CN103811739A - 活性物质、电极、二次电池、电池组和电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及活性物质、电极、二次电池、电池组和电动车辆。该二次电池包括：正极；负极；和电解液。所述负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，Li_wZn_xSn_yM_zO₄(1)，其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1，0.3≤x≤1，0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

Description

活性物质、电极、二次电池、电池组和电动车辆

相关申请的交叉引用

本申请要求于2012年11月8日提交的日本在先专利申请JP2012-245995的权益，其全部内容在此通过引用的方式并入本文。

技术领域

本技术涉及包括锂复合氧化物的活性物质、使用活性物质的电极和二次电池、以及使用二次电池的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备。

背景技术

近年来，各种电子设备，诸如移动电话和个人数字助理（PDA）已经被广泛地使用，且已要求进一步减小电子设备的尺寸和重量，并实现它们的长寿命。因此，作为电子设备的电源，电池，特别是，能够提供高能量密度的小的轻重量的二次电池已被开发。

近来，已经考虑将这样的二次电池应用于前述电子设备以外的其它各种应用中。这样的其它应用的实例可包括可安装和可拆卸地安装在电子设备等上的电池组、电动车辆（诸如电动汽车）、蓄电系统（诸如家用电力服务器）、和电动工具（诸如电钻）。

已经提出了利用不同充电-放电原理以获得电池容量的二次电池。特别而言，通过使用电极反应物的嵌入和脱嵌获得电池容量的二次电池已引起人们的重视，因为这样的二次电池提供比铅电池、镍镉电池等更高的能量密度。

二次电池包括电极（正极和负极）和电解液。正极包括嵌入和脱嵌电极反应物的活性物质（正极活性物质）。负极包含嵌入和脱嵌电极反应物的活性物质（负极活性物质）。作为负极活性物质，碳材料（诸如石墨）已被广泛使用。

为了将二次电池应用到大尺寸应用，诸如前述电动车辆，有必要增加作为电源的二次电池的尺寸，即，有必要使用能够产生高能量的二次电池。因此，作为二次电池所需的性能，除了能够获得高电池容量的容量特性之外，能够抑制发生缺陷（诸如起火）的安全性也很重要的。

因此，为了提高安全性等，迄今已对二次电池的配置进行了各种研究。具体而言，已提出了使用包含钛（Ti）的锂复合氧化物作为主要组分，更具体而言，已提出了使用钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）作为负极活性物质（例如，参见“Newly developed SCiB high-safety rechargeable battery”，ShinichiroKosugi等人，Toshiba Review，第63卷，第2号，第54-57页，2008年；和“New SCiB high-safety rechargeable battery for HEV application”，NorioTakami等人，Toshiba Review，第63卷，第12号，第54-57页，2008年）。

这种Li₄Ti₅O₁₂的充放电电位，即，作为电极反应物的锂（Li）的嵌入和脱嵌的电位是约1.5V，其基于作为标准的锂的析出和溶解产生的电位。因此，Li₄Ti₅O₁₂的充放电电位明显高于碳材料（诸如石墨）的一般充放电电位（从约0.1V至约0.2V）。在这种情况下，在Li₄Ti₅O₁₂用作负极活性物质的情况下，锂金属不太可能在充电时的负极的表面上析出。由此，由锂金属的析出造成的内部短路不太可能产生，因此，不太可能发生缺陷（诸如起火）。结果，由此获得高安全性。

然而，Li₄Ti₅O₁₂的充放电电位过高。因此，虽然提高了安全性，但是大幅度降低了作为确定电池容量的重要因素之一的能量密度。因此，为了在能够确保安全性的范围内降低Li₄Ti₅O₁₂的充放电电位，已提出了铬（Cr）置换Li₄Ti₅O₁₂的一部分（例如，参见“Electrochemistry and StructuralChemistry of Li[CrTi]O₄(Fd3m)in Nonaqueous Lithium Cells”，TsutomuOhzuku等人，Journal of the Electrochemical Society，147(10)，第3592-3597页，2000年；和“Comparative study of Li[CrTi]O₄，Li[Li_1/3Ti_5/3]O₄，andLi_1/2Fe_1/2[Li_1/2Fe_1/2Ti]O₄in non-aqueous lithium cells”，Kazuhiko Mukaia等人，Journal of Power Sources，146，第213-216页，2005年）。由此，充放电电位下降约0.05V。

作为锂复合氧化物，除了包含作为主要组分的Ti的化合物之外，已经提出了包含作为主要组分的其它过渡金属（诸如锰（Mn））的化合物（例如，参见日本未经审查的专利申请公开号H10-172568、H11-071115、2002-110225、2012-099287和2012-059457和日本专利第4503160号）。

发明内容

为了获得高电池容量，同时确保安全性，具有足够低于锂复合氧化物（诸如Li₄Ti₅O₁₂）的充放电电位和足够高于碳材料（诸如石墨）的充放电电位的充放电电位的负极活性物质是必要的。然而，在现有条件下，即使Li₄Ti₅O₁₂的一部分由Cr置换，充放电电位也仅下降约0.05V。因此，存在改进的空间。

期望提供能够同时实现容量特性和安全性的活性物质、电极、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种包括由下式（1）表示的锂复合氧化物的活性物质，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种包括由下式（1）表示的锂复合氧化物的电极，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

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。负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

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，被配置为控制二次电池的操作；和切换部，被配置为根据控制部的指令切换二次电池的操作。二次电池包括正极、负极和电解液。负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

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，被配置为将从二次电池供应的电力转换为驱动力；驱动部，其配置为根据驱动力运行；控制部，被配置为控制二次电池的操作。二次电池包括正极、负极和电解液。负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种蓄电系统，其包括：二次电池；一个或多个电气装置，被配置为被供应来自二次电池的电力；和控制部，被配置为控制从二次电池将电力供应到一个或多个电气装置。二次电池包括正极、负极和电解液。负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电动工具，其包括：二次电池；和可动部，被配置为被供应来自二次电池的电力。二次电池包括正极、负极和电解液。负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

根据本技术的一个实施方式，提供了一种电子设备，其包括作为电力供应源的二次电池。二次电池包括正极、负极和电解液。负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

根据本技术上述实施方式的活性物质、电极和二次电池，由于锂复合氧化物具有由通式（1）表示的组成，可以实现容量特性和安全性两者。此外，根据本技术的上述实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子设备，可实现同样的效果。

应理解，前面的一般描述和下面的具体实施方式是示例性的，且旨在提供对所要求保护的技术的进一步解释。

附图说明

包括附图以提供对本公开的进一步理解，并且被并入并构成本说明书的一部分。附图示出实施方式，并且联同说明书用来解释本技术的原理。

图1是示出使用根据本技术的一个实施方式的活性物质的电极和二次电池（圆柱型）的配置的截面图。

图2是示出图1中所示的螺旋卷绕电极体的局部放大的截面图。

图3是示出使用根据本技术的实施方式的活性物质的另一电极和另一二次电池的（层压膜型）的配置的透视图。

图4是沿图3中所示的螺旋卷绕电极体的IV-IV截取的截面图。

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（蓄电系统）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。

图9是示出测试使用二次电池（硬币型）的配置的截面图。

图10是二次电池的充放电曲线。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本技术的实施方式。下面将按以下顺序给出描述。

1.活性物质

2.活性物质的应用例

2-1.电极和二次电池（圆柱型锂离子二次电池）

2-2.电极和二次电池（层压膜型锂离子二次电池）

3.二次电池的应用

3-1.电池组

3-2.电动车辆

3-3.蓄电系统

3-4.电动工具

[1.活性物质]

根据本技术的一个实施方式的活性物质（在下文中也被简称为“活性物质”）被用作二次电池的电极。二次电池可以是例如锂离子二次电池等。然而，这里所描述的活性物质可被用作正极且可被用作负极。

[活性物质的配置]

活性物质包含一种或多种锂复合氧化物。锂复合氧化物中的每个都具有由下式（1）表示的组成。

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

在式1中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

由式（1）表示的锂复合氧化物是包含作为构成元素的锂（Li）、锌（Zn）、锡（Sn）和氧（O）的氧化物，并具有可从由这样的式（1）表示的组成看出的尖晶石型晶体结构。然而，锂复合氧化物可进一步包含其他元素（M）。

锂复合氧化物具有尖晶石型晶体结构的原因之一是，在这种情况下，与其中锂复合氧化物具有其它晶体结构类型（诸如层状盐型晶体结构）的情况比较，晶体结构在电极反应的时间（在充放电时间）稳定。由此，即使重复充放电，晶体结构也不太可能被破坏。因此，抑制了降低电池容量（放电容量），且抑制了由晶体结构和/或等的破坏所引起的气体释放。气体可以是例如氧气（O₂）等。

此外，各构成元素的丰度（摩尔比w到z）满足前述条件的原因之一是：在这种情况下，在允许形成尖晶石型晶体结构的同时，可保持高能量密度，且充放电电位可充分降低。更具体而言，在x<0.3且y<0.8的情况下，Zn和Sn的各自丰度过小，因此，尖晶石型晶体结构不太可能形成，且充放电电位不能充分降低。在x>1的情况下，实质上无助于充放电反应的Zn的丰度过大，因此，在能量密度降低的同时，充放电电位进一步降低。在y>1.2的情况下，Sn的丰度过大，因此，能量密度进一步增加，同时充放电电位不能充分降低。

M的类型没有特别限制，只要M是如上所述的Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种即可。其中一个原因是，可以不依赖于M的类型获得前述优点。特别地，M可优选是Co、Mg和Ni中的一种或多种，因为由此可获得更高效果。

此外，M的丰度（摩尔比z）没有特别限制，只要M的丰度是在满足(w+x+y+z)=3的范围内设置的值即可。其中一个原因是，前述优点可在不取决于M的丰度的情况下可获得。在M的各自元素中，实质上无助于充放电反应的Mg的丰度等可优选小，只要尽可能在其中不会对形成尖晶石型晶体结构、固定能量密度、降低充放电电位等施加很大影响的范围内即可。具体而言，摩尔比z优选满足z≤1.6。

[活性物质的具体配置]

锂复合氧化物的具体组成没有特别限制，只要满足式（1）中所示的条件即可。

特别而言，锂复合氧化物可优选具有由下式（2）表示的组成。其中一个原因是，在这种情况下，很容易形成尖晶石型晶体结构，且可充分降低充放电电位，因此，可获得高能量密度，并抑制了在充放电时锂金属的无意析出。

Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fX_gO₄...(2)

在式（2）中，X是Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且a至g满足0.3≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0.3≤d≤1、0≤e≤1、0.8≤f≤1.2、0≤g≤0.05、(a+b+c+d+e+f+g)=3和(c+d+g)≤1.3。

由通式（2）表示的锂复合氧化物是包含除了前述的Li、Zn、Sn和O之外的作为构成元素的钴（Co）、镁（Mg）和镍（Ni）的复合氧化物，并具有尖晶石型晶体结构。然而，锂复合氧化物可进一步包含其它元素（X）。

如在各自构成元素的丰度（摩尔比a至g）的可能值范围中看到的，在Li、Zn和Sn是必要的构成元素时，Co、Mg、Ni和X使任意的构成元素。即，作为必要的构成元素的Li、Zn和Sn不可避免地包含在锂复合氧化物中，而Co、Mg、Ni和X作为任意的构成元素可包含在锂复合氧化物中，且不一定包含在锂复合氧化物中。

d和f满足前述条件的原因之一类似于所描述的式（1）的x和y的原因。a到g满足(a+b+c+d+e+f+g)=3的原因之一类似于所描述的式（1）的w到z的原因。

b、c和e满足前述条件的原因如下。在b>1、c>1和e>1的情况下，Co、Mg和Ni的各自丰度过大，因此，可在合成锂复合氧化物的步骤中获得具有非需要的晶体结构（不同于尖晶石型的晶体结构）的化合物。其结果是，能量密度降低，且充放电电位不能充分地降低。g满足前述条件的原因之一如下。在g>0.05的情况下，基本上无助于充放电反应的X的丰度过大，因此，能量密度可降低。

c、d和g满足（c+d+g）≤1.3的原因之一如下。在(c+d+g)>1.3的情况下，Mg、Zn和X的相应丰度的总量过大，因此，可在合成锂复合氧化物的步骤中获得具有非需要的晶体结构（不同于尖晶石型的晶体结构）的化合物。其结果是，能量密度可降低，且充放电电位不能充分地降低。

X的种类没有特别限制，只要X是前述Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种即可。其中一个原因是前述优点可在不取决于X的类型的情况下获得。

特别而言，由式（2）表示的锂复合氧化物可优选具有由下式（3）表示的组成。

Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fO₄...(3)

在式（3）中，a至f满足0.3≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0.3≤d≤1、0≤e≤1、0.8≤f≤1.2、(a+b+c+d+e+f)=3和(c+d)≤1.3。

由式（3）表示的锂复合氧化物具有类似于由式（2）表示的锂复合氧化物的组成，不同的是由式（3）表示的锂复合氧化物不包含作为构成元素的其它元素（X）。特别而言，由于由式（3）表示的锂复合氧化物不包含基本无助于充放电反应的其它元素（X），所以可获得更高能量密度。

应注意，对于锂复合氧化物的更具体组成，将在后面描述的实施例中给出描述。

[活性物质的分析方法]

为了检查活性物质的组成，使用各种元素分析方法分析锂复合氧化物，因此，可识别构成元素的类型和摩尔比w至z和a至g的值。元素分析方法的实例可包括X-射线衍射（XRD）方法、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）方法、高频感应耦合等离子体（ICP）发射光谱法、拉曼光谱法和能量弥散X射线光谱法（EDX）中的一个或多个。

此外，为了检查活性物质的晶体结构，可使用各种晶体分析方法分析锂复合氧化物。晶体分析方法的实例可包括X-射线衍射（XRD）方法等中的一个或多个。在使用XRD方法的情况下，例如，可预先检查具有尖晶石型晶体结构的已知参考材料的所测量的衍射峰的图案（衍射图案）。在使用XRD方法分析锂复合氧化物之后，作为分析结果的衍射图案与前述参考材料的衍射图案比较。由此，可以确定锂复合氧化物的晶体结构是否是尖晶石型。

应注意，在二次电池实质上进行充放电的区域中（在正极与负极相对的区域中），活性物质的组成可由于充放电反应而改变。因此，即使在使用前述元素分析方法中的一个或多个在充放电之后检查活性物质的组成时，有可能不能准确地检查出初始组成（充放电之前的组成）。然而，在不进行充放电的区域（非充放电区域中）存在于负极中的情况下，优选在非充放电区域中检查组成。在非充放电区域中，可基本保持充放电之前的状态，因此，允许随后检查组成，而与是否进行了充放电无关。在非充放电区域中，例如，为了确保安全性，可将绝缘保护带附接到负极（负极活性物质层）的端部表面。因此，非充放电区域是由于存在保护带而不允许进行充放电的区域。此外，例如，由于负极可形成在比正极形成的范围更宽的范围内，所以非充放电区域是负极（负极活性物质层）与正极（正极活性物质层）不相对的区域。如上所述，优选在非充放电区域中进行分析。这同样可适用检查晶体结构的情况。

[制造活性物质的方法]

可例如通过以下过程制造活性物质。

在制造活性物质的情况下，首先，作为原料，即，作为锂复合氧化物的各自构成元素的供应源，制备两种或更多种化合物。各原料可仅包含锂复合氧化物的构成元素中的一种构成元素，或可包含其两种或更多种构成元素。虽然原料的类型没有特别限制，但是其实例可包括氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸氢盐和硝酸盐中的一种或多种。

随后，混合原料。在这种情况下，调整原料的混合比，使得可获得具有所需组成的锂复合氧化物（锂复合氧化物的各自构成元素的丰度（摩尔比）彼此具有所需的关系）。

随后，烘烤原料的混合物。允许任意设置条件，诸如烧成温度和烧成时间。因此，合成了锂复合氧化物，并获得活性物质。

[活性物质的作用和效果]

根据活性物质，锂复合氧化物具有由式（1）表示的组成。在这种情况下，如上所述，锂复合氧化物具有尖晶石型晶体结构，且充放电电位充分降低。因此，可获得高能量密度，且抑制了在充放电时锂金属的无意析出。因此，在使用活性物质的二次电池中，可获得高电池容量，且不太可能出现由于锂金属的析出导致的缺陷（诸如起火）。因此，容量特性和安全性两者均可实现。

特别而言，在锂复合氧化物具有由式（1）表示的组成或由式（2）表示的组成的情况下，可获得更高效果。

[2.活性物质的应用例]

接下来，将给出前述活性物质的应用例的描述。活性物质用于如下的电极和二次电池。

[2-1.电极和二次电池（圆柱型锂离子二次电池）]

图1和图2示出二次电池的截面配置。图2示出图1中所示的螺旋卷绕电极体20的放大部分。在这个实例中，电极被应用到例如负极22。

[二次电池的整体配置]

这里所描述的二次电池是锂离子二次电池，其中负极22的容量可通过作为电极反应物的锂（锂离子）的嵌入和脱嵌获得，且是所谓的圆筒型二次电池。

例如，如图1所示，二次电池可包含一对绝缘板12和13和基本中空圆柱体的形状的电池壳11内的螺旋卷绕电极体20。在螺旋卷绕电极体20中，例如，正极21和负极22在之间层叠隔膜23并螺旋缠绕。

例如，电池壳11可具有中空结构，其中电池壳11的一端封闭，而电池壳11的另一端开口。电池11可由例如铁、铝、它们的合金等的一种或多种制成。电池壳11的表面也可镀镍等。一对绝缘板12和13被布置为夹持螺旋卷绕电极体20，并垂直延伸到螺旋卷绕电极体20的螺旋卷绕外周表面。

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通过用垫片17填塞（swage）而附接。因此，电池壳11被气密密封。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设置在电池盖14的内侧。安全阀机构15通过PTC装置16电连接到电池盖14。在安全阀机构15中，在内部压力由于内部短路、外部加热等变成某个水平以上时，盘片15A反转切断电池盖14和螺旋卷绕电极体20之间的电连接。PTC装置16可防止由于大电流产生导致的发热异常。随着温度的上升，PTC装置16的电阻相应地增加。垫片17可由例如绝缘材料制成。垫片17的表面可涂覆沥青。

在螺旋卷绕电极体20的中心，例如，可插入中心销24。例如，由导电材料（诸如铝）制成的正极引线25可连接到正极21。例如，由导电材料（诸如镍）制成的负极引线26连接到负极22。例如，正极引线25可通过焊接连接到安全阀机构15且可电连接到电池盖14。例如，负极引线26可通过焊接连接到电池壳11且可电连接到电池壳11。

[正极]

如图2所示，正极21在正极集电体21A的单一表面或两个表面上具有正极活性物质层21B。正极集电体21A可由例如导电材料（诸如铝、镍和不锈钢）中的一种或多种制成。

正极活性物质层21B包含作为正极活性物质的能够嵌入和脱嵌锂的正极材料中的一种或多种。正极活性物质层21B还可包含诸如正极粘结剂和正极电导体的其它材料中的一种或多种。

正极材料可优选是含锂化合物中的一种或多种，因为可由此获得高能量密度。含锂化合物的实例可包括锂过渡金属复合氧化物和锂过渡金属磷酸盐化合物。锂过渡金属复合氧化物是包含锂和作为构成元素的一种或多种过渡金属元素的氧化物。锂过渡金属磷酸盐化合物是包含锂和作为构成元素的一种或多种过渡金属元素的磷酸盐化合物。特别而言，优选的是，过渡金属元素是Co、Ni、Mn、Fe等中的一种或多种，因为由此可获得更高电压。它们的化学式可由例如Li_xM1O₂或Li_yM2PO₄表示。在式中，M1和M2表示一种或多种过渡金属元素。x和y的值根据充放电状态而变化，并可在0.05≤x≤1.10和0.05≤y≤1.10的范围内。

锂过渡金属复合氧化物的实例可包括LiCoO₂、LiNiO₂，和由下式（4）表示的锂镍类复合氧化物。锂过渡金属磷酸盐化合物的实例可包括LiFePO₄和LiFe_1-uMn_uPO₄(u<1)，因为由此可获得高电池容量和优异循环特性等。

LiNi_1-zM_zO₂···(4)

在式（4）中，M是Co、Mn、Fe、Al、V、Sn、Mg、Ti、Sr、Ca、Zr、Mo、Tc、Ru、Ta、W、Re、Yb、Cu、Zn、Ba、B、Cr、Si、Ga、P、Sb和Nb中的一种或多种钴。z满足0.005<z<0.5。

除此之外，正极材料可以是例如氧化物、二硫化物、硫属化物、导电高分子等中的一种或多种。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。导电高分子的实例可包括硫磺、聚苯胺和聚噻吩。然而，正极材料不限于前述材料，且可以是其它材料。

正极粘结剂的实例可包括合成橡胶、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-丁二烯类橡胶、氟类橡胶和三元乙丙橡胶。高分子材料的实例可包括聚偏二氟乙烯和聚酰亚胺。

正极电导体的实例可包括碳材料等中的一种或多种。碳材料的实力可包括石墨、炭黑、乙炔黑和科琴黑。正极电导体可以是金属材料、导电高分子等，只要该材料具有导电性即可。

[负极]

如图2所示，作为电极的负极22在负极集电体22A的单一表面或两个表面上具有负极活性物质层22B。

负极集电体22A可由例如导电性材料（诸如铜、镍和不锈钢）中的一种或多种制成。负极集电体22A的表面可优选粗糙化。因此，由于所谓的锚定效果，负极活性物质层22B对于负极集电体22A的粘结特性得到改善。在这种情况下，与负极活性物质层22B相对的区域中的负极集电体22A的表面被最小化地粗糙化就足够了。粗糙化方法的实例可包括利用电解处理形成微细颗粒的方法。电解处理是在电解槽中使用电解方法在负极集电体22A的表面上形成细微颗粒的方法，用以在其表面上提供凹部和凸部。由电解法制造的铜箔通常被称为“电解铜箔”。

负极活性物质层22B包含能够嵌入和脱嵌作为负极活性物质的锂的负极材料中的一种或多种，且这种负极材料包含前述活性物质。然而，负极活性物质层22B可进一步包含一种或多种其它材料，诸如负极粘结剂和负极电导体。负极粘结剂和负极电导体的详细信息可例如类似于正极粘结剂和正极电导体的那些。

然而，负极材料的可充电容量可优选大于正极21的放电容量，以防止在充电中间在负极22上无意地析出锂金属。即，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量优选大于正极21的电化学当量。

应注意，负极活性物质层22B可进一步包含其它负极材料，只要负极活性物质层22B包含作为负极材料的前述活性物质。其它负极材料的实例可包括一种或多种碳材料。在碳材料中，其在锂的嵌入和脱嵌时的晶体结构变化非常小，因此，碳材料提供了高能量密度和优异循环特性。此外，碳材料可起到负极电导体的功能。碳材料的实例可包括易石墨化碳、难石墨化碳和石墨。然而，难石墨化碳中的（002）面的间距可优选等于或大于0.37nm，且石墨中的（002）面的间距优选等于或小于0.34nm。更具体而言，碳材料的实例可包括热解碳类、焦炭、玻璃状碳纤维、有机高分子化合物烧成体、活性炭和碳黑。焦炭的实例可包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦。有机高分子化合物烧成体可通过在合适的温度下烧成（碳化）高分子化合物，诸如酚醛树脂和呋喃树脂而获得。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。应注意，碳材料的形状可以是纤维形状、球形状、粒形状和鳞片状形状。

此外，其它负极材料可以是例如包含作为构成元素的一种或多种金属元素和准金属元素材料（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，可以是其两种或更多种的混合物，或其部分或全部可具有一个或多个相。除了由两种或更多种金属元素配置的材料之外，“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。其结构的实例可包括固溶体、共晶（低共熔混合物）、金属间化合物，和其中两种或更多种共存的结构。

前述金属元素和前述准金属元素的实例可包括能够与锂形成合金的金属元素和准金属元素中的一种或多种。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。特别而言，Si、Sn或者这两者是优选的。其中一个原因是Si和Sn具有优异的嵌入和脱嵌锂的能力，并因此提供了高能量密度。

包含作为构成元素的Si、Sn或这两者的材料可以是Si的单质、合金和化合物中的任何一种，可以是Sn的单质、合金和化合物中的任何一种，可以是其中的两种或更多种，或其部分或全部可具有其中一个或多个相。应注意，单质仅仅是指通常的单质（其中可包含少量杂质），而不一定是指纯度100%的单质。

除了Si之外，Si的合金还可包含例如作为构成元素的一种或多种元素，诸如Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr。除了Si之外，Si的化合物还可包含例如作为构成元素的C、O等中的一种或多种。应注意，例如，除了Si之外，Si的化合物还可包含作为构成元素的所描述的用于Si的合金的一种或多种元素。

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。

除了Sn之外，Sn的合金可包含例如作为构成元素的一种或多种元素，诸如Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr。除了Sn之外，Sn的化合物可包含例如作为构成元素的一种或多种元素，诸如C和O。应注意，除了Sn之外，Sn的化合物可包含作为构成元素的所描述的用于Sn的合金的一种或多种元素。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，包含作为构成元素的Sn的材料，例如，除了作为第一构成元素的Sn之外，可优选包含作为第二构成元素和第三构成元素的材料。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、优异循环特性等。

特别而言，作为构成元素的包含Sn、Co和C（含SnCoC的材料）可优选。含SnCoC的材料的组成可以是例如如下。即，C的含量可以是9.9质量%至29.7质量%，且Sn和Co的含量的比率(Co/(Sn+Co))可以是20质量%至70质量%，因为可在这种组成的范围内获得高能量密度。

可优选的是含SnCoC的材料具有包含Sn、Co和C的相，这样的相可优选为低结晶性或无定形。相是能够与锂反应的相（反应相）。由于反应相的存在，所以可获得优越特性。通过相的XRD方法所获得的衍射峰的半带宽优选在CuKα用作特定X射线且插入速率为1度/分钟的情况下基于衍射角2θ等于或大于1度。由此，锂可被更顺利地嵌入和脱嵌，且与电解液的反应性降低。应注意，在某些情况下，除了低结晶相或非晶相之外，含SnCoC的材料还包括各自构成元素的单质或一部分。

可通过在与锂的电化学反应之前和之后的X-射线衍射图之间的比较很容易确定由X-射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与锂反应。例如，如果在与锂的电化学反应之后的衍射峰的位置从与锂的电化学反应之前的衍射峰的位置变化，则所获得的衍射峰对应于能够与锂反应的反应相。在这种情况下，例如，可在在2θ=20度到50度的范围内看到低结晶性反应相或非晶反应相的衍射峰。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的存在而导致。

在含SnCoC的材料中，作为构成元素的C的部分或全部可优选键合到作为其它构成元素的金属元素或准金属元素，因为由此可抑制Sn等的凝聚或结晶。允许通过例如，X-射线光电子能谱法（XPS）检查元素的键合状态。在市售的装置中，可使用例如软X射线、Al-Kα射线、Mg-Kα射线等。在其中C的部分或全部键合到金属元素、准金属元素等的情况下，C的1s轨道（C1s）的合成波的峰呈现在低于284.5eV的区域中。应注意，在该装置中，进行能量校正，使得在84.0eV下获得Au原子（Au4f）的4f轨道的峰。此时，在一般情况下，由于表面污染碳存在于材料表面上，表面污染碳的C1s峰被认为是284.8eV，其用作能量标准。在XPS测量中，以包括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，可使用市售的软件进行分析以相互分离这两个峰。在波形分析中，存在于最低健合能量侧的主峰的位置是能量标准（284.8eV）。

应注意，含SnCoC的材料不限于仅由作为构成元素的Sn、Co和C构成的材料（SnCoC）。即，除了Sn、Co和C之外，含SnCoC的材料可进一步包含例如作为构成元素的Si、Fe、Ni、Cr、In、Nb、Ge、Ti、Mo、Al、P、Ga、Bi中的一种或多种。

除了含SnCoC的材料之外，包含作为构成元素的Sn、Co、Fe和C的材料（含SnCoFeC的材料）也可以是优选的。含SnCoFeC的材料的组成可以是任何组成。例如Fe含量被设置为较小的组成可以是如下的组成。即，C含量可以是9.9质量%至29.7质量%，Fe含量可以是0.3质量%至5.9质量%，Sn和Co的含量的比率(Co/(Sn+Co))可以是30质量%至70质量%。此外，Fe含量被设置为较大的组成是如下组成。即，C含量是从11.9质量%至29.7质量%，Sn、Co和Fe的含量的比率((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))是26.4质量%至48.5质量%，且Co和Fe的含量的比率(Co/(Co+Fe))是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的材料的物理性质。

除此之外，负极材料可以是例如金属氧化物、高分子化合物等中的一种或多种。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。然而，负极材料不限于前述材料，且也可以是其它材料。

负极活性物质层22B可由例如涂布法、汽相沉积法、液相沉积法、喷涂法和烧制法（烧结法）中的一种或多种制成。涂布法可以是这样的方法：例如在颗粒（粉末）负极活性物质与负极粘结剂等混合，将混合物分散在诸如有机溶剂的溶剂中，且将所得物涂布在负极集电体22A上。汽相沉积法的实例可包括物理沉积法和化学沉积法。更具体而言，其实例可包括真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学汽相沉积法、化学汽相沉积（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解电镀法和非电解镀敷法。喷涂法是这样的方法：将熔融状态或半熔融状态下的负极活性物质喷到负极集电体22A上。烧制法可以是例如这样的方法：在通过涂布法涂布负极集电体22A之后，在高于负极粘接剂等的熔点的温度下进行热处理。烧制法的实例可包括气氛烧制法、反应性烧制法和热压烧制法。

在二次电池中，如上所述，为了防止金属锂在充电中间在负极22上无意地析出，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量优选大于正极的电化学当量。此外，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，即使使用相同的正极活性物质，每单位质量的锂离子脱嵌量也大于开路电压为4.2V的情况下的脱嵌量。因此，可相应地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隔开负极22与正极21并传递锂离子，同时预防两个电极接触造成的电流短路。隔膜23可以是例如由合成树脂、陶瓷等制成的多孔膜。隔膜23可以是其中两种或更多种类型的多孔膜层压的层压膜。合成树脂的实例可包括聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯。

特别而言，隔膜23可包括例如设置在前述多孔膜（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，因此隔膜23对于正极21和负极22的粘接特性得到改善，因此，抑制了螺旋卷绕电极体20的歪斜（skewness）。由此，抑制了电解液的分解反应，且抑制了浸渍基材层的电解液的液体泄漏。因此，即便重复充放电，电阻增加的可能性也较小，并抑制了电池膨胀。

高分子化合物层可包含例如高分子材料，诸如聚偏二氟乙烯，因为这样的高分子材料具有优异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高分子材料。高分子化合物层可例如如下形成。即，在制备高分子材料溶解后的溶液之后，用溶液涂布基材层，并随后干燥所得物。或者，基材层可被浸泡在该溶液中并且可随后干燥。

[电解液]

隔膜23用作为液体电解质的电解液浸渍。电解液包含溶剂和电解质盐，并且可进一步包含一种或多种其它材料，诸如添加剂。

溶剂包含一种或多种非水溶剂，诸如有机溶剂。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，因为由此可获得优异电池容量、优异循环特性、优异保存特性等。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。链状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。腈的实例包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈和3-甲氧基丙腈。

除此之外，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（二氧六环）、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，因为由此可获得类似的优点。

特别而言，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可是优选的，因为由此可获得更优异电池容量、更优异循环特性、更优异保存特性等。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）的组合可是更优选的。其中一个原因是，由此可提高电解质盐解离特性和离子迁移率。

特别而言，溶剂优选包含不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺内酯（环状磺酸酯）、酸酐等中的一种或多种。其中一个原因是，在这种情况下，可提高电解液的化学稳定性。不饱和环状碳酸酯是包括一个或多个不饱和碳键（碳-碳双键）的环状碳酸酯。不饱和环状碳酸酯的实例可包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯和碳酸亚甲基亚乙酯（methyleneethylenecarbonate）。卤代碳酸酯是具有作为构成元素的一个或多个卤原子的环状碳酸酯，或具有作为构成元素的一个或多个卤原子的链状碳酸酯。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。链状卤代碳酸酯可包括碳酸氟甲酯甲酯、二（氟甲基）碳酸酯和碳酸二氟甲酯甲酯。磺内酯的实例可包括丙烷磺内酯和丙烯磺内酯。酸酐的实例包括琥珀酸酐、乙烷二磺酸酐和磺基苯甲酸酐。然而，溶剂不限于前述材料，可以是其它材料。

电解质盐可包含例如一种或多种盐，诸如锂盐。然而，电解质盐可包含除了锂盐之外的盐。除了锂盐之外的盐的实例可包括除了锂盐之外的轻金属盐。

锂盐的实例可包括六氟磷酸锂（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）。由此可获得优异电池容量、优异循环特性、优异保存特性等。

特别而言，LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄和LiAsF₆中的一种或多种可是优选的，LiPF₆可是更优选的，因为由此可降低内部电阻，并因此获得更高效果。然而，电解质盐不限于上述材料，且可以是其它材料。

虽然电解质盐的含量没有特别限定，但是其含量相对于溶剂优选为0.3mol/kg（摩尔/千克）至3.0mol/kg，因为由此获得高离子传导性。

[二次电池的操作]

例如，二次电池可如下操作。在充电时，从正极21中脱嵌的锂离子可通过电解液被嵌入负极22中。与此相反，在放电时，从负极22脱嵌的锂离子可通过电解液被嵌入正极21中。

[制造二次电池的方法]

例如，可通过以下步骤制造二次电池。

首先，制作正极21。正极活性物质与正极粘结剂、正极电导体等混合以制备正极混合物。随后，将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料。随后，正极集电体21A的两个表面都涂有正极混合物浆料，其被干燥形成正极活性物质层21B。随后，使用辊压机等将正极活性物质层21B压缩成型。在这种情况下，也可在加热的同时进行压缩成型，或可重复压缩成型多次。

此外，可由类似于上述正极21的过程的过程制作负极22。作为负极活性物质的前述活性物质与负极粘结剂、负极电导体等来制备负极混合物，随后分散在有机溶剂等中以形成糊状负极混合物浆料混合。随后，负极集电体22A的两个表面都涂布负极混合物浆料，其被干燥以形成负极活性物质层22B。此后，将负极活性物质层22B压缩成形。

最后，使用正极21和负极22组装二次电池。正极引线25通过焊接法等附接到正极集电体21A，且负极引线26通过焊接方法等附接到负极集电体22A。随后，将正极21和负极22（隔膜23在它们之间）层叠并螺旋缠绕，从而制作螺旋卷绕电极体20。此后，中心销24被插入螺旋卷绕电极体的中心。随后，将螺旋卷绕电极体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的末端通过焊接法等附接到安全阀机构15，且负极引线26的末端通过焊接法等附接到电池壳11。随后，将电解质盐分散在溶剂中的电解液注入电池壳11中，且隔膜23由电解液浸渍。随后，在电池壳11的开口端，电池盖14、安全阀机构15和PTC装置16通过用垫片17填塞而固定。

[二次电池的作用和效果]

根据圆柱型二次电池，负极22的负极活性物质层22B包含作为负极活性物质的前述活性物质。在这种情况下，如上所述，因为获得高能量密度，所以可获得高电池容量并且可抑制在充放电时锂金属的无意析出，因此可确保安全性。因此，容量特性和安全性两者是可以实现的。其它功能和其它效果类似于活性物质的那些。

[2-2.电极和二次电池（层压膜型锂离子二次电池）]

图3示出另一种二次电池的分解透视配置。图4示出沿图3所示的螺旋卷绕电极体30的线IV-IV截取的放大截面。然而，图3示出螺旋卷绕电极体30与两个外包装构件40分离的状态。在该实施方式中，例如，电极被应用到负极34。在下面的描述中，以上所描述的圆柱型二次电池的要素将在必要时使用。

[二次电池的整体配置]

这里所描述的二次电池是所谓的层压膜型锂离子二次电池。例如，如图3所示，螺旋卷绕电极体30可包含在膜状外包装构件40中。在螺旋卷绕电极体30中，将正极33和负极34（在它们之间具有隔膜35和电解质层36）层叠并螺旋缠绕。将正极引线31附接到正极33，且负极引线32附接到负极34。螺旋卷绕电极体30的最外周由保护带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的内部引出到外部。正极引线31可由例如导电材料（诸如铝）制成，且负极引线32可由例如导电材料材料（诸如铜、镍和不锈钢）制成。这些导电材料的形状可以是例如薄板状或网状。

外包装构件40可以是层压膜，其中例如熔融粘接层、金属层和表面保护层以该顺序层压。外包装构件40可通过例如以下方式获得：层压两个层压膜使得熔融粘接层与螺旋卷绕电极体30相对，随后熔融粘结各自的熔融粘接层的外边缘。然而，这两个层压膜可通过粘接剂等相互结合。熔融粘接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。

特别而言，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、高分子物膜（例如聚丙烯）、或金属膜。

例如，用于防止外部空气侵入的粘接膜41可被插入外包装构件40和正极引线31之间且可被插入外包装构件40和负极引线32之间。粘接膜41由相对于正极引线31和负极引线32具有粘接特性的材料制成。具有粘接特性的材料的实例可包括聚烯烃树脂。其更具体实例可包括聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。

如图4所示，正极33可在正极集电体33A的两个表面上具有例如正极活性物质层33B。负极34可在负极集电体34A的两个表面上具有例如负极活性物质层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，作为电极的负极34的负极活性物质层34B包含作为负极活性物质的前述活性物质。隔膜35的配置类似于隔膜23的配置。

[电解质层]

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，在室温下为1mS/cm或更多）且可防止电解液的液体泄漏。电解质层36还可包含其它材料，诸如添加剂。

高分子化合物包含一种或多种高分子材料。高分子材料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、聚苯乙烯和聚碳酸酯。除此之外，高分子材料可以是共聚物。共聚物可以是例如偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。特别而言，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，且聚偏二氟乙烯可是更优选的，因为这样的高分子化合物是电化学稳定的。

例如，电解液的组成可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，电解液的溶剂是指一个广泛概念，其不仅包括液体溶剂，而且也包括能够解离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。

应注意，可原样使用电解液，而不是凝胶电解质层36。在这种情况下，隔膜35用电解液浸渍。

[二次电池的操作]

二次电池可例如如下地操作。在充电时，从正极33中脱嵌的锂离子可通过电解质层36嵌入负极34。与此相反，在放电时，从负极34脱嵌的锂离子可通过电解质层36嵌入正极33。

[制造二次电池的方法]

可例如通过以下三种类型的过程制造包括凝胶电解质层36的二次电池。

在第一个过程中，通过类似于正极21和负极22的制造过程的制造过程制备正极33和负极34。在这种情况下，通过在正极集电体33A的两个表面上形成的正极活性物质层33B制作正极33，且通过在负极集电体34A的两个表面上形成负极活性物质层34B制作负极34。随后，制备包含电解液、高分子化合物和溶剂（诸如有机溶剂）的前体溶液。此后，正极33和负极34被涂布前体溶液以形成凝胶电解质层36。随后，正极引线31通过焊接法等附接到正极集电体33A，且负极引线32通过焊接法等附接到负极集电体34A。随后，将正极33和负极34（在它们之间具有隔膜35）层叠并螺旋卷绕成以制作螺旋卷绕电极体30。此后，保护带37粘接到其最外周。随后，在螺旋卷绕电极体30夹持在两片膜状外包装构件40之后，外包装构件40的外边缘通过热熔融粘接方法等接合以将螺旋卷绕电极体30包围到外包装构件40中。在这种情况下，粘接膜41被插入正极引线31和外包装构件40之间和负极引线32和外包装构件40之间。

在第二个过程中，正极引线31附接到正极33，且负极引线32附接到负极34。随后，将正极33和负极34（在它们之间具有隔膜35）层叠并螺旋卷绕成，以制作作为螺旋卷绕电极体30的前体的螺旋卷绕体。此后，保护带37粘接到其最外周。随后，在螺旋卷绕体被夹持在两片膜状外包装构件40之间，除了一侧之外的最外周通过热熔融粘接方法等接合，且螺旋卷绕体包含在袋状外包装构件40中。随后，电解液、作为高分子化合物的原料的单体、聚合引发剂和其它材料（诸如聚合抑制剂）混合以制备电解质的组合物。最后，电解质组合物被注入袋状外包装构件40中。此后，外包装构件40通过热熔融粘接法等气密密封。随后，单体被热聚合，从而形成高分子化合物。由此，高分子化合物浸渍有电解液，高分子化合物被凝胶化，因此形成电解质层36。

在第三个过程中，以类似于前述第二过程的方法的方法（不同的是使用了其两个表面涂有高分子化合物的隔膜35）制作螺旋卷绕体并包含在袋状外包装构件40中。隔膜35所涂布的高分子化合物的实例可包括含有偏二氟乙烯作为组分的聚合物（均聚物、共聚物或多组分共聚物）。均聚物的具体实例可包括聚偏二氟乙烯。共聚物的实例可包括含有二氟乙烯和六氟丙烯作为组分的二元共聚物。多组分共聚物的实例可包括含有偏二氟乙烯、六氟丙烯和三氟氯乙烯作为组分的三元共聚物。应注意，除了包含作为组分的偏二氟乙烯的聚合物，可使用一种或多种其它高分子化合物。随后，电解液被制备和注入外包装构件40中。此后，外包装构件40的开口通过热熔融粘接法等气密密封。随后，所得物被加热，同时将重量施加到外包装构件40，且通过中间的高分子化合物将隔膜35粘接到正极33和负极34。因此，高分子化合物用电解液浸渍，高分子化合物被凝胶化，因此，可形成电解质层36。

在第三个过程中，可比第一个过程中更加抑制二次电池的膨胀。此外，在第三个过程中，与第二个过程比较，作为高分子化合物的原料的单体、溶剂等不太可能留在电解质层36中。因此，可有利地控制高分子化合物的形成步骤。因此，可在正极33、负极34和隔膜35与电解质层36之间获得足够的粘接特性。

[二次电池作用和效果]

根据层压薄膜型二次电池，由于负极34的负极活性物质层34B包含作为负极活性物质的前述活性物质。因此，由于类似于圆柱型二次电池的容量特性和安全性的原因，可获得容量特性和安全性两者。其它功能和其它效果类似于圆柱型二次电池的那些功能和效果。

[3.二次电池的应用]

接下来，将描述前述二次电池的应用例。

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使用二次电池作为驱动电源、用于电力存储的蓄电源的机器、装置、仪器、设备、系统（多个装置等的集合体）等。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（取代主电源或从主电源切换而使用的电源）。在二次电池被用作辅助电源的情况下，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设备（包括便携式电子设备），诸如视频摄像机、数字静态相机、移动电话、笔记本型个人计算机、无绳电话、立体声耳机、便携式无线电、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；用作笔记本型个人计算机等的可移动和可更换的电源的电池组；医疗电子设备（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）；和蓄电系统，诸如用于存储用作紧急情况等的电力的家用电池系统。不用说，也可采用除了前述应用之外的其它应用。

特别而言，二次电池可有效适用于电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、电子设备等。其中一个原因是，在这些应用中，由于需要优异的电池特性，可使用根据本技术的实施方式的二次电池有效地提高性能。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。电动车辆是使用二次电池作为驱动电源工作（运行）的车辆。如上所述，电动车辆可以是包括除了二次电池之外的驱动源的汽车（诸如混合动力汽车）。蓄电系统是使用二次电池作为蓄电源的系统。例如，在家用蓄电中，电力被储存在二次电池中作为蓄电源，因此，家电产品等通过使用该电力而变得可用。电动工具是其中可动部（诸如钻头）使用二次电池作为驱动电源而移动的工具。电子设备是使用二次电池作为驱动电源（电力供给源）来执行各种功能的设备。

将具体给出二次电池的一些应用例的描述。应注意，下面说明的各自应用例的配置仅仅是示例性的，并且可以适当地改变。

[3-1.电池组]

图5示出电池组的块配置。例如，电池组可在壳体60中包括控制部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、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。需注意，壳体60可由例如塑料材料等制成。

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个二次电池的组装电池。二次电池的连接类型可以是串联连接类型，可以是并联连接类型，或者可以是其混合类型。作为一个实例，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）。充电控制开关和放电控制开关每个都可以是例如半导体开关，诸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使用电流检测电阻70测量电流并将测量结果输出到控制部61。温度检测部65使用温度检测装置69测量温度并将测量结果输出到控制部61。温度测量结果可被用于例如其中控制部61在异常发热时控制充放电的情况或其中控制部61在计算剩余容量时进行校正处理。电压检测部66测量电源62中的二次电池的电压，对所测量的电压进行模数转换，并将所得结果提供到控制部61。

开关控制部67根据从电流测量部64和电压测量部66输入的信号控制切换部63的运行。

开关控制部67执行控制，使得在其中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（充电控制开关）防止充电电流在电源62的电流路径中流动。由此，在电源62中，仅允许通过放电二极管进行放电。应注意，例如，在充电时大电流流动的情况下，开关控制部67阻挡充电电流。

此外，开关控制部67执行控制，使得在其中例如电池电压达到过放电检测电压的情况下通过断开切换部63（放电控制开关）防止放电电流在电源62的电流路径中流动。由此，在电源62中，仅允许通过充电二极管进行充电。应注意，例如，在放电时大电流流动的情况下，开关控制部67阻挡放电电流。

应注意，在二次电池中，例如，过充电检测电压可以是4.20V±0.05V，且过放电检测电压可以是2.4V±0.1V。

存储器68可以是例如EEPROM，作为非易失性存储器等。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的信息（例如，初始状态下的内部电阻）。需注意，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到控制部61。温度检测装置69可以是例如热敏电阻等。

正极端子71和负极端子72是连接到使用电池组驱动的外部装置（诸如笔记本个人计算机）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被充放电。

[3-2.电动车辆]

图6示出作为电动车辆的混合动力汽车的块配置。例如，电动车辆可在由金属制成的壳体73中包括控制部74、发动机75、电源76、驱动电动机77、差速器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速器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。

电动车辆可使用例如发动机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（扭矩）可通过差速器78、传动装置80和离合器81作为驱动部被转移到例如前轮胎86或后轮胎88。发动机75的扭矩可被转移到发电机79。使用扭矩，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。相反，在电动机77作为转换部被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82被转换为交流电力。电动机77使用交流电力电力驱动。通过转换由电动机77产生的电力获得的驱动力（扭矩）可通过差速器78、传动装置80和离合器81作为驱动部被转移到例如前轮胎86或后轮胎88。

应注意，可替代地，可采用以下机制。在此机制中，当由未示出的制动机构减小电动车辆的速度时，减速时的阻力作为扭矩被转移到电动机77，电动机77由扭矩产生交流电力。优选的是交流电力可转通过逆变器82被换为直流电力，且直流再生电力可被存储在电源76中。

控制部74控制整个电动车辆的运行，且例如可包括CPU等。电源76包括一个或多个二次电池（未示出）。可替换地，电源76可连接到外部电源，且电力可通过从外部电源接收电力而被存储。各种传感器84可用于例如控制发动机75的转数，或用于控制未示出的节流阀的开度水平（节流阀开度水平）。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。

已经在上面给出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仅使用电源76和电动机77而不使用发动机75工作的车辆（电动汽车）。

[3-3.蓄电系统]

图7示出蓄电系统的块配置。例如，蓄电系统可在房屋89（诸如一般住宅和商用楼宇）中包括控制部90、电源91、智能电表92和电力枢纽93。

在这种情况下，电源91可连接到例如设置在房屋89内部的电气装置94，以及可连接到停放在房屋89外面的电动车辆96。此外，例如，电源91可通过电力枢纽93连接到布置在房屋89内部的发电机95，且可通过智能电表92和电力枢纽93连接到外部的集中电力系统97。

应注意，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可以是例如太阳能发电机、风力发电机等中的一个或多个。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控制整个蓄电系统的操作（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可以是例如布置在需要电力的房屋89中的与网络兼容的电力电表，且可与电力供应商通信。因此，例如，当智能电表92与外部通信时，智能电表92控制房屋89中的供应和需求之间的平衡，从而允许有效和稳定的能源供应。

在蓄电系统中，例如，电力可通过智能电表92和电力枢纽93被从作为外部电源的集中电力系统97存储到电源91中，且电力通过电力枢纽93从作为独立电源的私人发电机95存储在电源91中。存储在电源91中的电力根据控制部90的指令被供应到电气装置94或电动车辆96。因此，电气装置94成为可运行的，并且电动车辆96成为可充电的。即，蓄电系统是能够使用电源91在房屋89中存储和供应电力的系统。

存储在电源91中的电力可任意使用。因此，例如，允许在电费廉价的午夜从集中电力系统97将电力存储在电源91中，且允许在电费贵的日间使用存储在电源91中的电力。

应注意，前述蓄电系统可被布置用于每个家庭（家庭为单位），或可被布置用于多个家庭（多个家庭为单位）。

[3-4.电动工具]

图8示出电动工具的块配置。例如，电动工具可以是电钻，并且可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，作为可动部的钻头部101能以可运行的方式（可转动）连接到工具主体98。

控制部99控制整个电力工具的运行（包括电源100的使用状态），并可包括例如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将电力从电源100供应到钻头部101以操作钻头部101。

[实施例]

将详细描述本技术的实施方式的具体实施例。

[实施例1至32]

[负极活性物质的合成]

首先，作为负极活性物质，合成具有由式（3）表示的组成的锂复合氧化物（Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fO₄）。

在合成锂复合氧化物时，作为原料，制备氢氧化锂（LiOH）、氧化钴（CoO）、氧化镁（MgO）、氧化锌（ZnO）、氧化镍（NiO）和氧化锡（SnO₂）。此后，将原料进行干混。在这种情况下，调整原料的混合比例，使得最终获得的锂复合氧化物的组成成为所需的组成。此后，在空气中烧制原料的混合物（在1200摄氏度下烧制20小时）以获得锂复合氧化物。使用ICP发射光谱分析方法检查锂复合氧化物的组成（摩尔比a至f），且获得表1和表2中示出的结果。

使用XRD方法（特定的X射线：CuKα射线））检查锂复合氧化物的晶体结构的衍射图案。在任何锂复合氧化物中，检测到八个衍射峰。各自衍射峰的检测位置为衍射角2θ的约17.8度、29.2度、34.4度、36.0度、41.8度、45.8度、51.8度和55.2度。衍射图案对应于为具有尖晶石型晶体结构的已知参考材料（含Sn的氧化物）的CoMgSnO₄、CoZnSnO₄和ZnNiSnO₄的衍射图案。由此，确认了锂复合氧化物具有尖晶石型晶体结构。

[二次电池的制作]

通过以下过程制作图9中所示的测试使用的二次电池（硬币型锂离子二次电池）。

当制作测试电极51时，90质量份的负极粘接剂（聚偏二氟乙烯）、3质量份的正极粘接剂和7质量份的正极电导体（石墨）混合以负极混合物。在这种情况下，为了进行比较，代替锂复合氧化物，也使用了钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）和石墨（C）。随后，将负极混合物分散在有机溶剂（N-甲基-2-吡咯烷酮）中，以获得负极混合物浆料。随后，将负极混合物浆料干燥（在120摄氏度下干燥2小时）以挥发有机溶剂。随后，使用研钵将干燥的材料粉碎，以获得负极混合粉末。最后，称重0.1g的负极混合粉末。此后，使用铝网状体作为支撑将负极混合粉末压缩成型为盘状形状，以获得粒状（pellet-like）负极混合物成型体（直径：约15.5mm，厚度：约250μm）。

作为对电极53，使用模压成盘状形状（或粒状形状）的锂金属板（直径：约15.5mm，厚度：800μm）。

在组装二次电池时，首先，将测试电极51包含在包装壳52中，且对电极53包含在包装杯54中。随后，将包装壳52和包装杯54（在它们之间具有浸渍了电解液的隔膜55（25μm厚的微孔聚乙烯膜））层叠，使得测试电极51与对电极53相对。通过在溶剂（碳酸亚乙酯和碳酸二甲酯）中溶解电解质盐（LiPF₆）获得电解液。溶剂的组成（体积比）是碳酸亚乙酯：碳酸二甲酯=50:50。电解质盐的含量相对于溶剂为1mol/kg。最后，包装壳52和包装杯54用垫片56（聚丙烯膜）填塞。由此，完成硬币型二次电池（外部形状：约20mm，高度：约1.6mm）。

[电池特性的测量]

作为二次电池的电池特性，检查了其容量特性和安全性。可获得表1和表2中所示的结果。

在检查容量特性时，在室温环境（23摄氏度）下对二次电池进行两次循环的充放电来测量在第二次循环的放电容量。然后，获得（两次循环的放电容量（mAh/g）=（第二次循环的放电容量（mAh））/（负极活性物质的质量（g））。随后，二次电池被反复充放电，直到在相同的环境下总循环数达到100，且测量了第100次循环的放电容量。此后，获得（100次循环的放电容量（mAh/g））=（第100次循环的放电容量（mAh））/（负极活性物质的质量（g））。在充电时，在0.2mA的充电电流和0.7V的下限电压下进行恒流-恒压充电，直到最小电流达到0.002mA为止。在放电时，在0.2mA的放电电流和2V的上限电压下进行恒流放电。

在检查安全性中，在二次电池被充电之后，将在充电状态下的二次电池拆卸，且从测试电极51上取出粒状负极混合物成型体。在充电时，在0.2mA的充电电流和0V的下限电压下进行恒流-恒压充电，直到最小电流达到0.002mA为止。此后，使用取出的负极混合物成型体，在电解液存在下进行差示扫描量热法（DSC）。因此，获得（热值（W/g））=（热量（W））/（负极活性物质的质量（g））。

[表1]

[表2]

电池特性根据负极活性物质的类型而大幅度改变。

更具体地而言，在使用任何锂复合氧化物（Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fO₄）的情况下，与使用钛酸锂（Li₄Ti₅O₁₂）的情况下比较，两次循环的放电容量和100次循环的放电容量增加。除此之外，在使用任何锂复合氧化物的情况下，与使用石墨（C）的情况比较，热值大幅度降低。在使用锂复合氧化物情况下产生的热值与在使用钛酸锂的情况下产生的热值几乎相同。

前述结果表明了以下事实。首先，锂复合氧化物的充放电电位足够低于钛酸锂的充放电电位。因此，使用锂复合氧化物作为负极活性物质可获得高能量密度。由此，在使用锂复合氧化物的二次电池中，两次循环的放电容量和100次循环的放电容量增加。其次，如上所述，与钛酸锂的充放电电位比较，锂复合氧化物的充放电电位足够低。然而，与碳材料（诸如石墨）的充放电电位比较，锂复合氧化物的充放电电位仍然足够高，因此，在使用锂复合氧化物的情况下，锂金属不太可能在充放电时析出。由此，在使用锂复合氧化物的二次电池中，允许热值被抑制到基本等于使用钛酸锂的情况下的热值的程度。

当二次电池被充放电两次循环以便获得前述的两次循环的放电容量时，检查在第二次循环在充放电时的放电容量（mAh/g）和操作电压（V）之间的关系。

图10示出代表二次电池的实施例14和31的二次电池的充放电曲线。如在充放电曲线中可以看到的，在使用钛酸锂的情况下，充放电反应基本上是在约1.5V的高操作电压下进行。与此相反，在使用锂复合氧化物的情况下，充放电反应基本上是在约1V的低操作电压下进行。从上述结果中，可证明锂复合氧化物的充放电电位足够低于钛酸锂的充放电电位。

[实施例33至42]

以类似于实例11的过程制作二次电池，不同的是由式（2）表示的锂复合氧化物（Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fX_gO₄）用作负极活性物质，且检查了容量特性。获得表3中所示的结果。应注意，在合成锂复合氧化物时，各种氧化物（其它元素X的氧化物），诸如氧化钙（CaO）和氧化铝（Al₂O₃）可作为原材料。使用ICP发射光谱方法的锂复合氧化物的组成（摩尔比a至g）的分析结果示于表3中。

[表3]

在包含作为构成元素的其它元素X的锂复合氧化物的情况下，与锂复合氧化物不包含其它元素X的情况比较，两次循环的放电容量和100次循环的放电容量增加。

根据表1至表3和图10的结果，在作为负极活性物质的锂复合氧化物具有由式（1）表示的组成的情况下，可获得高放电容量，且热值保持在较低水平。因此，确认了在这种情况下容量特性和安全性是可以实现的。

已经参照优选实施方式和实施例在上面描述了本技术。然而，本技术不限于优选实施方式和实施例中所描述的实例，并且可以进行各种修改。例如，已经通过电池结构是圆柱型或层压膜型且电池装置具有螺旋卷绕的结构的情况的具体实例给出了描述。然而，适用的结构不限于此。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、硬币型电池和钮扣型电池，或其中电池装置具有其它结构（诸如层压结构）的电池。

此外，本技术的活性物质和电极可不仅应用于二次电池，但也应用于其它电化学装置。其它电化学装置的实施例可包括电容器。

此外，已经针对由式（1）和式（2）表示的锂复合氧化物的各自构成元素的摩尔比a至g从实施例的结果导出的适当范围进行了描述。然而，该描述不完全否定摩尔比范围不在前述范围内的可能性。即，前述适当的范围是特别优选的范围，以获得本技术的效果。因此，只要可获得本技术的效果，摩尔比范围可在一定程度上不在前述摩尔比范围内。

从本公开的上述实施方式和变形例可实现至少以下配置。

（1）一种二次电池，其包括：

正极；

负极；

电解液，其中，

负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1，0.3≤x≤1，0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

（2）根据（1）所述的二次电池，其中，锂复合氧化物由下式（2）表示，

L_iaCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fX_gO₄···(2)

其中X是Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种，且a至g满足0.3≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0.3≤d≤1、0≤e≤1、0.8≤f≤1.2、0≤g≤0.05、(a+b+c+d+e+f+g)=3和(c+d+g)≤1.3。

（3）根据（2）所述的二次电池，其中，锂复合氧化物由下式（3）表示，

Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fO₄···(3)

其中a至f满足0.3≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0.3≤d≤1、0≤e≤1、0.8≤f≤1.2、(a+b+c+d+e+f)=3和(c+d)≤1.3。

（4）根据（1）至（3）中任一项所述的二次电池，其中二次电池是锂离子二次电池。

（5）一种电极，其包括：

由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

（6）一种活性物质，其包括：

由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种钴；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

（7）一种电池组，其包括：

根据（1）至（4）中任一项所述的二次电池；

控制部，被配置为控制二次电池的操作；和

切换部，被配置为根据所述控制部的指令切换所述二次电池的操作。

（8）一种电动车辆，其包括：

根据（1）至（4）中任一项所述的二次电池；

转换部，被配置为将从二次电池供应的电力转换为驱动力；

驱动部，被配置为根据驱动力运行；和

控制部，被配置为控制二次电池的操作。

（9）一种蓄电系统，其包括：

根据（1）至（4）中任一项的二次电池；

一个或多个电气装置，被配置为被供应来自二次电池的电力；和

控制部，配置为控制从二次电池将电力供应到一个或多个电气装置。

（10）一种电动工具，其包括：

根据（1）至（4）中任一项所述的二次电池；和

可动部，被配置为供应来自二次电池的电力。

（11）一种电子设备，其包括：

根据（1）至（4）的作为电力供应源的二次电池。

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

Claims (11)

1.一种二次电池，包括：

正极；

负极；和

电解液，其中，

所述负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1，0.3≤x≤1，0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述锂复合氧化物由下式（2）表示，

Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fX_gO₄···(2)

其中，X是Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种，且a至g满足0.3≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0.3≤d≤1、0≤e≤1、0.8≤f≤1.2、0≤g≤0.05、(a+b+c+d+e+f+g)=3和(c+d+g)≤1.3。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其中，所述锂复合氧化物由下式（3）表示，

Li_aCo_bMg_cZn_dNi_eSn_fO₄···(3)

其中，a至f满足0.3≤a≤1、0≤b≤1、0≤c≤1、0.3≤d≤1、0≤e≤1、0.8≤f≤1.2、(a+b+c+d+e+f)=3和(c+d)≤1.3。

4.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。

5.一种电极，包括：

由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

6.一种活性物质，包括：

由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

7.一种电池组，包括：

二次电池；

控制部，被配置为控制所述二次电池的操作；

切换部，被配置为根据所述控制部的指令切换所述二次电池的操作，其中

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，且

所述负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

8.一种电动车辆，包括：

二次电池；

转换部，被配置为将从所述二次电池供应的电力转换为驱动力；

驱动部，被配置为根据所述驱动力操作；

控制部，被配置为控制所述二次电池的操作；其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，且

所述负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

9.一种蓄电系统，包括：

二次电池;

一个或多个电气装置，被配置为被供应来自所述二次电池的电力；和

控制部，被配置为控制从所述二次电池将电力供应到所述一个或多个电气装置，其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，且

所述负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

10.一种电动工具，包括：

二次电池；和

可动部，被配置为被供应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，且

所述负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

11.一种电子设备，包括：

作为电力供应源的二次电池，其中，

所述二次电池包括：

正极，

负极，和

电解液，且

所述负极包括由下式（1）表示的锂复合氧化物，

Li_wZn_xSn_yM_zO₄···(1)

其中，M是Co、Mg、Ni、Ca、Al、Ti、V、Cr、Mn、Fe、Cu和Ag中的一种或多种；且w至z满足0.3≤w≤1、0.3≤x≤1、0.8≤y≤1.2和(w+x+y+z)=3。

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