CN103855422A - 二次电池用活性物质、二次电池用电极和二次电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及二次电池用活性物质、二次电池用电极和二次电池。该二次电池包括：正极，负极，以及电解液。所述正极包括含锂的化合物，所述含锂的化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中所述含锂的化合物包括中心部和表面部，在所述表面部的锰（Mn）的摩尔比b1比在所述中心部的Mn的摩尔比b2更大，在所述表面部的锂（Li）的摩尔比1+a1比在所述中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在所述表面部的摩尔比1+a1与在所述中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1：Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e（1），其中M表示铝、镁、锆、钛、钡、硼、硅和铁中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

Description

二次电池用活性物质、二次电池用电极和二次电池

相关申请的交叉引用

本申请要求2012年12月5日提交的日本在先专利申请JP2012-266142的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本发明涉及包括含锂化合物的二次电池用活性物质、使用该二次电池用活性物质的二次用电极和二次电池、以及使用该二次电池的电池组、电动汽车、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，例如移动电话和个人数字助理（PDA）已经被广泛使用，并要求进一步降低电子装置的尺寸和重量，并实现他们的长寿命。因此，作为电子装置的电力供给源，电池，尤其是能够提供高能量密度的小的和重量轻的二次电池已经被开发出来。

最近，除了上述的电子装置以外，人们已经考虑将这样的二次电池应用于各种其他应用。这样的其他应用的例子可以包括可拆卸安装在电子装置等的电池组、电动车（例如电动汽车）、电力存储系统（例如家用电力服务器）、以及电动工具（例如电钻）。

已经提出了采用各种不同的充放电原理以获得电池容量的二次电池。尤其是使用锂（Li）作为电极反应物的锂二次电池已引起人们的重视，因为这样的锂二次电池比铅电池、镍-镉电池等提供更高的能量密度。

二次电池包括正极、负极以及电解液。正极包括插入和提取锂的正极活性物质，而负极包括插入和提取锂的负极活性物质。

一般来说，作为负极活性物质，碳材料，例如石墨已经被广泛使用。相反，目前，由于多功能化的电子装置等已经增加了电力消耗。因此，为了实现更高的容量，人们已经考虑使用高容量的物质，例如，比碳材料具有更高理论容量的硅（Si）和（Sn）。

在这样的技术背景下，已经开展了根据不同目的的正极活性物质的合成、配置等的研究。具体地，为了改善充放电循环特性，由金属氧化物例如氧化镁（MgO）制成的涂膜在包含复合氧化物（Li_xNi_1-yCo_yO_z）的正极表面上形成（例如，请参见日本专利No.3172388）。为了改善正极活性物质的结构稳定性和热稳定性，复合氧化物的表面（LiA_1-x-yB_xC_yO₂：A表示Co等，B表示Ni等，以及C表示Al等）被涂以金属氧化物，例如铝（Al）的氧化物（例如，请参见日本专利No.3691279）。为了热力学和机械稳定正极活性物质，使用通过与锂具有高亲和力的阳离子供应化合物和锂-过渡金属复合氧化物的反应获得的材料（例如，请参见美国专利No.7364793）。

为了改善循环寿命及其初始容量，尖晶石型复合氧化物（Li_aMn_bM_cO₄：M表示Mg等）被涂以金属氧化物，例如Al的氧化物（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开No.2009-206047）。为了改善电池容量和充放电循环特性，包含锂和例如镍的元素的氧化物在复合氧化物（Li_1+wCo_1-x-yGa_xM_yO_2-z：M表示Mg等）的表面上形成（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开No.2007-335169）。为了改善容量特性、循环特性和热稳定性，在包括内部主体部（bulk section）（Li_aNi_1-x-y-zCo_xMn_yM_zO_2-δX_δ：M表示Mg等，以及X表示氟等）和外部主体部（Li_aNi_1-x-y-zCo_xMn_yM_zO_2-δX_δ：M表示Mg等，以及X表示F等）复合氧化物中，金属组成从内部主体部和外部主体部之间的界面朝复合氧化物的表面连续地改变（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开（PCT申请的日语译文公开）No.2009-525578）。

为了充分利用基于硅的负极活性物质或基于锡的负极活性物质的高容量特性，使用富锂复合氧化物（由Li_1+x（Mn_αCo_βNi_γ）_1-xO₂·aLi_4/3Mn_2/3O₂表示的固溶体）（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开No.2009-158415）。为了改善保存特性等，使用复合氧化物（LiNi_1-xM_xO₂：M表示镍以外的能够成为阳离子的元素），其中在复合氧化物中的X射线的衍射分析中测量的峰强度比满足预定的条件（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开No.H06-215800）。为了，即使在高比率反复充放电后也能抑制锰（Mn）的洗脱，使用由锂-过渡金属复合氧化物（LiMO₂：M表示Mn等）和锂-锰氧化物（Li₂MnO₃）形成的固溶体颗粒（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开No.2011-134670）。在固溶体颗粒中，由于位置更靠近中心部，Li₂MnO₃的浓度比LiMO₂的浓度更高。

为了改善循环特性，使用包含Li、Ni和Co的复合氧化物，其中，在表面附近的Co浓度比在其内部区域的Co浓度更高（例如，请参见日本未经审查的专利申请公开No.2003-059489）。为了抑制内阻的增加，使用包含锂的复合氧化物，其中，主要颗粒的表面部的Li浓度比其内部区域的Li浓度更低（例如，请参见日本专利No.4089526）。

发明内容

在高容量材料被用作负极活性物质的情况下，虽然获得了高电池容量，在初次充放电时候的不可逆容量也增加，因此，增加了所谓的容量损失。因此，期望在利用高容量材料的优势的情况下抑制容量损失。

期望提供能够获得卓越电池特性的二次电池用活性物质、二次电池用电极、二次电池、电池组、电动汽车、电力存储系统、电动工具、电子装置。

根据本技术的实施方式，其提供了二次电池用活性物质，二次电池用活性物质包括含锂化合物，含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中含锂化合物包括中心部和表面部，在表面部的Mn的摩尔比b1比在中心部的Mn的摩尔比b2更大，在表面部的Li的摩尔比1+a1比在中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在表面部的摩尔比1+a1与在中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

根据本技术的实施方式，其提供了二次电池用电极，二次电池用电极包括含锂化合物，含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中含锂化合物包括中心部和表面部，在表面部的Mn的摩尔比b1比在中心部的Mn的摩尔比b2更大，在表面部的Li的摩尔比1+a1比在中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在表面部的摩尔比1+a1与在中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

根据本技术的实施方式，其提供了二次电池，二次电池包括正极；负极；以及电解液，正极包括含锂化合物，含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中含锂化合物包括中心部和表面部，在表面部的锰（Mn）的摩尔比b1比在中心部的Mn的摩尔比b2更大，在表面部的锂（Li）的摩尔比1+a1比在中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在表面部的摩尔比1+a1与在中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示铝（Al）、镁（Mg）、锆（Zr）、钛（Ti）、钡（Ba）、硼（B）、硅（Si）和铁（Fe）中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

根据本技术的实施方式，其提供了电池组，所述电池组包括：经配置控制所述二次电池操作的控制部；以及根据所述控制部的指令，经配置切换二次电池的操作的切换部，其中所述二次电池包括正极，负极，以及电解液，所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中所述含锂化合物包括中心部和表面部，在所述表面部的Mn的摩尔比b1比在所述中心部的Mn的摩尔比b2更大，在所述表面部的Li的摩尔比1+a1比在所述中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在所述表面部的摩尔比1+a1与在所述中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

根据本技术的实施方式，其提供了电动汽车，所述电动汽车包括二次电池；转换部，被配置为将所述二次电池提供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；以及控制部，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，以及电解液，所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中所述含锂化合物包括中心部和表面部，在所述表面部的Mn的摩尔比b1比在所述中心部的Mn的摩尔比b2更大，在所述表面部的Li的摩尔比1+a1比在所述中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在所述表面部的摩尔比1+a1与在所述中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

根据本技术的实施方式，其提供了电力存储系统，所述电力存储系统包括二次电池；一种或多种电力设备，被配置为提供所述二次电池的电力：以及控制部，被配置为控制从所述二次电池向所述一个或多个电气设备提供电力，其中所述二次电池包括正极，负极，以及电解液，所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中所述含锂化合物包括中心部和表面部，在所述表面部的Mn的摩尔比b1比在所述中心部的Mn的摩尔比b2更大，在所述表面部的Li的摩尔比1+a1比在所述中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在所述表面部的摩尔比1+a1与在所述中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

根据本技术的实施方式，其提供了电动工具，所述电动工具包括二次电池；以及可移动部，被配置为由所述二次电池提供电力，其中所述二次电池包括正极，负极，以及电解液，所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中所述含锂化合物包括中心部和表面部，在所述表面部的Mn的摩尔比b1比在所述中心部的Mn的摩尔比b2更大，在所述表面部的Li的摩尔比1+a1比在所述中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在所述表面部的摩尔比1+a1与在所述中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

根据本技术的实施方式，其提供了电子装置，所述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，以及电解液，所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中所述含锂化合物包括中心部和表面部，在所述表面部的Mn的摩尔比b1比在所述中心部的Mn的摩尔比b2更大，在所述表面部的Li的摩尔比1+a1比在所述中心部的Mn的摩尔比1+a2更小，以及Li在所述表面部的摩尔比1+a1与在所述中心部的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

前述“含锂化合物”指的是具有由式（1）表示的平均组成的二次粒子。前述“表面部”指的是在从含锂化合物的最上层表面到对应于所述含锂化合物的颗粒直径（中值直径（median diameter））的10%的深度位置的区域中存在的部分（外部部分）。前述“中心部”指的是不同于前述每个含锂化合物的表面部的部分，其是被所述表面部环绕的部分（内部部分）。前述“Mn的摩尔比”指的是Mn在所述含锂化合物的主要构成元素（Li，Mn，Co，以及Ni）中的比率。前述“Li的摩尔比”指的是像前述Mn的摩尔比一样，在主要构成元素（Li，Mn，Co，以及Ni）中Li的比率。

根据本技术实施方式的二次电池用活性物质、二次电池用电极以及二次电池，所述含锂化合物具有由式（1）表示的平均组成，并且Mn的摩尔比b1和b2、Li的摩尔比1+a1和1+a2以及比率（1+a1）/（1+a2）分别满足前述条件。因此，可以获得卓越的电池特性。进一步地，根据本技术实施方式的电池组、电动汽车、电力存储系统、电动工具以及电子装置，可以获得类似的效果。

应当理解，前面的一般描述和下列的详细描述是示范性的，其目的在于提供对权利要求涉及的技术的进一步说明。

附图说明

包括了附图以提供了对本技术的进一步理解，附图被合并到本说明书中并构成本说明书的一部分。所述附图示出了实施方式并与说明书一起用于说明本技术的原理。

图1示出根据本技术的实施方式的二次电池用活性物质的配置的截面图。

图2示出根据本技术的实施方式的二次电池用电极和二次电池（圆柱形的类型）的配置的截面图。

图3示出在图2中示出的卷绕螺旋电极体的截面图。

图4示出根据本技术的实施方式的另一个二次电池用电极和另一个二次电池（层叠膜型）的配置的透视图。

图5示出在图4中示出的卷绕螺旋电极体沿线V-V观看的截面图。

图6示出第二电池的应用例（电池组）的配置的框图。

图7示出第二电池的应用例（电动汽车）的配置的框图。

图8示出第二电池的应用例（电力存储系统）的配置的框图。

图9示出第二电池的应用例（电动工具）的配置的框图。

具体实施方式

将在下面参考附图更详细描述本技术的实施方式。将按照下列次序进行描述。

1.二次电池用活性物质

2.二次电池用活性物质的应用例

2-1.二次电池用电极和二次电池（圆柱状的锂离子二次电池）

2-2.二次电池用电极和二次电池（层叠膜型锂离子二次电池）

2-3.二次电池用电极和二次电池（锂金属二次电池）

3.二次电池的应用

3-1.电池组

3-2.电动汽车

3-3.电力存储系统

3-4.电动工具

【1.二次电池用活性物质】

根据本技术的实施方式的二次电池用活性物质（下面被简称为“活性物质”）被用于二次电池的电极。二次电池可以是，例如锂离子二次电池等。这里的活性物质可以被用作，例如用于二次电池的正极活性物质。

【活性物质的组成】

活性物质包含一种或多种颗粒状的含锂化合物（含锂化合物颗粒），其具有由以下式（1）表示的平均组成，并且在充放电的时候，能够插入和提取锂（Li）。

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

在式1中，M是铝（Al）、镁（Mg）、锆（Zr）、钛（Ti）、钡（Ba）、硼（B）、硅（Si）和铁（Fe）中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

含锂化合物颗粒是含锂的氧化物（锂过渡金属复合氧化物），过渡金属元素（Mn，Co以及Ni），以及作为构成元素的其他元素（M）。过渡金属等处于固溶体的状态。

从a的可行范围（a>0）可以看出，由于锂的摩尔比1+a通常大于1，含锂化合物颗粒是所谓的富锂化合物颗粒。进一步地，从b和c的可行范围（b≥0.5以及c≥0）可以看出，虽然在前述的过渡金属元素中，含锂化合物颗粒通常包含Mn和Ni作为构成元素，但是，含锂化合物颗粒不一定包含Co作为其构成元素。进一步地，从d的可行范围（d≥0）可以看出，含锂化合物颗粒可以包含M，或不必包含M。

含锂化合物颗粒是富锂化合物颗粒的一个原因如下。在这种情况下，含锂化合物颗粒包含大量的锂作为其构成元素。因此，在初次充电的负极中，允许实质上完成不可逆容量的产生反应。

更具体地，在二次电池的初次充放电的时候，涂膜（例如SEI膜）在负极的表面上形成，因此，产生所谓的不可逆容量。因此，在初次充电的时候，从正极活性物质提取的大量Li被消耗用于产生不可逆容量。在这种情况下，在二次电池初次充电时充电电压高（例如，4.4V或更高）的情况下，足够量的Li被从正极活性物质提取，因此，部分的Li被消耗在负极中，用于产生不可逆容量。因此，在初次充放电的时候，实质上完成不可逆容量的产生反应。因此，在初次充放电后的充放电时，这时是二次电池的实质使用时间，从正极活性物质提取的Li被消耗用于产生电池容量。因此，在初次充放电后的充放电时，可以稳定获得高电池容量。

需要注意的是，与正极活性物质一起二次电池中使用的负极活性物质是基于金属的材料，尤其是氧化物的情况下，这样的情况导致不可逆的容量。在初次充电时，从正极活性物质提取的Li容易与基于金属的材料中的金属或氧化物中的氧不可逆地起反应。基于金属的材料可以是，包含硅（Si）或锡（Sn）或这两者作为构成元素的材料，并且具有提供高能量密度的优势。该材料的更具体例子可以包括Si的单质、合金和化合物以及Sn的单质、合金和化合物中的一种或多种。虽然氧化物的具体例子没有特别限制，不过氧化物的例子可以包括由SiO_v（0.2<v<1.4）表示的硅氧化物。尤其是，在负极活性物质是氧化物的情况下，不可逆容量倾向于被增加。需要注意的是，同样，在负极活性物质是低晶碳、非晶碳等情况下，不可逆容量容易增加。

式（1）中的a到e是在前述范围的原因将在下文描述。

满足a>0的一个原因如下。在a=0的情况下，Li的绝对量变得不足。因此，在初次充电时，不能完成不可逆容量的产生反应，并且在初次充放电后的充放电时不能稳定获得高电池容量。相反，满足a<0.25的一个原因如下。在a≥0.25的情况下，Li被消耗用于副产品，因此，不能获得足够的电池容量。进一步地，在氢氧化物被用作制造含锂化合物颗粒的Li源的情况下，由于气体从氢氧化物生成，二次电池容易膨胀。特别地，由于能获得更高的效果，a优选满足0.1<a<0.25。

满足b≥0.5的一个原因如下。在b<0.5的情况下，Mn的绝对量不足，因此，含锂化合物颗粒不能包含充足量的Li作为构成元素。因此，在初次充电时，不能完成不可逆容量的产生反应，并且在初次充放电后的充放电时不能稳定获得高电池容量。相反，满足b<0.7的一个原因如下。在b≥0.7的情况下，形成对电池容量没有贡献的Li₂MnO₄等，因此，电池的容量被降低。

满足c<1-b的一个原因如下。在c≥1-b的情况下，Ni的绝对量相对于Co的绝对量被过分减少，因此，不能获得充足的电池容量。

满足d≤1的一个原因如下。在d>1的情况下，鉴于数字补偿（numbercompensation），不能稳定制造富锂的含锂化合物颗粒。进一步地，在这种情况下，由于含锂化合物颗粒的结晶度被降低，因此，不能获得充足的电池容量。

满足e≤1的一个原因如下。在e>1的情况下，像前述d的情况一样，不能稳定制造富锂的含锂化合物颗粒，因此，不能获得充足的电池容量。

需要注意的是，如上所述，含锂化合物颗粒可以包含M作为构成元素，或不必包含M作为构成元素。特别地，含锂化合物颗粒可以优选包含M，这是因为含锂化合物颗粒的晶体结构由此变得稳定。进一步地，即使由于电解液在高电压条件下的分解反应而生成了氢氟酸（氟化氢），含锂化合物颗粒的表面不大可能因为这样的氢氟酸而被降解。M的类型没有特别限制，只要M是前述Al等中的一种或多种。特别地，M可以优选是Al、Mg和Ti中的一种或多种，以及更优选Al，这是因为由此获得更高的效果。

【活性物质的构成】

将参考图1描述活性物质的详细构成。图1示出活性物质的截面构成。

如图1所示，活性物质包含多个含锂化合物颗粒1。虽然未在这里示出，但各个含锂化合物颗粒1是多个初级粒子的聚集体（二次颗粒）。更具体地，二次颗粒可以是例如通过聚集多个初级粒子形成的一个颗粒结构。式（1）中示出的组成表示多个含锂化合物颗粒1的平均组成。

各个含锂化合物颗粒1的组成，即，相应构成成分（构成元素）的各个丰度（各摩尔比）根据在各个含锂化合物颗粒1中的位置而变化，更具体地，满足下列三个条件。

各个含锂化合物颗粒1包括作为外部部分的表面部2和作为内部部分的中心部3。如上所述，表面部2是在从各个含锂化合物颗粒1的最上层表面到对应于各个含锂化合物颗粒1的颗粒直径（中值直径）S的10%的深度D的位置的区域中存在的部分。换句话说，表面部2的厚度（深度D）变成S/10。相反，如上所述，中心部3是各个含锂化合物颗粒1中的前述表面部2以外的部分，并且是被表面部2环绕的部分。

需要注意的是，在图1中，为了方便起见，各个含锂化合物颗粒1仅是通过从各个含锂化合物颗粒1中的最上层表面到深度D的位置作为分界线划分为外部部分（表面部2）和内部部分（中心部3）。因此，包括表面部2和中心部3的每个含锂化合物颗粒1作为整体仅是一个结构，并且表面部2和中心部3未被物理隔开。

作为第一条件，Mn在表面部2的摩尔比b1大于Mn在中心部3的摩尔比b2。如上所述，Mn的摩尔比表示Mn在各个含锂化合物颗粒1的主要构成元素（Li，Mn，Co以及Ni）中的比率。

表面部2的组成和中心部3的组成相比较。在这种情况下，表面部2包含Mn作为构成元素，并且中心部3也包含Mn作为构成元素。不过，Mn在表面部2中的摩尔比b1大于Mn在中心部3中的摩尔比b2。其中一个原因是，在这种情况下，各个含锂化合物颗粒1的晶体结构被稳定化，因此，在充放电时，过渡金属不大可能从各个含锂化合物颗粒1中洗脱。特别地，Mn在表面部2中的摩尔比b1与Mn在中心部3中的摩尔比b2之间的比率b1/b2优选满足1<b1/b2<1.4。

需要注意的是，只要Mn在表面部2中的摩尔比大于Mn在中心部3中的摩尔比，Mn的摩尔比可以以任何方式在各个含锂化合物颗粒1中分布。特别地，随着位置从中心部3朝表面部2推移，Mn的摩尔比优选逐渐变大（摩尔比是倾斜的）。其中的一个原因是，在这种情况下，各个含锂化合物颗粒1的晶体结构变得进一步稳定。

作为第二条件，Li在表面部2中的摩尔比1+a1小于Li在中心部3中的摩尔比1+a2。如上所述，Li的摩尔比指的是Li在各个含锂化合物颗粒1的主要构成元素（Li，Mn，Co以及Ni）中的比率。

具体地，如同第一条件一样，表面部2的组成和中心部3的组成相比较。在这种情况下，虽然表面部2和中心部3两者包含Li作为构成元素，不过，在表面部2中Li的摩尔比1+a1比Li在中心部3中的摩尔比1+a2更小。其中的一个原因是，在这种情况下，在充放电时，由于各个含锂化合物颗粒1的晶体结构的改变造成的气体生成被抑制。

需要注意的是，只要Li在表面部2中的摩尔比大于Li在中心部3中的摩尔比，Li的摩尔比可以以任何方式在各个含锂化合物颗粒1中分布。特别地，随着位置从中心部3朝表面部2推移，Li的摩尔比优选逐渐变小（摩尔比是倾斜的）。其中的一个原因是，在这种情况下，气体生成被进一步抑制。

作为第三条件，Li在表面部2中的摩尔比1+a1与Li在中心部3中的摩尔比1+a2的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1。

换句话说，如上所述，由于Li在表面部2中的摩尔比1+a1比Li在中心部3中的摩尔比1+a2的比率更小，比率（1+a1）/（1+a2）满足（1+a1）/（1+a2）<1。不过，这不意味着只要比率（1+a1）/（1+a2）满足前述关系任何值对于比率（1+a1）/（1+a2）是可行的。比率（1+a1）/（1+a2）还要满足条件0.5<（1+a1）/（1+a2）。换句话说，由于摩尔比1+a1应当比摩尔比1+a2的一半更大，所以，也满足关系1+a1>（1+a2）/2。其中的一个原因是，在这种情况下，获得高电池容量，并且气体生成被抑制。

比率（1+a1）/（1+a2）也应当满足关系0.5<（1+a1）/（1+a2）的一个原因将在以下详细描述。在着眼于Li的摩尔比1+a1和1+a2的情况下，如上所述，由于摩尔比1+a1比摩尔比1+a2相对更小，气体生成被抑制。不过，在摩尔比1+a1变得比摩尔比1+a2相对过分小的情况下，气体生成的抑制作用饱和，因此，在气体生成量未改变的同时，电池容量被降低。在这点上，在比率（1+a1）/（1+a2）满足关系0.5<（1+a1）/（1+a2）的情况下，摩尔比1+a1与1+a2之间的大小关系变得恰当的，使得摩尔比1+a1不会过分小于摩尔比1+a2。因此，气体生成被抑制，同时电池容量的降低被抑制。

表面部2的一部分或全部满足前述三个条件就足够了。换句话说，可以在表面部2的全部或表面部2的一部分满足这三个条件。表面部2的这样的一部分可以是单一部分，以及可以由多个离散部分形成。

进一步地，优选不仅在作为二次颗粒的各个含锂化合物颗粒1中，而且在形成各个二次粒子的多个初级粒子中的一部分或全部中满足前述第一和第二条件。

进一步地，只要满足用于各个含锂化合物颗粒1的组成的前述三个条件，表面部2和中心部3中的每个可以具有任何组成。

具体地，表面部2可以具有例如由以下式（2）表示的平均组成，以及中心部3可以具有例如由以下式（3）表示的平均组成。

Li_1+a1（Mn_b1Co_c1Ni_1-b1-c1）_1-a1M1_d1O_2-e1...（2）

在式（2）中，M1是Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a1到e1满足-0.375<a1<0.25，0.3<b1<0.7，0≤c1<1-b，0≤d1≤1，以及0≤e1≤1。

Li_1+a2（Mn_b2Co_c2Ni_1-b2-c2）_1-a2M2_d2O_2-e2...（3）

在式（3）中，M2是Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a2到e2满足0<a2<0.25，0.5≤b2<0.7，0≤c2<1-b，0≤d2≤1，以及0≤e2≤1。

【活性物质的分析方法】

对于检查活性物质的组成（摩尔比），各个含锂化合物颗粒1可以用各种元素分析方法分析。元素分析方法的例子可以包括x射线衍射（XRD）法、飞行时间二次离子质谱（TOF-SIMS）法、高频感应耦合等离子（ICP）发射光谱法、拉曼光谱分析法以及能量色散型X射线光谱法（EDX）中的一种或多种。

需要注意的是，在二次电池的实质上执行充放电的区域中（正极与负极相对的区域中），由于充放电反应，各个含锂化合物颗粒1的组成会被改变。因此，即使在充放电后，各个含锂化合物颗粒1的组成利用X射线衍射法等检测，可能不能精确检查初始组成（在充放电前的组成）。不过，在正极存在不执行充放电的区域（非充放电区域）的情况下，可优选检查在非充放电区域中的组成。在非充放电区域中，在充放电之前的状态被保留，因此，可随后检查组成，而与是否进行了充放电没有关系。在前述“非充放电区域”中，例如，为了安全起见，可以将绝缘保护带粘结到正极（正极活性物质层）的端表面。因此，非充放电区域是由于存在绝缘保护带而不允许充放电的区域。

【使用活性物质的方法】

在使用活性物质的二次电池被充放电的情况下，初次充电时的充电电压（正极电位：对锂金属的标准电位）优选是高的，更具体地，可以优选等于或超过4.4V。其中的一个原因是，在这种情况下，在初次充电时，足够量的Li从活性物质提取，因此，允许在负极中实质上完成不可逆容量的产生反应。不过，为了抑制活性物质的分解反应，初次充电时的充电电压不过分地高会是优选的，更具体地，充电电压等于或少于4.6V是优选的。

需要注意的是，在初次充电后的充电时的充电电压没有特别限制（正极电位：对锂金属的标准电位）。不过，特别地，这样的充电电压比初次充电时的充电电压更低会是优选的，优选地，在大约4.3V。其中的一个原因是，在这种情况下，Li被从活性物质顺利提取用于获得电池容量，并且电解液的分解反应、隔膜的溶解反应等被抑制。

【制造活性物质的方法】

活性物质可以通过下列步骤制造。

在制造活性物质的情况下，首先，作为原材料，准备包含各个含锂化合物颗粒1的构成元素的两个或更多化合物。原材料中的每个可以仅包含用于每个含锂化合物颗粒1的构成元素中的一个构成元素，或可以包含其中的两个或更多构成元素。虽然原材料的类型没有特别限制，但原材料的例子可以包括氧化物、氢氧化物、碳酸盐、硫酸氢盐以及硝酸盐中的一种或多种。

接下来，混合原材料。在这种情况下，调节原材料的混合比，以便获得具有理想成分的每个含锂化合物颗粒1（含锂化合物颗粒1中的每个的相应构成元素彼此具有理想关系的摩尔比）。

随后，烧结原材料的混合物。例如烧结温度和烧结时间的条件可任意设置。通过这样的烧结处理，获得包含Li、过渡金属元素（Mn等元素）、以及作为构成元素的其他元素（M）的复合氧化物。复合氧化物是多个初级粒子的聚集体（二次粒子）。

随后，将烧结物质进行表面处理。在这种情况下，将烧结物质在处理液中浸泡，随后搅拌，此后，将烧结物质从溶液取出。处理液用于从复合氧化物中提取Li。处理液的例子可以包括例如磷酸二氢铵、硝酸、硫酸以及硫酸锰水溶液的溶液中的一种或多种。例如溶液浓度和浸泡时间的条件可以任意设置。

通过表面处理，在复合氧化物中，随着位置从中心部3向表面部2推移，Li被逐渐提取。因此，Mn在表面部2中的摩尔比大于Mn在中心部3中的摩尔比，并且Li在表面部2中的摩尔比小于Li在中心部3中的摩尔比。在这种情况下，通过改变例如处理液的浓度和浸泡时间等条件，可调节比率（1+a1）/（1+a2）。

最终，再次烧结在表面处理后的烧结物质。诸如再次烧结温度和再次烧结时间的条件可任意设置。由此，获得活性物质。

【活性物质的功能和效果】

根据所述活性物质，各个含锂化合物颗粒具有由式（1）表示的平均组成。除此之外，Mn的摩尔比b1、Mn的摩尔比b2、Li的摩尔比1+a1、Li的摩尔比1+a2、以及比率（1+a1）/（1+a2）满足上述的第一到第三条件。在这种情况下，如上所述，由于每个含锂化合物颗粒1的晶体结构被保持平衡，因此，在充放电时，过渡金属不大可能从活性物质中洗脱。除此之外，电池容量的降低被抑制，以及气体生成被抑制。因此，可以获得卓越的电池特性。

特别地，在式（1）中的M是Al、Mg和Ti中的一种或多种的情况下，或式（1）中的a满足0.1<a<0.25的情况下，可以获得更高的效果。

【2.二次电池用活性物质的应用例】

下一步，将给出前述二次电池用活性物质的应用例的描述。二次电池用活性物质被用于如下的二次电池用电极和二次电池。

【2-1.二次电池用电极和二次电池（圆柱型锂离子二次电池）】

图2和图3示出二次电池的截面配置。图3示出在图2中示出的卷绕螺旋电极体20的放大部分。在这个例子中，二次电池用电极被应用于例如正极21。

【二次电池的整体配置】

这里描述的二次电池是锂二次电池（锂离子二次电池），在锂二次电池中的负极22的容量通过作为电极反应物的Li（锂离子）的插入和提取获得，并且二次电池被称为圆柱型二次电池。

例如，如图2所示，所述二次电池可以在基本中空圆柱形状的电池壳11内包含一对绝缘板12和13以及卷绕螺旋电极体20。在卷绕螺旋电极体20中，例如隔膜23在正极21与负极22之间层叠，并被螺旋卷绕。

例如，电池壳11可以具有中空结构，所述电池壳11的一端是密封的，以及电池壳11的另一端是打开的。电池壳11可以由，例如铁、铝、其合金等中的一种或多种制成。电池壳11的表面可以被镀上镍等。一对绝缘板12和13被布置为将卷绕螺旋电极体20夹在他们之间，并且垂直延伸到卷绕螺旋电极体20的螺旋卷绕外周面。

在电池壳11的开放端，通过垫圈17嵌填而连接电池盖14、安全阀机构15以及正温度系数元件（PTC元件）16。因此，电池壳11被密封。电池盖14可以由例如类似于电池壳11的材料制成。安全阀机构15和PTC元件16被设置在电池盖14内侧。安全阀机构15通过PTC元件16被电气连接到电池盖14。在安全阀机构15中，在由于内部短路、外部加热等使内部压力成为特定水平或更高的情况下，圆板15A反转断开电池盖14与卷绕螺旋电极体20之间的电气连接。PTC元件16防止大电流产生的异常热生成。在温度上升时，PTC元件16的电阻相应增加。垫圈17可以由例如绝缘材料制成。垫圈17的表面可以涂上沥青。

在卷绕螺旋电极体20的中心，例如，可以插入中心销24。例如，由导电材料例如铝制成的正极引线25可以连接到正极21。例如，由导电材料例如镍制成的负极引线26可以连接到负极22。例如，正极引线25可以通过焊接连接到安全阀机构15，以及可以电气连接到电池盖14。例如，负极引线26可以通过焊接连接到电池壳11，以及可以电气连接到电池壳11。

【正极】

正极21具有在正极集电体21A的单个表面或两个表面上的正极活性物质层21B。正极集电体21A可以由导电材料，例如铝、镍和不锈钢中的一种或多种制成。作为正极活性物质的正极活性物质层21B包含能够插入和提取Li的正极材料中的一种或多种。正极材料包含前述二次电池用活性物质。不过，正极活性物质层21B可以进一步包含例如正极粘合剂和正极导体的其他材料。

正极粘合剂可以包含合成橡胶、高分子材料等中的一种或多种。合成橡胶的例子可以包括苯乙烯-丁二烯系橡胶、氟系橡胶以及三元乙丙橡胶。高分子材料的例子可以包括聚偏氟乙烯和聚酰亚胺。

正极导体可以包含碳材料等中的一种或多种。碳材料的例子可以包括石墨、炭黑、乙炔黑和科琴黑。正极导体可以是金属材料、导电高分子等，只要所述材料具有导电性即可。

需要注意的是，正极活性物质层21B可以进一步包含其他正极材料，只要正极活性物质层21B包含前述二次电池用活性物质作为正极材料。这样的正极材料的其他例子可以包括锂过渡金属复合氧化物和锂过渡金属磷酸盐化合物中的一种或多种（对应于所述二次电池用活性物质的化合物除外）。锂过渡金属复合氧化物是包含锂以及一种或多种过渡金属元素作为构成元素的氧化物。锂过渡金属磷酸盐化合物是包含锂以及一种或多种过渡金属元素作为构成元素的磷酸盐化合物。

锂过渡金属复合氧化物的例子可以包括LiCoO₂、LiNiO₂、以及由以下式（4）表示的基于锂镍的复合氧化物。锂过渡金属磷酸盐化合物的例子可以包括LiFePO₄和LiFe_1-uMn_uPO₄（u<1），因为由此可以获得高的电池容量，并且可以获得卓越的循环特性。

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以及Nb中的一种或多种。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、氧族化合物、导电高分子等物中的一种或多种。氧化物的例子可以包括氧化钛、氧化钒以及二氧化锰。二硫化物的例子可以包括二硫化钛和硫化钼。氧族化合物的例子可以包括硒化铌。导电高分子的例子可以包括硫，聚苯胺，以及聚噻吩。不过，正极材料不限于前述材料中的任意一个，并且可以是其他材料。

【负极】

负极22具有在负极集电体22A的单个表面或两个表面上的负极活性物质层22B。

负极集电体22A可以由导电材料，例如铜、镍和不锈钢中的一种或多种制成。负极集电体22A的表面可以优选粗糙化。因此，由于所谓的锚定效应，负极活性物质层22B对负极集电体22A的粘合特性被改善。在这种情况下，在与负极活性物质层22B相对的区域中的负极集电体22A的表面被最小程度粗糙化是足够的。粗糙化方法的例子可以包括，通过采用电解处理形成精细颗粒的方法。电解处理是利用电解方法在电解槽中在负极集电体22A的表面上形成精细颗粒，从而在负极集电体22A的表面上提供凹部和凸部的方法。通过电解方法制造的铜箔通常被称为“电解铜箔”。

负极活性物质层22B包含一种或多种作为负极活性物质的能够插入和提取Li的负极材料。负极活性物质层22B可以进一步包含，例如负极粘合剂和负极导体的其他材料。负极粘合剂和负极导体的细节可以是例如类似于正极粘合剂和正极导体的那些细节。不过，负极材料的可充电容量优选大于正极21的可充电容量，以便防止在充电期间，锂金属被无意析出到负极22上。换句话说，能够插入和提取Li的负极材料的电化学当量优选大于正极21的电化学当量。

负极材料的例子可以包括一种或多种碳材料。在碳材料中，在Li插入和提取时的晶体结构变化是极小的，因此，碳酸锂提供高能量密度和卓越的循环特性。进一步地，碳材料也起负极导体的作用。碳材料的例子可以包括易石墨化的碳、难石墨化碳以及石墨。不过，在难石墨化碳中的平面（002）的间距优选等于或大于0.37nm，以及石墨中的平面（002）的间距优选等于或小于0.34nm。更具体地，碳材料的例子可以包括热解碳、焦炭、玻璃碳纤维、有机高分子化合物烧结体、活性炭以及碳黑。焦炭的例子可以包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦碳。有机高分子化合物烧结体通过在适当温度烧结（碳化）高分子化合物，例如酚醛树脂和呋喃树脂获得。除此之外，碳材料可以在大约1000摄氏度或更低温度被热处理的低结晶碳或无定形碳。需要注意的是，碳材料的外形可以是纤维状、球状、颗粒状以及鳞状中的任意一个。

进一步地，负极材料可以是，例如包含金属元素和类金属元素中的一种或多种作为构成元素的材料（基于金属的材料），这是由于能够获得更高的能量密度。这样的基于金属的材料可以是单质、合金或化合物，可以是其两种或更多，或者可以在其部分或全部中具有一种或多种相。“合金”除了包括由两个或更多金属元素构成的材料以外，还包括包含一种或多种金属元素以及一种或多种类金属元素的材料。进一步地，“合金”可以包含非金属元素。合金的结构的例子可以包括固溶体、共晶（共晶混合物）、金属间化合物、以及其两种或更多结构共存的结构。

前述金属元素和前述类金属元素的例子可以包括能够与Li形成合金的金属元素和类金属元素中的一种或多种。其具体例子可以包括Mg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd以及Pt。特别地，Si或Sn或这两者是优选的。其中的一个原因是，Si和Sn具有插入和提取Li的卓越能力，因此，提供高的能量密度。

包含Si或Sn或这两者作为构成元素的材料可以是Si的单质、合金以及化合物中的任意一个，可以是Sn的单质、合金以及化合物中的任意一个，可以是其两种或更多，或者其部分或全部可以具有其一种或多种相。需要注意的是，单质仅仅指的是一般的单质（可以包含少量的杂质），并不一定是指纯度100％的单质。

Si合金可以包含诸如Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb以及Cr中的一种或多种元素作为Si以外的构成元素。Si的化合物可以包含C、O等中的一种或多种，作为Si以外的构成元素。需要注意的是，Si的化合物可以包含用于Si合金的元素中的一种或多种其作为Si以外的构成元素。

Si合金和Si化合物的例子可以包括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）、以及LiSiO。SiO_v中的v可以在0.2<v<1.4的范围。

Sn合金可以包含诸如Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb以及Cr中的一种或多种元素，作为其不同于Sn的构成元素。Sn的化合物可以包含元素例如C和O中的一种或多种，作为不同于Sn的构成元素。需要注意的是，Sn的化合物可以包含，例如用于Sn合金的元素中的一种或多种，作为不同于Sn的构成元素。Sn的合金和Sn的化合物的例子可以包括SnO_w（0<w≤2）、SnSiO₃、LiSnO、以及Mg₂Sn。

进一步地，作为包含作为构成元素的Sn的材料，例如，包含除了Sn以外的第二构成元素和第三构成元素的材料作为构成元素是优选的。第二构成元素的例子可以包括例如像元素Co、Fe、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Ce、Hf、Ta、W、Bi以及Si中的一种或多种。第三构成元素的例子可以包括例如像B、C、Al和P中的一种或多种。在包含第二元素和第三元素的情况下，能够获得高的电池容量，卓越的循环特性等性能。

特别地，包含Sn、Co和C的材料（含SnCoC材料）作为构成元素是优选的。含SnCoC材料的组成可以是例如以下的组成。就是说，C含量可以从9.9质量%到29.7质量%，以及Sn和Co含量的比率（Co/（Sn+Co））可以是从20质量%到70质量%，这是由于在这样的组成范围内，可以获得高的能量密度。

含SnCoC的材料具有包含Sn、Co和C的相是优选的。这样的相优选是低结晶或无定形的。该相是能够与Li反应的相（反应相）。由于反应相的存在，可以获得卓越的特性。在CuKα射线被用作特定X射线，以及插入率是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基于2θ的衍射角度等于或大于1度是优选的。因此，Li被更顺利插入和提取，以及与电解液的反应被降低。需要注意的是，在某些情况下，含SnCoC的材料除了包括低结晶相或无定形相以外，还包括包含相应构成元素的单质或一部分的相。

通过在与Li的电化学反应之前和之后的X射线衍射图的比较，通过X射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与Li反应的反应相很容易被确定。例如，如果与Li电化学反应后的衍射峰位置从与Li电化学反应前的衍射峰位置改变，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=20～50度的范围可以看到低结晶反应相或无定形反应相的衍射峰。这样的反应相可能具有，例如前述相应的构成元素，以及可能主要由C的存在产生其低结晶或无定形结构。

在含SnCoC的材料中，作为构成元素的C的一部分或全部可以被键接到作为其他构成元素的金属元素或类金属元素，因为由此抑制Sn等的凝聚或结晶。元素的键接状态允许通过，例如X-射线光电子能谱法（XPS）检测。在商用设备中，例如，作为软X射线，可以使用Al-Kα射线、Mg-Kα射线等。在C的一部分或全部被键接到金属元素、类金属元素等的情况下，C的1s轨道（C1s）的合成波的峰在低于284.5eV的区域中呈现。需要注意的是，在该设备中，进行能量校准使得Au原子的4f轨道（Au4f）的峰在84.0eV获得。此时，一般来说，由于表面污染碳存在于材料表面上，表面污染碳的C1s峰值被认为是284.8eV，其被用作能量标准。在XPS测量中，C1s的峰波形作为包括表面污染碳的峰和在含SnCoC材料中的碳的峰的型式被获得。因此，例如，通过使用商用软件，可以对此进行分析，以便使峰彼此隔离。在波形分析中，存在于最低结合能量侧的主峰的位置是能量标准（284.8eV）。

需要注意的是，含SnCoC的材料不限于仅由Sn、Co和C形成的材料（SnCoC），其中Sn、Co和C作为构成元素。换句话说，含SnCoC的材料除了包含Sn、Co和C以外，可以进一步包含例如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的材料以外，包含作为构成元素的Sn、Co、Fe和C也是优选的（含SnCoFeC材料）。含SnCoFeC的材料的组成可以是任何组成。例如，Fe含量被设置为较少的组成可以如下。即，C含量可以是从9.9质量%到29.7质量%，Fe含量可以从0.3质量%到5.9质量%，以及Sn和Co含量的比率（Co/（Sn+Co））可以从30质量%到70质量%。进一步地，Fe含量被设置为较多的组成可以如下。即，C含量是从11.9质量%到29.7质量%，以及Fe（（Co+Fe）/（Sn+Co+Fe））是从26.4质量%到48.5质量%，以及Co和Fe含量的比率（Co/（Co+Fe））是从9.9质量%到79.5质量%。在这样的组成范围内，获得高的能量密度。含SnCoFeC的材料的物理性质（例如，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。金属氧化物的例子可以包括氧化铁、氧化钌以及氧化钼。高分子化合物的例子可以包括聚乙炔、聚苯胺以及聚吡咯。不过，负极材料不限于前述材料，并且可以是其他材料。

负极活性物质层22B可以通过，例如涂覆法、气相法、液相法、喷涂法以及烧结法（烧制法）中的一种或多种形成。涂覆法可以是例如如下的方法；在负极活性物质的颗粒（粉末）与负极粘合剂等混合后，将混合物分散在例如有机溶剂的溶剂中，然后将负极集电体22A涂上所得物。气相法的例子可以包括物理沉积法和化学沉积法。更具体地，其方法可以包括真空蒸镀法、喷涂法、离子电镀法、激光烧蚀法（laser ablation method）、热化学气相沉积法、化学气相沉积（CVD）法和等离子化学气相沉积法。液相法的例子可以包括电解电镀法和无电镀法。喷涂法是将在熔融状态或半熔融状态的负极活性物质喷涂到负极集电体22A的方法。烧制法可以是例如以下的方法：在负极集电体22A通过涂覆法涂覆后，在比负极粘合剂等的熔点更高的温度执行热处理。烧制法的例子可以包括大气烧制法、反应烧制法以及热压烧制法。

在二次电池中，如上所述，为了防止在充电期间，锂金属被无意从负极22析出，能够插入和提取Li的负极材料的电化学当量优选大于正极的电化学当量。进一步地，即使使用相同的正极活性物质，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，每单元质量的锂离子提取量大于开路电压是4.2V的情况下的锂离子提取量。因此，相应地调节正极活性物质量和负极活性物质量。由此可获得高的能量密度。

【隔膜】

隔膜23将正极23与负极22隔离，以及让锂离子通过，而又防止由于两个电极的接触产生的电流短路。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可以是层叠膜，其中两种或更多多孔膜被层叠。合成树脂的例子可以包括聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯。

特别地，隔膜23可以包括，例如在前述多孔膜（基材层）的一个表面或两个表面上提供的高分子化合物层。其中的一个原因是，隔膜23对正极21和负极22的粘合特性被改善，因此，螺旋卷绕电极体20的变形被抑制。因此，电解液的分解反应被抑制，以及电解液的液体泄漏被抑制，电解液的液体泄漏会导致基材层的浸渍。因此，即使重复充放电，电阻不大可能被增加，并且电池膨胀被抑制。

高分子化合物层可以包含，例如像聚偏氟乙烯的高分子材料，这是由于这样的高分子材料具有卓越的物理强度并且是电化学稳定的。不过，高分子材料可以是不同于聚偏氟乙烯的高分子材料。高分子化合物层可以例如如下地形成。即，在制备高分子材料被溶解的溶液后，用溶液涂覆基材层，随后，干燥所得物。或者，可以将基材层浸泡在溶液中，随后干燥。

【电解液】

将隔膜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，并且可以进一步含有例如添加剂的其他材料。

溶剂包含一种或多种非水溶剂，例如有机溶剂。非水溶剂的例子可以包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链状羧酸酯和腈，这是因为由此可以获得优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等。环状碳酸酯的例子可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯以及碳酸亚丁酯。链状碳酸酯的例子可以包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯以及碳酸甲丙酯。内酯的例子可以包括γ-丁内酯和γ-戊内酯。羧酸酯的例子可以包括乙酸甲酯、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、三甲基乙酸乙酯。腈的例子可以包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、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、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，这是因为由此可以获得类似的优点。

特别地，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯中的一种或多种是优选的，这是因为由此可以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，特定介电常数ε≥30），例如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯与低粘度溶剂（例如，粘度≤1mPa·s），例如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯的组合是更优选的。其中的一个原因是，电介质盐的离解性和离子迁移率借此得到改善。

特别地，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。其中的一个原因是，在这种情况下，电解液的化学稳定性被改善。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例子可以包括碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯以及碳酸亚甲基亚乙酯。卤代碳酸酯是具有作为构成元素的一个或多个卤素的环状碳酸酯，或是具有作为构成元素的一个或多个卤素的链状碳酸酯。环状卤代碳酸酯的例子可以包括4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮。链状卤代碳酸酯的例子可以包括碳酸氟甲酯甲酯、碳酸双（氟甲酯）、以及碳酸二氟甲酯甲酯。磺内酯的例子可以包括丙烷磺内酯和丙烯磺内酯。酸酐的例子可以包括琥珀酸酐、乙烷二磺酸酐以及磺基苯甲酸酐。不过，溶剂不限于前述材料，并且可以是其他材料。

例如，电解质盐可以包含，诸如锂盐的一种或多种盐。不过，电解质盐可以包含不同于锂盐的盐。不同于锂盐的盐可以包括不同于锂盐的轻金属盐。

锂盐的例子可以包括六氟磷酸锂（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）。因此，可以获得卓越的电池容量、卓越的循环特性、卓越的保存特性等。

特别地，LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄和LiAsF₆中的一种或多种是优选的，LiPF₆是更优选的，这是由于内阻由此被降低，因此，可以获得更高的效果。不过，电解质盐不限于前述材料，并且可以是其他材料。

虽然电解质盐的含量没有特别限制，但是相对于溶剂的含量优选是从0.3mol/kg到3.0mol/kg，这是由于可以借此获得高的离子导电性。

【二次电池的操作】

二次电池可以例如操作如下。在充电的时候，从正极21提取的锂离子通过电解液插入到负极22中。相反，在放电的时候，从负极22提取的锂离子通过电解液插入到正极21中。

在这种情况下，如上所述，为了在初次充电的时候，在负极22中实质上完成不可逆容量的产生反应，在初次充电时的充电电压（例如4.6V）优选比初次充电后的充电时的充电电压（例如4.35V）更高。更具体地，二次电池优选被充电直到其电压达到等于或大于4.4V（对锂金属的标准电位）的电压。

【制造二次电池的方法】

二次电池可以通过例如下列步骤制造。

首先，制作正极21。作为正极活性物质的前述二次电池用活性物质与正极粘合剂和/或正极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，在正极集电体21A的两个表面涂上正极混合物浆料，接着干燥，形成正极活性物质层21B。随后，利用辊压机等将正极活性物质层21B压缩成型。在这种情况下，在加热下执行压缩成型，或者可以重复几次压缩成型。

进一步地，负极22通过类似于上述正极21的步骤制造。将负极活性物质与负极粘合剂和/或负极导体等混合，以制备负极混合物，负极混合物随后被分散在有机溶剂等中以形成糊状负极混合物浆料。随后，在负极集电体22A的两个表面涂上负极混合物浆料，接着干燥，从而形成负极活性物质层22B。此后，将负极活性物质层22B压缩成型。

最终，二次电池利用正极21和负极22组装。通过焊接法等将正极引线25连接到正极集电体21A，以及通过焊接法等将负极引线26连接到负极集电体22A。随后，将正极21和负极22与他们之间的隔膜23层叠，并螺旋卷绕，从而制成螺旋卷绕电极体20。其后，将中心销24插入螺旋卷绕电极体20的中心。随后，将螺旋卷绕电极体20夹在一对绝缘板12与13之间，并容纳到电池壳11中。在这种情况下，通过焊接法等将正极引线25的末端被连接到安全阀机构15，并通过焊接法等将负极引线26的末端连接到电池壳11。随后，将电解质盐被分散在溶剂中的电解液注入到电池壳11中，隔膜23被电解液浸渍。随后，在电池壳11的开放端，通过垫圈17嵌填而固定电池盖14、安全阀机构15以及PTC元件16。

【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包含作为正极活性物质的二次电池用活性物质。在这种情况下，如上所述，在充放电的时候，过渡金属不大可能被从正极活性物质溶出。除此之外，电池容量的降低被抑制，以及气体生成被抑制。因此，即使二次电池被重复充放电，以及二次电池被保存在高温环境下，放电容量不大可能降低。此外，二次电池不大可能膨胀。因此，可以获得卓越的电池特性。其他功能和其他效果类似于二次电池用活性物质的功能和效果。

【2-2.二次电池用电极和二次电池（层叠膜型锂离子二次电池）】

图4示出另一个二次电池的分解立体配置。图5示出在图4中示出的螺旋卷绕电极体30沿线V-V观看的放大截面图。不过，图4示出螺旋卷绕电极体30与两个外部包装构件40分开的的状态。在下列描述中，上述圆柱型二次电池的元件会在必要的时候使用。

【二次电池的整体配置】

这里描述的二次电池是所谓的层叠膜型锂离子二次电池。例如，如图4所示，螺旋卷绕电极体30可以被包含在膜状外部封装构件40中。在螺旋卷绕的电极体30中，例如正极33和负极34与它们之间的隔膜35和电解质层36层叠，并被螺旋卷绕。正极引线31被连接到正极33，以及负极引线32被连接到负极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可以以相同方向从外部封装构件40的内侧引出到外侧。例如，正极引线31可以由诸如铝的导电材料制成，以及负极引线32例如可以由诸如铜、镍和不锈钢的导电材料制成。这些导电材料可以是例如薄板或网格的形状。

外部封装构件40可以是以熔融粘结层、金属层和表面保护层依次层叠的层叠膜。外部封装构件40可以例如如下地获得：使熔融粘结层与螺旋卷绕电极体30相对地层叠两个层叠膜，随后熔融粘结相应熔融粘结层的外部边缘。不过，两个层叠膜可以通过粘合剂等彼此粘结。熔融粘结层的例子可以包括由聚乙烯和聚丙烯制成的膜。金属层的例子可以包括铝箔。表面保护层的例子可以包括由尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯等制成的膜。

特别地，外部封装构件40可以优选以聚乙烯膜、铝箔、尼龙膜被依次层叠的铝层叠膜。不过，外部封装构件40可以是具有其他层叠结构的层叠膜，例如聚丙烯的高分子膜，或金属膜。

例如，防止外部空气侵入的粘性膜41可插入到外部封装构件40与正极引线31之间以及外部封装构件40与负极引线32之间。粘性膜41由对正极引线31和负极引线32具有粘性的材料制成。具有粘性的材料的例子可以包括聚烯烃树脂。更具体的例子可以包括聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。

正极33可以具有例如在正极集电体33A的两个表面上的正极活性物质层33B。负极34可以具有例如在负极集电体34A的两个表面上的负极活性物质层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。换句话说，作为二次电池用的电极的正极33的正极活性物质层33B包含作为正极活性物质的前述二次电池用活性物质。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，因此，可以借此获得高的离子导电性（例如，在室温时1mS/cm或更多），以及防止电解液的液体泄漏。电解质层36可以进一步包含其他材料，例如添加剂。

所述高分子化合物包含高分子材料中的一种或多种。高分子材料的例子可以包括聚丙烯腈、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、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚苯乙烯以及聚碳酸酯等。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，以及聚偏二氟乙烯是更优选的，这是由于这样的高分子化合物是电化学稳定的。

例如，电解液的组成可以类似于圆柱型二次电池的电解液的组成。不过，在作为凝胶电解质的电解质层36中，电解液的溶剂指的是广义的概念，其不仅包括液体溶剂，而且包括具有能够使电解质盐离解的离子导电性的材料。因此，在使用具有离子导电性的高分子化合物的情况下，高分子化合物也被包含在溶剂中。

需要注意的是，可以原样使用电解液来替代凝胶电解质层36。在这种情况下，隔膜35用电解液浸渍。

【二次电池的操作】

二次电池可以例如如下地操作。在充电的时候，从正极33提取的锂离子可以通过电解质层36插入到负极34中。相反，在放电的时候，从负极34提取的锂离子可以通过电解质层36插入到正极33中。在这种情况下，同样，为了在初次充电的时候，在负极34中实质上完成不可逆容量的产生反应，在初次充电时的充电电压优选比初次充电后的充电时的充电电压更高。

【制造二次电池的方法】

包括凝胶电解质层36的二次电池可以通过例如下列三种类型的过程制造。

在第一过程中，通过类似于正极21和负极22的制造过程，制造正极33和负极34。在这种情况下，通过在正极集电体33A的两个表面上形成正极活性物质层33B来制造正极33，以及通过在负极集电体34A的两个表面上形成负极活性物质层34B来制造负极34。随后，准备好前体溶液，前体溶液包含电解液、高分子化合物和例如有机溶剂的溶剂。其后，正极33和负极34被涂上前体溶液以形成凝胶电解质层36。随后，通过焊接法等将正极引线31连接到正极集电体33A，以及通过焊接法等将负极引线32连接到负极集电体34A。随后，将正极33和负极34与他们之间的隔膜23层叠，并螺旋卷绕，从而制成螺旋卷绕电极体30。其后，将保护带37粘结到电极体30的最外周。随后，将螺旋卷绕电极体30夹在两片膜状外部封装构件40后，通过热熔粘结法等将外部封装构件40的外侧粘结，从而将螺旋卷绕的电极体30封入到外部封装构件40中。在这种情况下，将粘性膜41插入正极引线31与外部封装构件40之间以及负极引线32与外部封装构件40之间。

在第二过程中，正极引线31被连接到正极33，以及负极引线32被连接到负极34。随后，将正极33和负极34与他们之间的隔膜23层叠，并螺旋卷绕以制作螺旋卷绕体，作为螺旋卷绕电极体30的前体。其后，保护带37被粘结到电极体30的最外周。随后，在螺旋卷绕体被夹在两片膜状外部封装构件40后，通过热熔粘结法等，除了一个侧边以外，将外部封装构件40的最外周粘结，并将螺旋卷绕体容纳在袋状的外部封装构件40中。随后，将电解液、作为高分子化合物的原材料的单体、聚合引发剂、以及诸如聚合抑制剂的其他材料混合在一起，从而制备电解质的组成物。随后，将电解质的组成物注入到袋状外部封装构件40中。其后，将外部封装构件40通过热熔粘结法等密封。随后，单体被热聚合，因此，形成高分子化合物。结果，高分子化合物被电解液浸渍，高分子化合物被凝胶化，从而形成电解质层36。

在第三过程中，除了使用两个表面均涂上高分子化合物的隔膜35以外，螺旋卷绕体以类似于前述第二过程的方式制造并容纳在袋状外部封装构件40中。用于涂覆隔膜35的高分子化合物的例子包括，包含偏二氟乙烯（均聚物，共聚物，或多元共聚物）作为组分的聚合物。均聚物的具体例子可以包括聚偏二氟乙烯。共聚物的例子可以包括，包含偏二氟乙烯和六氟磷酸丙烯作为组分的二元共聚物。多元共聚物的例子可以包括，包含偏二氟乙烯、六氟丙烯和氯三氟乙烯作为组分的三元共聚物。需要注意的是，除了包含偏二氟乙烯作为组分的聚合物，还可以使用其他的一种或多种高分子化合物。随后，制备电解液，并注入到外部封装构件40中。其后，外部封装构件40的开口通过热熔粘结法等密封。随后，加热所得物，同时将重力施加到外部封装构件40，隔膜35粘结到正极33和负极34，其中高分子化合物在正极33与负极34之间。结果，高分子化合物被电解液浸渍，高分子化合物被凝胶化，从而形成电解质层36。

在第三过程中，相比第一过程中的二次电池，二次电池的膨胀被进一步抑制。此外，与第二过程相比，在第三过程中，作为高分子化合物原材料的单体、溶剂等物不大可能被留在电解质层36中。因此，高分子化合物的形成步骤被有利地控制。因此，在正极33、负极34以及隔膜35和电解质层36之间获得足够的粘性。

【二次电池的功能和效果】

根据层叠膜型二次电池，正极33的正极活性物质层33B包含前述作为正极活性物质的二次电池用活性物质。因此，由于类似于圆柱型二次电池的原因，可实现卓越的电池性能。其他功能和其他效果类似于圆柱型二次电池的功能和效果。

【2-3.二次电池用电极和二次电池（锂金属二次电池）】

这里描述的二次电池是锂二次电池（锂金属二次电池），负极22的容量通过锂金属的析出和溶解获得。此二次电池具有类似于前述圆柱型锂离子二次电池的配置，除了负极活性物质层22B由锂金属形成以外，通过类似于圆柱型锂离子二次电池的过程制造。

在二次电池中，锂金属被用作负极活性物质，因此，可获得高的能量密度。在组装的时候，可以存在负极活性物质层22B，或者在组装的时候，不必存在负极活性物质层22B，其可以由在充电时析出的锂金属形成。进一步地，负极活性物质层22B可以被用作集电体，因此，负极集电体22A可以省略。

此二次电池可以例如如下地操作。在充电的时候，锂离子从正极21放电，并通过电解液，在负极集电体22A的表面上析出为锂金属。相反，在放电的时候，锂金属从负极活性物质层22B溶出为锂离子，并通过电解液插入到正极21中。

根据此锂金属二次电池，由于正极21的正极活性物质层21B包含前述作为正极活性物质的二次电池用活性物质，类似于锂离子二次电池的原因，可获得卓越的电池特性。其他功能和其他效果类似于锂离子二次电池的功能和效果。需要注意的是，这里描述的二次电池不限于圆柱性二次电池，并且可以是层叠膜型二次电池。

【3.二次电池的应用】

下一步，将给出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于允许使用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、设备、仪器、装置、系统（多个设备等的集合体）等。被用作电源的二次电池可以是主电源（优先使用的电源），或可以是辅助电源（被用作代替主电源或从主电源切换的电源）。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。

二次电池的应用例可以包括电子装置（包括便携式电子装置），例如视频摄像机、数码照相机、移动电话、笔记本个人电脑、无绳电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视、个人数字助理终端。二次电池应用的进一步例子可以包括：移动生活方式电器，例如电动剃须刀；例如备用电源和存储卡等的存储装置；电动工具，例如电钻和电锯；用作笔记本个人计算机等的可拆卸和可更换电源的电池组；医疗电子装置，例如心脏起搏器、助听器；电动车辆，例如电动汽车（包括混合动力汽车）；以及电力存储系统，例如用于存储电力作为紧急电源等的家用电池系统。不言而喻，可以适用于不同于前述应用的应用。

特别地，二次电池有效适用于电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、电子装置等。其中的一个原因是，在这些应用中，由于需要卓越的电池特性，通过使用根据本技术实施方式的二次电池，上述装置的性能被有效改善。需要注意的是，电池组是使用二次电池的电源，并且是所谓的组装电池等。电动汽车是使用二次电池作为驱动电源来工作（运行）的车辆。如上所述，电动汽车可以是包括不同于二次电池的驱动源的汽车（例如，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，在家用电力存储系统中，电力被存储在作为电力存储源的二次电池中，因此，家用电气产品等通过利用该电力而变得可用。电动工具是通过作为驱动电源的二次电池的使用，可运动部分（例如，钻头）被移动的工具。电子装置是通过作为驱动电源（电源）的二次电池的使用，执行各种功能的装置。

将具体给出二次电池的某些应用例的描述。需要注意的是，下面说明的应用例的配置仅仅是例子，其可以根据需要改变。

【3-1.电池组】

图6示出电池组的块配置。例如，电池组可以包括在由塑料等制成的外壳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、温度检测元件69、电流测量电阻70、正极端子71以及负极端子72。

控制部61控制整个电池组（包括电源62的使用状态）的操作，以及可以包括，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。二次电池的连接类型可以是串联类型，可以是并联类型，或可以是混合的连接类型。作为例子，电源62可以包括以两个并联和三个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是否可连接到外部设备）。切换部63可以包括，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中的每个可以是，例如半导体开关，例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利用电流测量电阻70测量电流，并向控制部61输出测量结果。温度检测部65利用温度检测元件69测量温度，并向控制部61输出测量结果。温度测量结果可以被用于例如在产生异常发热时控制充放电的情况，或在计算剩余容量时控制部61执行校正处理的情况。电压检测部66测量电源62中的二次电池的电压，对所测量出的电压执行模数转换，并向控制部61提供转换结果。

切换控制部67根据电流测量部64和电压检测部66输入的信号来控制切换部63的操作。

切换控制部67执行控制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。结果，在电源62中，仅允许通过放电二极管执行放电。需要注意的是，例如，在充电时大电流流过的情况下，切换控制部67阻断充电电流。

进一步地，切换控制部67执行控制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的电流路径流动中。结果，在电源62中，仅允许通过充电二极管执行充电。例如，在放电时大电流流过的情况下，切换控制部67阻断放电电流。

需要注意的是，在二次电池中，例如，过充电检测电压可以是4.2V±0.05V，以及过放电检测电压可以是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可以保持例如由控制部61计算的数值和在制造步骤中测量的二次电池的信息（例如在初始状态的内阻）。需要注意的是，在存储器68保持二次电池满充容量的情况下，控制部61被允许掌握例如剩余容量的信息。

温度检测元件69测量电源62的温度，并向控制部61输出测量结果。温度检测元件69可以是例如热敏电阻等。

正极端子71和负极端子72是被连接到利用电池组驱动的外部设备（例如笔记本个人计算机）的端子，或用于对电池组充电的外部设备（例如，电池充电器）的端子。电源62通过正极端子71和负极端子72充放电。

【3-2.电动汽车】

图7示出作为电动车辆例子的电动汽车的块配置。例如，电动车辆可以包括在由金属制成的外壳73中的控制部74、发动机75、电源76、驱动电机77、差速器78、发电装置79、传动装置80、离合器81、逆变器82和83、以及各种传感器84。除此之外，电动汽车包括例如被连接到差速器78和传动装置80的前驱动轴85和前轮胎86、后驱动轴87、以及后轮胎88。

电动汽车可以利用作为驱动源的发动机75和电动机77中的一个来运行。发动机75是主动力源，可以是例如汽油发动机。在发动机75被用作动力源的情况下，发动机75的驱动力（转矩）可以通过例如，作为驱动部的差速器78、传动装置80以及离合器81被传递到前轮胎86或后轮胎88。发动机75的转矩还可以被传递到发电装置79。发电装置79利用转矩生成交流电。交流电通过逆变器83转换为直流电，并且所转换的电力被存储在电源76中。相反，在作为转换部的电机77用作动力源的时候，从电源76提供的电力（直流电）通过逆变器82转换为交流电。利用交流电驱动电动机77。通过转换电动机77的电力获得的驱动力（转矩）可以通过例如作为驱动部的差速器78、传动装置80以及离合器81被传递到前轮胎86或后轮胎88。

需要注意的是，或者可采用以下机构。在此机构中，当电动汽车的速度被未图示的制动机构降低时，在速度降低时的阻力被转移到电动机77作为转矩，并且电动机77由该转矩生成交流电。交流电通过逆变器82被转换为直流电，并且直流再生电力被存储在电源76中是优选的。

控制部74控制整个电动汽车的操作，控制部74可以包括例如CPU等。电源76包括一个或多个二次电池（未示出）。或者，电源76可以被连接到外部电源，以及通过接收外部电源的电力，可将该电力存储。各种传感器84可以被用于控制例如发动机75的转数，或用于控制未示出的节流阀的开放程度（节流阀开放程度）。各种传感器84可以包括，例如，速度传感器、加速传感器和/或发动机频率传感器等。

上述给出了作为电动汽车的混合动力汽车的描述。不过，电动车辆的例子可以包括仅使用电源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.电力存储系统】

图8示出电力存储系统的块配置。例如，电力存储系统可以包括在房屋89（例如一般住宅和商业楼宇内）的控制部90、电源91、智能电表92、以及电力枢纽（power hub）93。

在这种情况下，电源91可以被连接到例如被设置在房屋89内的电气设备94，以及可以连接到停泊在房屋89外面的电动车辆96。进一步地，例如，电源91可以通过电力枢纽93连接到安装在房屋89内的私人发电机95，以及可以通过智能电表92和电力枢纽93连接到外部集中电力系统97。

需要注意的是，电气设备94可以包括，例如一种或多种家用电器，例如冰箱、空调、电视机、热水器。私人发电机95可以是例如太阳能发电、风力发电机等的一种或多种。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种或多种。集中电力系统97可以是例如热电厂、核电站、液压发电厂、风力发电厂等中的一种或多种。

控制部90控制整个电力存储系统（包括电源91的使用状态）的操作，以及可以包括，例如，中央处理单元（CPU）等。电源91包括一个或多个二次电池（未示出）。智能电表92可以是例如能够兼容被布置在需要电力的房屋89中的网络的电能计量表，并且其可与电力供应商通信。因此，例如，在智能电表92与外面通信的同时，智能电表92控制房屋89中的供给和需求的平衡，因此，允许有效、稳定的能量供给。

在电力存储系统中，例如，电力可以通过智能电表92和电力枢纽93从作为外部电源的集中电力系统97存储在电源91中，以及电力可以通过电力枢纽93从作为独立电源的私人发电机95存储在电源91中。根据控制部90的指令，被存储在电源91中的电力被提供给电气设备94或提供给电动车辆96。因此，电气设备94变成可操作的，以及电动车辆96变成可充电的。换句话说，电力存储系统是能够利用电源91在房屋89中存储和提供电力的系统。

存储在电源91中的电力可任意使用。因此，例如，当半夜电价不昂贵时，电力从集中电力系统97存储在电源91中，并且允许在白天电价昂贵时使用存储在电源91中的电力。

需要注意的是，前述电力存储系统可以被安装在每个家庭（家庭单元）中，或可以被安装用于多个家庭（多个家庭单元）。

【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，以及可以包括在由塑料和/或类似材料制成的工具本体98中的控制部99和电源100。例如，作为可移动部的钻头部101可以以可操作（可旋转）的方式连接到工具本体98。

控制部99控制整个电动工具（包括电源100的使用状态）的操作，以及可以包括例如CPU等。电源100包括一个或多个二次电池（未示出）。根据未示出的操作开关的操作，控制部99允许电力从电源100提供给钻头部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到22】

【正极活性物质的合成】

首先，用作正极活性物质的含锂化合物颗粒（Li_1+a(Mn_bCo_cNi_1-b-c)_1-aM_dO_2-e）通过下列过程获得。

首先，准备作为原材料的碳酸锂（Li₂CO₃）、碳酸锰（MnCO₃）、氢氧化镍（Ni（OH）₂）、氢氧化钴（Co（OH）₂）以及硝酸铝（Al(NO₃)₃·9H₂O）。随后，混合原材料，其后，利用水作为分散介质通过球磨机充分混合并磨碎。在这种情况下，原材料的混合率被调节，以便要获得的复合氧化物的组成（摩尔比）变成Li：Mn：Co：Ni：Al=1.13：0.522：0.174：0.174：0.01。随后，将混合物在空气中被烧制（在850摄氏度烧制12小时）以合成复合氧化物（Li_1.13（Mn_0.6Co_0.2Ni_0.2）_0.87Al_0.01O₂）。随后，将复合氧化物在作为处理液的磷酸氢二铵（(NH₄)₂HPO₄）溶液（1mol%）浸泡（一个小时），随后搅拌（500rpm），此后，蒸发水分。通过这样的利用处理液的表面处理，Mn的摩尔比随着从复合氧化物的中心部位置朝其表面部位置推移而逐渐变大，而Li的摩尔比随着从复合氧化物的中心部位置朝其表面部位置推移而逐渐变小。最终，将复合氧化物再次烧制（在300摄氏度烧制10小时）。

除此之外，在表格1和表格2中示出的含锂化合物颗粒通过改变前述条件（例如原材料类型和混合比率）来获得。通过这样的改变获得的条件的具体内容如下。

为了改变M类型以及存在M或不存在M，Al(NO₃)₃·9H₂O不用作原材料，并且碳酸镁（MgCO₃）用作其他原材料。特别地，在M是Ti的情况下，复合氧化物在不使用Al(NO₃)₃·9H₂O的情况下被合成，其后，利用机械化学装置将复合氧化物与氧化钛（TiO₂）一起处理（持续一个小时）。为了改变值a～d，调节原材料的混合比率。为了改变值e，在代替空气的氮（N₂）气氛中执行烧制处理的同时，或在执行氮气鼓泡的同时，合成复合氧化物，此后，在N₂气氛中执行烧制处理。为了改变比率（1+a1）/（1+a2），调节原材料的混合比率，或在N₂气氛中执行烧制处理，或用硝酸（HNO₃：0.5mol%到1.5mol%）代替(NH₄)₂HPO₄溶液。特别地，在比率（1+a1）/（1+a2）大幅下降的情况下，将HNO₃浓度设置为高值（1.5mol%），以及在比率（1+a1）/（1+a2）大幅增加的情况下，将HNO₃浓度设置为低值（0.5mol%）。

相应的含锂化合物颗粒的组成（a～e的摩尔比，以及比率（1+a1）/（1+a2）和b1/b2）在表格1和2中示出。“Mn摩尔比的倾斜”指的是，随着位置从各个含锂化合物颗粒的中心部朝表面部推移时，Mn的摩尔比是否增加。“Li摩尔比的倾斜”指的是，随着位置从各个含锂化合物颗粒的中心部朝其表面部推移时，Li的摩尔比是否降低。

如下地检查在表面部中的每个摩尔比。首先，使各个含锂化合物颗粒的内部渗透树脂，在真空中干燥所得物，此后，将每个含锂化合物颗粒进行聚焦离子束（FIB）处理以暴露截面。随后，各个含锂化合物颗粒利用液氮冷却，将各个含锂化合物颗粒利用无损伤电子显微镜原型薄片化装置（Fischione Instruments,Inc的Model1040）进行氩（Ar）离子研磨处理以制造测量样品。最终，利用电子显微镜（JEOL Ltd.的JEM2100F，200kV的加速电压）和随附的EDX分析仪分析每个含锂化合物颗粒的每个组成。

如下检查在中心部中的每个摩尔比。利用扫描X射线光电子光谱仪（ULVAC-PHI,INCORPORATED的Quantera SXM），分析每个含锂化合物颗粒的每个平均组成。在这种情况下，单色Al-Kα（1486.6eV）用作X射线源（X射线光点直径：100μm），以及1kV，1mm×1mm，和大约7.7nm/min被用作Ar溅射的条件。

如下检查“Mn摩尔比的倾斜”和“Li摩尔比的倾斜”的存在或不存在。在用弱酸溶解每个含锂化合物颗粒的同时，每1分钟检查一次组成（每个Mn的摩尔比和每个Li的摩尔比），制作出图表（plot）。根据其结果，摩尔比被改变的情况被评为“存在”，以及摩尔比未被改变的情况被评为“不存在”。

【二次电池的制造】

在图4和图5中示出的层叠膜型锂离子二次电池利用前述正极活性物质制造。

在制造正极33时，将90质量份的正极活性物质，5质量份的正极粘合剂（聚偏二氟乙烯（PVDF）），以及5质量份的正极导体（科琴黑）混合以获得正极混合物。随后，将正极混合物分散在有机溶剂（N-甲基-2-吡咯烷酮（NMP））中以获得正极混合物浆料。随后，将正极集电体33A的两个表面（具有厚度为15μm的铝箔）均匀涂上正极混合物浆料，将其用热空气干燥以形成正极活性物质层33B。最后，正极活性物质层33B利用辊压机压缩成型。此后，将正极集电体33A和正极活性物质层33B切割成条状（48mm×300mm）。

在制造负极34时，在表格1和表格2中示出的每个负极活性物质与聚酰亚胺的20wt%NMP溶液以7：2的质量比混合，从而获得负极混合物浆料。作为负极活性物质，使用氧化硅（SiO：中值直径=7μm）、硅（Si：中值直径=7μm）以及石墨（C：中值直径=15μm）。随后，将负极集电体34A的两个表面（具有厚度为15μm的铜箔）均匀涂上负极混合物浆料，干燥（80摄氏度）由此产生的涂覆膜。最后，涂覆膜用辊压机压缩成型。其后，加热涂覆膜（在700摄氏度加热3小时），从而形成负极活性物质层34B。最后，负极集电体34A和负极活性物质层34B被切割成条状（50mm×310mm）。

如下组装二次电池。由铝制成的正极引线25被焊接到正极33的正极集电体33A，以及，由铜制成的负极引线26被焊接到负极34的负极集电体34A。随后，正极33和负极34被层叠，使隔膜35（具有厚度为25μm的微孔聚乙烯膜）在两者之间，以及，将由此产生的层叠本体在纵向上螺旋卷绕，以便制成螺旋卷绕电极体30。其后，保护带37被粘贴到螺旋卷绕电极体30的最外周部分。随后，将螺旋卷绕电极体30布置在两个膜状的封装构件40之间。其后，在外部封装构件40的三个侧面上的最外周被热熔粘结，从而获得袋装的形状。外部封装构件40是耐湿的铝层叠膜，其中，从外侧开始层叠具有25μm厚度的尼龙膜、具有40μm厚度的铝箔以及具有30μm厚度的聚丙烯膜。最后，电解液被注入到外部封装构件40中，隔膜35被电解液浸渍。其后，外部封装构件40中的每个的剩余一侧在降压的环境中彼此热熔粘结。电解液通过电解质盐（LiPF₆）溶解在溶剂（碳酸亚乙酯（EC）和碳酸甲乙酯（EMC））中获得。溶剂的组成（质量比）是EC：EMC=50：50，以及电解质盐相对于溶剂的含量是1mol/dm³（=1mol/l）。

【电池特性的测量】

作为二次电池的电池特性，检查容量特性、循环特性、膨胀特性和保存特性。可以获得在表格1和表格2中示出的结果。

在检查容量特性和循环特性时，初始容量（mAh）和循环维持率（%）通过下列过程获得。二次电池在周围环境温度（23摄氏度）中被充放电两次循环，以便测量在第二次循环的放电容量（mAh）作为初始容量。随后，二次电池被重复充放电直到在相同环境的总循环次数达到300，以及测量在第300次循环的放电容量（mAh）。最后，计算循环维持率（%）=（在第300次循环的放电容量/在第二次循环的放电容量）×100。作为充放电条件，充电电流是1.5A，充电电压是4.55V，充电时间是2.5小时，放电电流是0.5A，以及最终电压是3V。

在检查膨胀特性时，在二次电池的厚度（mm）在周围温度环境（23摄氏度）中在充放电前被测量后，二次电池被充放电两次循环，其后，测量在充放电后的厚度（mm）。根据其测量结果，计算膨胀（mm）=充放电后的厚度-充放电之前的厚度。充放电条件类似于在检查容量特性的情况下的条件。

在检查保存特性时，二次电池在周围温度环境（23摄氏度）被充放电，以测量在保存前的放电容量（mAh）。随后，二次电池被再次充电，并且将二次电池在高温环境（60摄氏度）下保存300小时。其后，二次电池被放电以测量保存后的放电容量（mAh）。根据该结果，计算保存维持率（%）=（保存后的放电容量/保存前的放电容量）×100。作为充放电条件，充电电流是0.5A，充电电压是4.55V，充电时间是2.5小时，放电电流是0.5A，以及最终电压是3V。

【表格1】

【表格2】

根据含锂化合物颗粒（Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e）的组成和配置，电池特性变化很大。

更具体地，在a到e满足0<a<0.25、0.5≤b<0.7、0≤c<1-b、0≤d≤1和0≤e≤1的情况下，与不满足前述条件的情况相比，初始容量、循环维持率和保存维持率增加。

进一步地，在Mn的摩尔比和Li的摩尔比两者均是倾斜的情况下，与两者的摩尔比均不是倾斜的情况相比，循环维持率和保存维持率增加，并且膨胀降低。

进一步地，在比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1的情况下，在基本保持初始容量的同时，与比率（1+a1）/（1+a2）不满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1的情况相比，循环维持率和保存维持率增加，并且膨胀降低。

根据表格1和表格2的结果，在作为正极活性物质的含锂化合物颗粒具有由式（1）表示的组成；以及Mn的摩尔比b1和b2、Li的摩尔比1+a1和1+a2以及比率（1+a1）/（1+a2）分别满足前述条件的情况下，可以获得卓越的电池特性。

本技术已经参考优选的实施方式和实施例在上面进行了描述。不过，本技术不限于在上述优选实施方式和实施例中描述的例子，其可以进行各种更改。例如，上述已经给出了电池结构是圆柱型或层叠膜型，以及电池装置具有螺旋卷绕结构的情况的具体例子。不过，适用的结构不限于此。本技术的二次电池同样适用于具有不同电池结构的电池，例如正方型电池、硬币型电池以及钮扣型电池，或电池装置具有其他结构，例如层叠结构的电池。

进一步地，本技术的二次电池用活性物质和二次电池用电极不仅可以应用于二次电池，而且可以应用于其他电化学装置。其他电化学装置的例子可以包括电容。

进一步地，上述已经给出从实施例的结果获得比率（1+a1）/（1+a2）范围的适当范围的描述。不过，这些描述并未完全否定比率（1+a1）/（1+a2）超出前述范围的可能性。换句话说，前述适当范围是获得本技术的效果的特别优选范围。因此，只要能获得本技术的效果，比率（1+a1）/（1+a2）可以在某种程度上超出前述范围。这同样适用于在式（1）中a到e等的范围。

需要注意的是，本技术可以如下配置。

（1）一种二次电池，包括：

正极；

负极；以及

电解液，其中

正极包括含锂化合物，含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，

含锂化合物包括中心部和表面部，

在表面部中锰（Mn）的摩尔比b1大于在中心部中Mn的摩尔比b2，

在表面部中锂（Li）的摩尔比1+a1小于在中心部中Li的摩尔比1+a2，以及

在表面部中Li的摩尔比1+a1与在中心部中Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示铝（Al）、镁（Mg）、锆（Zr）、钛（Ti）、钡（Ba）、硼（B）、硅（Si）和铁（Fe）中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

（2）根据（1）的二次电池，其中在式（1）中的M是Al、Mg和Ti中的一种或多种。

（3）根据（1）或（2）的二次电池，其中在式（1）中的a满足0.1<a<0.25。

（4）根据（1）到（3）中任意一项的二次电池，其中

负极包含基于金属的材料，以及

基于金属的材料包括Si或锡（Sn）或这两者作为构成元素。

（5）根据（4）的二次电池，其中基于金属的材料包括由SiO_v表示的硅氧化物（0.2<v<1.4）。

（6）根据（1）到（5）中任意一项的二次电池，其中，执行充电直到电压达到等于或大于大约4.4V的值（对锂金属）。

（7）根据（1）到（6）中任意一项的二次电池，其中二次电池是锂二次电池。

（8）一种二次电池用电极，二次电池用电极包括含锂化合物，含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中

含锂化合物包括中心部和表面部，

在表面部中Mn的摩尔比b1大于在中心部中Mn的摩尔比b2，

在表面部中Li的摩尔比1+a1小于在中心部中Li的摩尔比1+a2，以及

在表面部中Li的摩尔比1+a1与在中心部中Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

（9）一种二次电池用活性物质，二次电池用活性物质包括含锂化合物，含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中

含锂化合物包括中心部和表面部，

在表面部中Mn的摩尔比b1大于在中心部中Mn的摩尔比b2，

在表面部中Li的摩尔比1+a1小于在中心部中Li的摩尔比1+a2，以及

在表面部中Li的摩尔比1+a1与在中心部中Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；以及a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

（10）一种电池组，包括：

根据（1）到（7）中任意一项的二次电池；

控制部，被配置为控制二次电池的操作；以及

切换部，被配置为根据控制部的指令，切换二次电池的操作。

（11）一种电动车辆，包括：

根据（1）到（7）中任意一项的二次电池；

转换部，被配置为将二次电池提供的电力转换为驱动力；

驱动部，被配置为根据驱动力操作；以及

控制部，被配置为控制二次电池的操作。

（12）一种电力存储系统，包括：

根据（1）到（7）中任意一项的二次电池；

一种或多种电气设备，被配置为由二次电池提供电力；以及

控制部，被配置为控制从二次电池向一个或多个电气设备提供电力。

（13）一种电动工具，包括：

根据（1）到（7）中任意一项的二次电池；以及

可移动部，被配置为由二次电池提供电力。

（14）一种电子装置，包括作为电力供给源的根据（1）到（7）中任意一项的二次电池。

本领域的技术人员应当理解，根据设计要求和其他因素，可以出现各种更改、组合、子组合和变化，只要这些变化和更改在本发明权利要求及其等价方案的范围内即可。

Claims (14)

1.一种二次电池，包括：

正极；

负极；以及

电解液，其中，

所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的锰（Mn）的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的锂（Li）的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示铝（Al）、镁（Mg）、锆（Zr）、钛（Ti）、钡（Ba）、硼（B）、硅（Si）和铁（Fe）中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，在所述式（1）中的M是Al、Mg和Ti中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，在所述式（1）中的a满足0.1<a<0.25。

4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述负极包含基于金属的材料，并且

所述基于金属的材料包括Si或锡（Sn）或这两者作为构成元素。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述基于金属的材料包括由SiO_v表示的硅氧化物，并且0.2<v<1.4。

6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，执行充电直至电压达到等于或大于约4.4V的值（对锂金属）。

7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述二次电池是锂二次电池。

8.一种二次电池用电极，所述二次电池用电极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的Mn的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

9.一种二次电池用活性物质，所述二次电池用活性物质包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，其中，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的Mn的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

10.一种电池组，包括：

二次电池；

控制部，被配置为控制所述二次电池的操作；以及

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、负极以及电解液，

所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的Mn的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

11.一种电动车辆，包括：

二次电池；

转换部，被配置为将所述二次电池提供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；以及

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、负极以及电解液，

所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的Mn的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

12.一种电力存储系统，包括：

二次电池；

一个或多个电气设备，被配置为由所述二次电池提供电力；以及

控制部，被配置为控制从所述二次电池向所述一个或多个电气设备提供电力，其中，

所述二次电池包括正极、负极以及电解液，

所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的Mn的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

13.一种电动工具，包括：

二次电池；以及

可移动部，被配置为由所述二次电池提供电力，其中，

所述二次电池包括正极、负极以及电解液，

所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的Mn的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤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、负极以及电解液，

所述正极包括含锂化合物，所述含锂化合物具有由以下式（1）表示的平均组成，

所述含锂化合物包括中心部和表面部，

在所述表面部中的Mn的摩尔比b1大于在所述中心部中的Mn的摩尔比b2，

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1小于在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2，并且

在所述表面部中的Li的摩尔比1+a1与在所述中心部中的Li的摩尔比1+a2之间的比率（1+a1）/（1+a2）满足0.5<（1+a1）/（1+a2）<1，

Li_1+a（Mn_bCo_cNi_1-b-c）_1-aM_dO_2-e...（1）

其中，M表示Al、Mg、Zr、Ti、Ba、B、Si和Fe中的一种或多种；并且a到e满足0<a<0.25，0.5≤b<0.7，0≤c<1-b，0≤d≤1，以及0≤e≤1。

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