CN104868163B - 二次电池用非水电解质溶液、二次电池和电力存储系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了二次电池用非水电解质溶液、二次电池和电力存储系统，其中该二次电池包括正极、负极和非水电解质溶液。所述非水电解质溶液包括具有由式(1)表示的四级结构的硼化合物

Description

二次电池用非水电解质溶液、二次电池和电力存储系统

相关申请的交叉引用

本申请要求于2014年2月20日提交的日本优先权专利申请JP2014-030328的权益，该申请的全部内容通过引用并入本文中。

技术领域

本发明涉及在二次电池中使用的非水电解质溶液、使用所述非水电解质溶液的二次电池、使用所述二次电池的电池组、使用所述二次电池的电动车辆、使用所述二次电池的电力存储系统、使用所述二次电池的电动工具、以及使用所述二次电池的电子设备。

背景技术

近来，已经广泛使用诸如便携式电话和个人数字助理(PDA)等各种电子设备，强烈期望进一步降低电子设备的尺寸和重量以及长寿命。因此，作为电源，已经进行小尺寸、重量轻并且能够获得高能量密度的电池(特别是二次电池)的开发。

近来，已经研究将这种二次电池不仅应用于上述电子设备，而且还应用于各种用途。应用的例子包括以可拆卸方式安装在电子设备中的电池组、电动车辆(如电动汽车)、电力存储系统(如家用电源服务器)和电动工具(如电动钻头)。

为了获得电池容量，已经提出使用不同充放电原理的二次电池，其中，使用电极反应材料的嵌入和放出或者电极反应材料的析出与溶解的二次电池引起了人们的关注。这是因为这种二次电池能够获得比铅电池、镍镉电池等更高的能量密度。

二次电池包括非水电解质溶液、正极和负极。正极包括参与充放电反应的正极活性材料，且负极包括参与充放电反应的负极活性材料。非水电解质溶液包括非水溶剂和电解质盐。非水电解质溶液的组成对电池特性有很大的影响，因此已经针对非水电解质溶液的组成做了各种研究。

具体地，为了改善充放电循环寿命特性等，将含有硼(B)作为构成元素的化合物包含于非水电解质溶液中(例如，参见日本未审查的专利申请公开号2008-027782、2009-245829、2010-212153和2013-098057)。这种化合物的例子包括硼酸化合物等。

发明内容

随着电子设备等的高性能化和多功能化，电子设备等的使用频率也增加，因此存在二次电池频繁地充电和放电的趋势。因此，关于二次电池的电池特性，仍有改善的余地。

希望提供一种能够获得优异电池特性的用于二次电池的非水电解质溶液、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具及电子设备。

根据本发明的一个实施方式，提供了一种用于二次电池的非水电解质溶液，其包括具有由下式(1)表示的四级结构的硼化合物

根据本发明的另一个实施方式，提供了一种二次电池，其包括正极、负极和非水电解质溶液。该非水电解质溶液具有与本发明的用于二次电池的非水电解质溶液相同的构成。

根据本发明的又一个实施方式，提供了包括二次电池的电池组、包括二次电池的电动车辆、包括二次电池的电力存储系统、包括二次电池的电动工具及包括二次电池的电子设备。该二次电池具有与本发明的二次电池相同的构成。

根据本发明的用于二次电池的非水电解质溶液或者所述二次电池，包括上述硼化合物，因为能够获得优异的电池特性。另外，甚至在本发明的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具或电子设备中，也能够获得与上述相同的效果。

附图说明

图1是示出了根据本发明实施方式的二次电池(圆柱型)的构造的截面图；

图2是示出了图1中所示的卷绕电极体的一部分的放大截面图；

图3是示出了根据本发明实施方式的另一个二次电池(层压膜型)的构造的透视图；

图4是沿图3中所示的卷绕电极体的线IV-IV截取的截面图；

图5是示出了二次电池的应用例(电池组：单电池)的构造的透视图；

图6是示出了图5中所示的电池组的构造的框图；

图7是示出了二次电池的应用例(电池组：组合电池)的构造的框图；

图8是示出了二次电池的应用例(电动车辆)的构造的框图；

图9是示出了二次电池的应用例(电力存储系统)的构造的框图；和

图10是示出了二次电池的应用例(电动工具)的构造的框图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。另外，将按下列顺序给出描述。

1.用于二次电池的非水电解质溶液

2.二次电池

2-1.锂离子二次电池

2-1-1.圆柱型

2-1-2.层压膜型

2-2.锂金属二次电池

3.二次电池的应用

3-1.电池组(单电池)

3-2.电池组(组合电池)

3-3.电动车辆

3-4.电力存储系统

3-5.电动工具

1.用于二次电池的非水电解质溶液

首先，将描述本发明的用于二次电池的非水电解质溶液(在下文中，简称为“电解质溶液”)。

本文所描述的电解质溶液被用在例如锂二次电池等中。然而，其中使用所述电解质溶液的二次电池的种类并不限于锂二次电池。

硼化合物

电解质溶液包括任何一种或两种以上的硼化合物，并且硼化合物具有由式(1)表示的四级结构(含硼和氧的结构)。

由式(1)表示的四级结构是一种包括硼(B)和氧(O)作为构成元素的结构(含硼和氧的结构)，并且所述含硼和氧的结构的详细信息如下。

第一，在两个硼原子(B)之间不存在其它原子和其它原子团，由此两个硼原子彼此直接键合。相应地，含硼和氧的键具有硼-硼键(>B-B<)。

第二，两个氧原子(O)键合到每个硼原子，并且每一个氧原子具有一个键合手(bond hand，键合部)。相应地，所述含硼和氧的结构总共具有四个键合手，即所谓的四级。

对硼化合物的种类没有特别地限制，只要硼化合物是具有含硼和氧的结构的化合物即可。即，含硼和氧的结构作为整体为四级，并由此向四个键合手导入(键合)四个基团(补充基团)，但是对补充基团的种类没有特别地限制，只要补充基团是一价基团即可。

四个补充基团的种类可以彼此相同或可以彼此不同。另外，四个补充基团的一部分可以是相同种类的基团。此外，两个补充基团可以彼此键合。

构成补充基团的元素(补充元素)的种类没有特别的限制，只要该元素是任何一种或两种以上的任意元素即可。补充元素的具体例子包括氢(H)、碳(C)、氧(O)、氮(N)、硫(S)、氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)、和碘(I)。但是，补充元素可以是上述元素以外的元素。

在所述元素中，优选的是，补充基团是一种具有碳链作为骨架的基团。这是因为，硼化合物可以很容易地合成，并且硼化合物的溶解性、相容性等被确保。碳链可以是直链状的或具有一个或多个侧链的分叉状的。

之所以电解质溶液包括硼化合物，是因为与电解质溶液中不包括硼化合物的情况相比能够获得以下优点。第一，电解质溶液的化学稳定性得到改善，由此电解质溶液本身不易分解。第二，在电极(正极和负极)的表面上形成了源自硼化合物的膜，由此抑制了由电极的反应性引起的电解质溶液的分解反应。据此，电解质溶液在充电和放电过程中的分解反应得到了显著抑制，由此即使在进行充电和放电时放电容量也不易下降。

具体地，优选的，硼化合物包括分别由式(2)和式(3)表示的化合物中的一种化合物或两种化合物。这是因为，所述硼化合物可以容易地合成并且硼化合物的溶解性、相容性等被确保。

(假设，R1和R2均表示二价烃基或二价卤代烃基。R3至R6均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种。)

由式(2)表示的硼化合物(在下文中称为“第一硼化合物”)包括环状部分。

在第一硼化合物中，两个氧原子键合到一侧的一个硼原子上，并且两个氧原子通过R1彼此连接。另外，两个氧原子键合到另一侧的一个硼原子，并且两个氧原子通过R2彼此连接。据此，在第一硼化合物的左侧部分，通过硼原子、两个氧原子和R1形成了环(左环)，并且在右侧部分，通过硼原子、两个氧原子和R2形成了环(右环)。

R1和R2的种类没有特别的限制，只要R1和R2均是二价烃基或二价卤代烃基即可。这是因为不依赖于R1和R2的种类即能够获得来源于硼化合物的优点。此外，R1和R2可以是相同种类的基团或不同种类的基团。

二价烃基是包括碳和氢作为构成元素的二价基团的总称。二价烃基可以是直链状的或者具有一个或多个侧链的分叉状的。另外，二价烃基可以是不包括碳-碳多重键的饱和烃基、或者是包括一个或多个碳-碳多重键的不饱和烃基。碳-碳多重键是碳-碳双键(>C＝C<)或碳-碳三键(-C≡C-)中的一个或两个。

二价卤代烃基表示上述二价烃基中的一个或多个氢基(-H)被卤基取代的基团。卤基的例子包括氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)、碘基(-I)等中的任何一种或者两种以上。另外，在二价卤代烃基包括多个卤基的情况下，所述多个卤基可以是相同种类的基团、或者可以是不同种类的基团。此外，多个卤基的部分可以是相同种类的基团。

二价烃基的具体例子包括亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚芳基、以及其中两种或多种基团键合在一起而具有两个化合价的基团。

亚烷基的具体例子包括亚甲基(-CH₂-)、亚乙基(-C₂H₄-)、亚丙基(-C₃H₆-)、亚丁基(-C₄H₈-)等。亚烯基的具体例子包括亚乙烯基(-CH＝CH-)、亚丙烯基(-CH＝CH-CH₂-)等。亚炔基的具体例子包括亚乙炔基(-C≡C-)。亚环烷基的具体实例包括亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基、亚环己基、亚环庚基、亚环辛基等。亚芳基的具体例子包括苯基、萘基等。

卤代亚烷基的具体例子包括全氟亚甲基(-CF₂-)、全氟亚乙基(-C₂F₄-)和全氟亚丙基(-C₃F₆-)等。卤代亚烯基的具体例子包括全氟亚乙烯基(-CF＝CF-)等。卤代亚炔基的具体例子包括全氟亚丙炔基(-C≡C-CF₂-)等。卤代亚环烷基的具体例子包括全氟亚环丙基等。卤代亚芳基的具体例子包括全氟亚苯基等。

其中两种或更多种被键合以具有两个化合价的基团表示其中两种或多种上述的二价烃基等键合在一起以作为整体具有两个化合价的基团(在下文中，被称为“二价键合基团”)。二价键合基团的例子包括其中亚烷基和亚烯基彼此键合的基团、其中亚烷基和亚炔基彼此键合的基团、其中亚烯基和亚炔基彼此键合的基团等等。此外，二价键合基团的例子包括其中亚烷基和亚芳基彼此键合的基团、其中亚烷基和亚环烷基彼此键合的基团等等。

其中，优选的是，二价烃基是亚烷基。这是因为，第一硼化合物可以很容易地合成，并且第一硼化合物的溶解性、相容性等被确保。

此外，二价烃基的碳原子数没有特别的限定，但优选碳原子数为1～10。这是因为，第一硼化合物可以很容易地合成，并且第一硼化合物的溶解性、相容性等被确保。

由式(3)表示的硼化合物(在下文中称为“第二硼化合物”)不包括上述的环状部分。

在第二硼化合物中，R3至R6分别键合到四个氧原子。但是，R3和R4没有彼此键合，并且R5和R6没有彼此键合。据此，在第二硼化合物中没有形成两个环(左环和右环)，这不同于第一硼化合物。

R3至R6的种类没有特别的限定，只要R3至R6的各自为氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种即可。这是因为无需依赖于R3至R6的种类即能够获得源自于硼化合物的优点。另外，R3至R6可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。此外，R3至R6的部分可以是相同种类的基团。

一价烃基是包括碳和氢作为构成元素的一价基团的总称。一价烃基可以是直链状的或者具有一个或多个侧链的分叉状的。另外，一价烃基可以是不包括碳-碳多重键的饱和烃基，也可以是包括一个或多个碳-碳多重键的不饱和烃基。

一价卤代烃基表示其中上述一价烃基中的一个或多个氢基被卤基取代的基团。例如，卤基的种类的详细信息如上所述。

一价烃基的具体例子包括烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、以及其中两种或多种基团键合在一起以具有一个化合价的基团。

烷基的具体例子包括甲基(-CH₃)、乙基(-C₂H₅)、丙基(-C₃H₇)、正丁基(-C₄H₈)、叔丁基(-C(-CH₃)₂-CH₃)等。烯基的具体例子包括乙烯基(-CH＝CH₂)、烯丙基(-CH₂-CH＝CH₂)等。炔基的具体例子包括乙炔基(-C≡CH)等。环烷基的具体例子包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、环辛基等。芳基的具体例子包括苯基、萘基等。

卤代烷基的具体例子包括全氟甲基(-CF₃)、全氟乙基(-C₂F₅)、全氟丙基(-C₃F₇)等。卤代烯基的具体例子包括全氟乙烯基(-CF＝CF₂)等。卤代炔基的具体例子包括全氟乙炔基(-C≡CF)等。卤代环烷基的具体例子包括全氟环丙基等。卤代芳基的具体例子包括全氟苯基等。

其中两种或多种键合成具有一价的基团表示其中氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的两种或多种键合在一起作为整体具有一个化合价的基团(在下文中，称为“一价键合基团”)。一价键合基团的例子包括其中烷基和烯基彼此键合的基团、其中烷基和炔基彼此键合的基团、其中烯基和炔基彼此键合的基团等。另外，一价键合基团的例子包括其中烷基与芳基彼此键合的基团、其中烷基和环烷基彼此键合的基团等。

其中，优选的是，一价烃基是烷基。这是因为，第二硼化合物可以很容易地合成，并且第二硼化合物的溶解性、相容性等被确保。

另外，一价烃基的碳原子数没有特别地限定，但优选碳原子数为1～10。这是因为，第二硼化合物可以很容易地合成，并且第二硼化合物的溶解性、相容性等被确保。

特别地，优选的是第一硼化合物包括分别由式(2-1)和式(2-2)表示的化合物中的一种或两种。这是因为，第一硼化合物可以更容易地合成，并且第一硼化合物的溶解性、相容性等得到了进一步改善。

(假设，R7至R14均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种。R15至R26均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种)

在由式(2-1)表示的第一硼化合物中，两个环(右环和左环)均是五元环。R7至R14可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。此外，R7至R14的部分可以是相同种类的基团。

在由式(2-2)表示的第二硼化合物中，两个环均是六元环。R15至R26可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。此外，R15至R26的部分可以是相同种类的基团。

例如，R7至R26的详细信息与上述的R3至R6的详细信息相同。

第一硼化合物的具体例子包括由式(1-1)至式(1-14)表示的化合物等。

第二硼化合物的具体例子包括由式(1-21)至式(1-28)表示的化合物等。

在下文中，将第一硼化合物和第二硼化合物统称为“硼化合物”。

另外，硼化合物还可以是除了上述化合物之外的另外的化合物，只要所述化合物具有含硼和氧的结构即可。

例如，另外的化合物是通过部分地组合第一硼化合物和第二硼化合物获得的化合物。另外的化合物的更具体的例子包括通过组合第一硼化合物的形成环的左侧部分和第二硼化合物的不形成环的右侧部分而获得的化合物等。

另外，另外的化合物的例子包括通过部分地组合上述第二硼化合物的具体例子而获得的化合物。另外的化合物的更具体的例子包括其中左侧部分是五元环而右侧部分是六元环的化合物等。

硼化合物在电解质溶液中的量没有特别的限制，但优选所述量为0.01重量％至3重量％。这是因为，保留了高的电池容量并且抑制了电解质溶液的分解反应。

另外，除了上述的硼化合物之外，电解质溶液可包括任何一种或两种以上的附加材料。

附加材料：溶剂

附加材料是包括非水溶剂的多种溶剂中的任何一种或两种以上。

所述溶剂的例子包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链状羧酸酯、腈等。这是因为能够获得优异的溶解性、相容性等。环状碳酸酯的例子包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯等。链状碳酸酯的例子包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯等。内酯的例子包括γ-丁内酯、γ-戊内酯等。羧酸酯的例子包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、乙酸三甲基甲酯、乙酸三甲基乙酯等。腈的例子包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈等。

另外，溶剂的例子包括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、1,3-二氧己环、1,4-二氧己环、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、二甲亚砜等。这是因为能够得到同样的优点。

其中，优选碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯及碳酸甲乙酯中的任何一种或两种以上。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)(诸如碳酸乙二酯和碳酸丙二酯)与低粘度溶剂(例如，粘度≤1mPa·s)(诸如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯和碳酸二乙酯)的组合是更加优选的。这是因为在电解质溶液中，电解质盐的解离以及离子迁移率得到了改善。

另外，溶剂可以是不饱和环状碳酸酯中的任何一种或两种以上。这是因为，在充电和放电期间在电极的表面上形成了稳定的保护膜，由此电解液的分解反应被抑制。

每一种不饱和环状碳酸酯均是具有一个或多个不饱和键(碳-碳双键)的环状碳酸酯，并且其更具体的例子包括分别由式(4)至式(6)表示的化合物。不饱和环状碳酸酯在溶剂中的量没有特别的限制，例如所述量为0.01重量％至10重量％。

(假设，R81和R82均表示氢基或烷基。R83至R86均表示氢基、烷基、乙烯基和烯丙基中的任何一种，并且R83至R86中的至少一个表示乙烯基或烯丙基。R87表示由>CR88R89表示的基团，并且R88和R89均表示氢基或烷基)。

式(4)表示的化合物是碳酸亚乙烯酯类化合物。R81和R82可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。碳酸亚乙烯酯类化合物的具体例子包括碳酸亚乙烯酯(1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸甲基亚乙烯酯(4-甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸乙基亚乙烯酯(4-乙基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)、4,5-二甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮、4,5-二乙基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮、4-氟-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮、4-三氟甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮等。其中，碳酸亚乙烯酯是优选的。这是因为碳酸亚乙烯酯是容易获得的，并可以得到高的效果。

由式(5)表示的化合物是碳酸乙烯亚乙酯类化合物。R83至R86可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。此外，R83至R86的部分可以是相同种类的基团。碳酸乙烯亚乙酯类化合物的具体例子包括碳酸乙烯亚乙酯(4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮)、4-甲基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-正丙基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、5-甲基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮等。其中碳酸乙烯亚乙酯是优选的。这是因为碳酸乙烯亚乙酯容易获得，并且能够获得高的效果。另外，R83至R86全部均可以是乙烯基或烯丙基，并且乙烯基和烯丙基可以是彼此混合的。

由式(6)表示的化合物是碳酸亚甲基乙二酯类化合物。R88和R89可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。碳酸亚甲基乙二酯类化合物的具体例子包括碳酸亚甲基乙二酯(4-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)、4,4-二甲基-5-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二乙基-5-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮等。除了式(18)中所示的具有一个亚甲基的化合物之外，碳酸亚甲基乙二酯类化合物还可以是具有两个亚甲基的化合物。

另外，不饱和环状碳酸酯可以是具有苯环的碳酸邻苯二酚酯等。

另外，溶剂可以是卤代碳酸酯中的任何一种或两种以上。这是因为在充电和放电期间在电极表面上形成了稳定的保护膜，由此电解质溶液的分解反应被抑制。卤代碳酸酯是包括一个或多个卤素作为构成元素的碳酸酯，并且更具体地，卤代碳酸酯是分别由式(7)和式(8)表示的化合物。卤代碳酸酯在溶剂中的量没有特别地限制，例如所述量为0.01重量％至50重量％。

(假设，R90至R93各自表示氢基、卤基、烷基和卤代烷基中的任何一种。R90至R93中的至少一个表示卤基或者卤代烷基。R94至R99表示氢基、卤基、烷基和卤代烷基中的任何一种，并且R94至R99中的至少一个表示卤基或者卤代烷基)。

式(7)表示的化合物是环状卤代碳酸酯。R90至R93可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。此外，R90至R93的部分可以是相同种类的基团。

卤基的种类没有特别地限制，但是氟基、氯基、溴基和碘基中的任何一种或两种以上是优选的，且特别优选氟基。这是因为相比于其它卤基，氟基容易形成保护膜。另外，卤基的数目优选为1或2，更优选为3以上。这是因为，形成保护膜的能力进一步增强并且保护膜变得更加牢固。

卤代烷基表示烷基中的一个或多个氢基被取代(卤代)为卤基的基团。卤基的详细信息与如上所述的相同。

环状卤代碳酸酯的具体例子包括由式(7-1)至式(7-21)表示的化合物等，并且所述化合物还包括几何异构体。其中，优选由式(7-1)表示的4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、由式(7-3)表示的4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮等。此外，作为4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮，相比于顺式异构体，优选反式异构体。这是因为，顺式异构体容易获得并且能够获得好的效果。

由式(8)表示的化合物是链状卤代碳酸酯。R94至R99可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。此外，R94至R99的部分可以是相同种类的基团。

链状卤代碳酸酯的具体例子包括碳酸甲酯氟代甲酯、碳酸二(氟代甲酯)、碳酸甲酯二氟代甲酯等。

此外，溶剂可以是磺酸酯。这是因为电解液的化学稳定性得到了进一步的改善。磺酸酯包括单磺酸酯和二磺酸酯。

单磺酸酯可以是环状单磺酸酯或链状单磺酸酯。环状单磺酸酯的例子包括磺内酯，如丙烷磺内酯和丙烯磺内酯。链状单磺酸酯是其中环状单磺酸酯被从中间穿过切开的酯。例如，在将丙磺酸内酯从中间穿过切开的情况下，链状单磺酸酯是CH₃-CH₂-CH₂-SO₃-CH₃等。-SO₃-(-S(＝O)₂-O-)的方向没有特别的限制。即，CH₃-CH₂-CH₂-SO₃-CH₃可以是CH₃-CH₂-CH₂-S(＝O)₂-O-CH₃或CH₃-CH₂-CH₂-O-S(＝O)₂-CH₃。

二磺酸酯可以是环状二磺酸酯或链状二磺酸酯。环状二磺酸酯的例子包括由式(9-1)至式(9-3)表示的化合物等。链状二磺酸酯是其中环状二磺酸酯被从中间穿过切开的酯。例如，由式(9-1)表示的化合物被从中间穿过切开的链状二磺酸酯为CH₃-SO₃-CH₂-CH₂-SO₃-CH₃等。-SO₃-(-S(＝O)₂-O-)的方向没有特别的限制。即，CH₃-SO₃-CH₂-CH₂-SO₃-CH₃可以是CH₃-S(＝O)₂-O-CH₂-CH₂-S(＝O)₂-O-CH₃、CH₃-O-S(＝O)₂-CH₂-CH₂-S(＝O)₂-O-CH₃、或CH₃-S(＝O)₂-O-CH₂-CH₂-O-S(＝O)₂-CH₃。

磺酸酯在溶剂中的量没有特别地限制，例如，所述量为0.5重量％至5重量％。

此外，溶剂可以是酸酐。这是因为，电解质溶液的化学稳定性得到了进一步提高。酸酐的例子包括羧酸酐、二磺酸酐、羧酸/磺酸酐等。羧酸酐的例子包括丁二酸酐、戊二酸酐、马来酸酐等。二磺酸酐的例子包括乙烷二磺酸酐、丙烷二磺酸酐等。羧酸/磺酸酐的例子包括磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐、磺基丁酸酐等。酸酐在溶剂中的量没有特别的限制，例如，所述量为0.5重量％至5重量％。

另外，溶剂可以是二氰化合物和二异氰酸酯化合物。这是因为，电解质溶液的化学稳定性得到了进一步提高。二氰化合物的例子包括由NC-C_mH_2m-CN(m是1或更大的整数)表示的化合物，并且其具体例子包括NC-C₂H₄-CN等。二异氰酸酯化合物的例子包括由OCN-C_nH_2n-NCO(n是1或更大的整数)表示的化合物，并且其具体例子包括OCN-C₆H₁₂-NCO等。二氰化合物在溶剂中的量没有特别的限制，例如，所述量为0.5重量％至5重量％。例如，所述含量范围对于二异氰酸酯化合物也是如此。

附加材料：电解质盐

另外，附加材料的例子包括电解质盐(包括锂盐)中的任何一种或两种以上。但是，例如，电解质盐可以包括锂盐之外的盐。所述锂盐之外的盐的例子包括除了锂之外的轻金属的盐。

锂盐的例子包括六氟磷酸锂(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)。

其中，优选LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄和LiAsF₆中的任何一种或两种以上，且更优选LiPF₆。这是因为，减小了内部电阻。

此外，电解质盐可以是分别由式(10)至式(12)表示的化合物中的任何一种或两种以上。另外，R41和R43可以是相同种类的基团，也可以是不同种类的基团。对于R51至R53以及R61和R62也是如此。

(假设，X41表示长周期表中的第1族的元素、第2族的元素、或Al。M41表示长周期表中的过渡金属、或第13族的元素、第14族的元素、或第15族的元素。R41表示卤基。Y41是-C(＝O)-R42-C(＝O)-、-C(＝O)-CR43₂-或-C(＝O)-C(＝O)-。此外，R42表示亚烷基、卤代亚烷基、亚芳基或卤代亚芳基。R43表示烷基、卤代烷基、芳基或卤代芳基。另外，a4表示1至4的整数，b4表示0、2或4的整数，并且c4、d4、m4和n4表示1至3的整数)。

(假设，X51表示长周期表中的第1族元素或第2族元素。M51表示长周期表中的过渡金属、或第13族的元素、第14族的元素、或第15族的元素。Y51表示-C(＝O)-(CR51₂)_b5-C(＝O)-、-R53₂C-(CR52₂)_c5-C(＝O)-、-R53₂C-(CR52₂)_c5-CR53₂-、-R53₂C-(CR52₂)_c5-S(＝O)₂-、-S(＝O)₂-(CR52₂)d₅-S(＝O)₂-或-C(＝O)-(CR52₂)_d5-S(＝O)₂-。另外，R51和R53均表示氢基、烷基、卤基、或卤代烷基。R51和R53中的至少一个是卤基或卤代烷基。R52表示氢基、烷基、卤基、或卤代烷基。另外，a5、e5和n5为整数1或2，b5和d5是整数1至4，c5是整数0至4，且f5和m5是整数1至3)。

(假设，X61表示长周期表中的第1族的元素或第2族的元素。M61表示长周期表中的过渡金属、或第13族的元素、第14族的元素、或第15族的元素。Rf表示氟代烷基或氟代芳基，并且其碳原子的数目为1至10。Y61表示-C(＝O)-(CR61₂)_d6-C(＝O)-、-R62₂C-(CR61₂)_d6-C(＝O)-、-R62₂C-(CR61₂)_d6-CR62₂-、-R62₂C-(CR61₂)_d6-S(＝O)₂-、-S(＝O)₂-(CR61₂)_e6-S(＝O)₂-或-C(＝O)-(CR61₂)_e6-S(＝O)₂-。另外，R61表示氢基、烷基、卤基、或卤代烷基。R62表示氢基、烷基、卤代基团(卤基)、或卤代烷基，并且其中至少一个是卤基或卤代烷基。另外，a6、f6和n6是整数1或2，b6、c6和e6是整数1至4，d6是整数0至4，且g6和m6是整数1至3)。

另外，第1族的元素表示氢(H)、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)、或钫(Fr)。第2族的元素表示铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)、或镭(Ra)。第13族的元素表示硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、或铊(Tl)。第14族的元素表示碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、或铅(Pb)。第15族的元素表示氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)、或铋(Bi)。

由式(10)表示的化合物的具体例子包括由式(10-1)至式(10-6)表示的化合物等。由式(11)表示的化合物的具体例子包括由式(11-1)至式(11-8)表示的化合物等。由式(12)表示的化合物的具体例子包括由式(12-1)表示的化合物等。此外，由式(10)至式(12)表示的化合物的具体例子可以是其它化合物。

另外，电解质盐可以是分别由式(13)至式(15)表示的化合物。此外，m和n可以是相同的值，也可以是彼此不同的值。这也适用于p、q和r。

LiN(C_mF_2m+1SO₂)(C_nF_2n+1SO₂)...(13)

(假设，m和n表示1或更大的整数。)

(假设，R71表示具有2至4个碳原子的直链状或分叉状的全氟亚烷基)

LiC(C_pF_2p+1SO₂)(C_qF_2q+1SO₂)(CrF_2r+1SO₂)...(15)

(假设，p、q和r表示1或更大的整数。)

由式(13)表示的化合物是链状酰亚胺化合物。该链状酰亚胺化合物的具体例子包括双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF₃SO₂)₂)、双(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(C₂F₅SO₂)₂)、(三氟甲烷磺酰基)(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF₃SO₂)(C₂F₅SO₂))、(三氟甲烷磺酰基)(七氟丙烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF₃SO₂)(C₃F₇SO₂))、(三氟甲烷磺酰基)(九氟丁烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF₃SO₂)(C₄F₉SO₂))等。另外，链状酰亚胺化合物的具体例子可以包括其它化合物。

由式(14)表示的化合物是环状酰亚胺化合物。环状酰亚胺化合物的具体例子包括由式(14-1)至(14-4)表示的化合物等。另外，环状酰亚胺化合物的具体例子可以包括其它化合物。

由式(15)表示的化合物是链状甲基化物化合物。所述链状甲基化物化合物的具体例子包括三(三氟甲烷磺酰基)甲基化锂(LiC(CF₃SO₂)₃)等。另外，所述链状甲基化物化合物的具体例子可以包括其它化合物。

电解质盐的量没有特别的限制，但是优选所述量相对于溶剂为0.3mol/kg至3.0mol/kg。这是因为能够得到高的离子导电性。

附加材料：其它添加剂

另外，附加材料可以是不同于上述材料的任何一种或两种以上其它材料。例如，添加剂是含磷和氟的盐，如LiPF₂O₂和Li₂PFO₃。添加剂在电解质溶液中的量没有特别地限制。

电解质溶液的操作和效果

根据所述电解质溶液，包括具有含硼和氧的结构的硼化合物。在这种情况下，与电解质溶液不包括所述硼化合物的情况以及电解质溶液包括附加硼化合物的情况相比，电解质溶液的化学稳定性得到了改善，因此在充电和放电期间，电解质溶液的分解反应被抑制。因此，即使当进行充电和放电时，放电容量也不会降低，所以能够获得优异的电池特性。

特别地，当硼化合物包括由式(2)、式(2-1)、式(2-2)和式(3)表示的化合物中的任何一种或两种以上时，能够获得更好的效果。另外，当所述硼化合物在电解质溶液中的量为0.01重量％至3重量％时，能够获得更好的效果。

在本文中，如上所述的附加硼化合物的例子包括由式(16-1)至式(16-3)表示的化合物等。本文所描述的其它硼化合物不具有含硼和氧的结构。

2.二次电池

接下来，将描述使用了上述电解质溶液的二次电池。

2-1.锂离子二次电池

例如，此处所述的二次电池是锂二次电池(锂离子二次电池)，其能够通过作为电极反应材料的锂(锂离子)的嵌入和脱嵌来获得负极22的容量。

2-1-1.圆柱型

图1和图2示出了根据本发明实施方式的二次电池的剖面构造。在图2中，以放大的方式示出了图1中所示的卷绕电极体20的一部分。

二次电池的整体构造

例如，所述二次电池是所谓的圆柱型二次电池，并且卷绕电极体20和一对绝缘板12和13容纳在大致中空的圆柱形电池壳11内。例如，以正极21和负极22通过隔膜23层叠并卷绕的方式构造卷绕电极体20。

电池壳11具有中空结构，其中一端封闭而另一端敞开，并且例如由铁(Fe)、铝(Al)及其合金中的任何一种或两种以上的材料制成。电池壳11的表面可以镀有镍(Ni)等。一对绝缘板12和13被布置为将卷绕电极体20夹在该对绝缘板12和13之间，并在垂直于卷绕外围表面的方向上延伸。

在电池壳11的开口端，通过垫圈17密闭电池盖14、安全阀机构15和热敏电阻元件(PTC元件)16，由此电池壳11被气密地密封。例如，电池盖14由相同于电池壳11的材料制成。安全阀机构15和热敏电阻元件16均设置在电池盖14内侧，并且安全阀机构15通过热敏电阻元件16与电池盖14电连接。在安全阀机构15中，当内部压力由于内部短路、外部加热等而达到恒定值或更高时，则盘状板15A被反转(翻转，inverted)。据此，切断了电池盖14与卷绕电极体20之间的电连接。为了防止大电流造成的异常发热，响应于温度的升高，热敏电阻元件16的电阻增加。例如，垫圈17由绝缘材料制成，并且垫圈17的表面可以涂布有沥青等。

例如，将中心销24插入到所述卷绕电极体20的中心。不过，可以不将中心销24插入到卷绕电极体20的中心。例如，由导电材料(比如铝等)制成的正极引线25与正极21连接，并且例如，由导电材料(比如镍等)制成的负极引线26与负极22连接。例如，正极引线25被焊接至安全阀机构15并且与电池盖14电连接。例如，负极引线26被焊接至电池壳11并且与电池壳11电连接。

正极

正极21在正极集电体21A的一个表面或两个表面上包括正极活性材料层21B。例如，正极集电体21A由导电材料(如铝、镍及不锈钢)制成。

正极活性材料层21B包括能够嵌入和脱嵌作为正极活性材料的锂离子的任何一种或两种以上正极材料。另外，正极活性材料层21B可以进一步包括任何一种或两种或更多种附加材料，如正极粘合剂和正极导电剂。

优选的正极材料是含有锂的化合物。更具体地，优选的正极材料是含锂复合氧化物和含锂磷酸化合物中的任何一种或两种。这是因为，能够得到高能量密度。

“含锂复合氧化物”是一种包括锂和一种或多种元素(在下文中，称为除了锂(Li)之外的“其它元素”)作为构成元素并且具有层状岩盐型晶体结构或尖晶石型晶体结构的氧化物。“含锂磷酸化合物”是一种包括锂和一种或多种其它元素作为构成元素并且具有橄榄石型晶体结构的磷酸化合物。

其它元素的种类没有特别的限制，只要所述其它元素是任何一种或两种或更多种的任意元素即可。其中，优选的是，其它元素是属于长周期表中第2族至第15族的元素中的任何一种或两种或更多种元素。更具体地，更优选的是，其它元素为镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)和铁(Fe)中的任何一种或两种或更多种金属元素。这是因为能够获到高电压。

其中，优选的是，具有层状岩盐型晶体结构的含锂复合氧化物是由式(21)至式(23)表示的化合物的任何一种或两种或更多种。

Li_aMn_(1-b-c)Ni_bM11_cO_(2-d)Fe…(21)

(假设，M11表示钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种元素。a至e满足关系0.8≤a≤1.2、0<b<0.5、0≤c≤0.5、(b+c)<1、-0.1≤d≤0.2和0≤e≤0.1。另外，锂的组成根据充电和放电状态而不同，并且a是处于完全放电状态的值。)

Li_aNi_(1-b)M12_bO_(2-c)F_d…(22)

(假设，M12表示钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种元素。a至d满足关系0.8≤a≤1.2、0.005≤b≤0.5、-0.1≤c≤0.2和0≤d≤0.1。另外，锂的组成根据充电和放电状态而不同，并且a是处于完全放电状态的值。)

Li_aCo_(1-b)M13_bO_(2-c)F_d…(23)

(假设，M13表示镍(Ni)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种元素。a至d满足关系0.8≤a≤1.2、0≤b<0.5、-0.1≤c≤0.2、和0≤d≤0.1。另外，锂的组成根据充电和放电状态而不同，并且a是处于完全放电状态的值。)

具有层状岩盐型晶体结构的含锂复合氧化物的具体例子包括LiNiO₂、LiCoO₂、LiCo_0.98Al_0.01Mg_0.01O₂、LiNi_0.5Co_0.2Mn_0.3O₂、LiNi_0.8Co_0.15Al_0.05O₂、LiNi_0.33Co_0.33Mn_0.33O₂、Li_1.2Mn_0.52Co_0.175Ni_0.1O₂、Li_1.15(Mn_0.65Ni_0.22Co_0.13)O₂等。

优选的具有尖晶石型晶体结构的含锂复合氧化物是由式(24)表示的化合物的任何一种或两种或更多种。

Li_aMn_(2-b)M14_bO_cF_d…(24)

(假设，M14表示钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)中的至少一种元素。a至d满足关系0.9≤a≤1.1、0≤b≤0.6、3.7≤c≤4.1和0≤d≤0.1。另外，锂的组成根据充电和放电状态而不同，并且a是处于完全放电状态的值)。

具有尖晶石型晶体结构的含锂复合氧化物的具体例子包括LiMn₂O₄等。

优选的是，具有橄榄石型晶体结构的含锂磷酸化合物是由式(25)表示的化合物中的任何一种或两种或更多种化合物。

Li_aM₁₅PO₄…(25)

(假设，M15表示钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)、和锆(Zr)中的至少一种元素。a满足关系0.9≤a≤1.1。另外，锂的组成根据充电和放电状态而不同，并且a是处于完全放电状态的值。)

具有橄榄石型晶体结构的含锂磷酸化合物的具体例子包括LiFePO₄、LiMnPO₄、LiFe_0.5Mn_0.5PO₄、LiFe_0.3Mn_0.7PO₄等。

另外，含锂复合氧化物可以是由式(26)表示的化合物中的任何一种或两种或更多种化合物。

(Li₂MnO₃)_x(LiMnO₂)_1-x…(26)

(假设，x满足关系0≤x≤1。另外，锂的组成根据充电和放电状态而不同，并且x是处于完全放电状态的值。)

另外，例如，正极材料可以是氧化物、二硫化物、硫族化物、导电聚合物等中的一种或两种或更多种材料。氧化物的例子包括氧化钛、氧化钒、二氧化锰等。二硫化物的例子包括二硫化钛、硫化钼等。硫族化物的例子包括硒化铌等。导电性聚合物的例子包括硫磺、聚苯胺、聚噻吩等。另外，正极材料可以是上述材料以外的材料。

例如，正极粘合剂包括合成橡胶、聚合材料等中的任何一种或两种或更多种。合成橡胶的例子包括苯乙烯-丁二烯橡胶、氟橡胶、乙烯-丙烯-二烯橡胶等。聚合材料的例子包括聚偏氟乙烯、聚酰亚胺等。

例如，正极导电剂可以包括碳材料等中的任何一种或两种或更多种材料。碳材料的例子包括石墨、炭黑、乙炔黑、科琴炭黑等。另外，正极导电剂可以是金属材料、导电高分子等，只要这些材料具有导电性即可。

负极

负极22在负极集电体22A的一个表面或两个表面上包括负极活性材料层22B。

例如，负极集电体22A由导电材料(例如铜、镍和不锈钢)制成。优选将负极集电体22A的表面粗糙化。这是因为，由于所谓的锚固效应而改善了负极活性材料层22B相对于负极集电体22A的粘附性。在这种情况下，可以至少在与负极活性材料层22B面对的区域中将负极集电体22A的表面粗糙化。粗糙化方法的例子包括通过使用电解处理来形成微粒的方法。电解处理是一种通过使用电解方法在电解槽中在负极集电体22A的表面上形成微粒，并由此在负极集电体22A的表面中提供不规则性的方法。通过电解方法制备的铜箔通常称为“电解铜箔”。

负极活性材料层22B包括任何一种或两种或更多种能够嵌入和脱嵌电极反应材料的负极材料作为负极活性材料。另外，负极活性材料层22B可以进一步包括负极粘合剂、负极导电剂等中的任何一种或两种或更多种附加材料。另外，关于负极粘合剂和负极导电剂的详情例如与正极粘合剂和正极导电剂的详情相同。

此外，优选的是，负极材料的可充电容量大于正极21的放电容量，以防止在充电过程中电极反应材料至负电极22的无意析出。即，优选的是，能够嵌入和脱嵌电极反应材料的负极材料的电化学当量大于正极21的电化学当量。另外，例如，在电极反应材料是锂的情况下，向负极22析出的电极反应材料是锂金属。

例如，负极材料是任何一种或两种或更多种碳材料。这是因为，在电极反应材料的嵌入和脱嵌时其晶体结构变化非常小，因此能够稳定地获得高能量密度。此外，碳材料也可以起到负电极导电剂的功能，并由此提高了负极活性材料层22B的导电性。

碳材料的例子包括容易石墨化的碳、难以石墨化的碳、石墨等。另外，难以石墨化的碳中的(002)面的面间距优选为0.37nm以上，并且石墨中(002)面的面间距优选为0.34nm以下。更具体地，碳材料的例子包括热解碳、焦炭、玻璃样碳、有机聚合化合物烧结体、活性炭、炭黑等。焦炭包括沥青焦炭、针状焦炭、和石油焦炭等。有机聚合化合物烧结体通过在合适的温度下焙烧(碳化)聚合化合物如酚醛树脂、呋喃树脂等而获得。另外，碳材料可以是在约1000℃或更低的温度下进行了热处理的低结晶碳或无定形碳。另外，碳材料的形状可以是纤维状、球状、颗粒状和鳞片状中的任一种。

另外，例如，负极材料是包括任何一种或两种或更多种金属元素和准金属元素作为构成元素的材料(金属类材料)。这是因为，能够获得高能量密度。

金属类材料可以是单质、合金和化合物中的任何一种、其中的两种或更多种、以及至少在一部分包括其一个或更多个相的材料。另外，除了由两种或更多种金属元素构成的材料之外，合金还包括包含一种或多种金属元素和一种或多种准金属元素的材料。此外，合金可包括非金属元素。金属类材料的结构的例子包括固溶体、共晶体(低共熔混合物)、金属间化合物、以及它们中的两种或更多种的共存材料等。

例如，金属元素及准金属元素可以是能够与电极反应材料形成合金的金属元素和准金属元素中的任何一种或两种或更多种，并且其具体例子包括镁、硼、铝、镓、铟(In)、硅、锗(Ge)、锡、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌、铪(Hf)、锆、钇(Y)、钯(Pd)、铂(Pt)等。

其中，优选硅和锡中的一种或两种。这是因为，嵌入和脱嵌电极反应材料的能力是优异的，因而能够获得显著高的能量密度。

包括硅和锡中的一种或两种作为构成元素的材料可以是硅单质、硅合金以及硅化合物中的任何一种，锡单质、锡合金以及锡化合物中的任何一种，前述的两种或多种，或者至少在一部分中包括其一个或更多个相的材料。另外，单质表示一般单质的含义(单质可以包含少量杂质)，而不是指纯度为100％。

例如，硅合金包括锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑、铬等中的任何一种或两种或多种元素作为除了硅之外的构成元素。例如，硅化合物包括碳、氧等中的任何一种或两种或更多种元素作为除了硅之外的构成元素。例如，对于硅合金，硅化合物包括所描述的一系列元素中的任何一种或两种或更多种元素作为除了硅之外的构成元素。

硅合金和硅化合物的具体例子包括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)、LiSiO等。另外，SiO_v中v可以满足关系0.2<v<1.4。

例如，锡合金包括硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑、铬等中的任何一种或两种或多种元素作为除锡之外的构成元素。例如，锡化合物包括碳、氧等中的任何一种或两种或多种元素作为除锡之外的构成元素。另外，例如，对于锡合金，锡化合物可以包括所描述的一系列元素中的任何一种或两种或多种元素作为除锡之外的构成元素。

锡合金和锡化合物的具体例子包括SnO_w(0<w≤2)、SnSiO₃、LiSnO、Mg₂Sn等。

特别地，优选的是，包括锡作为构成元素的材料例如是包括锡(第一构成元素)以及第二和第三构成元素作为构成元素的材料(含Sn的材料)。例如，第二构成元素包括钴、铁、镁、钛、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镓、锆、铌、钼、银、铟、铈(Ce)、铪(Hf)、钽、钨、铋、硅等中的任何一种或两种或多种元素。例如，第三构成元素包括硼、碳、铝、磷(P)等中的任何一种或两种或更多种元素。这是因为，当含Sn的材料包括第二和第三构成元素时，能够获得高电池容量、优异的循环特性等。

其中，优选的是所述含Sn的材料是包括锡、钴和碳作为构成元素的材料(含SnCoC的材料)。例如，在含SnCoC的材料中，碳的量为9.9质量％至29.7质量％，并且锡和钴的量之间的比率(Co/(Sn+Co))是20质量％至70质量％。这是因为能够获得高能量密度。

优选的是，所述含SnCoC的材料具有包括锡、钴和碳的相，并且该相是低结晶相或无定形相。这是因为，该相是能够与电极反应材料反应的反应相，由此由于该反应相的存在而能够获得优异的特性。在将CuKα-射线用作特征X-射线且扫描速率设为1°/min的情况下，由该反应相的X-射线衍射而获得的衍射峰的半峰时全宽度(衍射角2θ)是优选为1°以上。这是因为，电极反应材料更平稳地嵌入和脱嵌，并且与电解质溶液的反应性降低。另外，含SnCoC的材料除了低结晶相或无定形相之外，还包括其中各构成元素或其部分的单质的相。

通过比较在与电极反应材料发生电化学反应前与后的X-射线衍射图，能够容易地确定由X-射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与电极反应材料发生反应的反应相。例如，当在与电极反应材料发生电化学反应前与后，衍射峰位置发生了变化，则可以说所述衍射峰对应于能够与电极反应材料发生反应的反应相。在这种情况下，例如，低结晶或无定形反应相的衍射峰显示在在2θ＝20°～50°的范围内。例如，认为这种反应相包括上述构成元素，由此反应相的无定形或低结晶主要是由碳的存在而引起的。

在含SnCoC的材料中，优选的是，作为构成元素的碳的至少一部分与作为另一种构成元素的金属元素或准金属元素键合在一起。这是因为，抑制了锡等的凝聚或结晶。可以通过使用例如X-射线光电子能谱(XPS)来确认元素的键合状态。在市售的装置中，例如，使用Al-Kα射线、Mg-Kα射线等作为软X-射线。在至少一部分碳与金属元素或准金属元素键合在一起的情况下，在低于284.5eV的区域中显示了碳的1s轨道(C1s)的合成波的峰。此外，假设金属元素的4f轨道(Au4f)的峰进行了能量校准，由此能够在84.0eV处获得。此时，通常在材料表面上存在表面污染碳，所以将表面污染碳的C1s的峰设置为284.8eV，并且将该峰设置为能量基准。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类型可以获得C1s的峰的波形。因此，例如，可以通过使用市售软件的分析将两个峰相互分离。在波形分析中，将存在于最小键合能侧的主峰位置设置为能量基准(284.8eV)。

含SnCoC的材料不仅限于其中仅包括锡、钴和碳作为构成元素的材料(SnCoC)。例如，含SnCoC的材料可以包括硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷、镓、铋等中的任何一种或两种或更多种元素作为除了锡、钴和碳之外的构成元素。

除了含SnCoC的材料，包括锡、钴、铁和碳作为构成元素的材料(含SnCoFeC的材料)也是优选的。含SnCoFeC的材料的组成是任意的。例如，在将铁的量设定为稍小的情况下，碳的量为9.9质量％至29.7质量％，铁的量为0.3质量％至5.9质量％，且锡和钴的量的比率(Co/(Sn+Co))为30质量％至70质量％。此外，在将Fe的量设定为稍大的情况下，碳的量为11.9质量％至29.7质量％，锡、钴和铁的量的比率((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))为26.4质量％至48.5质量％，且钴和铁的量的比率(Co/(Co+Fe))为9.9质量％至79.5质量％。这是因为，在这种组成范围内，能够获得高能量密度。另外，含SnCoFeC的材料的物理性质(半峰时全宽度等)与含SnCoC的材料的那些相同。

另外，例如，负极材料可以是金属氧化物、聚合化合物等中的任何一种或两种或更多种。金属氧化物的例子包括氧化铁、氧化钌、氧化钼等。聚合化合物的例子包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等。

其中，考虑到下列原因，优选的是，负极材料包括碳材料和金属类材料两种。

包括金属类材料(特别是硅和锡的一种或两种作为构成元素)的材料具有理论容量高的优点，但是具有在电极反应过程中材料超向于活跃地膨胀和收缩的问题。另一方面，碳材料具有理论容量低的问题，但是具有在电极反应过程中材料不会趋向于膨胀和收缩的优点。相应地，当碳材料和金属类材料两者均使用时，电极反应过程中的膨胀和收缩被抑制，同时获得了高的理论容量(换言之，电池容量)。

例如，负极活性材料层22B是通过涂布法、气相法、液相法、热喷涂法、焙烧法(烧结法)中的任何一种或两种或更多种方法来形成的。例如，涂布法是一种其中将粒状(粉末)负极活性材料与负极粘合剂等混合在一起、将得到的混合物分散在溶剂(如有机溶剂)中、并然后将所得的分散材料涂布在负极集电体22A上的方法。气相法的例子包括物理沉积法和化学沉积法等。气相法的更具体的例子包括真空沉积法、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、等离子体化学气相沉积法等。液相法的例子包括电解电镀法、化学(无电极)镀法等。热喷涂法是一种其中将熔融状态或半熔融状态的负极活性材料喷涂到负极集电体22A上的方法。焙烧法是一种其中通过使用例如涂布法将分散于溶剂中的混合物涂布到负极集电体22A之后、在高于负极粘合剂等的熔点的温度下进行热处理的方法。对于焙烧法，例如可以使用大气焙烧法、反应焙烧法、热压焙烧法等。

在二次电池中，如上所述，为了防止在充电过程中电极反应材料向负极22上的无意析出，将能嵌入和脱嵌电极反应材料的负极材料的电化学当量设定为大于正极的电化学当量。此外，在完全充满电的状态下的开路电压(即，电池电压)为4.25V或更高时，即使在使用相同的正极活性材料时，与开路电压为4.20V的情况相比，每单位质量的电极反应材料的放出量增加，由此，相应地调整正极活性材料和负极活性材料的量。据此，能够得到高能量密度。

隔膜

隔膜23将正极21与负极22彼此分隔开，并使锂离子通过，同时防止由两个电极之间的接触而引起的电流短路。例如，隔膜23是合成树脂、陶瓷等的任何多孔膜，并且可以为使用两种或多种多孔膜的层压膜。例如，合成树脂是聚四氟乙烯、聚丙烯、聚乙烯等中的任何一种或两种或更多种树脂。

特别地，例如，隔膜23可以包含多孔膜(基底材料层)和设置在基底材料层的一个表面或两个表面上的聚合化合物层。这是因为，隔膜23相对于正极21和负极22的粘附特性得到改善，因而卷绕电极体20的变形受到抑制。据此，电解质溶液的分解反应受到抑制，并且浸渍到基底材料层的电解质溶液的渗漏被抑制。因此，即使重复充电和放电，电阻不太可能增大，且电池膨胀受到抑制。

例如，聚合化合物层包括聚合材料，例如聚偏二氟乙烯。这是因为，聚合化合物层的物理强度变得优异并且该聚合化合物层变得电化学稳定。另外，聚合材料可以是除聚偏二氟乙烯之外的附加材料。在形成聚合化合物层的情况下，例如，将其中溶解了聚合材料的溶液涂布基底材料层，随后将基底材料层干燥。另外，可以将基底材料层浸入溶液中，随后可以干燥该基底材料层。

电解质溶液

使用作为液体电解质的电解质溶液浸渍卷绕电极体20。该电解质溶液与上述本发明的电解质溶液具有相同的构造。

二次电池的操作

例如，该二次电池可以如下地操作。

在充电时，当从正极21脱嵌锂离子时，该锂离子通过电解液被嵌入到负极22中。另一方面，在放电时，当从负极22脱嵌锂离子时，该离子通过电解液嵌入到正极21中。

二次电池的制造方法

例如，以如下步骤制造二次电池。

在制备正极21的情况下，首先，将正极活性材料与正极粘合剂、正极导电剂和类似物(如果必要)彼此混合以获得正极混合物。接着，将正极混合物分散在有机溶剂等中以得到糊状正极混合物浆料。接着，将将该正极混合物浆料涂布于正极集电体21A的两面上，然后干燥该正极混合物浆料，从而形成正极活性材料层21B。接着，如果必要，在加热该正极活性物质层21B的同时使用辊压机等将正极活性物质层21B进行压制成型。在这种情况下，压制成形可以重复多次。

在制备负极22的情况下，通过与正极21相同的步骤，将负极活性材料层22B形成在负极集电体22A上。具体地，将负极活性材料、负极粘合剂、负极导电剂等彼此混合以获得负极混合物，然后将负极混合物分散在有机溶剂等中以得到糊状负极混合物浆料。接着，将负极混合物浆料涂布于负极集电体22A的两面上，然后将负极混合物浆料干燥以形成负极活性材料层22B。最后，使用辊压机等将负极活性材料层22B压制成型。

在制备电解质溶液的情况下，将电解质盐分解且溶解于溶剂中，然后向溶剂中加入硼化合物。

在通过使用正极21和负极22来组装二次电池的情况下，通过使用焊接法等将正极引线25附接至正极集电体21A，并且通过使用焊接法等将负极引线26附接至负极集电体22A。接着，将正极21和负极22以隔膜23介于其间的方式层叠，然后进行卷绕以制备卷绕电极体20。之后，将中心销24插入到卷绕电极体20的中心。接着，将卷绕电极体20夹在一对绝缘板12和13之间并将卷绕电极体20容纳在电池壳11中。在此情况下，通过使用焊接法等将正极引线25的先端部附接至安全阀机构15，并且通过使用焊接法等将负极引线26的先端部附接至电池壳11。接着，将电解质溶液注入电池壳11的内部，并用电解质溶液浸渍隔膜23。接着，通过垫圈17将电池盖14、安全阀机构15和热敏电阻元件16封接到电池壳11的开口端。

二次电极的操作与效果

根据圆柱型锂离子二次电池，电解质溶液具有与本发明的电解质溶液相同的构造。据此，电解质溶液的分解反应在充电和放电过程中被抑制，并由此放电容量即使在进行充电和放电时也不太可能降低。因此，能够获得优异的电池特性。其它操作和效果与本发明的电解质溶液中的相同。

2-1-2.层压膜型

图3示出了根据本发明实施方式的另一个二次电池的分解透视构造，并且图4是沿图3示出的卷绕电极体30的线IV-IV截取的放大剖面图。在下文中，频繁地引用到了上述的圆柱型二次电池的构成元素。

二次电池的整体构造

此处所述的二次电池是例如具有所谓的层压膜型电池结构的锂离子二次电池。

在二次电池中，例如，将卷绕电极体30容纳在膜状外部封装构件40中。卷绕电极体30具有其中通过隔膜35和电解质层36对正极33和负极34进行层压并随后卷绕所得到的层压体的构造。将正极引线31附接至正极33，并将负极引线32附接至负极34。通过保护带37保护卷绕电极体30的最外周部分。

正极引线31和负极引线32中的每一个例如在相同方向上从外部封装构件40的内部引出至外部。例如，正极引线31由任何一种或两种或更多种导电材料(如铝)制成。例如，负极引线32由任何一种或两种或更多种导电材料(如铜、镍和不锈钢)制成。例如，导电材料为薄板状或网状。

例如，外部封装构件40是一张薄膜，其能够在图3所示的箭头方向R上折叠，并且在该外部封装构件40的至少一部分上形成用于容纳卷绕电极体30的凹陷。例如，外部封装构件40是其中依次层压熔融层、金属层和表面保护层的层压膜。在二次电池的制造过程中，以熔融层的部分彼此面对且卷绕电极体30夹于其间，并且将熔融层的外周部分相互熔融粘合的方式将外部封装构件40折叠。此外，外部封装构件40可以是其中两片层压膜使用夹于其间的粘合剂等而结合在一起的构件。例如，熔融层是聚乙烯、聚丙烯等的膜中的任何一种或两种或更多种。例如，金属层是铝箔等的任何一种或两种或更多种。例如，表面保护层是尼龙，聚对苯二甲酸乙二醇酯等的膜中的任何一种或两种或更多种。

其中，优选的是，外部封装构件40是其中依次层压了聚乙烯膜、铝箔和尼龙膜的铝层压膜。另外，外部封装构件40可以是具有其它层压结构的层压膜、聚合物膜(如聚丙烯)、或金属膜。

将粘合膜41插入到外部封装构件40与正极引线31和负极引线32之间，从而防止环境空气的进入。粘合膜41由对于正极引线31和负极引线32具有粘附性的材料制成。具有粘附性的材料的例子包括聚烯烃树脂等，且其更具体的例子包括聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯、改性聚丙烯等的任何一种或两种或更多种。

例如，正极33在正极集电体33A的一个表面或两个表面上包括正极活性材料层33B。例如，负极34在负极集电体34A的一个表面或两个表面上包括负极活性材料层34B。例如，正极集电体33A、正极活性材料层33B、负极集电体34A和负极活性材料层34B的构造分别与正极集电体21A、正极活性材料层21B、负极集电体22A和负极活性材料层22B的构造相同。例如，隔膜35的构造与隔膜23的构造相同。

电解质层36包括电解质溶液和聚合化合物，并且所述电解质溶液由聚合化合物保持。电解质层36被构造成所谓的凝胶状电解质。这是因为，能够获得高离子传导性(例如，在室温下为1mS/cm以上)并且防止了电解质溶液的泄漏。另外，电解质层36可以进一步包括附加材料，如添加剂。

例如，聚合化合物包括以下中的任何一种或两种或更多种：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、腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、聚碳酸酯等。另外，聚合化合物可以是共聚物。共聚物的例子包括偏二氟乙烯与六氟芘的共聚物等。其中，作为均聚物，聚偏二氟乙烯是优选的，而作为共聚物，偏二氟乙烯与六氟芘(hexafluoropyrene)的共聚物是优选的。这是因为，聚合化合物是电化学稳定的。

例如，电解质溶液的构成与圆柱型二次电池中使用的电解质溶液的构成是相同的。但是，在作为凝胶状电解质的电解质层36中，电解质溶液的‘溶剂’具有广泛的概念，其不仅包括液体材料还包括能够解离电解质盐的具有离子传导性的材料。因此，在使用具有离子传导性的聚合化合物的情况下，在溶剂中还包括所述聚合化合物。

此外，可以使用电解质溶液来替代凝胶状电解质层36。在这种情况下，卷绕电极体30浸渍有所述电解质溶液。

二次电池的操作

例如，二次电池操作如下。

在充电时，当从正极33脱嵌锂离子时，该锂离子通过电解质层36被嵌入到负极34中。另一方面，在放电时，当从负极34脱嵌锂离子时，该锂离子通过电解质层36被嵌入到正极33中。

制造二次电池的方法

设置有凝胶状电解质层36的二次电池例如通过如下三类过程来制造。

在第一过程中，通过与正极21和负极22中相同的制备过程来制备正极33和负极34。即，在制备正极33的情况下，在正极集电体33A的两个表面上形成正极活性材料层33B，而在制备负极34的情况下，在负极集电体34A的两个表面上形成负极活性材料层34B。接着，将电解质溶液、聚合化合物、溶剂等彼此混合以制备前体溶液。这种溶剂为例如有机溶剂等。接着，将前体溶液涂布在正极33和负极34上，并且将前体溶剂干燥，从而形成凝胶状电解质层36。接着，通过使用焊接法等将正极引线31附接至正极集电体33A，并通过使用焊接法等将负极引线32附接至负极集电体34A。接着，将正极33和负极34以隔膜35夹于其间进行层压，然后进行卷绕以制备卷绕电极体30。然后，将保护带37粘附至卷绕电极体30的其最外周部。接着，将外部封装构件40折叠并使卷绕电极体30夹于该折叠的外部封装构件40的部分之间，然后使用热熔融法等将外部封装构件40的外周部的部分彼此粘合，从而将卷绕电极体30密封在外部封装构件40内部。在这种情况下，将粘合膜41插入到正极引线31以及负极引线32与外部封装构件40之间。

在第二过程中，将正极引线31附接至正极33，并将负极引线32附接至负极34。接着，通过隔膜35对正极33和负极34进行层压，并进行卷绕以制备作为卷绕电极体30的前体的卷绕体。然后，将保护带37粘附至所述卷绕体的最外周部。接着，将外部封装构件40折叠使卷绕电极体30夹于该折叠的外部封装构件40的部分之间，然后通过使用热熔融法等将除了外部封装构件40的一个外周部分之外的剩余外周部分结合，以将卷绕体容纳在袋状外部封装构件40中。接着，将电解质溶液、作为聚合化合物的原料的单体、聚合引发剂以及附加材料如聚合抑制剂(如果必要)彼此混合，从而制备用于电解质的组合物。接着，将用于电解质的组合物注入到袋状外部封装构件40中，然后通过使用热熔融法等将外部封装构件40密封。接着，将单体聚合以形成聚合化合物。据此，形成了凝胶状电解质层36。

在第三过程中，以与上述第二过程相同的方式制备卷绕体，并将该卷绕体容纳在袋状外部封装构件40中，不同之处在于，使用两面涂布有聚合化合物的隔膜35。涂布至隔膜35的聚合化合物的例子包括包含偏二氟乙烯作为组分的聚合物(均聚物、共聚物、多组分聚合物等)。聚合化合物的具体例子包括含聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯作为组分的二元共聚物，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等。另外，可以与含偏二氟乙烯作为组分的共聚物一起组合使用其它一种或多种聚合化合物。接着，制备了电解质溶液并将其注入到外部封装构件40中，然后，通过使用热熔融法等将外部封装构件40的开口密封。接着，在对外部封装构件40施加重量的同时对其进行加热，由此通过聚合化合物使隔膜35与正极33和负极34紧密接触。据此，聚合化合物浸渍有电解质溶液，且聚合化合物被凝胶化，并由此形成了电解质层36。

在第三过程中，与第一过程相比更加抑制了二次电池的膨胀。另外，在第三过程中，与第二过程相比，溶剂、作为聚合化合物的原料的单体等几乎不存在于在电解质层36中，因此以令人满意的方式控制了聚合化合物的形成过程。因此，正极33、负极34以及隔膜35充分地与电解质层36密切接触。

二次电池的操作与效果

根据层压膜型二次电池，包括在电解质层36中的电解质溶液具有相同于本发明的电解质溶液的构成，并由此能够获得与圆柱型锂二次电池相同的操作和效果。

2-2.锂金属二次电池

此处描述的二次电池是圆柱型锂二次电池(锂金属二次电池)，其中负极22的容量通过锂金属的析出和溶解来展现。该二次电池具有与上述锂离子二次电池(圆柱型)相同的构造，不同之处在于负极活性材料层22B由锂金属形成，并且通过与锂离子二次电池相同的过程来制造。

在该二次电池中，锂金属被用作负极活性材料，因此能够获得高能量密度。负极活性材料层22B可以在组装时存在，但也可以在组装时不存在并且可以通过在充电时析出的锂金属来形成。另外，负极活性材料层22B可以被用作集电体，从而能够省略负极集电体22A。

例如，该二次电池如下操作。在充电的过程中，当从正极21脱嵌锂离子时，该锂离子通过电解质溶液析出在负极集电体22A的表面上作为锂金属。在放电过程中，锂金属作为锂离子从负极活性材料层22B脱离到电解质溶液中，该锂离子通过电解质溶液嵌入到正极21中。

根据该圆柱型锂金属二次电池，电解质溶液具有与本发明的电解质溶液相同的配置，并因此基于与锂离子二次电池相同的原因而能够获得优异的电池特性。

另外，此处所描述的锂金属二次电池的构造并不限于圆柱型二次电池，其可适用于层压膜型二次电池。在这种情况下，也能够获得相同的效果。

3.二次电池的应用

随后，将描述上述二次电池的应用实例。

二次电池的应用没有特别的限制，只要将二次电池用作机器、设备、仪器、装置、系统(多个设备的集合体等)等中的驱动电源、用于电力存储的电力存储源等即可。用作电源的二次电池可以是主电源(优先使用的电源)、或者辅助电源(用于代替主电源的电源或者由主电源切换而使用的电源)。在将二次电池用作辅助电源的情况下，主电源的类型并不限于二次电池。

二次电池的应用的例子包括用于电子设备(包括便携式电子设备)，比如视频录像机、数字静态摄像机、移动电话、笔记本电脑、蜂窝式无线电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视机以及个人数字助理中。另外，二次电池的应用的例子包括应用于便携式家用电气装置，比如电动剃须刀中。另外，二次电池的应用的例子包括应用于备用电源、存储装置(比如存储卡)中。另外，二次电池的应用的例子包括应用于电动工具，比如电钻和电锯中。另外，二次电池的应用的例子包括应用于在笔记本电脑等中作为可拆卸电源使用的电池组中。另外，二次电池的应用的例子包括应用于医疗电子设备，比如起搏器和助听器。另外，二次电池的应用的例子包括应用于电动车辆，比如电动汽车(包括混合式车)。另外，二次电池的应用的例子包括应用于电力存储系统，比如存储电力以用于紧急情况的家用电池系统等。另外，也可以用于其它应用。

其中，将二次电池应用于电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、电子设备等中是有效的。这是因为，在这些应用中，需要优异的电池特性，所以当使用本发明的二次电池时，能够有效地实现性能的改善。另外，电池组是使用二次电池的电源，即所谓的组合电池等。电动车辆是使用二次电池作为驱动电源而工作(运转)的车辆，并且可以是设置有除上述的二次电池之外的驱动源的汽车(混合车等)。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，因此通过利用电力而能够使用家用电器等。电动工具是其中可动部分(比如钻头等)通过使用二次电池作为驱动电源而运转的工具。电子设备是通过使用二次电池作为驱动电源(电力供应源)而执行各种功能的设备。

此处，将详细描述二次电池的若干应用例子。另外，下面应用例子的构造仅仅是示例性的，因此所述构造可以适当地变化。

3-1.电池组(单电池)

图5示出了使用单电池的电池组的透视构造，并且图6示出了图5中示出的电池组的框构造。另外，在图5中，示出了已经分解的电池组的状态。

此处所描述的电池组是使用一个二次电池的简易型电池组(所谓的软组)，并且例如，该电池组被安装在以智能电话等为代表的电子装置上。例如，如图5中所示出的，该电池组包括作为层压膜型二次电池的电源111、以及连接到电源111的电路基板116。正极引线112和负极引线113被附接至电源111。

一对粘合带118和119被粘合至电源111的两侧表面上。保护电路(PCM：保护电路模块)形成在电路基板116中。电路基板116通过带114连接至正极引线112，并且通过带115连接至负极引线113。另外，电路基板116连接至用于外部连接的附接有连接器的引线117。另外，在电路基板116连接到电源111的状态下，通过标签120和绝缘片121保护电路基板116的上侧和下侧。当附接标签120时，将电路基板116、绝缘片121等固定。

另外，例如，如图6所示，电池组包括电源111和电路基板116。例如，电路基板116包括控制单元121、开关单元122、PTC 123和温度检测单元124。电源111可以通过正极端子125和负极端子127连接至外侧，同此通过正极端子125和负极端子127对电源111进行充电和放电。温度检测单元124通过使用温度检测端子(所谓的T端子)126检测温度。

控制单元121控制整个电池组的操作(包括电源111的使用状态)，并且包括例如中央处理单元(CPU)、存储器等。

例如，当电池电压达到过充电检测电压时，控制单元121切断开关单元122以使得充电电流不能流过电源111的电流通路。此外，例如，当在充电时流过大电流时，控制单元121切断开关单元122，从而关断充电电流。

另外，例如，当电池电压达到过放电检测电压时，控制单元121切断开关单元122，以得放电电流不流过电源111的电流通路。另外，例如，当在放电期间流过大电流时，控制单元121切断开关单元122，从而关断放电电流。

另外，二次电池的过充电检测电压是例如4.20V±0.05V，而过放电检测电压是例如2.4V±0.1V。

开关单元122响应于来自控制单元121的指令而切换电源111的使用状态(电源111与外部设备之间的连接和非连接)。例如，开关单元122包括充电控制开关、放电控制开关等。例如，充电控制开关和放电控制开关各自是半导体开关，如使用金属氧化物关导体的场效应晶体管(MOSFET)。另外，例如，充电电流和放电电流是基于开关单元122的导通-电阻来检测的。

温度检测单元124测量电源111的温度，并且向控制单元121输出测量结果。例如，温度检测单元124包括温度检测元件，如热敏电阻。此外，由温度检测单元124获得的测量结果在异常发热期间控制单元121执行充电和放电控制的情况下、在计算剩余容量期间控制单元121执行校正处理的情况下等而使用。

此外，电路基板116可以不包括PTC 123。在这种情况下，可以独立地为电路基板116提供PTC单元。

3-2.电池组(组合电池)

图7示出了使用组合电池的电池组的框构造。例如，电池组包括处于由塑料等制成的壳60内部的控制单元61、电源62、开关单元63、电流测量单元64、温度检测单元65、电压检测单元66、开关控制单元67、存储器68、温度检测元件69、电流检测电阻器70、正极端子71和负极端子72。

控制单元61控制整个电池组的操作(包括电源62的使用状态)，并且包括例如CPU等。电源62包括一个或多个二次电池(未示出)。例如，电源62是包括两个或更多个二次电池的组合电池，并且二次电池的连接类型可以是串联型、并联型或它们的组合类型。例如，电池62包括以双并联和三串联的方式连接的六个二次电池。

开关单元63响应于来自控制单元61的指令而切换电源62的使用状态(电源62与外部设备之间的连接与非连接)。例如，开关单元63包括充电控制开关、放电控制开关、充电二极管、放电二极管(所有这些均未示出)等。例如，充电控制开关和放电控制开关各自是半导体开关，如使用金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)。

电流测量单元64通过使用电流检测电阻器70来测量电流，并且将测量结果输出至控制单元61。温度检测单元65通过使用温度检测元件69测量温度，并且将测量结果输出至控制单元61。例如，温度测量结果用于下列情况：异常发热期间控制单元61执行充电和放电控制的情况、在计算剩余容量期间控制单元61执行校正处理的情况等。电压检测单元66测量电源62中二次电池的电压，A/D转换测量电压并且将所转换的值提供至控制单元61。

开关控制单元67响应于从电流测量单元64和电压检测单元66输入的信号而控制开关单元63的操作。

例如，当电池电压达到过充电检测电压时，开关控制单元67切断开关单元63(充电控制开关)以使得充电电流不流过电源62的电流通路。据此，在电源62中，仅能够通过放电二极管进行放电。另外，例如，如果充电期间大电流流过时，开关控制单元67切断充电电流。

另外，例如，当电池电压达到过放电检测电压时，开关控制单元67切断开关单元63(放电控制开关)以使得放电电流不流过电源62的电流通路。据此，在电源62中，仅能够通过充电二极管来进行充电。此外，例如，在放电期间流过大电流的情况下，开关控制单元67切断放电电流。

另外，在二次电池中，例如，过充电检测电压为4.20V±0.05V，而过放电检测电压为2.4V±0.1V。

例如，存储器68为作为非易失性存储器的EEPROM等。例如，存储器68中存储有通过控制单元61操作的数值、在制造过程中测量的二次电池的信息(例如，初始状态下的内部电阻等)。此外，如果在存储器68存储有二次电池的满充电容量，则控制单元61能够了解诸如剩余容量等信息。

温度检测元件69测量电源62的温度，并且将测量结果输出至控制单元61。例如，温度检测元件69是热敏电阻等。

正极端子71和负极端子72是连接到通过使用电池组而运转的外部设备(例如笔记本式个人电脑等)或用于使电池组充电的外部设备(例如充电器等)的端子。电源62通过正极端子71和负极端子72来充电和放电。

3-3.电动车辆

图8示出了作为电动车辆的示例的混合车的框图构造。例如，电动车辆包括处于由金属制成的金属壳体73内部的控制单元74、发动机75、电源76、驱动电动机77、差动齿轮78、发电机79、变速器80、离合器81、逆变器82和83以及各种传感器84。此外，例如，电动车辆包括例如连接到差动齿轮78和变速器80的前轮驱动轴85和前轮胎86以及后轮驱动轴87和后轮胎88。

例如，电动车辆可通过使用发动机75和电动机77中的一个作为驱动源而行驶。发动机75是重要的驱动源，且其例子包括汽油发动机等。在使用发动机75作为动力能源的情况下，例如，发动机75的驱动力(旋转力)通过构成驱动单元的差动齿轮78、变速器80和离合器81而传动到前轮胎86或后轮胎88。另外，发动机75的旋转力也可传动到发电机79，且发电机79使用该旋转力而产生AC电力，并且该AC电力通过逆变器83转换为DC电力并且被存储在电源76中。另一方面，在使用作为转换单元的电动机77作为动力能源的情况下，从电源76供应的电力(DC电力)通过逆变器82转换为AC电力，并且电动机77通过使用该AC电力而运转。通过电动机77转换电力而得到的驱动力(旋转力)通过构成驱动单元的差动齿轮78、变速器80和离合器81被传动到例如前轮胎86或后轮胎88。

另外，当电动车辆通过制动机构(未示出)而减速时，减速时的阻力可以作为旋转力传动到电动机77，并且电动机77可以通过使用该旋转力而产生AC电力。优选地，AC电力通过逆变器82转换为DC电力，并且将DC再生电力存储在电源76中。

控制单元74控制整个电动车辆的操作，并且包括例如CPU等。电源76包含一个或多个二次电池(未示出)。电源76可以以电源76与外部电源连接、并且将来自外部电源的电力供应至电源76以存储电力的方式来配置电源76。例如，使用各种传感器84来控制发动机75的转数或者控制节流阀(未示出)的开启程度。例如，各种传感器84可包括速度传感器、加速度传感器、发动机速度传感器等。

另外，已经给出了在电动车辆为混合车的情况的描述，但是电动车辆可以是通过仅使用电源76和电动机77而不使用发动机75进行运转的车辆(电动汽车)。

3-4.电力存储系统

图9示出了电力存储系统的框图构造。例如，电力存储系统包括在房屋89(诸如普通住宅和商业大厦)内的控制单元90、电源91、智能电表92和电力集线器93。

此处，例如，电源91连接到在房屋89内布置的电气装置94，并且可连接到房屋89外部停放的电动车辆96。此外，例如，电源91通过电力集线器93连接到设置给房屋89的私用发电机95，并且可通过智能电表92和电力集线器93连接到外部的集中电力系统97。

此外，例如，电气装置94包括一种或多种家用电器，家用电器的例子包括冰箱、空调、电视、热水器等。例如，私用发电机95是太阳能发电机、风力发电机等中的任何一种或两种或多种。例如，电动车辆96是电动汽车、电动自行车、混合车等中的任何一种或两种或更多种。例如，集中电力系统97是热电厂、原子能发电厂、水力发电厂、风力发电厂等中的任何一种或两种或更多种。

控制单元90控制整个电力存储系统的操作(包括电源91的使用状态)，并且包括例如CPU等。电源91还包括一个或多个二次电池(未示出)。例如，智能电表92是在电力需求方的房屋89中所布置的网络相应类型的电力系统，并且可以与电力供应方通信。因此，例如，在智能电表92与外部通信的同时，智能电表92控制着房屋89中的电力供求的平衡，由此能够有效地实现稳定的能源供应。

在电力存储系统中，例如，电力从作为外部电源的集中电力系统97通过智能电表92和电力集线器93存储到电源91中，并且电力从作为独立电源的私用发电机95通过电力集线器93存储到电源91中。响应于来自控制单元90的指令，存储在电源91中的电力被供应到电气装置94以及电动车辆96，因此电气装置94能够运转，并且电动车辆96可被充电。即，电力存储系统是通过使用电源91而实现在房屋89内存储和供应电力的系统。

存储在电源91中的电力可以随意使用。因此，例如，在电力便宜的夜间将电力从集中电力系统94存储到电源91中，在电力昂贵的白天可以使用存储在电源91中的电力。

另外，上述电力存储系统可以提供给一个房屋(一户)，并且可以提供给多个房屋(多户)。

3.5.电动工具

图10示出了电动工具的框图构造。例如，电动工具是电钻，且包括处于由塑料等制成的工具主体98内的控制单元99和电源100。例如，作为可动单元的钻头单元101以可移动(可旋转)的方式附接到工具主体98上。

控制单元99控制整个电动工具的操作(包括电源100的使用状态)，并且包括例如CPU等。电源100包括一个或多个二次电池(未示出)。响应于运行开关(未示出)的操作，控制单元99将电力从电源100供应到钻头单元101。

实施例

将详细描述本发明的具体实施例。

实验例1-1至1-20

按照以下顺序制备图3和图4中所示出的层压膜型锂离子二次电池。

在制备正极33的情况下，首先，将91质量份正极活性材料(LCO＝LiCoO₂)、3质量份正极粘合剂(聚偏二氟乙烯)和6质量份正极导电剂(石墨)彼此混合以制备正极混合物。在获得正极活性材料的情况下，以0.5:1的摩尔比混合碳酸锂(Li₂CO₃)和碳酸钴(CoCO₃)，然后在空气中焙烧所得到的混合物(900℃×5小时)。接着，将正极混合物分散在有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中，以制备正极混合物浆料。接着，将正极混合物浆料均匀地涂布在正极集电体33A(厚度为12μm的带状铝箔)的两个表面上，然后干燥正极混合物浆料以形成正极活性材料层33B。最后，通过使用辊压机对正极活性材料层33B进行压制成型。

在制备负电极34的情况下，首先，将96质量份负极活性材料(作为碳材料的石墨)和3质量份的负极粘合剂彼此混合以制备负极混合物。石墨的平均粒径(中值直径D50)设定为20μm。作为负极粘合剂，使用1.5重量份苯乙烯-丁二烯共聚物和1.5重量份羧甲基纤维素的混合物。接着，将负电极混合物分散在水中以制备负极混合物浆料。接着，将负电极混合物浆料均匀地涂布在负极集电体34A(厚度为15μm的带状铜箔)的两个表面上，并且干燥负极混合物浆料以形成负极活性材料层34B。在这种情况下，相对于正极活性材料的量来调整负极活性材料的量，以使得在满充电期间的开路电压(电池电压)为上限电压(V)。上限电压如表1中所示。最后，通过使用辊压机对负极活性材料层34B进行压制成型。

在制备液体电解液(电解质溶液)的情况下，将电解质盐(LiPF₆)溶解于混合溶剂(碳酸乙二酯和碳酸甲乙酯)中以制备混合溶剂。在这种情况下，以体积比将混合溶剂的组成设定为碳酸乙二酯:碳酸甲乙酯＝35:65，并且将电解质盐相对于混合溶剂的量设定为1.2mol/dm³(＝1mol/l)。接着，如果必要，将硼化合物加入到混合液中，并搅拌所得到的混合溶液。电解质溶液中硼化合物的存在或不存在、种类以及量(质量％)如表1所示。另外，为了比较，如果必要，向混合溶液中还加入附加硼化合物。

在组装二次电池的情况下，首先，将由铝制成的正极引线31焊接至正电极33(正极集电体33A)，并且将由铜制成的负极引线32焊接至负极34(负极集电体34A)。接着，通过隔膜35(厚度为20μm的聚乙烯膜)层压正极33和负极34，然后在纵向上进行卷绕以制备卷绕电极体30。然后，将保护带37粘合到卷绕电极体30的最外周部分。接着，折叠外部封装构件40以使卷绕电极体30夹于其间，然后对外部封装构件40的三边的外周部进行热熔接。据此，卷绕电极体30被容纳在袋状外部封装构件40内。外部封装构件40是耐湿性铝层压膜，其中从外侧依次层压有25μm厚度的尼龙膜、40μm厚度的铝膜和30μm厚度的聚丙烯膜。最后，将电解质溶液注入到外部封装构件40的内部，以使卷绕电极体30浸渍有电解质溶液，然后在减压气氛下对外部封装构件40的剩余一边进行热熔接。在这种情况下，将粘合膜41(厚度为50μm的酸改性聚丙烯膜)插入到正极引线31和负极引线31与外部封装构件40之间。

研究了二次电池的电池特性(循环特性)，并且从该研究中，获得了示于表1中的结果。

在室温下研究循环特性的情况下，首先，在室温(23℃)环境下对二次电池进行一次充电和放电循环以稳定电池状态。接着，在相同环境下对二次电池再次进行充电和放电，并且测量在第二次循环中的放电容量。接着，在相同环境下对二次电池进行充电和放电直到循环总次数达到100次循环，并且测量在第100次循环中的放电容量。由这些结果，计算室温维持率(％)：(在第100次循环时的放电容量/第2次循环时的放电容量)×100。在充电期间，使用1mA/cm²的电流密度对二次电池进行充电直到电压达到上限电压，并且进行充电直到在相同上限电压下电流密度达到0.02mA/cm²。在放电期间，使用1mA/cm²的电流密度对二次电池进行放电直到电压达到最终电压(3V)。

在低温下研究循环(cycle)特性的情况下，首先，以与在室温下研究循环特性的情况中相同的过程来稳定二次电池的电池状态。接着，在室温环境(23℃)下再次对二次电池进行充电和放电并且测量在第2次循环时的放电容量。接着，将二次电池保持在低温环境(-5℃)中(三个小时)，然后在低温环境下对二次电池进行充电和放电直到循环的总次数达到50次循环，并且测量在第50次循环时的放电容量。由这些结果，计算低温维持率(％)：(在第50次循环时的放电容量/在第2次循环时的放电容量)×100。将充电和放电条件设定为与在室温下研究循环特性的情况中相同。

[表1]

电解质：电解质溶液，上限电压：4.35V

在电解质溶液包括附加硼化合物的情况下(实验例1-18至1-20)，与电解质不包括不同硼化合物的情况(实验例1-17)相比，室温维持率增加，但是低温维持率降低。

与之相比，在电解质溶液包括硼化合物的情况下(实验例1-1至1-16)，与电解质溶液不包括硼化合物的情况(实验例1-17)相比，室温维持率增加且低温维持率也增加。

特别地，当电解质溶液中的硼化合物的量为0.01重量％至3重量％时，获得了高室温维持率，并且还获得了高的低温维持率。

实验例2-1至2-20

如表2所示，以相同的过程制备二次电池，不同之处在于改变了上限电压，并且研究了电池特性。

[表2]

电解质：电解质溶液，上限电压：4.45V

甚至在改变了上限电压时，也获得了与表1中相同的结果。即，当电解质溶液包括硼化合物时(实验例2-1至2-16)，获得了高室温维持率和高的低温维持率，这不同于其它情况(实验例2-17至2-20)。

实验例3-1至3-20

如表3所示，以相同的过程制备了二次电池，不同之处在于改变了电解质的各类，并且研究了电池特性。

在形成凝胶状电解质(电解质层36)的情况下，首先，将电解质盐(LiPF₆)溶解于混合溶剂(碳酸乙二酯和碳酸丙二酯)，以制备溶胶状态的混合溶液。在这种情况下，以重量比将混合溶剂的组成设定为碳酸乙二酯:碳酸丙二酯＝50:50，将电解质盐的量相对于混合溶剂设定为1mol/kg。接着，如表3所示，如果必要，将硼化合物或附加硼化合物加入到混合溶液中，并且所得的混合溶液被搅拌以制备电解质溶液。接着，将30质量份的电解质溶液、10质量份聚合化合物(偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物)以及60质量份的有机溶剂(碳酸二甲酯)彼此混合，以制备前体溶液。共聚物中的六氟丙烯的共聚量为6.9质量％。最后，将前体溶液分别涂布在正极33和负极34的两个表面上，然后，将前体溶液干燥。据此，形成了凝胶状电解质层36。

[表3]

电解质：电解质溶液，上限电压：4.35V

甚至当改变了电解质的种类时，也获得了与表1中相同的结果。即，当电解质溶液包括硼化合物时(实验例3-1至3-16)，获得了高室温维持率和高的低温维持率，这不同于其它情况(实验例3-17至3-20)。

实验例4-1至4-20

如表4所示，以相同的过程制备了二次电池，不同之处在于改变了负极活性材料的种类，并且研究了电池特性。

在通过使用金属类材料(硅)作为负极活性材料来形成负极活性材料层34B的情况下，首先，将90质量份负极活性材料(硅)、5质量份聚酰亚胺前体和5质量份负极导电剂(石墨)彼此混合以制备负极混合物。硅的平均粒径(中值直径D50)被设定为5μm。作为聚酰亚胺前体，使用聚酰胺酸的N-甲基-2-吡咯烷酮溶液。接着，将负极混合物分散在有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中，以制备负极混合物浆料。接着，将负极混合物浆料均匀地涂布至负极集电体34A的两个表面上，然后将负极混合物浆料干燥以形成负极前体层。接着，通过使用辊压机将负极前体层压制成型。最后，在真空气氛下加热负极前体层(400℃×12小时)。据此，形成了作为负极粘合剂的聚酰亚胺，并由此形成了负极活性材料层34B。

[表4]

电解质：电解质溶液，上限电压：4.35V

甚至当改变负极活性材料的种类时，也获得了相同于表1中的结果。即，当电解质溶液包括硼化合物时(实验例4-1至4-16)，获得了高的室温维持率和高的低温维持率，这不同于其它情况(实验例4-17至4-20)。

(实验例5-1至5-20和6-1至6-20)

如表5和表6所示，以相同的过程制备了二次电池，不同之处在于改变了正极活性材料的种类，并且研究了电池特性。

作为正极活性材料，使用Li_1.13(Mn_0.6Ni_0.2Co_0.2)_0.87Al_0.01O₂(LNCM)和LiNi_0.5Mn_1.5O₄(LMNO)。

在获得LNCM的情况下，首先，将硫酸镍(NiSO₄)、硫酸钴(CoSO₄)、硫酸锰(MnSO₄)和铝酸钠(NaAlO₂)彼此混合。在这种情况下，将混合比(摩尔比)设定为Mn:Ni:Co＝60:20:20和Al:(Mn+Ni+Co)＝1:86。接着，将所得到的混合物分散在水中以制备水溶液，然后向水溶液中加入氢氧化钠(NaOH)，同时充分地搅拌水溶液，由此得到了共沉淀物(锰-镍-钴-铝复合共沉淀氢氧化物)。接着，用水冲洗共沉淀物，然后干燥。然后，向干燥物中加入氢氧化锂一水合物盐，由此获得了前体。在这种情况下，将混合比(摩尔比)设定为Li:(Mn+Ni+Co+Al)＝113:87。最后，在空气中焙烧前体(800℃×10小时)。

在获得LMNO的情况下，以预定的摩尔比称量碳酸锂(Li₂CO₃)、氧化锰(MnO₂)和氧化镍(NiO)，并且通过使用球磨机来混合所称量的材料。在这种情况下，将混合比(摩尔比)设定为Mn:Ni＝15:5。接着，在空气中焙烧所得到的混合物(800℃×10小时)，然后将经焙烧的物冷却。最后，通过使用球磨机再次混合所焙烧的物，然后在空气中再次焙所经过焙烧的物(700℃×10小时)。

[表5]

电解质：电解质溶液，上限电压：4.6V

[表6]

电解质：电解质溶液，上限电压：5V

即使在改变了正极活性材料的种类时，也获得相同于表1中的结果。即，当电解质溶液包括硼化合物时(实验例5-1至5-16、6-1至6-16)，获得了高的室温维持率和高的低温维持率，这不同于其它情况(实验例5-17至5-20、6-17至6-20)。

从表1～6中的结果可以看出，当电解质溶液包括硼化合物时，循环特性得到了改善。相应地，获得了优异的电池特性。

在上文中，已经参照实施方式及实施例对本发明进行了描述，但是本发明并不限于所述实施方式及实施例，并且可以进行各种修改。

例如，已经针对以电池结构为圆柱型和层压膜型作为例子的情况、以及以电池元件具有卷绕结构作为例子的情况进行了描述，但是并不限于这些。本发明的二次电池还适用于其它电池结构，例如边角型、硬币型和按钮型，并且还适用于电池元件具有其它结构(如层压结构)的情形。

另外，例如，电极反应材料可以是第1族的其它元素(如钠(Na)和钾(K))、第2族的元素(如镁和钙)、或其它轻金属如铝。可以不依赖于电极反应材料的种类而获得本发明的效果，因此甚至当改变了电极反应材料的种类时，也能够获得同样的效果。

另外，本发明可以采用下列配置。

(1)一种二次电池，包括：

正极；

负极；和

非水电解质溶液，

其中所述非水电解质溶液包括具有由式(1)表示的四级结构的硼化合物，

(2)根据(1)所述的二次电池，

其中所述硼化合物包括从分别由式(2)和式(3)表示的化合物中选择的至少一种化合物，

(假设，R1和R2均表示二价烃基或二价卤代烃基。R3至R6均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种。)。

(3)根据(2)所述的二次电池，

其中所述二价烃基是亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚芳基、以及其中两种或多种所述基团键合在一起以具有两个化合价的基团中的任何一种，

所述二价卤代烃基是其中所述二价烃基中的至少一个氢基(-H)被卤基取代的基团，

所述一价烃基是烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、以及其中两种或更多种所述基团键合在一起以具有一个化合价的基团中的任何一种，

所述一价卤代烃基是其中所述一价烃基的至少一个氢基被卤基取代的基团，并且

所述卤基包括从氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)和碘基(-I)中选择的至少一种基团。

(4)根据(2)或(3)所述的二次电池，

其中所述二价烃基和所述二价卤代烃基分别具有1至10个碳原子，并且

所述一价烃基和所述一价卤代烃基分别具有1至10个碳原子。

(5)根据(2)至(4)中任一项所述的二次电池，

其中由式(2)表示的化合物包括分别上式(2-1)和式(2-2)表示的化合物中的至少一种，

(假设，R7至R14均表示氢基、卤基、一价烃基、和一价卤代烃基中的任何一种。R15至R26均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种。)。

(6)根据(1)至(5)中的任一项所述的二次电池，

其中所述硼化合物在所述非水电解质溶液中的量为0.01重量％至3重量％。

(7)根据(1)至(6)中任一项所述的二次电池，

其中所述二次电池是锂二次电池。

(8)一种二次电池用的非水电解质溶液，包括：

具有由式(1)表示的四级结构的硼化合物，

(9)一种电池组，包括：

根据(1)至(7)任一项中所述的二次电池；

控制所述二次电池的操作的控制单元；和

响应于来自控制单元的指令而切换所述二次电池的操作的开关单元。

(10)一种电动车辆，包括：

根据(1)至(7)任一项中所述的二次电池；

将由二次电池供应的电力转换为驱动力的转换单元；

响应于驱动力而驱动的驱动单元；和

控制二次电池的操作的控制单元。

(11)一种电力存储系统，包括：

根据(1)至(7)任一项中所述的二次电池；

一种或多种电气设备，由二次电池供电；和

控制二次电池向电气设备供应电力的控制单元。

(12)一种电动工具，包括：

根据(1)至(7)任一项中所述的二次电池；和

可动单元，由二次电池供电。

(13)一种电子设备，包括：

根据(1)至(7)中任一项所述的二次电池作为供电电源。

本领域技术人员能够理解的是，根据设计需求和其它因素可以进行各种修改、组合、子组合以及改变，只要它们在所附权利要求或其等同方案的范围之内即可。

Claims (13)

1.一种锂离子二次电池，具备：

正极，包括能够嵌入和脱嵌锂的正极活性材料；

负极，包括能够嵌入和脱嵌锂的负极活性材料；和

非水电解质溶液，包括具有由式(1)表示的四价结构的硼化合物，

2.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，

其中，所述硼化合物包括从分别由式(2)和式(3)表示的化合物中选择的至少一种化合物，

假设，R1和R2均表示二价烃基或二价卤代烃基，R3至R6均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种。

3.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，

其中，所述二价烃基是亚烷基、亚烯基、亚炔基、亚环烷基、亚芳基、以及其中这样的基团中的两种以上键合以具有两个化合价的基团中的任何一种，

所述二价卤代烃基是其中所述二价烃基的至少一个氢基(-H)被卤基取代的基团，

所述一价烃基是烷基、烯基、炔基、环烷基、芳基、以及其中这样的基团中的两种以上偶联以具有一个化合价的基团中的任何一种，

所述一价卤代烃基是其中所述一价烃基的至少一个氢基被卤基取代的基团，以及

所述卤基包括从氟基(-F)、氯基(-Cl)、溴基(-Br)和碘基(-I)中选择的至少一种基团。

4.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，

其中，所述二价烃基和所述二价卤代烃基分别具有1至10个碳原子，并且

所述一价烃基和所述一价卤代烃基分别具有1至10个碳原子。

5.根据权利要求2所述的锂离子二次电池，

其中由式(2)表示的化合物包括分别由式(2-1)和式(2-2)表示的化合物中的至少一种，

假设，R7至R14均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种，R15至R26均表示氢基、卤基、一价烃基和一价卤代烃基中的任何一种。

6.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，

其中，所述硼化合物在所述非水电解质溶液中的量为0.01重量％至3重量％。

7.根据权利要求1所述的锂离子二次电池，

其中，所述负极活性材料包括碳材料、含有硅作为构成元素的材料以及含有锡作为构成元素的材料中的至少一种。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的锂离子二次电池，

其中，所述正极活性材料包括含锂复合氧化物和含锂磷酸化合物中的至少一种。

9.一种电池组，包含：

锂离子二次电池；

控制单元，控制所述锂离子二次电池的操作；和

开关单元，响应于来自所述控制单元的指令而切换所述锂离子二次电池的操作，

其中，所述锂离子二次电池包括

正极，包括能够嵌入和脱嵌锂的正极活性材料；

负极，包括能够嵌入和脱嵌锂的负极活性材料；和

非水电解质溶液，包括具有由式(1)表示的四价结构的硼化合物，

10.一种电动车辆，包含：

锂离子二次电池；

转换单元，将由所述锂离子二次电池供应的电力转换为驱动力；

驱动单元，响应于所述驱动力进行驱动；和

控制单元，控制所述锂离子二次电池的操作，

其中，所述锂离子二次电池包括

正极，包括能够嵌入和脱嵌锂的正极活性材料；

负极，包括能够嵌入和脱嵌锂的负极活性材料；和

非水电解质溶液，包括具有由式(1)表示的四价结构的硼化合物，

11.一种电力存储系统，包含：

锂离子二次电池；

一种或多种电气设备，由所述锂离子二次电池供电；和

控制单元，控制所述锂离子二次电池向所述电气设备供应电力，

其中，所述锂离子二次电池包括

正极，包括能够嵌入和脱嵌锂的正极活性材料；

负极，包括能够嵌入和脱嵌锂的负极活性材料；和

非水电解质溶液，包括具有由式(1)表示的四价结构的硼化合物，

12.一种电动工具，包含：

锂离子二次电池；和

可动单元，由所述锂离子二次电池供电，

其中，所述锂离子二次电池包括

正极，包括能够嵌入和脱嵌锂的正极活性材料；

负极，包括能够嵌入和脱嵌锂的负极活性材料；和

非水电解质溶液，包括具有由式(1)表示的四价结构的硼化合物，

13.一种电子设备，包含：

作为供电电源的锂离子二次电池，

其中，所述锂离子二次电池包括

正极，包括能够嵌入和脱嵌锂的正极活性材料；

负极，包括能够嵌入和脱嵌锂的负极活性材料；和

非水电解质溶液，包括具有由式(1)表示的四价结构的硼化合物，

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