CN103066328A - 非水电解质电池、非水电解质、电池组和电子装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了非水电解质电池、非水电解质、电池组和电子装置。所述非水电解质电池包括：正极；负极；和具有非水电解质溶液的非水电解质。该非水电解质溶液包括具有包含氮或氧的取代基基团的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种。

Description

非水电解质电池、非水电解质、电池组和电子装置

技术领域

本发明涉及非水电解质电池、非水电解质、电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统。更具体地，本发明涉及使用包括非水溶剂和电解质盐的非水电解质的非水电解质电池，以及包括该非水电解质电池的电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统。

背景技术

近年来，诸如摄像机一体化的VTR（磁带录像机）、便携式电话和膝上型PC（个人计算机）的便携式电子装置已被普及，并且强烈要求使这种装置更小、更轻和更长寿命。因此，作为用于电子装置的便携式电源，积极开发了电池，特别是能够产生高能量密度的轻量化二次电池。其中，因为它们产生高能量密度的能力，使用包括非水溶剂和电解质盐的电解质的非水电解质电池，如锂离子二次电池已经被广泛商业化。

由于诸如锂离子二次电池的非水电解质电池频繁进行充放电使得会发生电解质溶液的分解，由此倾向于不断导致气体的产生。因此，在重复充放电的情况下，这些电池的放电容量会降低并且在这种情况下会易于发生电池的膨胀。除此之外，在非水电解质电池的情况下，当处于高温气氛下时，易于发生电解质溶液的分解和气体产生。对此，例如，日本专利申请公开号2006-12780披露了包括在电解质溶液中添加具有螺环结构（spirostructure）的环状醚化合物的非水电解质电池能够抑制气体产生和在连续充电过程中放电容量的降低、循环特性的劣化和高温保存特性的劣化。

发明内容

如上面所提及的，需要在高温下保存的情况下抑制气体产生的非水电解质电池。

鉴于上述情况，期望提供能够在高温下保存的情况下抑制气体产生的非水电解质电池、非水电解质、电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统。

根据本发明的一个方面，提供了非水电解质电池，包括正极、负极和具有非水电解质溶液（非水电解液）的非水电解质。非水电解质溶液包括由下式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物（1,3-二氧六环衍生物）中的至少一种。

（在该式（1）中，R1至R5各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基外）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团。选自R1至R5中的两个以上基团可以键合（连接，结合）在一起。R1至R5中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。）

（在该式（2）中，R6至R11各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基外）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团。R6至R11中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。）

根据本发明的另一个方面，提供了包括非水电解质溶液的非水电解质，该非水电解质溶液包括由上述式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种。

根据本发明的还一个方面，提供了设置有如上所述的非水电解质电池的电池组、电子装置、电动车辆、电力存储装置和电力系统。

根据本发明，在电极（正极和负极）上形成衍生自由上述式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种的涂层，由此可以抑制由高温保存引起的电解质溶液的分解以及其他影响。因此，可以抑制由于由高温保存引起的电解质溶液的分解导致的气体产生以及其他影响。

根据本发明，可以抑制由高温保存引起的气体产生。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方式的非水电解质电池的构造例的截面图；

图2是示出了图1所示的螺旋卷绕电极体的一部分的放大截面图；

图3是示出了根据本发明实施方式的非水电解质电池的构造例的分解透视图；

图4是示出了图3所示的螺旋卷绕电极体的截面图；

图5A是示出了根据本发明实施方式的非水电解质电池的外观的透视图；

图5B是示出了非水电解质电池的构造的分解透视图；

图5C是示出了图5A所示的非水电解质电池的底部的构造的透视图；

图6A是示出了正极的构造例的透视图；

图6B是示出了正极的构造例的透视图；

图6C是示出了负极的构造例的透视图；

图6D是示出了负极的构造例的透视图；

图7A是示出了本发明实施方式的层压电极体的构造例的透视图；

图7B是示出了本发明实施方式的层压电极体（电池装置（电池器件））的构造例的截面图；

图8是沿线a-a’截取的图5A的非水电解质电池的截面图；

图9A至9E是示出了本发明实施方式的层压电极体中的电极极耳（电极调整片，electrode tabs）的U形弯曲工艺的工艺图；

图10A至10E是示出了本发明实施方式的层压电极体中的电极极耳的切割工艺的工艺图；

图11A至11C是示出了连接本发明实施方式中的层压电极体中的电极引线和电极极耳的工艺的工艺图；

图12A至12E是示出了使与本发明实施方式的层压电极体连接的电极引线弯曲的工艺的工艺图；

图13A和13B是示出了使用本发明实施方式的非水电解质电池的电池单元的构造的透视图；

图14是示出了使用本发明实施方式的非水电解质电池的电池单元的构造的分解透视图；

图15是示出了使用本发明实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造的透视图；

图16是示出了使用本发明实施方式的非水电解质电池的电池模块的构造的透视图；

图17A是示出了平行块（并联块，parallel block）的构造例的透视图；

图17B是示出了平行块的构造例的截面图；

图18A和18B是示出了模块箱（module case）的构造例的示意图；

图19是示出了根据本发明实施方式的电池组的构造例的框图；

图20是示出了使用根据本发明实施方式的非水电解质电池的用于房屋的电力存储系统的应用例的示意图；以及

图21是示意性地示出了应用了本发明实施方式的采用串联混合动力系统的混合动力车辆的构造例的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图来描述本发明的实施方式。应注意将以下面的顺序进行描述。

1.第一实施方式（非水电解质电池的第一实例）

2.第二实施方式（非水电解质电池的第二实例）

3.第三实施方式（非水电解质电池的第三实例）

4.第四实施方式（非水电解质电池的第四实例）

5.第五实施方式（电池模块等的实例）

6.第六实施方式（使用非水电解质电池的电池组的实例）

7.第七实施方式（使用非水电解质电池的电力存储系统等的实例）

8.其他实施方式（变形例）

[1.第一实施方式（电池的构造）]

将参照图1和2描述根据本发明第一实施方式的非水电解质电池。图1示出了根据本发明第一实施方式的非水电解质电池的截面构造。图2放大地示出了图1所示的螺旋卷绕电极体20的一部分。该非水电解质电池为例如可充电和可放电的二次电池。例如，其为其中负极22的容量由嵌入和脱嵌作为反应性电极材料的锂表示的锂离子二次电池。

该非水电解质电池主要是这样的，其中将螺旋卷绕电极体20以及一对绝缘板12和13容纳在基本中空的圆柱形电池壳11的内部，该螺旋卷绕电极体20具有利用其间的隔膜23层压并螺旋卷绕的正极21和负极22。使用该圆柱形电池壳11的电池结构称作圆柱型。

电池壳11被构造成具有例如中空结构，其中其一端封闭且另一端敞开，其由诸如铁（Fe）、铝（Al）及其合金的材料制成。此外，例如，如果电池壳11由铁制成，则电池壳11的表面可以镀有诸如镍（Ni）的材料。一对绝缘板12和13设置成从顶部和底部夹住螺旋卷绕电极体20。一对绝缘板12和13在垂直于螺旋卷绕电极体20的卷绕周面的方向上延伸。

在电池壳11的开口端，电池盖14、安全阀机构15和正温度系数装置（PTC装置）16通过垫圈17而嵌塞，从而电池壳11被密封。电池盖14由例如与电池壳11相同的材料制成。安全阀机构15和PTC装置16设置在电池盖14的内侧。安全阀机构15通过PTC装置16而与电池盖14电连接。利用该安全阀机构15，如果由于内部短路或来自外部的加热等而使内部压力达到或超过某个水平时，盘状板15A会反转以切断电池盖14与螺旋卷绕电极体20之间的电连接。PTC装置16被构造成响应于温度升高而增加电阻（并限制电流的量），从而防止由大电流引起的异常热产生。垫圈17由例如绝缘材料的材料制成，并且其表面例如涂布有沥青。

螺旋卷绕电极体20具有利用其间的隔膜23层压并螺旋卷绕的正极21和负极22。该螺旋卷绕电极体20可以具有插入到中心的中心销24。在螺旋卷绕电极体20中，由如铝的材料制成的正极引线25连接至正极21，并且将由如镍的材料制成的负极引线26连接至负极22。通过例如焊接至安全阀机构15而将正极引线25与电池盖14电连接。通过焊接等将负极引线26电连接至电池壳11。

[正极]

正极21被构造成包括例如具有一对表面的正极集电体21A以及设置在这些表面的两个上的正极活性物质层21B。然而，其可以以其他方式被构造成具有设置在正极集电体21A的仅一侧上的正极活性物质层21B。

正极集电体21A由例如金属材料如铝、镍、和不锈钢制成。

正极活性物质层21B可以包括能够嵌入和脱嵌锂的一种或多种正极材料作为正极活性物质。如果需要，正极活性物质层21B可以进一步包含其他材料如粘结剂、导电剂等。

适合于能够嵌入和脱嵌锂的正极材料的材料可以包括例如含锂化合物如锂氧化物、锂磷酸盐、锂硫化物和含锂层间化合物，并且还可以使用这些化合物中的两种以上的混合物。为了实现高能量密度，包含锂、过渡金属元素和氧（O）的含锂化合物是期望的。这样的含锂化合物的实例包括由下式（1’）表示的具有层状岩盐型结构的锂复合氧化物以及由下式（2’）表示的具有橄榄石型结构的锂复合磷酸盐等。包含选自由钴（Co）、镍（Ni）、锰（Mn）和铁（Fe）组成的组中的至少一种过渡金属元素的含锂化合物可以是更期望的。这样的含锂化合物的实例包括由下式（3’）、（4’）和（5’）中的至少一个表示的具有层状岩盐型结构的锂复合氧化物、由下式（6’）表示的具有尖晶石型结构的锂复合氧化物、以及由下式（7’）表示的具有橄榄石型结构的锂复合磷酸盐等。具体地，这样的实例包括LiNi_0.50Co_0.20Mn_0.30O₂、Li_aCoO₂（a≈1）、Li_bNiO₂（b≈1）、Li_c1Ni_c2Co_1-c2O₂（c1≈1、0<c2<1）、Li_dMn₂O₄（d≈1）和Li_eFePO₄（e≈1）。

Li_pNi_(1-q-r)Mn_qM1_rO_(2-y)X_z...（1’）

（在该式（1’）中，M1表示选自除了镍（Ni）和锰（Mn）之外的2-15族的元素中的至少一种元素。X表示选自除了氧（O）之外的16和17族的元素中的至少一种元素。在该式中，p、q、r、y和z是落在定义为0≤p≤1.5、0≤q≤1.0、0≤r≤1.0、-0.10≤y≤0.20和0≤z≤0.2的范围内的值。）

Li_aM2_bPO₄...（2’）

（在该式（2’）中，M2表示选自2-15族的元素中的至少一种元素。在该式中，a和b是在定义为0≤a≤2.0和0.5≤b≤2.0的范围内的值。）

Li_fMn_(1-g-h)Ni_gM3_hO_(2-j)F_k...（3’）

（在该式（3’）中，M3表示选自由钴（Co）、镁（Mg）、铝（Al）、硼（B）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、锆（Zr）、钼（Mo）、锡（Sn）、钙（Ca）、锶（Sr）和钨（W）组成的组中的至少一种元素。在该式中，f、g、h、j和k是在定义为0.8≤f≤1.2、0<g<1.0、0≤h≤0.5、g+h<1、-0.1≤j≤0.2和0≤k≤0.1范围内的值。应当注意到，锂的组成根据充放电状态而变化，并且f的值表示在完全放电状态下的值。）

Li_mNi_(1-n)M4_nO_(2-p)F_q...（4’）

（在该式（4’）中，M4表示选自由（Co）、锰（Mn）、镁（Mg）、铝（Al）、硼（B）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、锡（Sn）、钙（Ca）、锶（Sr）和钨（W）组成的组中的至少一种元素。在该式中，m、n、p和q是在定义为0.8≤m≤1.2、0.005≤n≤0.5、-0.1≤p≤0.2和0≤q≤0.1范围内的值。应当注意到，锂的组成根据充放电状态而变化，并且m的值表示在完全放电状态下的值。）

Li_rCo_(1-s)M5_sO_(2-t)F_u...（5’）

（在该式（5’）中，M5表示选自由镍（Ni）、锰（Mn）、镁（Mg）、铝（Al）、硼（B）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、锡（Sn）、钙（Ca）、锶（Sr）和钨（W）组成的组中的至少一种元素。在该式中，r、s、t和u是在定义为0.8≤r≤1.2、0≤s<0.5、-0.1≤t≤0.2和0≤u≤0.1范围内的值。应当注意到，锂的组成根据充放电状态而变化，并且r的值表示在完全放电状态下的值。）

Li_vMn_2-wM6_wO_xF_y...（6’）

（在该式（6’）中，M6表示选自由钴（Co）、镍（Ni）、镁（Mg）、铝（Al）、硼（B）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、锡（Sn）、钙（Ca）、锶（Sr）和钨（W）组成的组中的至少一种元素。在该式中，v、w、x和y是在定义为0.9≤v≤1.1、0≤w<0.6、3.7≤x≤4.1和0≤y≤0.1范围内的值。应当注意到，锂的组成根据充放电状态而变化，并且v的值表示在完全放电状态下的值。）

Li_zM7PO₄...（7’）

（在该式（7’）中，M7表示选自由钴（Co）、锰（Mn）、铁（Fe）、镍（Ni）、镁（Mg）、铝（Al）、硼（B）、钛（Ti）、钒（V）、铌（Nb）、铜（Cu）、锌（Zn）、钼（Mo）、钙（Ca）、锶（Sr）、钨（W）和锆（Zr）组成的组中的至少一种元素。在该式中，z是在定义为0.9≤z≤1.1的范围内的值。应当注意到，锂的组成根据充放电状态而变化，并且z的值表示在完全放电状态下的值。）

存在作为能够嵌入和脱嵌锂的正极材料的材料的其他实例，并且这样的其他实例包括不包含锂的无机化合物如MnO₂、V₂O₅、V₆O₁₃、NiS和MoS。

能够嵌入和脱嵌锂的正极材料可以是除了上述之外的其他材料。而且，如上面列举的正极材料还可以以两种以上的任意组合而混合。

粘结剂的实例包括合成橡胶如苯乙烯-丁二烯橡胶、氟类橡胶和乙烯丙烯二烯橡胶，和聚合物材料如聚偏氟乙烯等。可以单独或者以它们中的至少两种的混合物来使用它们。

导电剂的实例包括碳材料如石墨和炭黑等。可以单独或者以它们中的至少两种的混合物来使用它们。此外，导电剂可以是如金属材料或导电聚合物材料的材料，只要该材料是导电的。

[负极]

负极22被构造成包括例如具有一对表面的负极集电体22A以及设置在这些表面的两个上的负极活性物质层22B。然而，其可以以其他方式被构造成具有设置在负极集电体22A的仅一侧上的负极活性物质层22B。

负极集电体22A由例如金属材料如铜、镍、和不锈钢制成。

负极活性物质层22B可以包括能够嵌入和脱嵌锂的一种或多种负极材料作为负极活性物质。如果需要，负极活性物质层22B可以进一步包含其他材料如粘结剂、导电剂等。在该负极活性物质层22B中，例如，为了防止当充放电时锂金属的无意析出，期望的是使负极材料的充电容量大于正极21的放电容量。此外，可以用于负极活性物质层22B中的粘结剂和导电剂与在正极的描述中描述的那些相同。

能够嵌入和脱嵌锂的材料的实例包括碳材料。这样的碳材料的实例包括非石墨化碳、石墨化碳、人造石墨如MCMB（中间相碳微珠）、天然石墨、热解碳、焦炭、石墨、玻璃化碳、有机高分子化合物烧成体、炭黑、碳纤维和活性炭。在这样的材料中，例如，焦炭可以包括沥青焦炭、针状焦炭、和石油焦炭。有机高分子化合物烧成体是其中在适当的温度下将诸如酚醛树脂和呋喃树脂的聚合物材料进行烧成并碳化的材料。有机高分子化合物烧成体中的一些也可以分类为非石墨化碳、或石墨化碳。

除了上述碳材料之外，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的实例包括能够嵌入和脱嵌锂并且还具有金属元素或半金属元素中的至少一种作为构成元素的材料，因为其提供高能量密度。这样的负极材料可以是金属元素和半金属元素中的任一种或两种的任何形式，例如单质、合金和化合物，以及至少部分包括这些形式中的一种以上的材料。应当注意，如本文关于本发明实施方式提及的“合金”包括含有两种以上金属元素的那些以及包含一种或多种金属元素和一种或多种半金属元素的那些。而且，“合金”还可以包含非金属元素。合金的结构包括固溶体、共晶（低共熔混合物）、金属间化合物、以及它们中的两种或更多种共存的结构。

上述金属元素和半金属元素的实例包括能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素等。具体地，元素的这种实例包括镁（Mg）、硼（B）、铝（Al）、镓（Ga）、铟（In）、硅（Si）、锗（Ge）、锡（Sn）、铅（Pb）、铋（Bi）、镉（Cd）、银（Ag）、锌（Zn）、铪（Hf）、锆（Zr）、铱（Y）、钯（Pd）和铂（Pt）。在这些元素之中，硅和锡中的至少一种是期望的，并且硅是进一步期望的。原因是这样的元素具有高的用于嵌入和脱嵌锂的能力，并且由此可以实现高能量密度。

具有硅和锡中的至少一种的负极材料的实例包括作为单质的硅、其合金和化合物、作为单质的锡、其合金和化合物、以及至少部分包括这些形式中的一种以上的材料。

硅的合金的实例包括包含选自由锡（Sn）、镍（Ni）、铜（Cu）、铁（Fe）、钴（Co）、锰（Mn）、锌（Zn）、铟（In）、银（Ag）、钛（Ti）、锗（Ge）、铋（Bi）、锑（Sb）和铬（Cr）组成的组中的至少一种元素作为除了硅（Si）之外的其第二构成元素的合金。锡的合金的实例包括包含选自由硅（Si）、镍（Ni）、铜（Cu）、铁（Fe）、钴（Co）、锰（Mn）、锌（Zn）、铟（In）、银（Ag）、钛（Ti）、锗（Ge）、铋（Bi）、锑（Sb）和铬（Cr）组成的组中的至少一种元素作为除了锡（Sn）之外的其第二构成元素的合金。

硅的化合物或锡的化合物的实例包括包含氧（O）和碳（C）中的任一种或两种的化合物。除了锡或硅（Si）之外，这样的化合物还可以包含如上所述的第二构成元素中的任一种。

特别地，期望的是，具有硅（Si）和锡（Sn）中的至少一种的负极材料包含例如锡（Sn）作为其第一构成元素，以及除了锡（Sn）之外的第二和第三构成元素。不用说，这种负极材料可以与上述负极材料中的任一种组合而使用。第二构成元素是选自由（Co）、铁（Fe）、镁（Mg）、钛（Ti）、钒（V）、铬（Cr）、锰（Mn）、镍（Ni）、铜（Cu）、锌（Zn）、镓（Ga）、锆（Zr）、铌（Nb）、钼（Mo）、银（Ag）、铟（In）、铈（Ce）、铪（Hf）、钽（Ta）、钨（W）、铋（Bi）和硅（Si）组成的组中的至少一种元素。第三构成元素是选自由硼（B）、碳（C）、铝（Al）和磷（P）组成的组中的至少一种元素。通过使用这种包含第二和第三构成元素的负极材料，可以改善循环特性。

在这些材料之中，包含锡（Sn）、钴（Co）和碳（C）作为构成元素的含SnCoC材料是期望的，其中碳（C）的含量为9.9质量%以上至29.7质量%以下，并且钴（Co）与锡（Sn）和钴（Co）的总和的比例为30%质量%以上至70质量%以下。这是因为在这样的组成范围内，可以获得高能量密度和优异的循环特性。

如果需要，该含SnCoC材料可以进一步包含一种或多种其他构成元素。这些其他构成元素期望地是例如硅（Si）、铁（Fe）、镍（Ni）、铬（Cr）、铟（In）、铌（Nb）、锗（Ge）、钛（Ti）、钼（Mo）、铝（Al）、磷（P）、镓（Ga）、铋（Bi）等，并且还可以包含它们中的两种或多种。通过使用它们，可以进一步改善容量特性或循环特性。

此外，期望的是，该含SnCoC材料具有包含锡（Sn）、钴（Co）和碳（C）的相，其中该相具有低结晶或非晶态结构。并且，在该含SnCoC材料中，期望的是，作为构成元素的碳的至少一部分与作为其他构成元素的金属元素或半金属元素结合。原因是可以认为由于锡（Sn）等的凝聚或结晶导致循环特性的降低，并且在使碳原子与其他元素结合的情况下，可以抑制这样的凝聚或结晶。

用于检查元素的结合状态的测量方法的实例包括X射线光电子能谱（XPS）。在这种XPS中，就石墨而言，在使得在84.0eV获得金原子的4f轨道（Au4f）峰的能量校正装置中，碳的1s轨道（C1s）的峰出现在284.5eV处。并且，就表面污染碳而言，碳的1s轨道（C1s）的峰出现在284.8eV。对此，当碳元素的电荷密度高时，例如，当碳与金属元素或半金属元素结合时，C1s的峰出现在小于284.5eV的区域中。即，当关于含SnCoC材料获得的C1s的复合波的峰出现在小于284.5eV的区域中时，意味着含SnCoC材料中包含的至少部分碳（C）与作为其它构成元素的金属元素或半金属元素结合。

另外，在XPS测量中，例如，C1s的峰用于校正光谱的能量轴。在大多数情况下，存在一些存在于表面上的表面污染碳，所以表面污染碳的C1s的峰可以固定在284.8eV，并且该峰可以被用作能量基准。在XPS测量中，获得作为包括表面污染碳的峰和来自含SnCoC材料的碳的峰形式的C1s的峰波形，因此例如通过使用商购软件程序的分析，可以使表面污染碳的峰和来自含SnCoC材料的碳的峰彼此分离。在波形的分析中，存在于最低结合能量侧上的主峰的位置被用作能量基准（284.8eV）。

并且，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的实例包括各自能够嵌入和脱嵌锂的金属氧化物和高分子化合物。金属氧化物的实例包括钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）、氧化铁、氧化钌和氧化钼。高分子化合物的实例包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。

能够嵌入和脱嵌锂的负极材料可以是除了上述那些之外的其他材料。此外，还可以以两种或多种的任意组合来混合上面提及的负极材料。

负极活性物质层22B可以例如通过气相法、液相法、喷雾法、烧成法或涂布法、或这些方法中的两种以上的组合方法来形成。当负极活性物质层22B通过使用气相法、液相法、喷雾法、烧成法或这些方法中的两种以上的组合方法来形成时，期望的是，负极活性物质层22B和负极集电体22A在其间界面的至少一部分上合金化。具体地，期望的是，在界面上，负极集电体22A的构成元素将扩散到负极活性物质层22B中，负极活性物质层22B的构成元素将扩散到负极集电体22A中，或者这些构成元素可以扩散到彼此中。原因是可以抑制伴随充电和放电由于负极活性物质层22B的膨胀和收缩导致的破裂，并且还可以改善负极活性物质层22B和负极集电体22A之间的电子传导性。

气相法的实例包括物理沉积法和化学沉积法，具体地真空气相沉积法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积（CVD）法和等离子体化学气相沉积法。作为液相法，可以使用已知的技术如电解镀和化学镀（无电电镀）。如这里提及的烧成法是例如其中在将颗粒状的负极活性物质与粘结剂等混合之后，将混合物分散在溶剂中并涂布，然后在高于粘结剂等的熔点的温度下对涂布的材料进行加热的方法。关于烧成法，还可以采用已知的技术，并且其实例包括大气烧成法、反应烧成法和热压烧成法。

[隔膜]

隔膜23被构成成将正极21与负极22分开，防止电子短路并使锂离子通过。隔膜23被构造成包括例如由合成树脂（如聚四氟乙烯、聚丙烯以及聚乙烯）制成的多孔膜，或由陶瓷制成的多孔膜等。隔膜23还可以包括已经层叠的两种或更多种上述多孔膜。用作为液体形式的电解质的电解质溶液来浸渍该隔膜23。

[电解质溶液]

电解质溶液包含溶剂、电解质盐以及由下式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种。该电解质溶液是液体形式的电解质，并且例如为其中电解质盐溶解在非水溶剂中的非水电解质。

（在该式（1）中，R1至R5各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团。选自R1至R5中的两个以上基团可以键合在一起。在式（1）中，R1至R5中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。）

（在该式（2）中，R6至R11各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基外）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团。在该式（2）中，R6至R11中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。）

可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团是例如包含脂肪族烃基团如烷基基团和烃基团如芳香族烃基团的基团中的一种，或者其中一个或多个氢基团已经被取代基（除了包含氮或氧的取代基）取代的这些基团中的任一种等。脂肪族烃基团可以是直链的、支链的或环状的。具体地，包含氮的取代基基团是例如基团诸如氨基、酰胺基团、酰亚胺基团、氰基基团（腈基团）、异腈基团（isonitrile group）、异酰亚胺基团、异氰酸酯基团（isocyanate group）、亚氨基基团、硝基、亚硝基基团、吡啶基团、三嗪基团、胍基团、和偶氮基团、或者具有这些基团中的至少一种的取代基基团（如烃基团）中的一种。此处，烃基团是例如脂肪族烃基团如烷基基团、或芳香族烃基团等。脂肪族烃基团可以是直链的、支链的或环状的。其还可以是叔、仲或伯脂肪族烃基团（tertiary,secondary or primaryaliphatic hydrocarbon group）。包含氮的取代基基团的碳数没有特别限制，并且其期望地可以是例如0以上且6以下。包含氧的取代基基团是例如诸如羟基基团、醚基团、酯基团、醛基团、过氧基团、和碳酸酯基团的基团，或者具有这些基团中的至少一种的取代基基团（如烃基团）中的一种。包含氧的取代基基团的碳数没有特别限制，并且其期望地可以是例如0以上且6以下。此处，烃基团是例如脂肪族烃基团如烷基基团、或芳香族烃基团等。脂肪族烃基团可以是直链的、支链的或环状的。其还可以是叔、仲或伯脂肪族烃基团。可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团是例如一价基团（单价基团，univalentgroup）。应当注意到，这同样适用于在下面的式（2-1）的描述中提及的包含氮的取代基基团和包含氧的取代基基团。

通过在电解质溶液中包括由式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物，可以抑制气体产生。结果，可以提高如循环特性的电池特性。这认为是由式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物是具有包含氮或氧的取代基基团的1,3-二噁烷衍生物的效果，其中取代基基团具有未共享电子对（未共用电子对）。因此，认为是由式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物在其取代基基团中具有未共享电子对，从而能够在正极的表面上配位的效果。具有至少一个未共享电子对的取代基基团的实例包括包含如氮、氧、磷和硫的原子中的任何一种或多种的取代基基团。从对氧化的稳定性的观点来看，如包括在式（1）和（2）中的取代基基团的包含氮或氧的取代基基团是期望的，并且包含氮的取代基基团是进一步期望的。另一方面，如果式（1）中的环的位置2、4、5和6处的取代基基团均是氢基团和烃基团而不包括包含氮或氧的一个或多个取代基基团，则效果会很小。类似地，如果在式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团是氢基团和烃基团，而不包括包含氮或氧的一个或多个取代基基团，则效果会很小。此外，如果在式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团是氢基团和烃基团，则存在对低温循环特性具有不利影响的趋势。这假定是由于从其中在螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基是氢基团和烃基团的式（2）的化合物衍生的涂层，因为该涂层的锂离子渗透性会低。另一方面，由式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物的添加不太可能负面地影响低温循环特性。这假定是因为从由式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物衍生的涂层不会显著地降低其锂离子渗透性。

在由式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物中，由具有螺环结构（spiro-structure）的式（2）表示的1,3-二噁烷衍生物是期望的。原因是，认为当这样的化合物具有螺环结构时，由此在其取代基位点在正极的表面上配位之后可以形成更硬的涂层。在由式（1）表示的1,3-二噁烷衍生物中，其中在位置2处具有包含氮或氧的取代基基团的衍生物是期望的。在由式（2）表示的1,3-二噁烷衍生物中，在位置3和9中的至少一个处具有包含氮或氧的取代基基团的衍生物是期望的。在由式（2）表示的1,3-二噁烷衍生物中，在位置3和9两者处具有包含氮或氧的取代基基团的衍生物是进一步期望的，并且这种1,3-二噁烷衍生物的实例包括由下式（2-1）表示的1,3-二噁烷衍生物。

（在该式（2-1）中，A1和A2各自独立地表示包含氮或氧的取代基基团。R12至R15各自独立地表示氢基团、可以具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团。）

[含量]

由上述式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物的含量例如按质量计为非水电解质溶液的总质量的0.01%以上且50%以下。含量期望地为按质量计0.01%以上且30%以下，并且进一步期望地为按质量计0.01%以上且10%以下，使得其效果会提高。

[其他添加剂]

期望的是，包括由上述式（1）或（2）表示的1,3-二噁烷衍生物的电解质溶液进一步包括由下式（3）至（6）中的至少一个表示的至少一种化合物。因此，通过充电和放电，会在电极上形成衍生自由下式（3）至（6）中的至少一个表示的至少一种化合物的涂层，并且由此将变得可以改善电池特性。

（在该式（3）中，R21和R22各自独立地表示氢基团或烷基基团。）

由式（3）表示的化合物是碳酸亚乙烯酯系化合物（vinylene carbonateseries of compounds）。该碳酸亚乙烯酯系化合物的实例包括碳酸亚乙烯酯（1,3-二氧杂环戊烯（间二氧杂环戊烯）-2-酮）、碳酸甲基亚乙烯酯（4-甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮）、碳酸乙基亚乙烯酯（4-乙基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮）、4,5-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮和4,5-二乙基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮。可以单独或者以其中至少两种的混合物来使用它们。其中，碳酸亚乙烯酯是期望的。原因是这种化合物易于获得并且是高度有效的。

典型地，由式（3）表示的化合物的含量为例如非水电解质溶液的总质量的0.01质量%以上且10质量%以下。含量期望地为0.1质量%以上且5质量%以下。

（在该式（4）中，R23至R26各自独立地表示氢基团、卤素基团、烷基基团或卤代烷基基团。在式（4）中，R23至R26中的至少一个表示卤素基团或卤代烷基基团。）

当在电解质溶液中包括由式（4）表示的化合物中的至少一种时，在电极的表面上形成保护涂层并且抑制电解质溶液的分解，因此其是期望的构造。

由式（4）表示的化合物的实例包括4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氯-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、四氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氯-5-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氯-1,3-二氧戊环-2-酮、四氯-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二氟-5-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氟-5-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-5-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、5-（1,1-二氟乙基）-4,4-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氯-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4,5,5-三氟-1,3-二氧戊环-2-酮、和4-氟-4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮。可以单独或者以它们中的至少两种的混合物来使用它们。

其中，4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮是期望的。原因是这些化合物易于获得并且是高度有效的。

典型地，由式（4）表示的化合物的含量为例如非水电解质溶液的总质量的0.01质量%以上且50质量%以下。含量期望地为0.1质量%以上且5质量%以下。

（在该式（5）中，R27表示可选地具有取代基的1至18个碳原子的亚烷基基团，可选地具有取代基的2至18个碳原子的亚烯基基团，可选地具有取代基的2至18个碳原子的亚炔基基团，或者可选地具有取代基的桥环。在该式（5）中，p表示从0至如根据R27确定的上限的整数。）

当在电解质溶液中包括由式（5）表示的至少一种化合物时，在电极的表面上形成衍生自由式（5）表示的至少一种化合物的涂层，由此将变得可以改善电池特性。由式（5）表示的化合物的实例包括丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、癸二腈、1,2,3-丙三甲腈、富马二腈和7,7,8,8-四氰基奎二甲烷（7,7,8,8-tetracyanoquinodimethane）。

典型地，由式（5）表示的化合物的含量为例如非水电解质溶液的总质量的0.01质量%以上且10质量%以下。含量期望地为0.1质量%以上且5质量%以下。

（在该式（6）中，R28表示C_mH_2m-nX_n（条件是X是卤素原子），m表示2至4的整数，并且n表示0至2m的整数。）

当在电解质溶液中包括由式（6）表示的至少一种化合物时，可以进一步改善电解质溶液的化学稳定性。由式（6）表示的化合物的实例包括乙烷二磺酸酐（乙二磺酸酐）和丙烷二磺酸酐（丙二磺酸酐）。

典型地，由式（6）表示的化合物的含量为例如非水电解质溶液的总质量的0.01质量%以上且10质量%以下。含量期望地为0.1质量%以上且5质量%以下。

[溶剂]

溶剂的实例包括非水溶剂如碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯、三甲基乙酸乙酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N'-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯、和二甲亚砜。

如果需要，可以以其中的一种或者以两种以上的组合来使用上面列举描述的溶剂。在这些溶剂中，选自由碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯组成的组中的至少一种溶剂是期望的。在这种情况下，稠溶剂（高粘度溶剂）（具有高介电常数，例如，相对介电常数ε≥30）如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯与稀溶剂（低粘度溶剂）（例如，粘度为1[mPa·s]以下）如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的组合是进一步期望的。原因是改善了电解质盐的电解特性和离子的迁移率。

[电解质盐]

作为电解质盐，例如，可以使用任何一种或多种轻金属盐如锂盐。

锂盐的实例包括六氟磷酸锂（LiPF₆）、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、四苯基硼酸锂（LiB(C₆H₅)₄）、甲烷磺酸锂（LiCH₃SO₃）、三氟甲烷磺酸锂（LiCF₃SO₃）、四氯铝酸锂（LiAlCl₄）、六氟硅酸二锂（Li₂SiF₆）、氯化锂（LiCl）和溴化锂（LiBr）。如果需要，可以以其中的一种或者以两种以上的组合来使用上面列举描述的电解质盐。

[电池的制造方法]

例如通过以下方法来制造该非水电解质电池。

[正极的制造]

首先，制造正极21。首先，将正极材料、粘结剂和导电剂进行混合，以形成正极混合物，然后将其分散在有机溶剂中，从而形成糊状正极混合物浆料。随后，通过刮刀或棒涂布器等将该正极混合物浆料均匀地涂布在正极集电体21A的两个表面上，然后将其干燥。最后，通过辊压机等对涂层进行压缩成形，如果需要进行加热，由此形成正极活性物质层21B。在这种情况下，压缩成型可以重复进行多次。

[负极的制造]

接着，制造负极22。首先，将负极材料和粘结剂以及可选的导电剂进行混合，以形成负极混合物，然后将其分散在有机溶剂中，从而形成糊状负极混合物浆料。随后，通过刮刀或棒涂布器等将该负极混合物浆料均匀地涂布在负极集电体22A的两个表面上，然后将其干燥。最后，通过辊压机等对涂层进行压缩成形，如果需要进行加热，由此形成负极活性物质层22B。

应当注意，负极22也可以以下列方式来制造。首先，制备包括电解铜箔等的负极集电体22A，然后通过例如真空沉积法的气相法，在负极集电体22A的两个表面上沉积负极材料，由此形成多个负极活性物质颗粒。此后，如果有必要，通过诸如液相沉积的液相法形成含氧化物的涂层；通过诸如电解镀的液相法形成金属物质；或者形成上述两者，可以形成负极活性物质层22B。

[电池的组装]

以下列方式来组装非水电解质电池。首先，通过焊接等，将正极引线25安装在正极集电体21A中，并且通过焊接等将负极引线26安装在负极集电体22A中。然后，经由隔膜23对正极21和负极22进行螺旋卷绕，从而形成螺旋卷绕电极体20，之后，将中心销24插入到卷绕体的中心。随后，将螺旋卷绕电极体20夹在一对绝缘板12和13之间，并将其容纳在电池壳11中，同时将正极引线25的尖端焊接至安全阀机构15，并且将负极引线26的尖端焊接至电池壳11。

随后，将上述电解质溶液注入到电池壳11的内部，并且用电解质溶液浸渍隔膜23。最后，在电池壳11的开口端，通过垫圈17嵌塞而固定电池盖14、安全阀机构15和PTC装置16。由此，完成了图1和2中所示的非水电解质电池。

[2.第二实施方式（电池的构造）]

将描述根据本发明第二实施方式的非水电解质电池。图3是示出了根据本发明第二实施方式的非水电解质电池的构造例的分解透视图，并且图4示出了沿图3所示的螺旋卷绕电极体30的I-I线的截面的放大图。

该非水电解质电池主要是其中安装有正极引线31和负极引线32的螺旋卷绕电极体30容纳在膜状外部构件（film-shaped exterior member）40内部的电池。使用该膜状外部构件40的电池结构称为层压膜型。

例如，正极引线31和负极引线32在相同方向上从外部构件40的内部引出至外部。正极引线31由例如金属材料如铝制成。负极引线32由例如金属材料如铜、镍和不锈钢制成。这样的金属材料为例如薄板状或网状。

外部构件40，例如如对于通过依次层压尼龙膜、铝箔和聚乙烯膜的铝层压膜，具有其中树脂层设置在由金属箔制成的金属层的两个表面上的构造。外部构件40的典型构造包括例如具有外部树脂层、金属层和内部树脂层的层状结构。例如，外部构件40具有这样的结构，例如其中通过熔合或使用粘合剂使两片矩形铝层压膜的各自外边缘彼此粘附使得内部树脂层面对螺旋卷绕电极体30的结构。这些外部树脂层和内部树脂层中的每一种还可以以多层构造。

待用作金属层的组分的金属材料可以是例如铝（Al）箔、不锈钢（SUS）箔、镍（Ni）箔、镀铁（Fe）箔等中的任一种，只要该材料可以用作耐水分渗透的阻挡膜即可。其中，期望的是，薄、轻且易于加工的铝箔被适当地用作这样的材料。特别地，从加工性的观点来看，例如，诸如退火的铝（JIS A8021P-O）、（JIS A8079P-O）和（JIS A1N30-O）的材料是期望的。

金属层的厚度期望地为30μm以上且150μm以下。如果该厚度小于30μm，则材料强度会被弱化。如果该厚度超过150μm，则可能导致加工非常困难，并且层压膜（如后面提及的图5A等的层压膜52）还可以被制成较厚的，其中非水电解质电池的体积效率会降低。

内部树脂层是利用热熔融并且彼此熔合的部分，其中可以使用诸如聚乙烯（PE）、流延聚丙烯（CPP）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、低密度聚乙烯（LDPE）、高密度聚乙烯（HDPE）和线性低密度聚乙烯（LLDPE）的材料。并且，可以使用选自这些材料中的至少两种。

对于外部树脂层，根据诸如美丽的外观、韧性和柔性的优点，可以使用诸如聚烯烃树脂、聚酰胺树脂、聚酰亚胺树脂和聚酯的材料。具体地，可以使用尼龙（Ny）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对萘二甲酸乙二醇酯（PEN）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT）或聚对萘二甲酸丁二醇酯（PBN）。并且，可以使用选自这些材料中的至少两种。

在外部构件（exterior member）40与正极引线31和负极引线32中的每一个之间，插入用于防止外部空气侵入的粘合膜41。该粘合膜41由对于正极引线31和负极引线32具有粘附性的材料制成。这样的材料的实例包括聚烯烃树脂诸如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。

应当注意，外部构件40还可以被构造成包括具有其他层压结构的层压膜或聚合物膜如聚丙烯和金属膜代替具有上述层压结构的铝层压膜。

图4示出了沿图3所示的螺旋卷绕电极体30的I-I线的截面构造。该螺旋卷绕电极体30具有利用其间的隔膜35和电解质38层压并螺旋卷绕的正极33和负极34。螺旋卷绕电极体30的最外周部用保护带37保护。

正极33是例如其中在正极集电体33A的两个表面上设置正极活性物质层33B的正极。负极34是例如其中在负极集电体34A的两个表面上设置负极活性物质层34B的负极。负极活性物质层34B和正极活性物质层33B彼此相对设置。正极集电体33A、正极活性物质层33B、负极集电体34A、负极活性物质层34B和隔膜35的构造基本上分别与第一实施方式中的正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A、负极活性物质层22B和隔膜23的那些构造相同。

电解质36包括基本上与上述第一实施方式中相同的电解质溶液，以及能够保持该电解质溶液的高分子化合物。电解质36例如是所谓的凝胶电解质。这种凝胶电解质是期望的，因为其可以提供高离子传导性（例如，在室温下为1mS/cm以上）并且防止液体泄漏。

高分子化合物的实例包括聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。可以单独或者以它们中的至少两种的混合物来使用它们。其中，聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯和聚环氧乙烷是期望的。原因是这些化合物是电化学稳定的。

[电池的制造方法]

例如通过以下三种制造方法（第一至第三制造方法）来制造该非水电解质电池。

[第一种制造方法]

在第一种制造方法中，首先，例如，通过以与在上述第一实施方式中用于制造正极21和负极22的程序基本相同的程序，在正极集电体33A的两个表面上形成正极活性物质层33B以制造正极33。在负极集电体34A的两个表面上形成负极活性物质层34B以制造负极34。

随后，制备了包含基本上与第一实施方式中相同的电解质溶液、高分子化合物和溶剂的前体溶液，并将其涂布在正极33和负极34中的每一个上。然后使溶剂挥发，从而形成凝胶形式的电解质36。随后，将正极引线31安装在正极集电体33A中，并且将负极引线32安装在负极集电体34A中。

随后，利用其间的隔膜35，对其上均形成有电解质36的正极33和负极34进行层压，然后在其纵向方向上螺旋卷绕，并且在其最外周部上，将保护带37粘附至其上，从而制造螺旋卷绕电极体30。最后，例如，将螺旋卷绕电极体30插入到两片膜状外部构件40之间，然后通过热熔合等使外部构件40的外边缘彼此粘附，从而封住螺旋卷绕电极体30。此时，将粘合膜41插入到正极引线31和负极引线32中的每一个与外部构件40之间。因此，完成了图3和4中所示的非水电解质电池。

[第二种制造方法]

在第二种制造方法中，首先，将正极引线31安装在正极33中，并将负极引线32安装在负极34中。随后，利用其间的隔膜35对正极33和负极34进行层压，然后将其螺旋卷绕，并且在其最外周部上，将保护带37粘附至其上，从而制造作为螺旋卷绕电极体30的前体的螺旋卷绕体。

随后，将螺旋卷绕体插入到两片膜状外部构件40之间，然后通过使用熔合等将分别除了一边之外的各自外部构件40的外边缘彼此粘合，从而将螺旋卷绕体容纳在形成为袋状的外部构件40的内部。随后，制备包含基本上与第一实施方式中相同的电解质溶液、作为高分子化合物的原料的单体、聚合引发剂以及可选的其他材料如聚合抑制剂的电解质组合物（电解质复合物），并将其注入到袋状外部构件40的内部。然后，通过熔合等对该外部构件40的开口进行密封。最后，将单体热聚合以提供高分子化合物，因此形成了凝胶形式的电解质36。因此，完成了图3和4中所示的非水电解质电池。

[第三种制造方法]

在第三种制造方法中，首先，以与在上述第二种制造方法中相同的方式形成螺旋卷绕体并且基本上容纳在外部构件40的内部，不同之处在于，如此处使用的隔膜35可以是在其两个表面上涂布有高分子化合物的隔膜。

涂布在该隔膜35上的高分子化合物的实例包括包含偏二氟乙烯的聚合物，即均聚物、共聚物或多元共聚物等。具体地，这样的实例包括聚偏氟乙烯，包含偏二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物，以及包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和氯三氟乙烯成分的三元共聚物等。包括上述包含偏二氟乙烯的聚合物中的任一种的高分子化合物还可以包含一种以上其他高分子化合物。

隔膜35上的高分子化合物可以例如以下列方式形成多孔高分子化合物。即，首先，制备其中将高分子化合物溶解在具有极性有机溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基亚砜的第一溶剂中的溶液并且涂布在隔膜35上。接着，将涂布有上述溶液的隔膜35浸没在第二溶剂如水、乙醇和丙醇中，其与上述极性有机溶剂具有互溶性并且对于上述高分子化合物是不良溶剂（劣溶剂，poor solvent）。此时，发生溶剂交换，并且出现伴随旋节线分解的相分离，由此使高分子化合物形成多孔结构。此后，通过干燥，可以获得具有多孔结构的多孔高分子化合物。

随后，制备与第一实施方式中基本相同的电解质溶液并且注入到外部构件40的内部，然后，通过熔合等密封外部构件40的开口。最后，在压制的同时加热外部构件40，由此将隔膜35粘附至正极33和负极34中的每一个上。因此，使电解质溶液浸没高分子化合物，然后使高分子化合物凝胶化以形成电解质36。因此，可以完成图3和4中所示的非水电解质电池。

[3.第三实施方式]

将描述根据本发明第三实施方式的非水电解质电池。根据本发明第三实施方式的非水电解质电池的构造基本上与根据第二实施方式的构造相同，不同之处在于，代替使用保持电解质溶液的高分子化合物（电解质36），直接使用电解质溶液。下文中，将详细地描述与第二实施方式中不同的那些构造，任意省略基本上与第二实施方式中相同的构造的描述，由此避免描述的重复。

[电池的构造]

在根据本发明第三实施方式的非水电解质电池中，使用电解液代替凝胶形式的电解质36。因此，螺旋卷绕电极体30具有其中省略电解质36的构造，并且隔膜35用基本上与第一实施方式中相同的电解质溶液进行浸渍。

[电池的制造方法]

例如以下列方式来制造非水电解质电池。

首先，例如，将正极活性物质、粘结剂和导电剂进行混合以制备成正极混合物，然后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以提供正极混合物浆料。接着，将该正极混合物浆料涂布在正极集电体33A的两个表面上，然后干燥，之后进行压缩成型由此形成正极活性物质层33B。因此，制造了正极33。随后，例如，通过例如超声波焊接、点焊接等将正极引线31连接至正极集电体33A。

并且，例如，将负极材料和粘结剂进行混合以制备成负极混合物，然后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以提供负极混合物浆料。接着，将该负极混合物浆料涂布在负极集电体34A的两个表面上，然后干燥，之后进行压缩成型由此形成负极活性物质层34B。因此，制造了负极34。随后，例如，通过例如超声波焊接、点焊接等将负极引线32连接至负极集电体34A。

随后，将正极33和负极34利用其间的隔膜35进行螺旋卷绕，然后夹住在外部构件40的内部。之后，将基本上与第一实施方式中相同的电解质溶液注入到外部构件40的内部，然后密封外部构件40。因此，可以获得非水电解质电池。

[4.第四实施方式（电池的构造）]

将描述根据本发明第四实施方式的非水电解质电池的构造例。图5A是示出了根据本发明第四实施方式的非水电解质电池的外观的透视图。图5B是示出了根据本发明第四实施方式的非水电解质电池的构造的分解透视图。图5C是示出了图5A中所示的非水电解质电池的底部的构造的透视图。应当理解，在下文中，在非水电解质电池51内，其中引出正极引线53的部分称作顶部；与顶部相对的侧上的并且其中引出负极引线54的部分称作底部；并且位于顶部与底部之间的两侧均称作侧部（side part）。此外，在下面的描述中，关于电极、电极引线等，从侧部到另一侧部的方向上的长度称作宽度。

如图5A至5C中所示，本发明实施方式的非水电解质电池51是例如可充电和可放电二次电池，其被构造成具有由层压膜52包装的层压电极体60，并且连接至该层压电极体60的正极引线53和负极引线54分别从其中层压膜52的部分密封在一起的部分朝向电池的外部引出。正极引线53和负极引线54从彼此相对的侧引出。

[层压电极体]

图6A和6B各自示出了在层压电极体中包括的正极的构造例。图6C和6D各自示出了在层压电极体中包括的负极的构造例。图7A和7B各自示出了在由层压膜包装之前层压电极体的构造例。层压电极体60的构造包括如图6A或6B所示的矩形正极61；和如图6C或6D所示的矩形负极62，利用其间的隔膜63层压。这种构造的实例具体地包括如图7A和7B所示，利用夹在其间的以锯齿形（Z字形，曲折形）折叠形式的隔膜23而一个在另一个之后层压的正极61和负极62。或者，代替锯齿形折叠形式的隔膜23，还可以使用多个矩形隔膜。在第四实施方式中，为了使层压电极体60的最外层是隔膜63，使用了以隔膜63、负极62、隔膜63、正极61、…、负极62、隔膜63的次序层压的层压电极体60。这里，图7A和7B中所示的层压电极体60是其中使用了图6B中所示的正极61和图6D中所示的负极62的实例。虽然在图中未示出，但是代替图6B中所示的正极61，可以使用图6A中所示的正极61。并且，代替图6D中所示的负极62，可以使用图6C中所示的负极62。

图8是图5A的沿着线a-a’截取的非水电解质电池的截面图。如图8中所示，在非水电解质电池51中，隔膜63和正极61中的每一个其间布置有电解质66，其中隔膜63和负极62中的每一个其间也布置有电解质66。隔膜63和正极61通过电解质66彼此粘附，其中隔膜63和负极62也通过电解质66彼此粘附。

分别从多个正极61延伸的正极极耳（正极调整片，正极片）61C和分别从多个负极62延伸的负极极耳（负极调整片，负极片）62C从层压电极体60中引出。多个堆叠的正极极耳61C通过弯曲而构造，使得具有适当下垂（垂度，凹陷，sag）的其弯曲部具有基本上U形截面。在多个堆叠的正极极耳61C的尖端，通过超声波焊接、电阻焊接等而将正极引线53连接至其上。

并且，基本上以与正极61中相同的方式，通过弯曲而构造多次堆叠后的负极极耳62C，使得具有适当下垂的其弯曲部具有基本U形截面。在多个堆叠的负极极耳62C的尖端，通过超声波焊接、电阻焊接等而将负极引线54连接至其上。

[正极引线]

在与正极极耳61C连接的正极引线53中，例如，可以使用由如铝（Al）的材料制成的金属引线本体。在本发明实施方式的非水电解质电池51中，为了产生大电流，与通常方式中的那些相比，正极引线53被构造成具有相对大的宽度和厚度。

正极引线53的厚度期望地为150μm以上且250μm以下。如果正极引线53的厚度小于150μm，则可能的电流产生会小。如果正极引线53的厚度超过250μm，因为其过厚，层压膜52会降低引出电极引线的侧的密封性能，并且可能易于导致水的侵入。

正极引线53的一部分设置有作为粘合膜的密封剂（sealant）55，其用来增强层压膜52与正极引线53之间的粘附性。密封剂55被构造成包括对金属材料具有高粘附性的树脂材料。例如，当正极引线53包括上述金属材料时，密封剂55期望地包括聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。

密封剂55的厚度期望地为70μm以上且130μm以下。如果其小于70μm，则层压膜52与正极引线53之间的粘附性可能变弱。如果其超过130μm，则可能存在在熔合时熔融树脂的大流动，其在制造程序中可能不是期望的。

[负极引线]

在与负极极耳62C连接的负极引线54中，例如，可以使用由如镍（Ni）的材料制成的金属引线本体。在本发明实施方式的非水电解质电池51中，为了产生大电流，与通常方式中的那些相比，负极引线54被构造成具有相对大的宽度和厚度。负极引线54的厚度期望地大致与后面提及的负极极耳62C的厚度相同。

虽然负极引线54的宽度可以任意规定，但是由于其使得可以产生大电流，因此负极引线54的宽度wb期望为负极62的宽度Wb的50%以上且100%以下。

类似地，与正极引线53中一样，负极引线54的厚度期望地为150μm以上且250μm以下。如果负极引线54的厚度小于150μm，则可能的电流产生会小。如果负极引线54的厚度超过250μm，则由于其过厚，层压膜52会降低引出电极引线的侧的密封性能，并且可能易于导致水的侵入。

类似地，与正极引线53中一样，负极引线54的一部分设置有作为粘合膜的密封剂55，其用来增强层压膜52与负极引线54之间的粘附性。

[正极]

如图6A和6B中所示，正极61被构造成具有在正极集电体61A的两个表面上形成的包含正极活性物质的正极活性物质层61B。作为正极集电体61A，例如，可以使用金属箔如铝（Al）箔、镍（Ni）箔和不锈钢（SUS）箔。

每个正极极耳61C从正极集电体61A一体延伸。多个堆叠的正极极耳61C被弯曲使得它们的截面基本上为U形。通过超声波焊接、电阻焊接等，将多个堆叠的正极极耳61C的尖端连接至正极引线53。

正极活性物质层61B形成在正极集电体61A的矩形主表面部分上。作为正极集电体61A的暴露状态的延伸部分用作正极极耳61C以将正极引线53连接至其上。正极极耳61C的宽度可以任意规定。然而，尤其是，当正极引线53和负极引线54均从相同侧引出时，正极极耳61C的宽度应当小于正极61的宽度的50%。这种正极61可以通过以下来获得：在矩形正极集电体61A的一侧上形成正极活性物质层61B，为其提供正极集电体的暴露部分，然后切去不想要的部分。

正极活性物质层61B的构造基本上与第一实施方式的正极活性物质层21B相同。即，正极活性物质层61B包括一种或多种能够嵌入和脱嵌锂的正极材料作为正极活性物质，并且如果有必要还可以包括其他材料如粘结剂和导电剂。正极材料、粘结剂和导电剂基本上与第一实施方式中的那些相同。

[负极]

如图6C和6D中所示，负极62被构造成具有在负极集电体62A的两个表面上形成的包含负极活性物质的负极活性物质层62B。负极集电体62A可以包括例如金属箔如铜（Cu）箔、镍（Ni）箔和不锈钢（SUS）箔。

每个负极极耳62C从负极集电体62A一体延伸。多个堆叠的负极极耳62C以使得它们的截面为基本上U形的方式被弯曲。通过超声波焊接、电阻焊接等，将多个堆叠的负极极耳62C的尖端连接至负极引线54。

负极活性物质层62B形成在负极集电体62A的矩形主表面部分上。作为负极集电体62A的暴露状态的延伸部分用作负极极耳62C以将负极引线54连接至其上。负极极耳62C的宽度可以任意规定。然而，尤其是，当正极引线53和负极引线54均从相同侧引出时，负极极耳62C的宽度应当小于负极62的宽度的50%。这种负极62可以通过以下来获得：在矩形负极集电体62A的一侧上形成负极活性物质层62B，为其提供负极集电体的暴露部分，然后切去不想要的部分。

[负极活性物质层]

负极活性物质层62B的构造基本上与第一实施方式的负极活性物质层22B相同。即，负极活性物质层62B包括一种或多种能够嵌入和脱嵌锂的负极材料作为负极活性物质，并且如果有必要还可以包括其他材料如粘结剂和导电剂。负极材料、粘结剂和导电剂基本上与第一实施方式中的那些相同。

电解质66、隔膜63和层压膜52基本上与第二实施方式中的电解质36、隔膜35和外部构件40相同。

层压电极体60包装在上述层压膜52中。此时，连接至正极极耳61C的正极引线53和连接至负极极耳62C的负极引线54分别从其中将层压膜52的部分密封在一起的部分朝向电池的外部引出。如图5B中所示，预先通过深拉形成的层压电极体保存单元57设置在层压膜52中。将层压电极体60容纳在层压电极体保存单元57中。

在本发明的实施方式中，在通过加热器头部加热层压电极体60的外周部时，进行热熔合从而密封在从其两侧覆盖层压电极体60的层压膜52的部分之间。尤其是，在引出电极引线的侧，层压膜52期望地通过加热器头部来熔合，所述加热器头部设置有切口形状以远离正极引线53和负极引线54。这是因为可以以可减小正极引线53和负极引线54上的负荷的方式来制造电池。利用该方法，可以防止在制造电池中的可能的电短路。

[电池的制造方法]

例如通过以下工艺来制造上述非水电解质电池51。

[正极的制造]

将正极活性物质、粘结剂和导电剂进行混合以制备成正极混合物，然后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以提供正极混合物浆料。接着，将该正极混合物浆料涂布在带状正极集电体61A的两个表面上，然后干燥，之后通过辊压机等进行压缩成型，由此形成正极活性物质层61B，以提供正极片。将该正极片切成预定尺寸，由此制造了正极33。此时，以使得正极集电体61A具有暴露部分的方式来形成正极活性物质层61B。正极集电体61A的暴露部分可以定义为正极极耳61C。此外，如果需要，可以从正极集电体的暴露部分切去不想要的部分，从而形成正极极耳61C。因此，可以获得其中一体形成正极极耳61C的正极61。

[负极的制造]

将负极材料和粘结剂进行混合以制备成负极混合物，然后将其分散在溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮中以提供负极混合物浆料。接着，将该负极混合物浆料涂布在负极集电体62A的两个表面上，然后干燥，之后通过辊压机等进行压缩成型，由此形成负极活性物质层62B，以提供负极片。将该负极片切成预定尺寸，由此制造了负极62。此时，以使得负极集电体62A具有暴露部分的方式来形成负极活性物质层62B。负极集电体62A的暴露部分可以定义为负极极耳62C。此外，如果需要，可以从负极集电体的暴露部分切去不想要的部分，从而形成负极极耳62C。因此，可以获得其中一体形成负极极耳62C的负极62。

[电解质66的形成]

将高分子化合物涂布在隔膜63的一个主表面或两个表面上。涂布在该隔膜63上的高分子化合物的实例包括包含偏二氟乙烯的聚合物，即，均聚物、共聚物或多元共聚物等。具体地，这种实例包括聚偏氟乙烯，包含偏二氟乙烯和六氟丙烯的二元共聚物，以及包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和氯三氟乙烯的三元共聚物等。包括上述包含偏二氟乙烯的聚合物中的任一种的高分子化合物还可以包含一种或多种其他高分子化合物。

涂布在隔膜63上的高分子化合物保持基本上与第一实施方式中相同的电解质溶液，由此形成电解质66。

隔膜63上的高分子化合物可以例如以下列方式形成多孔高分子化合物。即，首先，制备其中将高分子化合物溶解在具有极性有机溶剂如N-甲基-2-吡咯烷酮、γ-丁内酯、N,N-二甲基乙酰胺和N,N-二甲基亚砜的第一溶剂中的溶液并且涂布在隔膜63上。接着，将涂布有上述溶液的隔膜63浸没在第二溶剂如水、乙醇和丙醇中，其与上述极性有机溶剂具有互溶性并且对于上述高分子化合物是不良溶剂。此时，发生溶剂交换，并且出现伴随旋节线分解的相分离，由此使高分子化合物形成多孔结构。此后，通过干燥，可以获得具有多孔结构的多孔高分子化合物。

[层压工艺]

如图7A和7B中所示，将正极61和负极62交替地插入在锯齿形折叠形式的隔膜63之间，使得预定数目的正极61和负极62例如以隔膜63、负极62、隔膜63、正极61、隔膜63、负极62、…、隔膜63、负极62、隔膜63的次序层压。然后，将它们在压力下固定，从而紧密粘附正极61、负极62和隔膜63，从而制造层压电极体60。为了牢固地固定层压电极体60，例如，可以使用如粘合带的固定构件56。当固定构件56用于固定时，例如，将固定构件56设置在层压电极体60的两个侧部上。

接着，将多个正极极耳61C和多个负极极耳62C弯曲从而具有U形的截面。例如，以下列方式来弯曲电极极耳。

[极耳的第一U形弯曲工艺]

将从层压正极61引出的多个正极极耳61C和从层压负极62引出的多个负极极耳62C弯曲从而具有基本U形的截面。第一U形弯曲工艺预先为正极极耳61C和负极极耳62C提供最佳的U形弯曲。通过预先提供最佳的U形弯曲，使得可以在分别连接至正极引线53和负极引线54之后在用于在正极极耳61C和负极极耳62C中形成弯曲部的后续弯曲工艺中可以降低正极极耳61C和负极极耳62C中的应力如拉伸应力。

图9A至9E是示出了负极极耳62C的第一U形弯曲工艺的侧视图。在图9A至9E中，将描述对负极极耳进行的每个工艺。以类似的方式对正极集电体61A进行第一U形弯曲工艺。

首先，如图9A中所示，将层压电极体放置在具有U形弯曲薄板71的工作设置台（work setting stand）70a上。U形弯曲薄板71被设置成从工作设置台70a伸出，使得突出高度稍微小于层压电极体60的厚度，具体地，至少使得小于多个负极极耳62C₁至62C₃的总厚度。利用这种构造，负极极耳62C₄的弯曲外周侧定位在层压电极体60的厚度的范围内，使得可以防止非水电解质电池51的厚度增加或者外观缺陷的发生。

随后，如图9B中所示，使层压电极体60下降，或者使工作设置台70a升高。此时，层压电极体60与U形弯曲薄板71之间的间隙越小，则非水电解质电池51的空间效率增加越大，使得例如，层压电极体60与U形弯曲薄板71之间的距离逐渐变小。

如图9C中所示，层压电极体60加载在工作设置台70a上，形成负极极耳62C的弯曲部，然后如图9D和9E中所示，向下移动辊72并且将负极极耳62C弯曲成具有U形形式。

U形弯曲薄板71具有1mm以下的厚度，例如期望地为大约0.5mm。作为U形弯曲薄板71，可以使用具有用于在多个正极极耳61C或负极极耳62C中形成弯曲形状所必须的强度的材料，即使当以如上所述的小厚度时。对于U形弯曲薄板71必要的强度随着如正极61和负极62的层压薄板的数目、用于正极极耳61C和负极极耳62C的材料的硬度的因素而变化。U形弯曲薄板71越薄，弯曲最内周部的负极极耳62C₁的曲率可以越小，这是期望的，因为其可以减小用于弯曲负极极耳62C必要的空间。可以使用的U形弯曲薄板71的实例包括不锈钢（SUS）、增强塑性材料和镀钢材料等。

[集电体（电流集电体）的暴露部分的切割工艺]

接着，将具有形成的U形弯曲部的负极极耳62C的尖端几乎均匀地（平坦地）切割。在集电体的暴露部分的切割工艺中，预先形成以其最佳形状的U形弯曲部，然后与U形弯曲部一致地切割剩余的正极极耳61C和负极极耳62C。图10A至10E是示出了负极极耳62C的切割工艺的侧视图。以类似的方式对正极极耳61C进行集电体的暴露部分的切割工艺。

如图10A中所示，将其中在第一U形弯曲工艺中形成U形弯曲部的层压电极体60的顶面和底面颠倒，并且将层压电极体60固定至设置有凹陷（凹口，recess）73的工作设置台70b，用于使集电体下垂。

接下来，如图10B所示，具有形成的U形弯曲部的负极极耳62C₁至62C₄的从U形弯曲部到尖端部的前端部被变形，使得该前端部具有与工作设置台70b一致的基本L形状。此时，保持用于再形成U形弯曲部所必须的形状，因此提供使得与负极极耳62C₄的弯曲周侧一样大的下垂（垂度，sagging）。利用这种进入用于集电体下垂的凹陷73中的下垂，由此负极极耳62C₁至62C₄可以在没有应力的情况下变形。此外，负极极耳62C₁至62C₄还可以在它们的前端部固定的情况下变形。

随后，如图10C中所示，负极极耳62C₁至62C₃利用集电体压力机74而压靠在工作设置台70b，并且如图10D和10E中所示，例如，负极极耳62C₁至62C₄中的每一个的尖端利用与集电体压力机74一致设置的切割刀75切割并且使得均匀（平坦）。确定负极极耳62C₁至62C₄的切割位置，使得当在后续工艺中再次进行U形弯曲时，负极极耳62C₁至62C₄的前端可以定位在层压电极体60的厚度范围内。因此，至少切割负极极耳62C₁至62C₄的前端的多余部分。

[电极引线的连接工艺]

随后，将负极极耳62C₁至62C₄与负极引线54连接。在连接极耳的工艺中，当保持在第一U形弯曲工艺中形成的最佳U形弯曲时，分别将正极极耳61C和负极极耳62C固定至正极引线53和负极引线54。因此，正极极耳61C和正极引线53、以及负极极耳62C和负极引线54分别电连接。图11A至11C是示出了连接负极引线54和负极极耳62C₁至62C₄的工艺的侧视图。此外，虽然在图中未示出，但是预先在负极引线54上设置密封剂55。以类似的方式对正极极耳61C和正极引线53进行连接工艺。

如图11A中所示，将其中在切割电极尖端的工艺中切割负极极耳62C₁至62C₄的多余部分的层压电极体60的顶面和底面再次颠倒。接着，如图11B中所示，将层压电极体60固定至设置有集电体形状保持板76的工作设置台70c。使集电体形状保持板76的前端位于负极极耳62C₁的弯曲内周侧，使得保持负极极耳62C₁至62C₄的弯曲形状，并且例如还能够防止由于外部因素如由固定装置产生的超声波振动引起的影响。

随后，如图11C中所示，通过例如超声波焊接将负极极耳62C₁至62C₄和负极引线54固定。在超声波焊接中，例如，使用了设置在负极极耳62C₁至62C₄下面的钻（anvil）77a和设置在负极极耳62C₁至62C₄上面的角状物（电极臂，horn）77b。负极极耳62C₁至62C₄预先设置在钻77a上，然后使角状物77b下降，由此负极极耳62C₁至62C₄和负极引线54夹在钻77a和角状物77b之间。通过钻77a和角状物77b将超声波振动施加至负极极耳62C₁至62C₄和负极引线54。以这种方式，将负极极耳62C₁至62C₄和负极引线54相互固定。

此外，在极耳连接工艺中，可以期望以使得形成内周侧弯曲边缘（bending margin）Ri的方式将负极引线54连接至负极极耳62C，如参照图11C。内周侧弯曲边缘Ri的厚度等于或大于正极引线53和负极引线54。

接下来，将与负极极耳62C₁至62C₄固定在一起的负极引线54弯曲成具有预定形状。图12A至12E是示出了用于弯曲负极引线54的极耳弯曲工艺的侧视图。以类似方式对正极极耳61C和正极引线53进行极耳弯曲工艺和电极引线连接工艺。

如图12A中所示，将其中在连接工艺中将负极极耳62C₁至62C₄和负极引线54相互固定的层压电极体60的顶面和底面再次颠倒，然后，将层压电极体60固定至具有用于集电体下垂的凹陷73的工作设置台70d。将负极极耳62C₁至62C₄和负极引线54之间的连接部分设置在极耳弯曲台78a上。

随后，如图12B中所示，通过块78b压制负极极耳62C₁至62C₄和负极引线54之间的连接部分，然后如图12C中所示，向下移动辊79，并且使负极引线54从极耳弯曲台78a伸出，并且使块78b弯曲。

[极耳的第二U形弯曲工艺]

随后，如图12D中所示，将U形弯曲薄板71设置成夹在层压电极体60与压制负极极耳62C₁至62C₄的块78b之间。随后，如图12E中所示，与通过图9A至9E中所示的第一U形弯曲工艺形成的U形弯曲一致地，以大约90度的角度弯曲负极极耳62C₁至62C₄，从而制备层压电极体60。此时，如上所述，以使得如图11C形成内周侧弯曲边缘Ri的方式将负极引线54连接至负极极耳62C。因此，在第二U形弯曲工艺中，可以在基本上垂直于电极表面的方向上弯曲负极极耳62C，同时抑制负极引线54与层压正极61和负极62的接触。

此时，期望的是，利用预先通过热焊接提供的密封剂55使负极引线54弯曲。以这种方式，负极引线54的弯曲部分会被密封剂55覆盖，由此使得可以获得其中负极引线54和层压膜52不可能直接接触的结构。在该结构中，可以显著减小层压膜52内的树脂层与负极引线54之间的刮擦、对层压膜52的破坏、以及由于长期振动引起的层压膜52的金属层与负极引线54之间的短路、冲击等的危险。以这种方式，制备了层压电极体60。

[包装工艺（encasing process）]

此后，通过层压膜52来包装制备的层压电极体60。层压膜52的侧部之一、顶部和底部通过用加热器头部进行加热而熔合。引出正极引线53和负极引线54的顶部和底部例如通过加热器头部熔合，所述加热器头部具有切口形状以远离正极引线53和负极引线54。

随后，从没有熔合的层压膜52的其他开口注入基本上与第一实施方式中相同的电解质溶液。最后，通过在其中进行注入的侧部熔合层压膜52，将层压电极体60密封在层压膜52中。此后，从层压膜52的外部进行热压，从而使层压电极体60被压制和加热，并且由此使电解质溶液浸没高分子化合物，然后使高分子化合物凝胶化从而形成其中高分子化合物保持电解质溶液的电解质66。此外，如果高分子化合物是多孔高分子化合物，则其可以在热压时与电解质66的电解质溶液一起膨胀，多孔高分子化合物的孔结构不可能破裂，使得其孔被保持。因此，完成了非水电解质电池。

[5.第五实施方式（电池模块的实例）]

将描述本发明的第五实施方式。在第五实施方式中，将描述使用在上述实施方式中描述的非水电池的电池单元和其中组装了电池单元的电池模块。第五实施方式的描述将描述使用第四实施方式的非水电解质电池的情况，其中正极引线和负极引线从不同侧引出。

[电池单元]

图13A和13B是示出了使用本发明实施方式的非水电解质电池的电池单元的构造的透视图。图13A和13B示出了从不同方向观看的电池单元100。图13A中主要示出的侧面设定为电池单元100的前侧，并且在图13B中主要示出的侧面设定为电池单元100的后侧。如图13A和13B中所示，电池单元100包括非水电解质电池1-1和1-2、支架（托架，bracket）110、以及母线（总线，bus bars）120-1和120-2。非水电解质电池1-1和1-2是例如根据第四实施方式的非水电解质电池。

支架110是用于确保非水电解质电池1-1和1-2的强度的支撑工具。非水电解质电池1-1安装在支架110的前侧，并且非水电解质电池1-2安装在支架110的后侧。此外，支架110具有基本上从前侧和后侧看到的相同形状，但是刻槽部（chamfered portion）111形成在下侧的一个角部处。在位于右下侧看见刻槽部111的侧设定为前侧，并且在位于左下侧看见刻槽部111的侧设定为后侧。

母线120-1和120-2是基本上L形形式的金属构件，并且以使得连接至非水电解质电池1-1和1-2的极耳的连接部分设置在支架110的侧面侧上，并且连接至电池单元100的外侧的端子设置在支架110的顶面上的方式分别安装在支架110的两侧上。

图14示出了说明电池单元100的分解透视图。图14的上侧设定为电池单元100的前侧，并且图14的下侧设定为电池单元100的后侧。在下文中，关于非水电解质电池1-1，其中容纳了层压电极体的凸起部（raisedportion）称作电池主体1-1A。类似地，关于非水电解质电池1-2，其中容纳了层压电极体的凸起部称作电池主体1-2A。

非水电解质电池1-1和1-2以其中具有凸起部的主体1-1A和1-2A的侧彼此面对的状态安装在支架110中。即，非水电解质电池1-1以设置有正极引线3-1和负极引线4-1的表面面向前面的方式安装在支架110中，并且非水电解质电池1-2以设置有正极引线3-2和负极引线4-2的表面面向后面的方式安装在支架110中。

支架110包括外周壁112和肋部（rib portion）113。外周壁112形成为稍微宽于非水电解质电池1-1和1-2的电池主体1-1A和1-2A的外周，即，以其中安装了非水电解质电池1-1和1-2的状态围绕电池主体1-1A和1-2A。肋部113设置在外周壁112的内侧表面，从而从外周壁112的在厚度方向上的中央部分朝向内侧延伸。

在图14的构造例中，非水电解质电池1-1和1-2从支架110的前侧和后侧插入到外周壁112中，并且通过在两个表面上具有粘附性的双面胶粘带130-1和130-2而粘附至支架110的肋部113的两个表面。双面胶粘带130-1和130-2具有基本方形形状，其沿着非水电解质电池1-1和1-2的外周边缘具有预定宽度，并且支架110的肋部113可以通过其中粘附双面胶粘带130-1和130-2的区域提供。

以这种方式，肋部113被形成为从外周壁112的内侧面朝向内侧沿着非水电解质电池1-1和1-2的外周边缘延伸预定宽度，并且在内侧，关于肋部113，形成开口。因此，在通过双面带130-1从支架110的前侧粘附至肋部113的非水电解质电池1-1与通过双面带130-2从支架110的后侧粘附至肋部113的非水电解质电池1-2之间，形成了由于开口引起的间隙（clearance）。

即，利用这种在支架110的中央部分形成的开口，非水电解质电池1-1和1-2利用具有肋部113的厚度以及双面胶粘带130-1和130-2的厚度的总尺寸的间隙而被安装在支架110中。例如，由于充电和放电、气体的产生等，可能会在非水电解质电池1-1和1-2中发生膨胀，但是通过开口形成的这种间隙可以用作用于允许待容纳的非水电解质电池1-1和1-2的这种膨胀的空间。因此，可以排除由于非水电解质电池1-1和1-2的膨胀引起的影响，如电池单元100的总厚度的增加。

此外，当非水电解质电池1-1和1-2粘附至肋部113时，在其中粘附面积（区域）宽的情况下，显著的压力是必要的，但是通过将肋部113的粘附表面限制于外周边缘，可以通过压力的有效施加而容易地进行粘附。因此，在制造它们的同时，可以降低施加至非水电解质电池1-1和1-2的应力。

如图14中所示，通过在一个支架110中安装两个非水电解质电池1-1和1-2，与在一个支架中安装一个非水电解质电池的情况相比，可以减小支架110的厚度和空间。因此，可以增加能量密度。

此外，电池单元100在厚度方向上的刚度可以通过在粘附两片非水电解质电池1-1和1-2时获得的协同效应而获得，使得可以使支架110的肋部113很薄。即，例如，即使肋部113的厚度设定为1mm以下（树脂成型的极限周围的厚度），当从肋部113的两侧使非水电解质电池1-1和1-2彼此粘附时，也可以获得电池单元100的总体足够的刚度。此外，当使肋部113的厚度薄时，电池单元100的厚度变薄并且体积减小，使得可以改善电池单元100的能量密度。

此外，为了增加外部应力阻力，以下列方式来构造电池单元100：使得非水电解质电池1-1和1-2的外周面（侧面以及前面和底面两者）不与支架110的外周壁112的内周面接触，并且非水电解质电池1-1和1-2的宽表面粘附至肋部113的方式。

根据该构造，可以实现具有高能量密度且对外部应力强的电池单元100。

[电池模块]

接下来，将参照图15至18描述组装了电池单元100的电池模块200的构造例。图15是示出了电池模块的构造例的分解透视图。如图15中所示，电池模块200包括模块箱（module case）210、橡胶座圈部（rubber seatportion）220、电池部230、电池盖240、固定片部（固定片部分，fixing sheetportion）250、电子部件部（electric part portion）260和盒盖（box cover）270。

模块箱210是容纳电池单元100并且将其安装在装置中用于使用的箱，并且在图15所示的构造例中具有能够容纳24个电池单元100的尺寸。

橡胶座圈部220是放置在电池单元的底面上且缓和冲击的座圈（seat）。在橡胶座圈部220中，为三个电池单元100设置一片橡胶座圈，并且设置八片橡胶座圈以应付（处理）24个电池单元100。

在图15中所示的构造例中，电池部230包括组装的24个电池单元100。此外，在电池部230中，3个电池单元100彼此并联连接，由此构造平行块（并联块）231，并且串联连接8个平行块231。

电池盖240是固定电池部230的盖子，并且具有对应于非水电解质电池1的母线120的开口。

固定片部250是设置在电池盖240的顶面上的片（sheet），当盒盖270固定至模块箱210时，使得与电池盖240和盒盖270紧密接触以使它们固定。

电子部件部260包括控制电池单元100的充电和放电的电子部件如充电和放电电路。充电和放电电路设置在例如电池部230中的两个平行母线120之间的空间。

盒盖270是在每个部分容纳在模块箱210中之后封住模块箱210的盖子。

这里，在电池模块200中，包括并联连接的3个电池单元100的平行块（并联块）231串联连接，因此构造电池部230。利用在电子部件部260中包括的金属板构件来进行这种串联连接。因此，在电池部230中，分别以使得对于每个块的端子的方向对每个平行块231交替的方式来设置平行块231，即，使相邻的平行块231的正极端子和负极端子彼此对齐。因此，在电池模块200中，必须避免相邻的平行块231中的同极端子彼此紧接着设置的情况。

例如，如图16中所示，包括三个电池单元100的平行块231-1和包括三个电池单元100的平行块231-2以其中正极端子和负极端子彼此相邻的距离容纳在模块箱210中。为了调节这种距离，使用了在电池单元100的支架110的下侧的一个中心部上形成的刻槽部111。

图17A是示出了平行块的构造例的透视图。图17B是示出了平行块的构造例的截面图。如图17A和17B中所示，在平行块231-1中，以使得各自的刻槽部111面向形成刻槽区域（chamfered region）280的相同方向的方式来组装电池单元100。此外，虽然在图中未示出，但是可以以类似于平行块231-1的方式来构造平行块231-2。

图18A和18B示出了模块箱的构造例。如图18A和18B中所示，模块箱210具有对应于刻槽区域280的倾斜（斜度，inclination）的倾斜部（inclined portion）290。交替设置这些倾斜部290，其每一个具有对应于三个非水电解质电池的总厚度的长度。利用平行块231-1的刻槽区域280和模块箱210的倾斜部290，如果平行块231-1被以错误的方向容纳在模块箱210中，则平行块231-1的下侧角部会与模块箱210的倾斜部290之一接触。在这种情况下，平行块231-1处于从内底面浮动（漂浮）模块箱210的状态，使得平行块231-1没有完全容纳在模块箱210中。并且，利用平行块231-2的刻槽区域280和模块箱210的倾斜部290，如果平行块231-2被以错误的方向容纳在模块箱210中，则平行块231-2的下侧角部会与模块箱210的倾斜部290之一接触。在这种情况下，平行块231-2处于从内底面浮动（漂浮）模块箱210的状态，使得平行块231-2没有完全容纳在模块箱210中。因此，在电池模块200中，可以避免相邻的平行块中的同极端子彼此紧接着设置的情况。

因此，如上所述，构造了使用本发明实施方式的非水电解质电池的电池单元和电池模块。

[6.第六实施方式（电池组的实例）]

图19是示出了其中本发明实施方式的非水电解质电池（在下文中，任意称作二次电池）应用于电池组的情况的电路构造的方块图。电池组包括组装电池301、外壳（包装，exterior）、具有充电控制开关302a和放电控制开关303a的开关单元304、电流感测电阻器307、温度感测装置308和控制单元310。

此外，所述电池组包括正极端子321和负极端子322。在充电过程中，将正极端子321和负极端子322分别连接至充电器的正极端子和负极端子，并且进行充电。另一方面，当使用电子装置时，将正极端子321和负极端子322分别连接至该装置的正极端子和负极端子，并且进行放电。

所述组装电池301由多个相互串联和/或并联连接的二次电池301a构成。该二次电池301a是本发明实施方式的二次电池。应注意，虽然作为实例，在图19中示出的是以两个电池并联和三个串联（2P3S构造）来连接六个二次电池301a的情况，然而还可以以任何方式，如以n个并联和m个串联（其中n和m是整数）来连接该电池，并且可以采用任何方式的连接。

开关单元304包括充电控制开关302a和二极管302b以及放电控制开关303a和二极管303b，并由控制单元310控制。对于从正极端子321流入到组装电池301中的充电电流，二极管302b具有相反方向的极性，并且对于从负极端子322流入到组装电池301中的放电电流，具有正向方向的极性。对于充电电流，二极管303b具有正向方向的极性，并且对于放电电流，具有相反方向的极性。应当注意，虽然在该实例中，开关单元设置在正极端子侧上，但是其可以另外设置在负极端子侧上。

充电控制开关302a被构造成在电池电压达到过充电检测电压的情况下关闭，并且通过控制单元310控制，使得充电电流不在组装电池301的电流通路中流动。在关闭充电控制开关302a之后，仅可以通过二极管302b进行放电。此外，在充电时大量电流流动的情况下，关闭充电控制开关302a并且通过控制单元310控制使得阻断在组装电池301的电流通路中流动的充电电流。

放电控制开关303a被构造成在电池电压达到过放电检测电压的情况下关闭，并且通过控制单元310控制，使得放电电流不在组装电池301的电流通路中流动。在关闭放电控制开关303a之后，仅可以通过二极管303b进行充电。此外，在放电时大量电流流动的情况下，关闭放电控制开关303a并且通过控制单元310控制使得阻断在组装电池310的电流通路中流动的放电电流。

温度感测装置308是例如热敏电阻器，并设置在组装电池301附近。温度感测装置308被构造成测量组装电池301的温度，并将测得的温度供应至控制单元310。电压检测单元311被构造成测量组装电池301的电压和在组装电池301中包括的各个二次电池301a的电压，然后将测量的电压进行A/D转换，并将它们供应至控制单元310。电流测量单元313被构造成使用电流检测电阻器307测量电流并将测得的电流供应至控制单元310。

开关控制单元314被构造成基于从电压检测单元311和电流测量单元313输入的电压和电流来控制开关单元304的充电控制开关302a和放电控制开关303a。当二次电池301a的任意一个的电压达到过充电检测电压以下或过放电检测电压以下时，或者当大量的电流快速流动时，开关控制单元314发送开关单元304的控制信号，从而防止过充电、过放电以及过电流充放电。

此处，在二次电池是锂离子二次电池的情况下，将过充电检测电压限定为例如4.20V±0.05V，并将过放电检测电压限定为例如2.4V±0.1V。

对于充电和放电控制开关，可以使用例如MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）的半导体开关。在这种情况下，MOSFET的寄生二极管充当二极管302b和303b。在将P-通道型FET（场效应晶体管）用作充电和放电控制开关的情况下，开关控制单元314分别对充电控制开关302a和放电控制开关303a的栅极提供控制信号DO和控制信号CO。在充电控制开关302a和放电控制开关303a是P-通道型的情况下，充电控制开关302a和放电控制开关303a通过比源极电位低预定值以上的栅极电位而打开（接通）。换言之，在正常充放电操作过程中，将控制信号CO和DO规定为低水平并将充电控制开关302a和放电控制开关303a打开。

此外，例如，当过充电或过放电时，将控制信号CO和DO规定为高水平，并且将充电控制开关302a和放电控制开关303a关闭。

存储器317包括RAM（随机存取存储器）、ROM（只读存储器）、用作非易失性存储器的EPROM（可擦可编程只读存储器）等。在存储器317中，预先存储由控制单元310计算的数值、在每个二次电池301a的初始状态中的电池的内阻值（其已经在制造工艺阶段测得）等，并且可以适当进行改写。而且，当存储二次电池301a的完全充电容量时，例如，可以利用控制单元310来一起计算剩余容量。

提供温度检测单元318，从而利用温度感测装置308测量温度并且当发生异常生热时控制充电或放电，或者在计算剩余容量时进行校准。

[7.第七实施方式]

可以将上述非水电解质电池和使用其的电池组、电池单元和电池模块安装在例如装置如电子装置，电动车辆和电力存储装置中，或者可以用于对这些装置提供电力。

电子装置的实例包括膝上型个人计算机、PDA（个人数字助理）、移动电话、无绳电话听筒、录像机、数字照相机、电子书、电子字典、音乐播放器、收音机、头戴受话器、游戏机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视、立体声系统、热水器、微波炉、洗碟机、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、路调器、交通灯等。

电动车辆的实例是铁路车辆、高尔夫球车、电车、电动摩托车（包括混合动力摩托车）等。上述实施方式被用作它们的驱动电源或辅助电源。

电力存储装置的实例包括用于待被发电设施或建筑物如房屋使用的电力存储的电源。

在上述应用的实例中，下面将描述采用在本发明的实施方式中的非水电解质电池的电力存储系统的具体实例。

电力存储系统可以例如采用以下构造。第一电力存储系统是具有被构造成通过由可再生能量产生电力的发电装置进行充电的电力存储装置的电力存储系统。第二电力存储系统具有电力存储装置，并且被构造成对连接至电力存储装置的电子装置提供电力。第三电力存储系统是以从电力存储装置接收电力供应的方式的电子装置的构造。这些电力存储系统以与外部电力供应网络合作而有效地供应电力的系统实现。

此外，第四电力存储系统是电动车辆的构造，其包括被构造成将从电力存储装置接收电力供应并且将电力转换为用于车辆的驱动力的转换器，并且还包括被构造成基于关于电力存储装置的信息处理关于车辆控制的信息的控制器。第五电力存储系统是包括被构造成用于通过网络向其他装置传输并从其接收信号的电力信息传输-接收单元，以便基于由所述传输-接收单元所接收的信息而控制上述电力存储装置的充放电的电力系统。第六电力存储系统是被构造成从上述电力存储装置接收电力或者由发电装置和电力网中的至少一个对电力存储装置供应电力的电力存储系统。下面对电力存储系统进行描述。

[7-1.作为应用例的家用电力存储系统]

将通过参考图20描述以下情况的实例，其中使用本发明实施方式的非水电解质电池的电力存储装置应用于家用电力存储系统。例如，在用于房屋401的电力存储系统400中，通过电力网络409、信息网络412、智能计量器407、功率枢纽（功率集线器）408等将电力从集中电力系统402（包括热发电机402a、原子能发电机402b和水力发电机402c）供应至电力存储装置403。伴随此，还将电力从独立的电源如家用发电装置404供应至电力存储装置403。因此，可以存储提供给电力存储装置403的电力。通过使用电力存储装置403，可以供应待用于房屋401中的电力。不仅对于房屋401，而且还对于其他建筑物，可以采用类似的电力存储系统。

所述房屋401设置有发电装置404、电力消耗装置405、电力存储装置403、用于控制各种装置或设备的控制装置410、智能计量器407和用于获得各种信息的传感器411。通过电力网络409和信息网络412将这些装置或设备相互连接。对于发电装置404，可以使用太阳能电池、燃料电池等，并且将产生的电力供应至电力消耗装置405和/或电力存储装置403。所述电力消耗装置405的实例包括冰箱405a、空调405b、电视接收机405c和浴室405d。此外，所述电力消耗装置405包括电动车辆406。所述电动车辆406的实例包括电车406a、混合动力车406b和电动摩托车406c。

将本发明实施方式的上述非水电解质电池应用于电力存储装置403。本发明实施方式的非水电解质电池可以例如由锂离子二次电池构成。智能计量器407具有测量工业电力的用量并将测得的用量发送至电力公司的功能。电力网络409可以是直流电力供应、交流电力供应和非接触电力供应中的任何一种，或者可以使得组合它们中的两种以上。

各种传感器411的实例包括人检测传感器、照度传感器、目标检测传感器、电力消耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器和红外线传感器。将通过各种传感器411获得的信息发送至控制装置410。可以基于来自传感器411的信息来了解气候条件的状态、人的状况等，并使得可自动控制电力消耗装置405以使能量消耗最小化。此外，控制装置410可以通过网络将关于房屋401的信息发送至外部电力公司等。

通过使用功率枢纽408进行处理如电力线的分支和DC/AC转化。用于与控制装置410连接的信息网络412的通信方案的实例包括使用通信接口如UART（通用异步收发机：用于异步串行通信的传输和接受电路）的方法以及使用基于无线电通信标准的传感器网络如蓝牙、ZigBee和Wi-Fi的方法。蓝牙方法可用于多媒介通信，使得可以进行一对多连接通信。ZigBee使用IEEE（电气与电子工程师协会）802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是称作个人区域网络（PAN）或无线（W）PAN的短距离无线电网络标准的名称。

将控制装置410连接至外部服务器413。可以通过房屋401、电力公司和服务器供应商中的一个来对服务器413进行控制。由服务器413发送和接收的信息是例如关于电力消耗信息、生活模式信息、电费、气候信息、自然灾难信息和电力交易的信息。可以从住宅内的电力消耗装置（例如，电视接收机）来传输和接收这些信息片。可替换地，可以从外部装置（例如，移动电话等）来传输和接收这些信息片。可以在具有显示功能的装置例如诸如电视接收机、移动电话或个人数字助理（PDA）上显示这些信息片。

控制每个单元的控制装置410包括中央处理单元（CPU）、随机存取存储器（RAM）、只读存储器（ROM）等。在本实例中，控制装置410安装在电力存储装置403中。控制装置410通过信息网络412与电力存储装置403、家用发电装置404、电力消耗装置405、各种传感器411和服务器413连接，并且具有调节工业电力的用量和发电量的功能。此外，控制装置410可以具有进行电力市场中的电力交易的功能。

如上所述，在电力存储装置403中不仅可以存储来自热发电机402a、原子能发电机402b、水力发电机402c等的集中电力系统402的电力，而且还存储由家用发电单元404（太阳能发电、风力发电）所产生的电力。因此，即使家用发电装置404所产生的电力发生变化，也可以进行控制使得待发送至外部的电力的量成为恒定的，或者仅进行必要量的放电。例如，以下应用是可能的：将由太阳能发电获得的电力存储在电力存储装置403中，将在夜晚期间其价格低的深夜电力存储在电力存储装置403中，并且对由电力存储装置403存储的电力进行放电并在白天期间费用高的时间段使用。

在该实例中，已经描述了其中控制装置410安装在电力存储装置403内的实例。可替换地，控制装置410可以安装在智能计量器407内，或者可以将其单独构造。此外，可以通过针对公寓楼中的多个住宅或者可以通过针对多个独立式房屋的住宅来使用电力存储系统400。

[7-2.作为应用例的用于车辆的电力存储系统]

将参考图21来描述本发明的实施方式应用于用于车辆的电力存储系统的情况的实例。图21示意性示出了使用串联混合动力系统的混合动力车辆的构造的实例，其中应用了本发明的实施方式。串联混合动力系统是通过使用由通过发动机驱动的发电机产生的电力或通过使用暂时存储在电池中的电力，以使用电力驱动力转换器运行的汽车。

混合动力车辆500装配有发动机501、发电机502、电力驱动力转换器503、驱动轮504a、驱动轮504b、轮505a、轮505b、电池508、车辆控制单元509、各种传感器510和充电口511。将本发明实施方式的上述非水电解质电池应用于电池508。

所述混合动力车辆500通过使用电力驱动力转换器503作为电源而运行。电力驱动力转换器503的实例是电动机。利用电池508的电力来操作电力驱动力转换器503，并且将电力驱动力转换器503的旋转力传递至驱动轮504a和504b。通过在必要场所使用直流交流（DC-AC）或反向转换（AC-DC转换），所述电力驱动力转换器503可以使用交流电动机和直流电动机中的任一种。各种传感器510被构造成通过车辆控制装置509控制发动机的转速，或者控制通过图中未示出的节流阀的开口（节流阀开口）。各种传感器510包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。

发动机501的旋转力传递至发电机502，并可以通过使用所述旋转力将由发电机502产生的电力存储在电池508中。

当通过制动机构（在图中未示出）而使混合动力车辆500减速时，减速时的阻力作为旋转力添加至电力驱动力转换器503。可以将由通过使用所述旋转力的电力驱动力转换器503产生的再生电力存储在电池508中。

由于将电池508连接至混合动力车辆500的外部电源，电池508可以通过使用充电口511作为输入口而从外部电源接收电力供应，并且可以存储接收的电力。

尽管在图中未示出，但是本发明的实施方式可以包括信息处理装置，其基于关于二次电池的信息来进行用于车辆控制的信息处理。这种信息处理装置的实例包括基于关于电池的残余量的信息来显示电池的残留量的信息处理装置。

在上述中，参考通过使用由通过发动机驱动的发电机产生的电力或通过使用已经存储在电池中的电力，以发动机运行的串联混合动力车辆的实例进行了描述。然而，根据本发明的实施方式可以有效地应用于这样的并联混合动力车辆，其中使用发动机和电动机两者的输出作为驱动源，并且其中适当地进行三种方法之间的转换，即，仅利用发动机运行、仅利用电动机运行以及利用发动机和电动机运行。此外，可以将根据本发明的实施方式有效地应用于仅利用驱动电动机而不使用发动机运行的所谓的电动机驱动的车辆。

[实施例]

将详细地描述本发明实施方式的具体实施例，但是不应当解释为本发明仅限于这些实施例。

在实施例和比较例中使用的化合物A至V在下面示出：

此处，将通过以下缩写来表示这些化合物：VC用于碳酸亚乙烯酯；FEC用于4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮；SN用于琥珀腈；以及PSAH对于丙烷二磺酸酐。

<实施例1-1>

（正极的制造）

制造图1和2中所示的圆柱形二次电池。首先，制造正极21。通过以Li₂CO₃:CoCO₃=0.5:1的摩尔比混合碳酸锂（Li₂CO₃）和碳酸钴（CoCO₃）并在900°C下在空气中煅烧5小时而获得锂钴复合氧化物（LiCoO₂）。接着，将91质量份的作为正极活性物质的锂钴复合氧化物、3质量份的作为粘结剂的聚偏氟乙烯和6质量份的作为导电剂的石墨进行混合以形成正极混合物，并且将该混合物分散在作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮中，从而形成糊状正极混合物浆料。最后，将该正极混合物浆料涂布在由带状铝箔（12μm厚度）制成的正极集电体21A的两个表面上，干燥，然后通过辊压机进行压缩成型，由此形成了正极活性物质层21B。此后，在正极集电体21A的一端上，通过焊接连接由铝制成的正极引线25。

（负极的制造）

接着，制造负极22。作为负极活性物质，将96质量%的具有20μm的平均粒径的粒状石墨粉末、1.5质量%的丙烯酸改性的苯乙烯丁二烯共聚物、1.5质量%的羧甲基纤维素和适当量的水搅拌以制备成负极浆料。随后，将该负极混合物浆料均匀地涂布在由15μm厚度的带状铜箔制成的负极集电体22A的两个表面上，干燥，然后进行压缩成型，由此形成了负极活性物质层22B。

在正极和负极的制造中，调节正极活性物质和负极活性物质的量以设计成具有4.3V的完全充电的开路电压（即，电池电压）。此后，在负极集电体22A的一端上，连接由铝制成的负极引线26。

（电解质溶液的制备）

以下列方式来制备电解质溶液。其通过将作为电解质盐的以1.2mol/L的浓度的LiPF₆溶解在以按体积比率为（EC:DMC）=25:75的比例混合的碳酸亚乙酯（EC）和碳酸二甲酯（DMC）的混合溶剂中，并以电解质溶液的总质量的0.1质量%的量加入作为添加剂的化合物A来制备。

（电池的组装）

接着，通过经由其表面上已涂布有沥青的垫圈17嵌塞电池壳11，将安全阀机构15、PTC装置16和电池盖14固定至电池壳11。由此，电池壳11的内部确保被保持为气密，因此完成了圆柱形二次电池。

<实施例1-2>

以与实施例1-1类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，化合物A的添加量为电解质溶液的总质量的1质量%。

<实施例1-3>

以与实施例1-1类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，化合物A的添加量为电解质溶液的总质量的5质量%。

<实施例1-4至1-6>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物B代替添加化合物A。

<实施例1-7至1-9>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物C代替添加化合物A。

<实施例1-10至1-12>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物D代替添加化合物A。

<实施例1-13至1-15>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物E代替添加化合物A。

<实施例1-16至1-18>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物F代替添加化合物A。

<实施例1-19至1-21>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物G代替添加化合物A。

<实施例1-22至1-24>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物H代替添加化合物A。

<实施例1-25至1-27>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物I代替添加化合物A。

<实施例1-28至1-30>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物J代替添加化合物A。

<实施例1-31至1-33>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物K代替添加化合物A。

<实施例1-34至1-36>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物L代替添加化合物A。

<实施例1-37至1-39>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物M代替添加化合物A。

<实施例1-40至1-42>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物N代替添加化合物A。

<实施例1-43至1-45>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物O代替添加化合物A。

<实施例1-46至1-48>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物P代替添加化合物A。

<实施例1-49至1-51>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物Q代替添加化合物A。

<实施例1-52至1-54>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物R代替添加化合物A。

<实施例1-55至1-62>

以与实施例1-1类似的方式来制造实施例1-55的圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，代替添加化合物A，以电解质溶液的总质量的0.01质量%的量来添加化合物S。与实施例1-55类似的方式来制造实施例1-56至1-62中的每一个的圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，化合物S的添加量分别为电解质溶液的总质量的0.1质量%、0.5质量%、1质量%、5质量%、10质量%、20质量%和30质量%。

<实施例1-63至1-65>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物T代替添加化合物A。

<实施例1-66至1-68>

分别以与实施例1-1至1-3中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物U代替添加化合物A。

<实施例1-69至1-94>

在正极和负极的制造中，调节正极活性物质和负极活性物质的量以生产待设计成具有4.45V的完全充电的开路电压（即，电池电压）的正极和负极。另外，可以分别以与实施例1-1至1-3、1-4至1-6、1-19至1-21、1-31至1-33、1-37至1-39、1-43至1-45、1-55至1-62中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池。

<比较例1-1>

以与实施例1-1类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，不添加化合物A。

<比较例1-2>

以与实施例1-2类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物V代替添加化合物A。

<比较例1-3>

以与实施例1-69类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，不添加化合物A。

<比较例1-4>

以与实施例1-70类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物V代替添加化合物A。

（评价）

对于制造的二次电池，测量以下特性。

（安全阀操作时间的测量）

以下列方式来测量安全阀操作时间（工作时间，运行时间）。在23°C的气氛中对制造的二次电池进行充电和放电两个循环；然后在相同的气氛中在1mA/cm²的恒电流密度下进行充电直到电池电压达到预定电压；然后在预定电压的恒电压下进行充电直到电流密度达到0.02mA/cm²。之后，将充电的二次电池保存在70°C，并且测量操作安全阀的操作时间。

预定电压如下：

实施例1-1至1-68以及比较例1-1和1-2的二次电池：4.3V

实施例1-69至1-94以及比较例1-3和1-4的二次电池：4.45V

（低温循环特性的测量）

以下列方式来测量低温循环特性。首先，在23°C的气氛中对制造的二次电池进行充电和放电1个循环；然后在0°C下进行充电和放电2个循环以确认放电容量。然后在-5°C下，进行充电和放电第三个至第五个循环，并且相对于第二次循环的放电容量定义为100用于参考来测量第五次循环的放电容量保持率（%）。作为用于一次循环的充电和放电条件，通过5mA/cm²的恒电流密度对电池进行充电直到电池电压达到预定的充电电压，然后在预定充电电压的恒电压和0.02mA/cm²的恒电流密度下进行放电直到电池电压达到预定电压。

预定的充电电压如下：

实施例1-1至1-68以及比较例1-1和1-2的二次电池：4.3V

实施例1-69至1-94以及比较例1-3和1-4的二次电池：4.45V

测量的结果示出在表1中。在表1中，在评价的范围（项目）内，指示了根据安全阀操作时间的测量结果的化合物A至U的效果等级（effectiveness rank）（其中等级次序为A⁺⁺⁺⁺、A⁺⁺⁺、A⁺⁺、A⁺、A、A^-、B⁺、B和C）。

表1

根据表1证实了如下。在实施例1-1至1-94中，在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U的情况下，安全阀操作时间长于在电解质溶液中没有加入这样的化合物的情况。因此，在实施例1-1至1-94中证实了，通过在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U，可以抑制气体产生。此外，由于可以抑制气体产生，因此还可以证实，能够抑制由于气体产生的出现引起的电池特性如循环特性的劣化。

此外，在由式（1）表示的这种化合物中，在位置2处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示更好的效果。并且，在由具有螺环结构的式（2）表示的这种化合物中，在位置3和9中的至少一个处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物，以及在位置3和9两者处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出特别良好的效果。具有包含氮的取代基基团的化合物倾向于显示出比具有包含氧的取代基基团的化合物更好的效果。

此外，在实施例1-1至1-94中，即使当向电解质溶液中添加1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U时，其低温循环特性也不可能受此不利影响。这假定是因为衍生自1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U的涂层不会显著降低其锂离子渗透性。另一方面，在添加剂化合物是例如化合物V的情况下，其中式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团仅是氢基团和烃基团，低温循环特性降低。这假定是因为衍生自其中螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团是氢基团和烃基团的式（2）的化合物如化合物V的涂层在锂离子渗透性方面是较差的。

此外，根据实施例1-55至1-62和实施例1-87至1-94，在其中1,3-二噁烷衍生物的含量为非水电解质溶液的总质量的0.1质量%以上且10质量%以下的情况下，倾向于显示出更好的效果。

<实施例2-1至2-4>

以与实施例1-20类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，以非水电解质溶液的总质量的1质量%的量添加VC、FEC、SN或PSAH。

<实施例2-5至2-8>

以与实施例1-35类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，以电解质溶液的总质量的1质量%的量添加VC、FEC、SN或PSAH。

<实施例2-9至2-13>

<实施例2-9、2-10、2-12和2-13>

以与实施例1-58类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，以电解质溶液的总质量的1质量%的量添加VC、FEC、SN或PSAH。

<实施例2-11>

以与实施例1-58类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，以电解质溶液的总质量的10质量%的量添加FEC。

<比较例2-1至2-4>

以与实施例2-1至2-4类似的方式来制造圆柱形二次电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，不添加化合物G。

（评价）

（安全阀操作时间的测量）、（低温循环特性的测量）

对于制造的二次电池，以与上述类似的方式，进行“安全阀操作时间的测量”和“低温循环特性的测量”。

预定的充电电压如下：

实施例2-1至2-13和比较例2-1至2-4的二次电池：4.3V

测量的结果在表2中示出。为了比较，在表2中示出了实施例1-20、1-35、1-58和比较例1-1的测量结果。

表2

根据表2证实了一些。在实施例2-1至2-13中，当与1,3-二噁烷衍生物如化合物G、L和S一起还向电解质溶液中加入其它添加剂如VC、FEC、SN和PSAH时，安全阀操作时间长于在电解质溶液中没有添加这些化合物中的两种的情况。而且，在实施例2-1至2-13中，即使当与1,3-二噁烷衍生物如化合物G、L和S一起向电解质溶液中加入其它添加剂如VC、FEC、SN和PSAH时，其低温循环特性也不可能受此不利地影响。

<实施例3-1至3-68、比较例3-1和3-2>

在制造正极中，使用LiNi_0.82Co_0.15Al_0.03O₂代替LiCoO₂。调节正极活性物质和负极活性物质的量以设计成具有4.2V的完全充电的开路电压（即，电池电压）。另外，分别以与实施例1-1至1-68以及比较例1-1和1-2中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池。

（评价）

（安全阀操作时间的测量）、（低温循环特性的测量）

对于制造的二次电池，以与上述类似的方式，进行“安全阀操作时间的测量”和“低温循环特性的测量”。

预定的充电电压如下：

实施例3-1至3-68以及比较例3-1和3-2的二次电池：4.2V

测量的结果在表3中示出。在表3中，在评价的范围（项目）中，指示了根据安全阀操作时间的测量结果的化合物A至U的效果等级（其中等级次序为A⁺⁺⁺⁺、A⁺⁺⁺、A⁺⁺、A⁺、A、A^-、B⁺、B、和C）。

表3

根据表3证实了以下。在实施例3-1至3-68中，在其中使用LiNi_0.82Co_0.15Al_0.03O₂作为正极活性物质的情况下，在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U的情况下，安全阀操作时间长于在电解质溶液中没有加入这样的化合物的情况。因此，在实施例3-1至3-68中证实了，在使用LiNi_0.82Co_0.15Al_0.03O₂作为正极活性物质的情况下，通过在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U，可以抑制气体产生。此外，由于可以抑制气体产生，因此还可以证实能够抑制由于气体产生的出现引起的电池特性如循环特性的劣化。

此外，在由式（1）表示的这样的化合物中，在位置2处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果。并且，在由具有螺环结构的式（2）表示的这样的化合物中，在位置3和9中的至少一个处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果，并且在位置3和9两者处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出特别良好的效果。具有包含氮的取代基基团的化合物倾向于显示出比具有包含氧的取代基基团的化合物更好的效果。

此外，在实施例3-1至3-68中，即使当向电解质溶液中添加1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U时，其低温循环特性也不可能受此不利影响。另一方面，在添加剂化合物是例如化合物V的情况下，其中式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团仅是氢基团和烃基团，低温循环特性降低。

<实施例4-1至4-68、比较例4-1和4-2>

在制造负极中，将含SnCoC材料用于负极活性物质。调节正极活性物质和负极活性物质的量以设计成具有4.2V的完全充电时的开路电压（即，电池电压）。

（负极的制造）

将锡-钴-铟-钛合金粉末和碳粉末混合在一起，然后通过利用机械化学反应，合成含SnCoC材料。当分析该含SnCoC材料的组成时，锡的含量为按质量计48%，钴的含量为按质量计23%，且碳的含量为按质量计20%，并且钴与锡和钴的总和的比例（Co/（Sn+Co））按质量计为32%。

接着，将80质量份的作为负极活性物质的上述含SnCoC材料、12质量份的作为导电剂的石墨和8质量份的作为粘结剂的聚偏氟乙烯进行混合，然后分散在作为溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮中。最后，通过涂布在由铜箔（厚度为15μm）制成的负极集电体上，干燥，然后进行压缩成型，使材料形成为负极活性物质层。

另外，分别以与实施例1-1至1-68以及比较例1-1和1-2中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池。

（评价）

（安全阀操作时间的测量）、（低温循环特性的测量）

对于制造的二次电池，以与上述类似的方式，进行“安全阀操作时间的测量”和“低温循环特性的测量”。

预定的充电电压如下：

实施例4-1至4-68以及比较例4-1和4-2的二次电池：4.2V

测量的结果在表4中示出。在表4中，在评价的范围（项目）中，指示了根据安全阀操作时间的测量结果的化合物A至U的效果等级（其中等级次序为A⁺⁺⁺⁺、A⁺⁺⁺、A⁺⁺、A⁺、A、A^-、B⁺、B、和C）。

表4

根据表4证实了以下。在实施例4-1至4-68中，在其中使用含SnCoC材料作为负极活性物质的情况下，在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U的情况下，安全阀操作时间长于在电解质溶液中没有加入这样的化合物的情况。因此，在实施例4-1至4-68中证实了，在使用含SnCoC材料作为负极活性物质的情况下，通过在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物例如化合物A至U，可以抑制气体产生。此外，由于可以抑制气体产生，因此还可以证实能够抑制由于气体产生的出现引起的电池特性如循环特性的劣化。

此外，在由式（1）表示的这样的化合物中，在位置2处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果。并且，在由具有螺环结构的式（2）表示的这样的化合物中，在位置3和9中的至少一个处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果，并且在位置3和9两者处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出特别良好的效果。具有包含氮的取代基基团的化合物倾向于显示出比具有包含氧的取代基基团的化合物更好的效果。

此外，在实施例4-1至4-68中，即使当向电解质溶液中添加1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U时，其低温循环特性也不可能受此不利影响。另一方面，在添加剂化合物是例如化合物V的情况下，其中式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团仅是氢基团和烃基团，低温循环特性降低。

<实施例5-1至5-68、比较例5-1和5-2>

在制造负极中，将硅用于负极活性物质。调节正极活性物质和负极活性物质的量以设计成具有4.2V的完全充电的开路电压（即，电池电压）。

（负极的制造）

作为负极活性物质，使用了具有10μm的平均粒径的硅粉末。将90质量份的这种硅粉末、5质量份的石墨粉末和5质量份的作为粘结剂的聚酰亚胺前体进行混合，然后通过加入N-甲基-2-吡咯烷酮，制备了浆料。随后，将作为负极混合物浆料的这种浆料均匀地涂布在由15μm厚度的带状铜箔制成的负极集电体22A的两个表面上，干燥，然后进行压缩成型。之后，通过在400°C下在真空气氛中加热12小时，形成了负极活性物质层22B。

另外，分别以与实施例1-1至1-68以及比较例1-1和1-2中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池。

（评价）

（安全阀操作时间的测量）、（低温循环特性的测量）

对于制造的二次电池，以与上述类似的方式，进行“安全阀操作时间的测量”和“低温循环特性的测量”。

预定的充电电压如下：

实施例5-1至5-68以及比较例5-1和5-2的二次电池：4.2V

测量的结果在表5中示出。在表5中，在评价的范围（项目）中，指示了根据安全阀操作时间的测量结果的化合物A至U的效果等级（其中等级次序为A⁺⁺⁺⁺、A⁺⁺⁺、A⁺⁺、A⁺、A、A^-、B⁺、B、和C）。

表5

根据表5证实了以下。在实施例5-1至5-68中，在其中使用硅（Si）作为负极活性物质的情况下，在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U的情况下，安全阀操作时间长于在电解质溶液中没有加入这样的化合物的情况。因此，在实施例5-1至5-68中证实了，在使用硅（Si）作为负极活性物质的情况下，通过在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U，可以抑制气体产生。此外，由于可以抑制气体产生，因此还可以证实能够抑制由于气体产生的出现引起的电池特性如循环特性的劣化。

此外，在由式（1）表示的这样的化合物中，在位置2处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果。并且，在由具有螺环结构的式（2）表示的这种化合物中，在位置3和9中的至少一个处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果，并且在位置3和9两者处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出特别良好的效果。具有包含氮的取代基基团的化合物倾向于显示出比具有包含氧的取代基基团的化合物更好的效果。

此外，在实施例5-1至5-68中，即使当向电解质溶液中添加1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U时，其低温循环特性也不可能受此不利影响。另一方面，在添加剂化合物是例如化合物V的情况下，其中式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团仅是氢基团和烃基团，低温循环特性降低。

<实施例6-1至6-68、比较例6-1和6-2>

在正极的制造中，作为正极活性物质，使用LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂代替LiCoO₂。在负极的制造中，作为负极活性物质，使用Li₄Ti₅O₁₂代替颗粒状石墨粉末。调节正极活性物质和负极活性物质的量以设计成具有2.8V的完全充电的开路电压（即，电池电压）。另外，分别以与实施例1-1至1-68以及比较例1-1和1-2中的每一个类似的方式来制造圆柱形二次电池。

（评价）

（安全阀操作时间的测量）、（低温循环特性的测量）

对于制造的二次电池，以与上述类似的方式，进行“安全阀操作时间的测量”和“低温循环特性的测量”。

预定的充电电压如下：

实施例6-1至6-68以及比较例6-1和6-2的二次电池：2.8V

测量的结果在表6中示出。在表6中，在评价的范围（项目）内，指示了根据安全阀操作时间的测量结果的化合物A至U的效果等级（其中等级次序为A⁺⁺⁺⁺、A⁺⁺⁺、A⁺⁺、A⁺、A、A^-、B⁺、B、和C）。

表6

根据表6证实了以下。在实施例6-1至6-68中，在其中使用Li₄Ti₅O₁₂作为负极活性物质的情况下，在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U的情况下，安全阀操作时间长于在电解质溶液中没有加入这样的化合物的情况。因此，在实施例6-1至6-68中证实了，在使用Li₄Ti₅O₁₂作为负极活性物质的情况下，通过在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U，可以抑制气体产生。此外，由于可以抑制气体产生，因此还可以证实能够抑制由于气体产生的出现引起的电池特性如循环特性的劣化。

此外，在由式（1）表示的这样的化合物中，在位置2处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果。并且，在由具有螺环结构的式（2）表示的这样的化合物中，在位置3和9中的至少一个处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果，并且在位置3和9两者处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出特别良好的效果。具有包含氮的取代基基团的化合物倾向于显示出比具有包含氧的取代基基团的化合物更好的效果。

此外，在实施例6-1至6-68中，即使当向电解质溶液中添加1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U时，其低温循环特性也不可能受此不利影响。另一方面，在添加剂化合物是例如化合物V的情况下，其中式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团仅是氢基团和烃基团，低温循环特性降低。

<实施例7-1至7-68、比较例7-1和7-2>

在以与实施例1-1类似的方式制备的正极和负极上形成凝胶电解质层。为了获得凝胶电解质层，首先，将以6.9%的量与六氟丙烯共聚的聚偏氟乙烯、电解质溶液和碳酸二甲酯彼此混合，搅拌并溶解。因此，获得了溶胶电解质溶液。

以下列方式来制备电解质溶液。这通过以下来制备：将以0.6mol/L浓度的作为电解质盐的LiPF₆溶解在以按质量比为（EC:PC）=1:1比例混合的碳酸亚乙酯（EC）和碳酸亚丙酯（PC）的混合溶剂中，并加入电解质溶液的总质量的0.1质量%的量的化合物A作为添加剂。

接着，将获得的溶胶电解质溶液均匀地涂布在正极和负极的两个表面上。之后，通过干燥除去溶剂。以这种方式，在正极和负极的两个表面上形成凝胶电解质层。接着，将在其两个表面上设置有凝胶电解质层的带状正极和在其两个表面上设置有凝胶电解质层的带状负极层压以形成层压体。然后，将该层压体在纵向方向上螺旋卷绕，由此获得了螺旋卷绕电极体。最后，将该螺旋卷绕电极体夹在由被一对树脂膜片夹住的铝箔制成的外部膜（包装膜）之间，然后在真空条件下通过熔合使外部膜的外边缘彼此密封，从而将螺旋卷绕电极体封装在外部膜之间。另外，此时，将其中分别设置有树脂片的正极端子和负极端子的每个部分插入在外部膜的密封部分之间。因此，获得了实施例7-1的凝胶电解质电池。

<实施例7-2>

以与实施例7-1类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，化合物A的添加量为电解质溶液的总质量的1质量%。

<实施例7-3>

以与实施例7-1类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，化合物A的添加量为电解质溶液的总质量的5质量%。

<实施例7-4至7-6>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物B代替添加化合物A。

<实施例7-7至7-9>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物C代替添加化合物A。

<实施例7-10至7-12>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物D代替添加化合物A。

<实施例7-13至7-15>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物E代替添加化合物A。

<实施例7-16至7-18>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物F代替添加化合物A。

<实施例7-19至7-21>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物G代替添加化合物A。

<实施例7-22至7-24>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物H代替添加化合物A。

<实施例7-25至7-27>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物I代替添加化合物A。

<实施例7-28至7-30>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物J代替添加化合物A。

<实施例7-31至7-33>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物K代替添加化合物A。

<实施例7-34至7-36>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物L代替添加化合物A。

<实施例7-37至7-39>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物M代替添加化合物A。

<实施例7-40至7-42>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物N代替添加化合物A。

<实施例7-43至7-45>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物O代替添加化合物A。

<实施例7-46至7-48>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物P代替添加化合物A。

<实施例7-49至7-51>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物Q代替添加化合物A。

<实施例7-52至7-54>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物R代替添加化合物A。

<实施例7-55至7-62>

以与实施例7-1类似的方式来制造实施例7-55的凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，以电解质溶液的总质量为0.01质量%的量来添加化合物S，代替添加化合物A。以与实施例7-55类似的方式来制造实施例7-56至7-62中的每一个的凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，化合物S的添加量分别为电解质溶液的总质量的0.1质量%、0.5质量%、1质量%、5质量%、10质量%、20质量%和30质量%。

<实施例7-63至7-65>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物T代替添加化合物A。

<实施例7-66至7-68>

分别以与实施例7-1至7-3中的每一个类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物U代替添加化合物A。

<比较例7-1>

以与实施例7-1类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，不添加化合物A。

<比较例7-2>

以与实施例7-2类似的方式来制造凝胶电解质电池，不同之处在于，在制备电解质溶液中，添加化合物V代替添加化合物A。

（评价）

对于制备的凝胶电解质电池，进行以下“膨胀的测量”和“低温循环特性的测量”。

（膨胀的测量）

在膨胀的测量中，首先，在23°C的气氛中对凝胶电解质电池进行充电和放电2个循环；然后在相同的气氛中在1mA/cm²的恒电流密度下进行充电直到电池电压达到预定电压；然后在预定电压的恒电压下进行充电直到电流密度达到0.02mA/cm²。之后，测量电池（单元）的厚度。将充电的二次电池在70°C下保存200小时，并且测量其电池（单元）厚度。据此，膨胀的量（%）通过100×（保存后的厚度）/（保存前的厚度）来确定。

预定的充电电压如下：

实施例7-1至7-68以及比较例7-1和7-2的二次电池：4.3V

（低温循环特性的测量）

以下列方式来测量低温循环特性。首先，在23°C的气氛中对制造的二次电池进行充电和放电第一次循环；然后在0°C下进行充电和放电第二次循环以确认放电容量。然后在-5°C下，进行充电和放电第三个至第五个循环，并且相对于定义为100的第二次循环的放电容量用于参考来测量第五次循环的放电容量保持率（%）。作为用于一次循环的充电和放电条件，通过5mA/cm²的恒电流密度对电池进行充电直到电池电压达到预定的充电电压，然后在预定充电电压的恒电压和0.02mA/cm²的恒电流密度下进行放电直到电池电压达到预定电压。

预定的充电电压如下：

实施例7-1至7-68以及比较例7-1和7-2的二次电池：4.3V

测量的结果示出在表7中。在表7中，在评价的范围（项目）内，指示了根据膨胀的测量结果的化合物A至U的效果等级（其中等级次序为A⁺⁺⁺⁺、A⁺⁺⁺、A⁺⁺、A⁺、A、A^-、B⁺、B和C）。

表7

根据表7证实了如下。在实施例7-1至7-68中，对于其中使用铝层压膜作为外壳（包装）的电池，在电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U的情况下，膨胀的量小于在电解质溶液中没有加入这样的化合物的情况。因此，在实施例7-1至7-68中证实了，通过在其中使用铝层压膜作为外壳（包装）的电池的电解质溶液中加入1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U，可以抑制气体产生，由此可以抑制电池膨胀。

此外，在由式（1）表示的这样的化合物中，在位置2处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果。并且，在由具有螺环结构的式（2）表示的这样的化合物中，在位置3和9中的至少一个处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出更好的效果，并且在位置3和9两者处具有包含氮或氧的取代基基团的化合物倾向于显示出特别良好的效果。具有包含氮的取代基基团的化合物倾向于显示出比具有包含氧的取代基基团的化合物更好的效果。

此外，在实施例7-1至7-68中，即使当向电解质溶液中添加1,3-二噁烷衍生物如化合物A至U时，其低温循环特性也不可能受此不利影响。另一方面，在添加剂化合物是例如化合物V的情况下，其中式（2）中的螺环的位置1、3、5、7、9和11处的所有取代基基团仅是氢基团和烃基团，低温循环特性降低。

[8.其他实施方式]

本发明不限于上述实施方式，可以在不偏离本发明的构思的范围内进行实施方式的各种更改和替换。例如，在上述实施方式和实施例中，数值、结构、形状、材料、原料、制造方法等仅是说明性的，并且适当地可以使用不同于上述的数值、结构、形状、材料、原料、制造方法等。

在根据本发明实施方式的二次电池中，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量可以大于正极的电化学当量，使得可以防止在充电期间锂金属在负极上的无意沉积。

此外，在根据本发明实施方式的二次电池中，虽然每对正极和负极的完全充电的开路电压（即，电池电压）的量可以为4.20V以下，但是在一些设计中，这样的电压可以大于4.20V，并且期望地在4.25V以上且4.50V以下的范围内。通过将电池电压设定为高于4.20V，即使在相同的正极活性物质的情况下，每单位质量的锂的脱嵌量将大于其完全充电时的开路电压为4.20V的电池，并且据此，调节正极活性物质和负极活性物质的量。因此，使得可以获得高能量密度。

在第四实施方式中，在形成电解质66中，还可以采用在第二实施方式中的第一至第三制造方法中的任何一种。此外，可以省略电解质66，并且相反可以使用作为液体形式的电解质的电解质溶液。根据第二至第四实施方式中的任何一个的非水电解质电池可以具有其中正极引线53和负极引线54均从相同侧引出的构造。在第四实施方式中，以使得层压电极体60的最外层是隔膜63的方式来构造层压电极体（电池装置）60，其可以以使得最外层是正极61或负极62的其他方式来构造。此外，层压电极体（电池装置）60可以以使得一边上的最外层是隔膜63而另一边上的最外层是正极61或负极62的方式来构造。

本发明可以具有以下构造。

[1]一种非水电解质电池，包括：

正极；

负极；和

具有非水电解质溶液（非水电解液）的非水电解质，该非水电解质溶液包括由下式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种；

其中，R1至R5各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团，条件是选自R1至R5中的两个以上基团可以键合在一起，并且R1至R5中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团，以及

其中，R6至R11各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团，并且R6至R11中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。

[2]根据[1]的非水电解质电池，其中

根据式（1）中限定的R1表示包含氮或氧的取代基基团。

[3]根据[1]或[2]的非水电解质电池，其中

根据式（2）中限定的R6和R9中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。

[4]根据[1]的非水电解质电池，其中

所述1,3-二噁烷衍生物包括由下式（2-1）表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种；

其中，A1和A2各自独立地表示包含氮或氧的取代基基团，并且R12至R15各自独立地表示氢基团、可以具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团。

[5]根据[1]至[4]中的任一个的非水电解质电池，其中

该包含氮的取代基基团选自由氨基基团、酰胺基团、酰亚胺基团、氰基基团、异腈基团、异酰亚胺基团、异氰酸酯基团、亚氨基基团、硝基基团、亚硝基基团、吡啶基团、三嗪基团、胍基团、和偶氮基团、或者具有这些基团中的至少一种的取代基基团组成的组。

[6]根据[1]至[5]中的任一个的非水电解质电池，其中

该包含氧的取代基基团选自由羟基基团、醚基团、酯基团、醛基团、过氧基团、和碳酸酯基团、或者具有这些基团中的至少一种的取代基基团组成的组。

[7]根据[1]至[6]中的任一个的非水电解质电池，其中

由式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物的含量为非水电解质溶液的总质量的0.01质量%以上且10质量%以下。

[8]根据[1]至[7]中的任一个的非水电解质电池，其中

该非水电解质溶液还包括由下式（3）至（6）中的至少一个表示的化合物中的至少一种；

其中，R21和R22各自独立地表示氢基团或烷基基团，

其中，R23至R26各自独立地表示氢基团、卤素基团、烷基基团或卤代烷基基团，并且R23至R26中的至少一个表示卤素基团或卤代烷基基团，

其中，R27表示可选地具有取代基的1至18个碳原子的亚烷基基团、可选地具有取代基的2至18个碳原子的亚烯基基团、可选地具有取代基的2至18个碳原子的亚炔基基团、或者可选地具有取代基的桥环，并且其中p表示从0至如根据R27确定的上限的整数，以及

其中，R28表示C_mH_2m-nX_n（假定X是卤素原子）、m表示2至4的整数，并且n表示0至2m的整数。

[9]根据[1]至[8]中的任一个的非水电解质电池，其中

该非水电解质还包括能够保持非水电解质溶液的高分子化合物。

[10]根据[1]至[9]中的任一个的非水电解质电池，还包括：

被构造成包装包括正极和负极的电极体的作为膜状的外部构件。

[11]根据[1]至[10]中的任一个的非水电解质电池，其中

每对正极和负极的完全充电时的开路电压的量为4.25V以上且4.50V以下。

[12]一种非水电解质电池，包括：

非水电解质溶液，该非水电解质溶液包括由下式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种；

其中，R1至R5各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基之外）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团，条件是选自R1至R5中的两个以上基团可以键合在一起，并且R1至R5中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团，以及

其中，R6至R11各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基外）的烃基团，或者包含氮或氧的取代基基团，并且R6至R11中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。

[13]一种电池组，包括：

根据[1]至[11]中的任一个的非水电解质电池；

控制单元，被构造成控制该非水电解质电池；以及

外壳（包装），被构造成容纳该非水电解质电池。

[14]一种电动车辆，包括：

根据[1]至[11]中的任一个的非水电解质电池；

转换器，被构造成从非水电解质电池接收电力供应并将电力转换成用于车辆的驱动力；以及

控制器，被构造成基于关于该非水电解质电池的信息对关于车辆控制的信息进行处理。

[15]一种电子装置，包括：

根据[1]至[11]中的任一个的非水电解质电池；

该电子装置被构造成从非水电解质电池接收电力供应。

[16]一种电力存储装置，包括：

根据[1]至[11]中的任一个的非水电解质电池，

该电力存储装置被构造成向连接至非水电解质电池的电子装置提供电力。

[17]根据[16]的电力存储装置，还包括：

电力信息控制装置，被构造成经由网络将信号传输至其他装置并从其他装置接收信号，

该电力存储装置被构造成基于电力信息控制装置接收的信息来控制非水电解质电池的充电和放电。

[18]一种电力系统，该电力系统被构造成：

从根据[1]至[11]中的任一个的非水电解质电池接收电力；或者

将来自发电装置和电力网络中的至少一个的电力提供给非水电解质电池。

本发明包含与于2011年10月18日在日本专利局提交的日本优先权专利申请JP 2011-229204中公开的内容相关的主题，将其全部内容通过引用并入本文中。

本领域普通技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素，可以进行各种变更、组合、子组合以及改变，只要它们在所附权利要求或其等同物的范围内。

Claims (19)

1.一种非水电解质电池，包括：

正极；

负极；和

具有非水电解质溶液的非水电解质，所述非水电解质溶液包括由下式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种：

其中，R1至R5各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团、或者包含氮或氧的取代基基团，条件是选自R1至R5中的两个以上基团可以键合在一起，并且R1至R5中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团，以及

其中，R6至R11各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团、或者包含氮或氧的取代基基团，并且R6至R11中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。

2.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

根据式（1）中限定的所述R1表示所述包含氮或氧的取代基基团。

3.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

根据式（2）中限定的所述R6和R9中的至少一个表示所述包含氮或氧的取代基基团。

4.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

所述1,3-二噁烷衍生物包括由下式（2-1）表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种：

其中，A1和A2各自独立地表示包含氮或氧的取代基基团，并且R12至R15各自独立地表示氢基团、可以具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团、或者包含氮或氧的取代基基团。

5.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

所述包含氮的取代基基团选自由氨基基团、酰胺基团、酰亚胺基团、氰基基团、异腈基团、异酰亚胺基团、异氰酸酯基团、亚氨基基团、硝基基团、亚硝基基团、吡啶基团、三嗪基团、胍基团、和偶氮基团、或者具有这些基团中的至少一种的取代基基团组成的组。

6.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

所述包含氧的取代基基团选自由羟基基团、醚基团、酯基团、醛基团、过氧基团、和碳酸酯基团、或者具有这些基团中的至少一种的取代基基团组成的组。

7.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

由式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物的含量按质量计为所述非水电解质溶液的总质量的0.01%以上且10%以下。

8.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

所述非水电解质溶液还包括由下式（3）至（6）中的至少一个表示的化合物中的至少一种；

其中，R21和R22各自独立地表示氢基团或烷基基团，

其中，R23至R26各自独立地表示氢基团、卤素基团、烷基基团或卤代烷基基团，并且R23至R26中的至少一个表示卤素基团或卤代烷基基团，

其中，R27表示可选地具有取代基的1至18个碳原子的亚烷基基团、可选地具有取代基的2至18个碳原子的亚烯基基团、可选地具有取代基的2至18个碳原子的亚炔基基团、或者可选地具有取代基的桥环，并且其中p表示从0至根据R27确定的上限的整数，以及

其中，R28表示C_mH_2m-nX_n，m表示2以上至4以下的整数，并且n表示0以上至2m以下的整数，X是卤素原子。

9.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

所述非水电解质还包括能够保持所述非水电解质溶液的高分子化合物。

10.根据权利要求1所述的非水电解质电池，还包括：

被构造成包装包括所述正极和所述负极的电极体的作为膜状的外部构件。

11.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

每对所述正极和所述负极的完全充电时的开路电压为4.25V以上且4.50V以下。

12.根据权利要求1所述的非水电解质电池，其中，

所述包含氮或氧的取代基基团的碳数为0以上且6以下。

13.一种非水电解质，包括：

非水电解质溶液，所述非水电解质溶液包括由下式（1）和（2）中的至少一个表示的1,3-二噁烷衍生物中的至少一种：

其中，R1至R5各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团、或者包含氮或氧的取代基基团，条件是选自R1至R5中的两个以上基团可以键合在一起，并且R1至R5中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团，以及

其中，R6至R11各自独立地表示氢基团、可选地具有取代基（除了包含氮或氧的取代基）的烃基团、或者包含氮或氧的取代基基团，并且R6至R11中的至少一个表示包含氮或氧的取代基基团。

14.一种电池组，包括：

根据权利要求1所述的非水电解质电池；

控制单元，被构造成控制所述非水电解质电池；以及

外壳，被构造成容纳所述非水电解质电池。

15.一种电子装置，包括：

根据权利要求1所述的非水电解质电池，

所述电子装置被构造成从所述非水电解质电池接收电力供应。

16.一种电动车辆，包括：

根据权利要求1所述的非水电解质电池；

转换器，被构造成从所述非水电解质电池接收电力供应并将所述电力转换成用于车辆的驱动力；以及

控制器，被构造成基于关于所述非水电解质电池的信息对关于车辆控制的信息进行处理。

17.一种电力存储装置，包括：

根据权利要求1所述的非水电解质电池，

所述电力存储装置被构造成向连接至所述非水电解质电池的电子装置提供电力。

18.根据权利要求17所述的电力存储装置，还包括：

电力信息控制装置，被构造成经由网络将信号传输至其他装置并从其他装置接收信号，

所述电力存储装置被构造成基于所述电力信息控制装置接收的信息来控制所述非水电解质电池的充电和放电。

19.一种电力系统，所述电力系统被构造成：

从根据权利要求1所述的非水电解质电池接收电力供应；或者将来自发电装置和电力网络中的至少一个的电力提供给所述非水电解质电池。

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