比表面積を、本発明の負極活物質のＢＥＴ比表面積と定義する。

【0050】

（タップ密度）
負極活物質のタップ密度は、通常０．１ｇ・ｃｍ^-3以上、好ましくは０．５ｇ・ｃｍ^-3以上、更に好ましくは０．７ｇ・ｃｍ^-3以上、特に好ましくは１ｇ・ｃｍ^-3以上であり、また、通常２ｇ・ｃｍ^-3以下、好ましくは１．８ｇ・ｃｍ^-3以下、更に好ましくは１．６ｇ・ｃｍ^-3以下である。タップ密度が小さすぎると、負極として用いた場合に充填密度が上がり難く、高容量の電池を得ることができない傾向がある。また、タップ密度が大きすぎると、電極中の粒子間の空隙が少なくなり過ぎ、粒子間の導電性が確保され難くなり、好ましい電池特性が得られにくい傾向がある。

【0051】

タップ密度の測定は、目開き３００μｍの篩を通過させて、２０ｃｍ³ のタッピングセルに試料を落下させてセルの上端面まで試料を満たした後、粉体密度測定器（例えば、セイシン企業社製タップデンサー）を用いて、ストローク長１０ｍｍのタッピングを１０００回行なって、その時の体積と試料の質量からタップ密度を算出する。該測定で算出されるタップ密度を、本発明の負極活物質のタップ密度として定義する。

【0052】

（配向比）
負極活物質の配向比は、通常０．００５以上、好ましくは０．０１以上、更に好ましくは０．０１５以上であり、また、通常０．６７以下である。配向比が小さすぎると、高密度充放電特性が低下する傾向がある。なお、上記範囲の上限は、炭素質材料の配向比の理論上限値である。

【0053】

配向比は、試料を加圧成型してからＸ線回折により測定する。試料０．４７ｇを直径１７ｍｍの成型機に充填し５８．８ＭＮ・ｍ^-2で圧縮して得た成型体を、粘土を用いて測定用試料ホルダーの面と同一面になるようにセットしてＸ線回折を測定する。得られた炭素の（１１０）回折と（００４）回折のピーク強度から、（１１０）回折ピーク強度／（００４）回折ピーク強度で表わされる比を算出する。該測定で算出される配向比を、本発明の負極活物質の配向比と定義する。

【0054】

Ｘ線回折測定条件は次の通りである。なお、「２θ」は回折角を示す。
・ターゲット：Ｃｕ（Ｋα線）グラファイトモノクロメーター
・スリット：
発散スリット＝０．５度
受光スリット＝０．１５ｍｍ
散乱スリット＝０．５度
・測定範囲及びステップ角度／計測時間：
（１１０）面：７５度≦２θ≦８０度 １度／６０秒
（００４）面：５２度≦２θ≦５７度 １度／６０秒

【0055】

（アスペクト比）
菱面体晶率が０％以上３５％以下である黒鉛のアスペクト比（長径／短径）は、通常０．０５以上、好ましくは０．０７以上、更に好ましくは０．１０以上、特に好ましくは０．１４以上、また、通常２０以下、好ましくは１５以下、更に好ましくは１０以下、特に好ましくは７以下の範囲である。アスペクト比が小さすぎる（若しくは大きすぎる）と、黒鉛粒子が扁平状や鱗片状になり、電極中で黒鉛粒子が配向し易くなり、充放電による電極膨張が大きいので電池容量を高めることができ難く、サイクル特性が悪化する傾向がある。

【0056】

なお、球形化黒鉛粒子のアスペクト比の測定は、負極を用いて以下の手順で行なうことができる。
負極表面の写真を撮影（若しくは、集電体の膜面に対して平行な面で研磨や切断し、その断面写真を撮影）をし、撮影された写真の画像解析により、黒鉛粒子表面（断面）の長径（最も長い径）を５０点以上測定する。また、負極を集電体の膜面に対して垂直に切断、研磨し、その断面写真を撮影し、撮影された写真の画像解析により、黒鉛粒子断面の短径（粒子の厚み）を５０点以上測定する。測定された長径及び短径のそれぞれについて平均値を求め、これら平均長径と平均短径との比を、アスペクト比（長径／短径）とする。

【0057】

また、負極活物質が負極の形態を維持していない（例えば粉末状）場合、負極活物質粒子をガラスなどの基体となる平板に並べた状態で樹脂包埋し、平板に対し平行な面で研磨や切断し、その断面写真から前述の通り長径を測定する。同様に黒鉛粒子断面の短径を測
定し、アスペクト比を求めることができる。
ここで、極板化した粒子は、通常は平板に対して粒子の厚み方向が垂直になるように並ぶ傾向があることから、上記の方法により、粒子に特徴的な長径と短径を得ることが出来る。

【0058】

なお、粒子の断面（若しくは表面）写真は、一般的には、走査型電子顕微鏡（Scanning
Electron Microscope：ＳＥＭ）を用いて撮影する。但し、ＳＥＭ写真では球形化黒鉛の形状を特定できない場合には、偏光顕微鏡又は透過型電子顕微鏡（Transmission Electron Microscope：ＴＥＭ）を用いて、上述と同様に断面（表面）写真を撮影することにより、アスペクト比を求めることができる。

【0059】

上記範囲のアスペクト比を有する球形化黒鉛粒子を得る方法は、特に限定されないが、例えば、衝撃力を主体に粒子の相互作用も含めた圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を繰り返し粒子に与える装置を用いることが好ましい。具体的には、ケーシング内部に多数のブレードを設置したローターを有し、そのローターが高速回転することによって、内部に導入された炭素材料に対して衝撃圧縮、摩擦、せん断力等の機械的作用を与え、表面処理を行なう装置が好ましい。また、炭素材料を循環させることによって機械的作用を繰り返して与える機構を有するもの、若しくは、循環機構を有しないが装置を複数台連結させ処理する機構を有するものであるのが好ましい。好ましい装置の一例として、（株）奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステムなどを挙げることができる。

【0060】

＜負極の構成と作製法＞
電極の製造は、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のいずれの方法を用いることができる。例えば、負極活物質に、バインダー、溶媒、必要に応じて、増粘剤、導電材、充填材等を加えてスラリーとし、これを後述する集電体に塗布、乾燥した後にプレスすることによって形成することができる。

【0061】

（集電体）
負極活物質を保持させる集電体としては、公知のものを任意に用いることができる。負極の集電体としては、例えば、アルミニウム、銅、ニッケル、ステンレス鋼、ニッケルメッキ鋼等の金属材料が挙げられるが、加工し易さとコストの点から特に銅が好ましい。
また、集電体の形状は、集電体が金属材料の場合は、例えば、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられる。中でも、好ましくは金属薄膜、より好ましくは銅箔であり、さらに好ましくは圧延法による圧延銅箔と、電解法による電解銅箔があり、どちらも集電体として用いることができる。

【0062】

集電体の厚さは、通常１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上であり、通常１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下である。負極集電体の厚さが厚過ぎると、電池全体の容量が低下し過ぎることがあり、逆に薄過ぎると取り扱いが困難になることがあるためである。

【0063】

（集電体と負極活物質層との厚さの比）
集電体と負極活物質層の厚さの比は特に制限されないが、「（非水系電解液注液直前の片面の負極活物質層厚さ）／（集電体の厚さ）」の値が、１５０以下が好ましく、２０以下がさらに好ましく、１０以下が特に好ましく、また、０．１以上が好ましく、０．４以上がさらに好ましく、１以上が特に好ましい。集電体と負極活物質層の厚さの比が大きすぎると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる傾向がある。また、集電体と負極活物質層の厚さの比が小さすぎると、負極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する傾向がある。

【0064】

（結着剤）
負極活物質を結着するバインダーとしては、非水系電解液や電極製造時に用いる溶媒に対して安定な材料であれば、特に制限されない。
具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、芳香族ポリアミド、ポリイミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子；ＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ＮＢＲ（アクリロニトリル・ブタジエンゴム）、エチレン・プロピレンゴム等のゴム状高分子；スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物；ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体）、スチレン・エチレン・ブタジエン・スチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子；シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子；ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子；アルカリ金属イオン（特にリチウムイオン）のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いても、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

【0065】

負極活物質に対するバインダーの割合は、０．１質量％以上が好ましく、０．５質量％以上がさらに好ましく、０．６質量％以上が特に好ましく、また、２０質量％以下が好ましく、１５質量％以下がより好ましく、１０質量％以下がさらに好ましく、８質量％以下が特に好ましい。負極活物質に対するバインダーの割合が大きすぎると、バインダー量が電池容量に寄与しないバインダー割合が増加して、電池容量の低下を招く傾向がある。また、バインダーの割合が小さすぎると、負極電極の強度低下を招く傾向がある。

【0066】

特に、ＳＢＲに代表されるゴム状高分子を主要成分に含有する場合には、負極活物質に対するバインダーの割合は、通常０．１質量％以上であり、０．５質量％以上が好ましく、０．６質量％以上がさらに好ましく、また、通常５質量％以下であり、３質量％以下が好ましく、２質量％以下がさらに好ましい。また、ポリフッ化ビニリデンに代表されるフッ素系高分子を主要成分に含有する場合には負極活物質に対する割合は、通常１質量％以上であり、２質量％以上が好ましく、３質量％以上がさらに好ましく、また、通常１５質量％以下であり、１０質量％以下が好ましく、８質量％以下がさらに好ましい。

【0067】

（スラリー形成溶媒）
スラリーを形成するための溶媒としては、負極活物質、バインダー、並びに必要に応じて使用される増粘剤及び導電材を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。
水系溶媒としては、水、アルコール等が挙げられ、有機系溶媒としてはＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、酢酸メチル、アクリル酸メチル、ジエチルトリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、アセトン、ジエチルエーテル、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド、ベンゼン、キシレン、キノリン、ピリジン、メチルナフタレン、ヘキサン等が挙げられる。

【0068】

特に水系溶媒を用いる場合、増粘剤に併せて分散剤等を含有させ、ＳＢＲ等のラテックスを用いてスラリー化することが好ましい。なお、これらの溶媒は、１種を単独で用いても、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

【0069】

（増粘剤）
増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限されないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いても、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

【0070】

さらに増粘剤を用いる場合には、負極活物質に対する増粘剤の割合は、通常０．１質量％以上であり、０．５質量％以上が好ましく、０．６質量％以上がさらに好ましく、また、通常５質量％以下であり、３質量％以下が好ましく、２質量％以下がさらに好ましい。負極活物質に対する増粘剤の割合が少なすぎると、著しく塗布性が低下する傾向がある。また、増粘剤の割合が多すぎると、負極活物質層に占める負極活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や負極活物質間の抵抗が増大する傾向がある。

【0071】

（電極密度）
負極活物質を電極化した際の電極構造は特に制限されないが、集電体上に存在している負極活物質の密度は、１ｇ・ｃｍ^-3以上が好ましく、１．２ｇ・ｃｍ^-3以上がさらに好ましく、１．３ｇ・ｃｍ^-3以上が特に好ましく、また、２．２ｇ・ｃｍ^-3以下が好ましく、２．１ｇ・ｃｍ^-3以下がより好ましく、２．０ｇ・ｃｍ^-3以下がさらに好ましく、１．９ｇ・ｃｍ^-3以下が特に好ましい。集電体上に存在している負極活物質の密度が大きすぎると、負極活物質粒子が破壊され、初期不可逆容量の増加や、集電体／負極活物質界面付近への非水系電解液の浸透性低下による高電流密度充放電特性悪化を招く傾向がある。また、密度が小さすぎると、負極活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し、単位容積当たりの容量が低下する傾向がある。

【0072】

（負極板の厚さ）
負極板の厚さは用いられる正極板に合わせて設計されるものであり、特に制限されないが、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは通常１５μｍ以上、好ましくは２０μｍ以上、より好ましくは３０μｍ以上、また、通常３００μｍ以下、好ましくは２８０μｍ以下、より好ましくは２５０μｍ以下が望ましい。

【0073】

（負極板の表面被覆）
また、上記負極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩等が挙げられる。

【0074】

２．非水系電解液
１−１．電解質
＜リチウム塩＞
電解質としては、通常、リチウム塩が用いられる。リチウム塩としては、この用途に用いることが知られているものであれば特に制限がなく、任意のものを用いることができ、具体的には以下のものが挙げられる。

【0075】

例えば、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＣｌＯ₄ 、ＬｉＡｌＦ₄ 、ＬｉＳｂＦ₆ 、ＬｉＴａＦ₆ 、ＬｉＷＦ₇ 等の無機リチウム塩； ＬｉＰＯ₃ Ｆ、ＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ 等のフルオロリン酸リチウム類； ＬｉＷＯＦ₅ 等のタングステン酸リチウム類； ＨＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＨ₃ ＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＨ₂ ＦＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＨＦ₂ ＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＦ₃ＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＦ₃
ＣＨ₂ ＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＦ₃ ＣＦ₂ ＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＦ₃ ＣＦ₂ ＣＦ₂ ＣＯ₂ Ｌｉ、ＣＦ₃
ＣＦ₂ ＣＦ₂ ＣＦ₂ ＣＯ₂ Ｌｉ等のカルボン酸リチウム塩類； ＦＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＨ₃ ＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＨ₂ ＦＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＨＦ₂ ＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＦ₃ＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＦ₃ ＣＦ₂ ＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＦ₃ ＣＦ₂ ＣＦ₂ ＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＦ₃ ＣＦ₂ ＣＦ₂ ＣＦ₂ ＳＯ₃ Ｌｉ等のスルホン酸リチウム塩類；
ＬｉＮ（ＦＣＯ）₂ 、ＬｉＮ（ＦＣＯ）（ＦＳＯ₂ ）、ＬｉＮ（ＦＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ（ＦＳＯ₂ ）（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）、ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ 、リチウム環状１，２−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状１，３−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）（Ｃ₄ Ｆ₉ ＳＯ₂）等のリチウムイミド塩類；ＬｉＣ（ＦＳＯ₂ ）₃ 、ＬｉＣ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₃ 、ＬｉＣ（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₃ 等のリチウムメチド塩類；リチウムジフルオロオキサラトボレート、リチウムビス（オキサラト）ボレート等のリチウムオキサラトボレート塩類；
リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビス（オキサラト）フォスフェート、リチウムトリス（オキサラト）フォスフェート等のリチウムオキサラトフォスフェート塩類；
その他、ＬｉＰＦ₄ （ＣＦ₃ ）₂ 、ＬｉＰＦ₄ （Ｃ₂ Ｆ₅ ）₂ 、ＬｉＰＦ₄ （ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＰＦ₄ （Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＢＦ₃ ＣＦ₃ 、ＬｉＢＦ₃ Ｃ₂ Ｆ₅ 、ＬｉＢＦ₃ Ｃ₃ Ｆ₇ 、ＬｉＢＦ₂ （ＣＦ₃ ）₂ 、ＬｉＢＦ₂ （Ｃ₂ Ｆ₅ ）₂ 、ＬｉＢＦ₂（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＢＦ₂ （Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ 等の含フッ素有機リチウム塩類；等が挙げられる。

【0076】

中でも、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＳｂＦ₆ 、ＬｉＴａＦ₆ 、ＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ 、ＦＳＯ₃ Ｌｉ、ＣＦ₃ ＳＯ₃ Ｌｉ、ＬｉＮ（ＦＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ（ＦＳＯ₂ ）（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）、ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ 、リチウム環状１，２−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状１，３−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、ＬｉＣ（ＦＳＯ₂ ）₃ 、ＬｉＣ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₃ 、ＬｉＣ（Ｃ₂Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₃ 、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、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビスオキサラトフォスフェート、ＬｉＢＦ₃ ＣＦ₃ 、ＬｉＢＦ₃ Ｃ₂ Ｆ₅ 、ＬｉＰＦ₃ （ＣＦ₃ ）₃、ＬｉＰＦ₃ （Ｃ₂ Ｆ₅ ）₃ 等が出力特性やハイレート充放電特性、高温保存特性、サイクル特性等を向上させる効果がある点から特に好ましい。

【0077】

これらのリチウム塩は単独で用いても、２種以上を併用してもよい。２種以上を併用する場合の好ましい一例は、ＬｉＰＦ₆ とＬｉＢＦ₄ や、ＬｉＰＦ₆ とＦＳＯ₃ Ｌｉ、ＬｉＰＦ₆ とＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ 等の併用であり、負荷特性やサイクル特性を向上させる効果がある。これらの中では、ＬｉＰＦ₆ とＦＳＯ₃ Ｌｉ、ＬｉＰＦ₆ とＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ の併用がその効果が顕著である理由から好ましく、その中でもＬｉＰＦ₆ とＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ の併用が微量の添加で著しい効果が発現する為に特に好ましい。

【0078】

ＬｉＰＦ₆ とＬｉＢＦ₄ 、ＬｉＰＦ₆ とＦＳＯ₃ Ｌｉを併用する場合、非水系電解液全体１００質量％に対するＬｉＢＦ₄ 或いはＦＳＯ₃ Ｌｉの濃度は配合量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、通常、０．０１質量％以上、好ましくは０．１質量％以上であり、一方その上限は通常３０質量％以下、好ましくは２０質量％以下である。一方、ＬｉＰＦ₆ とＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ の併用の場合においても非水系電解液全体１００質量％に対するＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ の濃度は配合量に制限は無く、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、本発明の非水系電解液に対して、通常０．００１質量％以上、好ましくは０．０１質量％以上であり、一方その上限は、通常１０質量％以下、好ましくは５質量％以下である。この範囲であれば、出力特性、負荷特性、低温特性、サイクル特性、高温特性等の効果が向上する。一方で多すぎる場合は、低温において析出して電池特性を低下させる場合があり、少なすぎる場合は、低温特性やサイクル特性、高温保存特性等の向上効果が低下する場合がある。

【0079】

ここで、ＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ を電解液中に含有させる場合の電解液の調製は、別途公知の手法で合成したＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ をＬｉＰＦ₆ を含む電解液に添加する方法や後述する活物質や極板等の電池構成要素中に水を共存させておき、ＬｉＰＦ₆ を含む電解液を用いて電池を組み立てる際に系中でＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ を発生させる方法が挙げられ、本発明においてはいずれの手法を用いてもよい。

【0080】

上記の非水系電解液、および非水系電解液電池中におけるＬｉＰＯ₂ Ｆ₂ の含有量を測定する手法としては、特に制限がなく、公知の手法であれば任意に用いることができるが、具体的にはイオンクロマトグラフィーや、Ｆ核磁気共鳴分光法（以下、ＮＭＲと省略する場合がある）等が挙げられる。
また、他の一例は、無機リチウム塩と有機リチウム塩との併用であり、この両者の併用は、高温保存による劣化を抑制する効果がある。有機リチウム塩としては、ＣＦ₃ ＳＯ₃Ｌｉ、ＬｉＮ（ＦＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ（ＦＳＯ₂ ）（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）、ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ 、ＬｉＮ（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ 、リチウム環状１，２−パーフルオロエタンジスルホニルイミド、リチウム環状１，３−パーフルオロプロパンジスルホニルイミド、ＬｉＣ（ＦＳＯ₂ ）₃ 、ＬｉＣ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₃ 、ＬｉＣ（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₃ 、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、リチウムテトラフルオロオキサラトフォスフェート、リチウムジフルオロビスオキサラトフォスフェート、ＬｉＢＦ₃ ＣＦ₃ 、ＬｉＢＦ₃ Ｃ₂ Ｆ₅ 、ＬｉＰＦ₃ （ＣＦ₃ ）₃ 、ＬｉＰＦ₃ （Ｃ₂ Ｆ₅ ）₃ 等であるのが好ましい。この場合には、非水系電解液全体１００質量％に対する有機リチウム塩の割合は、好ましくは０．１質量％以上、特に好ましくは０．５質量％以上、好ましくは３０質量％以下、特に好ましくは２０質量％以下である。

【0081】

非水系電解液中のこれらのリチウム塩の濃度は、本発明の効果を損なわない限り、その含有量は特に制限されないが、電解液の電気伝導率を良好な範囲とし、良好な電池性能を確保する点から、非水系電解液中のリチウムの総モル濃度は、好ましくは０．３ｍｏｌ／Ｌ以上、より好ましくは０．４ｍｏｌ／Ｌ以上、さらに好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌ以上であり、また、好ましくは３ｍｏｌ／Ｌ以下、より好ましくは２．５ｍｏｌ／Ｌ以下、さらに好ましくは２．０ｍｏｌ／Ｌ以下である。この範囲であれば、低温特性、サイクル特性、高温特性等の効果が向上する。一方でリチウムの総モル濃度が低すぎると、電解液の電気伝導率が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池性能が低下する場合がある。

【0082】

１−２．溶媒
非水溶媒としては、飽和環状カーボネート、フッ素原子を有する環状カーボネート、鎖状カーボネート、環状及び鎖状カルボン酸エステル、エーテル化合物、スルホン系化合物等を使用することが可能である。

【0083】

＜飽和環状カーボネート＞
飽和環状カーボネートとしては、炭素数２〜４のアルキレン基を有するものが挙げられる。
具体的には、炭素数２〜４の飽和環状カーボネートとしては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等が挙げられる。中でも、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。
飽和環状カーボネートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。

【0084】

飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない
限り任意であるが、１種を単独で用いる場合の配合量の下限は、非水溶媒１００体積％中、５体積％以上、より好ましくは１０体積％以上である。この範囲とすることで、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、負極に対する安定性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。また上限は、９５体積％以下、より好ましくは９０体積％以下、さらに好ましくは８５体積％以下である。この範囲とすることで、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の負荷特性を良好な範囲としやすくなる。

【0085】

また、飽和環状カーボネートの２種以上を任意の組み合わせで用いる場合の好ましい組合せの一つは、エチレンカーボネートとプロピレンカーボネートに組み合わせである。この場合のエチレンカーボネートとプロピレンカーボネートの体積比は、９９：１〜４０：６０が好ましく、特に好ましくは９５：５〜５０：５０である。更に、非水溶媒全体に占めるプロピレンカーボネートの量を、０．１体積％以上、好ましくは１体積％以上、より好ましくは２体積％以上、また上限は、通常２０体積％以下、好ましくは８体積％以下、より好ましくは５体積％以下である。この範囲でプロピレンカーボネートを含有すると、エチレンカーボネートとジアルキルカーボネート類との組み合わせの特性を維持したまま、更に低温特性が優れるので好ましい。

【0086】

＜フッ素原子を有する環状カーボネート＞
フッ素原子を有する環状カーボネート（以下、「フッ素化環状カーボネート」と略記する場合がある）としては、フッ素原子を有する環状カーボネートであれば、特に制限はない。
フッ素化環状カーボネートとしては、炭素原子数２〜６のアルキレン基を有する環状カーボネートの誘導体が挙げられ、例えばエチレンカーボネート誘導体である。エチレンカーボネート誘導体としては、例えば、エチレンカーボネート又はアルキル基（例えば、炭素原子数１〜４個のアルキル基）で置換されたエチレンカーボネートのフッ素化物が挙げられ、中でもフッ素原子が１〜８個のものが好ましい。

【0087】

具体的には、モノフルオロエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロエチレンカーボネート、４−フルオロ−４−メチルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−メチルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−メチルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−５−メチルエチレンカーボネート、４−（フルオロメチル）−エチレンカーボネート、４−（ジフルオロメチル）−エチレンカーボネート、４−（トリフルオロメチル）−エチレンカーボネート、４−（フルオロメチル）−４−フルオロエチレンカーボネート、４−（フルオロメチル）−５−フルオロエチレンカーボネート、４−フルオロ−４，５−ジメチルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４，５−ジメチルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−５，５−ジメチルエチレンカーボネート等が挙げられる。

【0088】

中でも、モノフルオロエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロエチレンカーボネート、４，５- ジフルオロエチレンカーボネート及び４，５−ジフルオロ−４，５−ジメチルエチレンカーボネートよりなる群から選ばれる少なくとも１種が、高イオン伝導性を与え、かつ好適に界面保護被膜を形成する点でより好ましい。
フッ素化環状カーボネートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。フッ素化環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、非水系溶媒１００体積％中、好ましくは０．０１体積％以上、より好ましくは０．１体積％以上、さらに好ましくは０．２体積％以上であり、また、好ましくは９５体積％以下、より好ましくは９０体積％以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しや
すく、高温保存特性の低下や、ガス発生量の増加により、放電容量維持率が低下することを回避しやすい。

【0089】

尚、フッ素原子を有する環状カーボネートは、溶媒のみならず下記１−３に記載の助剤としても有効な機能を発現する。フッ素原子を有する環状カーボネート溶媒兼助剤として用いる場合の配合量に明確な境界は存在せず、前段落にて記載した配合量をそのまま踏襲できる。

【0090】

＜鎖状カーボネート＞
鎖状カーボネートとしては、炭素数３〜７のものが好ましい。

【0091】

具体的には、炭素数３〜７の鎖状カーボネートとしては、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−ｎ−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ｎ−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−ｎ−プロピルカーボネート、ｎ−ブチルメチルカーボネート、イソブチルメチルカーボネート、ｔ−ブチルメチルカーボネート、エチル−ｎ−プロピルカーボネート、ｎ−ブチルエチルカーボネート、イソブチルエチルカーボネート、ｔ−ブチルエチルカーボネート等が挙げられる。

【0092】

中でも、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジ−ｎ−プロピルカーボネート、ジイソプロピルカーボネート、ｎ−プロピルイソプロピルカーボネート、エチルメチルカーボネート、メチル−ｎ−プロピルカーボネートが好ましく、特に好ましくは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である。
また、フッ素原子を有する鎖状カーボネート類（以下、「フッ素化鎖状カーボネート」と略記する場合がある）も好適に用いることができる。フッ素化鎖状カーボネートが有するフッ素原子の数は、１以上であれば特に制限されないが、通常６以下であり、好ましくは４以下である。フッ素化鎖状カーボネートが複数のフッ素原子を有する場合、それらは互いに同一の炭素に結合していてもよく、異なる炭素に結合していてもよい。フッ素化鎖状カーボネートとしては、フッ素化ジメチルカーボネート誘導体、フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体、フッ素化ジエチルカーボネート誘導体等が挙げられる。

【0093】

フッ素化ジメチルカーボネート誘導体としては、フルオロメチルメチルカーボネート、ジフルオロメチルメチルカーボネート、トリフルオロメチルメチルカーボネート、ビス（フルオロメチル）カーボネート、ビス（ジフルオロ）メチルカーボネート、ビス（トリフルオロメチル）カーボネート等が挙げられる。
フッ素化エチルメチルカーボネート誘導体としては、２−フルオロエチルメチルカーボネート、エチルフルオロメチルカーボネート、２，２−ジフルオロエチルメチルカーボネート、２−フルオロエチルフルオロメチルカーボネート、エチルジフルオロメチルカーボネート、２，２，２−トリフルオロエチルメチルカーボネート、２，２−ジフルオロエチルフルオロメチルカーボネート、２−フルオロエチルジフルオロメチルカーボネート、エチルトリフルオロメチルカーボネート等が挙げられる。

【0094】

フッ素化ジエチルカーボネート誘導体としては、エチル−（２−フルオロエチル）カーボネート、エチル−（２，２−ジフルオロエチル）カーボネート、ビス（２−フルオロエチル）カーボネート、エチル−（２，２，２−トリフルオロエチル）カーボネート、２，２−ジフルオロエチル−２'−フルオロエチルカーボネート、ビス（２，２−ジフルオロエチル）カーボネート、２，２，２−トリフルオロエチル−２'−フルオロエチルカーボネート、２，２，２−トリフルオロエチル−２'，２'−ジフルオロエチルカーボネート、ビス（２，２，２−トリフルオロエチル）カーボネート等が挙げられる。

【0095】

鎖状カーボネートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。
鎖状カーボネートの配合量は、非水溶媒１００体積％中、好ましくは５体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、さらに好ましくは１５体積％以上である。このように下限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、イオン伝導度の低下を抑制し、ひいては非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。また、鎖状カーボネートは、非水溶媒１００体積％中、９０体積％以下、より好ましくは８５体積％以下であることが好ましい。このように上限を設定することにより、非水系電解液の誘電率の低下に由来する電気伝導率の低下を回避し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。

【0096】

特定の鎖状カーボネートに対して、エチレンカーボネートを特定の配合量で組み合わせることにより、電池性能を著しく向上させることができる。
例えば、特定の鎖状カーボネートとしてジメチルカーボネート、またはエチルメチルカーボネート、またはジエチルカーボネートを選択した場合、エチレンカーボネートの配合量が１０体積％以上、８０体積％以下、ジメチルカーボネート、またはエチルメチルカーボネート、またはジエチルカーボネートの配合量が２０体積％以上、９０体積％以下であることが好ましい。このような配合量を選択することで、電解質の低温析出温度を低下させながら、非水系電解液の粘度も低下させてイオン伝導度を向上させ、低温でも高出力を得ることができる。

【0097】

特定の鎖状カーボネートを２種類以上併用することも好ましい。特定の鎖状カーボネートにジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートを併用して用いる場合、エチレンカーボネートの配合量が１０体積％以上、６０体積％以下、ジメチルカーボネートの配合量が１０体積％以上、７０体積％以下、エチルメチルカーボネートの配合量が１０体積％以上、８０体積％以下であるものが特に好ましい。また、特定の鎖状カーボネートにジメチルカーボネートとジエチルカーボネートを併用して用いる場合、エチレンカーボネートの配合量が１０体積％以上、６０体積％以下、ジメチルカーボネートの配合量が１０体積％以上、７０体積％以下、ジエチルカーボネートの配合量が１０体積％以上、７０体積％以下であるものが特に好ましい。更に、特定の鎖状カーボネートにエチルメチルカーボネートとジエチルカーボネートを併用して用いる場合、エチレンカーボネートの配合量が１０体積％以上、６０体積％以下、エチルメチルカーボネートの配合量が１０体積％以上、８０体積％以下、ジエチルカーボネートの配合量が１０体積％以上、７０体積％以下であるものが特に好ましい。

【0098】

＜環状カルボン酸エステル＞
環状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素原子数が３〜１２のものが挙げられる。
具体的には、ガンマブチロラクトン、ガンマバレロラクトン、ガンマカプロラクトン、イプシロンカプロラクトン等が挙げられる。中でも、ガンマブチロラクトンがリチウムイオン解離度の向上に由来する電池特性向上の点から特に好ましい。

【0099】

環状カルボン酸エステルの配合量は、通常、非水溶媒１００体積％中、好ましくは５体積％以上、より好ましくは１０体積％以上である。このように下限を設定することにより、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、環状カルボン酸エステルの配合量は、好ましくは５０体積％以下、より好ましくは４０体積％以下である。このように上限を設定することにより、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避し、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を良好な範囲としやすくなる。

【0100】

＜鎖状カルボン酸エステル＞
鎖状カルボン酸エステルとしては、その構造式中の全炭素数が３〜７のものが挙げられる。
具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−ｔ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−ｎ−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸−ｎ−ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸−ｔ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸−ｎ−プロピル、酪酸イソプロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸−ｎ−プロピル、イソ酪酸イソプロピル等が挙げられる。

【0101】

中でも、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸−ｎ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−ｎ−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、酪酸メチル、酪酸エチル等が、粘度低下によるイオン伝導度の向上の点から好ましい。
鎖状カルボン酸エステルの配合量は、通常、非水溶媒１００体積％中、好ましくは１０体積％以上、より好ましくは１５体積％以上である。このように下限を設定することで、非水系電解液の電気伝導率を改善し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性を向上させやすくなる。また、鎖状カルボン酸エステルの配合量は、非水溶媒１００体積％中、好ましくは６０体積％以下、より好ましくは５０体積％以下である。このように上限を設定することで、負極抵抗の増大を抑制し、非水系電解液二次電池の大電流放電特性、サイクル特性を良好な範囲としやすくなる。

【0102】

＜エーテル系化合物＞
エーテル系化合物としては、一部の水素がフッ素にて置換されていてもよい炭素数３〜１０の鎖状エーテル、及び炭素数３〜６の環状エーテルが好ましい。
炭素数３〜１０の鎖状エーテルとしては、ジエチルエーテル、ジ（２−フルオロエチル）エーテル、ジ（２，２−ジフルオロエチル）エーテル、ジ（２，２，２−トリフルオロエチル）エーテル、エチル（２−フルオロエチル）エーテル、エチル（２，２，２−トリフルオロエチル）エーテル、エチル（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）エーテル、（２−フルオロエチル）（２，２，２−トリフルオロエチル）エーテル、（２−フルオロエチル）（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）エーテル、（２，２，２−トリフルオロエチル）（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）エーテル、エチル−ｎ−プロピルエーテル、エチル（３−フルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、エチル（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、エチル（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、エチル（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、２−フルオロエチル−ｎ−プロピルエーテル、（２−フルオロエチル）（３−フルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（２−フルオロエチル）（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（２−フルオロエチル）（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（２−フルオロエチル）（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、２，２，２−トリフルオロエチル−ｎ−プロピルエーテル、（２，２，２−トリフルオロエチル）（３−フルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（２，２，２−トリフルオロエチル）（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（２，２，２−トリフルオロエチル）（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（２，２，２−トリフルオロエチル）（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、１，１，２，２−テトラフルオロエチル−ｎ−プロピルエーテル、（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）（３−フルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（１，１，２，２−テトラフルオロエチル）（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、ジ−ｎ−プロピルエーテル、（ｎ−プロピル）（３−フルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（ｎ−プロピル）（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（ｎ−プロピル）（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（ｎ−プロピル）（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、ジ（３−フルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（３−フルオロ−ｎ−プロピル）（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（３−フルオロ−ｎ−プロピル）（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（３−フルオロ−ｎ−プロピル）（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、ジ（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（３，３，３−トリフルオロ−ｎ−プロピル）（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、ジ（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、（２，２，３，３−テトラフルオロ−ｎ−プロピル）（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、ジ（２，２，３，３，３−ペンタフルオロ−ｎ−プロピル）エーテル、ジ−ｎ−ブチルエーテル、ジメトキシメタン、メトキシエトキシメタン、メトキシ（２−フルオロエトキシ）メタン、メトキシ（２，２，２−トリフルオロエトキシ）メタンメトキシ（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）メタン、ジエトキシメタン、エトキシ（２−フルオロエトキシ）メタン、エトキシ（２，２，２−トリフルオロエトキシ）メタン、エトキシ（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）メタン、ジ（２−フルオロエトキシ）メタン、（２−フルオロエトキシ）（２，２，２−トリフルオロエトキシ）メタン、（２−フルオロエトキシ）（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）メタンジ（２，２，２−トリフルオロエトキシ）メタン、（２，２，２−トリフルオロエトキシ）（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）メタン、ジ（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）メタン、ジメトキシエタン、メトキシエトキシエタン、メトキシ（２−フルオロエトキシ）エタン、メトキシ（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタン、メトキシ（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）エタン、ジエトキシエタン、エトキシ（２−フルオロエトキシ）エタン、エトキシ（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタン、エトキシ（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）エタン、ジ（２−フルオロエトキシ）エタン、（２−フルオロエトキシ）（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタン、（２−フルオロエトキシ）（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）エタン、ジ（２，２，２−トリフルオロエトキシ）エタン、（２，２，２−トリフルオロエトキシ）（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）エタン、ジ（１，１，２，２−テトラフルオロエトキシ）エタン、エチレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられる。

【0103】

炭素数３〜６の環状エーテルとしては、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン、２−メチル−１，３−ジオキサン、４−メチル−１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン等、及びこれらのフッ素化化合物が挙げられる。
中でも、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタン、エチレングリコールジ−ｎ−プロピルエーテル、エチレングリコールジ−ｎ−ブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテルが、リチウムイオンへの溶媒和能力が高く、イオン解離性を向上させる点で好ましく、特に好ましくは、粘性が低く、高いイオン伝導度を与えることから、ジメトキシメタン、ジエトキシメタン、エトキシメトキシメタンである。

【0104】

エーテル系化合物の配合量は、通常、非水溶媒１００体積％中、好ましくは５体積％以上、より好ましくは１０体積％以上、さらに好ましくは１５体積％以上、また、好ましくは７０体積％以下、より好ましくは６０体積％以下、さらに好ましくは５０体積％以下である。この範囲であれば、鎖状エーテルのリチウムイオン解離度の向上と粘度低下に由来するイオン伝導度の向上効果を確保しやすく、負極活物質が炭素質材料の場合、鎖状エー
テルがリチウムイオンと共に共挿入されて容量が低下するといった事態を回避しやすい。

【0105】

＜スルホン系化合物＞
スルホン系化合物としては、炭素数３〜６の環状スルホン、及び炭素数２〜６の鎖状スルホンが好ましい。１分子中のスルホニル基の数は、１又は２であることが好ましい。
環状スルホンとしては、モノスルホン化合物であるトリメチレンスルホン類、テトラメチレンスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類；ジスルホン化合物であるトリメチレンジスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類等が挙げられる。中でも誘電率と粘性の観点から、テトラメチレンスルホン類、テトラメチレンジスルホン類、ヘキサメチレンスルホン類、ヘキサメチレンジスルホン類がより好ましく、テトラメチレンスルホン類（スルホラン類）が特に好ましい。

【0106】

スルホラン類としては、スルホラン及び／又はスルホラン誘導体（以下、スルホランも含めて「スルホラン類」と略記する場合がある）が好ましい。スルホラン誘導体としては、スルホラン環を構成する炭素原子上に結合した水素原子の１以上がフッ素原子やアルキル基で置換されたものが好ましい。中でも、２−メチルスルホラン、３−メチルスルホラン、２−フルオロスルホラン、３−フルオロスルホラン、２，２−ジフルオロスルホラン、２，３−ジフルオロスルホラン、２，４−ジフルオロスルホラン、２，５−ジフルオロスルホラン、３，４−ジフルオロスルホラン、２−フルオロ−３−メチルスルホラン、２−フルオロ−２−メチルスルホラン、３−フルオロ−３−メチルスルホラン、３−フルオロ−２−メチルスルホラン、４−フルオロ−３−メチルスルホラン、４−フルオロ−２−メチルスルホラン、５−フルオロ−３−メチルスルホラン、５−フルオロ−２−メチルスルホラン、２−フルオロメチルスルホラン、３−フルオロメチルスルホラン、２−ジフルオロメチルスルホラン、３−ジフルオロメチルスルホラン、２−トリフルオロメチルスルホラン、３−トリフルオロメチルスルホラン、２−フルオロ−３−（トリフルオロメチル）スルホラン、３−フルオロ−３−（トリフルオロメチル）スルホラン、４−フルオロ−３−（トリフルオロメチル）スルホラン、５−フルオロ−３−（トリフルオロメチル）スルホラン等がイオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。

【0107】

また、鎖状スルホンとしては、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、ｎ−プロピルメチルスルホン、ｎ−プロピルエチルスルホン、ジ−ｎ−プロピルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、イソプロピルエチルスルホン、ジイソプロピルスルホン、ｎ−ブチルメチルスルホン、ｎ−ブチルエチルスルホン、ｔ−ブチルメチルスルホン、ｔ−ブチルエチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、パーフルオロエチルメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、ジ（トリフルオロエチル）スルホン、パーフルオロジエチルスルホン、フルオロメチル−ｎ−プロピルスルホン、ジフルオロメチル−ｎ−プロピルスルホン、トリフルオロメチル−ｎ−プロピルスルホン、フルオロメチルイソプロピルスルホン、ジフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−ｎ−プロピルスルホン、トリフルオロエチルイソプロピルスルホン、ペンタフルオロエチル−ｎ−プロピルスルホン、ペンタフルオロエチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−ｎ−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−ｔ−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−ｎ−ブチルスルホン、ペンタフルオロエチル−ｔ−ブチルスルホン等が挙げられる。

【0108】

中でも、ジメチルスルホン、エチルメチルスルホン、ジエチルスルホン、ｎ−プロピルメチルスルホン、イソプロピルメチルスルホン、ｎ−ブチルメチルスルホン、ｔ−ブチル
メチルスルホン、モノフルオロメチルメチルスルホン、ジフルオロメチルメチルスルホン、トリフルオロメチルメチルスルホン、モノフルオロエチルメチルスルホン、ジフルオロエチルメチルスルホン、トリフルオロエチルメチルスルホン、ペンタフルオロエチルメチルスルホン、エチルモノフルオロメチルスルホン、エチルジフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロメチルスルホン、エチルトリフルオロエチルスルホン、エチルペンタフルオロエチルスルホン、トリフルオロメチル−ｎ−プロピルスルホン、トリフルオロメチルイソプロピルスルホン、トリフルオロエチル−ｎ−ブチルスルホン、トリフルオロエチル−ｔ−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−ｎ−ブチルスルホン、トリフルオロメチル−ｔ−ブチルスルホン等がイオン伝導度が高く入出力が高い点で好ましい。

【0109】

スルホン系化合物の配合量は、通常、非水溶媒１００体積％中、好ましくは０．３体積％以上、より好ましくは０．５体積％以上、さらに好ましくは１体積％以上であり、また、好ましくは４０体積％以下、より好ましくは３５体積％以下、さらに好ましくは３０体積％以下である。この範囲であれば、サイクル特性や保存特性等の耐久性の向上効果が得られやすく、また、非水系電解液の粘度を適切な範囲とし、電気伝導率の低下を回避することができ、非水系電解液二次電池の充放電を高電流密度で行う場合に、充放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。

【0110】

１−３．一般式（１）で表される化合物
本発明は、リチウム塩とこれを溶解する非水系溶媒を含有してなる非水系電解液と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極、並びに正極を備えた非水系電解液二次電池であって、非水系電解液中に下記一般式（１）で表される化合物よりなる群から少なくとも一種以上を含有することを特徴としている。

【0111】

【化3】

【0112】

（式中、ＸとＺはＣＲ¹₂、Ｃ＝Ｏ、Ｃ＝Ｎ−Ｒ¹ 、Ｃ＝Ｐ−Ｒ¹ 、Ｏ、Ｓ、Ｎ−Ｒ¹ 、Ｐ−Ｒ¹ を表し、同一でも異なっていてもよい。ＹはＣＲ¹₂、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓ（＝Ｏ）₂、Ｐ（＝Ｏ）−Ｒ² 、Ｐ（＝Ｏ）−ＯＲ³ を表す。式中、Ｒ及びＲ¹ は水素、ハロゲン、または、置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。Ｒ² は置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ³ は、Ｌｉ、ＮＲ⁴₄または、置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ⁴ は置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。ｎおよびｍは０以上の整数を表す。Ｗは上記Ｒと同義であり、上記Ｒと同一でも異なっていてもよい。）

【0113】

＜一般式（１）で表される化合物＞
式中、ＸとＺは、一般式（１）に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、ＣＲ¹₂、Ｏ、Ｓ、Ｎ−Ｒ¹ がより好ましい。また、Ｙも一般式（１）に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、Ｃ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓ（＝Ｏ）₂ 、Ｐ（＝Ｏ）−Ｒ² 、Ｐ（＝Ｏ）−ＯＲ³ がより好ましい。ＲとＲ¹ は、一般式（１）に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、水素、フッ素、置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基があげられる。

【0114】

Ｒ² およびＲ⁴ は、一般式（１）に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい芳香族炭化水素・芳香族ヘテロ環があげられる。
Ｒ³ は、一般式（１）に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、Ｌｉ、置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい芳香族炭化水素・芳香族ヘテロ環があげられる。

【0115】

置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素、置換基を有してもよい芳香族炭化水素・芳香族ヘテロ環の、置換基としては特に限定はされないが、好ましくは、ハロゲン、カルボン酸、炭酸、スルホン酸、リン酸、亜リン酸等の置換基を有してもよい飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい不飽和脂肪族炭化水素基、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基のエステル等があげられ、さらに好ましくは、ハロゲン、最も好ましくはフッ素が好ましい。

【0116】

好ましい飽和脂肪族炭化水素として、具体的には、メチル基、エチル基、フルオロメチル基、ジフルオロメチル基、トリフルオロメチル基、１−フルオロエチル基、２−フルオロエチル基、１，１−ジフルオロエチル基、１，２−ジフルオロエチル基、２，２−ジフルオロエチル基、１，１、２−トリフルオロエチル基、１，２、２−トリフルオロエチル基、２、２、２−トリフルオロエチル基フェニル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基が好ましい。

【0117】

好ましい不飽和脂肪族炭化水素としては、具体的には、エテニル基、１−フルオロエテニル基、２−フルオロエテニル基、１−メチルエテニル基、２−プロペニル基、２−フルオロ−２−プロペニル基、３−フルオロ−２−プロペニル基、エチニル基、２−フルオロエチニル基、２−プロピニル基、３−フルオロ−２プロピニル基、が好ましい。
好ましい芳香族炭化水素としては、フェニル基、２−フルオロフェニル基、３−フルオロフェニル基、２、４−ジフルオロフェニル基、２、６−ジフルオロフェニル基、３、５−ジフルオロフェニル基、２、４、６−トリフルオロフェニル基、が好ましい。

【0118】

好ましい芳香族ヘテロ環としては、２−フラニル基、３−フラニル基、２−チオフェニル基、３−チオフェニル基、１−メチル−２−ピロリル基、１−メチル−３−ピロリル基、が好ましい。
これらの中でも、メチル基、エチル基、フルオロメチル基、トリフルオロメチル基、２−フルオロエチル基、２、２、２−トリフルオロエチル基、エテニル基、エチニル基、フェニル基、が好ましい。

【0119】

さらに好ましくは、メチル基、エチル基、エチニル基、が好ましい。
ｎおよびｍは一般式（１）に記載の範囲であれば特に限定されないが、好ましくは、０または１であり、さらに好ましくは、ｎ＝ｍ＝１またはｎ＝１、ｍ＝０である。
また、分子量は、好ましくは５０以上である。また、好ましくは５００以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が十分に発現されやすい。これら好ましい化合物の具体例としては、

【0120】

【化4】

【0121】

【化5】

【0122】

【化6】

【0123】

【化7】

【0124】

【化8】

【0125】

【化9】

【0126】

【化10】

【0127】

【化11】

【0128】

【化12】

【0129】

【化13】

【0130】

【化14】

【0131】

【化15】

【0132】

【化16】

【0133】

【化17】

【0134】

【化18】

【0135】

【化19】

【0136】

【化20】

【0137】

【化21】

【0138】

【化22】

【0139】

【化23】

【0140】

【化24】

【0141】

【化25】

【0142】

【化26】

【0143】

【化27】

【0144】

【化28】

【0145】

【化29】

【0146】

【化30】

【0147】

【化31】

【0148】

【化32】

【0149】

【化33】

【0150】

【化34】

【0151】

【化35】

【0152】

【化36】

【0153】

【化37】

【0154】

【化38】

【0155】

【化39】

【0156】

【化40】

【0157】

【化41】

【0158】

【化42】

【0159】

【化43】

【0160】

【化44】

【0161】

【化45】

【0162】

【化46】

【0163】

【化47】

【0164】

【化48】

【0165】

【化49】

【0166】

【化50】

【0167】

【化51】

【0168】

【化52】

【0169】

【化53】

【0170】

【化54】

【0171】

【化55】

【0172】

【化56】

【0173】

これらの中でも、その反応性と安定性の両面からＲが水素、フッ素またはエチニル基であることが好ましい。他の置換基である場合、反応性が低下し、期待する特性が低下する恐れが有る。また、フッ素以外のハロゲンで有る場合は、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。

【0174】

また、Ｒにおけるフッ素またはエチニル基の数は合わせて２つ以内で有ることが好ましい。これらの数が多すぎると、電解液との相溶性が悪化する恐れがあり、また、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。
また、これらの中でも、ｎ＝１、ｍ＝０が好ましい。双方が０である場合、環のひずみから安定性が悪化し、反応性が高くなりすぎて副反応が増加する恐れが有る。また、ｎ＝２以上、またはｎ＝１であっても、ｍ＝１以上で有る場合、環状より鎖状である方が安定となる恐れがあり、初期の特性を示さない恐れが有る。

【0175】

さらに、式中、ＸとＺは、ＣＲ¹₂またはＯがより好ましい。これら以外の場合、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。
また、分子量は、より好ましくは１００以上であり、また、より好ましくは２００以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する一般式（１）の溶解性をさらに確保しやすく、本発明の効果が十分にさらに発現されやすい。

【0176】

これらのうち、さらに好ましい化合物の具体例を以下に示す。

【化57】

【0177】

【化58】

【0178】

【化59】

【0179】

【化60】

【0180】

【化61】

【0181】

さらに好ましくは、Ｒが全て水素である場合である。この場合、期待される特性を維持しつつ、副反応が最も抑制される可能性が高い。また、ＹがＣ＝ＯまたはＳ＝Ｏの場合、ＸおよびＺのいずれか一方がＯである事が、ＹがＳ（＝Ｏ）₂、Ｐ（＝Ｏ）−Ｒ²、Ｐ（＝Ｏ）−ＯＲ³の場合ＸとＺが共にＯまたはＣＨ₂であるか、ＸとＺのいずれか一方がＯであり、もう一方がＣＨ₂で有ることが好ましい。ＹがＣ＝ＯまたはＳ＝Ｏの場合、ＸとＺが共にＣＨ₂であると、反応性が高すぎて副反応が増加する恐れが有る。

【0182】

これらの化合物の具体的を以下に示す。

【化62】

【0183】

一般式（１）の化合物のうち、一般式（２）であらわされる化合物が、工業的な製造の容易さの観点から、好ましい。

【0184】

【化63】

【0185】

上記式（２）中ＹはＣ＝Ｏ、Ｓ＝Ｏ、Ｓ（＝Ｏ）₂ 、Ｐ（＝Ｏ）−Ｒ² 、Ｐ（＝Ｏ）−ＯＲ³ を表す。Ｒ² は置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ³ は、Ｌｉ、ＮＲ⁴₄または、置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基である。Ｒ⁴ は置換基を有してもよい炭素数１から２０の炭化水素基であり、互いに同一であっても異なっていてもよい。
これら、好ましい条件を持つ化合物としては、具体的には以下に示す。

【0186】

【化64】

一般式（１）であらわされる化合物は、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有してもよい。また、一般式（１）であらわされる化合物の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。一般式（１）であらわされる化合物の配合量は、非水系電解液１００質量％中、好ましくは、０．００１質量％以上、より好ましくは０．０１質量％以上、さらに好ましくは０．１質量％以上であり、また、好ましくは５質量％以下、より好ましくは４質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。一方で少なすぎると、本発明における効果が十分に発揮しにくい場合があり、また多すぎると、抵抗が増加して出力や負荷特性が低下する場合がある。

【0187】

１−４．助剤
本発明の非水系電解液電池において、一般式（１）の化合物以外に、目的に応じて適宜助剤を用いてもよい。助剤としては、以下に示される不飽和結合を有する環状カーボネート、フッ素原子を有する不飽和環状カーボネート、過充電防止剤、その他の助剤、等が挙げられる。

【0188】

＜不飽和結合を有する環状カーボネート＞
本発明の非水系電解液において、非水系電解液電池の負極表面に皮膜を形成し、電池の長寿命化を達成するために、一般式（１）の化合物に加えて、一般式（１）の化合物の除いた不飽和結合を有する環状カーボネート（以下、「不飽和環状カーボネート」と略記する場合がある）を用いることができる。

【0189】

前記不飽和環状カーボネートとしては、炭素−炭素二重結合を有する環状カーボネートであれば、特に制限はなく、任意の不飽和カーボネートを用いることができる。なお、芳香環を有する環状カーボネートも、不飽和環状カーボネートに包含されることとする。
不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート類、芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類、フェニルカーボネート類、ビニルカーボネート類、アリルカーボネート類、カテコールカーボネート類等が挙げられる。

【0190】

ビニレンカーボネート類としては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、４，５−ジメチルビニレンカーボネート、フェニルビニレンカーボネート、４，５−ジフェニルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、４, ５- ビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、４, ５- ジアリルビニレンカーボネート等が挙げられる。

【0191】

芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたエチレンカーボネート類の具体例としては、ビニルエチレンカーボネート、４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４−メチル−５−ビニルエチレンカーボネート、４−アリル−５−ビニルエチレンカーボネート、フェニルエチレンカーボネート、４，５−ジフェニルエチレンカーボネート、４−フェニル−５−ビニルエチレンカーボネート、４−アリル−５−フェニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、４，５−ジアリルエチレンカーボネート、４−メチル−５−アリルエチレンカーボネート等が挙げられる。

【0192】

中でも、特に一般式（１）の化合物と併用するのに好ましい不飽和環状カーボネートとしては、ビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、４，５−ジメチルビニレンカーボネート、ビニルビニレンカーボネート、４, ５- ビニルビニレンカーボネート、アリルビニレンカーボネート、４, ５- ジアリルビニレンカーボネート、ビニルエチレンカーボネート、４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４−メチル−５−ビニルエチレンカーボネート、アリルエチレンカーボネート、４，５−ジアリルエチレンカーボネート、４−メチル−５−アリルエチレンカーボネート、４−アリル−５−ビニルエチレンカーボネートが、安定な界面保護被膜を形成するので、より好適に用いられる。

【0193】

不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、５０以上、２５０以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対する不飽和環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が十分に発現されやすい。不飽和環状カーボネートの分子量は、より好ましくは８０以上であり、また、より好ましくは１５０以下である。不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。

【0194】

不飽和環状カーボネートは、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有してもよい。また、不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。不飽和環状カーボネートの配合量は、非水系電解液１００質量％中、好ましくは、０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、さらに好ましくは０．２質量％以上であり、また、好ましくは５質量％以下、より好ましくは４質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。一方で少なすぎる場合は、本発明における効果が十分に発揮しない場合があり、また多すぎる場合は、抵抗が増加して出力や負荷特性が低下する場合がある。

【0195】

＜フッ素化不飽和環状カーボネート＞
フッ素化環状カーボネートとして、不飽和結合とフッ素原子とを有する環状カーボネート（以下、「フッ素化不飽和環状カーボネート」と略記する場合がある）を用いることも好ましい。フッ素化不飽和環状カーボネートが有するフッ素原子の数は１以上があれば、特に制限されない。中でもフッ素原子が通常６以下、好ましくは４以下であり、１個又は２個のものが最も好ましい。

【0196】

フッ素化不飽和環状カーボネートとしては、フッ素化ビニレンカーボネート誘導体、芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体等が挙げられる。
フッ素化ビニレンカーボネート誘導体としては、４−フルオロビニレンカーボネート、４−フルオロ−５−メチルビニレンカーボネート、４−フルオロ−５−フェニルビニレンカーボネート、４−アリル−５−フルオロビニレンカーボネート、４−フルオロ−５−ビニルビニレンカーボネート等が挙げられる。

【0197】

芳香環又は炭素−炭素二重結合を有する置換基で置換されたフッ素化エチレンカーボネート誘導体としては、４−フルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−ビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−アリルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４，５−ジアリルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４，５−ジアリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４−フェニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−フェニルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−５−フェニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−フェニルエチレンカーボネート等が挙げられる。

【0198】

中でも、特に一般式（１）の化合物と併用するのに好ましいフッ素化不飽和環状カーボネートとしては、４−フルオロビニレンカーボネート、４−フルオロ−５−メチルビニレ
ンカーボネート、４−フルオロ−５−ビニルビニレンカーボネート、４−アリル−５−フルオロビニレンカーボネート、４−フルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−ビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−５−アリルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４，４−ジフルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−ビニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４−アリルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４−フルオロ−４，５−ジアリルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４，５−ジビニルエチレンカーボネート、４，５−ジフルオロ−４，５−ジアリルエチレンカーボネートが、安定な界面保護被膜を形成するので、より好適に用いられる。

【0199】

フッ素化不飽和環状カーボネートの分子量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。分子量は、好ましくは、５０以上であり、また、２５０以下である。この範囲であれば、非水系電解液に対するフッ素化環状カーボネートの溶解性を確保しやすく、本発明の効果が発現されやすい。フッ素化不飽和環状カーボネートの製造方法は、特に制限されず、公知の方法を任意に選択して製造することが可能である。分子量は、より好ましくは１００以上であり、また、より好ましくは２００以下である。

【0200】

フッ素化不飽和環状カーボネートは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併有してもよい。また、フッ素化不飽和環状カーボネートの配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。フッ素化不飽和環状カーボネートの配合量は、通常、非水系電解液１００質量％中、好ましくは０．０１質量％以上、より好ましくは０．１質量％以上、さらに好ましくは０．２質量％以上であり、また、好ましくは５質量％以下、より好ましくは４質量％以下、さらに好ましくは３質量％以下である。この範囲であれば、非水系電解液二次電池が十分なサイクル特性向上効果を発現しやすく、また、高温保存特性が低下し、ガス発生量が多くなり、放電容量維持率が低下するといった事態を回避しやすい。一方で少なすぎる場合は、本発明における効果が十分に発揮しない場合があり、また多すぎる場合は、抵抗が増加して出力や負荷特性が低下する場合がある。

【0201】

＜過充電防止剤＞
本発明の非水系電解液において、非水系電解液二次電池が過充電等の状態になった際に電池の破裂・発火を効果的に抑制するために、過充電防止剤を用いることができる。
過充電防止剤としては、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、ジフェニルエーテル、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フッ素化物；２，４−ジフルオロアニソール、２，５−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソール、３，５−ジフルオロアニソール等の含フッ素アニソール化合物等が挙げられる。中でも、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、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の芳香族化合物が好ましい。これらは１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。２種以上併用する場合は、特に、シクロヘキシルベンゼンとｔ−ブチルベンゼン又はｔ−アミルベンゼンとの組み合わせ、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−アミルベンゼン等の酸素を含有しない芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種と、ジフェニルエーテル、ジベンゾフラン等の含酸素芳香族化合物から選ばれる少なくとも１種を併用するのが過充電防止特性と高温保存特性のバランスの点から好ましい。

【0202】

過充電防止剤の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。過充電防止剤は、非水系電解液１００質量％中、好ましくは、０．１質量％以上であり、また、５質量％以下である。この範囲でれば、過充電防止剤の効果を十分に発現させやすく、また、高温保存特性等の電池の特性が低下するといった事態も回避しやすい。過充電防止剤は、より好ましくは０．２質量％以上、さらに好ましくは０．３質量％以上、特に好ましくは０．５質量％以上であり、また、より好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは２質量％以下である。

【0203】

＜その他の助剤＞
本発明の非水系電解液には、公知のその他の助剤を用いることができる。その他の助剤としては、エリスリタンカーボネート、スピロ−ビス−ジメチレンカーボネート、メトキシエチル−メチルカーボネート等のカーボネート化合物；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、無水ジグリコール酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物及びフェニルコハク酸無水物等のカルボン酸無水物；２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン、３，９−ジビニル−２，４，８，１０−テトラオキサスピロ［５．５］ウンデカン等のスピロ化合物；エチレンサルファイト、１，３−プロパンスルトン、１−フルオロ−１，３−プロパンスルトン、２−フルオロ−１，３−プロパンスルトン、３−フルオロ−１，３−プロパンスルトン、１−プロペン−１，３−スルトン、１−フルオロ−１−プロペン−１，３−スルトン、２−フルオロ−１−プロペン−１，３−スルトン、３−フルオロ−１−プロペン−１，３−スルトン、１，４−ブタンスルトン、１−ブテン−１，４−スルトン、３−ブテン−１，４−スルトン、フルオロスルホン酸メチル、フルオロスルホン酸エチル、メタンスルホン酸メチル、メタンスルホン酸エチル、ブスルファン、スルホレン、ジフェニルスルホン、Ｎ，Ｎ−ジメチルメタンスルホンアミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルメタンスルホンアミド等の含硫黄化合物；１−メチル−２−ピロリジノン、１−メチル−２−ピペリドン、３−メチル−２−オキサゾリジノン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン及びＮ−メチルスクシンイミド等の含窒素化合物；ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン、シクロヘプタン等の炭化水素化合物、フルオロベンゼン、ジフルオロベンゼン、ヘキサフルオロベンゼン、ベンゾトリフルオライド等の含フッ素芳香族化合物等が挙げられる。これらは１種を単独で用いても、２種以上を併用してもよい。これらの助剤を添加することにより、高温保存後の容量維持特性やサイクル特性を向上させることができる。

【0204】

その他の助剤の配合量は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。その他の助剤は、非水系電解液１００質量％中、好ましくは、０．０１質量％以上であり、また、５質量％以下である。この範囲であれば、その他助剤の効果が十分に発現させやすく、高負荷放電特性等の電池の特性が低下するといった事態も回避しやすい。その他の助剤の配合量は、より好ましくは０．１質量％以上、さらに好ましくは０．２質量％以上であり、また、より好ましくは３質量％以下、さらに好ましくは１質量％以下である。

【0205】

以上に記載してきた非水系電解液は、本発明に記載の非水系電解液電池の内部に存在するものも含まれる。具体的には、リチウム塩や溶媒、助剤等の非水系電解液の構成要素を別途合成し、実質的に単離されたものから非水系電解液を調整し、下記に記載する方法にて別途組み立てた電池内に注液して得た非水系電解液電池内の非水系電解液である場合や、本発明の非水系電解液の構成要素を個別に電池内に入れておき、電池内にて混合させることにより本発明の非水系電解液と同じ組成を得る場合、更には、本発明の非水系電解液を構成する化合物を該非水系電解液電池内で発生させて、本発明の非水系電解液と同じ組成を得る場合も含まれるものとする。

【0206】

３．電池構成
本発明の非水系電解液電池は、非水系電解液電池の中でも二次電池用、例えばリチウム二次電池用の電解液として用いるのに好適である。以下、本発明の非水系電解液を用いた非水系電解液電池について説明する。
本発明の非水系電解液二次電池は、公知の構造を採ることができ、典型的には、イオン（例えば、リチウムイオン）を吸蔵・放出可能な負極及び正極と、上記の本発明の非水系電解液とを備える。

【0207】

４．正極
＜正極活物質＞
以下に正極に使用される正極活物質について述べる。
（組成）
正極活物質としては、電気化学的にリチウムイオンを吸蔵・放出可能なものであれば特に制限されないが、例えば、リチウムと少なくとも１種の遷移金属を含有する物質が好ましい。具体例としては、リチウム遷移金属複合酸化物、リチウム含有遷移金属リン酸化合物が挙げられる。

【0208】

リチウム遷移金属複合酸化物の遷移金属としてはＶ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等が好ましく、具体例としては、ＬｉＣｏＯ₂ 等のリチウム・コバルト複合酸化物、ＬｉＮｉＯ₂ 等のリチウム・ニッケル複合酸化物、ＬｉＭｎＯ₂ 、ＬｉＭｎ₂ Ｏ₄、Ｌｉ₂ ＭｎＯ₄ 等のリチウム・マンガン複合酸化物、これらのリチウム遷移金属複合酸化物の主体となる遷移金属原子の一部をＮａ、Ｋ、Ｂ、Ｆ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｗ等の他の元素で置換したもの等が挙げられる。置換されたものの具体例としては、例えば、ＬｉＮｉ_0.5 Ｍｎ_0.5 Ｏ₂ 、ＬｉＮｉ_0.85Ｃｏ_0.10Ａｌ_0.05Ｏ₂ 、ＬｉＮｉ_0.33Ｃｏ_0.33Ｍｎ_0.33Ｏ₂ 、ＬｉＮｉ_0.45Ｃｏ_0.10Ａｌ_0.45Ｏ₂ 、ＬｉＭｎ_1.8 Ａｌ_0.2 Ｏ₄ 、ＬｉＭｎ_1.5 Ｎｉ_0.5 Ｏ₄ 等が挙げられる。

【0209】

リチウム含有遷移金属リン酸化合物の遷移金属としては、Ｖ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ等が好ましく、具体例としては、例えば、ＬｉＦｅＰＯ₄ 、Ｌｉ₃ Ｆｅ₂ （ＰＯ₄ ）₃ 、ＬｉＦｅＰ₂ Ｏ₇ 等のリン酸鉄類、ＬｉＣｏＰＯ₄ 等のリン酸コバルト類、これらのリチウム遷移金属リン酸化合物の主体となる遷移金属原子の一部をＡｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｓｉ等の他の元素で置換したもの等が挙げられる。

【0210】

また、正極活物質にリン酸リチウムを含ませると、連続充電特性が向上するので好ましい。リン酸リチウムの使用に制限はないが、前記の正極活物質とリン酸リチウムを混合して用いることが好ましい。使用するリン酸リチウムの量は前記正極活物質とリン酸リチウムの合計に対し、下限が、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上、さらに好ましくは０．５質量％以上であり、上限が、好ましくは１０質量％以下、より好ましくは８質量％以下、さらに好ましくは５質量％以下である。

【0211】

（表面被覆）
また、上記正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。

【0212】

これら表面付着物質は、例えば、溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加、乾燥する方法、表面付着物質前駆体を溶媒に溶解又は懸濁させて該正極活物質に含浸添加後、加熱等により反応させる方法、正極活物質前駆体に添加して同時に焼成する方法等により該正極活物質表面に付着させることができる。なお、炭素を付着させる場合には、炭素質を、例えば、活性炭等の形で後から機械的に付着させる方法も用いることもできる。

【0213】

表面付着物質の量としては、該正極活物質に対して質量で、下限として好ましくは０．１ｐｐｍ以上、より好ましくは１ｐｐｍ以上、さらに好ましくは１０ｐｐｍ以上、上限として、好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下、さらに好ましくは５％以下で用いられる。表面付着物質により、正極活物質表面での電解液の酸化反応を抑制することができ、電池寿命を向上させることができるが、その付着量が少なすぎる場合その効果は十分に発現せず、多すぎる場合には、リチウムイオンの出入りを阻害するため抵抗が増加する場合がある。

【0214】

本発明においては、正極活物質の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものをも「正極活物質」という。
（形状）
正極活物質の粒子の形状は、従来用いられるような、塊状、多面体状、球状、楕円球状、板状、針状、柱状等が挙げられる。また、一次粒子が凝集して、二次粒子を形成していてもよい。

【0215】

（タップ密度）
正極活物質のタップ密度は、好ましくは０．５ｇ／ｃｍ³ 以上、より好ましくは０．８ｇ／ｃｍ³ 以上、さらに好ましくは１．０ｇ／ｃｍ³ 以上である。該正極活物質のタップ密度が上記下限を下回ると正極活物質層形成時に、必要な分散媒量が増加すると共に、導電材や結着剤の必要量が増加し、正極活物質層への正極活物質の充填率が制約され、電池容量が制約される場合がある。タップ密度の高い複合酸化物粉体を用いることにより、高密度の正極活物質層を形成することができる。タップ密度は一般に大きいほど好ましく、特に上限はないが、大きすぎると、正極活物質層内における電解液を媒体としたリチウムイオンの拡散が律速となり、負荷特性が低下しやすくなる場合があるため、上限は、好ましくは４．０ｇ／ｃｍ³ 以下、より好ましくは３．７ｇ／ｃｍ³ 以下、さらに好ましくは３．５ｇ／ｃｍ³ 以下である。

【0216】

なお、本発明では、タップ密度は、正極活物質粉体５〜１０ｇを１０ｍｌのガラス製メスシリンダーに入れ、ストローク約２０ｍｍで２００回タップした時の粉体充填密度（タップ密度）ｇ／ｃｃとして求める。

【0217】

（メジアン径ｄ₅₀）
正極活物質の粒子のメジアン径ｄ₅₀（一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には二次粒子径）は好ましくは０．３μｍ以上、より好ましくは０．５μｍ以上、さらに好ましくは０．８μｍ以上、最も好ましくは１．０μｍ以上であり、上限は、好ましくは３０μｍ以下、より好ましくは２７μｍ以下、さらに好ましくは２５μｍ以下、最も好ましくは２２μｍ以下である。上記下限を下回ると、高タップ密度品が得られなくなる場合があり、上限を超えると粒子内のリチウムの拡散に時間がかかるため、電池性能の低下をきたしたり、電池の正極作成、即ち活物質と導電材やバインダー等を溶媒でスラリー化し、薄膜状に塗布する際に、スジを引く等の問題を生ずる場合がある。ここで、異なるメジアン径ｄ₅₀をもつ該正極活物質を２種類以上混合することで、正極作成時の充填性をさらに向上させることができる。

【0218】

なお、本発明では、メジアン径ｄ₅₀は、公知のレーザー回折／散乱式粒度分布測定装置
によって測定される。粒度分布計としてＨＯＲＩＢＡ社製ＬＡ−９２０を用いる場合、測定の際に用いる分散媒として、０．１質量％ヘキサメタリン酸ナトリウム水溶液を用い、５分間の超音波分散後に測定屈折率１．２４を設定して測定される。

【0219】

（平均一次粒子径）
一次粒子が凝集して二次粒子を形成している場合には、該正極活物質の平均一次粒子径としては、好ましくは０．０５μｍ以上、より好ましくは０．１μｍ以上、さらに好ましくは０．２μｍ以上であり、上限は、好ましくは５μｍ以下、より好ましくは４μｍ以下、さらに好ましくは３μｍ以下、最も好ましくは２μｍ以下である。上記上限を超えると球状の二次粒子を形成し難く、粉体充填性に悪影響を及ぼしたり、比表面積が大きく低下するために、出力特性等の電池性能が低下する可能性が高くなる場合がある。逆に、上記下限を下回ると、通常、結晶が未発達であるために充放電の可逆性が劣る等の問題を生ずる場合がある。

【0220】

なお、本発明では、一次粒子径は、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）を用いた観察により測定される。具体的には、１００００倍の倍率の写真で、水平方向の直線に対する一次粒子の左右の境界線による切片の最長の値を、任意の５０個の一次粒子について求め、平均値をとることにより求められる。

【0221】

（ＢＥＴ比表面積）
正極活物質のＢＥＴ比表面積は、好ましくは０．１ｍ² ／ｇ以上、より好ましくは０．２ｍ² ／ｇ以上、さらに好ましくは０．３ｍ² ／ｇ以上であり、上限は５０ｍ² ／ｇ以下、好ましくは４０ｍ² ／ｇ以下、さらに好ましくは３０ｍ² ／ｇ以下である。ＢＥＴ比表面積がこの範囲よりも小さいと電池性能が低下しやすく、大きいとタップ密度が上がりにくくなり、正極活物質層形成時の塗布性に問題が発生しやすい場合がある。

【0222】

なお、本発明では、ＢＥＴ比表面積は、表面積計（例えば、大倉理研製全自動表面積測定装置）を用い、試料に対して窒素流通下１５０℃で３０分間、予備乾燥を行なった後、大気圧に対する窒素の相対圧の値が０．３となるように正確に調整した窒素ヘリウム混合ガスを用い、ガス流動法による窒素吸着ＢＥＴ１点法によって測定した値で定義される。

【0223】

（正極活物質の製造法）
正極活物質の製造法としては、無機化合物の製造法として一般的な方法が用いられる。特に球状ないし楕円球状の活物質を作成するには種々の方法が考えられるが、例えば、遷移金属の原料物質を水等の溶媒中に溶解ないし粉砕分散して、攪拌をしながらｐＨを調節して球状の前駆体を作成回収し、これを必要に応じて乾燥した後、ＬｉＯＨ、Ｌｉ₂ ＣＯ₃ 、ＬｉＮＯ₃ 等のＬｉ源を加えて高温で焼成して活物質を得る方法等が挙げられる。

【0224】

正極の製造のために、前記の正極活物質を単独で用いてもよく、異なる組成の１種以上とを、任意の組み合わせ又は比率で併用してもよい。この場合の好ましい組み合わせとしては、ＬｉＣｏＯ₂ とＬｉＮｉ_0.33Ｃｏ_0.33Ｍｎ_0.33Ｏ₂ などのＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ 若しくはこのＭｎの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせ、あるいは、ＬｉＣｏＯ₂ 若しくはこのＣｏの一部を他の遷移金属等で置換したものとの組み合わせが挙げられる。

【0225】

＜正極の構成と作製法＞
以下に、正極の構成について述べる。本発明において、正極は、正極活物質と結着剤とを含有する正極活物質層を、集電体上に形成して作製することができる。正極活物質を用いる正極の製造は、常法により行うことができる。即ち、正極活物質と結着剤、並びに必要に応じて導電材及び増粘剤等を乾式で混合してシート状にしたものを正極集電体に圧着
するか、又はこれらの材料を液体媒体に溶解又は分散させてスラリーとして、これを正極集電体に塗布し、乾燥することにより、正極活物質層を集電体上に形成されることにより正極を得ることができる。

【0226】

正極活物質の、正極活物質層中の含有量は、好ましくは８０質量％以上、より好ましくは８２質量％以上、特に好ましくは８４質量％以上である。また上限は、好ましくは９９質量％以下、より好ましくは９８質量％以下である。正極活物質層中の正極活物質の含有量が低いと電気容量が不十分となる場合がある。逆に含有量が高すぎると正極の強度が不足する場合がある。

【0227】

塗布、乾燥によって得られた正極活物質層は、正極活物質の充填密度を上げるために、ハンドプレス、ローラープレス等により圧密化することが好ましい。正極活物質層の密度は、下限として好ましくは１．５ｇ／ｃｍ³ 以上、より好ましくは２ｇ／ｃｍ³ 、さらに好ましくは２．２ｇ／ｃｍ³ 以上であり、上限としては、好ましくは５ｇ／ｃｍ³ 以下、より好ましくは４．５ｇ／ｃｍ³ 以下、さらに好ましくは４ｇ／ｃｍ³ 以下の範囲である。この範囲を上回ると集電体／活物質界面付近への電解液の浸透性が低下し、特に高電流密度での充放電特性が低下し高出力が得られない場合がある。また下回ると活物質間の導電性が低下し、電池抵抗が増大し高出力が得られない場合がある。

【0228】

（導電材）
導電材としては、公知の導電材を任意に用いることができる。具体例としては、銅、ニッケル等の金属材料；天然黒鉛、人造黒鉛等の黒鉛（グラファイト）；アセチレンブラック等のカーボンブラック；ニードルコークス等の無定形炭素等の炭素材料等が挙げられる。なお、これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。導電材は、正極活物質層中に、通常０．０１質量％以上、好ましくは０．１質量％以上、より好ましくは１質量％以上であり、また上限は、通常５０質量％以下、好ましくは３０質量％以下、より好ましくは１５質量％以下含有するように用いられる。含有量がこの範囲よりも低いと導電性が不十分となる場合がある。逆に、含有量がこの範囲よりも高いと電池容量が低下する場合がある。

【0229】

（結着剤）
正極活物質層の製造に用いる結着剤としては、特に限定されず、塗布法の場合は、電極製造時に用いる液体媒体に対して溶解又は分散される材料であればよいが、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリイミド、芳香族ポリアミド、セルロース、ニトロセルロース等の樹脂系高分子；ＳＢＲ（スチレン−ブタジエンゴム）、ＮＢＲ（アクリロニトリル−ブタジエンゴム）、フッ素ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレンゴム等のゴム状高分子；スチレン・ブタジエン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物、ＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエン三元共重合体）、スチレン・エチレン・ブタジエン・エチレン共重合体、スチレン・イソプレン・スチレンブロック共重合体又はその水素添加物等の熱可塑性エラストマー状高分子；シンジオタクチック−１，２−ポリブタジエン、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、プロピレン・α−オレフィン共重合体等の軟質樹脂状高分子；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン・エチレン共重合体等のフッ素系高分子；アルカリ金属イオン（特にリチウムイオン）のイオン伝導性を有する高分子組成物等が挙げられる。なお、これらの物質は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

【0230】

正極活物質層中の結着剤の割合は、通常０．１質量％以上、好ましくは１質量％以上、さらに好ましくは１．５質量％以上であり、上限は、通常８０質量％以下、好ましくは６
０質量％以下、さらに好ましくは４０質量％以下、最も好ましくは１０質量％以下である。結着剤の割合が低すぎると、正極活物質を十分保持できずに正極の機械的強度が不足し、サイクル特性等の電池性能を悪化させてしまう場合がある。一方で、高すぎると、電池容量や導電性の低下につながる場合がある。

【0231】

（スラリー形成溶媒）
スラリーを形成するための溶媒としては、正極活物質、導電材、結着剤、並びに必要に応じて使用される増粘剤を溶解又は分散することが可能な溶媒であれば、その種類に特に制限はなく、水系溶媒と有機系溶媒のどちらを用いてもよい。水系媒体としては、例えば、水、アルコールと水との混合媒等が挙げられる。有機系媒体としては、例えば、ヘキサン等の脂肪族炭化水素類；ベンゼン、トルエン、キシレン、メチルナフタレン等の芳香族炭化水素類；キノリン、ピリジン等の複素環化合物；アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類；酢酸メチル、アクリル酸メチル等のエステル類；ジエチレントリアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノプロピルアミン等のアミン類；ジエチルエーテル、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）等のエーテル類；Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等のアミド類；ヘキサメチルホスファルアミド、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性極性溶媒等が挙げられる。

【0232】

特に水系媒体を用いる場合、増粘剤と、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）等のラテックスを用いてスラリー化するのが好ましい。増粘剤は、通常、スラリーの粘度を調製するために使用される。増粘剤としては、特に制限はないが、具体的には、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、酸化スターチ、リン酸化スターチ、カゼイン及びこれらの塩等が挙げられる。これらは、１種を単独で用いても、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。さらに増粘剤を添加する場合には、活物質に対する増粘剤の割合は、０．１質量％以上、好ましくは０．２質量％以上、より好ましくは０．３質量％以上であり、また、上限としては５質量％以下、好ましくは３質量％以下、より好ましくは２質量％以下の範囲である。この範囲を下回ると、著しく塗布性が低下する場合がある。上回ると、正極活物質層に占める活物質の割合が低下し、電池の容量が低下する問題や正極活物質間の抵抗が増大する問題が生じる場合がある。

【0233】

（集電体）
正極集電体の材質としては特に制限されず、公知のものを任意に用いることができる。具体例としては、アルミニウム、ステンレス鋼、ニッケルメッキ、チタン、タンタル等の金属材料；カーボンクロス、カーボンペーパー等の炭素材料が挙げられる。中でも金属材料、特にアルミニウムが好ましい。

【0234】

集電体の形状としては、金属材料の場合、金属箔、金属円柱、金属コイル、金属板、金属薄膜、エキスパンドメタル、パンチメタル、発泡メタル等が挙げられ、炭素材料の場合、炭素板、炭素薄膜、炭素円柱等が挙げられる。これらのうち、金属薄膜が好ましい。なお、薄膜は適宜メッシュ状に形成してもよい。薄膜の厚さは任意であるが、通常１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、また上限は、通常１ｍｍ以下、好ましくは１００μｍ以下、より好ましくは５０μｍ以下である。薄膜がこの範囲よりも薄いと集電体として必要な強度が不足する場合がある。逆に、薄膜がこの範囲よりも厚いと取り扱い性が損なわれる場合がある。

【0235】

また、集電体の表面に導電助剤が塗布されていることも、集電体と正極活物質層の電子接触抵抗を低下させる観点で好ましい。導電助剤としては、炭素や、金、白金、銀等の貴金属類が挙げられる。
集電体と正極活物質層の厚さの比は特には限定されないが、（電解液注液直前の片面の正極活物質層の厚さ）／（集電体の厚さ）の値が２０以下であることが好ましく、より好ましくは１５以下、最も好ましくは１０以下であり、下限は、０．５以上が好ましく、より好ましくは０．８以上、最も好ましくは１以上の範囲である。この範囲を上回ると、高電流密度充放電時に集電体がジュール熱による発熱を生じる場合がある。この範囲を下回ると、正極活物質に対する集電体の体積比が増加し、電池の容量が減少する場合がある。

【0236】

（電極面積）
本発明の非水系電解液を用いる場合、高出力かつ高温時の安定性を高める観点から、正極活物質層の面積は、電池外装ケースの外表面積に対して大きくすることが好ましい。具体的には、二次電池の外装の表面積に対する正極の電極面積の総和が面積比で１５倍以上とすることが好ましく、さらに４０倍以上とすることがより好ましい。外装ケースの外表面積とは、有底角型形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分の縦と横と厚さの寸法から計算で求める総面積をいう。有底円筒形状の場合には、端子の突起部分を除いた発電要素が充填されたケース部分を円筒として近似する幾何表面積である。正極の電極面積の総和とは、負極活物質を含む合材層に対向する正極合材層の幾何表面積であり、集電体箔を介して両面に正極合材層を形成してなる構造では、それぞれの面を別々に算出する面積の総和をいう。

【0237】

（正極板の厚さ）
正極板の厚さは特に限定されないが、高容量かつ高出力の観点から、芯材の金属箔厚さを差し引いた合材層の厚さは、集電体の片面に対して下限として、好ましくは１０μｍ以上、より好ましくは２０μｍ以上で、上限としては、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは４５０μｍ以下である。

【0238】

（正極板の表面被覆）
また、上記正極板の表面に、これとは異なる組成の物質が付着したものを用いてもよい。表面付着物質としては酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化ホウ素、酸化アンチモン、酸化ビスマス等の酸化物、硫酸リチウム、硫酸ナトリウム、硫酸カリウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸アルミニウム等の硫酸塩、炭酸リチウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の炭酸塩、炭素等が挙げられる。

【0239】

５．セパレータ
正極と負極との間には、短絡を防止するために、通常はセパレータを介在させる。この合、本発明の非水系電解液は、通常はこのセパレータに含浸させて用いる。
セパレータの材料や形状については特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。中でも、本発明の非水系電解液に対し安定な材料で形成された、樹脂、ガラス繊維、無機物等が用いられ、保液性に優れた多孔性シート又は不織布状の形態の物等を用いるのが好ましい。

【0240】

樹脂、ガラス繊維セパレータの材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、芳香族ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテルスルホン、ガラスフィルター等を用いることができる。中でも好ましくはガラスフィルター、ポリオレフィンであり、さらに好ましくはポリオレフィンである。これらの材料は１種を単独で用いてもよく、２種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用してもよい。

【0241】

セパレータの厚さは任意であるが、通常１μｍ以上であり、５μｍ以上が好ましく、８μｍ以上がさらに好ましく、また、通常５０μｍ以下であり、４０μｍ以下が好ましく、３０μｍ以下がさらに好ましい。セパレータが、上記範囲より薄過ぎると、絶縁性や機械的強度が低下する場合がある。また、上記範囲より厚過ぎると、レート特性等の電池性能が低下する場合があるばかりでなく、非水系電解液二次電池全体としてのエネルギー密度が低下する場合がある。

【0242】

さらに、セパレータとして多孔性シートや不織布等の多孔質のものを用いる場合、セパレータの空孔率は任意であるが、通常２０％以上であり、３５％以上が好ましく、４５％以上がさらに好ましく、また、通常９０％以下であり、８５％以下が好ましく、７５％以下がさらに好ましい。空孔率が、上記範囲より小さ過ぎると、膜抵抗が大きくなってレート特性が悪化する傾向がある。また、上記範囲より大き過ぎると、セパレータの機械的強度が低下し、絶縁性が低下する傾向にある。

【0243】

また、セパレータの平均孔径も任意であるが、通常０．５μｍ以下であり、０．２μｍ以下が好ましく、また、通常０．０５μｍ以上である。平均孔径が、上記範囲を上回ると、短絡が生じ易くなる。また、上記範囲を下回ると、膜抵抗が大きくなりレート特性が低下する場合がある。
一方、無機物の材料としては、例えば、アルミナや二酸化ケイ素等の酸化物、窒化アルミや窒化ケイ素等の窒化物、硫酸バリウムや硫酸カルシウム等の硫酸塩が用いられ、粒子形状もしくは繊維形状のものが用いられる。

【0244】

形態としては、不織布、織布、微多孔性フィルム等の薄膜形状のものが用いられる。薄膜形状では、孔径が０．０１〜１μｍ、厚さが５〜５０μｍのものが好適に用いられる。上記の独立した薄膜形状以外に、樹脂製の結着剤を用いて上記無機物の粒子を含有する複合多孔層を正極及び／又は負極の表層に形成させてなるセパレータを用いることができる。例えば、正極の両面に９０％粒径が１μｍ未満のアルミナ粒子を、フッ素樹脂を結着剤として多孔層を形成させることが挙げられる。

【0245】

６．電池設計
＜電極群＞
電極群は、上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介してなる積層構造のもの、及び上記の正極板と負極板とを上記のセパレータを介して渦巻き状に捲回した構造のもののいずれでもよい。電極群の体積が電池内容積に占める割合（以下、電極群占有率と称する）は、通常４０％以上であり、５０％以上が好ましく、また、通常９０％以下であり、８０％以下が好ましい。

【0246】

電極群占有率が、上記範囲を下回ると、電池容量が小さくなる。また、上記範囲を上回ると空隙スペースが少なく、電池が高温になることによって部材が膨張したり電解質の液成分の蒸気圧が高くなったりして内部圧力が上昇し、電池としての充放電繰り返し性能や高温保存等の諸特性を低下させたり、さらには、内部圧力を外に逃がすガス放出弁が作動する場合がある。

【0247】

＜集電構造＞
集電構造は、特に制限されないが、本発明の非水系電解液による高電流密度の充放電特性の向上をより効果的に実現するには、配線部分や接合部分の抵抗を低減する構造にすることが好ましい。この様に内部抵抗を低減させた場合、本発明の非水系電解液を使用した効果は特に良好に発揮される。

【0248】

電極群が上記の積層構造のものでは、各電極層の金属芯部分を束ねて端子に溶接して形成される構造が好適に用いられる。一枚の電極面積が大きくなる場合には、内部抵抗が大きくなるので、電極内に複数の端子を設けて抵抗を低減することも好適に用いられる。電極群が上記の捲回構造のものでは、正極及び負極にそれぞれ複数のリード構造を設け、端
子に束ねることにより、内部抵抗を低くすることができる。

【0249】

＜外装ケース＞
外装ケースの材質は用いられる非水系電解液に対して安定な物質であれば特に制限されない。具体的には、ニッケルめっき鋼板、ステンレス、アルミニウム又はアルミニウム合金、マグネシウム合金等の金属類、又は、樹脂とアルミ箔との積層フィルム（ラミネートフィルム）が用いられる。軽量化の観点から、アルミニウム又はアルミニウム合金の金属、ラミネートフィルムが好適に用いられる。

【0250】

金属類を用いる外装ケースでは、レーザー溶接、抵抗溶接、超音波溶接により金属同士を溶着して封止密閉構造とするもの、若しくは、樹脂製ガスケットを介して上記金属類を用いてかしめ構造とするものが挙げられる。上記ラミネートフィルムを用いる外装ケースでは、樹脂層同士を熱融着することにより封止密閉構造とするもの等が挙げられる。シール性を上げるために、上記樹脂層の間にラミネートフィルムに用いられる樹脂と異なる樹脂を介在させてもよい。特に、集電端子を介して樹脂層を熱融着して密閉構造とする場合には、金属と樹脂との接合になるので、介在する樹脂として極性基を有する樹脂や極性基を導入した変成樹脂が好適に用いられる。

【0251】

＜保護素子＞
保護素子として、異常発熱や過大電流が流れた時に抵抗が増大するＰＴＣ（PositiveTemperature Coefficient）、温度ヒューズ、サーミスター、異常発熱時に電池内部圧力や内部温度の急激な上昇により回路に流れる電流を遮断する弁（電流遮断弁）等を使用することができる。上記保護素子は高電流の通常使用で作動しない条件のものを選択することが好ましく、保護素子がなくても異常発熱や熱暴走に至らない設計にすることがより好ましい。

【0252】

＜外装体＞
本発明の非水系電解液二次電池は、通常、上記の非水系電解液、負極、正極、セパレータ等を外装体内に収納して構成される。この外装体は、特に制限されず、本発明の効果を著しく損なわない限り、公知のものを任意に採用することができる。具体的に、外装体の材質は任意であるが、通常は、例えばニッケルメッキを施した鉄、ステンレス、アルミニウム又はその合金、ニッケル、チタン等が用いられる。

【0253】

また、外装体の形状も任意であり、例えば円筒型、角形、ラミネート型、コイン型、大型等のいずれであってもよい。

【0254】

７．電池性能
本発明で得られた電池は、特に制限なく用いることができるが、好ましくは高電圧化や高容量化された電池に用いることができる。

【0255】

高電圧化とは、例えばリチウムイオン二次電池の場合、通常４．２５Ｖ以上、好ましくは４．３以上である。
また、高容量化とは、例えば１８６５０型電池の場合、通常２６００ｍＡｈ以上、好ましくは２８００ｍＡｈ以上、より好ましくは、３０００ｍＡｈ以上である。

【実施例】

【0256】

以下に、実施例及び比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。

【0257】

＜実施例１＞
［負極］
以下の物性を有する球形化された天然黒鉛混合物を負極活物質として用いた。具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が２５％、アスペクト比が８．４、格子面（００２面）のｄ値（層間距離）が０．３３６ｎｍ、結晶子サイズＬｃ、Ｌａが１００ｎｍ以上、体積基準平均粒径が２１．８μｍ、ＢＥＴ比表面積が５．０ｍ²／ｇ、タップ密度が１．００ｇ・ｃｍ^-3、ラマンＲ値が０．２１、粉体の配向比が０．２５である球形化された天然黒鉛混合物を用いた。ここで、球形化された天然黒鉛混合物には、球形化天然黒鉛粒子と球形化天然黒鉛粒子の１０００℃熱処理物を１対１の質量割合で混合した混合物を用いた。

【0258】

前記負極活物質９８質量部に、増粘剤及びバインダーとして、それぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン（カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度１質量％）１００質量部及びスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン（スチレン−ブタジエンゴムの濃度５０質量％）１質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ１８μｍの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で電極密度１．７ｇ／ｃｍ³に圧延し、切り出したものを負極として用いた。

【0259】

［正極］
正極活物質としてＬｉＣｏＯ₂ を９０質量％と、導電材としてのアセチレンブラック５質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン５質量％とを、Ｎ−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、厚さ１５μｍのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延し、切り出したものを正極として用いた。

【0260】

［電解液］
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物（体積比３０：７０）に乾燥したＬｉＰＦ₆ を１ｍｏｌ／Ｌの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表１に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。

【0261】

［リチウム二次電池］
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。
この電池要素をアルミニウム（厚さ４０μｍ）の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設させながら挿入した後、表１に記載の電解液をそれぞれ袋内に注入し、真空封止を行い、シート状電池を作製し電池とした。

【0262】

［慣らし運転］
リチウム二次電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、２５℃において０．２Ｃに相当する定電流で慣らし運転を行った。

【0263】

［サイクル特性の評価］
慣らし運転が終了した電池を４５℃において、０．５Ｃの定電流で充電後、０．５Ｃの定電流で放電する過程を１サイクルとして、１００サイクル実施した。ここで、１Ｃとは電池の基準容量を１時間で放電する電流値を表し、５Ｃとはその５倍の電流値を、また０．２Ｃとはその１／５の電流値を表す。（１００サイクル目の放電容量）÷（１サイクル目の放電容量）×１００の計算式から、容量維持率を求めた。

【0264】

［高温保存特性の評価］
慣らし運転が終了した電池を２５℃において、０．２Ｃの定電流で充電した後、これを８５℃で２４時間保存し、電池を室温まで冷却させた後、エタノール浴中に浸して体積を
測定し、高温保存前後の体積変化から発生したガス量を求めた。

【0265】

＜実施例２＞
表１に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例１と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性（容量維持率のみ）を求めた。

【0266】

＜実施例３＞
表１に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例１と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性（容量維持率のみ）を求めた。

【0267】

＜実施例４＞
負極活物質として次に記す球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体と球形化天然黒鉛の混合物を用いた以外は、実施例１と同じ正極、電解液（化合物含む）を用い電池を組み立て、同様に電池特性を求めた。

【0268】

具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が２６％、アスペクト比が８．０、格子面（００２面）のｄ値（層間距離）が０．３３６ｎｍ、結晶子サイズＬｃ、Ｌａが１００ｎｍ以上、体積基準平均粒径が１８．８μm、ＢＥＴ比表面積が３．８ｍ²／ｇ、タップ密度が１．０３ｇ・ｃｍ^-3、ラマンＲ値が０．２２、粉体の配向比が０．３６である（球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体と球形化天然黒鉛からなる）混合物を用いた。

【0269】

ここで、球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体には、炭素前駆体を焼成後に３質量％（被覆率）となるように球形化天然黒鉛に被覆し、１３００℃で焼成した材料を用いた。更に、前記炭素被覆した複合体に球形化天然黒鉛を１対１の質量割合で混合した混合物を負極活物質として用いた。

【0270】

＜実施例５＞
負極活物質として次に記す球形化天然黒鉛に黒鉛を被覆した菱面体晶率が７％の複合体と菱面体晶率が２１％の球形化天然黒鉛の混合物を用いた以外は、実施例２と同じ正極、電解液（化合物含む）を用い電池を組み立て、同様に電池特性を求めた。
具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が１３％、アスペクト比が４．１、格子面（００２面）のｄ値（層間距離）が０．３３６ｎｍ、結晶子サイズＬｃ、Ｌａが１００ｎｍ以上、体積基準平均粒径が１９．１μｍ、ＢＥＴ比表面積が４．３ｍ²／ｇ、タップ密度が１．１０ｇ・ｃｍ^-3、ラマンＲ値が０．１７である（球形化天然黒鉛に黒鉛を被覆した複合体と球形化天然黒鉛からなる）混合物を用いた。

【0271】

ここで、球形化天然黒鉛に黒鉛を被覆した複合体には、炭素前駆体を焼成後に１５質量％（被覆率）となるように球形化天然黒鉛に被覆し、３０００℃で焼成した材料を用いた。更に、前記黒鉛被覆した複合体に球形化天然黒鉛を６対４の質量割合で混合した混合物を負極活物質として用いた。

【0272】

＜参考例１＞
負極活物質として次に記す天然黒鉛を用いた以外は、実施例１と同じ正極、電解液（化合物含む）を用い電池を組み立て、同様に電池特性（容量維持率のみ）を求めた。
具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が３８％、アスペクト比が５．６、格子面（００２面）のｄ値（層間距離）が０．３３６ｎｍ、結晶子サイズＬｃ、Ｌａが１００ｎｍ以上、体積基準平均粒径が７．０μｍ、ＢＥＴ比表面積が１１．２ｍ²／ｇ、ラマンＲ値が０．３７である天然黒鉛を用いた。

【0273】

＜比較例１＞
表１に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例１と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性（容量維持率のみ）を求めた。

【0274】

＜比較例２＞
表１に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例１と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性（容量維持率のみ）を求めた。

【0275】

＜比較例３＞
表１に記載の電解液に含まれる化合物を変えた以外は、実施例１と同じ負極、正極を用い電池を組み立て、同様に電池特性を求めた。

【0276】

上記実施例１〜５、比較例１〜３、及び参考例１で用いた負極活物質の粉体物性及び電解液に含まれる化合物並びに電池特性を表１に示す。

【0277】

【表1】

【0278】

表１から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式（１）の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合は（実施例１〜５）、一般式（１）の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合（比較例１）や一般式（１）の化合物以外の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合（比較例２及び３）と比較して、サイクル容量維持率と高温保存時のガス発生量抑制に優れる。このように優れた電池耐久性を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式（１）の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。
なお、一般式（１）の化合物を含有する非水系電解液を、菱面体晶率が本発明の範囲外となる負極と組合せて用いた場合であっても、サイクル容量維持率の効果はある（参考例１）。しかしながら、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた場合（実施例１）と比較すると、本発明がサイクル容量維持率と高温保存時のガス発生量抑制に優れることがわかる。

【0279】

＜実施例６、及び比較例４、５＞
［負極］
以下の物性を有する球形化された黒鉛粒子を負極活物質として用いたこと以外は実施例１と同様の方法により作製した負極を用いた。具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が４％、アスペクト比が４．９、格子面（００２面）のｄ値（層間距離）が０．３３５４ｎｍ、結晶子サイズＬｃ、Ｌａが１００ｎｍ以上、体積基準平均粒径が２２μm、ＢＥＴ比表面積が４．２ｍ²／ｇ、タップ密度が１．０９ｇ・ｃｍ^-3、ラマンＲ値が０．０４である黒鉛粒子を用いた。

【0280】

［正極］
実施例１と同様の方法により作製した正極を用いた。

【0281】

［電解液］
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとの混合物（体積比３０：７０）に乾燥したＬｉＰＦ₆ を１ｍｏｌ／Ｌの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表２に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。

【0282】

［リチウム二次電池］
実施例１と同様の方法により作製した。

【0283】

［耐久特性の評価］
実施例１と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を２５℃において、０．２Ｃの定電流で充電した後、これを８５℃で２４時間保存した後、４５℃において、０．５Ｃの定電流で充電後、０．５Ｃの定電流で放電する過程を１サイクルとして、６サイクル実施した。（ｎサイクル目の放電容量）÷（１サイクル目の放電容量）×１００の計算式から、ｎサイクル目の容量維持率を求めた。評価結果を表２に示す。

【0284】

【表2】

【0285】

表２から明らかなように、高温保存試験を終えたリチウム二次電池であっても、一般式（１）の化合物を含有する非水系電解液及び菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いることによって、容量維持率の極端な低下を招くことはなかった（実施例６）。一方で、本発明の範囲内である負極を用いた場合であっても、一般式（１）以外の化合物を用いた場合や、添加剤を含有しない場合では充放電のサイクルの増加に伴い、容量維持率の著しい低下を招いた（比較例４、５）。
このように高温保存試験を終えた過酷な条件下であっても、実施例６で示すように非常に優れた効果を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式（１）の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。

【0286】

＜実施例７〜９、及び比較例６、７＞
［負極］
負極活物質として次に記す球形化天然黒鉛に非晶質炭素を被覆した複合体を用いた。具体的には、上記の方法にて測定した負極活物質の菱面体晶率が３０％、アスペクト比が４．２、格子面（００２面）のｄ値（層間距離）が０．３３５５ｎｍ、結晶子サイズＬｃ、Ｌａが１００ｎｍ以上、体積基準平均粒径が１１．６μｍ、ＢＥＴ比表面積が３．４ｍ²／ｇ、タップ密度が０．９９ｇ・ｃｍ^-3、ラマンＲ値が０．３２である、天然黒鉛に黒鉛を被覆した黒鉛粒子を用いた。

【0287】

ここで、球形化天然黒鉛に炭素を被覆した複合体には、炭素前駆体を焼成後に３質量％（被覆率）となるように球形化天然黒鉛に被覆し、１１００℃で焼成した材料を用いた。

【0288】

前記負極活物質９８質量部に、増粘剤及びバインダーとして、それぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン（カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度１質量％）１００質量部及びスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン（スチレン−ブタジエンゴムの濃度５０質量％）１質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ１８μｍの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で電極密度１．４５ｇ／ｃｍ³に圧延し、切り出したものを負極として用いた。

【0289】

［正極］
正極活物質としてＬｉＮｉ_1/3Ｍｎ_1/3Ｃｏ_1/3Ｏ₂ を９０質量％と、導電材としてのアセチレンブラック５質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン５質量％とを、Ｎ−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、厚さ１５μｍのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延し、切り出したものを正極として用いた。

【0290】

［電解液］
乾燥アルゴン雰囲気下、モノフルオロエチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物（体積比３０：４０：３０）に乾燥したＬｉＰＦ₆ を１ｍｏｌ／Ｌの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表３に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。

【0291】

［リチウム二次電池］
実施例１と同様の方法により作製した。

【0292】

［サイクル特性の評価］
実施例１と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を６０℃において、２Ｃの定電流で充電後、２Ｃの定電流で放電する過程を１サイクルとして、３００サイクル実施した。（１００サイクル目の放電容量）÷（１サイクル目の放電容量）×１００の計算式から、容量維持率を求めた。評価結果を表３に示す。

【0293】

【表3】

【0294】

表３から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式（１）の化合物を含有する非水系電解液（実施例７〜９）は、一般式（１）の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合（比較例７）や一般式（１）の化合物以外の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合（比較例６）と比較して、高温サイクル容量維持率に優れる。このように、一般式（１）で表される化合物であれば、どのような化合物を用いても電池耐久性に特徴的な効果を発揮する。しかし、一般式（１）と同様に環外に多重結合性部位を有する化合物であっても、環外に炭素−炭素二重結合を有する化合物を用いた場合（比較例６）では、仮に菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いたとしても、耐久性向上効果は実施例７〜９に比べて大きく劣る。このように優れたサイクル容量維持率を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式（１）の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。

【0295】

＜実施例１０〜１３、及び比較例８、９＞
［電解液］
乾燥アルゴン雰囲気下、エチレンカーボネートとジメチルカーボネートとエチルメチルカーボネートとの混合物（体積比３０：３０：４０）に乾燥したＬｉＰＦ₆ を１ｍｏｌ／Ｌの割合となるように溶解して基本電解液を調製した。この基本電解液に、表４に記載の割合で化合物を混合し電解液として用いた。

【0296】

［リチウム二次電池の製造］
実施例７と同様の正極及び実施例７と同様の負極を用い、実施例１と同様にしてシート状電池を作製した。

【0297】

［高温保存特性の評価］
実施例１と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を２５℃において０．２Ｃに相当する定電流で容量確認を行った後、０．２Ｃに相当する定電流で充電し、７５℃で１２０時間保存した。電池を室温まで冷却させた後、０．２Ｃに相当する定電流で放電して放電容量を求め、（保存後の放電容量）÷（保存前の放電容量）×１００の計算式から、容量維持率を求めた。結果を表４に示す。

【0298】

【表4】

【0299】

表４から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式（１）の化合物を含有する非水系電解液（実施例１０〜１３）は、一般式（１）の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合（比較例８、９）と比較して、高温保存容量維持率に優れる。このように優れた高温保存容量維持率を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式（１）の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。

【0300】

＜実施例１４、１５、及び比較例１０〜１４＞
［正極］
正極活物質としてＬｉ_1.1（Ｎｉ_0.45Ｍｎ_0.45Ｃｏ_0.10）Ｏ₂を８５質量％と、導電材としてのアセチレンブラック１０質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン５質量％とを、Ｎ−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、厚さ１５μｍのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延し、切り出したものを正極として用いた。

【0301】

［リチウム二次電池の製造］
実施例７と同様の負極を用いた。また、実施例１４、比較例１２、１３については、実施例１０と同様の基本電解液を用いた。また、実施例１５、比較例１０、１１、１４については、実施例７と同様の基本電解液を用いた。次いで、これら正極、負極、電解液を用いて、実施例１と同様にしてシート状電池を作製した。

【0302】

［サイクル特性の評価］
実施例１と同様の条件で慣らし運転が終了した電池を６０℃において、２Ｃの定電流で充電後、２Ｃの定電流で放電する過程を１サイクルとして、３００サイクル実施した。（３００サイクル目の放電容量）÷（１サイクル目の放電容量）×１００の計算式から、放電容量維持率を求めた。評価結果を表５に示す。

【0303】

【表5】

【0304】

表５から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式（１）の化合物を含有する非水系電解液（実施例１４、１５）は、一般式（１）の化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合（比較例１０〜１４）と比較して、高温サイクル容量維持率に優れる。このように優れた高温保存容量維持率を発揮する理由は、充放電時に非水系電解液中の一般式（１）の化合物が、特定の菱面体晶率を有する負極活物質を用いた負極表面上で、電池特性の低下を防ぐことが可能な有効な被膜を形成していることと推測される。

【0305】

＜実施例１６、及び比較例１５＞
［負極の作製］
実施例７で用いた負極活物質９８質量部に、増粘剤及びバインダーとして、それぞれ、カルボキシメチルセルロースナトリウムの水性ディスパージョン（カルボキシメチルセルロースナトリウムの濃度１質量％）１００質量部及びスチレン−ブタジエンゴムの水性ディスパージョン（スチレン−ブタジエンゴムの濃度５０質量％）１質量部を加え、ディスパーザーで混合してスラリー化した。得られたスラリーを厚さ１０μｍの銅箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延したものを、活物質層のサイズとして幅３０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、及び幅５ｍｍ、長さ９ｍｍの未塗工部を有する形状に切り出し、それぞれ実施例１６及び比較例１５に用いる負極とした。

【0306】

［正極の作製］
正極活物質としてＬｉ_1.1（Ｎｉ_0.45Ｍｎ_0.45Ｃｏ_0.10）Ｏ₂を８５質量％と、導電材としてのアセチレンブラック１０質量％と、結着材としてのポリフッ化ビニリデン５質量％とを、Ｎ−メチルピロリドン溶媒中で混合して、スラリー化した。得られたスラリーを、予め導電助剤を塗布した厚さ１５μｍのアルミ箔に塗布して乾燥し、プレス機で圧延したものを、活物質層のサイズとして幅３０ｍｍ、長さ４０ｍｍ、及び幅５ｍｍ、長さ９ｍｍの未塗工部を有する形状に切り出し、実施例１６及び比較例１５に用いる正極とした。

【0307】

［電解液の製造］
乾燥アルゴン雰囲気下、表６の割合となるように、ＬｉＰＦ₆、エチレンカーボネート（ＥＣ）、モノフルオロエチレンカーボネート（ＭＦＥＣ）、２，２，２−トリフルオロエチルメチルカーボネート（ＴＦＥＭＣ）と一般式（１）で表される化合物を用いて、実施例１６及び比較例１５に用いる電解液を調製した。なお、ＬｉＰＦ₆の濃度は、ＥＣ、ＭＦＥＣ、ＴＦＥＭＣと一般式（１）で表される化合物を混合した溶媒組成対して、１．０ｍｏｌ／Ｌとなるように調製した。

【0308】

［リチウム二次電池の製造］
上記の正極、負極、及びポリエチレン製のセパレータを、負極、セパレータ、正極の順に積層して電池要素を作製した。この電池要素をアルミニウム（厚さ４０μｍ）の両面を樹脂層で被覆したラミネートフィルムからなる袋内に正極と負極の端子を突設させながら挿入した後、表６に記載の電解液をそれぞれ袋内に注入し、真空封止を行い、シート状電池を作製し、それぞれ実施例１６及び比較例１５に用いる電池とした。

【0309】

［初期放電容量の評価］
リチウム二次電池を、電極間の密着性を高めるためにガラス板で挟んだ状態で、２５℃において０．２Ｃに相当する定電流で慣らし運転を行った。慣らし運転を行った電池を、２５℃において０．２Ｃに相当する定電流で充電した後、０．２Ｃに相当する定電流で放電を実施して初期放電容量を求めた。結果を表２に示す。ここで、１Ｃとは電池の基準容量を１時間で放電する電流値を表し、また０．２Ｃとはその１／５の電流値を表す。

【0310】

［サイクル特性の評価］
初期放電容量評価を行ったリチウム二次電池を、６０℃において、２Ｃの定電流で充電後、２Ｃの定電流で放電する過程を１サイクルとして、１００サイクル実施した。（１００サイクル目の放電容量）÷（１サイクル目の放電容量）×１００の計算式から、放電容量維持率を求めた。

【0311】

【表6】

【0312】

表６から明らかなように、菱面体晶率が本発明の範囲内である負極を用いた電池において、一般式（１）の化合物を含有する非水系電解液を用いた場合（実施例１６）は、一般式（１）で表される化合物を含有しない非水系電解液を用いた場合（比較例１５）と比較して、サイクル容量維持率に優れる。この理由として、一般式（１）で表される化合物が高度に架橋することで電極表面耐久性が著しく向上し、結果として上記のような特筆すべき電池耐久性能の向上が引き起こされるものと推測される。

【産業上の利用可能性】

【0313】

本発明の負極と非水系電解液の組合せによれば、非水系電解液二次電池は、高温保存試験やサイクル試験といった耐久試験後においても、容量維持率が高く優れており有用である。そのため、本発明の負極活物質及び非水系電解液並びにこれを用いた非非水系電解液二次電池は、公知の各種の用途に用いることが可能である。具体例としては、例えば、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、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、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、モーター、自動車、バイク、原動機付自転車、自転車、照明器具、玩具、ゲーム機器、時計、電動工具、ストロボ、カメラ、負荷平準化用電源、自然エネルギー貯蔵電源等が挙げられる。