CN103138001B - 电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统 - Google Patents

电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统 Download PDF

Info

Publication number
CN103138001B
CN103138001B CN201210466142.8A CN201210466142A CN103138001B CN 103138001 B CN103138001 B CN 103138001B CN 201210466142 A CN201210466142 A CN 201210466142A CN 103138001 B CN103138001 B CN 103138001B
Authority
CN
China
Prior art keywords
compound
lithium composite
composite xoide
secondary cell
lithium
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201210466142.8A
Other languages
English (en)
Other versions
CN103138001A (zh
Inventor
藤木聪
中井秀树
细谷洋介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Northeast China
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Publication of CN103138001A publication Critical patent/CN103138001A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN103138001B publication Critical patent/CN103138001B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/131—Electrodes based on mixed oxides or hydroxides, or on mixtures of oxides or hydroxides, e.g. LiCoOx
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/13—Electrodes for accumulators with non-aqueous electrolyte, e.g. for lithium-accumulators; Processes of manufacture thereof
    • H01M4/136—Electrodes based on inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/366—Composites as layered products
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
    • H01M4/505—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese of mixed oxides or hydroxides containing manganese for inserting or intercalating light metals, e.g. LiMn2O4 or LiMn2OxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/52—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron
    • H01M4/525—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of nickel, cobalt or iron of mixed oxides or hydroxides containing iron, cobalt or nickel for inserting or intercalating light metals, e.g. LiNiO2, LiCoO2 or LiCoOxFy
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/362—Composites
    • H01M4/364—Composites as mixtures
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
    • H01M4/485—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of mixed oxides or hydroxides for inserting or intercalating light metals, e.g. LiTi2O4 or LiTi2OxFy
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供了电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统。所述二次电池包括：正极；负极；和电解液。所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。

Description

电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统
技术领域
本发明涉及包含锂复合氧化物（lithium composite oxide）的电极，涉及使用所述电极的二次电池，涉及使用所述二次电池的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具以及电子装置。
背景技术
近年来，已经广泛使用了各种电子装置如手机和个人数字助理（PDA），且已经强烈需要进一步降低电子装置的尺寸和重量并实现它们的长寿命。因此，作为用于电子装置的电源，已经开发了电池，特别是能够提供高能量密度的小且轻质的二次电池。近年来，已经考虑了将这种二次电池应用于由可附着且可拆卸地安装在电子装置等、电动车辆如电动汽车、电力存储系统如家用电力服务器或电动工具如电锯上的电池组代表的各种其他应用。
作为二次电池，已经提议了通过使用各种充放电原理获得电池容量的二次电池。具体地，认为使用作为电极反应物的锂离子等的插入和提取的二次电池是有希望的，因为这种二次电池提供比铅电池、镍镉电池等更高的能量密度。
二次电池包括正极、负极和电解液。正极具有在正极集电体上的正极活性物质层。正极活性物质层包含有助于充放电反应的正极活性物质。作为正极活性物质，通常，使用锂复合氧化物如LiCoO2、LiNiO2和LiMn2O4或磷酸锂化合物如LiFePO4。
正极活性物质的组成大大影响二次电池的性能。因此，已经对正极活性物质的组成进行了各种研究。具体地，为了获得优异的充放电特性等，将Zr添加到Li1-xCoO2（0≤x<1）中（例如，参见日本专利号0285877）。为了提高在高电压下的循环特性，使用包含Zr作为构成元素的LixCo1-y-zZryMezO2-a（Me表示元素如原子数为11以上的除了Co和Zr以外的金属元素，1<x<1.2，0<y≤0.01，0≤z<0.1和-0.1≤a≤0.1）（例如，参见日本未审查专利申请公开号2002-358963）。为了抑制储存电池时的性能劣化，将异质元素如Zr的氧化物混合在锂过渡金属复合氧化物如锰酸锂中（例如，参见日本未审查专利申请公开号2006-066330）。为了使得即使充电终止电压等于或高于4.3V也获得高充放电容量，在LiCoO2的表面上以颗粒的状态对含Zr的化合物进行烧结（例如，参见日本专利号4307962）。为了获得优异的负荷特性和优异的循环特性，用Zr化合物覆盖LiCoO2颗粒粉末以将锆化合物定位在LiCoO2颗粒粉末的表面上（例如，参见日本未审查专利申请公开号2008-311132）。为了获得优异的充放电特性和优异的大电流充放电特性，将P添加到选自由LiMn2O4、LiCoO2和LiNiO2组成的组中的一种或多种中（例如，参见日本未审查专利申请公开号H05-036411）。为了保持高运行电压并获得优异的充放电特性，将锂化合物、钴化合物和磷酸混合，随后在氧化剂气氛中对混合物进行热处理，并利用P对所得Li-Co复合氧化物的颗粒表面进行覆盖（例如，参见日本专利号3054829）。为了提高高温循环特性，使用LixMO2（M表示至少Mn和0.01≤x≤1.5）和磷化合物的混合物（例如，参见日本未审查专利申请公开号H10-241681）。为了提高循环特性、低温重负荷特性和安全性，将含锆的锂钴复合氧化物和LixCo1-yAyO2（A表示Mg等，0.05≤x≤1.15和0≤y≤0.03）混合在LitCoMsO2中（M表示Fe等，0≤s≤0.03和0.05≤t≤1.15）（例如，参见日本未审查专利申请公开号2007-214090）。
发明内容
近年来，不断开发应用二次电池的电子装置等的高性能和多功能。因此，需要进一步提高二次电池的电池特性。
期望提供一种能够提供优异的电池特性的电极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子装置。
根据本发明的一个实施方式，提供一种电极，其包括：锂复合氧化物；第一化合物；和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
根据本发明的一个实施方式，提供一种二次电池，其包括：正极；负极；和电解液。所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
根据本发明的一个实施方式，提供一种电池组，其包括：二次电池；控制所述二次电池的使用状态的控制部；和根据所述控制部的指令切换所述二次电池的使用状态的开关部（切换部，switch section）。所述二次电池包括正极、负极、和电解液。所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
根据本发明的一个实施方式，提供一种电动车辆，其包括：二次电池；将由所述二次电池供应的电力转换为驱动力的转换部；根据所述驱动力运行的驱动部；和控制所述二次电池的使用状态的控制部。所述二次电池包括正极、负极、和电解液。所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
根据本发明的一个实施方式，提供一种电力存储系统，其包括：二次电池；一个或两个以上供应有来自所述二次电池的电力的电气装置；和控制从所述二次电池到所述电气装置的电力供应的控制部。所述二次电池包括正极、负极、和电解液。所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
根据本发明的一个实施方式，提供一种电动工具，其包括：二次电池；和供应有来自所述二次电池的电力的可动部。所述二次电池包括正极、负极、和电解液。所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
根据本发明的一个实施方式，提供一种电子装置，其具有二次电池作为电力供应源，所述二次电池包括正极；负极；和电解液。所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素。所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部。所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
根据按照本发明实施方式的电极和二次电池，包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物；所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部；和所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。因此，可获得优异的电池特性。此外，根据按照本发明实施方式的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子装置，可以获得类似的效果。
应理解，上述一般说明和下列详细说明都是例示性的且旨在提供所要求保护的发明的进一步说明。
附图说明
包括附图以提供公开内容的进一步理解并将附图并入本说明书中且构成本说明书的一部分。所述图示出了实施方式且与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1是示出包括根据本发明实施方式的电极的二次电池（圆柱型）的构造的横截面图。
图2是示出图1中所示的螺旋卷绕电极体的放大部分的横截面图。
图3是示出包括根据本发明实施方式的电极的另一种二次电池（层压膜型）的构造的透视图。
图4是沿图3中所示的螺旋卷绕电极体的线IV-IV所截取的横截面图。
图5是示出二次电池的应用例（电池组）的构造的方框图。
图6是示出二次电池的应用例（电动车辆）的构造的方框图。
图7是示出二次电池的应用例（电力存储系统）的构造的方框图。
图8是示出二次电池的应用例（电动工具）的构造的方框图。
图9A示出了锂复合氧化物的横截面的显微镜照片，且图9B示出了其元素分布。
具体实施方式
在下文中将参考附图对本发明的实施方式进行详细说明。以下列顺序给出说明。
1.电极和二次电池
1-1.锂离子二次电池（圆柱型）
1-2.锂离子二次电池（层压膜型）
2.二次电池的应用
2-1.电池组
2-2.电动车辆
2-3.电力存储系统
2-4.电动工具
[1.电极和二次电池]
[1-1.锂离子二次电池（圆柱型）]
图1和图2示出了使用根据本发明实施方式的电极的二次电池的横截面构造。图2示出了图1中所示的螺旋卷绕电极体20的放大部分。在这种情况下，例如，将上述电极用作正极21。
[二次电池的总体构造]
二次电池是其中可通过作为电极反应物的锂（锂离子）的插入和提取而获得负极22的容量的锂离子二次电池（在下文中简称为“二次电池”）。在这种情况下，例如，将根据本发明实施方式的上述电极用作正极21。
此处描述的二次电池是例如所谓的圆柱型二次电池。所述二次电池在基本上中空的圆柱体形状的电池壳11内部容纳螺旋卷绕电极体20以及一对绝缘板12和13。在所述螺旋卷绕电极体20中，例如，利用其间的隔膜23将正极21和负极22层压并将其螺旋卷绕。
电池壳11具有其中电池壳11的一端关闭且电池壳11的另一端打开的中空结构。电池壳11可以由例如Fe、Al、其合金等制成。电池壳11的表面可以镀有金属材料如Ni。设置所述一对绝缘板12和13以在其间夹入螺旋卷绕电极体20并垂直于螺旋卷绕周面延伸。
在电池壳11的开口端部处，通过用垫圈17嵌塞而连接电池盖14、安全阀机构15和正温度系数装置（PTC装置）16。由此，将电池壳11密闭地密封。所述电池盖14可以由例如与电池壳11类似的材料制成。所述安全阀机构15和所述PTC装置16设置在所述电池盖14的内侧。所述安全阀机构15通过所述PTC装置16而电连接至所述电池盖14。在所述安全阀机构15中，在内压因内部短路、外部加热等而变为特定水平以上的情况下，盘状板15A反转以切断所述电池盖14和所述卷绕电极体20之间的电连接。所述PTC装置16防止了由大电流造成的异常生热。在所述PTC装置16中，随着温度上升，其电阻相应增大。所述垫圈17可以由例如绝缘材料制成。所述垫圈17的表面可以涂布有沥青。
在螺旋卷绕电极体20的中心处，可以插入中心销24。例如，将由导电材料如Al制成的正极引线25连接至正极21。例如，将由导电材料如Ni制成的负极引线26连接至负极22。将正极引线25例如焊接至安全阀机构15，并电连接至电池盖14。将负极引线26例如焊接至电池壳11，并电连接至电池壳11。
[正极]
在正极21中，例如，将正极活性物质层21B设置在正极集电体21A（其一个表面或其两个表面）上。所述正极集电体21A可以由例如导电材料如Al、Ni和不锈钢制成。
所述正极活性物质层21B包含一种或两种以上能够插入（嵌入，insert）和提取（脱嵌，extract）锂离子的正极材料作为正极活性物质。根据需要，所述正极活性物质层21B可以包含其他材料如正极粘合剂和正极导电剂。
正极材料包含锂复合氧化物。所述锂复合氧化物包含锂（Li）和一种或两种以上过渡金属元素作为构成元素，因为由此可以获得高能量密度。具体地，所述锂复合氧化物优选包含镍（Ni）、钴（Co）和锰（Mn）中的一种或多种作为过渡金属元素且更优选包含Co，因为由此进一步提高了能量密度，且因此获得了高电池容量。
特别地，正极材料包含特定的两种化合物（第一化合物和第二化合物）以及锂复合氧化物。具体地，第一化合物存在于锂复合氧化物的表面（颗粒表面）上和其内部（颗粒内部）。第一化合物包含一种或两种以上与锂复合氧化物的过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素。具体地，第一化合物优选包含锆（Zr）或钛（Ti）或两者作为第一金属元素。同时，第二化合物不存在于锂复合氧化物的内部且仅存在于其表面上。第二化合物包含一种或两种以上与第一化合物的第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素。具体地，第二化合物优选包含钠（Na）、锂（Li）、镁（Mg）、锌（Zn）、锰（Mn）和钡（Ba）中的一种或多种作为第二金属元素。然而，第一金属元素的原子和第二金属元素的原子不是锂复合氧化物的晶格（crystal lattice）的构成原子（constituent atom）。换句话说，与Li的原子和过渡金属元素的原子不同，第一金属元素的原子和第二金属元素的原子不形成锂复合氧化物的晶格。因此，第一化合物和第二化合物与锂复合氧化物的晶体结构分开存在。
正极材料包含第一化合物和第二化合物以及锂复合氧化物。为此的一个原因是，在充电时，正极活性物质电化学稳定且抑制了因正极活性物质的反应性而造成的电解液的分解反应。
更具体地，在处于充电状态的二次电池的内部，正极21具有强氧化特性。因此，电解液倾向于容易因正极21的反应性而分解（氧化分解）。这种倾向在高温环境下特别重要。如果发生电解液的分解反应，则在正极活性物质的表面上形成惰性涂层（非活性涂层，inactive coat）。因此，抑制了导电性、离子传导性等。此外，电解液的分解物在浸渍正极21的电解液中造成高活性物质（分子）。因此，促进了电解液的劣化，且正极活性物质溶解。由此，电池容量下降。除此以外，在重复充放电的情况下，放电容量易于下降。
同时，在第一化合物不仅存在于锂复合氧化物的表面上，而且存在于其内部的情况下，在充电时正极活性物质电化学稳定。除此以外，在第二化合物存在于与电解液接触的锂复合氧化物的表面上，且第二化合物包含第二金属元素（如Na）作为构成元素的情况下，抑制了因正极活性物质的反应性而造成的电解液的分解反应。因此，由于第一化合物和第二化合物之间的协同作用，实现了正极活性物质的电化学稳定性和电解液的分解抑制两者。因此，获得了高电池容量，且即使重复充放电，放电容量也不太可能降低。
话语“第一化合物存在于锂复合氧化物的表面上和其内部，以及第二化合物存在于锂复合氧化物的表面上”是指第一化合物和第二化合物之间相对于锂复合氧化物的存在状态（分布）的差异。
更具体地，通过将第一化合物和第二化合物的粉末与一种或两种以上锂复合氧化物的原料（氧化物原料）的粉末混合，并对所得混合物进行烧制而形成包含第一化合物和第二化合物以及锂复合氧化物的正极材料。在这种情况下，通常，在将第一化合物和氧化物原料混合并随后对所得混合物进行烧制的情况下，第一化合物存在于锂复合氧化物的颗粒表面（或颗粒边界的表面）上。在将第二化合物和氧化物原料混合并随后对所得混合物进行烧制的情况下类似地观察到这种状态。同时，在将第一化合物、第二化合物和氧化物原料混合并随后对所得混合物进行烧制的情况下，在第一化合物和第二化合物共同存在的状态下进行烧制处理。由此，在合成锂复合氧化物时，尽管第一化合物不溶解且不仅存在于锂复合氧化物的颗粒表面上，而且存在于颗粒内部，但是第二化合物以聚集状态存在于锂复合氧化物的表面上。更具体地，第一化合物以氧化物、复合氧化物、稳定盐等的状态在锂复合氧化物的颗粒内部（在晶体颗粒边界或微晶内部）聚集，且在聚集的同时附着至锂复合氧化物的颗粒表面。另一方面，第二化合物在以氧化物、复合氧化物、稳定盐等的状态聚集的同时附着至锂复合氧化物的颗粒表面。这种机理的细节未知。然而认为，由于第二化合物存在于锂复合氧化物的颗粒表面上，所以破坏了颗粒的局部化合价平衡（localvalency balance），从而在烧制时导致稳定的电子结构。因此，第一化合物的一部分从颗粒表面移动到颗粒内部。
锂复合氧化物的组成没有特别限制，只要锂复合氧化物包含Li和过渡金属元素作为构成元素即可。应注意，锂复合氧化物可以与Li和过渡金属元素一起包含其他的一种或两种以上元素作为构成元素。为此的一个原因是，只要使用包含Li和过渡金属元素作为构成元素的氧化物，就可以获得高能量密度而与其组成无关。
更具体地，锂复合氧化物优选为由下述式（1）和式（2）表示的化合物中的一种或两种以上，因为由此获得了高能量密度。
LiaM1bM2cO2...（1）
在式（1）中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝（Al）、镁（Mg）、钒（V）、铬（Cr）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钇（Y）、铌（Nb）、钼（Mo）、钡（Ba）、铋（Bi）、钙（Ca）和硼（B）中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1。
LidM3eM4fO4...（2）
在式（2）中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f＜0.2。
由式（1）表示的锂复合氧化物是具有层状盐型晶体结构（bedded-salttypecrystal structure）的化合物。其具体实例包括LiCo0.98O2、Li0.99Co0.98O2、LiCo0.96Al0.01Mg0.01O2、Li1.03Ni0.75Co0.2Al0.03O2和LiNi0.48Co0.2Mn0.3O2。由式（2）表示的锂复合氧化物是具有尖晶石型晶体结构的化合物。其具体实例包括LiMn1.98O4。然而，可以使用满足式（1）或式（2）中所示的化学式的条件的其他化合物。
第一化合物的组成没有特别限制，只要包含与锂复合氧化物的主要构成元素（过渡金属元素）不同的第一金属元素（Zr等）作为构成元素即可。应注意，第一化合物可以与第一金属元素一起包含其他的一种或两种以上元素作为构成元素。为此的一个原因是，只要使用包含第一金属元素作为构成元素的化合物，在烧制时第一化合物的一部分就易于从锂复合氧化物的颗粒表面移动到至颗粒内部而与其组成无关。
具体地，第一化合物优选与第一金属元素一起包含例如，氧（O）作为构成元素。更具体地，第一化合物优选是由下述式（3）表示的化合物中的一种或两种以上，因为第一化合物由此更易于移动到锂复合氧化物的颗粒内部。
LigM5hOi...（3）
在式（3）中，M5表示Zr或Ti或两者；和g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12。
第一化合物的具体实例包括ZrO2、TiO2、Li2ZrO3和Li4Ti5O12。然而，可以使用满足式（3）中所示的化学式的条件的其他化合物。
第二化合物的组成没有特别限制，只要包含与第一化合物的主要构成元素（第一金属元素）不同的第二金属元素（如Na）作为构成元素即可。应注意，第二化合物可以与第二金属元素一起包含其他的一种或两种以上元素作为构成元素。为此的一个原因是，只要使用包含第二金属元素作为构成元素的化合物，第二化合物就易于存在于锂复合氧化物的颗粒表面上，而与其组成无关。
具体地，第二化合物优选与第二金属元素一起包含例如，磷（P）作为构成元素。更优选的是，第二化合物为包含一种或两种以上PO4的磷酸盐化合物。由此，第二化合物易于存在于锂复合氧化物的颗粒表面上，且在烧制时第一化合物易于移动到锂复合氧化物的颗粒内部。
更具体地，第二化合物优选是由下述式（4）表示的化合物中的一种或两种以上，因为第二化合物由此易于存在于锂复合氧化物的颗粒表面上。
M6jPkOmFn...（4）
在式（4）中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0＜j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
第二化合物的具体实例包括Li3PO4、Mn3(PO4)2、Mg3(PO4)2、Zn3(PO4)2、Ba(PO4)2、Na(PO4)2、Mg2P2O7和Li2PO3F。然而，可以使用满足式（4）中所示的化学式的条件的其他化合物。
应注意，正极活性物质层21B可与上述正极材料一起包含其他正极材料作为正极活性物质。“其他正极材料”可以是例如氧化物、二硫化物、硫属元素化物（chalcogenide）、导电聚合物等。氧化物的实例包括氧化钛（二氧化钛）、氧化钒和二氧化锰。二硫化物的实例包括二硫化钛和二硫化钼。硫属元素化物的实例包括硒化铌。导电聚合物的实例包括硫磺、聚苯胺和聚噻吩。
正极粘合剂的实例包括合成橡胶、聚合物材料等中的一种或两种以上。合成橡胶的实例包括苯乙烯丁二烯类橡胶、氟类橡胶和乙烯丙烯二烯。聚合物材料的实例包括聚偏氟乙烯和聚酰亚胺。
正极导电剂的实例包括碳材料等中的一种或两种以上。碳材料的实例包括石墨、炭黑、乙炔黑和科琴黑。正极导电剂可以是金属材料、导电聚合物等，只要所述材料具有导电性即可。
[负极]
在负极22中，例如，将负极活性物质层22B设置在负极集电体22A的一个表面或两个表面上。
所述负极集电体22A可以由例如导电材料如Cu、Ni和不锈钢制成。优选将所述负极集电体22A的表面粗糙化。由此，由于所谓的锚固效应而提高了负极活性物质层22B相对于负极集电体22A的粘附特性。在这种情况下，至少在与负极活性物质层22B相对的区域中将负极集电体22A的表面粗糙化是足够的。粗糙化方法的实例包括通过电解处理形成微粒的方法。电解处理是通过电解方法在电解槽中在负极集电体22A的表面上形成微粒以提供凹凸的方法。通过电解方法形成的铜箔通常称作“电解铜箔”。
负极活性物质层22B包含一种或两种以上能够插入和提取锂离子的负极材料作为负极活性物质，且可还根据需要包含其他材料如负极粘合剂和负极导电剂。负极粘合剂和负极导电剂的细节例如分别与正极粘合剂和正极导电剂的细节类似。在负极活性物质层22B中，例如，负极材料的可充电容量优选大于正极21的放电容量以防止在充放电时锂金属无意地析出。
负极材料的实例包括碳材料。在碳材料中，在锂离子的插入和提取时的其晶体结构变化非常小。因此，碳材料提供高能量密度和优异的循环特性。此外，碳材料也用作负极导电剂。碳材料的实例包括可石墨化碳、其中（002）面的间距等于或大于0.37nm的非石墨化碳和其中（002）面的间距等于或小于0.34nm的石墨。更具体地，碳材料的实例包括热解碳、焦炭、玻璃状碳纤维、有机高分子化合物烧成体、活性炭和炭黑。在上述之中，焦炭的实例包括沥青焦、针状焦和石油焦。所述有机高分子化合物烧成体通过在合适的温度下将高分子化合物如酚醛树脂和呋喃树脂烧制（碳化）而获得。除此以外，所述碳材料可以是在约1000°C以下的温度下进行了热处理的低结晶性碳或无定形碳。所述碳材料的形状可以是纤维状、球状、粒状和鳞片状中的任一种。
此外，负极材料可以是例如包含一种或两种以上金属元素和准金属元素作为构成元素的材料（金属类材料），因为由此获得了高能量密度。这种金属类材料可以为单质、合金或者化合物，可以为其两种以上，或者可以以其部分或全部具有其一种或多种相。除了由两种以上金属元素构成的材料之外，“合金”还包括包含一种以上金属元素和一种以上准金属元素的材料。此外，合金可包含非金属元素。其结构的实例包括固溶体、共晶（低共熔混合物）、金属间化合物和其中其两种以上共存的结构。
上述金属元素和上述准金属元素可以为例如能够与Li形成合金的一种或两种以上金属元素和准金属元素。其具体实例包括Mg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd和Pt。具体地，优选使用Si或Sn或两者。因为Si和Sn具有高的插入和提取锂离子的能力，因此可提供高能量密度。
包含Si或Sn或两者的材料可以为Si或Sn的单质、合金或化合物；其两种以上；或者以其部分或全部具有其一种或两种以上相的材料。单质仅指通常的单质（在其中可以包含少量杂质）且不一定指100%纯度的单质。
Si的合金的实例包括包含一种或两种以上元素如Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr作为除了Si以外的构成元素的材料。Si的化合物的实例包括包含C或O作为除了Si以外的构成元素的材料。应注意，例如，Si的化合物可以包含一种或两种以上对于Si的合金所述的元素作为除了Si以外的构成元素。
Si的合金和化合物的实例包括SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOv（0<v≤2）和LiSiO。SiOv中的v可以在0.2<v<1.4的范围内。
Sn的合金的实例包括包含一种或两种以上元素如Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr作为除了Sn以外的构成元素的材料。Sn的化合物的实例包括包含C或O作为构成元素的材料。Sn的化合物可以包含例如一种或两种以上对于Sn的合金所述的元素作为除了Sn以外的构成元素。Sn的合金和化合物的实例包括SnOw（0<w≤2）、SnSiO3、LiSnO和Mg2Sn。
此外，作为含Sn的材料，例如，除了作为第一构成元素的Sn之外还包含第二构成元素和第三构成元素的材料是优选的。第二构成元素的实例包括元素如Co、Fe、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Ce、Hf、Ta、W、Bi和Si中的一种或两种以上。第三构成元素的实例包括B、C、Al和P中的一种或两种以上。在包含第二构成元素和第三构成元素的情况下，获得了高电池容量、优异的循环特性等。
具体地，包含Sn、Co和C的材料（含SnCoC的材料）是优选的。含SnCoC的材料的组成例如如下。即，C含量为9.9质量%以上至29.7质量%以下，且Sn和Co含量的比率（Co/(Sn+Co)）为20质量%以上至70质量%以下，因为在这种组成范围内获得了高能量密度。
优选的是，所述含SnCoC的材料具有包含Sn、Co和C的相。这种相优选为低结晶或无定形的。所述相是能够与锂发生反应的反应相。因为所述反应相的存在，获得了优异的特性。在将CuKα射线用作特定X射线且插入速度为1°/分钟的情况下，通过所述相的X射线衍射获得的衍射峰的半带宽优选基于2θ的衍射角等于或大于1度。由此，锂离子更平稳地插入和提取，且降低了与电解液的反应性。应注意，在一些情况下，除了低结晶性相或无定形相之外，所述含SnCoC的材料还包含含有单质或各构成元素的一部分的相。
可以通过比较在与锂发生电化学反应前后的X射线衍射图可以容易地确定通过X射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与锂发生反应的反应相。例如，如果在与锂发生电化学反应之后的衍射峰位置从在与锂发生电化学反应之前的衍射峰位置发生变化，则获得的衍射峰对应于能够与锂发生反应的反应相。在这种情况下，例如，在2θ=20°以上至50°以下的范围内看到了低结晶性反应相或无定形反应相的衍射峰。这种反应相具有例如上述各构成元素且其低结晶性或无定形结构可能主要由碳的存在而引起。
在含SnCoC的材料中，作为构成元素的碳的一部分或全部优选与作为其他构成元素的金属元素或准金属元素结合，因为由此抑制了锡等的凝聚或结晶。可以通过例如X射线光电子能谱（XPS）检查元素的结合状态。在市售的装置中，例如，使用Al-Kα射线、Mg-Kα射线等作为软X射线。在部分或全部碳与金属元素、准金属元素等结合的情况下，在低于284.5eV的区域中显示碳的1s轨道（C1s）的合成波的峰。应注意，在装置中，进行能量校准而使得在84.0eV处获得金原子的4f轨道（Au4f）的峰。此时，通常，由于在材料表面上存在表面污染碳，所以将表面污染碳的C1s的峰视为284.8eV，将284.8eV用作能量基准。在XPS测量中，以包含表面污染碳的峰和含SnCoC的材料中的碳的峰的形式获得C1s的峰的波形。因此，例如，可以通过将市售的软件用于将两个峰相互分离来进行分析。在波形分析中，在最低结合能侧存在的主峰的位置为能量基准（284.8eV）。
应注意，含SnCoC的材料可根据需要进一步包含例如一种或两种以上元素如Si、Fe、Ni、Cr、In、Nb、Ge、Ti、Mo、Al、P、Ga和Bi。
除了含SnCoC的材料之外，包含Sn、Co、Fe和C的材料（含SnCoFeC的材料）也是优选的。所述含SnCoFeC的材料的组成可以任意设定。例如，其中将Fe的含量设定为小的组成如下。即，C的含量为9.9质量%以上至29.7质量%以下，Fe的含量为0.3质量%以上至5.9质量%以下，Sn和Co的含量的比率（Co/(Sn+Co)）为30质量%以上至70质量%以下。另外，例如，其中将Fe的含量设定为大的组成如下。即，C的含量为11.9质量%以上至29.7质量%以下，Sn、Co和Fe的含量的比率（(Co+Fe)/(Sn+Co+Fe)）为26.4质量%以上至48.5质量%以下，且Co和Fe的含量的比率（Co/(Co+Fe)）为9.9质量%以上至79.5质量%以下。在这种组成范围内，获得了高能量密度。所述含SnCoFeC的材料的物理性能（诸如半带宽）与上述含SnCoC的材料类似。
除此以外，负极材料可以是例如金属氧化物、高分子化合物等。金属氧化物的实例包括氧化铁、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。
负极活性物质层22B通过例如涂布法、气相沉积法、液相沉积法、喷涂法、烧制法（烧结法）、或两种以上这些方法的组合形成。所述涂布法是其中例如在将粒状负极活性物质与负极粘合剂等混合之后，将混合物分散在溶剂如有机溶剂中，并用所得物对负极集电体进行涂布的方法。所述气相沉积法的实例包括物理沉积法和化学沉积法。具体地，其实例包括真空蒸发法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积法、化学气相沉积（CVD）法和等离子体化学气相沉积法。所述液相沉积法的实例包括电镀法和化学镀法（无电镀法）。所述喷涂法是其中以熔融状态或半熔融状态对负极活性物质进行喷涂的方法。所述烧制法是例如其中通过涂布法对负极集电体进行涂布之后，在高于负极粘合剂等的熔点的温度下进行热处理的方法。烧制法的实例包括公知技术如大气烧成法、反应烧成法和热压烧成法。
在二次电池中，如上所述，为了防止在充电中间锂金属无意地析出在负极22上，能够插入和提取锂离子的负极材料的电化学当量大于正极的电化学当量。此外，在其中完全充电状态时的开路电压（即，电池电压）等于或大于4.25V的情况下，即使使用相同的正极活性物质，每单位质量的锂离子提取量也大于开路电压为4.20V的情况。因此，根据其调节正极活性物质和负极活性物质的量。由此，可以获得高能量密度。
[隔膜]
隔膜23将正极21和负极22隔开，并在防止由两个电极的接触所造成的电流短路的同时使锂离子通过。所述隔膜23是例如由合成树脂或陶瓷制成的多孔膜。所述隔膜23可以是其中层压两种以上多孔膜的层压膜。合成树脂的实例包括聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯。
特别地，隔膜23可包括例如由上述多孔膜构成的基底材料层和设置在所述基底材料层的一个表面或两个表面上的高分子化合物层。由此，提高了隔膜23相对于正极21和负极22的粘附特性并因此抑制了螺旋卷绕电极体20的偏斜。由此，抑制了电解液的分解反应并抑制了浸渍基底材料层的电解液的液体泄漏。因此，即使重复充放电，二次电池的电阻也不太可能增加，并抑制了电池的膨胀。
高分子化合物层包含例如聚合物材料如聚偏氟乙烯，因为这种聚合物材料具有优异的物理强度且电化学稳定。然而，聚合物材料可以是除了聚偏氟乙烯以外的材料。例如，如下形成高分子化合物层。即，在制备其中溶解了聚合物材料的溶液之后，利用所述溶液涂布基底材料层的表面，随后对所得物进行干燥。可替换地，应注意，可以将所述基底材料层浸泡在所述溶液中，且可以随后对其进行干燥。
[电解液]
隔膜23浸渍有作为液体电解质的电解液。电解液包含溶剂和电解质盐。电解液可根据需要包含其他材料如添加剂。
[溶剂]
溶剂包含一种或两种以上非水溶剂如有机溶剂。
非水溶剂的实例包括碳酸亚乙酯、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。由此，获得了优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性（conservationcharacteristics）等。
具体地，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中的一种或多种是优选的，因为由此获得了优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等。在这种情况下，高粘度（高介电常数）溶剂（例如，比介电常数ε≥30）如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯与低粘度溶剂（例如，粘度≤1mPa·s）如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的组合是更优选的。为此的一个原因是，提高了电解质盐的离解性能和离子迁移率。
特别地，溶剂优选包含一种或两种以上不饱和环状碳酸酯。为此的一个原因是，在充放电时，主要在负极22的表面上形成稳定的保护膜，由此抑制了电解液的分解反应。“不饱和环状碳酸酯”是指具有一个或两个以上不饱和碳键（碳碳双键）的环状碳酸酯。不饱和环状碳酸酯的具体实例包括碳酸亚乙烯基酯、碳酸乙烯基亚乙酯（vinylethylenecarbonate）和碳酸亚甲基亚乙酯（methylene ethylene carbonate）。不饱和环状碳酸酯在溶剂中的含量没有特别限制，且例如为0.01wt%以上至10wt%以下。然而，不饱和环状碳酸酯的具体实例不限于后述化合物，且可以使用其他化合物。
此外，溶剂优选包含一种或两种以上卤代碳酸酯。为此的一个原因是，在充放电时，主要在负极22的表面上形成稳定的保护膜，由此抑制了电解液的分解反应。卤代碳酸酯为具有一个或两个以上卤素作为构成元素的环状碳酸酯或链状碳酸酯。环状卤代碳酸酯的实例包括4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮。链状卤代碳酸酯的实例包括碳酸氟甲基甲基酯（fluoromethyl methyl carbonate）、碳酸双(氟甲基)酯和碳酸二氟甲基甲基酯。尽管卤代碳酸酯在溶剂中的含量没有特别限制，但是例如，卤代碳酸酯在溶剂中的含量为0.01wt%以上至50wt%以下。然而，卤代碳酸酯的具体实例不限于上述化合物，且可以是其他化合物。
此外，溶剂优选包含磺内酯（环状磺酸酯），因为由此更加提高了电解液的化学稳定性。磺内酯的实例包括丙烷磺内酯和丙烯磺内酯。尽管磺内酯在溶剂中的含量没有特别限制，但是磺内酯含量例如为0.5wt%以上至5wt%以下。然而，磺内酯的具体实例不限于上述化合物，且可以是其他化合物。
此外，溶剂优选包含酸酐，因为由此进一步提高了电解液的化学稳定性。酸酐的实例包括羧酸酐、二磺酸酐和羧酸磺酸酐。羧酸酐的实例包括琥珀酸酐、戊二酸酐和马来酸酐。二磺酸酐的实例包括乙二磺酸酐和丙二磺酸酐。羧酸磺酸酐的实例包括磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐和磺基丁酸酐。尽管酸酐在溶剂中的含量没有特别限制，但是例如其含量为0.5wt%以上至5wt%以下。然而，酸酐的具体实例不限于上述化合物，且可以使用其他化合物。
[电解质盐]
电解质盐可包含例如一种或两种以上下述锂盐。然而，电解质盐可以是除了锂盐以外的盐（例如除了锂盐以外的轻金属盐）。
锂盐的实例包括化合物如LiPF6、LiBF4、LiClO4、LiAsF6、LiB(C6H5)4、LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiAlCl4、Li2SiF6、LiCl和LiBr。由此，获得了优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等。
具体地，LiPF6、LiBF4、LiClO4和LiAsF6中的一种或多种是优选的，且LiPF6是更优选的，因为由此降低了内阻，且由此获得了更高的效果。
电解质盐相对于溶剂的含量优选为0.3mol/kg以上至3.0mol/kg以下，因为由此获得了高离子传导性。
[二次电池的运行]
在二次电池中，例如，在充电时，通过电解液将从正极21提取的锂离子插入到负极22中。而且，在放电时，通过电解液将从负极22提取的锂离子插入到正极21中。
二次电池的充放电条件没有特别限制。具体地，充电电压的上限值优选为4.2V以上至4.8V以下，且放电电压的下限值优选为2V以上至3.3V以下。此外，充电电压的上限值更优选为4.25V以上至4.8V以下，且放电电压的下限值更优选为2V以上至3.3V以下。为此的一个原因是，即使在上述电压条件下，也可以获得实现正极活性物质的电化学稳定性和电解液的分解抑制两个优势。
[二次电池的制造方法]
二次电池例如通过下列程序制造。
首先，形成正极21。将第一化合物、第二化合物和锂复合氧化物的原料混合，随后对所得混合物进行烧制以获得具有第一化合物和第二化合物的锂复合氧化物。随后，将正极活性物质（锂复合氧化物）与根据需要的正极粘合剂、正极导电剂等混合以制备正极混合物。然后，将所述正极混合物分散在有机溶剂等中以获得糊膏状正极混合物浆料。随后，利用所述正极混合物浆料涂布正极集电体21A的两个表面，将其干燥以形成正极活性物质层21B。随后，在根据需要进行加热的同时，通过使用辊压机等对所述正极活性物质层21B进行压缩成型。在这种情况下，可以将压缩成型重复多次。
此外，通过与上述正极21类似的程序来形成负极22。将负极活性物质与根据需要的负极粘合剂、负极导电剂等混合以制备负极混合物，然后，将其分散在有机溶剂等中以形成糊膏状负极混合物浆料。随后，利用所述负极混合物浆料涂布负极集电体22A的两个表面，将其干燥以形成负极活性物质层22B。然后，根据需要对所述负极活性物质层22B进行压缩成型。
此外，将电解质盐分散在溶剂中以制备电解液。
最后，通过使用正极21和负极22来对二次电池进行组装。首先，通过使用焊接法等将正极引线25连接至正极集电体21A，并通过使用焊接法等将负极引线26连接至负极集电体22A。随后，利用其间的隔膜23对正极21和负极22进行层压，并将其螺旋卷绕，由此形成螺旋卷绕电极体20。然后，将中心销24插入到螺旋卷绕电极体20的中心中。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。在这种情况下，通过使用焊接法等将正极引线25的尖端部（端部，end tip）连接至安全阀机构15，并通过使用焊接法等将负极引线26的尖端部连接至电池壳11。随后，将电解液注入到电池壳11内，并利用电解液浸渍隔膜23。随后，在电池壳11的开口端部处，通过用垫圈17嵌塞而将电池盖14、安全阀机构15和PTC装置16固定。
[二次电池的功能和效果]
根据圆柱型二次电池，正极21的正极活性物质层21B包含第一化合物和第二化合物以及锂复合氧化物。第一化合物包含与锂复合氧化物的过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素且存在于锂复合氧化物的表面上和其内部。此外，第二化合物包含与第一化合物的第一金属元素不同的第二金属元素且存在于锂复合氧化物的表面上。在这种情况下，如上所述，由于第一化合物和第二化合物之间的协同作用，实现了正极活性物质的电化学稳定性和电解液的分解抑制两者。因此，获得了高电池容量，且即使重复充放电，放电容量也不太可能降低。因此，可以获得优异的电池特性。
特别地，在第一化合物包含Zr等作为第一金属元素或第二化合物包含Na等作为第二金属元素的情况下，第一化合物易于存在于锂复合氧化物的颗粒表面上和锂复合氧化物的颗粒内部，且第二化合物易于存在于锂复合氧化物的颗粒表面上。此外，在第二化合物包含P作为构成元素的情况下，更具体地，在第二化合物是磷酸盐化合物的情况下类似地观察到了上述状态。因此，进一步显示了第一化合物和第二化合物之间的协同作用，且可以获得更高的效果。
此外，在锂复合氧化物包含Co作为构成元素的情况下，可以获得更高的电池容量。
此外，在锂复合氧化物是由式（1）表示的化合物或由式（2）表示的化合物或两者，第一化合物是由式（3）表示的化合物且第二化合物是由式（4）表示的化合物的情况下，可以获得更高的效果。
此外，在充电电压的上限值为4.2V以上至4.8V以下，更具体地，4.25V以上至4.8V以下的情况下，可以获得更高的效果，因为即使在上述高电压条件下，也实现了正极活性物质的电化学稳定性和电解液的分解抑制两者。
[1-2.锂离子二次电池（层压膜型）]
图3示出了根据本发明实施方式的另一种二次电池的分解透视构造。图4示出了沿图3中所示的螺旋卷绕电极体30的线IV-IV所截取的放大横截面图。在这种情况下，例如，将根据上述本发明实施方式的电极用作正极33。在下列说明中，将根据需要使用上述圆柱型二次电池的元件。
[二次电池的总体构造]
所述二次电池是所谓的层压膜型锂离子二次电池。在所述二次电池中，将螺旋卷绕电极体30容纳在膜状外包装构件40中。在螺旋卷绕电极体30中，利用其间的隔膜35和电解质层36对正极33和负极34进行层压，并将其螺旋卷绕。将正极引线31连接至正极33，并将负极引线32连接至负极34。通过保护带37保护螺旋卷绕电极体30的最外周部。
例如，正极引线31和负极引线32在相同方向上从外包装构件40的内部引出至外部。正极引线31由例如导电材料如Al制成，且负极引线32由例如导电材料如Cu、Ni和不锈钢制成。这些导电材料为例如薄板状或网状。
所述外包装构件40是其中例如依次层压熔融粘合层、金属层和表面保护层的层压膜。在层压膜中，例如，通过熔融粘合、胶粘剂等将两片膜的熔融粘合层的相应外周相互粘合，使得熔融粘合层与螺旋卷绕电极体30彼此相对。所述熔融粘合层的实例包括由聚乙烯、聚丙烯等制成的膜。所述金属层的实例包括铝箔。所述表面保护层的实例包括由尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯等制成的膜。
具体地，作为外包装构件40，其中依次层压聚乙烯膜、铝箔和尼龙膜的铝层压膜是优选的。然而，所述外包装构件40可以由具有其他层压结构的层压膜、聚合物膜如聚丙烯、或金属膜制成。
将用于防止外部空气侵入的胶粘膜41插入到外包装构件40与正极引线31和负极引线32之间。胶粘膜41由对于正极引线31和负极引线32具有粘附特性的材料制成。这种材料的实例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。
在正极33中，例如，在正极集电体33A的两个表面上设置正极活性物质层33B。在负极34中，例如，在负极集电体34A的两个表面上设置负极活性物质层34B。正极集电体33A、正极活性物质层33B、负极集电体34A和负极活性物质层34B的构造分别与正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A和负极活性物质层22B的构造类似。此外，隔膜35的构造与隔膜23的构造类似。
在电解质层36中，通过高分子化合物保持电解液。所述电解质层36是所谓的凝胶电解质，因为由此获得了高离子传导率（例如，在室温下为1mS/cm以上）且防止了电解液的液体泄漏。所述电解质层36可以根据需要包含其他材料如添加剂。
高分子化合物的实例包括下述中的一种或两种以上：聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、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、聚氟乙烯、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、以及偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。具体地，聚偏氟乙烯或偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物是优选的，且聚偏氟乙烯是更优选的，因为这种高分子化合物是电化学稳定的。
电解液的组成与圆柱型二次电池的电解液的组成类似。然而，在作为凝胶电解质的电解质层36中，电解液的溶剂是指不但包括液体溶剂而且包括能够离解电解质盐的具有离子传导性的材料的广泛概念。因此，在使用具有离子传导性的高分子化合物的情况下，在溶剂中也包含高分子化合物。
应理解，可以原样使用电解液来代替凝胶电解质层36。在这种情况下，利用电解液对隔膜35进行浸渍。
[二次电池的运行]
在二次电池中，例如，在充电时，通过电解质层36将从正极33提取的锂离子插入到负极34中。而且，在放电时，通过电解质层36将从负极34提取的锂离子插入到正极33中。
[二次电池的制造方法]
包含凝胶电解质层36的二次电池例如通过下列三种程序制造。
在第一程序中，通过与正极21和负极22类似的形成程序形成正极33和负极34。在这种情况下，通过在正极集电体33A的两个表面上形成正极活性物质层33B来形成正极33，并通过在负极集电体34A的两个表面上形成负极活性物质层34B来形成负极34。随后，准备了包含电解液、高分子化合物和溶剂如有机溶剂的前体溶液。之后，利用所述前体溶液涂布所述正极33和所述负极34，从而形成凝胶电解质层36。随后，通过使用焊接法等将正极引线31连接至正极集电体33A，并通过使用焊接法等将负极引线32连接至负极集电体34A。随后，利用其间的隔膜35，对设置有电解质层36的正极33和负极34进行层压，并将其螺旋卷绕以形成螺旋卷绕电极体30。然后，将保护带37粘附至其最外周部。随后，在将螺旋卷绕电极体30夹在两片膜状外包装构件40之间之后，通过热熔融粘合法等使所述外包装构件40的外周粘合而将螺旋卷绕电极体30装入外包装构件40内。在这种情况下，将胶粘膜41插入到正极引线31和负极引线32与外包装构件40之间。
在第二程序中，将正极引线31连接至正极33，并将负极引线32连接至负极34。随后，利用其间的隔膜35对正极33和负极34进行层压，并将其螺旋卷绕以形成作为螺旋卷绕电极体30的前体的螺旋卷绕体。然后，将保护带37粘附至其最外周部。随后，在将所述螺旋卷绕体夹在两片膜状外包装构件40之间之后，通过使用热熔融粘合法等将除了一边之外的最外周粘合以获得袋形状态，并将螺旋卷绕体容纳在袋状外包装构件40中。随后，准备包含电解液、作为高分子化合物的原料的单体、聚合引发剂以及根据需要的其他材料如聚合抑制剂的电解质用组合物，将其注入到袋状外包装构件40中。之后，通过使用热熔融粘合法等将所述外包装构件40密闭地密封。随后，将所述单体热聚合。由此，形成了高分子化合物，因此形成了凝胶电解质层36。
在第三程序中，以与上述第二程序类似的方式形成螺旋卷绕体并将其容纳在袋状外包装构件40中，不同之处在于，使用两个表面都涂布有高分子化合物的隔膜35。涂布隔膜35的高分子化合物的实例包括包含偏二氟乙烯作为成分的聚合物（均聚物、共聚物、多元共聚物）。其具体实例包括聚偏氟乙烯，包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分的二元共聚物，以及包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和氯三氟乙烯作为成分的三元共聚物。除了包含偏二氟乙烯作为成分的聚合物之外，还可以使用其他一种或两种以上高分子化合物。随后，制备了电解液并将其注入到外包装构件40中。然后，通过使用热熔融粘合法等将外包装构件40的开口密闭地密封。随后，在对外包装构件40施加重量的同时对所得物进行加热，并利用其间的高分子化合物将隔膜35粘附至正极33和负极34。由此，利用电解液对高分子化合物进行浸渍，并因此将高分子化合物凝胶化而形成电解质层36。
与第一程序中相比，在第三程序中，大大抑制了二次电池的膨胀。此外，与第二程序中相比，在第三程序中，作为高分子化合物的原料的单体、溶剂等不太可能残留在电解质层36中。因此，有利地控制了高分子化合物的形成步骤。因此，在正极33、负极34和隔膜35与电解质层36之间获得了充分的粘附特性。
[二次电池的功能和效果]
根据所述层压膜型二次电池，正极33具有与上述正极21类似的构造。因此，因为与圆柱型二次电池类似的原因，可以获得优异的电池特性。其他功能和其他效果与圆柱型二次电池类似。
[2.二次电池的应用]
接下来，将对上述二次电池的应用例给出说明。
二次电池的应用不受特别限制，只要将二次电池用于可将所述二次电池用作驱动电源、用于电力储存的电力储存源等的机器、装置、设备、仪器、系统（多个装置等的集合实体）等中即可。在其中将二次电池用作电源的情况中，可以将二次电池用作主电源（优先使用的电源）、或者辅助电源（代替主电源使用的电源，或者从主电源切换而使用的电源）。在后一种情况中，主电源类型不限于二次电池。
二次电池的应用的实例包括移动电子装置如摄像机、数码相机、移动电话、笔记本个人电脑、无线电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视和个人数字助理。它们的另外的实例包括移动生活电器如电动剃须刀；储存装置如备用电源和记忆卡；电动工具如电钻和电锯；用作笔记本个人电脑等的电源的电池组；医用电子装置如起搏器和助听器；电动车辆如电动汽车（包括混合动力汽车）；以及电力存储系统如用于储存应急用电的家用电池系统等。不用说，可以采用除了上述应用以外的其他应用。
具体地，二次电池可有效地用于电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、电子装置等。在这些应用中，因为需要优异的电池特性，所以通过使用根据本发明实施方式的二次电池可以有效地提高特性。应注意，电池组是使用二次电池的电源且是所谓的组装电池等。电动车辆是通过使用二次电池作为驱动电源来工作（运转）的车辆。如上所述，可以包括包含除了二次电池以外的其他驱动源的汽车（诸如混合动力汽车）。电力存储系统是使用二次电池作为电力储存源的系统。例如，在家用电力存储系统中，在作为电力储存源的二次电池中储存电力，且根据需要消耗电力。由此，家用电子产品等变得可用。电动工具是通过使用二次电池作为驱动电源来移动可动部（例如钻头）的工具。电子装置是通过使用二次电池作为驱动电源（电力供应源）而执行各种功能的装置。
将具体给出二次电池的一些应用例的说明。下面解释的各应用例的构造仅为例示性的且可以适当修改。
[2-1.电池组]
图5示出了电池组的方框构造。例如，如图5中所示，电池组在由塑料材料等制成的壳体60中包括控制部61、电源62、开关部63、电流测量部64、温度检测部65、电压检测部66、开关控制部67、存储器68、温度检测装置69、电流检测电阻70、正极端子71和负极端子72。
控制部61控制整个电池组的运行（包括电源62的使用状态）并包括例如中央处理单元（CPU）等。电源62包含一个或两个以上二次电池（未示出）。电源62是例如包括两个以上二次电池的组装电池。其连接类型可以是串联连接型，可以是并联连接型，或者其混合类型。作为实例，电源62包括以两个并联和三个串联的方式连接的六个二次电池。
开关部63根据控制部61的指令切换电源62的使用状态（无论电源62是否可以与外部装置连接）。开关部63包括例如充电控制开关、放电控制开关、充电二极管、放电二极管等（未示出）。充电控制开关和放电控制开关为例如半导体开关如使用金属氧化物半导体的场效应晶体管（MOSFET）。
电流测量部64通过使用电流检测电阻70来测量电流并将测量结果输出至控制部61。温度检测部65通过使用温度检测装置69来测量温度并将测量结果输出至控制部61。温度测量结果用于例如其中控制部61在异常生热时控制充放电的情况或者其中在计算残余容量时控制部61进行校正处理的情况。电压检测部66测量电源62中的二次电池的电压，对测量的电压进行模拟到数字转换（A/D转换），并将所得物供应至控制部61。
开关控制部67根据由电流测量部64和电压测量部66输入的信号控制开关部63的运行。
开关控制部67进行控制，从而使得在例如电池电压达到过充电检测电压的情况下，通过断开开关部63（充电控制开关）来防止充电电流在电源62的电流通道中流动。由此，在电源62中，可以仅通过放电二极管进行放电。应注意，例如，在充电时流过大电流的情况下，开关控制部67阻挡了充电电流。
此外，开关控制部67进行控制，从而使得在例如电池电压达到过放电检测电压的情况下，通过断开开关部63（放电控制开关）来防止放电电流在电源62的电流通道中流动。由此，在电源62中，可以仅通过充电二极管进行充电。例如，在放电时流过大电流的情况下，开关控制部67阻挡了放电电流。
应注意，在二次电池中，例如，过充电检测电压为4.20V±0.05V且过放电检测电压为2.4V±0.1V。
存储器68是例如作为非易失性存储器的EEPROM等。存储器68储存例如由控制部61计算的数值和在制造步骤中测得的二次电池的信息（例如，初始状态中的内阻）。应注意，在存储器68储存二次电池的全部充电容量的情况下，控制部10可以获得信息如残余容量。
温度检测装置69测量电源62的温度并将测量结果输出至控制部61。温度检测装置69为例如热敏电阻等。
正极端子71和负极端子72是连接至通过使用电池组驱动的外部装置（例如，笔记本个人电脑），或者用于对电池组进行充电的外部装置（例如，电池充电器）的端子。通过正极端子71和负极端子72对电源62进行充放电。
[2-2.电动车辆]
图6示出了作为电动车辆的实例的混合动力汽车的方框构造。例如，如图6中所示，电动车辆在由金属制成的壳体73中包括控制部74、发动机75、电源76、驱动马达77、差速器78、发电机79、变速器80、离合器81、逆变器（反相器，inverters）82和83以及各种传感器84。除此以外，电动车辆包括例如与差速器78和变速器80连接的前驱动轴85和前轮86、后驱动轴87和后轮88。
电动车辆可以通过使用发动机75和马达77之一作为驱动源来运转。发动机75是主要电源，且是例如汽油发动机。在将发动机75用作动力源的情况下，例如，通过作为驱动部的差速器78、变速器80和离合器81将发动机75的驱动力（扭矩）传输至前轮86或后轮88。还将发动机75的扭矩传输至发电机79。由于扭矩，发电机79产生交流电力。通过逆变器83将交流电力转换为直流电力，并将转换的电力储存在电源76中。另一方面，在将作为转换部的马达77用作动力源的情况下，通过逆变器82将从电源76供应的电力（直流电力）转换为交流电力。通过交流电力来驱动马达77。例如，通过作为驱动部的差速器78、变速器80和离合器81将通过马达77变换电力而获得的驱动力（扭矩）传输至前轮86或后轮88。
应注意，可替代地，可以采用下列机制。在该机制中，在通过未示出的制动机构来降低电动车辆的速度的情况下，将速度降低时的阻力作为扭矩传输至马达77，并且所述马达77通过扭矩而产生交流电力。优选的是，通过逆变器82将交流电力转换成直流电力并且将新产生的直流电力储存在电源76中。
控制部74控制整个电动车辆的运行，且例如包括CPU等。电源76包括一个或两个以上二次电池（未示出）。可替换地，可以将电源76连接至外部电源，且可以通过从外部电源接收电力来储存电力。将各种传感器84用于例如控制发动机75的旋转次数或者用于控制未示出的节流阀的打开水平（节流开口水平）。各种传感器84包括例如速度传感器、加速度传感器、发动机频率传感器等。
前面已经给出了作为电动车辆的混合动力汽车的说明。然而，电动车辆的实例可包括通过仅使用电源76和马达77而不使用发动机75工作的车辆（电动汽车）。
[2-3.电力存储系统]
图7示出了电力存储系统的方框构造。例如，如图7中所示，电力存储系统在房屋89如一般住宅和商业建筑物的内部包括控制部90、电源91、智能仪表92和功率枢纽93。
在这种情况下，电源91连接至例如设置在房屋89内部的电气装置94，并且可以连接至停放在房屋89外部的电动车辆96。此外，例如，电源91通过功率枢纽93连接至设置在房屋89内部的私人发电机95，并可以通过智能仪表92和功率枢纽93连接至外部集中电力系统97。
应注意，电气装置94包括例如一种或两种以上家用电器如冰箱、空调、电视和热水器。私人发电机95是例如太阳能发电机、风力发电机等中的一种或两种以上。电动车辆96是例如电动汽车、电动摩托车、混合动力汽车等中的一种或两种以上。集中电力系统97是例如热力发电厂、原子能发电厂、水力发电站、风力发电厂等中的一种或两种以上。
控制部90控制整个电力存储系统的运行（包括电源91的使用状态），并且例如包括CPU等。电源91包括一个或两个以上二次电池（未示出）。智能仪表92是例如与设置在需要电力的房屋89中的网络兼容的电力计量器，并且与电力供应器连通。因此，例如，在智能仪表92根据需要与外部连通的同时，智能仪表92控制房屋89中的供应和需求之间的平衡，并使得可进行有效且稳定的能量供应。
在电力存储系统中，例如，通过智能仪表92和功率枢纽93将电力从作为外部电源的集中电力系统97储存在电源91中，并通过功率枢纽93将电力从作为独立电源的私人发电机95储存在电源91中。根据需要，根据控制部90的指令将储存在电源91中的电力供应至电气装置94或电动车辆96。因此，电气装置94变得可运行，且电动车辆96变得可充电。即，电力存储系统是能够通过使用电源91而在房屋89中储存和供应电力的系统。
电源91中储存的电力可任意使用。因此，例如，可以在电价便宜的半夜将电力从集中电力系统97储存在电源91中，并可以在电价昂贵的白天期间使用储存在电源91中的电力。
可以对每个家庭（家庭单元）设置上述电力存储系统，或者可以对多个家庭（家庭单元）设置上述电力存储系统。
[2-4.电动工具]
图8示出了电动工具的方框构造。例如，如图8中所示，电动工具是电钻且在由塑料材料等制成的工具主体98中包括控制部99和电源100。例如，以可运行（可转动）的方式将作为可动部的钻头部101连接至工具主体98。
控制部99控制整个电动工具的运行（包括电源100的使用状态），且包括例如CPU等。电源100包含一个或两个以上二次电池（未示出）。控制部99进行控制，从而使得根据未示出的运行开关的运行，根据需要将电力从电源100供应至钻头部101，从而运行钻头部101。
[实施例]
将详细描述根据本发明实施方式的具体实施例。
[实施例1至27]
通过下列程序制造图1和图2中所示的圆柱型锂离子二次电池。
在形成正极21时，首先，将97质量份正极活性物质、2.2质量份正极粘合剂（聚偏氟乙烯：PVDF）和0.8质量份正极导电剂（科琴黑）混合以获得正极混合物。正极活性物质的组成如表1和表2中所示。后面描述形成各正极活性物质的程序。随后，将正极混合物分散在有机溶剂（N-甲基-2-吡咯烷酮：NMP）中以获得糊膏状正极混合物浆料。随后，通过使用涂布装置利用所述正极混合物浆料均匀地涂布带状正极集电体21A（15μm厚的铝箔）的两个表面，将其在热风中干燥以形成正极活性物质层21B。最后，在加热的同时通过使用辊压机对所述正极活性物质层21B进行压缩成型。
在形成负极22时，首先，将95质量份负极活性物质（石墨）和5质量份负极粘合剂（PVDF）混合以获得负极混合物。随后，将负极混合物分散在有机溶剂（NMP）中以获得糊膏状负极混合物浆料。随后，通过使用涂布装置利用所述负极混合物浆料均匀地涂布带状负极集电体22A（15μm厚的铜箔）的两个表面，将其在热风中干燥以形成负极活性物质层22B。最后，在加热的同时通过使用辊压机对所述负极活性物质层22B进行压缩成型。
在制备电解液时，将电解质盐（LiPF6）溶解在碳酸亚乙酯（EC）和碳酸甲乙酯（EMC）的混合溶剂中。在这种情况下，混合溶剂的组成为以体积比计EC:EMC=50:50，且电解质盐相对于溶剂的含量为1mol/dm3（=1mol/l）。
在组装二次电池时，首先，将由Al制成的正极引线25焊接至正极集电体21A，并将由Ni制成的负极引线26焊接至负极集电体22A。随后，利用其间的隔膜23（23μm厚的多孔聚乙烯膜）对正极21和负极22进行层压并将其螺旋卷绕。之后，通过使用胶粘带对卷绕端部进行固定以形成螺旋卷绕电极体20。随后，将中心销24插入到螺旋卷绕电极体20的中心中。随后，在将螺旋卷绕电极体20夹在一对绝缘板12和13之间的同时，将螺旋卷绕电极体20容纳在镀有Ni的铁电池壳11中。在这种情况下，将正极引线25的一个尖端部焊接至安全阀机构15，并将负极引线26的一个尖端部焊接至电池壳11。随后，通过减压法将电解液注入到电池壳11内，并利用电解液浸渍隔膜23。最后，在电池壳11的开口端部处，通过用垫圈17嵌塞而将电池盖14、安全阀机构15和PTC装置16固定。由此完成了圆柱型二次电池（直径18mm且高65mm）。在形成二次电池时，通过调节正极活性物质层21B的厚度而防止了锂金属在完全充电时析出在负极22上。
形成用于形成正极21的各正极活性物质的程序如下。
在实施例1、15和16中，以Li:Co:Zr:P=1:0.98:0.01:0.01的摩尔比将碳酸锂（Li2CO3）、氧化钴（Co3O4）、锆酸锂（Li2ZrO3）和磷酸锂（Li3PO4）混合。随后，在空气中对所得混合物进行烧制（在900°C下持续5小时）以获得锂复合氧化物（LiCo0.98O2）。通过激光散射法测得的锂复合氧化物的平均粒径为13μm。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图（CuKα）。结果，检测到了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例2中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（Li0.99Co0.98O2），不同之处在于，以Li:Co:Zr:P=0.99:0.98:0.01:0.01的摩尔比将Li2CO3、Co3O4、Li2ZrO3和Li3PO4混合。在锂复合氧化物的粉末X射线衍射图中，与实施例1中同样检测到了LiCoO2、Li3PO4和ZrO2的衍射峰。
在实施例3至8中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（LiCo0.98O2），不同之处在于，使用磷酸锰（Mn3(PO4)2）、磷酸镁（Mg3(PO4)2)）、焦磷酸镁（Mg2P2O7）、磷酸锌（Zn3(PO4)2）、磷酸钡（Ba3(PO4)2）或磷酸钠（Na3PO4）代替Li3PO4。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）和第二化合物（Mn3(PO4)2、Mg3(PO4)2、Mg2P2O7、Zn3(PO4)2、Ba3(PO4)2或Na3PO4）的衍射峰。
在实施例9中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（LiCo0.98O2），不同之处在于，使用钛酸锂（Li4Ti5O12）代替Li2ZrO3。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（Li4Ti5O12）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例10中，通过与实施例2类似的程序获得了锂复合氧化物（Li0.99Co0.98O2），不同之处在于，使用Li4Ti5O12代替Li2ZrO3。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（TiO2）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例11中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（LiCo0.96Al0.01Mg0.01O2），不同之处在于，以Li:Co:Al:Mg:Zr:P=1:0.96:0.01:0.01:0.01:0.01的摩尔比将Li2CO3、Co3O4、氢氧化铝（Al(OH)3）、碳酸镁（MgCO3）、Li2ZrO3和Li3PO4混合。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例12中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（LiMn1.98O4），不同之处在于，以Li:Mn:Zr:P=1:1.99:0.01:0.01的摩尔比将Li2CO3、二氧化锰（MnO2）、Li2ZrO3和Li3PO4混合。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，测得了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有尖晶石型晶体结构的锂复合氧化物（LiMn2O4）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例13中，将硫酸镍（NiSO4）、硫酸钴（CoSO4）、铝酸钠（NaAlO2）、Li2ZrO3和Li3PO4溶于水中。随后，在对所得水溶液进行充分搅拌的同时将氢氧化钠（NaOH）溶液添加到所述水溶液中。由此，获得了摩尔比Ni:Co:Al:Zr:P=75:20:3:1:1的镍-钴-铝-锆-磷复合共析出氢氧化物。随后，对其析出物进行洗涤和干燥。之后，对所得物添加氢氧化锂一水合物以得到调节至具有摩尔比Li:（Ni+Co+Al+Zr+P）=105:100的前体。随后，在氧气流中对所述前体进行烧制（在750°C下持续10小时）。之后，将所得物冷却至室温以得到锂复合氧化物（Li1.03Ni0.75Co0.2Al0.03O2）。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiNi0.8Co0.2O2）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例14中，将NiSO4、CoSO4、硫酸锰（MnSO4）、Li2ZrO3和Li3PO4溶于水中。随后，在对所得水溶液进行充分搅拌的同时将NaOH溶液添加到所述水溶液中。由此，获得了摩尔比Ni:Co:Mn:Zr:P=48:20:30:1:1的镍-钴-锰-锆-磷复合共析出氢氧化物。随后，对其析出物进行洗涤和干燥。之后，对所得物添加氢氧化锂一水合物以得到调节至具有摩尔比Li:（Ni+Co+Mn+Zr+P）=102:100的前体。随后，在氧气流中对所述前体进行烧制（在730°C下持续8小时）。之后，将所得物冷却至室温以得到锂复合氧化物（LiNi0.48Co0.2Mn0.3O2）。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例17中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（LiCo0.98O2），不同之处在于，未使用Li2ZrO3和Li3PO4。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图（CuKα）。结果，获得了对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）的衍射峰。
在实施例18、26和27中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（LiCo0.98O2），不同之处在于，未使用Li3PO4。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）的衍射峰。
在实施例19中，通过与实施例1类似的程序获得了锂复合氧化物（LiCo0.98O2），不同之处在于，未使用Li2ZrO3。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了对应于具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2）和第二化合物（Li3PO4）的衍射峰。
在实施例20至25中，分别通过与实施例2、9和11至14类似的程序获得了锂复合氧化物（如Li0.99Co0.98O2），不同之处在于，未使用Li3PO4。测量了锂复合氧化物的粉末X射线衍射图。结果，检测到了第一化合物（Li2ZrO3）的衍射峰以及对应于具有层状盐型晶体结构或尖晶石型晶体结构的锂复合氧化物（LiCoO2等或LiMn2O4）的衍射峰。
作为上述实施例的代表，对实施例1的锂复合氧化物粉末进行切割，并通过使用扫描分析电子显微镜（SEM/EDX）对锂复合氧化物的横截面进行元素分析。因此，获得了图9A和图9B中所示的结果。图9A示出了SEM照片，且图9B示出了对应于图9A的元素分布。在元素分布中，蓝色区域指示锂复合氧化物（LiCo0.98O2）中的Co，红色区域指示第一化合物（Li2ZrO3）中的Zr，且绿色区域指示第二化合物（Li3PO4）中的P。
从图9B中所示的元素分布中可以看出，尽管将第一化合物和第二化合物与锂复合氧化物的原料混合并烧制，但是第一化合物的分布与第二化合物不同。具体地，红色Zr不仅存在于锂复合氧化物的颗粒表面上，而且存在于颗粒内部，且绿色P仅存在于锂复合氧化物的颗粒表面上。因此，第一化合物存在于锂复合氧化物的颗粒表面上和颗粒内部。另一方面，第二化合物存在于锂复合氧化物的颗粒表面上。
对各二次电池的初始容量特性和循环特性进行了检验。获得了表1和表2中所示的结果。
在检验初始容量特性时，在高温环境（45°C）下对二次电池进行一次循环的充放电，并测量初始容量（mAh）。作为充电条件，充电电流为1A，充电电压为表1和表2中所示的值，且充电时间为2.5小时。作为放电条件，放电电流为2A且最终电压为3V。
在检验循环特性时，在与检验初始容量特性中类似的条件下对二次电池进行一次循环的充放电，并测量放电容量。随后，在相同的条件下对二次电池进行重复充放电，直至总循环数达到300，并测量放电容量。根据这些结果，计算了容量保持率（%）=（第300次循环时的放电容量/第一次循环时的放电容量）×100
[表1]
[表2]
在正极活性物质包含第一化合物和第二化合物两者以及锂复合氧化物的情况下（实施例1至16），与正极活性物质不包含第一化合物和第二化合物两者的情况中（实施例17至27）相比，获得了更高的初始容量和更高的容量保持率。
更具体地，为了比较，将其中正极活性物质不包含第一化合物和第二化合物两者的情况（实施例17）的结果看作标准。在正极活性物质仅包含第一化合物的情况下（实施例18）或在正极活性物质仅包含第二化合物的情况下（实施例19），与上述标准相比，其初始容量较低，然而，容量保持率较高。根据上述结果，可假设，在将第一化合物与第二化合物结合的情况下，尽管容量保持率大幅度增加，但是初始容量大幅度下降。然而，实际上，在正极活性物质包含第一化合物和第二化合物两者的情况下（实施例1），尽管与上述标准等相比，大致保持了初始容量，但是容量保持率显著增大。此外，容量保持率的增大量为显著高于上述预期量的值。所述结果显示，因为第一化合物和第二化合物之间的分布差，实现了正极活性物质的电化学稳定性和电解液的分解抑制两者。
在将锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物的类型改变的情况下（实施例2至14和20至25）或在增大充电电压的情况下（实施例15、16、26和27），类似地获得了上述有利倾向。
特别地，在正极活性物质包含第一化合物和第二化合物两者的情况下，如果第二化合物是磷酸盐，则获得了更高的容量保持率。此外，在锂复合氧化物包含Co作为构成元素的情况下，获得了更高的初始容量。此外，在增大充电电压的情况下，获得了高初始容量和高容量保持率。
已经参考实施方式和实施例对本发明进行了说明。然而，本发明不限于实施方式和实施例中所述的实例，且可以进行各种修改。例如，根据本发明的电极可应用于其他应用如电容器。
此外，例如，根据本发明的二次电池可类似地应用于其中负极容量包括通过插入和提取锂离子的容量以及与锂金属的析出和溶解相关的容量，且电池容量由这些容量的总和表示的二次电池。在这种情况下，将能够插入和提取锂离子的负极材料用作负极活性物质，并将负极材料的可充电容量设定为小于正极的放电容量的值。
此外，在实施方式和实施例中，已经对其中电池结构为圆柱型或层压膜型以及电池装置具有螺旋卷绕结构的的情况的具体实例进行了说明。然而，适用的结构不限于此。本发明的二次电池可类似地应用于具有其他电池结构的电池如方型电池、硬币型电池和纽扣型电池，或者其中电池装置具有其他结构如层压结构的电池。
此外，在实施方式和实施例中，已经对使用锂作为电极反应物的情况进行说明。然而，电极反应物不必限制于此。作为电极反应物，例如，可以使用其他1族元素如钠（Na）和钾（K）、2族元素如镁和钙、或其他轻金属如铝。可以在与电极反应物类型无关的情况下获得本发明的效果，由此即使改变电极反应物的类型，也可获得了类似的效果。
可以由本公开内容的上述例示性实施方式和修改来实现至少下列构造。
（1）一种二次电池，包括：
正极；
负极；和
电解液，其中
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
（2）根据（1）的二次电池，其中所述第一金属元素的原子和所述第二金属元素的原子不是所述锂复合氧化物的晶格的构成原子。
（3）根据（1）或（2）的二次电池，其中
所述锂复合氧化物包含镍（Ni）、钴（Co）和锰（Mn）中的一种或多种作为过渡金属元素，
所述第一化合物包含锆（Zr）或钛（Ti）或两者作为所述第一金属元素，且
所述第二化合物包含钠（Na）、锂（Li）、镁（Mg）、锌（Zn）、锰（Mn）和钡（Ba）中的一种或多种作为所述第二金属元素。
（4）根据（1）至（3）中任一项的二次电池，其中所述第二化合物包含磷（P）作为构成元素。
（5）根据（1）至（4）中任一项的二次电池，其中所述第二化合物是磷酸盐化合物。
（6）根据（1）至（5）中任一项的二次电池，其中所述锂复合氧化物包含Co作为构成元素。
（7）根据（1）至（6）中任一项的二次电池，其中
所述锂复合氧化物是由下述式（1）和式（2）表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式（3）表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式（4）表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...（1）
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝（Al）、镁（Mg）、钒（V）、铬（Cr）、铁（Fe）、铜（Cu）、锌（Zn）、钇（Y）、铌（Nb）、钼（Mo）、钡（Ba）、铋（Bi）、钙（Ca）和硼（B）中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...（2）
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f＜0.2，
LigM5hOi...（3）
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4，0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...（4）
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0＜j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
（8）根据（1）至（7）中任一项的二次电池，其中充电电压的上限值是约4.2伏至约4.8伏。
（9）根据（1）至（8）中任一项的二次电池，其中充电电压的上限值是约4.25伏至约4.8伏。
（10）根据（1）至（9）中任一项的二次电池，其中所述二次电池是锂离子二次电池。
（11）一种电极，包括：
锂复合氧化物；
第一化合物；和
第二化合物，其中
所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
（12）一种电池组，包括：
根据（1）至（10）中任一项的二次电池；
控制所述二次电池的使用状态的控制部；和
根据所述控制部的指令切换所述二次电池的使用状态的开关部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
（13）一种电动车辆，包括：
根据（1）至（10）中任一项的二次电池；
将从所述二次电池供应的电力转换为驱动力的转换部；
根据所述驱动力运行的驱动部；和
控制所述二次电池的使用状态的控制部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上。
（14）一种电力存储系统，包括：
根据（1）至（10）中任一项的二次电池；
一个或两个以上供应有来自所述二次电池的电力的电气装置；和
控制从所述二次电池到所述电气装置的电力供应的控制部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面。
（15）一种电动工具，包括：
根据（1）至（10）中任一项的二次电池；和
供应有来自所述二次电池的电力的可动部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂（Li）和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面。
（16）一种电子装置，包括根据（1）至（10）中任一项的二次电池作为电力供应源。
本公开内容包含与2011年11月25日向日本专利局提交的日本优先权专利申请JP2011-257436中公开的内容相关的主题，由此通过参考将其全部内容并入本文中。
本领域技术人员应理解，可以根据设计要求和其他因素进行各种修改、组合、亚组合和改变，只要它们在所附权利要求书或其等价物的范围内即可。

Claims (12)

1.一种二次电池，包括：
正极；
负极；以及
电解液，其中
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂(Li)和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上，
所述锂复合氧化物是由下述式(1)和式(2)表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式(3)表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式(4)表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...(1)
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝(Al)、镁(Mg)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、铌(Nb)、钼(Mo)、钡(Ba)、铋(Bi)、钙(Ca)和硼(B)中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...(2)
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f<0.2，
LigM5hOi...(3)
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...(4)
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0<j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述第一金属元素的原子和所述第二金属元素的原子不是所述锂复合氧化物的晶格的构成原子。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述锂复合氧化物包含Co作为构成元素。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池的充电电压的上限值是4.2伏至4.8伏。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池的充电电压的上限值是4.25伏至4.8伏。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池是锂离子二次电池。
7.一种电极，包括：
锂复合氧化物；
第一化合物；以及
第二化合物，其中
所述锂复合氧化物包含锂(Li)和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上，
所述锂复合氧化物是由下述式(1)和式(2)表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式(3)表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式(4)表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...(1)
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝(Al)、镁(Mg)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、铌(Nb)、钼(Mo)、钡(Ba)、铋(Bi)、钙(Ca)和硼(B)中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...(2)
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f<0.2，
LigM5hOi...(3)
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...(4)
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0<j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
8.一种电池组，包括：
二次电池；
控制所述二次电池的使用状态的控制部；以及
根据所述控制部的指令切换所述二次电池的使用状态的开关部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂(Li)和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上，
所述锂复合氧化物是由下述式(1)和式(2)表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式(3)表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式(4)表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...(1)
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝(Al)、镁(Mg)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、铌(Nb)、钼(Mo)、钡(Ba)、铋(Bi)、钙(Ca)和硼(B)中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...(2)
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f<0.2，
LigM5hOi...(3)
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...(4)
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0<j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
9.一种电动车辆，包括：
二次电池；
将从所述二次电池供应的电力转换为驱动力的转换部；
根据所述驱动力运行的驱动部；以及
控制所述二次电池的使用状态的控制部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂(Li)和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上，
所述锂复合氧化物是由下述式(1)和式(2)表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式(3)表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式(4)表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...(1)
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝(Al)、镁(Mg)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、铌(Nb)、钼(Mo)、钡(Ba)、铋(Bi)、钙(Ca)和硼(B)中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...(2)
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f<0.2，
LigM5hOi...(3)
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...(4)
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0<j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
10.一种电力存储系统，包括：
二次电池；
一个或两个以上供应有来自所述二次电池的电力的电气装置；以及
控制从所述二次电池到所述电气装置的电力供应的控制部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂(Li)和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上，
所述锂复合氧化物是由下述式(1)和式(2)表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式(3)表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式(4)表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...(1)
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝(Al)、镁(Mg)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、铌(Nb)、钼(Mo)、钡(Ba)、铋(Bi)、钙(Ca)和硼(B)中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...(2)
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f<0.2，
LigM5hOi...(3)
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...(4)
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0<j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
11.一种电动工具，包括：
二次电池；以及
供应有来自所述二次电池的电力的可动部，其中
所述二次电池包括正极、负极和电解液，
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂(Li)和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上，
所述锂复合氧化物是由下述式(1)和式(2)表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式(3)表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式(4)表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...(1)
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝(Al)、镁(Mg)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、铌(Nb)、钼(Mo)、钡(Ba)、铋(Bi)、钙(Ca)和硼(B)中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...(2)
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f<0.2，
LigM5hOi...(3)
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...(4)
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0<j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
12.一种电子装置，具有二次电池作为电力供应源，所述二次电池包括：
正极；
负极；以及
电解液，其中
所述正极包含锂复合氧化物、第一化合物和第二化合物，
所述锂复合氧化物包含锂(Li)和过渡金属元素作为构成元素，
所述第一化合物包含与所述过渡金属元素不同的第一金属元素作为构成元素，所述第一化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上和内部，以及
所述第二化合物包含与所述第一金属元素不同的第二金属元素作为构成元素，所述第二化合物存在于所述锂复合氧化物的表面上，
所述锂复合氧化物是由下述式(1)和式(2)表示的化合物之一或两者，
所述第一化合物是由下述式(3)表示的化合物，且
所述第二化合物是由下述式(4)表示的化合物，
LiaM1bM2cO2...(1)
其中，M1表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M2表示铝(Al)、镁(Mg)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钇(Y)、铌(Nb)、钼(Mo)、钡(Ba)、铋(Bi)、钙(Ca)和硼(B)中的一种或多种；并且a至c满足0.01<a<1.3、0.9<b<1.05和0≤c<0.1，
LidM3eM4fO4...(2)
其中，M3表示Ni、Co和Mn中的一种或多种；M4表示Al、Mg、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Y、Nb、Mo、Ba、Bi、Ca和B中的一种或多种；并且d至f满足0.01<d<1.3、1.8<e<2.1和0≤f<0.2，
LigM5hOi...(3)
其中，M5表示Zr或Ti或两者；并且g至i满足0≤g≤4、0<h≤5和0<i≤12，
M6jPkOmFn...(4)
其中，M6表示Na、Li、Mg、Zn、Mn和Ba中的一种或多种；并且j、k、m和n满足0<j≤6、0<k≤5、0<m≤14和0<n≤6。
CN201210466142.8A 2011-11-25 2012-11-16 电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统 Active CN103138001B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2011-257436 2011-11-25
JP2011257436A JP5807747B2 (ja) 2011-11-25 2011-11-25 電極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN103138001A CN103138001A (zh) 2013-06-05
CN103138001B true CN103138001B (zh) 2017-04-12

Family

ID=48467160

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210466142.8A Active CN103138001B (zh) 2011-11-25 2012-11-16 电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9225006B2 (zh)
JP (1) JP5807747B2 (zh)
CN (1) CN103138001B (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014021453A1 (ja) * 2012-08-03 2014-02-06 株式会社豊田自動織機 活物質、活物質の製造方法、及び、リチウムイオン二次電池
JP6136612B2 (ja) * 2013-06-14 2017-05-31 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP6189105B2 (ja) * 2013-06-28 2017-08-30 三洋電機株式会社 電源装置
JP6131877B2 (ja) * 2014-02-20 2017-05-24 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
KR102358177B1 (ko) 2015-12-24 2022-02-07 에스케이하이닉스 주식회사 제어회로 및 제어회로를 포함하는 메모리 장치
CN108028367B (zh) * 2015-09-23 2021-04-27 尤米科尔公司 用于二次电池组的双组分富含锂层状氧化物正极材料
JP6701801B2 (ja) * 2016-02-26 2020-05-27 Tdk株式会社 リチウムイオン二次電池用正極活物質、リチウムイオン二次電池用正極及びリチウムイオン二次電池
US10340731B2 (en) 2016-03-01 2019-07-02 Honeywell International Inc. System and method for preserving back-up battery for improved back-up availability
GB201800742D0 (en) * 2018-01-17 2018-02-28 Johnson Matthey Plc Manganese phosphate coated lithium nickel oxide materials
KR102141059B1 (ko) * 2018-09-28 2020-08-04 주식회사 포스코 리튬 이차 전지용 양극 활물질, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 리튬 이차 전지
TWI761920B (zh) 2019-08-27 2022-04-21 德商贏創運營有限公司 含有熱解生產的含鋯氧化物之混合鋰過渡金屬氧化物

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004103566A (ja) * 2002-07-16 2004-04-02 Nichia Chem Ind Ltd 非水電解液二次電池用正極活物質および非水電解液二次電池
CN1934733A (zh) * 2004-03-29 2007-03-21 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池
CN101964420A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 索尼公司 正极活性物质、正极以及非水电解质电池

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2855877B2 (ja) 1991-04-17 1999-02-10 松下電器産業株式会社 非水電解液二次電池
JP3212639B2 (ja) 1991-07-31 2001-09-25 株式会社東芝 非水溶媒二次電池
JP3054829B2 (ja) 1991-08-12 2000-06-19 松下電器産業株式会社 非水電解液二次電池の製造法
JPH10241681A (ja) 1997-02-25 1998-09-11 Mitsubishi Cable Ind Ltd リチウム二次電池用の正極活物質およびその製造方法
JP4963532B2 (ja) 2001-06-01 2012-06-27 日本化学工業株式会社 リチウム二次電池正極活物質及びリチウム二次電池
CN1331267C (zh) * 2003-08-15 2007-08-08 比亚迪股份有限公司 一种锂离子二次电池及其制备方法
CA2418257A1 (fr) * 2003-01-30 2004-07-30 Hydro-Quebec Composition electrolytique et electrolyte, generateurs les contenant et operant sans formation de dendrite lors du cyclage
JP4307962B2 (ja) 2003-02-03 2009-08-05 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP4660164B2 (ja) * 2004-03-29 2011-03-30 三洋電機株式会社 非水電解質二次電池
JP2006066330A (ja) 2004-08-30 2006-03-09 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd 非水電解液二次電池用正極活物質、非水電解液二次電池及び正極活物質の製造方法
WO2007004590A1 (ja) * 2005-07-01 2007-01-11 National Institute For Materials Science 全固体リチウム電池
JP5303822B2 (ja) 2006-02-13 2013-10-02 ソニー株式会社 正極活物質および非水電解質二次電池
JP2008218177A (ja) * 2007-03-02 2008-09-18 Sanyo Electric Co Ltd 正極活物質の製造方法及び前記正極活物質を用いた非水電解質二次電池
US20090202903A1 (en) * 2007-05-25 2009-08-13 Massachusetts Institute Of Technology Batteries and electrodes for use thereof
JP5482977B2 (ja) 2007-06-15 2014-05-07 戸田工業株式会社 非水電解液二次電池用コバルト酸リチウム粒子粉末及びその製造方法、並びに非水電解液二次電池
JP2009266791A (ja) * 2008-03-31 2009-11-12 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP4363491B1 (ja) * 2008-06-09 2009-11-11 トヨタ自動車株式会社 成膜体の製造方法
US8808912B2 (en) * 2009-01-29 2014-08-19 Uchicago Argonne, Llc Surface protected lithium-metal-oxide electrodes
CN102576872A (zh) * 2009-10-05 2012-07-11 日本化学工业株式会社 锂二次电池用正极活性物质、其制造方法及锂二次电池
JP5633227B2 (ja) * 2009-10-14 2014-12-03 ソニー株式会社 電池パックおよび電池パックの劣化度検出方法
JP5077386B2 (ja) * 2010-04-28 2012-11-21 ソニー株式会社 充電制御方法および電池パック

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004103566A (ja) * 2002-07-16 2004-04-02 Nichia Chem Ind Ltd 非水電解液二次電池用正極活物質および非水電解液二次電池
CN1934733A (zh) * 2004-03-29 2007-03-21 三洋电机株式会社 非水电解质二次电池
CN101964420A (zh) * 2009-07-24 2011-02-02 索尼公司 正极活性物质、正极以及非水电解质电池

Also Published As

Publication number Publication date
JP2013114786A (ja) 2013-06-10
US9225006B2 (en) 2015-12-29
CN103138001A (zh) 2013-06-05
JP5807747B2 (ja) 2015-11-10
US20130136985A1 (en) 2013-05-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103367715B (zh) 正极活性物质、正极、二次电池、电池组以及电动车辆
CN103138001B (zh) 电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力存储系统
CN106099040B (zh) 电极、二次电池、电池组、电动车辆以及电力储存系统
CN104205434B (zh) 正极活性材料、正极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、以及电子设备
JP6706461B2 (ja) 二次電池用負極活物質、二次電池用負極、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
CN102694161B (zh) 二次电池、电子装置、电动工具和电动车辆
CN104241680B (zh) 电极、二次电池、电池组、电动车辆和电力存储系统
CN103855422B (zh) 二次电池用活性物质、二次电池用电极和二次电池
CN103682466B (zh) 二次电池、电池组以及电动车辆
CN102969490B (zh) 二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统和电动工具
US20140114519A1 (en) Battery, positive electrode active material, positive electrode, method for manufacturing positive electrode active material, battery pack, electronic device, electric vehicle, power storage device, and power system
US10749209B2 (en) Electrolyte, battery, battery pack, electronic apparatus, electric vehicle, power storage apparatus, and power system
JP6179372B2 (ja) リチウムイオン二次電池用活物質、リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
JP5924237B2 (ja) リチウムイオン二次電池用活物質、リチウムイオン二次電池用電極、リチウムイオン二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
US11329277B2 (en) Secondary battery, battery pack, electrically driven vehicle, electric power storage system, electric tool, and electronic device
CN108475784A (zh) 二次电池用正极活性物质、二次电池用正极、二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备
CN108352498A (zh) 负极活性物质、用于二次电池的负极以及锂离子二次电池
CN110100336A (zh) 二次电池
CN105518915B (zh) 二次电池用负极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具以及电子设备
CN107004854A (zh) 二次电池用活性物质、二次电池用电极、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子装置
CN108370064A (zh) 二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备
CN108604666A (zh) 二次电池用负极、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备
JP6686650B2 (ja) 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具及び電子機器
CN106716704B (zh) 二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子装置
CN110249459A (zh) 二次电池用负极、二次电池、电池包、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20180423

Address after: Kyoto Japan

Patentee after: Murata Manufacturing Co.,Ltd.

Address before: Fukushima

Patentee before: Murata, Northeast China

Effective date of registration: 20180423

Address after: Fukushima

Patentee after: Murata, Northeast China

Address before: Tokyo, Japan

Patentee before: Sony Corp.

TR01 Transfer of patent right