CN103490093B - 电极、二次电池、电池组、电动车辆和电力存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电极、二次电池、电池组、电动车辆和电力存储系统。（A）正极的正极活性物质包括由Li_aM1_bPO₄（M为Fe等，0≤a≤2，b≤1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的正极的细孔分布指示在孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为从约0.15微米至约0.9微米内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）正极的孔隙率从约30%至约50%。

Description

电极、二次电池、电池组、电动车辆和电力存储系统

技术领域

本技术涉及活性物质包括磷酸锂化合物的电极、使用该电极的二次电池、以及使用该二次电池的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子装置。

背景技术

近年来，各种电子装置，诸如移动电话和个人数字助理（PDA）已被广泛使用，并且已要求进一步缩小电子装置的尺寸和重量，并实现它们的长寿命。因此，作为电子装置的电源，已经开发了电池，特别是，能够提供高能量密度的小的轻重量二次电池。近来，已经考虑还将这样的二次电池应用至前述电子装置之外的其它各种应用中。这样的其它应用的代表实例可包括可附接和可拆卸地安装在电子装置等上的电池组、诸如电动汽车的电动车辆、诸如家用电力服务器的电力存储系统、和诸如电钻的电动工具。

已经提出了利用各种充电和放电原理来获得电池容量的二次电池。特别是，利用电极反应物的插入和提取的二次电池或利用电极反应物的析出和溶解的二次电池已引起人们的重视，因为这样的二次电池可提供比铅电池、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。正极包含与充电和放电反应有关的活性物质（正极活性物质）。正极活性物质（通常为具有层状盐型晶体结构的锂复合氧化物，诸如LiCoO₂、LiNiO₂和LiMn₂O₄用于获得高容量和高电压。

然而，在充电的状态下锂复合氧化物被加热到从200摄氏度到300摄氏度的温度的情况下，锂复合氧化物很容易提取氧。因此，考虑到安全问题，已经研究了使用磷酸锂化合物，而不是锂复合氧化物。磷酸锂化合物是具有橄榄石型晶体结构的LiFePO₄等。

然而，在磷酸锂化合物中，例如，趋向于不太可能获得足够的电池容量等，因为在充电和放电时的电极反应物反应的插入和提取反应比锂复合氧化物中的反应更慢且电阻更高。因此，为了提高使用磷酸锂化合物的二次电池的电池特性，已经进行了各种研究。

具体地，为了增加在大电流充电和大电流放电时的充电和放电容量，诸如Ag的导电微粒由通式Li_zFe_1-yX_yPO₄（X表示Mg等，0≤y≤0.3，且0<z≤1）表示的磷酸铁锂的材料粉末的表面支撑，或复合物由通式LiMePO₄（Me表示二价过渡金属）表示的锂过渡金属复合氧化物的粒子和碳物质微粒（例如，参见日本未经审查的专利申请公开第2001-110414号和第2003-036889号）配置。为了获得优异的电子传导性，由通式Li_xFePO₄（0<x≤1）表示的化合物与碳材料混合，且定义初级粒径和这样化合物的比表面积（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开第2002-110162号）。为了提高在高速率放电时的放电性能，使用由通式LiMPO₄（M代表Co等）表示的橄榄石型磷酸锂和粘合剂（聚丙烯腈：PAN）（例如，参见日本未经审查的专利申请公开第2005-251554号）。为了提高在高速率放电时的循环特性和安全性，针对包含由通式Li_xMPO₄（M表示Co等，0<x<1.3）等表示的锂过渡金属磷酸盐的正极定义孔隙率、细孔径等（例如，参见日本未经审查的专利申请公开第2010-225366号和第2010-015904号）。为了平衡高电池容量和优异负载特性，定义磷酸锂化合物的初级粒子的平均粒径和初级粒子之间的空隙（细孔径）之间的关系（例如，参见日本专利第4605287号）。

发明内容

虽然已经针对使用磷酸锂化合物作为正极活性物质的二次电池已经进行了各种研究，但是还没有获得充分的电池特性。因此，有改善的空间。

希望提供能够获得优异电池特性的电极、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。

根据本技术的一个实施方式，提供了包括活性物质的电极。（A）活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米的范围内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）孔隙率为从约30%至约50%。

Li_aM1_bPO₄...（1）

（M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一个或多个；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。）

根据本技术的一个实施方式，提供了一种二次电池，其包括：正极；负极；和电解液。（A）正极包括正极活性物质，且正极活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的正极的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米的范围内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）正极的孔隙率为从约30%至约50%。

Li_aM1_bPO₄...（1）

（M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2且b≤1。）

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电池组，其包括：二次电池；控制部，其控制二次电池的使用状态；和切换部，其根据控制部的指令切换二次电池的使用状态。二次电池包括正极、负极和电解液。（A）正极包括正极活性物质，且正极活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的正极的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米的范围内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）正极的孔隙率为从约30%至约50%。

Li_aM1_bPO₄...（1））

（M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且a和b满足0≤a≤2且b≤1。）

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电动车辆，其包括：二次电池；转换部，其将从二次电池供应的电力转换为驱动力；驱动部，其根据驱动力操作；和控制部，其控制二次电池的使用状态。二次电池包括正极、负极和电解液。（A）正极包括正极活性物质，且正极活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的所述正极的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米范围内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）正极的孔隙率从约30%至约50%。

Li_aM1_bPO₄...（1）

（M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且a和b满足0≤a≤2且b≤1。）

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电力存储系统，其包括：二次电池；一个或多个电气装置，其被供给来自二次电池的电力；和控制部，其控制从二次电池对一个或多个电气装置的电力供应。二次电池包括正极、负极和电解液。（A）正极包括正极活性物质，且正极活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的正极的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米范围内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）正极的孔隙率从约30%至约50%。

Li_aM1_bPO₄...（1）

（M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且a和b满足0≤a≤2且b≤1。）

根据本技术的一个实施方式，提供一种电动工具，其包括：二次电池；和可动部，其被供给来自二次电池的电力。二次电池包括正极、负极和电解液。（A）正极包括正极活性物质，且正极活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的正极的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米范围内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）正极的孔隙率从约30%至约50%。

Li_aM1_bPO₄...（1）

（M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且a和b满足0≤a≤2且b≤1。）

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电子装置，其包括作为电力供给源的二次电池。二次电池包括正极、负极和电解液。（A）正极包括正极活性物质，且正极活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物。（B）由压汞法测量的正极的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米范围内的峰P2。（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20。（D）正极的孔隙率从约30%至约50%。

Li_aM1_bPO₄...（1）

（M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且a和b满足0≤a≤2且b≤1。）

根据本技术的实施方式的电极和二次电池，由于电极（或正极），满足上述条件（A）至（D），所以可获得优异电池特性。此外，根据本技术的实施方式的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子装置，可获得同样的效果。

应当理解前面的一般描述和下面的详细描述是示例性的，并且旨在提供对所要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

包括了附图以提供对本公开的进一步理解，并且并入并构成该说明书的一部分。附图示出实施方式，并与说明书一起用来解释本技术的原理。

图1是示出包括根据本技术的实施方式的电极的二次电池（圆柱型）的配置的剖视图。

图2是示出图1中所示的螺旋缠绕的电极体的放大部分的剖视图。

图3是示出包括根据本技术的实施方式的电极的另一二次电池（层压膜型）的配置的透视图。

图4是沿图3所示的螺旋缠绕的电极体的线IV-IV截取的剖视图。

图5是示出二次电池的应用例（电池组）的配置的框图。

图6是示出二次电池的应用例（电动车辆）的配置的框图。

图7是示出二次电池的应用例（电力存储系统）的配置的框图。

图8是示出二次电池的应用例（电动工具）的配置的框图。

具体实施方式

下面将参考附图描述详细本技术的实施方式。将按以下顺序给出描述。

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）

1-3.锂金属二次电池（圆柱型和层压膜型）

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示出使用根据本技术的实施方式的电极的二次电池的截面配置。图2示出图1所示的螺旋缠绕的电极体20的放大部分。

[二次电池的整体配置]

这里所描述的二次电池是锂二次电池（锂离子二次电池），其中负极22的容量通过插入和提取锂作为电极反应物而获得。在这种情况下，例如，根据本技术的实施方式的前述电极可用作正极21。

二次电池可以是，例如，所谓的圆柱型二次电池。二次电池包含螺旋缠绕的电极体20和电池罐11内的大致中空圆柱体形状的一对绝缘板12和13。在螺旋缠绕的电极体20中，例如，正极21和负极22与它们之间的隔膜23层叠，并螺旋缠绕。

电池壳11具有中空结构，其中电池壳11的一端封闭，而电池壳11的另一端打开。电池壳11可以由例如铁、铝、它们的合金等制成。应指出，电池壳11的表面可镀镍等。一对绝缘板12和13被布置为夹持螺旋缠绕的电极体20，并与螺旋缠绕的外周面垂直地延伸。

在电池壳11的开口端上，电池盖14、安全阀机构15和正温度系数装置（PTC装置）16通过由垫片17嵌接（swage）。因此，电池壳11被气封。电池盖14可由例如类似于电池壳11的材料制成。安全阀机构15和PTC装置16提供在电池盖14内侧。安全阀机构15通过PTC装置16电连接至电池盖14。在安全阀机构15中，在由内部短路、外部加热等引起的内部压力成为一定水平以上的情况下，碟片（disk plate）15A反转以切断电池盖14和螺旋缠绕的电极体20之间的电连接。PTC装置16可防止由大电流产生的异常发热。PTC装置16的电阻随着温度的上升而相应地增加。垫片17可由例如绝缘材料制成。垫片17的表面可涂布沥青。

在螺旋缠绕的电极体20的中心，插入中心销24。然而，中心销24不一定必需插入螺旋缠绕的电极体20的中心。例如，由诸如铝的导电材料制成的正极引线25连接至正极21。例如，由诸如镍的导电材料制成的负极引线26连接至负极22。正极引线25通过焊接等连接至安全阀机构15，并电连接至电池盖14。负极引线26通过焊接等连接至电池壳11，并电连接至电池壳11。

[正极]

正极21在正极集电体21A的单个表面或两个表面上具有正极活性物质层21B。正极集电体21A可由，例如，诸如铝、镍、不锈钢等导电材料制成。

正极活性物质层21B包含作为正极活性物质的能够插入和提取（extract）锂离子的一种或多种正极材料。正极活性物质层21B还可根据需要包含其它材料，诸如正极粘结剂和正极导电体。

正极材料是由下式（1）表示的磷酸锂化合物（在以下说明中，简称为“磷酸锂化合物”）。其中一个原因是，由于即使磷酸锂化合物被加热到等于或高于350摄氏度的温度时磷酸锂化合物也不太可能释放氧气，因此在充电和放电时可获得优异的安全性。另一个原因是，如果在恒定电流和恒定电压的条件下进行充电，则在大致恒定的电流状态下进行充电，因此，在使用磷酸锂化合物的情况下，如果在相同的充电条件下进行充电，则充电时间比使用锂复合氧化物的情况减少。

Li_aM1_bPO₄...（1）

在式1中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且a和b满足0≤a≤2且b≤1。

磷酸锂化合物是一种含有作为构成元素的Li和一种或多种过渡金属元素的磷酸盐化合物，并具有橄榄石型晶体结构。磷酸锂化合物可含有，例如，每个都为多个初级粒子的凝集体的次级粒子。式（1）中的M1没有特别限定，只要M1是一种或多种前述金属元素，诸如Fe。优选地，b可满足0<b≤1，但b可满足0≤b≤1。

特别地，磷酸锂化合物优选为由下式（2）表示的化合物。其中一个原因是，由于磷酸锂化合物含有Fe作为构成元素，所以可增加二次电池的寿命。更具体地，含有作为构成元素的Fe的磷酸锂化合物的操作电压为约3.4V。因此，在磷酸锂化合物用作正极活性物质的情况下，允许二次电池在不太可能诱发例如电解液的氧化分解等的电势下操作。因此，可提高例如二次电池的循环特性、保存特性等，因此，允许二次电池使用很长时间。式（2）中的M2没有特别限定，只要M2是一种或多种以下一系列金属元素，诸如Mn即可。

Li_cFe_dM2_ePO₄...（2）

在式2中，M2是Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且c、d和e满足0≤c≤2，0<d≤1，0≤e<1，且d+e≤1。

正极材料的具体实例可包括LiFePO₄、LiMnPO₄、LiMgPO₄、LiNiPO₄、LiCoPO₄、LiAlPO₄、LiWPO₄、LiNbPO₄、LiTiPO₄、LiSiPO₄、LiCrPO₄、LiCuPO₄、LiZnPO₄、LiFe_0.25Mn_0.75PO₄、LiFe_0.50Mn_0.50PO₄、LiFe_0.90Mn_0.10PO₄、LiFe_0.90Mg_0.10PO₄、LiFe_0.90Ni_0.10PO₄、LiFe_0.90Co_0.10PO₄、LiFe_0.90Al_0.10PO₄、LiFe_0.90W_0.10PO₄、LiFe_0.90Nb_0.10PO₄、LiFe_0.90Ti_0.10PO₄、LiFe_0.90Si_0.10PO₄、LiFe_0.90Cr_0.10PO₄、LiFe_0.90Cu_0.10PO₄和LiFe_0.90Zn_0.10PO₄。然而，也可以使用上述化合物以外的化合物，只要满足在式（1）中所示的化学式的条件即可。

特别地，正极21，即包含作为正极材料的磷酸锂化合物的正极活性物质层21B在其中具有多个间隙（细孔或空隙）。间隙可以是，例如，诸如正极活性物质、正极粘结剂和正极导电体的粒子之间产生的空间。与此相伴，关于细孔或空隙，正极活性物质层21B满足以下三个条件。

作为第一个条件，由压汞法测量的正极21（正极活性物质层21B）的细孔分布指示在等于或大于约0.01μm并小于约0.15μm的孔径范围内的峰P1，并指示从约0.15μm至约0.9μm的孔径范围内的峰P2。

前述“由压汞法测量的细孔分布”是使用压汞仪测量的细孔分布的测量结果。细孔分布指示汞压入量相对于正极活性物质层21B中的多个细孔的变化率的过渡（transition）（分布）。水平轴指示细孔的孔径（μm），而垂直轴指示汞浸入量的变化率（微分细孔容积的对数）。在使用压汞仪测量细孔分布中，当压力P阶段上升时，测量汞相对于多个细孔的浸入量V。因此，相对于细孔的孔径绘制汞的浸入量的变化率（ΔV/ΔP）。然而，汞的表面张力时485mN/m，接触角为130度，且细孔的孔径和压力之间的关系近似为180/压力=孔径。这里所使用的压汞仪可为例如从Shimadzu Corporation等可购得的AutoPore IV9500。

应指出，在测量细孔分布之后，可使用通过用例如如后面所述的辊压机等压制成型（未充电或未放电的状态下）而获得的正极21。或者，在制作二次电池之后，二次电池被充电并放电一次或多次，随后拆卸二次电池，并且可以使用从中取出的正极21。然而，在充电和放电之后使用正极21的情况下，优选使用被放电状态下的正极21。被放电状态下的正极21是指从已经在0.1C的恒定电流下放电直至电池电压达到2V且随后被拆卸的二次电池中取出的正极21。“0.1C”是电池容量（理论容量）在10小时内完全放电的电流值。

在正极21包含磷酸锂化合物的情况下，如果使用压汞仪测量正极活性物质层21B的细孔分布，则主要检测出两个峰P1和P2。另一方面，在正极21包含锂复合氧化物的情况下，趋向于主要检测出一个峰。在相对小孔径的范围内检测出的峰P1可能主要是由于例如磷酸锂化合物等的初级粒子之间的间隙。另一方面，在相对大孔径的范围内检测出的峰P2可能主要是由于例如磷酸锂化合物等的次级粒子之间的间隙。

表述“细孔分布指示在等于或大于0.01μm并小于0.15μm的细孔径范围内的峰P1”是指峰P1的顶点位于细孔分布的前述范围内。同样，表述“细孔分布指示在0.15μm至0.9μm的孔径范围内的峰P2”是指峰P2的顶点位于细孔分布的前述范围内。基于由压汞仪测量的正极21的细孔分布的对应于各顶点的位置的孔径确定峰P1和P2的位置（孔径）。

峰P1和P2的位置为什么位于前述孔径范围内的原因之一是，在这种情况下，电解液容易渗入正极活性物质层21B中，且在正极活性物质层21B中确保了初级粒子之间和次级粒子之间的电子传导性和离子传导性。更具体地，在峰P1的位置小于0.01μm的情况下，电解液的渗透性降低。在峰P1的位置等于或大于0.15μm的情况下，电解液的渗透性提高，而初级粒子间的电子传导性和离子传导性降低。此外，在峰值P2的位置小于0.15μm的情况下，电解液的渗透性降低。在峰P2的位置大于0.9μm的情况下，电解液的渗透性提高，而次级粒子之间的电子传导性和离子传导性降低。即，在峰P1和P2的位置处于前述孔径范围内的情况下，电解液的渗透性与初级粒子间和次级粒子间的电子传导性和离子传导性之间的平衡变得合适。

作为第二个条件，峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比率（强度比）I2/I1为0.5至20。

由压汞仪测量的细孔分布确定强度比I2/I1。具体地，基于细孔分布中的峰P1和P2的高度（即，从参考点（强度：0）到峰P1和P2的顶点的距离）确定强度I1和强度I2，并随后，计算通过强度I2除以的强度I1得到的值。

强度比率I2/I1为什么位于前述范围内的原因之一是，在这种情况下，在上述的峰P1和P2的位置的情况下，电解液容易渗入正极活性物质层21B，且在正极活性物质层21B中确保电子传导性和离子传导性。更具体地，强度比率I2/I1小于0.5的情况下，电解液的渗透性降低。在强度比率I2/I1大于20的情况下，电解液的渗透性提高，而电子传导性和离子传导性降低。

作为第三个条件，正极21的孔隙率是从30%到50%。

术语“孔隙率”是指在正极活性物质层21B在具有多个空隙的情况下，空隙的总体积相对于正极活性物质层21B的体积的比率。在这种情况下，可例如根据正极活性物质层21B的密度（g/cm³）和正极活性物质层21B的构成材料的真密度（g/cm³）计算孔隙。其计算公式是孔隙率（%）=[1-（正极活性物质层21B的密度/构成材料的真密度）]×100。前述表述“正极活性物质层21B的密度”指的是包括空隙的整体的密度。即，正极活性物质层21B的密度是指包括正极集电体21A和正极活性物质层21B的正极21中的正极活性物质层21B的固体部分（solid content）的平均密度，并且可通过例如测量正极21和正极集电体21A的重量和厚度来计算。另一方面，表述“构成材料的真密度”是指构成正极活性物质层21B的固体部分（构成材料）的密度，即，其中不考虑空隙的理论密度。

可通过以下方式来计算孔隙率：测量存在于正极活性物质层21B中的空隙的体积（cm³），随后计算空隙相对于正极活性物质层21B的体积（包括空隙）的体积（cm³）的比率。其计算表达式为：孔隙率（%）=（空隙的体积/正极活性物质层21B的体积）×100。空隙体积可通过使用例如压汞仪与细孔分布一起测量。

在磷酸锂化合物包含如上所述的初级粒子和次级粒子的情况下，初级粒子和次级粒子的平均粒径（中值粒径）没有特别限制。其中一个原因是，如果关于正极活性物质层21B中的细孔或空隙，满足前述三个条件，则前述优点可在不取决于它们的平均粒径的情况下获得。特别地，初级粒子的平均粒径（D50）优选为从0.05μm至2μm，且次级粒子的平均粒径（D50）优选为从1μm至30μm。其中一个原因是，在这种情况下，在确保高电池容量的同时，初级粒子间和次级粒子间的电子传导性可被进一步提高。

更具体地，在初级粒子的平均粒径小于0.05μm的情况下，粒子成为无定形的，因此，不能获得足够的电池容量。另一方面，在初级粒子的平均粒径大于2μm的情况下，粒子之间的电子传导性降低。此外，在次级粒子的平均粒径小于1μm的情况下，大量的正极粘合剂对于粘合正极活性物质是必需的，因此，不能获得足够的电池容量。另一方面，在次级粒子的平均粒径大于30μm的情况下，不仅粒子之间的电子传导性降低，而且在粒子中的电子传导性也降低。

通过用由例如扫描电子显微镜（SEM）等获得的观察图像测量多个初级粒子的每个的长径（longer diameter）（μm），随后计算其平均值（测量的数量：50）而获得初级粒子的平均粒径。从通过例如激光衍射粒度分布装置等获得的基于体积的粒子尺寸分布的平均值来计算次级粒子的平均粒径。或者，可在初级粒子的情况下一样通过SEM的观察图像获得次级粒子的平均粒径。

在磷酸锂化合物中，导电层可以优选提供在初级粒子的部分或所有表面上，因为由此降低正极活性物质的电阻。导电层的形成材料可优选包括碳材料。具体地，导电层的形成材料的实例可包括诸如乙炔黑和科琴黑的碳（碳材料）、和通过烧制而碳化的有机材料。更具体地，通过烧制而碳化的有机材料的实例可包括糖和高分子材料。糖的实例可包括麦芽糖、葡萄糖和乳糖。高分子材料的实例可包括聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙烯基吡咯烷酮。不言而喻，碳化的有机材料可以是除了前述材料之外的材料。

在导电层形成于初级粒子的表面上的情况下，导电层可在例如合成磷酸锂化合物的过程中与磷酸锂化合物一起形成。或者，例如，导电层可在合成磷酸锂化合物之后与磷酸锂化合物分开形成。在合成磷酸锂化合物时形成导电层的情况下，例如，当通过使用例如固相法、液相法等形成磷酸锂化合物时，碳源材料或碳材料被添加到原料，并在惰性气氛下进行烧制。另一方面，在合成磷酸锂化合物之后形成导电层的情况下，例如，通过使用例如固相法、液相法等使碳源材料或碳材料添加到合成的磷酸锂化合物，并在惰性气氛下进行烧制。应指出，碳源材料的实例可包括葡萄糖，而碳材料的实例可包括乙炔黑。固相法和液相法的实例可包括机械化学法、溶胶-凝胶法和有机物热分解法。

在正极活性物质层21B包含正极粘合剂与正极活性物质（磷酸锂化合物）的情况下，正极活性物质层21B和正极粘合剂在正极活性物质层中的含量没有特别限制。特别地，正极活性物质的含量相对于正极活性物质和正极粘合剂的总含量可优选等于或大于80重量%，且正极粘合剂的含量相对于前述总含量可优选等于或小于20重量%。其中一个原因是，在这种情况下，在例如确保了电池容量等的同时，也可获得前述优点。

此外，在正极活性物质层21B包含正极粘合剂和正极导电体与正极活性物质的情况下，正极活性物质、正极粘合剂和正极导电体在正极活性物质层21B中的含量没有特别限制。特别地，正极活性物质的含量相对于正极活性物质、正极粘合剂和正极导电体的总含量可优选等于或大于80重量%。此外，正极粘合剂的含量相对于前述总含量可优选等于或小于10重量%，且正极导电体的含量相对于前述总含量可优选等于或小于10重量%。

正极粘合剂的实例可包括一种或多种合成橡胶、高分子材料等中的一种或多种。合成橡胶的实例可包括苯乙烯-丁二烯系橡胶、氟系橡胶和乙烯-丙烯-二烯。高分子材料的实例可包括聚偏二氟乙烯和聚酰亚胺。

正极导电体的实例可包括一种或多种碳材料等。碳材料的实例可包括石墨、炭黑、乙炔黑和科琴黑。正极导电体可以是金属材料、导电高分子等，只要该材料具有导电性即可。

应指出，正极活性物质层21B可进一步包含其它正极材料。前述“其它正极材料”可以是，例如，含锂的化合物（不包括磷酸锂化合物），更具体地，可以是含有作为构成元素的Li和一种或多种过渡金属元素的锂复合氧化物（锂-过渡金属复合氧化物）。锂-过渡金属复合氧化物的实例可包括LiCoO₂、LiNiO₂和LiMn₂O₄。

除此之外，正极材料还可以是，例如，氧化物、二硫化物、硫属化物、导电高分子等。氧化物的实例可包括二氧化钛、氧化钒和二氧化锰。二硫化物的实例可包括二硫化钛和硫化钼。硫属化物的实例可包括硒化铌。导电高分子的实施方式可包括硫磺、聚苯胺和聚噻吩。

[负极]

负极22在负极集电体22A的单个表面或两个表面上具有负极活性物质层22B。

负极集电体22A可以由例如导电材料（诸如铜、镍和不锈钢）制成。负极集电体22A的表面可优选被粗糙化。因此，由于所谓的锚定效果，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，至少相对于负极活性物质层22B的区域中的负极集电体22A的表面被粗糙化就足够了。粗糙化方法的实例可包括通过电解处理形成微细粒子的方法。电解处理的方法是在电解槽内使用电解方法在负极集电体22A的表面上形成微细粒子（提供凹部和凸部）的方法。由电解方法制造的铜箔通常被称为“电解铜箔”。

包含作为负极活性物质的能够插入和提取锂离子的一种或多种负极材料的负极活性物质层22B，也可根据需要包含其它材料，例如负极粘合剂和负极导电体。负极粘合剂和负极导电体的详细信息，例如，可以分别类似于正极粘合剂和正极导电体。然而，负极材料的可充电容量可优选大于正极21的可放电容量，以防止锂金属在充电的中间在负极22上无意地析出。即，能够插入和提取锂离子的负极材料的电化学当量优选大于正极21的电化学当量。

负极材料可以是例如碳材料，因为在碳材料中，其晶体结构在插入和提取锂离子时的变化非常小，因此，碳材料提供高能量密度和优异的循环特性。此外，碳材料也起到负极导电体的功能。碳材料的实例可包括易石墨化碳、（002）面的间距等于或大于0.37nm的难石墨化碳、和（002）面的间距等于或小于0.34nm的石墨。更具体地，碳材料的实例可包括热解碳、焦炭、玻璃状碳纤维、有机高分子合物烧成体、活性炭和碳黑。其中，焦炭的实例可包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦炭。通过在合适的温度下烧制（碳化）高分子化合物（诸如酚醛树脂和呋喃树脂）获得有机高分子化合物烧结体。除此之外，碳材料可以是在约1000摄氏度或更低的温度下加热处理的低结晶性碳或无定形碳。应指出，碳材料的形状可以是纤维状、球状、粒状和鳞片状形状中的任何一种形状。

此外，负极材料可以是例如包含作为构成元素的一种或两种以上金属元素和半金属元素的材料（金属类材料），因为由此可获得更高能量密度。这样的金属类材料可以是单质、合金或化合物，可以是其中的两种或更多，或其部分或全部可具有它们的一种或多种相。除了由两种或多种金属元素构成的材料之外，“合金”还包括包含一种或多种金属元素和一种或多种半金属元素的材料。此外，“合金”可包含非金属元素。它们的结构的实例包括固溶体、共晶（共晶混合物）、金属间化合物、以及其中两种或更多种共存于其中的结构。

前述金属元素和前述半金属元素的实例可包括一种或多种能够与Li形成合金的金属元素和半金属元素。其具体的实例可包括Mg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd和Pt。特别地，Si、Sn或这两者是优选的。其中一个原因是，Si和Sn具有插入和提取嵌锂离子的优异能力，因此，可提供高能量密度。

包含作为构成元素的Si、Sn或这两者的材料可以是Si或Sn的单质、合金或化合物，可以是其中的两种或更多，或其部分或全部可具有它们的一种或多种相。单质仅仅是指一般的单质（可包含少量杂质），且不一定是指纯度100%的单质。

Si的合金还可包含诸如Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr的一种或多种元素作为Si之外的构成元素。Si的化合物还可包含C、O等中的一种或多种作为Si之外的构成元素。应指出，例如，Si的化合物可包含所描述的用于合金Si的元素中的一种或多种作为Si之外的构成元素。

Si的合金和Si的化合物的实例可包括SiB₄、SiB₆、Mg₂Si、Ni₂Si、TiSi₂、MoSi₂、CoSi₂、NiSi₂、CaSi₂、CrSi₂、Cu₅Si、FeSi₂、MnSi₂、NbSi₂、TaSi₂、VSi₂、WSi₂、ZnSi₂、SiC、Si₃N₄、Si₂N₂O、SiO_v（0<v≤2）和LiSiO。SiO_v中的v可在0.2<V<1.4的范围内。

Sn的合金还可包含，例如，诸如Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr中的一种或多种元素作为Sn之外的构成元素。Sn的化合物还可包含例如诸如C和O中的一种或多种元素作为Sn之外的构成元素。应指出，Sn的化合物还可包含例如所描述的用于Sn合金的元素中的一种或多种作为Sn之外的构成元素。Sn的合金和Sn的化合物的实例可包括SnO_w（0<w≤2）、SnSiO₃、LiSnO和Mg₂Sn。

此外，作为包含Sn的材料，例如，包含除了作为第一构成元素的Sn之外的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可包括一种或多种元素，诸如Co、Fe、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Ce、Hf、Ta、W、Bi和Si。第三构成元素的实例可包括B、C、Al、P等中的一种或多种。在包含第二构成元素和第三构成元素的情况下，可获得高电池容量、优异的循环特性等。

特别地，包含Sn、Co和C作为构成元素的材料（含SnCoC的材料）是优选的。含SnCoC的材料的组成可以是例如如下所示。即，C含量为从9.9质量%至29.7质量%，且Sn和Co含量的比率（Co/（Sn+Co））为20质量%至70质量%，因为可在这样的组成范围内获得高能量密度。

优选的是，含SnCoC材料具有包含Sn、Co和C的相。这样的相可以优选为低结晶或无定形的。该相是能够与Li反应的反应相。由于反应相的存在，所以可获得优异的特性。在CuKα射线用作特定X射线且插入速率为1度/分钟的情况下通过该相的X-射线衍射获得的衍射峰的半带宽（half bandwidth）优选等于或大于基于衍射角2θ的1度。由此，更顺利地插入和提取锂离子，且与电解液的反应性降低。应指出，在某些情况下，除了低结晶相或非晶相之外，含SnCoC的材料还包括含各构成元素的单质或一部分的相。

允许通过在与Li的电化学反应之前和之后的X-射线衍射图之间的比较来很容易地确定由X射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与Li反应的反应相。例如，如果与Li的电化学反应之后的衍射峰的位置从与Li电化学反应之前的衍射峰的位置发生变化，则所获得的衍射峰对应于能够与Li反应的反应相。在这种情况下，例如，在2θ=从20度到50度的范围内可看到低结晶反应相或无定形反应相的衍射峰。这样的反应相可具有例如前述各构成元素，且其低结晶或无定形结构可能主要由C的存在而引起。

在含SnCoC的材料中，优选作为构成元素的C的部分或全部结合作为其它构成元素的金属元素或半金属元素，原因是由此可抑制Sn等的凝聚或结晶。允许通过例如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，可使用软X射线、Al-Kα射线、Mg-Kα射线等。在C的一部分或全部结合至金属元素、半金属元素等的情况下，C的1s轨道（C1s）的合成波的峰出现在小于284.5eV的区域中。应指出，在该装置中，进行能量校正，以便在84.0eV获得Au原子的4f轨道（Au4f）的峰。此时，在一般情况下，由于表面污染碳存在于材料表面上，所以表面污染碳的C1s的峰被认为是284.8eV，这用作能量标准。在XPS测量中，获得C1s峰的波形，作为包括表面污染碳的峰和含SnCoC材料中碳的峰的峰的形式。因此，例如，通过使用市售的软件来进行分析，以彼此隔离两个峰。在波形分析中，存在于最低束缚能量侧上的主峰的位置是能量标准（284.8eV）。

应指出，含SnCoC的材料不限于仅由作为构成元素Sn、Co和C（SnCoC）构成的材料（SnCoC）。即，含SnCoC的材料可根据需要进一步包含，例如，Si、Fe、Ni、Cr、In、Nb、Ge、Ti、Mo、Al、P、Ga、Bi等中的一种或多种作为构成元素。

除了含SnCoC的材料之外，还优选含有作为构成元素的Sn、Co、Fe和C的材料（含SnCoFeC的材料）。含SnCoFeC的材料的组成可以是任何组成。例如，其中Fe含量被设置为较小的组成如下所示。即，C含量为从9.9质量%至29.7质量%；Fe含量为从0.3质量%至5.9质量%；且Sn和Co的含量比率（Co/（Sn+Co））为从30质量%至70质量%。此外，其中Fe含量被设置为较大的组成如下所示。即，C含量为从11.9质量%至29.7质量%；Sn、Co和Fe的含量比率（（Co+Fe）/（Sn+Co+Fe））为从26.4质量%至48.5质量%；且Co和Fe的含量比率（Co/（Co+Fe））为从9.9质量%至79.5质量%。在这样的组成范围内，可获得高能量密度。含SnCoFeC的材料的物理性质（诸如半带宽）类似于前述含SnCoC材料的物理性质。

除此之外，负极材料可以是，例如，金属氧化物、高分子化合物等。金属氧化物的实例可包括氧化铁、氧化钌和氧化钼。高分子化合物的实例可包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。

负极活性物质层22B可通过例如涂布法、气相沉积法、液相沉积法、喷雾法、烧制法（烧结法）、或这些方法中的两个或更多的组合形成。涂布法可以是以下方法，其中，例如，在粒子（粉末）负极活性物质与负极粘合剂等混合之后，混合物分散在诸如有机溶剂的溶剂中，且负极集电体22A涂布所得物。汽相沉积法的实例可包括物理沉积法和化学沉积法。更具体地，其实例可包括真空蒸发法、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）法和等离子化学汽相淀积法。液相沉积法的实例可包括电镀法和无电镀法。喷雾法是以下方法，其中在熔融状态或半熔融状态下的负极活性物质被喷雾到负极集电体22A上。烧制法可以是例如以下方法，其中在通过涂布法涂布负极集电体22A之后，在高于负极粘合剂等的熔点的温度下进行热处理。烧制法的实例可包括诸如气氛烧制法、反应性烧制法、和热压烧制法的公知技术。

在二次电池中，如上所述，为了防止锂金属在充电的中间在负极22上无意析出，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，在其中在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，每单位质量的锂离子提取量大于在其中即使使用相同的正极活性物质时开路电压为4.20V的情况下的提取量。因此，相应调整正极活性物质和负极活性物质的量。由此，可获得高能量密度。

[隔膜]

隔膜23分隔正极22与负极21，并传递锂离子，同时防止两个电极接触造成的电流短路。隔膜23可为例如由合成树脂、陶瓷等制成的多孔膜。隔膜23可以是其中两种或多种类型的多孔膜层叠的层叠膜。合成树脂的实例可包括聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯。

特别地，隔膜23可包括例如前述多孔质膜（基材层）和提供在基材层的一个表面或两个表面上的高分子化合物层。其中一个原因是，因此可提高隔膜23相对于正极21和负极22的粘附特性，并因此可抑制螺旋缠绕的电极体20的歪斜。因此，可抑制电解液的分解反应，并抑制浸渍到基材层的电解液的液体泄漏。因此，即使重复充电和放电，电阻也不太可能增加，且可抑制电池膨胀。

高分子化合物层可包含例如诸如聚偏二氟乙烯的高分子材料，因为这样的高分子材料具有优异的物理强度，而且是电化学稳定的。然而，高分子材料可以是除了聚偏二氟乙烯之外的其它材料。高分子化合物层可例如如下形成。即，在制备溶解有高分子材料的溶液之后，用该溶液涂布基材层，并随后干燥所得到物。或者，基材层可被浸泡在溶液中，并且可随后干燥。

[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，并可根据需要包含其它材料，诸如添加剂。

[溶剂]

溶剂包含非水溶剂（诸如有机溶剂）中的一种或多种。

非水溶剂的实例可包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链状羧酸酯、和腈，因为可获得优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等。环状碳酸酯的实例可包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸亚丁酯。链碳酸酯的实例可包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯。内酯的实例可包括γ-丁内酯和γ-戊内酯。羧酸酯的实例可包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯和三甲基乙酸乙酯。腈的实例可包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈（methoxyacetonitrile）、3-甲氧基丙腈。

此外，非水溶剂可以是例如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、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N'-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯或二甲亚砜，因为由此获得类似的优点。

特别地，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，这是因为可获得更优异的电池容量、更优异的循环特性、更优异的保存特性等。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）（诸如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯）和低粘度溶剂（例如，粘度≤1mPa·s）（诸如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯）的组合是更优选的。其中一个原因是电解质盐的离解性质和离子迁移率由此得到提高。

特别地，溶剂优选包含一种或多种不饱和环状碳酸酯。其中一个原因是，在充电和放电时，稳定保护膜主要形成于负极22的表面，因此，抑制电解液的分解反应。不饱和环状碳酸酯是包括一个以上不饱和碳键（碳-碳双键）的环状碳酸酯。不饱和环状碳酸酯的具体实例可包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基碳酸亚乙酯和碳酸亚甲基亚乙酯（methyleneethylene carbonate）。不饱和环状碳酸酯在溶剂中的含量没有特别限制，并且可以是例如从0.01重量%至10重量%。然而，不饱和环状碳酸酯的具体实例可包括前述化合物之外的其它化合物。

此外，溶剂优选可包含一种或多种卤代碳酸酯。其中一个原因是，在充电和放电时，稳定保护膜主要形成于负极22的表面，因此，可抑制电解液的分解反应。卤代碳酸酯是具有一个以上卤原子作为构成元素的环状碳酸酯，或具有一个以上卤素作为构成元素的链状碳酸酯。环状卤代碳酸酯的实例可包括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可包括碳酸氟甲基甲酯、碳酸双（氟甲酯）和碳酸二氟甲基甲酯。虽然卤代碳酸酯在溶剂中的含量没有特别限制，但是其含量可以是例如从0.01重量%至50重量%。然而，卤代碳酸酯的具体实例可包括前述化合物之外的其它化合物。

此外，溶剂可优选包含磺内酯（环状磺酸酯），因为由此电解液的化学稳定性进一步提高。磺内酯的实例可包括丙烷磺内酯和丙烯磺内酯。虽然磺内酯在溶剂中的含量没有特别限定，但是例如磺酸内酯的含量可为从0.5重量%至5重量%。然而，磺内酯的具体实例可包括前述化合物之外的其它化合物。

此外，溶剂可以优选包含酸酐，因为由此电解液的化学稳定性进一步提高。酸酐的实例可包括羧酸酐、二磺酸酐和羧酸磺酸酐。羧酸酐的实例可包括琥珀酸酐、戊二酸酐和马来酸酐。二磺酸酐的实例可包括乙烷二磺酸酐和丙烷二磺酸酐。羧酸磺酸酐的实例可包括磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐和磺基丁酸酐。虽然酸酐在溶剂中的含量没有特别限制，但是例如其含量可以从0.5重量%至5重量%。然而，酸酐的具体实例可以包括前述化合物之外的其它化合物。

[电解质盐]

电解质盐可包含例如一种或多种如下所述的锂盐。然而，电解质盐可以是锂盐之外的盐（诸如锂盐之外的轻金属盐）。

锂盐的实例包括六氟磷酸锂（LiPF₆）、四氟硼酸锂（LiBF₄）、高氯酸锂（LiClO₄）、六氟砷酸锂（LiAsF₆）、四苯基硼酸锂（LiB（C₆H₅）₄）、甲磺酸锂（LiCH₃SO₃）、三氟甲磺酸锂（LiCF₃SO₃）、四氯铝酸锂（LiAlCl₄）、六氟硅酸二锂（Li₂SiF₆）、氯化锂（LiCl）和溴化锂（LiBr）。由此，可获得优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等。然而，锂盐的具体实例并不限于前述化合物，可以使用其它化合物。

特别地，LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄和LiAsF₆中的一个或多个是优选的，因为由此降低了内部电阻，并因此获得更高效果。

电解质盐的含量相对于溶剂优选为从0.3mol/kg至3.0mol/kg，因为由此获得高离子传导性。

[二次电池的操作]

在二次电池中，例如，在充电时，从正极21提取的锂离子可通过电解液插入负极22。此外，在放电时，从负极22提取的锂离子可通过电解液插入正极21。

[制造二次电池的方法]

二次电池可例如通过以下步骤制造。

首先，制造正极21。包含前述磷酸锂化合物的正极活性物质可根据需要与正极粘合剂、正极导电体等混合，以制备正极混合物。随后，正极混合物分散在有机溶剂等中，以获得糊状正极混合物浆体。随后，正极集电体21A的两个表面都涂布有正极混合物浆体，其被干燥形成正极活性物质层21B。随后，使用辊压机器等使正极活性物质层21B压缩成型，同时根据需要加热。在这种情况下，可重复几次压缩成型。

此外，通过类似于上述正极21的步骤来制造负极22。负极活性物质根据需要与负极粘合剂、负极导电体等混合，以制备负极混合物，其随后分散在有机溶剂等中，以形成糊状负极混合物浆体。随后，负极集电体22A的两个表面都涂布有负极混合物浆体，其被干燥形成负极活性物质层22B。此后，根据需要使负极活性物质层22B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，使用正极21和负极22组装二次电池。通过焊接方法和/或类似方法将正极引线25附接至正极集电体21A，并通过焊接方法和/或类似方法将负极正极26附接至负极集电体22A。随后，正极21和负极22与它们之间的隔膜23层叠并螺旋缠绕，从而制成螺旋缠绕的电极体20。此后，中心销24插入螺旋缠绕的电极体的中心。随后，螺旋缠绕的电极体20被夹持在一对绝缘板12和13之间，并包含在电池壳11中。在这种情况下，正极引线25的末端通过焊接的方法和/或类似方法附接至安全阀机构15，且负极引线26的末端通过焊接方法和/或类似方法附接至电池壳11。随后，将电解液注入电池壳11中，且由电解液浸渍隔膜23。随后，在电池壳11的开口端上，电池盖14、安全阀机构15和PTC装置16通过与垫片17嵌接而固定。

[二次电池的功能和效果]

根据圆柱形二次电池，正极21包含作为正极活性物质的磷酸锂化合物，且关于正极21的细孔或空隙满足前述三个条件。在这种情况下，提高了电解液对于正极21的渗透性，且提高了正极21的电子传导性和离子传导性。因此，确保了电解液的渗透性，也确保了电子传导性和离子传导性，因此，可获得优异的电池特性。

[1-2.锂离子二次电池（层压膜型）]

图3示出使用根据本技术的实施方式的另一二次电池的分解透视配置。图4示出螺旋缠绕的电极体沿图3所示的线IV-IV截取的放大截面。在这种情况下，根据本技术的实施方式的上述电极可用作例如正极33。在下面的描述中，将根据需要使用上述圆柱型二次电池的元件。

[二次电池的整体配置]

这里描述的二次电池可以是所谓的层压膜型锂离子二次电池。在二次电池中，螺旋缠绕的电极体30包含在薄膜状外包装构件40中。在螺旋缠绕的电极体30中，正极33和负极34与它们之间的隔膜35和电解质层36层叠并螺旋缠绕。正极引线31附接至正极33，负极引线32附接至负极34。螺旋缠绕的电极体30的最外周受保护带37保护。

正极引线31和负极引线32可例如在相同方向上从外包装构件40的内部向外部引出。正极引线31可由例如导电材料（诸如铝）制成，且负极引线32可有例如导电材料（诸如铜、镍和不锈钢）制成。这些导电材料的形状为例如薄板状或网状。

外包装构件40可以是层压膜，其中例如熔融粘结层、金属层和表面保护层以该顺序层压。在层压膜中，例如，两个膜的熔融粘结层的各自外边缘通过熔融粘结彼此粘结，以便熔融粘结层和螺旋缠绕的电极体30彼此相对。然而，这两个膜可以通过粘接剂等彼此附接。熔融粘结层的实例可包括由聚乙烯、聚丙烯等制成的膜。金属层的实例可包括铝箔。表面保护层的实例可包括由尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯等制成的膜。

特别地，外包装构件40可优选为铝层压膜，其中聚乙烯膜、铝箔和尼龙膜以该顺序层压。然而，外包装构件40可以是具有其它层压结构的层压膜、诸如聚丙烯的高分子膜、或金属膜。

防止外部空气侵入的粘附膜41插入外包装构件40和正极引线31之间以及外包装构件40和负极引线32之间。粘附膜41由对正极引线31和负极引线32具有粘附特性的材料制成。具有粘附特性的材料的实例可包括聚烯烃树脂，例如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。

正极33可具有例如正极集电体33A的单个表面或两个表面上的正极活性物质层33B。负极34可具有例如负极集电体34A的单个表面或两个表面的负极活性物质层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的配置分别类似于正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A和负极活性物质层22B的配置。即，正极33的正极活性物质层33B包含作为正极活性物质的磷酸锂化合物，且关于细孔或空隙，正极33满足前述三个条件。此外，隔膜35的配置类似于隔膜23的配置。

在电解质层36中，电解液由高分子化合物保持。电解质层36是所谓的凝胶电解质，因为由此获得高离子传导性（例如，在室温下的1mS/cm或更多），并防止电解液的液体泄漏。电解质层36可根据需要包含其它材料，诸如添加剂。

高分子化合物的实例可包括聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、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、苯乙烯-丁二烯橡胶、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。特别地，聚偏二氟乙烯或偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物是优选的，且聚偏二氟乙烯是更优选的，因为这样的高分子化合物是电化学稳定的。

电解液的组成类似于圆柱型二次电池的电解液的组成。然而，在作为凝胶电解质的电解质层36中，电解液的溶剂是指广泛的概念，其不仅包括液体溶剂，而且也包括具有能够离解电解质盐的离子传导性的材料。因此，在使用具有离子传导性的高分子化合物的情况下，高分子化合物也包括在溶剂中。

应指出，可以代替凝胶电解质层36原样使用电解质溶液。在这种情况下，隔膜35用电解液浸渍。

[二次电池的操作]

在二次电池中，例如，在充电时，从正极33中提取的锂离子可通过电解质层36插入负极34。另一方面，在放电时，从负极34中提取的锂离子可通过电解质层36插入正极33。

[制造二次电池的方法]

可例如通过以下三种过程制造包括凝胶电解质层36的二次电池。

在第一种过程中，通过类似于正极21和负极22的制造过程来制造正极33和负极34。在这种情况下，通过在正极集电体33A的单个表面或两个表面上形成正极活性物质层33B来制造正极33，且通过在负极集电体34A的单个表面或两个表面上形成负极活性物质层34B来制造负极34。随后，制备包含电解液、高分子化合物和诸如有机溶剂的溶剂的前体溶液。此后，将正极33和负极34涂布前体溶液，以形成凝胶电解质层36。随后，正极引线31通过焊接方法和/或类似方法附接至正极集电体33A，且负极引线32通过焊接方法和/或类似方法附接至负极集电体34A。随后，正极33和负极34与它们之间的隔膜35层叠并螺旋缠绕，从而制成螺旋缠绕的电极体20。此后，保护带37粘附到其最外周。随后，在螺旋缠绕的电极体30被夹持在两片薄膜状外包装构件40之间之后，外包装构件40的外边缘通过熔融粘结方法和/或类似方法粘结，以将螺旋缠绕的电极体30封装在外包装构件40中。在这种情况下，粘附膜41被插入正极引线31与外包装构件40之间以及负极引线32与外包装构件40之间。

在第二种过程中，正极引线31附接至正极33，且负极引线32附接至负极34。随后，正极33和负极34与在它们之间的隔膜35层叠并螺旋缠绕，以制成螺旋缠绕体，作为螺旋缠绕的电极体30的前体。此后，保护带37粘附到其最外周。随后，在螺旋缠绕体被夹持在两片薄膜状外包装构件40之间之后，除了一侧之外，将最外周通过热熔融粘结方法和/或类似方法粘结，螺旋缠绕体被包含在袋状外包装构件40中。随后，制备包含电解液、作为高分子化合物的原料的单体、聚合引发剂和根据需要的其它材料（例如阻聚剂）的电解质的组合物，其被注入到袋状外包装构件40中。此后，在外包装构件40通过热熔融粘结方法和/或类似方法密封。随后，单体热聚合，从而形成高分子化合物。因此，形成凝胶电解质层36。

在第三种过程中，以类似于前述第二种过程中的方法制造螺旋缠绕体，并使其包含在袋状外包装构件40中，不同的是使用的两个表面上涂布有高分子化合物的隔膜35。隔膜35上所涂布的高分子化合物的实例可包括包含作为组分的偏二氟乙烯的高分子（均聚物、共聚物或多组分共聚物）。其具体实例包括聚偏二氟乙烯、含有偏二氟乙烯和六氟丙烯作为组分的二元共聚物、含有偏二氟乙烯、六氟丙烯和三氟氯乙烯作为组分的三元共聚物。除了含有偏二氟乙烯作为组分的高分子之外，还可使用其它一种或多种高分子化合物。随后，电解液被制备和注入外包装构件40。此后，外包装构件40的开口通过热熔融粘结方法和/或类似方法密封。随后，加热所得物，同时将重量施加到外包装构件40，且隔膜35通过它们之间的高分子化合物粘附到正极33和负极34。因此，高分子化合物用电解液浸渍，并且相应地，高分子化合物被凝胶化，以形成电解质层36。

在第三种过程中，可比第一种过程更加抑制二次电池的膨胀。此外，在第三种过程中，与第二种过程相比，作为高分子化合物的原料的单体、溶剂等不太可能被留在电解质层36中。因此，可有利地控制高分子化合物的形成步骤。因此，在正极33、负极34、隔膜35和电解质层36之间获得足够的粘附特性。

[二次电池的功能和效果]

根据层压膜型锂离子二次电池，由于正极33包含作为正极活性物质的磷酸锂化合物，且关于细孔或空隙，正极33满足前述三个条件。因此，由于类似于圆柱型二次电池的原因，可获得优异的电池特性。

[1-3.锂金属二次电池（圆柱型和层压膜型）]

这里描述的二次电池是锂二次电池（锂金属二次电池），其中负极22的容量由锂金属的析出和溶解表示。二次电池具有类似于前述锂离子二次电池（圆柱型）的配置，并通过类似于前述锂离子二次电池（圆柱型）的过程制造，不同的是负极活性物质层22B由锂金属形成。

在此二次电池中，锂金属用作负极活性物质，因此可获得更高能量密度。负极活性物质层22B在组装时可存在，或负极活性物质层22B在组装时不一定存在，并且可由在充电时析出的锂金属配置。此外，负极活性物质层22B也可用作集电体，且可省略负极集电体22A。

在此二次电池中，例如，在充电时，从正极21排出的锂离子通过电解液在负极集电体22A的表面上作为锂金属析出。此外，例如，在放电时，锂金属从负极活性物质层22B中作为锂离子逃逸，并通过电解液插入正极21。

根据锂金属二次电池，正极21包含作为正极活性物质的磷酸锂化合物，且关于细孔或空隙，正极21满足上述三个条件。因此，由于类似于锂离子二次电池的原因，可获得优异的电池特性。其它功能和其它效果类似于圆柱型锂离子二次电池的功能和效果。应指出，前述锂金属二次电池并不限于圆柱型二次电池，且可为层压薄膜型二次电池。在这种情况下，可获得类似效果。

[2.二次电池的应用]

接下来，将给出对前述二次电池的应用例的描述。

二次电池的应用没有特别限制，只要二次电池被应用到允许将二次电池作为驱动电源、用于电力存储的电力存储源等的机器、装置、仪器、设备、系统（多个装置等的集合体）等即可。用作电源的二次电池可以是主电源（优先使用的电源），或者可以是辅助电源（代替主电源或用于从主电源切换而使用的电源）。在后一情况下，主电源类型不限于二次电池。

二次电池的应用的实例可包括电子装置（包括便携式电子装置），诸如摄影机、数字照相机、移动电话、笔记本型个人计算机、无绳电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视和个人数字助理。其它实例可包括移动生活方式的电器，诸如电动剃须刀；存储装置，诸如备用电源和存储卡；电动工具，诸如电钻和电锯；电池组，其用作笔记本型个人计算机等的电源；医疗电子装置，诸如心脏起搏器和助听器；电动车辆，诸如电动汽车（包括混合动力汽车）；和电力存储系统，诸如用于紧急情况的存储电力的家庭电池系统等。不言而喻，也可采用除了前述应用之外的其它应用。

特别地，二次电池可有效地应用于电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、电子装置等。其中一个原因是，在这些应用中，由于需要优异的电池特性，所以通过使用根据本技术的实施方式的二次电池可有效地提高性能。应指出，电池组是使用二次电池的电源，并且是所谓的组装电池组等。电动车辆是通过使用二次电池作为驱动电源来工作（运行）的车辆。如上所述，电动车辆可为包括二次电池以外的驱动源的汽车（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存储源的系统。例如，在家庭电力存储系统中，电力被储存在二次电池中作为电力存储源，并根据需要消耗电力。因此，家电产品等变得可使用。电动工具是使用二次电池作为驱动电源来移动可移动部分（诸如钻头）的工具。电子装置是通过使用二次电池作为驱动电源（电力供给源）来执行各种功能的装置。

下面将具体给出二次电池的一些应用例的描述。下面说明的相应应用例的配置仅仅是示例，并且可以适当改变。

[2-1.电池组]

图5示出电池组的块配置。例如，如图5所示，电池组可包括在由塑料材料等制成的壳体60中的控制部61、电源62、切换部63、电流测量部64、温度检测部65、电压检测部66、切换控制部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控制整个电池组的操作（包括电源62的使用状态），并且可包括，例如，中央处理单元（CPU）等。电源62包括一个或多个二次电池（未示出）。电源62可以是，例如，包括两个或更多二次电池的组装电池。其连接类型可以是串联连接类型，也可以是并联连接类型，或者它们的混合类型。作为实例，电源62可包括以双并联和三串联的方式连接的六个二次电池。

切换部63根据控制部61的指令切换电源62的使用状态（电源62是否可连接到外部装置）。切换部63可包括，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）。充电控制用开关和放电控制开关每个都可以是例如诸如使用金属氧化物半导体的场效应晶体管（MOSFET）的半导体开关。

电流测量部64利用电流检测电阻70测量电流，并将测量结果输出至控制部61。温度检测部65利用温度检测装置69测量温度，并将测量结果输出至控制部61。温度测量结果可用于例如在异常发热时控制部61控制充电和放电的情况或控制部61在计算剩余容量时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，对所测量电压进行模数转换（A/D转换），并将结果提供至控制部61。

切换控制部67根据从电流测量部64和电压测量部66输入的信号控制的切换部63的操作。

切换控制部67执行控制，以使例如在电池电压达到过充电检测电压的情况下，通过断开切换部63（充电控制开关）来防止充电电流在电源62的电流路径中流动。因此，在电源62中，通过放电二极管仅允许进行放电。应指出，例如，在充电时大电流流过的情况下，切换控制部67阻止充电电流。

此外，切换控制部67执行控制，以使在例如电池电压达到过充电检测电压的情况下，通过断开切换部63（放电控制开关）来防止放电电流在电源62的电流路径中流动。因此，在电源62中，通过充电二极管仅允许进行充电。例如，在放电时大电流流过的情况下，切换控制部67阻止放电电流。

应指出，在二次电池中，例如，过充电检测电压可为4.20V±0.05V，且过放电检测电压可为2.4V±0.1V。

存储器68可以是例如作为非易失性存储器的EEPROM等。存储器68可存储，例如，由控制部61计算的数值和在制造步骤中测量的二次电池的信息（诸如初始状态下的内部电阻）。应指出，在存储器68存储二次电池的满充电容量的情况下，允许控制部61掌握诸如剩余容量的信息。

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可为例如热敏电阻等。

正极端子71和负极端子72是连接到使用电池组来驱动的外部装置（诸如笔记本型个人计算机）或用于给电池组充电的外部装置（诸如电池充电器）的端子。电源62通过正极端子71和负极端子72被充电和放电。

[2-2.电动车辆]

图6示出作为电动车辆的实例的混合动力汽车的块配置。例如，如图6所示，电动车辆可包括在由金属制成的壳体73中的控制部74、发动机75、电源76、驱动电动机77、差动装置78、发电机79、传动装置80、离合器81、逆变器82和83和各种传感器84。除此之外，电动车辆可包括例如连接到差动装置78和传动装置80的前驱动轴85和前轮胎86，后驱动轴87和后轮胎88。

电动车辆可通过使用发动机75和电动机77中的一个作为驱动源来运行。发动机75是主动力源，并且可以是例如汽油发动机。在发动机75用作动力源的情况下，发动机75的驱动动力（转矩）通过例如作为驱动部的差动装置78、传动装置80和离合器81可被转移到前轮胎86或后轮胎88。发动机75的转矩也可被转移到发电机79。由于转矩，发电机79产生交流电力。交流电力通过逆变器83被转换为直流电力，且转换的电力被存储在电源76中。另一方面，在作为转换部的电动机77用作动力源的情况下，从电源76供应的电力（直流电力）通过逆变器被转换为交流电力82。电动机77可通过交流电力被驱动。通过由电动机77转换电力获得的驱动力（转矩）通过例如作为驱动部的差动装置78、传动装置80和离合器81被转移至前轮胎86或后轮胎88。

应指出，或者，可采用以下机制。在该机制中，当由未示出的制动机构减小电动车辆的速度时，在减速时的阻力作为转矩被转移至电动机77，且电动机77由转矩产生交流电力。优选的是，交流电力通过逆变器82被转换为直流电力，直流再生电力存储在电源76中。

控制部74控制整个电动车辆的操作，例如，可包括CPU等。电源76包括一个或多个二次电池（未示出）。或者，电源76可连接至外部电源，且可通过从外部电源接收电力来存储电力。可使用各种传感器84，例如，用于控制发动机75的转数，或用于控制未示出的节流阀的开度水平（节流开度水平）。各种传感器84可包括，例如，速度传感器、加速度传感器、发动机频率传感器等。

上面已经给出了作为电动车辆的混合动力汽车的描述。然而，电动车辆的实例可包括在不使用发动机75的情况下仅使用电源76和电动机77使其工作的车辆（电动汽车）。

[2-3.电力存储系统]

图7示出电力存储系统的块配置。例如，如图7所示，电力存储系统可包括在诸如一般房屋和商业楼宇的房屋89内的控制部90、电源91、智能电表92和电力集线器93。

在这种情况下，电源91可连接至例如设置在房屋89内的电气装置94，并且可连接至房屋89外部停放的电动车辆96。此外，例如，电源91可通过电力集线器93连接至设置在房屋89内的私人发电机95，且可通过智能电表92和电力集线器93连接至外部集中型电力系统97。

应指出，电气装置94可包括例如一个或多个家用电器，诸如冰箱、空调、电视和热水器。私人发电机95可以是例如一个或多个太阳能发电机、风力发电机等。电动车辆96可以是例如电动汽车、电动摩托车、混合动力汽车等中的一个或多个。集中型电力系统97可以是例如热电站、核电站、水电站、风力发电站等中的一个或多个。

控制部90控制整个电力存储系统的操作（包括电源91的使用状态），且例如可包括CPU等。电源91包括一个或多个二次电池（未示出）。智能电表92可以是例如与设置在要求电力的房屋89中的网络兼容的电功率表，并且可与电力供应商通信。因此，例如，必要时智能电表92与外部通信，智能电表92控制房屋89中的供给和需求之间的平衡，并允许有效和稳定的能源供应。

在电力存储系统中，例如，电力可通过智能电表92和电力集线器93从作为外部电源的集中型电力系统97存储在电源91中，且电力可通过电力集线器93从作为独立电源的私人发电机95存储在电源91中。必要时，根据控制部90的指令，存储在电源91中的电力被供应至电气装置94或电动车辆96。因此，电气装置94变得可操作，并且电动车辆96变得可充电。即，电力存储系统是能够使用电源91存储和供应房屋89中的电力的系统。

可任意使用存储在电源91中的电力。因此，例如，在电费廉价的午夜，允许电力从集中型电力系统97存储在电源91中，而在电费昂贵的白天，允许使用存储在电源91中的电力。

前述电力存储系统可针对每个家庭（家庭单位）而布置，或者针对多个家庭（多个家庭单位）而布置。

[2-4.电动工具]

图8示出电动工具的块配置。例如，如图8所示，电动工具可为电钻，并且可包括在由塑料材料等制成的工具主体98中的控制部99和电源100。例如，作为可动部的钻头部101可以可操作（可转动）的方式附接至工具主体98。

控制部99控制整个电动工具的操作（包括电源100的使用状态），并且可包括例如CPU等。电源100包括一个或多个二次电池（未示出）。控制部99允许根据未示出的操作开关的操作，根据需要使电力从电源100供应至钻头部101，以操作钻头部101。

[实施例]

将进行详细说明根据本技术的实施方式的具体实施例。

[实施例1至46]

通过以下过程制造图1和图2中所示的圆柱型锂离子二次电池。

在制造正极21之后，首先，将91份质量的正极活性物质（磷酸锂化合物）、5份质量的正极粘合剂（聚偏二氟乙烯（PVDF））和4份质量的正极导电体（乙炔黑）混合，以获得正极混合物。磷酸锂化合物的组成如表1和表2中所示。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，以获得糊状正极混合物浆体。随后，使用涂布装置在带状（15μm厚的铝箔）的正极集电体21A的两个表面上均匀地涂布正极混合物浆体，其被干燥以形成正极活性物质层21B。最后，使用辊压机使正极活性物质层21B压缩成型。在形成正极活性物质层21B之后，通过改变例如正极活性物质（初级粒子和次级粒子）的平均粒径（D50）、正极活性物质层21B的按压力等来调整正极活性物质层21B的配置条件，如表1和表2中所示。配置条件涉及由正极活性物质层21B的细孔分布获得的峰P1和P2的位置（孔径：μm）、强度比I2/I1和根据正极活性物质层21B的密度和构成材料的真密度计算的孔隙率（%）。对于测量细孔分布，从Shimadzu Corporation购得的AutoPore IV9500被用作压汞仪。应指出，用于测量的细孔分布的正极21处于未充电或未放电的状态。

在制造负极22之后，首先，将95份质量的负极活性物质（石墨）和5份质量的负极粘合剂（PVDF）混合，以获得负极混合物。随后，负极混合物分散在有机溶剂（NMP）中，以获得糊状负极混合物浆体。随后，使用涂布装置在带状（15μm厚的铜箔）的负极集电体22A的两个表面上均匀地涂布负极混合物浆体，其被干燥以形成负极活性物质层22B。最后，使用辊压机使负极活性物质层22B压缩成型。

在制备电解液时，将电解质盐（LiPF₆）溶解在溶剂（碳酸亚乙酯（EC）和碳酸二甲酯（DMC））中。在这种情况下，溶剂的组合物为重量比EC:DMC=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，由铝制成的正极引线25被焊接至正极集电体21A，且由镍制成的负极引线26被焊接至负极集电体22A。随后，将正极21和负极22与在它们之间的隔膜23（25μm厚的微孔聚丙烯膜）层叠并螺旋缠绕。其后，用粘合带固定卷绕端部以制作出螺旋缠绕的电极体20。此后，将中心销24插入螺旋缠绕的电极体20的中心。随后，在将螺旋缠绕的电极体20夹持在一对绝缘板12和13之间的同时，使螺旋缠绕的电极体20包含在由镀有镍的铁制成的电池壳11中。在这种情况下，正极引线25的末端被焊接至安全阀机构15，且负极引线26的末端被焊接至电池壳11。随后，通过减压法将电解液注入电池壳11中，且由电解液浸渍隔膜23。最后，在电池壳11的开口端上，电池盖14、安全阀机构15和PTC装置16通过与垫片17嵌接而固定。从而完成了圆柱型二次电池。在制造二次电池之后，可通过调整正极活性物质层21B的厚度来防止在满充电时在负极22上析出锂金属。

检查了二次电池的循环特性，并获得表1和表2中示出的结果。在检查循环特性时，在恒温浴（23摄氏度）中的二次电池上执行一个循环的充电和放电，以测量放电容量。随后，对二次电池反复充电和放电，直到在相同的环境中总的循环数达到500，并测量了放电容量。根据这些结果计算容量保持率（%）=（在第500次循环的放电容量/第一次循环的放电容量）×100。在充电时，在1A的恒定电流下进行充电，直到电池电压达到4.2V，此后，在恒定电压下进行充电。在放电时，在10A恒定电流下进行放电，直到电池电压达到2.0V。

[表1]

[表2]

在磷酸锂化合物用作正极活性物质的情况下，如果关于正极21的细孔或空隙，满足了这三个条件（实施例1至21），则与没有满足所述条件的情况（实施例22至46）相比，可提高容量保持率。在所述三个条件中，第一个条件是指峰P1的孔径等于或大于0.01μm小于0.15μm，峰P2的孔径为从0.15μm到0.9μm。第二个条件是指强度比I2/I1为从0.5至20。第三个条件是指孔隙率为从30%至50%。根据前述结果，在满足前述三个条件的情况下，循环特性得到改善，从而获得优异的电池特性。

已经参照上面提到的优选实施方式和实施例描述了本技术。然而，本技术不限于在优选的实施方式和实施例中所描述的实例，且可以进行各种修改。例如，本技术的电极可被应用到其它应用，诸如电容器。

此外，例如，已经通过电池结构是圆柱型或层压膜型并且电池装置具有螺旋缠绕结构的情况的具体实例给出了描述。然而，适用结构不限于此。本技术的二次电池也同样适用于具有其它电池结构的电池，诸如方型电池、硬币型电池、钮扣型电池、或电池装置具有诸如层压结构的其它结构的电池。

此外，已经给出使用Li作为电极反应物的情况的描述。然而，电极反应物不限于此。作为电极反应物，可使用例如，其它第1族元素（诸如Na和K）、第2族元素（诸如Mg和Ca）、或其它轻质金属（诸如Al）。可获得本技术的效果，而不取决于电极反应物的类型，因此，即使改变了电极反应物类型，也可获得类似的效果。

此外，在本实施方式和实施例中，已经给出由峰P1和P2的位置（孔径范围）的实施例的结果所得的适当范围的描述。然而，该描述并不完全否定孔径范围脱离前述范围的可能性。即，前述适当的范围是可获得本技术的效果的特别优选的范围。因此，只要可获得本技术的效果，孔径范围可在一定程度上脱离前述孔径范围。这同样适用于强度比I2/I1和孔隙率。

能够从本公开的上述示例性实施方式和修改例实现至少有以下配置。

（1）一种二次电池，其包括：

正极；

负极；和

电解液，其中

（A）正极包括正极活性物质，且正极活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物，

（B）由压汞法测量的正极的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米内的峰P2，

（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20，以及

（D）正极的孔隙率为从约30%至约50%，

Li_aM1_bPO₄...（1）

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2且b≤1。

（2）根据（1）所述的二次电池，其中磷酸锂化合物是由下式（2）表示的化合物，

Li_cFe_dM2_ePO₄...（2）

其中，M2是Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种，且c、d和e满足0≤c≤2、0<d≤1、0≤e<1且d+e≤1。

（3）根据（1）或（2）所述的二次电池，其中，

磷酸锂化合物包括每个都是多个初级粒子的凝集体的次级粒子，

初级粒子的平均粒径（D50）是从约0.05微米到约2微米，且次级粒子的平均粒径（D50）是从约1微米至约30微米。

（4）根据（3）所述的二次电池，其中，

在初级粒子的部分或所有表面上设置有导电层，以及

导电层包括碳材料。

（5）根据（1）至（4）中任一项所述的二次电池，其中，

正极包括正极粘合剂，

正极活性物质的含量相对于正极活性物质和正极粘合剂的总含量等于或大于约80重量百分数，以及

正极粘合剂的含量相对于正极活性物质和正极粘合剂的总含量等于或小于约20重量百分数。

（6）根据（1）至（4）中任一项所述的二次电池，其中，

正极包括正极粘结剂和正极导电体，

正极活性物质的含量相对于正极活性物质、正极粘合剂和正极导电体的总含量等于或大于约80重量百分数，

正极粘合剂的含量相对于正极活性物质、正极粘合剂和正极导电体的总含量等于或小于约10重量百分数，以及

正极导电体的含量相对于正极活性物质、正极粘合剂和正极导电体的总含量等于或小于约10重量百分数。

（7）根据（1）至（6）中任一项所述的二次电池，其中二次电池是锂二次电池。

（8）一种包括活性物质的电极，其中，

（A）活性物质包括由下式（1）表示的磷酸锂化合物，

（B）由压汞法测量的细孔分布指示其中孔径等于或大于约0.01微米并小于约0.15微米的范围内的峰P1，并指示其中孔径为从约0.15微米至约0.9微米的范围内的峰P2，

（C）峰P1的强度I1和峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为从约0.5至约20，以及

（D）孔隙率为从约30%至约50%，

Li_aM1_bPO₄...（1）

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2且b≤1。

（9）一种电池组，其包括：

根据（1）至（7）中任一项所述的二次电池；

控制部，控制二次电池的使用状态；和

切换部，根据控制部的指令切换二次电池的使用状态。

（10）一种电动车辆，其包括：

根据（1）至（7）中任一项所述的二次电池；

转换部，将从二次电池供给的电力转换为驱动力；

驱动部，根据驱动力操作（工作）；和

控制部，控制二次电池的使用状态。

（11）一种电力存储系统，其包括：

根据（1）至（7）中任一项所述的二次电池；

一个或多个电气装置，被供给来自二次电池的电力；和

控制部，控制从二次电池对一个或多个电气装置的电力供给。

（12）一种电动工具，其包括：

根据（1）至（7）中任一项所述的二次电池；和

可动部，被供给来自二次电池的电力。

（13）一种电子装置，其包括根据（1）至（7）中任一项所述作为电力供给源的二次电池。

本公开包含与分别于2012年6月7日和2013年4月2日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2012-129459和JP2013-76641中公开的主题相关的主题，所述申请的全部内容通过引用并入本文。

本领域技术人员应当理解，根据设计要求和其它因素可出现各种修改、组合、子组合和替换，只要它们在所附权利要求或其等同方案的范围内即可。

Claims (14)

1.一种二次电池，包括：

正极；

负极；以及

电解液，其中，

(A)所述正极包括正极活性物质，且所述正极活性物质包括由下式(1)表示的磷酸锂化合物，

(B)由压汞法测量的所述正极的细孔分布指示在孔径等于或大于0.01微米并小于0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为0.15微米至0.9微米的范围内的峰P2，

(C)所述峰P1的强度I1和所述峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为0.5至20，并且

(D)所述正极的孔隙率为30％至50％，

Li_aM1_bPO₄...(1)

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述磷酸锂化合物是由下式(2)表示的化合物，

Li_cFe_dM2_ePO₄...(2)

其中，M2是Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且c、d和e满足0≤c≤2、0<d≤1、0≤e<1和d+e≤1。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述磷酸锂化合物包括次级粒子，各个所述次级粒子是多个初级粒子的凝集体，

所述初级粒子的平均粒径为0.05微米至2微米，且所述次级粒子的平均粒径为1微米至30微米。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其中，

在所述初级粒子的部分或所有表面上设置有导电层，以及

所述导电层包括碳材料。

5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述正极包括正极粘合剂，

所述正极活性物质的含量相对于所述正极活性物质和所述正极粘合剂的总含量等于或大于80重量百分数，以及

所述正极粘合剂的含量相对于所述正极活性物质和所述正极粘合剂的总含量等于或小于20重量百分数。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述正极包括正极粘结剂和正极导电体，

所述正极活性物质的含量相对于所述正极活性物质、所述正极粘合剂和所述正极导电体的总含量等于或大于80重量百分数，

所述正极粘合剂的含量相对于所述正极活性物质、所述正极粘合剂和所述正极导电体的总含量等于或小于10重量百分数，以及

所述正极导电体的含量相对于所述正极活性物质、所述正极粘合剂和所述正极导电体的总含量等于或小于10重量百分数。

7.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。

8.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述负极包括负极材料，所述负极材料的可充电容量大于所述正极的可放电容量。

9.一种包括活性物质的电极，其中，

(A)所述活性物质包括由下式(1)表示的磷酸锂化合物，

(B)由压汞法测量的细孔分布指示在孔径等于或大于0.01微米并小于0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为从0.15微米至0.9微米的范围内的峰P2，

(C)所述峰P1的强度I1和所述峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为0.5至20，并且

(D)孔隙率为30％至50％，

Li_aM1_bPO₄...(1)

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。

10.一种电池组，包括：

二次电池；

控制部，控制所述二次电池的使用状态；和

切换部，根据所述控制部的指令切换所述二次电池的使用状态，其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，

(A)所述正极包括正极活性物质，且所述正极活性物质包括由下式(1)表示的磷酸锂化合物，

(B)由压汞法测量的所述正极的细孔分布指示在孔径等于或大于0.01微米并小于0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为0.15微米至0.9微米的范围内的峰P2，

(C)所述峰P1的强度I1和所述峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为0.5至20，以及

(D)所述正极的孔隙率为30％至50％，

Li_aM1_bPO₄...(1)

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。

11.一种电动车辆，包括：

二次电池；

转换部，将从所述二次电池供应的电力转换为驱动力；

驱动部，根据所述驱动力操作；

控制部，控制所述二次电池的使用状态，其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，

(A)所述正极包括正极活性物质，且所述正极活性物质包括由下式(1)表示的磷酸锂化合物，

(B)由压汞法测量的所述正极的细孔分布指示在孔径等于或大于0.01微米并小于0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为0.15微米至0.9微米的范围内的峰P2，

(C)所述峰P1的强度I1和所述峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为0.5至20，以及

(D)所述正极的孔隙率为30％至50％，

Li_aM1_bPO₄...(1)

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。

12.一种电力存储系统，包括：

二次电池；

一个或多个电气装置，被供给来自所述二次电池的电力；

控制部，控制从所述二次电池对所述一个或多个电气装置的电力供给，其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，

(A)所述正极包括正极活性物质，且所述正极活性物质包括由下式(1)表示的磷酸锂化合物，

(B)由压汞法测量的所述正极的细孔分布指示在孔径等于或大于0.01微米并小于0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为0.15微米至0.9微米的范围内的峰P2，

(C)所述峰P1的强度I1和所述峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为0.5至20，并且

(D)所述正极的孔隙率为30％至50％，

Li_aM1_bPO₄...(1)

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。

13.一种电动工具，包括：

二次电池；和

可动部，被供给来自所述二次电池的电力，其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，

(A)所述正极包括正极活性物质，且所述正极活性物质包括由下式(1)表示的磷酸锂化合物，

(B)由压汞法测量的所述正极的细孔分布指示在孔径等于或大于0.01微米并小于0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为0.15微米至0.9微米的范围内的峰P2，

(C)所述峰P1的强度I1和所述峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为0.5至20，以及

(D)所述正极的孔隙率为30％至50％，

Li_aM1_bPO₄...(1)

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。

14.一种电子装置，包括作为电力供给源的二次电池，其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，

(A)所述正极包括正极活性物质，且所述正极活性物质包括由下式(1)表示的磷酸锂化合物，

(B)由压汞法测量的所述正极的细孔分布指示在孔径等于或大于0.01微米并小于0.15微米的范围内的峰P1，并指示在孔径为0.15微米至0.9微米的范围内的峰P2，

(C)所述峰P1的强度I1和所述峰P2的强度I2之间的比值I2/I1为0.5至20，并且

(D)所述正极的孔隙率为30％至50％，

Li_aM1_bPO₄...(1)

其中，M1是Fe、Mn、Mg、Ni、Co、Al、W、Nb、Ti、Si、Cr、Cu和Zn中的一种或多种；且a和b满足0≤a≤2和b≤1。