CN104241683A - 二次电池、制造二次电池的方法、电池组和电动车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及二次电池、制造二次电池的方法、电池组和电动车辆。其中，二次电池包括：包括活性物质层的电极；以及设置在所述活性物质层上的电解质层，其中所述活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，所述电解质层包括高分子化合物和电解液，且通过所述电解质层的表面观察，(A)观察不到圆形区域，或(B)观察到一个或多个圆形区域，且所述圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

Description

二次电池、制造二次电池的方法、电池组和电动车辆

相关申请的交叉引用

本申请要求于2013年6月24日提交的日本在先专利申请JP2013-131639的权益，其全部内容通过引用结合于此。

技术领域

本技术涉及一种包括包含高分子化合物和电解液的电解质层的二次电池、制造二次电池的方法，和使用二次电池的电池组、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))已被广泛使用，并且已经要求进一步减小电子设备的尺寸和重量并实现其较长寿命。因此，作为电子设备的电力源，电池，特别是能够提供高能量密度的小的轻型二次电池已经被开发出来。

近来，已经认为这样的二次电池不仅适用于电子设备，而且也适用于其它应用。这种其它应用的实例可包括电池组，其安装和可拆卸地安装在电子设备或类似装置、电动车辆(诸如电动汽车)、电力存储系统(诸如家用电力服务器)以及电动工具(诸如电钻)上。

已经提出了利用各种充电和放电原理以获得电池容量的二次电池。特别而言，利用吸附和放出电极反应物的二次电池已引起人们的重视，因为这种二次电池比铅电池、镍镉电池等提供更高的能量密度。

二次电池包括：电极(负极和正极)和作为液体电解质的电解液。电极包括包含活性物质的活性物质层，且电解液包含溶剂和电解质盐。在包括电解液的二次电池中，在获得高离子传导率的同时，由于电解液的泄漏，可能发生诸如腐蚀的过失。

相应地，最近，作为凝胶电解质的电解质层已被使用，以防止电解液的这种泄漏。电解质层包含高分子化合物与电解液一起，且电解液由高分子化合物支持。

在形成电解质层的步骤中，在制备包含高分子化合物和电解液的溶液之后，活性物质层的表面被涂覆有溶液。因此，形成包含电解液和高分子化合物的电解质层以覆盖活性物质层的表面。在这种情况下，为了获得优异的电池特性，需要允许电解质层中的电解液尽可能渗透活性物质层。

因此，为了提高溶液相对于活性物质层的渗透性，活性物质层的表面被溶液涂覆数次(例如，参见日本未经审查的专利申请公开号2000-173656)。在这种情况下，在活性物质层的表面涂覆低粘度溶液之后，活性物质层的表面涂覆高粘度溶液。

发明内容

然而，由于溶液相对于活性物质层的渗透性还不充分，所以电池特性可能会降低。

理想的是提供一种二次电池、制造二次电池的方法、电池组、能够获得优异电池特性的电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子设备。

根据本技术的一个实施例，提供了一种二次电池，其包括：包括活性物质层的电极；和设置在活性物质层上的电解质层，其中活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，电解质层包括高分子化合物和电解液，且通过电解质层的表面观察，(A)观察不到圆形区域，或(B)观察到一个或多个圆形区域，且圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

根据本技术的一个实施例，提供了另一种二次电池，其包括：包括活性物质层的电极；和设置在活性物质层上的电解质层，其中电解质层通过将不包含高分子化合物的非水液体涂覆到活性物质层的表面，随后将包含电解液的非水溶液与高分子化合物一起涂覆到活性物质层的表面形成。

根据本技术的一个实施例，提供了一种制造二次电池的方法，其中形成活性物质层，和通过将不包含高分子化合物的非水液体涂覆到活性物质层的表面，并将包含电解液的非水溶液与高分子化合物一起涂覆到供应有非水液体的活性物质层的表面而形成电解质层。

根据本技术的一个实施例，提供了一种电池组，包括：二次电池；控制部，被配置为控制二次电池的运行；和切换部，被配置为根据控制部的指令来切换二次电池的运行，其中二次电池包括：包括活性物质层的电极；和设置在活性物质层上的电解质层，活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，电解质层包括高分子化合物和电解液，且通过电解质层的表面观察，(A)观察不到圆形区域，或(B)观察到一个或多个圆形区域，且圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

根据本技术的一个实施例，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，被配置为根据驱动力来操作；和控制部，被配置为控制二次电池的运行，其中二次电池包括包括活性物质层的电极；和设置在活性物质层上的电解质层，活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，电解质层包括高分子化合物和电解液，且通过电解质层的表面观察，(A)观察不到圆形区域，或(B)观察到一个或多个圆形区域，且圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

根据本技术的一个实施例，提供一种电力存储系统，其包括：二次电池；一个或多个电气装置，被配置为由二次电池供应电力；和控制部，被配置为控制从二次电池到一个或多个电气装置的电力的供应，其中二次电池包括包括活性物质层的电极；和设置在活性物质层上的电解质层，活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，电解质层包括高分子化合物和电解液，且通过电解质层的表面观察，(A)观察不到圆形区域，或(B)观察到一个或多个圆形区域，且圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

根据本技术的一个实施例，提供了一种电动工具，其包括：二次电池；和可移动部，被配置为由二次电池供应电力，其中二次电池包括包括活性物质层的电极；以及设置在活性物质层上的电解质层，活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，电解质层包括高分子化合物和电解液，且通过电解质层的表面观察，(A)观察不到圆形区域，或(B)观察到一个或多个圆形区域，且圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

根据本技术的实施例，提供了一种电子设备，其包括作为电力供应源的二次电池，其中二次电池包括：包括活性物质层的电极；以及设置在活性物质层上的电解质层，活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，电解质层包括高分子化合物和电解液，且通过电解质层的表面观察，(A)观察不到圆形区域，或(B)观察到一个或多个圆形区域，且圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

根据本技术的实施例，提供了一种电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子设备，每个都包括二次电池，其中二次电池具有类似于根据本技术的上述实施例的二次电池的结构的结构。

对于前面的“电解质层的表面观察”，可使用任何一个或多个显微镜，诸如光学显微镜。

前面术语“圆形区域”是指在显微照片中观察到的基本圆形的区域，且可能是由例如主要在形成电解质层的步骤中在其中混合的气泡引起的痕迹。由痕迹的外缘限定的形状(轮廓形状)可以是基本圆形的，且不限于正圆。即，轮廓形状没有特别限制，只要轮廓形状是其轮廓包括弯曲线的形状即可，且可以是椭圆形或其它形状。此外，痕迹的内部颜色是淡颜色(颜色比较接近白色)，而痕迹的外部颜色(基础颜色)是深颜色(颜色比较接近黑色)。因此，由于对比密度(对比度)，痕迹在视觉上被识别为圆形区域。然而，圆形区域不仅包括内部颜色完全是淡颜色的区域，而且还包括由于内部部分中的中央部分之外的部分的颜色是淡颜色而被识别为环形(或火山口形)的区域。应注意，前面的对比密度的位置关系(其中痕迹的内部部分是浅色的且其外部部分是深色)可颠倒。

在圆形区域的数量是一的情况下，前面的术语“平均直径”是指这种圆形区域的直径。在圆形区域的数量等于或大于二的情况下，前面的术语“平均直径”是指这样的两个或多个圆形区域的直径的平均值。“平均直径”可如下获得。首先，观察电解质层的表面(观察区域大小：46cm×4cm，观察区域域的数量：1)以获得显微照片。随后，通过使用显微照片，测量各自圆形区域的直径(mm)。最后，计算直径的平均值。

根据本技术的实施例的二次电池，电解质层通过将不包含高分子化合物的非水液体涂覆到活性物质层的表面上并将包含电解液的非水溶液与高分子化合物一起涂覆到活性物质层的表面而形成。因此，在活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米的情况下，通过表面观察观察不到圆形区域。可替代地，在这种情况下，当通过表面观察观察到一个活多个圆形区域时，圆形区域的平均直径等于或小于1.3毫米。因此，可获得优异电池特性。此外，根据本技术的实施例的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具和电子设备，可获得类似的效果。

根据制造根据本技术的实施方式的二次电池的方法，为了形成电解质层，不保护高分子化合物的非水液体被涂覆到活性物质层的表面上，且包含电解液的非水溶液与高分子化合物一起被涂覆到活性物质层的表面。因此，允许制造具有优异电池特性的二次电池。

应理解，前面的一般描述和下面的详细描述都是示例的，且旨在提供对如所要求保护的技术的进一步说明。

附图说明

附图被包括在内以提供对本公开的进一步理解，并被并入且构成本说明书的一部分。附图示出实施例，并与说明书一起用于解释本技术的原理。

图1是示出根据本技术实施方式的二次电池的配置的透视图。

图2是沿图1中所示的螺旋卷绕电极体的线II-II截取的横截面图。

图3是选择性地示出图2中所示的螺旋卷绕电极体的一部分的横截面图。

图4是用于说明电解质层的观察结果的显微照片。

图5是用于说明电解质层的另一个观察结果的显微照片。

图6示意地示出在图5中所示的显微照片的图。

图7是用于说明圆形区域的发生原因的横截面图。

图8是示出二次电池的应用实例(电池组)的配置的框图。

图9是示出二次电池的应用实例(电动车辆)的配置的框图。

图10是示出二次电池的应用实例(电力存储系统)的配置的框图。

图11是示出二次电池的应用实例(电动工具)的配置的框图。

图12是示出测试使用的二次电池的配置的横截面图。

图13是示出电解质层的表面观察(实例1-1)的结果的显微照片。

图14是示出电解质层的表面观察(实例1-2)的结果的显微照片。

图15是示出电解质层的表面观察(实例1-3)的结果的显微照片。

图16是示出电解质层的表面观察(实例1-4)的结果的显微照片。

图17是示出电解质层的表面观察(实例1-5)的结果的显微照片。

图18是示出电解质层的表面观察(实例1-8)的结果的显微照片。

图19是示出电解质层的表面观察(实例1-16)的结果的显微照片。

具体实施方式

将参考附图在下面详细地描述本技术的实施例。描述将按照以下顺序来给出。

1.二次电池

1-1.配置

1-2.制造方法

1-3.功能和效果

1-4.变型

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

[1.二次电池]

首先，将给出根据本技术的实施例的二次电池的描述。

[1-1.配置]

图1示出二次电池的透视配置。图2示出沿图1中所示的螺旋卷绕电极体10的线II-II截取的横截面配置。图3示出图2中所示的螺旋卷绕电极体10的选择部分。图1示出其中螺旋卷绕电极体10与两个封装构件20分离的状态。

[整体配置]

这里所描述的二次电池可以是例如其中正极14的容量通过吸附和放出作为电极反应物的锂(锂离子)获得的锂二次电池(锂离子二次电池)，且具有所谓的层压膜型电池结构。

例如，二次电池包含薄膜状外封装构件20中的螺旋卷绕电极体10。螺旋卷绕电极体10例如可通过在正极13和负极14之间层压隔板15和电解质层16并随后螺旋卷绕所得到的层压体形成。正极引线11附接到正极13，且负极引线12附接到负极14。螺旋卷绕电极体10的最外周由保护带17保护。

正极引线11和负极引线12可例如在相同方向上从外封装构件20的内部引出到外部。正极引线11可由例如任何一种或多种导电材料(诸如铝)制成。负极引线12可由例如任何一种或多种导电材料(诸如铜、镍和不锈钢)制成。这些导电材料可以是例如薄板或网的形状。

外封装构件20可以是例如熔融粘结层、金属层和表面保护层按照这样的顺序层压的层压膜。外封装构件20可例如通过层叠两个层压膜使得熔融粘结层和螺旋卷绕电极体10彼此相对并随后彼此熔融粘结熔融粘结层的各自外边缘形成。可替代地，两个层压膜可通过粘合剂或类似物彼此附接。熔融粘结层的实例可包括由聚乙烯、聚丙烯等制成的任何一个或多个膜。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任何一个或多个膜。

特别而言，作为外封装构件20，可优选其中聚乙烯膜、铝箔和尼龙膜按照该顺序层压的铝层压膜可。然而，外封装构件20可由具有其它层压结构的层压膜、聚合物膜(诸如聚丙烯)或金属膜制成。

例如，防止外部空气侵入的粘合膜21可插入外封装构件20和正极引线11之间和外封装构件20和负极引线12之间。粘合膜21由具有相对于正极引线11和负极引线12的粘合性的材料制成。粘合剂材料的实例可包括聚烯烃树脂。其更具体的实例可包括聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯、改性聚丙烯等中的任何一种或多种。

[正极]

正极13可在正极集电体13A的单个表面或两个表面上具有例如正极活性物质层13B。然而，图2和图3可示出例如正极活性物质层13B设置在正极集电体13A的两个表面上的情况。

正极集电体13A可例如由任何一种或多种导电材料(诸如铝、镍和不锈钢)制成。

正极活性物质层13B包含作为正极活性物质的能够吸附和放出锂的任何一种或多种正极材料。然而，正极活性物质层13B可包含例如任何一种或多种其它材料，诸如正极粘合剂和正极导电体。

正极材料可优选是含锂化合物，因为由此可获得高能量密度。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含锂(Li)氧化物和作为构成元素的一种或多种过渡金属元素。锂-过渡金属磷酸盐化合物是含有锂磷酸盐化合物和作为构成元素的一种或多种过渡金属元素。具体而言，可优选的是，过渡金属元素可以是钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)、铁(Fe)等中的任何一种或多种，因为由此可更高电压。锂-过渡金属复合氧化物的化学式可由例如Li_xM1O₂表达。锂-过渡金属磷酸盐化合物的化学式可由例如Li_yM2PO₄表达。在该式中，M1和M2中的每个都表示一种或多种过渡金属元素。x和y的值根据充电和放电状态的变化，可以例如在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具体实例可包括钴LiCoO₂、LiNiO₂和由下式(1)表示的锂_镍基复合氧化物，且可包括上述化合物以外的化合物。锂-过渡金属磷酸盐化合物的具体实例可包括LiFePO₄和LiFe_1-uMn_uPO₄(u<1)，且可包括上述化合物以外的化合物。其中一个原因是，在这种情况下，可获得高电池容量且也可获得优异的循环特性等。

LiNi_1-zM_zO₂...(1)

在式(1)中，M是钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)、铝(Al)、钒(V)、锡(Sn)、镁(Mg)、钛(Ti)、锶(Sr)、钙(Ca)、锆(Zr)、钼(Mo)、锝(Tc)、钌(Ru)、钽(Ta)、钨(W)、铼(Re)、镱(Yb)、铜(Cu)、锌(Zn)、钡(Ba)、硼(B)、铬(Cr)、硅(Si)、镓(Ga)、磷(P)、锑(Sb)和铌(Nb)中的一种或多种；且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、导电性聚合物等中的一种或多种。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。导电聚合物的实例可包括硫、聚苯胺和聚噻吩。不言而喻，正极材料不限于上述材料中的一种，且也可以是其它材料。

正极粘合剂的实例可包括合成橡胶、高分子材料等中的任何一种或多种。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碳材料等中的一种或多种。碳材料的实例可包括石墨、炭黑、乙炔黑和科琴黑。应注意，正极导电体可以是其它材料，诸如金属材料和导电聚合物，只要该材料具有导电性即可。

[负极]

负极14例如可在负极集电体14A的单个表面或两个表面上具有负极活性物质层14B。然而，图2和图3可示出例如负极活性物质层14B设置在负极集电体14A的两个表面上的情况。

负极集电体14A可由例如导电材料(诸如铜、镍和不锈钢)中的一种或多种制成。

负极集电体14A的表面可优选粗糙化。由此，由于所谓的锚定效应，负极活性物质层14B相对于负极集电体14A的粘合性提高。在这种情况下，足够的是，相对负极活性物质层14B的区域中的负极集电体14A的表面被粗糙化至最低。粗糙化方法的实例可包括通过利用电解处理形成微粒的方法。电解处理是在电解槽中使用电解方法通过在负极集电体14A的表面上形成微粒而在负极集电体14A的表面上提供凹度和凸度的方法。通过电解方法制造的铜箔通常称为“电解铜箔”。

负极活性物质层14B包含能够吸附和放出锂作为负极活性物质的一种或多种负极材料。然而，负极活性物质层14B可包含例如任何一种或多种其它材料，诸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情况可例如类似于正极粘合剂和正极导电体。

负极材料的可充电容量可优选大于正极13的放电容量，以防止锂金属在充电中间在负极14上无意地沉淀。即，能够吸附和放出锂的负极材料的电化学当量可优选大于正极13的电化学当量。

负极材料的实例可包括例如任何一种或多种碳材料。在碳材料中，晶体结构在吸附和放出锂时的变化非常小。因此，碳材料提供高能量密度和优异循环特性。此外，碳材料也作为负极导电体。

碳材料的实例可包括石墨化碳、非石墨化碳和石墨。非石墨化碳的(002)面的间距可优选等于或大于0.37nm，且石墨的(002)面的间距可优选等于或小于0.34nm。更具体而言，碳材料的实例可包括热解碳类、焦炭类、玻璃状碳纤维、有机高分子化合物烧制体、活性炭和炭黑。焦碳的实例可包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦。通过在合适温度下烧制(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制体。除此之外，碳材料的实例可包括在等于或小于约1000摄氏度的温度下加热处理的低结晶碳和无定形碳。应注意，任何碳材料的形状可以是无定形状、纤维形状、球形状、粒形状和鳞片形状中的任何一种。

此外，负极材料的实例可包括包含作为构成要素的任何一种或多种金属元素和类金属元素的材料(金属基材料)，因为由此可获得高能量密度。这样的金属基材料可以是单质、合金和化合物中的任意一种，可以是其中两种或更多种，或者可以是其部分或全部具有一个或多个相位的材料。应注意，这里描述的“合金”包括包含一种或多种金属元素和一种或多种类金属元素的材料，除了由两种或多种金属元素配置的材料。此外，“合金”可包含非金属元素。其结构的实例可包括固体溶液、共晶(低共熔混合物)、金属间化合物，和其中两种或多种共存的结构。

前述金属元素和前述类金属元素的实例可包括能够与锂形成合金的任何一种或多种金属元素和类金属元素。其具体实例可包括Mg、B、Al、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd和Pt。具体而言，硅、锡或两者都可以是优选的，因为硅和锡具有吸附和放出锂的优异能力，并且因此提供高能量密度。

包含作为构成元素的硅、锡或两者的材料可以是单质、合金和硅或锡的化合物中的任何一种、可以是其中两种或多种，或者可以是其部分或全部具有一个或多个相位的材料。应注意，术语“单质”仅仅指的是一般的单质(少量杂质可包含在其中)，且不一定指的是纯度100％的单质。

硅的合金可包含例如任何一种或多种元素，诸如除了Si以外的作为构成元素的Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr。Si的化合物可包含例如除Si以外的作为构成元素的C、O等中的任何一种或多种。应注意，例如硅的化合物可包含除Si以外的作为构成元素的用于硅的合金而描述的任何一种或多种元素。

硅的化合物和硅的合金的具体实例可包括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。应注意，SiO_v可以在0.2<v<1.4的范围内。

锡的合金可包含例如任何一种或多种元素，诸如除了Sn以外的作为构成元素的Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb和Cr。锡的化合物可包含例如任何一种或多种元素，诸如除了Sn以外的作为构成元素的C和O。应注意，锡的化合物可包含例如除了Sn以外的作为构成元素的用于Sn的合金而描述的任何一种或多种元素。锡的合金和锡的化合物的具体实例可包括SnO_w(0<w≤2)、SnSiO₃、LiSnO和Mg₂Sn。

具体而言，作为包含作为构成元素的Sn的材料，例如可优选包含除了作为第一构成元素的Sn以外的第二构成元素和第三构成元素。第二构成元素的实例可包括任何一种或多种元素，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等中的任何一种或多种。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。

具体而言，可优选包含作为构成元素的Sn、Co和C的材料(包含SnCoC的材料)。在含SnCoC的材料中，例如，C含量可以是从9.9质量％到29.7质量％(包括两个端点)，且Sn和Co含量的比率(Co/(Sn+Co))可以是从20质量％到70质量％(包括两个端点)，因为由此可获得高能量密度。

可优选的是，含SnCoC的材料具有包含Sn、Co和C的相位。这样的相位可优选是低结晶性或无定形的。该相位能够与锂反应的反应相位。因此，由于反应相位的存在，可获得优异特性。由相位的X-射线衍射获得的衍射峰的半带宽可在其中CuKα射线用作特定X射线的情况下基于基于2θ的衍射角优选等于或大于1度，且插入率是1度/分钟。因此，锂可被更顺畅地吸附和放出，且降低了与电解液的反应性。应注意，在一些情况下，除了低结晶相或非晶相之外，含SnCoC的材料包括包含单质或的各自构成要素的一部分的相位。

由X-射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与锂反应的反应相位被允许在与锂的电化学反应之前和之后通过X-射线衍射图之间的比较容易地确定。例如，如果与锂的电化学反应之后的衍射峰位置从与锂的电化学反应之前的衍射峰位置改变，则所获得的衍射峰对应于能够与锂反应的反应相位。在这种情况下，例如，低结晶反应相位或非晶反应相位的衍射峰可看出在2θ＝20度至50度的范围内(包括两个端点)。这样的反应相位可具有例如前述各自构成元素，且其低结晶或无定形结构可能主要由于碳存的在引起。

在含SnCoC的材料中，为构成元素的部分或全部碳作可优选键合到作为其它构成要素的金属元素或类金属元素，因为由此抑制了锡和/或类似物的凝聚或结晶化。元素的键合状态被允许使用例如X-射线光电子能谱(XPS)检查。在市售的装置中，例如作为软X射线，可使用Al-Kα射线、Mg-Kα射线等。在部分或全部碳键合到金属元素、类金属元素等的情况下，碳的1s轨道(C1s)的合成波的峰显示在低于284.5eV的区域中。应注意，在装置中，进行能量校准使得金原子的4f轨道(Au4f)的峰在84.0eV中获得。此时，一般而言，由于表面污染碳存在于材料表面上，所以表面污染碳的C1s的峰被认为是在284.8eV，这被用作能量标准。在XPS测量中，C1s的峰的波形被获得作为包括表面污染碳的峰值和碳在含SnCoC材料中的峰的形式。因此，例如，可通过使用市售的软件进行分析来彼此隔离两个峰。在波形分析中，存在于最低束缚能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配置的材料(SnCoC)。即，含SnCoC的材料中还可包含例如除了Sn、Co和C之外的作为构成元素的Si、Fe、Ni、Cr、In、Nb、Ge、Ti、Mo、Al、P、Ga、Bi等中的任何一种或多种。

除了含SnCoFeC的材料之外，包含作为构成元素的Sn、Co、Fe和C的含SnCoC的材料也可以是优选的。含SnCoFeC材料的组成可任意设置。例如，在其中Fe含量可被设置为较小的组成如下。即，C含量可从9.9质量％至29.7质量％(包括两个端点)，Fe含量可从0.3质量％至5.9质量％(包括两个端点)，且Sn和Co的含量的比率(Co/(Sn+Co))可从30质量％至70质量％(包括两个端点)。进一步，其中Fe含量被设置为较大的组成如下。即，C含量可从11.9质量％至29.7质量％(包括端点)，Sn、Co和Fe的含量的比率((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))从26.4质量％至48.5质量％(包括端点)，且Co和Fe的含量的比率(Co/(Co+Fe))可从9.9质量％至79.5质量％(包括端点)。在这样的组成范围内中，可获得高能量密度。应注意，含SnCoFeC材料的物理性(诸如半带宽)类似于前述含SnCoC材料的物理性。

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任何一种或多种。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。不言而喻，负极材料不限于任何前述材料，且也可以是其它材料。

负极活性物质层14B可例如通过涂布法、气相沉积法、液相沉积法、喷涂法、烧制法(烧结法)等中的任何一种或多种形成。涂布法可以是一种方法，其中例如，在颗粒(粉状)负极活性物质与负极粘合剂和/或类似物混合之后，所得混合物分散在溶剂(诸如有机溶剂)中，且负极集电体14A被涂布所得到物。气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、热化学气相沉积法、化学气相沉积(CVD)法和等离子体化学气相沉积法。液相沉积法的实例可包括电解镀方法和电镀法。喷涂法是熔融状态或半熔融状态下的负极活性物质被喷涂到负极集电体14A的方法。烧制法可以是一种方法，其中使用例如涂布法使负极集电体14A涂有分散在溶剂中的混合物之后，在高于负极粘合剂和/或类似物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、反应烧制法和热压烧制法。

在二次电池中，如上所述，为了防止锂金属在充电中间无意地沉淀在负极14上，能够吸附和放出锂的负极材料的电化学当量可优选大于正极的电化学当量。此外，在满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，每单位质量锂的提取量比其中开路电压是4.20V的情况大，即使使用相同正极活性物质也如此。因此，正极活性物质和负极活性物质的量可相应地调整。由此，可获得高能量密度。

[隔板]

隔板15分离正极13与负极14，并传递锂离子，同时防止两个电极接触产生电流短路。隔板15可以是例如由合成树脂、陶瓷和/或类似物制成的任何一种或多种多孔膜。隔板15可以是其中两种或多种多孔膜层压的层压膜。合成树脂的实例可包括聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯中的任何一种或多种。

具体而言，隔板15可包括例如前述多孔性膜(基材层)的单个表面或两个表面上的高分子化合物层。由此，隔板15相对于正极13和负极14的粘合性提高，因此，螺旋卷绕电极体10的偏度被抑制。由此，电解液的分解反应被抑制，且基材层由其浸渍的电解液的液体泄漏被抑制。因此，即使重复充电和放电，电阻也不太可能增加，且电池的膨胀被抑制。

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的物理强度且是电化学稳定的。然而，高分子材料可以是除了聚偏氟乙烯之外的聚合物材料。在形成高分子化合物层的情况下，例如，在制备其中溶解高分子材料的溶液之后，基材层被涂布溶液，且溶液随后被干燥。可替代地，基材层可浸泡在溶液中，且溶液可随后被干燥。

[电解质层]

电解质层16例如可设置在正极13(正极活性物质层13B)和负极14(负极活性物质层14B)中的一个或两个上。然而，图2和图3示出其中电解质层16(16X)设置在正极活性物质层13B上且电解质层16(16Y)设置在负极活性物质层14B上的情况。

在电解质层16中，作为液体电解质的电解液由高分子化合物支撑。电解质层16是所谓的凝胶电解质，因为由此可获得高离子传导性(诸如，室温下1mS/cm或更多)并防止电解液的液体泄漏。电解质层16可进一步包含任何一种或多种其它材料，诸如添加剂。

高分子化合物包含任何一种或多种聚合物材料。聚合物材料的实例可包括聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚氟乙烯、聚醋酸乙烯、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、腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯和聚碳酸酯。具体而言，聚偏氟乙烯可是优选的，因为聚偏氟乙烯是电化学稳定的。除此之外，聚合物材料的实例可包括共聚物。共聚物的实例可包括偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。

电解液包含溶剂和电解质盐。然而，电解液可包含任何一种或多种其它材料，诸如添加剂。

溶剂包含任何一种或多种非水溶剂，诸如有机溶剂。包含作为溶剂的非水溶剂的电解液是所谓的非水电解液。

非水性溶剂的实例可包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链羧酸酯和腈，因为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。环状碳酸酯的实例可包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯和碳酸亚丁酯。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、三甲基甲基和乙基三甲基乙酸盐。腈的实例可包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈和3-甲氧基丙腈。

除此之外，非水性溶剂的实例可包括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、1,3-二恶烷、1,4-二恶烷、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基恶唑烷酮、N，N'-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯和二甲亚砜。由此，可获得类似的优点。

具体而言，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸乙基甲基酯中的任何一种或多种可是优选的，因为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。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)(诸如碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯)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，电解质盐的离解性和离子迁移率提高。

具体而言，非水溶剂可包含不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺内酯(环状磺酸酯)、酸酐等中的任何一种或多种，这是因为由此，电解液的化学稳定性提高。不饱和环状碳酸酯是具有一个或多个不饱和键(碳-碳双键)的环状碳酸酯，且可以是例如碳酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基乙烯酯、碳酸甲叉乙二酯等。卤代碳酸酯是包含作为构成元素的一种或多种卤素的环状碳酸酯或链状碳酸酯。环状卤代碳酸酯的实例可包括4-氟-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮。链卤代碳酸酯的实例可包括碳酸氟甲基甲酯、碳酸二(氟甲基)碳酸酯和碳酸二氟甲基甲酯。磺内酯的实例可包括丙烷磺内酯和丙烯磺内酯。酸酐的实例可包括琥珀酸酐、乙烷二磺酸酐和磺基苯甲酸酐。然而，非水溶剂的实例可包括除了前述化合物以外的化合物。

应注意，在作为凝胶电解质的电解质层16中，术语“电解液的溶剂”是指广义的概念，其不仅包括前述液体溶剂，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，这样的高分子化合物也被包括在溶剂中。

电解质盐可包含例如任何一种或多种盐，诸如锂盐。然而，电解质盐可包含例如除了锂盐之外的盐。“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)。因此，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。

具体而言，可优选LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄和LiAsF₆中的任何一个或多个，且可更优选LiPF₆，由于内部电阻因此降低，因此，可获得更高效果。然而，电解质盐的实例可包括除了前述化合物以外的化合物。

虽然电解质盐的含量没有特别限制，具体而言，其含量相对于溶剂可优选从0.3mol/kg到3.0mol/kg(包括两个端点)，因为由此可获得高离子传导性。

[电解质层的表面观察]

图4至图7是用于说明电解质层16的观察结果的图。图4和图5示出电解质层16的表面观察(显微照片)的结果，且图6示意地示出图5中所示的显微照片。图7是用于说明后面描述的圆形区域P的发生原因的图，并选择性地示出图3中所示的螺旋卷绕电极体10的一部分(正极活性物质层13B和电解质层16)。

在对正极活性物质层13B的表面进行预处理用液体的涂覆处理之后，形成设置在正极活性物质层13B上的电解质层16X。即，通过将预处理用液体涂覆到正极活性物质层13B的表面上并随后将电解质用溶液涂覆到正极活性物质层13B的表面上形成电解质层16X。预处理用液体是不包含高分子化合物的液体(非水液体)，且电解质用液体是包含电解液与高分子化合物一起的液体(非水液体)。应注意，预处理用液体可包含电解液，或不包含电解液。对于形成使用预处理用液体和电解质用溶液的电解质层16X的步骤的详细情况，将在后面给出描述。

通过形成电解质层16X的步骤，电解质层16X的形成状态变得适当，由此从而可获得优异的电池特性。因此，电解质层16X的表面观察结果满足以下第一条件和以下第二条件中的任何一个。

使用显微镜观察电解质层16X的表面S1和S2。显微镜的实例可包括光学显微镜等中的任何一个或多个。例如，由于在这里使用光学显微镜，所以图4和图5中所示的照片是光学显微照片。在使用显微镜观察后，电解质层16X的表面S1和S2中的任何地方都可在观察区域大小是46cm×4cm且观察区域的数量是1的条件下观察，此后，观察结果(显微照片)可在视觉上识别。应注意，在观察时的放大率可以是任何值，只要允许圆形区域P(参见图5)在前述观察区域大小中在视觉上识别，且每个圆形区域P的直径D是可测量的。

在第一条件下，如图4中所示，即使在观察电解质层16X的表面S1和S2时，观察不到圆形区域P(参见图5)。即，由于电解质层16X的形成状态已经被优化，所以在通过观察电解质层16X的表面S1和S2中的任何地方获得的结果(显微照片)中不能在视觉上识别圆形区域P。

在第二条件下，如图5和图6中所示，当观察电解质层16X的表面S1和S2时，观察到一个或多个圆形区域P。即，由于电解质层16X的形成状态没有被优化，所以在显微照片中可在视觉上识别圆形区域P。

每个圆形区域P是在显微照片中观察到的基本圆形区域，且可能是由例如主要在形成电解质层16X的步骤中在其中混合的气泡引起的痕迹。由轨迹的外缘限定的形状(轮廓形状)可以是基本圆形，且不限于正圆。即，轮廓形状没有特别限制，只要轮廓形状是包括弯曲线的形状即可，且也可以是椭圆形或其它形状。此外，痕迹的内部颜色是浅颜色(颜色比较接近白色)，而痕迹的外部颜色(基础颜色)是深颜色(颜色比较接近黑色)。因此，由于对比密度(对比度)，痕迹在视觉上被识别为圆形区域。然而，圆形区域P不仅包括其中内部颜色完全是浅颜色的区域，而且还包括由于内部部分中的中央部分之外的部分的颜色是浅颜色而被识别为环形(或火山口形)的区域。此外，允许圆形区域P在视觉上被识别的对比度不仅包括内部部分是浅颜色且外部部分是深颜色的情况而且还包括内部部分是深颜色且外部部分是浅颜色的情况。

在观察圆形区域P的情况下，圆形区域P的平均直径AD(mm)被保持尽可能小且具体地等于或小于1.3mm。在圆形区域P的数量是一的情况下，术语“平均直径AD”是指圆形区域P的直径D。在圆形区域的数量等于或大于二的情况下，术语“平均直径”是指这样的两个或多个圆形区域P的直径D的平均值。然而，直径D可以是例如相等周长的圆的直径。

在获得圆形区域P的平均直径AD后，首先，使用显微镜观察电解质层16X的表面S1和S2中的任何地方以获得显微照片。观察条件(诸如观察区域大小)类似于第一条件的那些。圆形区域P的直径D每个都从约1mm到约2mm(包括两个端点)，而观察区域(46cm×4cm)足够宽(可在视觉上识别圆形区域P的足够数量)。因此，如上所述，一个观察区域足够用于观察。随后，相应圆形区域P的各直径D(mm)都使用显微照片来测量。然而，如图5和图6中所示，其直径D应被测量的圆形区域P仅包括环形区域P1，环形区域P1的整个图象都包含在在观察区域中在视觉上被目视的一个或多个圆形区域P中的观察区域中。即，其整个图像都包含在观察区域中的圆形区域P(P1)的直径D每个都被测量，其整个图像不包含在观察区域中的圆形区域P(P2)的直径D每个都不被测量。图6仅示出其直径D应被测量的圆形区域P1的外缘(轮廓)。应注意，在圆形区域P的形状是除了正圆(诸如椭圆形)以外的形状的情况下，最大直径可以是直径D。最后，直径D的平均值被计算以获取平均直径AD。

具体而言，为了提高平均直径AD的计算准确度，图像处理可用于确定圆形区域P的存在或不存在。在这种情况下，首先，各自圆形区域P的直径D每个都使用显微照片来人工测量以获得直径D的每个最大值MD1。随后，使用图像分析软件对显微照片进行平面化处理。图像分析软件是可从Soft Imaging System GmbH买到的分析Pro版本3.2。在平面化处理中，对比度被调整为使具有相同高度的区域以相同颜色显示，因此，圆形区域P等的轮廓变得清楚。随后，在平面化处理之后，各自圆形区域P的直径D每个都使用显微照片来人工测量，以计算直径D的每个最大值MD2。最后，对比度被调整使得最大值MD1和MD2变得相同。

应注意，在其中电解质层16X的表面被观察以检查圆形区域P和直径D的存在或不存在的情况下，可使用紧接制造后或使用前(充电和放电之前)的二次电池，或者可使用使用后(充电和放电之后)的二次电池。其中一个原因是，电解质层16X的形成状态(圆形区域P和直径D的存在或不存在)被保留与充电和放电的影响很小，因此，在电解质层16X的表面观察中不依赖充电和放电的存在或不存在的请情况下，可获得类似观察结果。

关于电解质层16X的表面观察结果满足前述第一条件和前述第二条件中的任何的原因如下。

在形成电解质层16X的步骤中，如上所述，在制备包含高分子化合物和电解液的电解质用溶液之后，电解质用溶液被涂覆到正极活性物质层13B的表面。因此，存在于正极活性物质层13中的多个空气间隙由电解液浸透。进一步，支持电解液的高分子化合物在正极活性物质层13B的表面上变成薄膜，因此，包含高分子化合物和电解液的电解质层16X形成为覆盖正极活性物质层13B的表面。在这种情况下，为了允许锂在整个正极活性物质层13B中很容易地吸附并放出，正极活性物质层13B的深入部分可优选由电解液浸透。

然而，存在于正极活性物质层13B的空气间隙的数量是巨大的，且空气间隙大小是显著微小的。因此，正极活性物质层13B的深入部分趋向于不太可能由电解液本质和潜在地渗透。进一步，当在形成电解质层16X的步骤中电解质用溶液被涂覆到正极活性物质层13B的表面上时，电解液进入存在于正极活性物质层13B中的空气间隙的一部分中，相应地，存在于其它空气间隙中的空气被推到正极活性物质层13B的表面。相应地，气泡趋向于在电解质层16X中混合。如上所述，在观察电解质层16X的表面S1和S2时，由气泡在电解质层16X中的混合物引起的痕迹(气泡痕迹)在视觉上被目测为圆形区域P。

由气泡在电解质层16X中的混合物引起的观察到圆形区域P的事件的原因可包括例如如图7所示的几个实例。

首先，在由于气泡的混合物而将电解质层16X的部分移除且和正极活性物质层13B被部分暴露的情况下，观察到圆形区域P(PA)。第二，在电解质层16X的部分的厚度变得比其它部分的厚度小的情况下，观察圆形区域P(PB)。第三，在由于气泡的混合物而使电解质层16X的部分被向上推动且间隙在电解质层16X的该部分和正极活性物质层13B之间建立的情况下，观察到圆形区域P(PC)。第四，在由于气泡的混合物而使电解质层16X的部分强烈地变形的情况下，电解质层16X在中央部分之外的周围部分中上升，因此，观察到火山口的状态下的圆形区域P(PD)。

作为圆形区域P的观察的原因，已经在这里例证了四种类型的实例(圆形区域PA至PD)。然而，原因不限于前述实例，且为此原因可在其它实例中观察到圆形区域P。

相应地，在电解液相对于正极活性物质层13B的渗透性不足够的情况下，锂不太可能在正极活性物质层13B中顺利和充分地吸附和放出。进一步，在例如由于在图7中所示的电解质层16X的部分移除而使气泡混入电解质层16X中的情况下，锂可能不太可能从正极13移动到负极14，因此，在充电和放电时可抑制锂的吸附和放出，因此，难以获得足够的电池容量，且具体而言，在初始充电和放电时容量可容易降低。

关于前述点，在本实施方式中，由于使用预处理用液体形成电解质层16X的步骤，电解液相对于正极活性物质层13B的渗透性被充分地提高。由此，存在于正极活性物质层13B中的微小空气间隙被充分地填充了电解液，因此，空气不太可能被推到正极活性物质层13B的表面。具体而言，由于存在于正极活性物质层13B中的空气的量在这里足够小，所以电解质层16X的形成状态不太可能会受到空气(气泡)的影响。因此，如在前述第一状态下，当使用显微镜等观察电解质层16X的表面S1和S2时，没有观察到圆形区域P。由此，可获得显著高的电池容量，且具体而言，可从初始充放电获得接近理论容量的容量。

可替代地，在本实施方式中，即使电解液相对于正极活性物质层13B的渗透性不够，电解液渗透性也可被固定到被推到正极活性物质层的表面13B的空气没会过分地影响电解质层16X的形成状态的程度。因此，如在前述第二状态下，当使用显微镜等观察电解质层16X的表面S1和S2时，观察到一个或多个圆形区域P。然而，圆形区域P的直径D每个都保持到圆形区域P不会过分地影响电解质层16X的形成状态的程度。具体而言，通过前述过程计算的圆形区域P的平均直径AD等于或小于1.3mm。由此，可获得足够的电池容量，并且具体而言，可从初始充放电获得高容量。

如上所述，二次电池的电池容量、电解液相对于正极活性物质层13B的渗透性，和电解质层16X的形成状态(圆形区域P的存在或不存在及其平均直径AD)是相关的。即，在电解液渗透性降低的情况下，由于电解质层16X的形成状态很容易受到气泡的影响，产生圆形区域P且圆形区域P的平均直径AD增加，并且因此，电池容量会降低。与此相反，在电解液渗透性提高的情况下，由于电解质层16X的形成状态不太可能会受到气泡的影响，所以不产生圆形区域P，或平均直径AD被保持较低，即使产生圆形区域P也如此，因此，可获得高电池容量。基于相关性，电解质层16X的形成状态(圆形区域P的存在或不存在及其平均直径AD)变成指数来评估二次电池的电池容量(电解液渗透性)。即，即使二次电池的电池容量没有被实际测量，是否可获得足够电池容量被允许通过观察电解质层16X的形成状态来间接地确定以检查圆形区域P的存在或不存在及其平均直径AD。

相对于设置在正极活性物质层13B中的电解质层16X确定前述第一条件和前述第二条件的原因如下。

例如，如后所述，在充电时从正极13提取锂的情况下，从正极13提取到负极14的锂的绝对量在很大程度上影响电池容量，特别影响在充放电时的容量。具体地，在从正极13提取到负极14的锂的绝对量较大的情况下，可获得高电池容量。与此相反，在锂的绝对量小的情况下，不会获得足够电池容量。关于此，在电解质层16X的表面观察的结果满足第一条件或第二条件的情况下，电解质层16X的前述部分移除不太可能发生。由此，通过电解质层16将足够量的锂从正极13提取到负极14，因此，可获得高电池容量。

具体而言，在正极活性物质层13B的面积密度高的情况下，更具体而言，在面积密度等于或大于40mg/cm²的情况下，前述优点是显著的。在面积密度小于40mg/cm²的情况下，在根本不用预处理用液体涂布的情况下，正极活性物质层13B和容易由电解液浸透，因此，电解液渗透性不太可能受到预处理用液体的涂布处理的影响。换言之，在面积密度等于或大于40mg/cm²的情况下，存在于正极活性物质层13中的空气间隙大小变得足够小，因此，电解液根本不太可能进入空气间隙。在这种情况下，正极活性物质层13B不太可能被电解液浸透，除非进行预处理用液体的涂布。因此，电解液渗透性在很大程度上受到这种预处理用液体的涂布处理的影响。应注意，虽然面积密度的范围没有特别限制，所以只要面积密度等于或大于40mg/cm²即可，具体而言，面积密度可优选从40mg/cm²到53mg/cm²(包括两个端点)。

前述“面积密度”是指整个正极活性物质层13B的面积密度。即，在正极活性物质层13B仅设置在正极集电体13A的单个表面的情况下，面积密度是指前述单个正极活性物质层13B的面积密度。进一步，在正极活性物质层13B设置在正极集电体13A的两个表面上的情况下，面积密度是指前述两个正极活性物质层13B的面积密度。

电解液相对于正极活性物质层13B的渗透性可根据诸如正极13的厚度的条件来改变。更具体而言，当正极13的厚度增加时，其中正极活性物质层13B应由电解液渗透的范围(渗透距离)增加。由此，正极活性物质层13B的深入部分不太可能由电解液渗透，因此，渗透率降低。

虽然正极13的厚度没有特别限制，但是其厚度可优选等于或大于82μm，且可更优选从82μm至144μm(包括两个端点)。可替代地，正极13的厚度可优选是例如110μm，且可更优选是从110μm至145μm(包括两个端点)。其中一个原因是，在这种情况下，即使由于正极13的较大厚度而使正极活性物质层13B的深入部分不太可能由电解液本质和潜在地渗透，电解液渗透性也可提高。

前述“厚度”是指如前述面积密度一样的正极活性物质层13B的整个厚度。即，在正极活性物质层13B仅设置在正极集电体13A的单个表面上的情况下的厚度是指前述单个正极活性物质层13B的厚度。进一步，在正极活性物质层13B设置在正极集电体13A的两个表面上的情况下的厚度是指前述两个正极活性物质层13B的厚度的总和。

[二次电池的工作]

二次电池可例如如下工作。在充电时，当从正极13提取锂时，锂通过电解质层16被吸附在负极14上，相反，在放电时，当从负极14放出锂时，锂通过电解质层16被吸附在正极13上。

[1-2.制造方法]

二次电池可例如通过下面的过程制造。

[正极的制作步骤]

首先，制造正极13。在这种情况下，例如，正极活性物质与其它材料(诸如正极粘合剂)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或类似物中以获得糊状正极混合物浆料。随后，正极集电体13A的两个表面都涂布正极混合物浆料，且干燥正极混合物浆料以形成正极活性物质层13B。此后，可使用辊压机和/或类似物将正极活性物质层13B压缩成型。在这种情况下，可在加热正极活性物质层13B的同时来进行压缩成型，或者正极活性物质层13B的压缩成型处理可重复数次。

[负极的制作步骤]

接下来，通过类似于正极13的前述过程的过程来制作负极14。在这种情况下，将通过混合负极活性物质和其它材料(诸如负极粘合剂)获得的负极混合物分散在有机溶剂或类似物中以形成糊状负极混合物浆料。随后，负极集电体14A的两个表面都涂布负极混合物浆料，且干燥负极混合物浆料以形成负极活性物质层14B。然后，可通过类似于压缩成型正极活性物质层13B的情况下的过程的过程来将负极活性物质层14B压缩成型。

[电解质层的形成步骤]

接下来，将电解质层16形成在正极13和负极14中的每个上。

在正极13上形成电解质层16X后，制备预处理用液体。不同于含高分子化合物、电解质盐等的固体含量的电解质用溶液，预处理用液体是任何一种或多种不含其固体含量的非水液体。然而，非水液体可包含电解液，或可不包含电解液。即，非水液体可以是电解液本身，或可包含其它材料(高分子化合物之外的材料)与电解液一起，只要非水液体不包含高分子化合物即可。预处理用液体的类型没有特别限制，只要预处理用液体是任何一种或多种非水液体即可。更具体而言，不含电解液的非水液体可例如类似于包含在电解液中的非水溶剂的具体实例。进一步，包含电解液的非水液体可以是例如电解液本身，或者可以是电解液的混合物和任何一种或多种非水溶剂。

随后，预处理用液体被涂覆到正极活性物质层13B的表面，且正极活性物质层13B由预处理用液体渗透(浸渍)。通过预处理用液体的涂覆处理，预处理用液体进入正极活性物质层13B中的空气间隙，因此，正极活性物质层13B的内部部分(形成空气间隙的内壁表面)由预处理用液体润湿。在这种情况下，由于正极活性物质层13B的内壁表面的润湿性变化，所以内壁表面很容易由与预处理用液体相同的类型的液体润湿。前述“相同类型的液体”是指包含作为预处理用液体的非水溶剂的电解质用液体或类似物，这是由于预处理用液体是非水液体(包含非水溶剂)。因此，不包含前述固体含量的预处理用液体的粘度比电解质用液体的粘度低，且预处理用液体使用所谓的毛细作用被平滑主动引入正极活性物质层13B中。因此，正极活性物质层13B的深入部分由预处理用液体浸渍。

具体而言，预处理用液体的粘度在25℃下可优选是例如等于或小于30mPa/s。其中一个原因是，在这种情况下，预处理用液体使用毛细作用很容易被引入正极活性物质层13B中，因此，正极活性物质层13B的内部更容易由预处理用液体渗透。满足前述粘度条件的预处理用液体的类型例如可类似于包含在电解液中的非水溶剂的类型，且具体而言，可以优选是环状碳酸酯和链碳酸酯中的任何一种或多种。进一步，预处理用液体的蒸汽压力在25℃下可优选等于或小于7.57MPa。其中一个原因是，在这种情况下，由于渗透正极活性物质层13B的预处理用液体很容易挥发，因此，不太可能抑制正极活性物质层13B随后的步骤中被电解用液体浸透。满足前述蒸汽压力条件的预处理用液体的类型可例如类似于满足前述粘度条件的预处理用液体的类型。

具体而言，如上所述，电解液包含一种或多种非水溶剂。相应地，预处理用液体可优选包含包含在电解液中的一种或多种非水溶剂。换言之，预处理用液体的类型可优选与包含在电解液中的一种或多种非水性溶剂相同。其中一个原因是，在这种情况下，预处理用液体和电解液包含共同成分(非水溶剂)，因此，在预处理用液体的涂覆处理之后的正极活性物质层13B中的内壁表面进一步很容易由电解液湿润。因此，在预处理用液体的涂覆处理之后的正极活性物质层13B的内部更容易由电解液渗透。不言而喻，由于预处理用液体可以是电解液本身，所以预处理用液体可以是包含一种或多种前述非水溶剂的电解液。其中一个原因是，在这种情况下，优点类似于在预处理使用液体是一种或多种非水溶剂的的情况下的优点。

应注意，在将预处理用液体涂覆到正极活性物质层13B的表面后，例如，正极活性物质层13B的表面可涂布预处理用液体，或正极活性物质层13B可浸到预处理用液体中。条件(诸如预处理用液体的浓度、涂覆量和涂覆时间)可以是任何条件。不言而喻，涂覆预处理用液体的方法可以是除前述方法以外的方法，只要该方法允许正极活性物质层13B由预处理用液体渗透即可。

此后，涂覆预处理用液体的正极活性物质层13B可被放置以干燥(挥发)预处理用液体。在这种情况下，预处理用液体的挥发量根据干燥时间改变，因此，残留在正极活性物质层13B的预处理用液体量是可调节的。即，在干燥时间缩短的情况下，挥发量减少，因此，预处理用液体的残留量增加。与此相反，在干燥时间增加的情况下，挥发量增加，因此，预处理用液体的残留量减少。

随后，制备包含高分子化合物和电解液的电解质用溶液，此后，电解质用溶液被涂覆到涂覆有预处理用液体的正极活性物质层13B的表面。通过将高分子化合物分散或溶解于电解液中获得电解质用溶液。高分子化合物的种类和电解液的组成如之前对电解质层16的配置的描述。然而，电解质用液体可包含任何一种或多种其它材料，诸如稀释有机溶剂。

通过电解质用溶液的涂覆处理，电解液用溶液变成正极活性物质层13B的表面上的膜。因此，包含高分子化合物和电解液的电解质层16X形成于正极活性物质层13B的表面上。

在这种情况下，通过预处理用液体的前述涂覆处理，正极活性物质层13B的内壁表面很容易由非水溶剂润湿。因此，电解液容易进入正极活性物质层13B中的空气间隙。由此，如在正极活性物质层13B的深入部分在预处理用液体的涂覆处理中很容易由预处理用液体浸透的情况下，正极活性物质层13B的深入部分在电解质用液体的涂覆处理中很容易由电解液体浸透。即，在涂覆正极活性物质层13B的表面上的电解质用液体中的电解液不仅很容易到达正极活性物质层13B的表面附近的部分，而且很容易到达其底部表面附近的部分。

此外，由于预处理用液体进入正极活性物质层13B的深入部分，所以残留在正极活性物质层13B中的空气量减少。因此，当电解质用液体变成膜时，气泡不太可能在膜中混合。由此，当使用显微镜观察电解质层16X的表面S1和S2时，不太可能在表面S1和S2上观察到圆形区域P。在这种情况下，如上所述，在大部分空气不会残留在正极活性物质层13B的情况下，在电解质层16X的表面S1和S2中观察不到圆形区域P。可替代地，在其中空气残留在正极活性物质层13B中但空气量已充分减少的情况下，在电解质层16X的表面S1和S2上观察到圆形区域P，而圆形区域P的平均直径AD足够小，且具体等于或小于1.3mm。

应注意，在负极14上形成电解质层16Y后，例如可使用类似于在正极13上形成电解质层16X的情况的过程的过程，不同之处在于不进行预处理用液体的涂覆处理。

[组装二次电池的步骤]

在组装二次电池后，使用焊接方法和/或类似方法将正极引线11附接到正极集电体13A，且使用焊接方法和/或类似方法将负极引线12附接到负极集电体14A。随后，电解质层16X形成于正极活性物质层13B的正极13和电解质层16Y形成于负极活性物质层14B的负极14之间层压隔板15以形成层压体。随后，将层压体螺旋卷绕以制作螺旋卷绕电极体10。此后，保护带17粘合到螺旋卷绕电极体10的最外周。随后，在螺旋卷绕电极体102被夹持在两片薄膜状外封装构件20之间之后，使用热熔接法和/或类似方法将外封装构件20的外边缘粘合。由此，螺旋卷绕电极体10被封闭到外封装构件20中。在这种情况下，粘合剂膜21插入正极之间引线11和外封装构件20之间和负极引线12和外封装构件20之间。由此，完成二次电池。

[1-3.功能和效果]

根据二次电池，包含高分子化合物和电解液的电解质层16X设置在正极活性物质层13B的表面。通过将预处理用液体涂覆到正极活性物质层13B的表面且然后将电解质用液体涂覆到正极活性物质层13B的表面形成电解质层16X。因此，通过使用显微镜对电解质层16X进行表面观察，观察不到圆形区域P。可替代地，即使观察到一个或多个圆形区域P，圆形区域P的平均直径AD也被保持等于或小于1.3mm。

因此，如上所述，由于正极活性物质层13B的深入部分由电解质层16X中的电解液渗透，所以在整个正极活性物质层13B中平滑且充分地吸附和放出锂。进一步，由于气泡相对于电解质层16X的混合量被抑制，所以锂的吸附和放出不太可能在充放电时被抑制。因此，可获得高电池容量。具体而言，由于从初始充电和放电获得高容量，所以可获得优异的电池特性。

在这种情况下，在正极活性物质层13B的面积密度等于或大于40mg/cm²的情况下，正极活性物质层13B趋向于不太可能由电解质层16X中的电解液根本和潜在地渗透，因此，可获得较高效果。

具体而言，电解质层16X设置在正极活性物质层13B中，所以当在充电时从正极13放出锂时，足够量的锂被从正极13放出通过电解质层16到负极14。因此，可获得较高电池容量。

进一步，根据制造二次电池的方法，在形成电解质层16X的步骤中，在预处理用液体被涂覆到正极活性物质层13B的表面之后，电解用溶液被涂覆到涂有预处理用液体的正极活性物质层13B的表面。

因此，如上所述，由于已经进入正极活性物质层13B的空气间隙中的预处理用液体，形成空气间隙的正极活性物质层13B的内壁表面很容易由非水溶剂润湿。因此，正极活性物质层13B的深入部分很容易由电解质用液体中的电解液渗透。此外，当电解质用溶液变成膜时，气泡不太可能混在膜中。因此，即使在使用显微镜观察电解质层16X的表面S1和S2时，也观察不到圆形区域P。可替代地，即使观察到一个或多个圆形区域P，圆形区域P的平均直径AD也被保持为等于或小于1.3mm的值。因此，由于可获得高电池容量，所以允许制造具有优异电池特性的二次电池。

具体而言，在预处理用液体的粘度在25℃下等于或小于30mPa/s，或预处理用液体的蒸汽压力在25℃下等于或小于7.57MPa时，可获得更高效果。进一步，在预处理用液体包含电解液中的非水溶剂中的一种或多种的情况下，可获得更高效果。

[1-4.变型]

设置在正极活性物质层13B上的电解质层16X的表面观察的结果满足前述第一条件或前述第二条件。然而，设置在负极活性物质层14B上的电解质层16Y的表面观察的结果可满足类似条件。在这种情况下，电解质层16Y通过类似于电解质层16X形成于正极活性物质层13B的表面上的情况中的过程的过程形成于负极活性物质层14B的表面上。即，在负极活性物质层14B的表面上形成电解质层16Y的步骤中，预处理用液体的前述涂覆处理和电解质用溶液的前述涂覆处理以该顺序进行。在这种情况下，效果类似于在电解质层16X的表面观察的结果满足第一条件或第二条件的情况下的那些效果。

不言而喻，电解质层16X的表面观察的结果和电解质层16Y的表面观察的结果都可能满足第一条件或第二条件。在这种情况下，由于锂的吸附和放出在正极13和负极14中进一步不太可能被抑制，所以可获得较高效果。

[2.二次电池的应用]

前述二次电池可应用于例如下面的应用。

二次电池的应用没有特别限制，只要允许其使用二次电池作为驱动电源、电力存储装置的电力存储源等的二次电池被应用于机器、装置、仪器、设备、系统(多个装置等的集体实体)即可。用作电力源的二次电池可以是主电源(优先使用的电力源)，或者可以是辅助电力源(取代主电源而使用的电力源或用于从主电源切换)。在二次电池被用作辅助电力源的情况下，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。其其它实例可包括移动生活方式电器，诸如电动剃须刀；存储器装置，诸如备用电力源和存储卡；电动工具，诸如电钻和电锯；作为可安装和可拆卸的电力源的用于笔记本型个人计算机或类似物的电池组；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)；和电力存储系统，诸如用于紧急等的存储电力的家用电池系统。不言而喻，可采用除前述应用之外的应用。

具体而言，二次电池可有效应用于电池组、电动车辆、电力存储系统、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，所以可使用根据本技术的实施例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力源，并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力源工作(运行)的车辆。如上所述，电动车辆可以是汽车(诸如混合动力汽车)，其包括除了二次电池之外的驱动源。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，由于电力被存储在二次电池中作为电力存储源时，可利用电力，因此，家电产品等变为可以使用。电动工具是可移动部分(诸如钻头)使用二次电池作为驱动电力源移动的工具。电子设备是使用二次电池作为驱动电力电源(电力供应源)执行各种功能的设备。

将具体给出二次电池的一些应用实例。应注意，下面解释的各自应用实例的配置仅仅是示例的，且可适当地改变。

[2-1.电池组]

图8示出电池组的块配置。例如，电池组可包括由塑料材料和/或类似物制成的壳体30中的控制部31、电力源32、切换部33、电流测量部34、温度检测部35、电压检测部36、切换控制部元37、存储器38、温度检测元件39、电流检测电阻40、正极端子41和负极端子42。

控制部31控制整个电池组的运行(包括电力源32的运行)，并且可包括例如中央处理单元(CPU)和/或类似物。电力源32包括一个或多个二次电池(未示出)。电力源32例如可以是包括两个或多个二次电池的组装电池。这些二次电池的连接类型可以是串联类型，可以是并联类型或它们的混合类型。作为一个实例，电力源32可包括以双平行和三串联的方式连接的六个二次电池。

切换(switch，开关)部33根据控制部31的指令切换电力源32的运行(电力源32是否连接到外部组装)。切换部33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使用金属氧化物半导体的半导体开关，诸如场效应晶体管(MOSFET)。

电流测量部34使用电流检测电阻40测量电流，并将测量结果输出到控制部31。温度检测部35使用温度检测元件39测量温度，并将测量结果输出到控制部31。温度测量结果可用于例如控制部31在异常发热时控制充电和放电的情况或控制部31在计算剩余容量时进行校正处理的情况。电压检测部36测量电力源32中的二次电池的电压、对所测量的电压进行模拟-数字转换，并将结果供应至控制部31。

切换控制部37根据从电流测量部34和电压检测部36输入的信号控制切换部33的操作。

切换控制部37执行控制，使得通过在例如电池电压达到过充电检测电压的情况下断开切换部33(充电控制开关)防止充电电流在电力源32的电流通路中流动。由此，在电力源32中，仅允许通过放电二极管来进行放电。应注意，例如，在大电流在充电时流动的情况下，切换控制部37阻挡充电电流。

进一步，切换控制部37执行控制使得通过在例如电池电压达到过放电检测电压的情况下断开切换部33(放电控制开关)防止放电电流在电力源32的电流通路中流动。由此，在电力源32中，仅允许通过充电二极管来进行充电。应注意，例如，在大电流在放电时流动的情况下，切换控制部37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2.4±0.1V。

存储器38可以是例如EEPROM，作为非易失性存储器等。存储器38可存储例如由控制部31计算的数值、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)等。应注意，在存储器38存储二次电池的满充电容量的情况下，允许控制部31理解诸如剩余容量的信息。

温度检测元件39测量电力源32的温度，并将测量结果输出到控制部31，温度检测元件39可以是例如热敏电阻或类似物。

正极端子41和负极端子42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)或用于为电池组充电的外部装置(诸如电池充电器)的端子。电力源32通过正极端子41和负极端子42充电和放电。

[2-2.电动车辆]

图9示出作为电动车辆的实例的混合动力汽车的块配置。例如，电动车辆可包括由金属制成的壳体43中的控制部44、发动机45、电力源46、驱动电机47、差速器48、发电机49、变速器50、离合器51、转换器52和53和各种传感器54。除此之外，电动车辆可包括例如连接到差速器48和变速器50的前驱动轴55和前轮56、后驱动轴57和后轮58。

电动车辆可例如使用发动机45和电机47中的一个作为驱动源运行。发动机45是主要动力源且可以是例如汽油发动机。在发动机45用作电源的情况下，发动机45的驱动力(转矩)可例如通过作为驱动部的差速器48、变速器50和离合器51被转移到前胎56或后轮58。发动机45的扭矩也可转移到发电机49。由于转矩，发电机49产生交流电力。交流电力通过转换器53被转换成直流电力，且转换的电力被存储在电力源46中。相比之下，在作为变换部的电机47被用作电源的情况下，从电力源46供应的电力(直流电力)通过转换器52被转换成交流电力。电机47可通过交流电力来驱动。通过转换由电机47的电力获得的驱动力(扭矩)可例如通过作为驱动部的差速器48、变速器50和离合器51被转移到前胎56或后轮58。

应注意，可替代地，可采用下面的机构。在该机构中，在电动车辆的速度由未图示的制动机构降低时，减速时的阻力被作为扭矩转移到电机47，且电机47通过转矩产生交流电力。可优选的是，交流电力通过转换器52转换为直流电力，且直流再生电力被存储在电力源46中。

控制部44控制整个电动车辆的操作，且例如可包括CPU和/或类似物。电力源46包括一个或多个二次电池(未示出)。可替代地，电力源46可连接到外部电力源，且电力可通过从外部电力源接收电力而被储存。可使用各种传感器54，例如，用于控制发动机45的转数，或用于控制未图示的节气门的开度(节气门开度)。各种传感器54可包括例如速度传感器、加速度传感器、发动机频率传感器和/或类似物。

应注意，已经在上面给出了混合动力汽车作为电动车辆的描述。然而，电动车辆的实例可包括车辆(电动汽车)，其在不使用发动机45的情况下仅使用电力源46和电机47工作。

[2-3.电力存储系统]

图10示出电力存储系统的块配置。例如，电力存储系统可包括房屋59(诸如一般住宅和商业建筑物)内的控制部60、电力源61、智能仪表62和电源毂63。

在这种情况下，电力源61可连接到例如布置在房屋59内部的电气装置64，且可连接到停放在房屋59外的电动车辆66。进一步，例如，电力源61可通过电源毂63连接到布置在房屋59内的私人发电机65，且可通过智能仪表62和电源毂63连接到外部集中电力系统67。

应注意，电气装置64可包括例如一种或多种家用电器，诸如冰箱、空调、电视和热水器。私人发电机65可以是例如太阳能发电机、风力发电机等中的任何一个或多个。电动车辆66可以是例如电动汽车、电动摩托车、混合动力汽车等中的任何一个或多个。集中电力系统67可以是例如热电厂、原子发电厂、水力发电厂、风力发电厂等中的任何一个或多个。

控制部60控制整个电力存储系统的操作(包括电力源61的操作)，且例如可包括CPU和/或类似物。电力源61包括一个或多个二次电池(未示出)。智能仪表62可以是例如与布置在需要电力的房屋59中的网络兼容的电力仪表，且可与电力供应商通信。因此，例如，当智能仪表62以外部通信时，智能仪表62控制房屋59中的供应与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62和电源毂63从集中电力系统67被存储在电力源61中作为外部电力源，且电力可通过电源毂63从私人发电机65被存储在电力源61中作为独立电力源。存储在电力源61中的电力根据控制单元60的指令被供应至电气装置64或电动车辆66。因此，电气装置64变为可操作，且电动车辆66变为可充电。即，电力存储系统是能够使用电力源61在房屋59中存储和供应电力的系统。

存储在电力源61中的电力可任意使用。因此，例如，允许在电价便宜时的深夜将电力从集中电力系统67存储在电力源61中，也允许在电价昂贵时的白天使用存储在电力源61中的电力。

应注意，前述电力存储系统可为每个住户(家庭单位)布置，或者可为多个住户(家庭单位)布置。

[2-4.电动工具]

图11示出电动工具的块配置。例如，电动工具可以是电钻，且可包括由塑料材料和/或类似物制成的工具主体68中的控制部69和电力源70。例如，作为可移动部分的钻头部71可以可操作的(可转动)方式附接到工具主体68。

控制部69控制整个电动工具的操作(包括电力源70的操作)，且可包括例如CPU和/或类似物。电力源70包括一个或多个二次电池(未示出)。控制部69允许根据操作钻头部71的未图示操作开关的操作使电力从电力源70供应至钻头部71。

[实例]

将详细描述根据本技术的实施例的具体实例。

[实例1-1至1-21]

作为试验用的二次电池，制造图12中所示的硬币型锂离子二次电池。在二次电池中，对应于正极的试验电极81和对应于负极的对电极83之间层压隔板85，且包含试验电极81的封装罐82和包含对电极83的封装杯84与垫圈86铆接。

在制造试验电极81后，98质量份的正极活性物质(LiCoO₂)、1.2质量份的正极粘合剂(聚偏氟乙烯：PVDF)和0.8质量份的正极导电体(石墨)混合以获得正极混合物。随后，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料。随后，使用涂布器使正极集电体(12μm厚的带状铝箔)的两个表面涂有正极混合物浆料，且正极混合物浆料被干燥以形成正极活性物质层。在这种情况下，如表1中所示，正极活性物质层的面积密度(mg/cm²)和厚度(μm)被调整。随后，使用辊压机使正极活性物质层压缩成型，使得正极活性物质层的体积密度变为3.65g/cm³。

在制造对电极83后，92.5质量份的负极活性物质(人造石墨)、4.5份质量的负极粘合剂(PVDF)和3质量份的负极导电体(气相生长碳纤维：VGCF)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料。随后，使用涂布器使负极集电体(10μm厚的带状铜箔)的两个表面涂有负极混合物浆料，且负极混合物浆料被干燥以形成负极活性物质层。在这种情况下，负极活性物质层的面积密度(mg/cm²)为17.4mg/cm²(34mg/cm²)、20.5mg/cm²(40mg/cm²)、22.5mg/cm²(44mg/cm²)、24.3mg/cm²(48mg/cm²)和27.1mg/cm²(53mg/cm²)。括号中的各个值是指正极活性物质层的面积密度。负极活性物质层的面积密度的定义类似于正极活性物质层的面积密度的定义。随后，使用辊压机使负极活性物质层压缩成型，使得负极活性物质层的体积密度变为1.57g/cm³。

在形成电解质层后，通过在溶剂(碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯)中溶解电解质盐(LiPF₆)制备电解液。在这种情况下，溶剂的组成是碳酸乙烯酯：碳酸丙烯酯＝1:1(重量比)，且电解质盐相对于溶剂的含量是1.08mol/kg。随后，3.6质量份的高分子化合物(偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物)、51.1质量份的电解液，和45.3质量份的稀释剂(碳酸二甲酯)在搅拌的同时混合。在这种情况下，六氟丙烯的共聚物量是6.9％。因此，由于高分子化合物溶解在电解液和稀释剂中，所以可获得溶胶电解质用溶液。

在试验电极81中形成电解质层后，正极活性物质层的表面涂布预处理用液体后，自然干燥预处理用液体。预处理用液体的种类和干燥时间(时间)被示于表1中。应注意，PC是指碳酸丙烯酯，DMC是指碳酸二甲酯，EC是指碳酸乙烯酯，且EC和PC之间的混合比是指重量比。随后，涂有预处理用液体的正极活性物质层的表面被涂有电解质用液体且电解质用液体被干燥。在这种情况下，涂布速率是20m/min，且干燥条件是90℃且2分钟。因此，稀释剂挥发，且支持电解液的高分子化合物在正极活性物质层的表面上变成膜，因此，形成电解质层。在这种情况下，为了比较，在正极活性物质层的表面不涂布预处理用液体的情况下形成电解质层。

此后，通过前述过程并在前述条件下，观察到设置正极活性物质层的表面上的电解质层。电解质层的表面观察的结果(实例1-1至1-5、1-8和1-16)如图13至图19中所示。此外，当检查圆形区域的存在和不存在及其平均直径(mm)时，获得表1中所示的结果。

在对电极83中形成电解质层后，使用类似于电解质层形成于正极活性物质层的表面上的情况中的过程的过程，不同之处在于负极活性物质层的表面没有涂布预处理用液体。

在组装二次电池后，在试验电极81被冲压成粒料(直径：15mm)之后，试验电极81包含在封装罐82中。随后，在对电极83被冲压成粒料(直径：16mm)之后，对电极83包含在封装杯84中。随后，在包含在封装罐82中的试验电极81和包含在封装杯84中的对电极83之间层压隔板85(23μm厚的聚烯烃微多孔膜)之后，封装罐82和封装杯84与垫圈86铆接。因此，完成硬币型二次电池。

作为二次电池的电池特性，检查在初始充电和放电时的电池容量。获得表1中示出的结果。在检查电池容量后，在二次电池在0.2C的电流下充电直到电压达到4.3V之后，二次电池在4.3V的电压下充电直到总充电时间达到了8小时。随后，二次电池在0.2C的恒定电流下放电直到电压达到3V，以测量放电容量(mAh)。最后，放电容量除以正极活性物质的重量(g)，从而可计算出电池容量(mAh/g)。“0.2C”是电池容量(理论容量)在5小时内完全放电的电流值。应注意，表1中所示的“变化量(mAh/g)”是指根据涂布预处理用液体的存在或不存在的电池容量的增加量。

[表1]

在其中在正极活性物质层的面积密度高的条件下进行预处理用液体的涂布的情况下，与不进行预处理用液体的涂布的情况相比，电池容量增加，而不依赖于诸如预处理用液体的种类的条件。

更具体而言，在不进行预处理用液体的涂布的情况下(实例1-16至1-19)，如图19中所示，在观察设置在正极活性物质层上的电解质层时，观看到多个圆形区域。在这种情况下，由于圆形区域的平均直径过大，具体超过1.3mm，所以不能获得足够电池容量。

相比之下，在进行预处理用液体的涂布的情况下(实例1-1至1-15)，在干燥时间短(实例1-1)的条件下，观察不到圆形区域，如图13中所示。因此，可获得显著高的电池容量。观察不到圆形区域的这样的事件可在正极活性物质层的面积密度改变(实例1-9至1-11)的情况和预处理用液体的类型改变(实例1-12至1-15)的情况中类似地看到。

此外，在进行预处理用液体的涂布且干燥时间长的情况下(实例1-2至1-8)，如图14至图18中所示，观察到多个圆形区域。然而，由于多个圆形区域的平均直径被充分保持较低，具体等于或小于1.3mm，所以可获得高的电池容量。在这种情况下，一般而言，随着干燥时间增加，平均直径逐渐增加，并且相应地，电池容量趋向于逐渐下降。

然而，这并不意味着预处理用液体的涂布简单地导致电池容量的增加。即，在正极活性物质层的面积密度低的情况下(实例1-20和1-21)，预处理用液体的涂布导致圆形区域的存在或不存在的变化，但是没有导致电池容量的增加。相比之下，在面积密度高的情况下(实例1-1、1-9至1-11，和1-16至1-19)，预处理用液体的涂布导致电池容量的增加。

前述结果示出如下。通过预处理用液体的涂布所获得的优点在正极活性物质层的面积密度高的情况下可获得，而这样的优点不太可能在面积密度低的情况下获得。即，在正极活性物质层的面积密度低的情况下，在没有预处理用液的涂布的情况下，正极活性物质层很容易由电解液浸透，因此，有一种倾向，即可在本质上获得高电池容量。因此，即使进行预处理用液体的涂布，电池容量也不会增加。与此相反，在正极活性物质层的面积密度高的情况下，正极活性物质层不太可能由电解液浸透，除非进行预处理用液体的涂布，因此，有一种倾向，即可在本质上不能获得高电池容量。因此，通过进行预处理用液体的涂布，电池容量增加。通过面积密度和电池容量(变化量)之间的关系(如表1所示)，在其下通过预处理用液体的涂布获得的前述优点的面积密度的阈值可以是40mg/cm²。

具体而言，在进行预处理用液体的涂布且预处理用液体的类型(PC)与包含在电解液中的溶剂(PC)的类型相同的情况下，可获得高电池容量。

根据表1所示的结果，在包含高分子化合物和电解液的电解质层设置在活性物质层的表面上且活性物质层的面积密度高的情况下，在使用显微镜通过电解质层的表面观察观察不到圆形区域时可获得优异的电池特性。可替代地，即使观察到圆形区域，在圆形区域的平均直径等于或小于1.3mm时也可获得优异的电池特性。

已经参考实施例和实例描述了本技术。然而，本技术不限于在实施例和实例中描述的实例，且可以进行各种变型。例如，已经通过电池结构是层压膜型或硬币型且电池元件具有螺旋盘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结构(诸如正方形型电池、圆筒型电池和钮扣型电池)的电池，或其中电池元件具有其它结构(诸如层压结构)的电池。

进一步，本技术的电极不仅适用于二次电池，而且适用于其它电化学装置。这样的其它电化学装置的具体实例可包括电容器。

进一步，关于通过电解质层的表面观察观察到圆形区域的情况下的平均直径的范围，已经给出了从实例的结果得出的适当范围的描述。然而，描述并不完全否定一种可能性，即平均直径超出上述适当范围。即，前述适当范围内是特别优选用于获得本技术的效果的范围。因此，只要获得本技术的效果，范围即可能在一定程度上超出前述适当范围。同样适用于其它参数，诸如厚度和面积密度。

根据本公开的上述示例实施例和修改可实现至少以下配置。

(1)一种二次电池，包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在活性物质层上的电解质层，其中

活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米，

电解质层包括高分子化合物和电解液，且

通过所述电解质层的表面观察，

(A)观察不到圆形区域，或

(B)观察到一个或多个圆形区域，且圆形区域的平均直径等于或小于约1.3毫米。

(2)根据(1)所述的二次电池，其中

电极是包括正极活性物质层的正极，且

电解质层被设置在所述正极活性物质层上。

(3)根据(1)或(2)所述的二次电池，其中二次电池是锂离子二次电池。

(4)一种二次电池，包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在活性物质层上的电解质层，其中

电解质层通过将不包含高分子化合物的非水液体涂覆到活性物质层的表面，随后将包含电解液的非水溶液与高分子化合物一起涂覆到活性物质层的表面形成。

(5)根据二次电池(4)所述的二次电池，其中，活性物质层的面积密度等于或大于约40毫克/平方厘米。

(6)根据(4)或(5)所述的二次电池，其中

电解液包括一种或多种非水溶剂和电解质盐，且

非水液体包括一种或多种非水溶剂。

(7)一种制造二次电池的方法，其中

形成活性物质层，以及

通过将不包含高分子化合物的非水液体涂覆到活性物质层的表面，并将包含电解液的非水溶液与高分子化合物一起涂覆到供应有非水液体的活性物质层的表面形成电解质层。

(8)根据(7)所述的方法，其中

非水液体的粘度在约25℃下等于或小于约30兆帕/秒，或者

非水液体的蒸汽压力在约25℃下等于或小于约7.57MPa。

(9)根据(7)或(8)所述的方法，其中

电解液包括一种或多种非水溶剂和电解质盐，且

非水液体包括一种或多种非水溶剂。

(10)一种电池组，其包括：

根据第(1)至(6)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运行(operation，使用状态)；以及

切换部，被配置为根据控制部分的指令来切换二次电池的运行。

(11)一种电动车辆，包括：

根据第(1)至(6)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来操作；以及

控制部，被配置为控制二次电池的运行。

(12)一种电力存储系统，包括：

根据第(1)至(6)中任一项所述的二次电池；

一个或多个电气装置，被配置为由二次电池供应电力；和

控制部，被配置为控制从二次电池到一个或多个电气装置的电力的供应。

(13)一种电动工具，包括：

根据第(1)至(6)中任一项所述的二次电池；和

可移动部，被配置为由二次电池供应电力。

(14)一种电子设备，包括作为电力供应源的根据(1)至(6)中任一项所述的二次电池。

本领域技术人员应理解，可根据设计要求和其它因素发生各种修改、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之内即可。

Claims (15)

1.一种二次电池，包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在所述活性物质层上的电解质层，其中，

所述活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米，

所述电解质层包括高分子化合物和电解液，且

通过所述电解质层的表面观察，

(A)观察不到圆形区域，或

(B)观察到一个或多个圆形区域，且所述圆形区域的平均直径等于或小于1.3毫米。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，

所述电极是包括正极活性物质层的正极，且

所述电解质层被设置在所述正极活性物质层上。

3.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。

4.一种二次电池，包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在所述活性物质层上的电解质层，其中，

所述电解质层通过将不包含高分子化合物的非水液体涂覆到所述活性物质层的表面，且随后将包含电解液的非水溶液与所述高分子化合物一起涂覆到所述活性物质层的表面而形成。

5.根据权利要求4所述的二次电池，其中，所述活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米。

6.根据权利要求4所述的二次电池，其中，

所述电解液包括一种或多种非水溶剂和电解质盐，且

所述非水液体包括一种或多种所述非水溶剂。

7.一种制造二次电池的方法，其中，

形成活性物质层，以及

通过将不包含高分子化合物的非水液体涂覆到所述活性物质层的表面，并将包含电解液的非水溶液与所述高分子化合物一起涂覆到涂覆有所述非水液体的所述活性物质层的表面而形成电解质层。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，

所述非水液体的粘度在25℃下等于或小于30兆帕/秒，或者

所述非水液体的蒸汽压在25℃下等于或小于7.57MPa。

9.根据权利要求7所述的方法，其中，

所述电解液包括一种或多种非水溶剂和电解质盐，且

所述非水液体包括一种或多种所述非水溶剂。

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运行；以及

切换部，被配置为根据所述控制部的指令来切换所述二次电池的运行，其中，

所述二次电池包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在所述活性物质层上的电解质层，

所述活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米，

所述电解质层包括高分子化合物和电解液，且

通过所述电解质层的表面观察，

(A)观察不到圆形区域，或

(B)观察到一个或多个圆形区域，且所述圆形区域的平均直径等于或小于1.3毫米。

11.根据权利要求10所述的电池组，其中，

所述电极是包括正极活性物质层的正极，且

所述电解质层被设置在所述正极活性物质层上。

12.一种电动车辆，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来操作；以及

控制部，被配置为控制所述二次电池的运行，其中，

所述二次电池包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在所述活性物质层上的电解质层，

所述活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米，

所述电解质层包括高分子化合物和电解液，且

通过所述电解质层的表面观察，

(A)观察不到圆形区域，或

(B)观察到一个或多个圆形区域，且所述圆形区域的平均直径等于或小于1.3毫米。

13.一种电力存储系统，包括：

二次电池；

一个或多个电气装置，被配置为由所述二次电池供应电力；和

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

所述二次电池包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在所述活性物质层上的电解质层，

所述活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米，

所述电解质层包括高分子化合物和电解液，且

通过所述电解质层的表面观察，

(A)观察不到圆形区域，或

(B)观察到一个或多个圆形区域，且所述圆形区域的平均直径等于或小于1.3毫米。

14.一种电动工具，包括：

二次电池；和

可移动部，被配置为由所述二次电池供应电力，其中，

所述二次电池包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在所述活性物质层上的电解质层，

所述活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米，

所述电解质层包括高分子化合物和电解液，且

通过所述电解质层的表面观察，

(A)观察不到圆形区域，或

(B)观察到一个或多个圆形区域，且所述圆形区域的平均直径等于或小于1.3毫米。

15.一种电子设备，包括作为电力供应源的二次电池，其中，

所述二次电池包括：

包括活性物质层的电极；以及

设置在所述活性物质层上的电解质层，

所述活性物质层的面积密度等于或大于40毫克/平方厘米，

所述电解质层包括高分子化合物和电解液，且

通过所述电解质层的表面观察，

(A)观察不到圆形区域，或

(B)观察到一个或多个圆形区域，且所述圆形区域的平均直径等于或小于1.3毫米。