CN107004905A - 二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子装置 - Google Patents

二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子装置 Download PDF

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Abstract

二次电池设置有正极、负极以及包括由Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m‑表示的硫酸化合物的电解液。Xn+是金属离子等，M是过渡金属元素等，并且Rf是氟基等。a是0‑4，b是0‑5，c是1‑4，m是1‑3，并且n是1或2。当X＝锂以及M＝硼，并且a＝2，b＝0，以及c＝1时，至少一个Rf是一价氟化烃基。

Description

二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、 电动工具及电子装置
技术领域
本技术涉及用于二次电池的电解液、使用该电解液的二次电池、以及各自使用二次电池的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具以及电子装置。
背景技术
已经广泛使用各种电子装置，诸如，移动电话和个人数字助理(PDA)，并且要求进一步减小电子装置的大小和重量并且让它们实现较长寿命。因此，已经开发了具有实现高能量密度的能力的电池，尤其是小且重量轻的二次电池作为用于电子装置的电源。
二次电池的应用不局限于上述电子装置，并且还考虑了将二次电池应用于各种其他应用。这种其他应用的实例包括：电池组，可附接地且可拆卸地安装在例如电子装置上；电动车辆，诸如，电动汽车；蓄电系统，诸如，家用电力服务器；以及电动工具，诸如，电钻。
已经提出了利用各种充电和放电原理以便获得电池容量的二次电池。具体地，已经注意到，与诸如铅酸电池和镍镉电池的其他电池相比，使得可以实现更高能量密度的利用电极反应物的嵌入(insertion)和脱嵌(extraction)的二次电池以及利用电极反应物的沉淀和溶解的二次电池。
二次电池包括正极、负极以及电解液。电解液包括电解质盐和任何其他材料。电解液的成分对电池特性产生大量影响。因此，在电解液的成分上已经进行了各种研究。
更具体地，为了提高循环特性和其他特性，LiBF2SO4用作电解质盐(例如，参考专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：中国专利申请公开第103531845号
发明内容
与上述电子装置和其他装置的更高性能和更多功能结合，电子装置和其他装置更常用，并且它们的使用环境扩大。出于这种原因，仍然存在改善二次电池的电池特性的空间。
因此，期望的是提供每个都使得可以实现优越的电池特性的二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子装置。
根据本技术的实施方式的二次电池用电解液包括由以下式(1)表示的硫酸化合物。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-…(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数，其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
根据本技术的实施方式的二次电池包括：正极；负极；以及电解液，并且电解液具有的构成与根据本技术的实施方式的上述二次电池用电解液的构成相似。
根据本技术的相应实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子装置各自包括二次电池，并且二次电池具有的构成与根据本技术的实施方式的上述二次电池的构成相似。
根据本技术的相应实施方式的二次电池用电解液和二次电池，电解液包括使得可以实现优越的电池特性的上述硫酸化合物。此外，在本技术的相应实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具以及电子装置的每一个中，可实现类似效果。
应注意，此处描述的效果是非限制性的。通过本技术实现的效果可以是本技术中描述的一个或多个效果。
附图说明
[图1]是根据本技术的实施方式的二次电池(圆柱型)的构成的截面图。
[图2]是在图1中示出的螺旋卷绕电极体的一部分的截面图。
[图3]是根据本技术的实施方式的另一种二次电池(层压膜型)的构成的透视图。
[图4]是沿着图3中示出的螺旋卷绕电极体的IV-IV线截取的截面图。
[图5]是二次电池的应用例(电池组：单电池)的构成的透视图。
[图6]是示出了图5中示出的电池组的构成的框图。
[图7]是示出了二次电池的应用例(电池组：组装电池)的构成的框图。
[图8]是示出了二次电池的应用例(电动车辆)的构成的框图。
[图9]是示出了二次电池的应用例(蓄电系统)的构成的框图。
[图10]是示出了二次电池的应用例(电动工具)的构成的框图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图详细描述本技术的一些实施方式。应注意的是，按照以下顺序进行描述。
1.二次电池用电解液
2.二次电池
2-1.锂离子二次电池(圆柱型)
2-2.锂离子二次电池(层压膜型)
2-3.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(组装电池)
3-3.电动车辆
3-4.蓄电系统
3-5.电动工具
<1.二次电池用电解液>
首先，将描述根据本技术的实施方式的二次电池用电解液。
此处描述的二次电池用电解液(在下文简称为“电解液”)例如用于诸如锂离子二次电池的二次电池。然而，使用电解液的二次电池的种类不限于锂离子二次电池。
[硫酸化合物]
电解液包括由以下式(1)表示的一种或多种硫酸化合物(在下文简称为“硫酸化合物”)。硫酸化合物还可用作例如随后将描述的电解液中的电解质盐的一部分。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-…(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数，其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
硫酸化合物包括阳离子(Xn+)和阴离子([M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-)，并且在阴离子中，含氟基团(-Rf)、氰基基团(-CN)和硫酸基团(>SO4)结合至中心原子(M)。“含氟基团”意指包含氟(F)作为组成元素的基团。
电解液包括提高电解液的化学稳定性从而在充电和放电期间抑制电解液的分解反应的硫酸化合物。在这种情况下，尤其在诸如高温环境和低温环境的恶劣环境下抑制电解液的分解反应。
只要阳离子是金属离子和鎓离子中的一种，阳离子(Xn+)的种类不受特别限制。
只要金属离子是任意金属元素的离子，金属离子的种类不受特别限制。具体地，金属元素优选地是长周期型元素周期表中的第1族元素(碱金属元素)和第2族元素(碱土金属元素)中的一种，其使得硫酸化合物容易获得(可制造)硫酸化合物并且足以提高电解液的化学稳定性。
碱金属元素的实例包括锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。碱土金属元素的实例包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)。
只要鎓离子是通过质子化作用获得的任何阳离子，鎓离子的种类不受特别限制。鎓离子的实例包括铵离子(NH4 +)、鏻离子(PH4 +)、水合氢离子(H3O+)、锍离子(H3S+)、二氢氟阳离子(H2F+)和氯鎓离子(H2Cl+)。
特别地，X优选地是使得可以实现较高效果的锂。
只要中心原子是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，中心原子(M)的种类不受特别限制。
第13族元素的实例包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)。第14族元素的实例包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。第15族元素的实例包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)。
特别地，中心原子优选地是诸如硼、磷和铝的元素中的一种，其使得硫酸化合物可容易获得(可制造的)并且足以提高电解液的化学稳定性。
只要含氟基团是氟基和一价氟化烃基中的一种，含氟基团(-Rf)的种类不受特别限制。在含氟基团的数量(a的值)是两个或更多个的情况下，两个或更多个含氟基团可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。毫无疑问的是，两个或更多个含氟基团中的一些可以是相同种类的基团。
从a可以采用的值的范围(a＝0至4的整数)可以看出，硫酸化合物可包括含氟基团或者可以不包括含氟基团。类似地，从b可以采用的值的范围(b＝0至5的整数)可以看出，硫酸化合物可包括氰基基团或者可以不包括氰基基团。
相反，从c可以采用的值的范围(c＝1至4的整数)可以看出，硫酸化合物包括足以提高电解液的化学稳定性的一个或多个硫酸盐基团。
此外，从关于式(1)的项可以看出，含氟基团的种类取决于X的种类、M的种类、含氟基团的数量(a)、氰基基团的数量(b)以及硫酸盐基团的数量(c)。更具体地，在满足X＝锂，M＝硼，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，硫酸化合物不包括氰基基团，并且包括两个含氟基团。在这种情况下，两个含氟基团中的一个或两者是足以提高电解液的化学稳定性的一价氟化烃基。
一价氟化烃基是其中一价烃基中的一个或多个氢基(-H)由氟基(-F)取代的基团。一价烃基是由碳(C)和氢(H)构成的一价基团的通用名称。
应当注意的是，一价烃基可具有直链结构或者具有一个或多个侧链的支链结构。此外，一价烃基可以是包括碳-碳多重键的不饱和烃基或者不包括碳-碳多重键的饱和烃基。碳-碳多重键的实例包括碳-碳双键(>C＝C<)并且碳-碳三键(-C≡C-)。
一价烃基的实例包括烷基，烯基，炔基，环烷基，芳基，以及其中烷基、烯基、炔基、环烷基、和芳基中的两个或更多个结合的一价基团(在下文中称为“一价结合基团(monovalent binding group)”)。一价结合基团的实例包括其中烷基和烯基结合的基团、其中烷基和炔基结合的基团、以及其中烯基和炔基结合的基团。此外，一价结合基团的实例包括其中环烷基与烷基、烯基和炔基中的一种结合的基团，以及其中芳基与烷基、烯基和炔基中的一种结合的基团。
应当注意的是，一价烃基中的碳的数量不受特别限制。烷基中的碳的数量例如是从1至10。烯基中的碳的数量和炔基中的碳的数量例如各自是从2至10。环烷基中的碳的数量和芳基中的碳的数量例如各自是从6至18。这使得可以充分提高电解液的化学稳定性，同时确保硫酸化合物的溶解性、相容性和其他特性。
烷基的具体实例包括甲基(-CH3)、乙基(-C2H5)、丙基(-C3H7)和叔丁基(-C(-CH3)2-CH3)。烯基的具体实例包括乙烯基(-CH＝CH2)和烯丙基(-CH2-CH＝CH2)。炔基的具体实例包括乙炔基(-C≡CH)。环烷基的具体实例包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基和环辛基。芳基的具体实例包括苯基和萘基。一价结合基团的具体实例包括苄基。
特别地，含氟基团优选地是一价氟化烃基，并且更优选地是其中烷基中的一个或多个氢基被氟基取代的基团(一价氟化烷基)。此外，一价氟化烃基中的碳的数量优选地是从1至10，如上所述，其充分地提高电解液的化学稳定性同时确保硫酸化合物的溶解性、相容性和其他特性。
一价氟化烃基的具体实例是其中烷基的具体实例、烯基的具体实例、炔基的具体实例、环烷基的具体实例、芳基的具体实例、上述一价结合基团的具体实例中的每一种中的一个或多个氢基由氟基取代的基团。
一价氟化烷基的具体实例包括全氟甲基(-CF3)、全氟乙基(-C2F5)、全氟丙基(-C3F7)和全氟叔丁基(-C(-CF3)2-CF3)。
硫酸化合物的具体实例包括以下化合物。
其中中心原子是硼的硫酸化合物的具体实例包括LiBF(CN)SO4、LiB(CN)2SO4、LiBF(CF3)SO4、LiBF(C2F5)SO4、LiB(CF3)(CN)SO4、LiB(C2F5)(CN)SO4、LiB(CF3)2SO4、LiB(C2F5)2SO4和LiB(SO4)2。
其中中心原子是磷的硫酸化合物的具体实例包括LiPF4SO4、LiP(CF3)4SO4、LiP(C2F5)4SO4、LiPF2(SO4)2、LiP(CN)4SO4、LiPF2(CN)2SO4和LiP(SO4)3。
其中中心原子是铝的硫酸化合物的具体实例包括LiAlF2SO4、LiAlF(CN)SO4、LiAlF(CF3)SO4和LiAl(SO4)2。
电解液中的硫酸化合物的含量不受特别限制，但是优选地是从0.01mol/kg至1.5mol/kg(两者皆包含)，并且更优选地是从0.01mol/kg至0.5mol/kg(两者皆包含)，这充分提高电解液的化学稳定性。
[其他材料]
应注意的是，电解液可包括除了上述硫酸化合物之外的一种或多种其他材料。
[溶剂]
例如，其他材料是一种或多种溶剂，诸如，非水溶剂(有机溶剂)。包括非水溶剂的电解液是所谓的非水电解液。
溶剂的实例包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链状羧酸酯和腈(单腈)，它们使得可以实现例如高电池容量、优越的循环特性和优越的存储特性。
环状碳酸酯的实例包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、以及碳酸亚丁酯。链状碳酸酯的实例包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯以及碳酸甲丙酯。内酯的实例包括γ-丁内酯和γ-戊内酯。链状羧酸酯的实例包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯和三甲基乙酸乙酯。腈的实例包括乙腈、甲氧基乙腈和3-甲氧基丙腈。
此外，溶剂的实例包括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’-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环砜烷、磷酸三甲酯和二甲亚砜，它们使得可以实现相似优势。
特别地，优选碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一种或多种，它们使得可以实现例如较高的电池容量、优越的循环特性和优越的存储特性。在这种情况下，更优选的是诸如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯的高粘度(高介电常数)溶剂(例如，具有比介电常数ε≥30)与诸如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、以及碳酸二乙酯的低粘度溶剂(例如，具有粘度≤1mPa·s)的组合。该组合允许电解质盐的离解性能和离子迁移率的改善。
特别地，溶剂可包含不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺酸酯、酸酐、二氰基化合物(二腈)和二异氰酸酯化合物中的一种或多种，它们使得可以提高电解液的化学稳定性。
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。不饱和环状碳酸酯的实例包括由以下式(2)至(4)表示的化合物。溶剂中不饱和环状碳酸酯的含量不受特别限制，但是例如，从0.01重量％至10重量％(两者皆包含)。
[化学式1]
(R11和R12各自是氢基和烷基中的一种。R13至R16各自是氢基、烷基、乙烯基和烯丙基中的一种，R13至R16中的一个或多个是乙烯基和烯丙基中的一种。R17是由>CR171R172表示的基团，并且R171和R172各自是氢基和烷基中的一种。)
由式(2)表示的化合物是碳酸亚乙烯酯类化合物(vinylene carbonate-basedcompound)。R11和R12可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。烷基的细节如上所述。碳酸亚乙烯酯类化合物的具体实例包括碳酸亚乙烯酯(1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)(vinylene carbonate(1,3-dioxol-2-one))、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-酮和4-三氟甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮。
由式(3)表示的化合物是碳酸乙烯基亚乙酯类化合物。R13至R16可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。毫无疑问的是，R13至R16中的一些可以是相同种类的基团。碳酸乙烯基亚乙酯类化合物的具体实例包括碳酸乙烯基亚乙酯(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-1,3-二氧戊环-2-酮和4,5-二乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮。
由式(4)表示的化合物是碳酸亚甲基乙烯酯类化合物。R171和R172可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。碳酸亚甲基乙烯酯类化合物的具体实例包括碳酸亚甲基乙烯酯(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-酮和4,4-二乙基-5-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮。
此外，不饱和环状碳酸酯可以是具有苯环的儿茶酚碳酸酯。
卤代碳酸酯是包含一个或多个卤素作为组成元素的环状或链状碳酸酯，并且是由以下式(5)和(6)中的一个表示的化合物。溶剂中卤代碳酸酯的含量不受特别限制，但是例如从0.01重量％至50重量％。
[化学式2]
(R18至R21各自是氢基、卤素基团、烷基和卤代烷基中的一种，R18至R21中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基中的一种，R22至R27各自是氢基、卤素基团、烷基和卤代烷基中的一种，并且R22至R27中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基中的一种。)
由式(5)表示的化合物是环状卤代碳酸酯。R18至R21可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。毫无疑问的是，R18至R21中的一些可以是相同种类的基团。
卤素基团的种类不受特别限制；然而，特别地，优选的是氟基、氯基(-Cl)、溴基(-Br)和碘基(-I)中的一种或多种，并且更优选的是氟基。与其他卤素基团相比，氟基使得可以容易地形成上述保护膜。应注意的是，卤素基团的数量更优选地是两个而非一个，并且是三个以上。这使得可以实现更高效果。
烷基的细节如上所述。卤代烷基是烷基中的一个或多个氢基由卤素基团取代(卤代)的基团。
环状卤代碳酸酯的具体实例包括由以下式(5-1)至(5-21)表示的化合物，其包括几何异构体。特别地，例如，优选的是由式(5-1)表示的4-氟代-1,3二氧戊环-2-酮和由式(5-3)表示的4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮。应当注意的是，4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮，比顺式异构体更优选的是反式异构体，其可容易获得并且使得可以实现更高效果。
[化学式3]
由式(6)表示的化合物是卤代链状碳酸酯。R22至R27可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。毫无疑问的是，R22至R27中的一些可以是相同种类的基团。
卤代链状碳酸酯的具体实例包括碳酸氟甲基甲酯、碳酸双(氟甲基)酯和碳酸二氟甲基甲酯。
磺酸酯的实例包括单磺酸酯和二磺酸酯。溶剂中磺酸酯的含量不受特别限制，但是例如，从0.5重量％至5重量％(两者皆包含)。
单磺酸酯可以是环状单磺酸酯或者链状单磺酸酯。环状单磺酸酯的具体实例包括诸如1,3-丙烷磺酸内酯和1,3-丙烯磺酸内酯的磺酸内酯。链状单磺酸酯的具体实例包括其中环状单磺酸酯在中点(middle site)处分开的化合物。
二磺酸酯可以是环状二磺酸酯或者链状二磺酸酯。环状二磺酸酯的具体实例包括由式(7-1)至(7-3)表示的化合物。链状二磺酸酯的具体实例包括其中环状二磺酸酯在中点处分开的化合物。
[化学式4]
酸酐的实例包括羧酸酐、二磺酸酐和羧酸-磺酸酐。溶剂中的酸酐的含量不受特别限制，但是例如，从0.5重量％至5重量％(两者皆包含)。
羧酸酐的具体实例包括琥珀酸酐、戊二酸酐和马来酸酐。二磺酸酐的具体实例包括乙二磺酸酐和丙二磺酸酐。羧酸-磺酸酐的具体实例包括磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐以及磺基丁酸酐。
二氰基化合物的实例包括由NC-CmH2m-CN(其中，m是1以上的整数)表示的化合物。溶剂中的二氰基化合物的含量不受特别限制，但是例如，从0.5重量％至5重量％。二氰基化合物的具体实例包括琥珀腈(NC-C2H4-CN)、戊二腈(NC-C3H6-CN)、己二腈(NC-C4H8-CN)和酞腈(NC-C6H4-CN)。
二异氰酸酯化合物的实例包括由OCN-CnH2n-NCO(其中，n是1以上的整数)表示的化合物。溶剂中的二异氰酸酯化合物的含量不受特别限制，但是例如，从0.5重量％至5重量％(两者皆包含)。二异氰酸酯化合物的具体实例包括OCN-C6H12-NCO。
[电解质盐]
此外，其他材料是例如诸如锂盐的一种或多种电解质盐。然而，电解质盐可包含除锂盐之外的盐。除锂盐之外的盐的实例包括除锂盐之外的轻金属盐。
锂盐的具体实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲烷磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)和溴化锂(LiBr)。
特别地，优选六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂和六氟砷酸锂中的一种或多种，并且更优选的是六氟磷酸锂。这些锂盐使得可以减小内阻。
此外，电解质盐可以是由相应的式(8)至(10)表示的化合物中的一种或多种。应注意的是，R41和R43可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。R51至R53可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。毫无疑问的是，R51至R53中的一些可以是相同种类的基团。R61和R62可以是相同种类的基团或者不同种类的基团。
[化学式5]
(X41是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素以及铝(Al)中的一种，M41是过渡金属，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，R41是卤素基团，Y41是-C(＝O)-R42-C(＝O)-、-C(＝O)-CR432-和-C(＝O)-C(＝O)-中的一种，R42是亚烷基、卤代亚烷基、亚芳基和卤代亚芳基中的一种，R43是烷基、卤代烷基、芳基和卤代芳基中的一种，a4是1至4的整数，b4是0、2或4的整数，并且c4、d4、m4和n4各自是1至3的整数。)
[化学式6]
(X51是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素中的一种，M51是过渡金属，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Y51是-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-和-C(＝O)-(CR522)d5-S(＝O)2-中的一种，R51和R53各自是氢基、烷基、卤素基团和卤代烷基中的一种，R51中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基中的一种，R53中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基中的一种，R52是氢基、烷基、卤素基团和卤代烷基中的一种，a5、e5和n5各自是1或2的整数，b5和d5各自是1至4的整数，c5是0至4的整数，并且f5和m5各自是1至3的整数。)
[化学式7]
(X61是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素中的一种，M61是过渡金属，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟化烷基和氟化芳基中的一种，氟化烷基和氟化芳基中的每一种中的碳数是从1至10，Y61是-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-和-C(＝O)-(CR612)e6-S(＝O)2-中的一种，R61是氢基、烷基、卤素基团和卤代烷基中的一种，R62是氢基、烷基、卤素基团和卤代烷基中的一种，R62中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基中的一种，a6、f6和n6各自是1或2的整数，b6、c6和e6各自是1至4的整数，d6是0至4的整数，并且g6和m6各自是1至3的整数。)
应当注意的是，第1族元素包括氢(H)、锂(Li)、钠(Na)、钾(K)、铷(Rb)、铯(Cs)和钫(Fr)。第2族元素包括铍(Be)、镁(Mg)、钙(Ca)、锶(Sr)、钡(Ba)和镭(Ra)。第13族元素包括硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)和铊(Tl)。第14族元素包括碳(C)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)和铅(Pb)。第15族元素包括氮(N)、磷(P)、砷(As)、锑(Sb)和铋(Bi)。
由式(8)表示的化合物的具体实例包括由相应的式(8-1)至(8-6)表示的化合物。由式(9)表示的化合物的具体实例包括由相应的式(9-1)至(9-8)表示的化合物。由式(10)表示的化合物的具体实例包括由式(10-1)表示的化合物。
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
此外，电解质盐可以是由以下式(11)至(13)表示的化合物中的一种或多种。m和n的值可以彼此相同或不同。p、q和r的值可以彼此相同或不同。毫无疑问的是，p、q和r中的两个的值可以彼此相同。
LiN(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)….(11)
(m和n各自是1以上的整数。)
[化学式11]
(R71是具有2至4个碳的直链或支链全氟亚烷基。)
LiC(CpF2p+1SO2)(CqF2q+1SO2)(CrF2r+1SO2)…(13)(p、q和r各自是1以上的整数。)
由式(11)表示的化合物是链状酰亚胺化合物。链状酰亚胺化合物的具体实例包括双(氟磺酰亚胺)锂(LiN(SO2F)2)、双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂(LiN(CF3SO2)2)、双(五氟乙烷磺酰亚胺)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))和(三氟甲烷磺酰基)(九氟丁烷磺酰基)酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)(C4F9SO2))。
由式(12)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实例包括由相应的式(12-1)至(12-4)表示的化合物。
[化学式12]
由式(13)表示的化合物是链状甲基化合物(methide compound)。链状甲基化合物的具体实例包括三(三氟甲烷磺酰基)甲基锂(LiC(CF3SO2)3)。
电解质盐的含量不受特别限制；然而，特别地，电解质盐的含量相对于溶剂优选地是在0.3mol/kg至3.0mol/kg(两者皆包含)的范围内。这使得可以实现高离子电导性。
[其他]
此外，其他材料可以是除了上述材料之外的一种或多种材料。除了上述材料之外的材料的实例包括含氟磷盐，诸如，二氟磷酸锂(LiPF2O2)和氟磷酸锂(Li2PFO3)。电解液中的含氟磷盐的含量不受特别限制。
[电解液的作用和效果]
电解液包括上述硫酸化合物。在这种情况下，如上所述，与电解液不包括硫酸化合物的情况和电解液包括任何其他化合物的情况相比，电解液的化学稳定性提高，从而在充电和放电期间抑制电解液的分解反应。因此，在使用电解液的二次电池中，可以提高电池特性。
应当注意的是，上述“其他化合物”的实例包括LiBF2SO4。与上述式(1)相比，在LiBF2SO4中，满足X＝锂，M＝硼，a＝2，b＝0，以及c＝1。然而，所有含氟基团(Rf)是氟基；因此，一种或多种含氟基团不是一价氟化烃基。换言之，LiBF2SO4不满足关于上述式(1)的项中的条件。
特别地，式(1)中的X是碱金属元素和碱土金属元素中的一种，并且具体地，X是锂，它使得可以实现更高效果。
此外，式(1)中的中心原子(M)是硼、磷和铝中的一种，它使得可以实现更高效果。
进一步地，式(1)中的含氟基团(Rf)是一价氟化烃基，并且具体地，含氟基团是一价氟化烷基，其使得可以实现更高效果。在这种情况下，一价氟化烃基中的碳数量是从1至10，其使得可以实现仍然更高效果。
此外，电解液中的硫酸化合物的含量是从0.01mol/kg至0.5mol/kg(两者皆包含)，这使得可以实现更高效果。
<2.二次电池>
接下来，将描述使用本技术的上述电解液的二次电池。
<2-1.锂离子二次电池(圆柱型)>
图1示出了二次电池的截面构成。图2示出了在图1中示出的螺旋卷绕电极体20的一部分的截面构成。
例如，在此所描述的二次电池是通过作为电极反应物的锂的嵌入和脱嵌获得负极22的容量的锂离子二次电池。
[二次电池的整体构成]
二次电池具有所谓的圆柱型电池构成。如图1所示，二次电池包含例如一对绝缘板12和13以及螺旋卷绕电极体20作为具有基本上中空的圆柱形状的电池壳11内部的电池元件。在螺旋卷绕电极体20中，例如，正极21和负极22利用中间的隔膜23堆叠，并且正极21、负极22和隔膜23被螺旋卷绕。螺旋卷绕电极体20例如利用是液体电解质的电解液浸渍。
电池壳11例如具有中空结构，其中电池壳11的一端封闭并且电池壳11的另一端敞开。电池壳11是由例如铁(Fe)、铝(Al)及其合金中的一种或多种制成。电池壳11的表面可电镀有例如镍。该对绝缘板12和13被布置成将螺旋卷绕电极体20夹在中间并且垂直延伸至螺旋卷绕电极体20的螺旋卷绕外周表面。
在电池壳11的开口端处，电池盖14、安全阀机构15和正温度系数元件(PTC元件)16利用垫圈17嵌塞(swage)，借此电池壳11被密封。例如，电池盖14由与电池壳11的材料相似的材料制成。安全阀机构15和PTC元件16各自设置在电池盖14的内侧上，并且安全阀机构15经由PTC元件16电耦合至电池盖14。在安全阀机构15中，当电池壳11的内部压力由于例如内部短路或者来自外部的热量而达到某个水平或者更高水平时，盘板(disk plate)15A反转。这切断电池盖14与螺旋卷绕电极体20之间的电连接。为了防止由大电流导致异常发热，随着温度升高，PTC元件16的电阻增加。例如，垫圈17由绝缘材料制成。例如，垫圈17的表面涂有沥青。
例如，将中心销24插入到螺旋卷绕电极体20的中心。然而，中心销24可以不插入螺旋卷绕电极体20的中心。正极引线25附接至正极21，并且负极引线26附接至负极22。例如，正极引线25由诸如铝的导电材料制成。例如，正极引线25附接至安全阀机构15，并且电耦合至电池盖14。例如，负极引线26由诸如镍的导电材料制成。例如，负极引线26附接至电池壳11，并且电耦合至电池壳11。
[正极]
例如，如图2所示，正极21包括正极集电体21A和设置在正极集电体21A的两个表面上的正极活性物质层21B。可替换地，正极活性物质层21B可设置在正极集电体21A的单个表面上。
例如，正极集电体21A包括一种或多种导电材料。导电材料的种类不受特别限制，但是例如是诸如铝(Al)、镍(Ni)和不锈钢的金属材料。正极集电体21A可由单层构成或者可由多层构成。
正极活性物质层21B包含作为正极活性物质的具有嵌入和脱嵌锂的能力的一种或多种正极材料。应当注意的是，正极活性物质层21B除了正极活性物质之外可进一步包含诸如正极粘合剂和正极导电剂(conductor)中的一种或多种其他材料。
正极材料优选地是含锂的化合物。更具体地，正极材料优选地是含锂复合氧化物和含锂磷酸盐化合物中的一种或两者，这使得可以实现高能量密度。
含锂复合氧化物是包含锂以及除了锂之外的一种或多种元素(在下文中，称为“其他元素”)作为组成元素，并且例如，具有诸如层状岩盐晶体结构和尖晶石晶体结构中的一种晶体结构的氧化物。含锂磷酸盐化合物是包含锂以及一种或多种其他元素作为组成元素的磷酸盐化合物，并且例如，具有诸如橄榄石晶体结构的晶体结构。
只要其他元素是一种或多种任何元素，其他元素的种类不受特别限制。具体地，其他元素优选地是属于长周期型元素周期表中的第2族至第15族中的一种或多种元素。更具体地，其他元素更优选地包括镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)和铁(Fe)中的一种或多种，这使得可以获得高电压。
具有层状岩盐晶体结构的含锂复合氧化物的实例包括由以下式(21)至(23)表示的化合物。
LiaMn(1-b-c)NibM11cO(2-d)Fe…(21)
(M11是钴(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)中的一种或多种，a至e满足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，应当注意的是，锂的组成根据充电和放电状态变化，并且a是处于完全放电状态下的值。)
LiaNi(1-b)M12bO(2-c)Fd…(22)
(M12是钴(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)中的一种或多种，a至d满足0.8≤a≤1.2，0.005≤b≤0.5，-0.1≤c≤0.2和0≤d≤0.1，应当注意的是，锂的组成根据充电和放电状态变化，并且a是处于完全放电状态下的值。)
LiaCo(1-b)M13bO(2-c)Fd…(23)
(M13是镍(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)中的一种或多种，a至d满足0.8≤a≤1.2，0≤b<0.5，-0.1≤c≤0.2和0≤d≤0.1，应当注意的是，锂的组成根据充电和放电状态变化，并且a是处于完全放电状态下的值。)
具有层状岩盐晶体结构含锂复合氧化物的具体实例包括LiNiO2、LiCoO2、LiCo0.98Al0.01Mg0.01O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、Li1.2Mn0.52Co0.175Ni0.1O2和Li1.15(Mn0.65Ni0.22Co0.13)O2。
应当注意的是，在具有层状岩盐晶体结构的含锂复合氧化物包括镍、钴、锰和铝作为组成元素的情况下，镍的原子比优选地是50原子％以上，这使得能够实现高能量密度。
具有尖晶石晶体结构的含锂复合氧化物的实例包括由以下式(24)表示的化合物。
LiaMn(2-b)M14bOcFd…(24)
(M14是钴(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)中的一种或多种，a至d满足0.9≤a≤1.1、0≤b≤0.6、3.7≤c≤4.1和0≤d≤0.1，应当注意的是，锂的组成根据充电和放电状态变化，并且a是处于完全放电状态下的值。)
具有尖晶石晶体结构的含锂复合氧化物的具体实例包括LiMn2O4。
具有橄榄石晶体结构的含锂磷酸盐化合物的实例包括由以下式(25)表示的化合物。
LiaM15PO4…(25)
(M15是钴(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)中的一种或多种，a满足0.9≤a≤1.1，应当注意的是，锂的组成根据充电和放电状态变化，并且a是处于完全放电状态下的值。)
具有橄榄石晶体结构的含锂磷酸盐化合物的具体实例包括LiFePO4、LiMnPO4、LiFe0.5Mn0.5PO4和LiFe0.3Mn0.7PO4。
应当注意的是，例如，含锂复合氧化物可以是由以下式(26)表示的化合物。
(Li2MnO3)x(LiMnO2)1-x...(26)
(x满足0≤x≤1，应当注意的是，锂的组成根据充电和放电状态而变化，并且x是完全放电状态下的值。)
此外，例如，正极材料可以是氧化物、二硫化物、硫族化物和导电聚合物中的一种或多种。氧化物的实例包括氧化钛、氧化钒和二氧化锰。二硫化物的实例包括二硫化钛和硫化钼。硫族化物的实例包括硒化铌。导电聚合物的实例包括硫磺、聚苯胺和聚噻吩。应当注意的是，正极材料可以是除了上述材料之外的任何材料。
例如，正极粘合剂包含合成橡胶和聚合物材料中的一种或多种。合成橡胶的实例包括苯乙烯-丁二烯类橡胶、氟类橡胶和乙烯丙烯二烯。聚合物材料的实例包括聚偏氟乙烯和聚酰亚胺。
例如，正极导电剂包含一种或多种碳材料。碳材料的实例包括石墨、炭黑、乙炔黑和科琴黑。可替换地，只要正极导电剂是具体导电性的材料，正极导电剂可以是任何其他材料，诸如，金属材料和导电聚合物。
[负极]
如图2所示，例如，负极22包括负极集电体22A和设置在负极集电体22A的两个表面上的负极活性物质层22B。可替换地，负极活性物质层22B可设置在负极集电体22A的单个表面上。
例如，负极集电体22A包括一种或多种导电材料。导电材料的种类不受特别限制，但是例如是诸如铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)和不锈钢的金属材料。负极集电体22A可由单层构成或者可由多层构成。
负极集电体22A的表面优选地变粗糙。这使得可以通过所谓的锚定效应(anchoreffect)提高负极活性物质层22B相对于负极集电体22A的粘附性。在这种情况下，可能仅需要至少在面向负极活性物质层22B的区域中使负极集电体22A的表面变粗糙。变粗糙方法的实例包括利用电解处理形成细颗粒的方法。通过电解处理，细颗粒通过电解方法形成在电解浴中的负极集电体22A的表面上以使负极集电体22A的表面粗糙。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22B包含作为负极活性物质的具有嵌入和脱嵌锂的能力的一种或多种负极材料。应当注意的是，负极活性物质层22B除了负极活性物质之外可进一步包含诸如负极粘合剂和负极导电剂中的一种或多种其他材料。
为了防止金属锂在充电中被无意地沉淀在负极22上，负极材料的可充电容量优选地大于正极21的放电容量。换言之，具有嵌入和脱嵌锂的能力的负极材料的电化学当量优选地大于正极21的电化学当量。
例如，负极材料是一种或多种碳材料。碳材料在锂的嵌入和脱嵌期间使它的晶体结构造成极小变化，这稳定地实现高能量密度。进一步地，碳材料还用作提高负极活性物质层22B的导电性的负极导电剂。
碳材料的实例包括石墨化碳、非石墨化碳和石墨。非石墨化碳中的(002)平面的空间优选地是0.37nm或者更大，并且石墨中的(002)平面的空间优选地是0.34nm或者更小。碳材料的更具体实例包括热解碳、焦炭、玻璃状碳纤维、有机聚合物化合物烧制体、活性炭和炭黑。焦炭的实例包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦炭。有机聚合物化合物烧制体是以适当的温度烧制(碳化)的聚合物化合物。聚合物化合物的实例包括酚醛树脂和呋喃树脂。除了上述提及的材料，碳材料可以是经受约1000℃或更低的温度下热处理的低结晶碳，或者可以是无定形碳。应当注意的是，碳材料的形状可以是纤维形状、球形形状、粒状形状和鳞状形状中的一种或多种。
此外，例如，负极材料是包含金属元素和类金属元素中的一种或多种作为组成元素的材料(金属类材料)。这使得能够实现高能量密度。
金属类材料可以是单质、合金或者化合物的任一种，可以是其中的两种或更多种，或者可至少部分地具有其一种或多相。应当注意的是，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类金属元素的材料。进一步地，“合金”可包含一种或多种非金属元素。金属类材料的结构的实例包括固态溶液、共晶晶体(共晶混合物)、金属间化合物及其中它们的两种或更多种共存的结构。
例如，上述金属元素和类金属元素是能够与锂形成合金的金属元素和类金属元素中的一种或多种。它的具体实例包括镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌、铪(Hf)、锆、钇(Y)、钯(Pd)和铂(Pt)。
特别地，优选的是硅、锡或者这两者。硅和锡具有优越的嵌入和脱嵌锂的能力，并且因此实现显著高的能量密度。
包含作为组成元素的硅、锡或这两者的材料可以是硅的单质、合金和化合物中的任一种，可以是锡的单质、合金和化合物中的任一种，可以是它们中的两种或更多种，或者可以是至少部分地具有其一个或多个相的材料。此处描述的单质是指一般意义的单质(其中，可包含少量杂质)，并且不必是指具有100％纯度的单质。
例如，硅的合金包含诸如锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬中的一种或多种元素作为除了硅以外的组成元素。例如，硅的化合物包含诸如碳和氧中的一种或多种元素作为除了硅之外的组成元素。应当注意的是，例如，硅的化合物可包含关于硅合金描述的一种或多种元素来作为除了硅以外的组成元素。
硅的合金和硅的化合物的具体实例包括SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOv(0<v≤2)和LiSiO。应当注意的是，例如，SiOv中的v可以是在0.2<v<1.4的范围中。
例如，锡的合金包含诸如硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬中的一种或多种元素作为除了锡之外的组成元素。例如，锡的化合物包含诸如碳和氧中的一种或多种元素作为除了锡之外的组成元素。应当注意的是，锡的化合物可包含例如关于锡合金描述的一种或多种元素作为除了锡之外的组成元素。
锡的合金和锡的化合物的具体实例包括SnOw(0<w≤2)、SnSiO3、LiSnO和Mg2Sn。
特别地，包含锡作为组成元素的材料(含Sn材料)优选地是例如包含与锡一起作为第一组成元素、第二组成元素和第三组成元素的材料。第二组成元素包括例如诸如钴、铁、镁、钛、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镓、锆、铌、钼、银、铟、铯(Ce)、铪(Hf)、钽、钨、铋和硅中的一种或多种元素。第三组成元素包括例如诸如硼、碳、铝和磷(P)中的一种或多种元素。包含第二组成元素和第三组成元素的含Sn材料使得可以实现例如高电池容量和优越的循环特性。
特别地，含Sn材料优选地是包含锡、钴和碳作为组成元素的材料(含SnCoC的材料)。在含SnCoC的材料中，例如，碳的容量是从9.9质量％至29.7质量％(两者皆包含)，并且锡和钴的含量比(Co/(Sn+Co))是从20质量％至70质量％(两者皆包含)。这使得能够实现高能量密度。
含SnCoC的材料优选地具有包含锡、钴和碳的相。该相优选地是低结晶或者无定形的。这个相是能够与锂反应的反应相。因此，反应相的存在导致实现优越的特性。在将CuKα射线用作特定X射线，并且插入率是1°/min的情况下，这个反应相的通过X射线衍射获得的衍射峰的半宽(衍射角2θ)优选地是1°或更大。这使得能够更平滑嵌入和脱嵌锂，并且减少与电解液的反应性。应当注意的是，在一些情况下，除了低结晶相或无定形相之外，含SnCoC的材料包括含有相应组成元素的单质或其一部分的相。
在与锂的电化学反应前后的X射线衍射图之间的比较使得能够容易地确定通过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。例如，如果与锂的电化学反应之后的衍射峰的位置从与锂的电化学反应之前的衍射峰位置改变，则所获得的衍射峰对应于能够与锂反应的反应相。在这种情况下，例如，看出低结晶反应相或者无定形反应相的衍射峰在从20°至50°(两者皆包含)的2θ的范围内。这种反应相包括例如上述相应组成元素，并且考虑的是这种反应相主要因为碳的存在已经变成低结晶或者无定形的。
在含SnCoC的材料中，是它的组成元素的部分或全部碳优选地结合至是它的其他组成元素的金属元素和类金属元素中的一种或两者。结合部分或者全部碳抑制例如锡的内聚或者结晶。可以例如通过X射线光电子能谱(XPS)确认元素的结合状态。在商业可用装置中，例如，Al-Kα射线或者Mg-Kα射线用作软X射线。在碳的部分或全部结合到金属元素和类金属元素中的一种或者两者的情况下，碳的1s轨道(C1s)的合成波的峰出现在低于284.5eV的区域中。应当注意的是，进行能量校准使得在84.0eV下获得金原子的4f轨道(Au4f)的峰。在这种情况下，通常，表面污染碳存在于材料表面上。因此，表面污染碳的C1s的峰认为是在284.8eV处，并且这个峰用作能量标准。在XPS测量中，获得C1s的峰波形作为包括表面污染碳的峰和含SnCoC的材料中的碳的峰的形式。因此，两个峰例如通过利用商业可用软件的分析彼此分离。在波形的分析中，存在于最低结合能侧上的主峰的位置被认为是能量标准(284.8eV)。
含SnCoC的材料不限于仅包含锡、钴和碳作为组成元素的材料(SnCoC)。除了锡、钴和碳以外，含SnCoC的材料可进一步包含例如硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷、镓和铋中的一种或多种作为组成元素。
除了含SnCoC的材料之外，还优选的是包含锡、钴、铁和碳作为组成元素的材料(含SnCoFeC的材料)。采用含SnCoFeC的材料的任何组成。举例，在铁的含量被设置为更小的情况下，碳的含量是从9.9质量％至29.7质量％(两者皆包含)，铁的含量是从0.3质量％至5.9质量％(两者皆包含)，并且锡和钴的含量比(Co/(Sn+Co))是从30质量％至70质量％(两者皆包含)。可替换地，在铁的含量被设置为更大的情况下，碳的含量是从11.9质量％至29.7质量％(两者皆包含)，锡、钴和铁的含量比((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))是从26.4质量％至48.5质量％(两者皆包含)，并且钴和铁的含量比(Co/(Co+Fe))是从9.9质量％至79.5质量％(两者皆包含)。这种组成范围允许实现高能量密度。应当注意的是，含SnCoFeC的材料的物理特性(诸如，半宽)与上述含SnCoC的材料的物理特性相似。
除了上述材料之外，负极材料可以是例如金属氧化物和聚合物化合物中的一种或多种。金属氧化物的实例包括氧化铁、氧化钌和氧化钼。聚合物化合物的实例包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。
特别地，针对以下原因，负极材料优选地包含碳材料和金属类材料这两者。
金属类材料，特别地，包含硅和锡中的一种或者两者作为组成元素的材料存在这种材料在充电和放电期间容易且完全膨胀或者紧缩的忧虑，然而这种材料具有高理论容量的优势。相反，碳材料具有的优势在于碳材料在充电和放电期间较不易于膨胀或者收缩，然而碳材料存在低理论容量的忧虑。因此，使用碳材料和金属类材料这两者使得能够抑制充电和放电期间的膨胀和收缩同时实现高理论容量(换言之，高电池容量)。
负极活性物质层22B通过例如涂覆法、气相法、液相法、溅射法和烧制法(烧结法)中的一种或多种形成。涂覆法是例如其中在微粒状(粉末)负极活性物质与例如负极粘合剂混合之后，混合物分散在例如有机溶剂中并且生成物应用到负极集电体22A上的方法。气相法的实例包括物理沉积法和化学沉积法。更具体地，它的实例包括真空蒸发法、溅射法、离子电镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积法、化学气相沉积(CVD)法以及等离子体化学气相沉积法。液相法的实例包括电解电镀法和无电镀法。溅射法是其中将处于熔融状态或者半熔融状态的负极活性物质溅射至负极集电体22A的方法。烧制法是例如其中在分散在例如有机溶剂中的混合物通过涂覆法被应用到负极集电体22A上之后，生成物在高于例如负极粘合剂的熔点的温度下经受热处理的方法。例如，作为烧制法，可以采用诸如大气烧制法、活性烧制法和热压烧制法中的一种或多种烧制法。
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22上，具有嵌入和脱嵌锂的能力的负极材料的电化学当量优选地大于正极的电化学当量。此外，在完全充电状态下的开路电压(即，电池电压)是4.25V或更高的情况下，即使使用相同的正极活性物质，每单位质量的锂的脱嵌量也大于开路电压是4.20V的情况下的脱嵌量。因此，正极活性物质和负极活性物质的量根据其进行调整。因此，实现高能量密度。
[隔膜]
例如，如图2所示，隔膜23被设置在正极21与负极22之间。隔膜23将正极21与负极22分离，并且在防止由于正极21与负极22之间的接触产生的电流短路时在其间传递锂离子。
隔膜23是例如诸如合成树脂和陶瓷的多孔膜的一种或多种多孔膜。隔膜23可以是其中两种或更多种多孔膜层压的层压膜。合成树脂的实例包括聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯。
特别地，隔膜23可包括例如上述多孔膜(基础层)和设置在基础层的一个表面或两个表面上的聚合物化合物层。这使得能够提高隔膜23相对于正极21和负极22中的每一个的粘附性，从而抑制螺旋卷绕电极体20的变形。这使得能够抑制电解液的分解反应并且抑制浸透基础层的电解液的液体泄漏。因此，即使重复充电和放电，电阻也不易于增大，并且抑制电池溶胀。
聚合物化合物层包含例如诸如聚偏二氟乙烯的聚合物材料，其具有高机械强度并且是电化学稳定的。聚合物材料可以是除了聚偏二氟乙烯之外的任何材料。为了形成聚合物化合物层，例如，基础层涂覆有通过将聚合物材料溶解在例如有机溶剂中制备的溶液，并且此后，使基础层干燥。可替换地，基础层可浸泡在溶液中，并且此后可干燥基础层。
[电解液]
如上所述，螺旋卷绕电极体20利用电解液浸渍。电解液具有的构成与本技术的上述电解液的构成相似。换言之，电解液包含一种或多种硫酸化合物。
[二次电池的操作]
例如，二次电池操作如下。
当二次电池充电时，锂离子从正极21脱嵌并且脱嵌的锂离子通过电解液嵌入负极22中。相反，当二次电池放电时，锂离子从负极22脱嵌并且脱嵌的锂离子通过电解液嵌入正极21中。
[二次电池的制造方法]
例如，通过以下程序制造二次电池。
在制作正极21的情况下，首先，将正极活性物质，并且基于必要的，例如，正极粘合剂和正极导电剂混合以获得正极混合物。随后，正极混合物被分散在例如有机溶剂中以获得糊状正极混合物浆料。接下来，正极集电体21A的两个表面涂覆有正极混合物浆料，并且此后，干燥涂覆的正极混合物浆料以形成正极活性物质层21B。此后，正极活性物质层21B利用例如辊式压制机进行压制成型，同时基于需要加热。在这种情况下，正极活性物质层21B可进行多次压制成型。
在制作负极22的情况下，负极活性物质层22B通过与上述制作正极21的程序相似的程序形成在负极集电体22A的两个表面上。更具体地，负极活性物质，并且例如，负极-正极粘合剂和负极导电剂被混合以获得负极混合物。随后，负极混合物被分散在例如有机溶剂中以获得糊状负极混合物浆料。接下来，负极集电体22A的两个表面涂覆有负极混合物浆料，并且此后干燥涂覆的负极混合物浆料以形成负极活性物质层22B。最后，负极活性物质层22B利用例如辊式压制机进行压制成型。
在组装二次电池的情况下，正极引线25例如通过焊接法附接至正极集电体21A，并且负极引线26例如通过焊接法附接至负极集电体22A。随后，正极21和负极22与它们之间的隔膜23堆叠。接下来，正极21、负极22和隔膜23螺旋卷绕以形成螺旋卷绕电极体20。此后，将中心销24嵌入在螺旋卷绕电极体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，并且被包含在电池壳11内部。在这种情况下，正极引线25的尾端通过例如焊接法附接至安全阀机构15，并且负极引线26的尾端通过例如焊接法附接至电池壳11。随后，电解液注入电池壳11内部，并且螺旋卷绕电极体20利用注入的电解液浸渍。最后，电池盖14、安全阀机构15和PTC元件16在电池壳11的开口端利用垫圈17嵌塞。因此，完成了圆柱型二次电池。
[二次电池的作用和效果]
根据二次电池，电解液具有与本技术上述电解液相似的构成。因此，如上所述，抑制充电和放电期间的电解液的分解反应。这使得能够实现优越的电池特性。除了上述那些之外的作用和效果与本技术的电解液的那些相似。
<2-2.锂离子二次电池(层压膜型)>
图3示出了另一种二次电池的透视构成，并且图4示出了沿着图3中示出的螺旋卷绕电极体30的线IV-IV所取的截面图。应当注意的是，图3示出了其中螺旋卷绕电极体30和外包装件40彼此分离的状态。
在以下描述中，在适当的情况下使用已经描述的圆柱型二次电池的部件。
[二次电池的整体构成]
二次电池是具有所谓的层压膜型电池构成的锂离子二次电池。在二次电池中，例如，如图3所示，作为电池元件的螺旋卷绕电极体30被包含在膜状外包装件40内部。在螺旋卷绕电极体30中，例如，正极33和负极34利用它们之间的隔膜35和电解质层36堆叠，并且正极33、负极34、隔膜35和电解质层36螺旋卷绕。正极引线31附接至正极33，并且负极引线32附接至负极34。通过保护带37保护螺旋卷绕电极体30的最外周。
例如，正极引线31和负极引线32中的每一个在相同方向上从外包装件40的内部引出至外部。正极引线31例如由诸如铝(Al)的一种或多种导电材料制成。负极引线32例如由诸如铜(Cu)、镍(Ni)和不锈钢中的一种或多种导电材料制成。这些导电材料例如具有薄板形状或者网格形状。
外包装件40例如是沿图3中示出的箭头R的方向折叠的一个膜，并且外包装件40具有用于包含它的部分螺旋卷绕电极体30的凹陷。例如，外包装件40是其中将熔融粘合层、金属层和表面保护层按该顺序层压的层压膜。在制造二次电池的过程中，折叠外包装件40使得熔融粘合层的部分彼此相向并且螺旋卷绕电极体30位于其中间，并且此后熔融粘合层的部分的外缘熔融粘合。可替换地，通过例如粘合剂彼此粘合的两个层压膜可形成外包装件40。熔融粘合层的实例包括由聚乙烯、聚丙烯和其他材料中的一种或多种制成的膜。金属层包括例如铝箔和其他金属材料中的一种或多种。表面保护层是例如由尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯和其他材料中的一种或多种制成的膜。
特别地，外包装件40优选地是其中聚乙烯膜、铝箔和尼龙膜按照该顺序层压的铝层压膜。然而，外包装件40可以是具有其他层压结构的层压膜、诸如聚丙烯的聚合物膜、或者金属膜。
例如，用于防止外部空气侵入的粘合膜41被插入在外包装件40与正极引线31之间。此外，例如，上述粘合膜41被插入在外包装件40与负极引线32之间。粘合膜41包括对于正极引线31和负极引线32具有粘附性的材料。具有粘附性的材料的实例包括聚烯烃树脂。其更具体的实例包括聚乙烯、聚丙烯、改性的聚乙烯、以及改性的聚丙烯中的一种或多种。
[正极、负极和隔膜]
正极33包括例如正极集电体33A和正极活性物质层33B，并且负极34包括例如负极集电体34A和负极活性物质层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的构成例如分别与正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A和负极活性物质层22B的构成相似。隔膜35的构成例如与隔膜23的构成相似。
电解质层36包括电解液和聚合物化合物。电解液的构成例如与本技术上述电解液的构成相似。此处描述的电解质层36是所谓的凝胶电解质，并且电解液通过聚合物化合物保持。凝胶电解质实现高离子导电性(例如，在室温下1mS/cm以上)，并且防止电解液的液体泄漏。应当注意的是，电解质层36可进一步包括一种或多种其他材料，诸如，添加剂。
聚合物材料包含例如聚丙烯腈、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、聚苯乙烯和聚碳酸酯中的一种或多种。除此之外，聚合物材料可以是共聚物。共聚物是例如偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物。具体地，聚偏二氟乙烯优选作为均聚物，并且偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物优选作为共聚物。这种聚合物化合物是电化学稳定的。
在是凝胶电解质的电解质层36中，包含在电解液中的溶剂是指不仅包含液体材料而且包含具有分解电解质盐的能力的离子导电性的材料的宽泛概念。因此，在使用具有离子导电性的聚合物化合物的情况下，聚合物化合物也包含在溶剂中。
应当注意的是，可以按原样使用电解液替代凝胶电解质层36。在这种情况下，使用电解液浸渍螺旋卷绕电极体30。
[二次电池的操作]
例如，二次电池的操作如下。
当二次电池充电时，锂离子从正极33脱嵌，并且脱嵌的锂离子通过电解质层36嵌入负极34中。相反，当二次电池放电时，锂离子从负极34脱嵌，并且脱嵌的锂离子通过电解质层36嵌入正极33中。
[二次电池的制造方法]
例如，通过下列三个程序中的一个制造包括凝胶电解质层36的二次电池。
在第一程序中，通过与正极21和负极22的程序相似的制作程序制作正极33和负极34。更具体地，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而制作正极33，并且通过在负极集电体34A的两个表面上形成负极活性物质层34B而制作负极34。随后，例如，使电解液、聚合物化合物和有机溶剂混合以制备前体溶液。随后，正极33和负极34中的每一个涂覆有前体溶液，并且使所涂覆的前体溶液干燥以形成凝胶电解质层36。随后，正极引线31通过例如焊接法附接至正极集电体33A，并且负极引线32通过例如焊接法附接至负极集电体34A。随后，正极33和负极34与其间的隔膜35堆叠，并且此后，正极33、负极34和隔膜35螺旋卷绕以制作螺旋卷绕电极体30。此后，保护带37附接至螺旋卷绕体30的最外周上。随后，折叠外包装件40以插入螺旋卷绕电极体30，并且此后，外包装件40的外缘通过例如热熔融粘合法进行粘合以将螺旋卷绕电极体30围绕在外包装件40中。在这种情况下，粘合膜41被插入在正极引线31与外包装件40之间，并且粘合膜41被插入在负极引线32与外包装件40之间。
在第二程序中，正极引线31附接至正极33，并且负极引线32附接至负极34。随后，正极33和负极34利用介于其间的隔膜35堆叠并且螺旋卷绕以制作作为螺旋卷绕电极体30的前体的螺旋卷绕体。此后，将保护带37粘附到螺旋卷绕体的最外周。随后，折叠外包装件40以插入螺旋卷绕电极体30，并且此后，除了外包装件40的一侧的外缘通过例如热熔融粘合法进行粘合，并且螺旋卷绕体包含在由外包装件40形成的袋内部。随后，使电解液、为高分子化合物的原材料的单体、聚合引发剂以及基于必需的诸如聚合抑制剂的其他材料混合以准备用于电解质的组合物。随后，用于电离质的组合物被注入到由外包装件40形成的袋的内部。此后，由外包装件40形成的袋通过例如热熔融粘合法密封。随后，单体被热聚合以形成聚合物化合物。因此，电解液通过聚合物化合物进行保持以形成凝胶电解质层36。
在第三程序中，制作螺旋卷绕体，除了使用设置有聚合物化合物的隔膜35之外，然后以与上述第二程序相似的方式被包含在由外包装件40形成的袋内部。随后，制备电解液，然后注入到由外包装件40形成的袋内部。此后，由外包装件40形成的袋的开口通过例如热熔融粘合法密封。随后，所得物被加热同时重量被施加到外包装件40以使得隔膜35紧密地附接至正极33，其间具有聚合物化合物层，并且紧密地附接至负极34，其间具有聚合物化合物层。因此，每一个聚合物化合物层利用电解液浸渍，并且每一个聚合物化合物层被凝胶化。因此，形成电解质层36。
在第三程序中，比在第一程序中更多地抑制二次电池的溶胀。进一步地，在第三程序中，例如，与第二程序相比，非水溶剂和单体(聚合物化合物的原材料)在电解质层36中几乎不剩余。因此，聚合物化合物的形成过程被有利控制。因此，正极33、负极34和隔膜35中的每一个充分且紧密地附接至电解质层36。
[二次电池的作用和效果]
根据二次电池，电解质层36包含电解液，并且电解液具有的构成与本技术的上述电解液的构成相似。因此，出于与上述圆柱型二次电池相似的原因，可实现优越的电池特性。除上述之外的作用和效果与圆柱型二次电池的那些作用和效果相似。
<2-3.锂金属二次电池>
在此所描述的二次电池是其中通过锂金属的沉淀和溶解来获得负极22的容量的圆柱型二次电池(锂金属二次电池)。二次电池具有的构成与上述圆柱型锂离子二次电池的构成相似，并且除了负极活性物质层22B由锂金属制成之外，通过相似程序进行制造。
在二次电池中，锂金属用作负极活性物质，并且由此可实现高能量密度。在组装时，负极活性物质层22B可存在，或者在组装时，负极活性物质层22B可以不必须存在，并且可由充电期间沉淀的锂金属制成。进一步地，负极活性物质层22B可用作集电体，并且负极集电体22A可省略。
例如，二次电池的操作如下。当二次电池充电时，锂离子从正极21脱嵌，并且所脱嵌的锂离子通过电解液在负极集电体22A的表面上沉淀为锂金属。相反，当二次电池放电时，金属锂作为锂离子从负极活性物质层22B溶出，并且通过电解液嵌入在正极21中。
根据圆柱型锂金属二次电池，电解液具有的构成与本技术的上述电解液的构成相似。因此，出于与上述锂离子二次电池相似的原因，可实现优越的电池特性。除上述之外的作用和效果与锂离子二次电池的那些作用和效果相似。
应当注意的是，此处描述的锂金属二次电池并不局限于圆柱型二次电池，并且可以是层压膜型二次电池。即使在这种情况下，也可实现相似效果。
<3.二次电池的应用>
接下来，描述任何上述二次电池的应用例。
只要二次电池应用于例如能够使用二次电池作为驱动电源、用于电力累积的蓄电源或者任何其他源的机器、装置、仪器、设备和系统(例如，多个装置的集合体)，则二次电池的应用不受特别限制。用作电源的二次电池可以是主电源(优选使用的电源)或者可以是辅助电源(替代主电源使用的电源或者从主电源切换使用的电源)。在二次电池用作辅助电源的情况下，主电源的种类不限于二次电池。
二次电池的应用的实例包括电子装置(包括便携式电子装置)，诸如视频摄像机、数码静物照相机、移动电话、笔记本个人计算机、无线电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视机和便携式信息终端。它的又一实例包括：移动式生活器具，诸如，电动剃须刀；存储装置，诸如，备用电源和存储卡；电动工具，诸如，电钻和电锯；电池组，例如用作笔记本个人计算机的可附接和可拆卸电源；医用电子装置，诸如，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)；以及蓄电系统，诸如，用于例如紧急的电力的累积的家用电池系统。毫无疑问的是，二次电池可用于除了上述应用之外的应用。
特别地，二次电池有效地适用于例如电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具和电子装置。在这些应用中，需要优越的电池特性，并且使用本技术的二次电池使得能够有效地提高性能。应当注意的是，电池组是使用二次电池的电源，并且例如是所谓的组合电池。如上所述，电动车辆是使用二次电池作为驱动电源操作(运行)的车辆，并且可以是包括除了二次电池之外的驱动源的汽车(诸如，混合动力汽车)。蓄电系统是使用二次电池作为电力存储源的系统。例如，在家用蓄电系统中，电力累积在是电力存储源的二次电池中，这使得能够使用例如利用累积的电力的家用电器产品。电动工具是一种其中可移动部(诸如，钻)使用二次电池作为驱动电源而允许移动的工具。电子装置是使用二次电池作为驱动电源(电力供应源)执行各种功能的设备。
在下文中，将具体描述二次电池的一些应用例。应当注意的是，以下描述的各应用例的构成仅是实例，并且可根据情况改变。
<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成。图6示出了图5中示出的电池组的方框构成。应当注意的是，图5示出了分解状态的电池组。
此处描述的电池组是使用一个二次电池(所谓的软包)的简单的电池组，并且安装在例如由智能电话代表的电子装置中。例如，如图5所示，电池组包括是层压膜型二次电池的电源111、以及耦接至电源111的电路板116。正极引线112和负极引线113附接至电源111。
一对粘合带118和119粘合至电源111的两个侧表面。保护电路模块(PCM)形成在电路板116中。电路板116通过极耳(tab)114耦接至正极112，并且通过极耳115耦接至负极引线113。此外，电路板116耦接至设置有用于外部连接的连接器的引线117。应当注意的是，当电路板116耦接至电源111时，电路板116通过标签(label)120和绝缘片(insulatingsheet)121从上侧和下侧保护。标签120粘附以固定例如电路板116和绝缘片121。
此外例如，如图6所示，电池组包括电源111和电路板116。电路板116包括例如控制器121、开关部122、PTC 123和温度检测器124。电源111通过正极端子125和负极端子127可连接至外部，并且从而通过正极端子125和负极端子127充电和放电。温度检测器124允许利用温度检测端子(所谓的T端子)126检测温度。
控制器121控制整个电池组的运行(包括电源111的使用状态)，并且包括例如中央处理单元(CPU)和存储器。
例如，在电池电压达到过充电检测电压的情况下，控制器121因此使开关部122断开，使得充电电流不流入电源111的电流路径中。此外，例如，在大电流在充电期间流动的情况下，控制器121使开关部122断开，从而阻断充电电流。
此外，例如，在电池电压达到过放电检测电压的情况下，控制器121因此使开关部122断开，使得放电电流不流入电源111的电流路径中。此外，例如，在大电流在放电期间流动的情况下，控制器121使开关部122断开，从而阻断放电电流。
应当注意的是，二次电池的过充电检测电压例如是4.20V±0.05V，并且过放电检测电压例如是2.4V±0.1V。
开关部122根据来自控制器121的指令切换电源111的使用状态(电源111是否可连接至外部设备)。开关部122包括例如充电控制开关和放电控制开关。充电控制开关和放电控制开关各自是例如诸如使用金属氧化物半导体(MOSFET)的场效果晶体管的半导体开关。应当注意的是，基于开关部122的导通电阻检测充电电流和放电电流。
温度检测器124测量电源111的温度，并且将测量的结果输出至控制器121。温度检测器124包括例如温度检测元件，诸如，热敏电阻。应当注意的是，例如，在控制器121在异常发热时执行充电和放电控制的情况下和在控制器121在计算剩余容量时执行校正处理的情况下使用通过温度检测器124的测量的结果。
应当注意的是，电路板116可以不包括PTC 123。在这种情况下，PTC元件可独立地附接至电路板116。
<3-2.电池组(组装电池)>
图7示出了使用组装电池的电池组的方框构成。例如，电池组包括壳体60内的控制器61、电源62、开关部63、电流测量部64、温度检测器65、电压检测器66、开关控制器67、存储器68、温度检测元件69、电流检测电阻70、正极端子71和负极端子72。壳体60由例如塑料材料制成。
控制器61控制整个电池组的运行(包括电源62的使用状态)，并且包括例如CPU。电源62包括本技术的一个或多个二次电池。电源62是例如包括两个或更多个二次电池的组装电池。二次电池可以串联连接、并联连接或者串并联组合连接。例如，电源62包括其中两组串联连接的三个电池彼此并联连接的六个二次电池。
开关部63根据来自控制器61的指令切换电源62的使用状态(电源62是否可连接至外部设备)。开关部63包括例如充电控制开关、放电控制开关、充电二极管和放电二极管。充电控制开关和放电控制开关各自是例如使用金属氧化物半导体(MOSFET)的场效果晶体管的半导体开关。
电流测量部64使用电流检测电阻70测量电流，并且将测量的结果输出至控制器61。温度检测器65使用温度检测元件69测量温度，并且将测量的结果输出至控制器61。例如，在控制器61在异常发热时执行充电和放电控制的情况下以及控制器61在计算剩余容量时执行校正处理的情况下，使用温度测量的结果。电压检测器66测量电源62中的二次电池的电压，执行所测量的电压上的模数转换，并且将结果供应至控制器61。
开关控制器67根据从电流测量部64和电压检测器66输入的信号控制开关部63的运行。
例如，在电池电压达到过充电检测电压的情况下，开关控制器67因此使开关部63(充电控制开关)断开，使得充电电流不流入电源62的电流路径中。这使得能够通过电源62中的放电二极管仅执行放电。应当注意的是，例如，当大电流在充电期间流动时，开关控制器67阻断充电电流。
进一步地，例如，在电池电压达到过放电检测电压的情况下，开关控制器67因此使开关部63(放电控制开关)断开，使得充电电流不流入电源62的电流路径中。这使得能够通过电源62中的充电二极管仅执行充电。应当注意的是，例如，当大电流在放电期间流动时，开关控制器67阻断放电电流。
应当注意的是，二次电池的过充电检测电压是例如4.20V±0.05V，并且过放电检测电压是例如2.4V±0.1V。
存储器68是例如为非易失性存储器的EEPROM。存储器68保存例如通过控制器61计算的数值和在制造过程中测量的二次电池的信息(诸如，初始化状态下的内部电阻)。应当注意的是，在存储器68保持二次电池的满充电容量的情况下，允许控制器61掌握诸如剩余容量的信息。
温度检测元件69测量电源62的温度，并且将测量的结果输出至控制器61。温度检测元件69是例如热敏电阻。
正极端子71和负极端子72是耦接至例如使用电池组驱动的外部设备(诸如，笔记本个人计算机)或者用于电池组的充电的外部设备(诸如，电池充电器)的端子。电源62经由正极端子71和负极端子72进行充电和放电。
<3-3.电动车辆>
图8示出了为电动车辆的实例的混合动力汽车的方框构成。电动车辆包括例如由金属制成的壳体73内部的控制器74、发动机75、电源76、驱动电动机77、差速器78、发电机79、变速器80、离合器81、逆变器82和83、和各种传感器84。除了上述部件之外，电动车辆包括例如耦接至差动器78和变速器80的前驱动轴85和前轮86、和后驱动轴87、以及后轮88。
例如，电动车辆是利用发动机75和电动机77中的一个作为驱动源可运行的。发动机75是主电源并且是例如汽油发动机。例如，在发动机75用作电源的情况下，发动机75的驱动力(扭矩)经由为驱动部的差速器78、变速器80和离合器81传递至前轮86或者后轮88。应当注意的是，还可将发动机75的扭矩传递至发电机79。使用该扭矩，发电机79产生交流电力。经由逆变器83将生成的交流电转换成直流电，并且将转换的电力累积在电源76中。在为转换部的电动机77用作电源的情况下，从电源76供应的电力(直流电)经由逆变器82转换为交流电，并且利用交流电驱动电动机77。例如，通过电动机77转换电力获得的驱动力(扭矩)经由作为驱动部的差速器78、变速器80和离合器81被传递至前轮86或后轮88。
应当注意的是，当电动车辆的速度由制动机构降低时，减速时的阻力作为扭矩被传递至电动机77，且电动机77通过利用扭矩产生交流电。优选的是，该交流电经由逆变器82被转换为直流电，并且直流再生电被累积在电源76中。
控制器74控制整个电动车辆的运行，并且包括例如CPU。电源76包括本技术的一个或多个二次电池。电源76耦接至外部电源，并且电源76被允许通过从外部电源接收电力供应累积电力。使用各种传感器84例如用于控制发动机75的转数并且用于控制节气阀的开度水平(节气门开度水平)。各种传感器84包括例如速度传感器、加速度传感器和发动机频率传感器。
应当注意的是，尽管已经描述了电动车辆是混合动力汽车的情况，但是电动车辆可以是仅利用电源76和电动机77并且不使用发动机75运行的车辆(电动汽车)。
<3-4.蓄电系统>
图9示出了蓄电系统的方框构成。蓄电系统包括例如诸如普通住宅或者商业建筑的房屋89内部的控制器90、电源91、智能电表92和电力枢纽93。
在这个实例中，例如，电源91耦接至设置在房屋89内部的电气设备94并且允许耦接至停放在房屋89外部的电动车辆96。进一步地，例如，电源91经由电力枢纽93耦接至设置在房屋89中的私人发电机95，并且允许经由智能电表92和电力枢纽93耦接至外部集中电力系统97。
应当注意的是，电气设备94包括例如一个或多个家用电器产品。家用电器产品的实例包括电冰箱、空调、电视机和热水器。私人发电机95包括例如太阳能发电机、风力发电机和其他发电机中的一种或多种。电动车辆96包括例如电动汽车、电动摩托车、混合动力汽车和其他电动车辆中的一种或多种。集中电力系统97包括例如火力发电厂、原子能发电厂、水力发电厂、风力发电厂和其他发电厂中的一种或多种。
控制器90控制整个蓄电系统的运行(包括电源91的使用状态)，并且包括例如CPU。电源91包括本技术的一个或多个二次电池。例如，智能电表92是与网络兼容的电力仪表并且设置在需要电力的房屋89中，并且与电力供应商可通信。因此，例如，当智能电表92与外部通信时，智能电表92控制房屋89中的供应和需求之间的平衡，这允许有效且稳定的能源供应。
在蓄电系统中，例如，电力经由智能电表92和电力枢纽93从作为外部电源的集中电力系统97累积在电源91中，并且电力经由电力枢纽93从作为独立电源的私人发电机95累积在电源91中。累积在电源91中的电力根据来自控制器90的指令被供应至电气设备94和电动车辆96。这允许电气设备94是可操作的，并且允许电动车辆96是可充电的。换言之，蓄电系统是使得能够使用电源91在房屋89内累积和供应电力的系统。
允许可选地利用电源91中累积的电力。因此，例如，可以在当电价便宜时的夜晚将电力从集中电力系统97累积在电源91中，并且可以在当电价昂贵时的白天使用累积在电源91中的电力。
应当注意的是，可以为每个住户(每个家庭单元)提供上述蓄电系统，或者可以为多个住户(多个家庭单元)提供上述蓄电系统。
<3-5.电动工具>
图10示出了电动工具的方框构成。电动工具是例如电钻，并且包括由例如塑料材料制成的工具体98内部的控制器99和电源100。例如，是可移动部的钻孔部(drillsection)101以可操作的方式(可旋转的)附接至工具体98。
控制器99控制整个电动工具的运行(包括电源100的使用状态)，并且包括例如CPU。电源100包括本技术的一个或多个二次电池。控制器99允许根据操作开关的运行电力从电源100供应至钻孔部101。
实施例
以下将详细描述本技术的实施例。
(实验例1-1至1-22)
通过以下程序制作图3和图4中示出的层压膜型锂离子二次电池。
如下制作正极33。首先，使90质量份的正极活性物质(LiCoO2)、5质量份的正极粘合剂(聚偏二氟乙烯)和5质量份的正极导电剂(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)中以获得正极混合物浆料。随后，正极集电体33A(具有15μm的厚度的铝箔)的两个表面均匀地涂覆有正极混合物浆料，并且此后，使正极混合物浆料干燥以形成正极活性物质层33B。最后，利用辊压机对正极活性物质层33B进行压制成型，并且随后，其上形成有正极活性物质层33B的正极集电体33A切割成条形(48mm×300mm)。
如下制作负极34。首先，使90质量份的负极活性物质(人造石墨)和10质量份的负极粘合剂(聚偏二氟乙烯)混合以获得负极混合物。随后，负极混合物分散在有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中以获得负极混合物浆料。随后，负极集电体34A(具有15μm的厚度的铝箔)的两个表面均匀地涂覆有负极混合物浆料，并且此后，使负极混合物浆料干燥以形成负极活性物质层34B。最后，利用辊压机对负极活性物质层34B进行压制成型，并且随后，其上形成有负极活性物质层34B的负极集电体34A切割成条形(50mm×310mm)。
如下制备电解液。电解质盐(LiPF6)分散在溶剂中，并且硫酸化合物被添加到溶剂中。作为溶剂，使用碳酸亚乙酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合物。溶剂的组成(以重量比)是碳酸亚乙酯:碳酸二乙酯＝50:50。每一种电解质盐和硫酸化合物的种类和含量(mol/kg)是如表1(实验例1-1至1-15)所示。应当注意的是，为了对比，除了不使用硫酸化合物(实验例1-16至1-21)之外，电解液以相似程序制备。此外，为了对比，除了代替硫酸化合物使用硫酸化合物之外的化合物之外，电解液以相似程序制备(实验例1-22)。如表1中示出了其他化合物的种类和含量(mol/kg)。
如下组装二次电池。首先，由铝制成的正极引线25通过焊接附接至正极33的正极集电体33A，并且由铜制成的负极引线26通过焊接附接至负极34的负极集电体34A。随后，正极33和负极34与介于其间的隔膜35(具有25μm的厚度的多微孔聚乙烯膜)堆叠，并且正极33、负极34和隔膜35在纵向方向上螺旋卷绕以制作螺旋卷绕电极体30。此后，保护带37附接在螺旋卷绕电极体30的最外周上。随后，螺旋卷绕电极体30被夹在两个膜形的外包装件40之间，并且此后，外包装件40的三个侧上的外缘被热熔融粘合。因此，袋由外包装件40形成。在此使用的外包装件40均是其中以25μm厚的尼龙膜、40μm厚的铝箔和30μm厚的聚丙烯膜这种顺序从外面层压的防潮铝层压膜。最后，电解液被注入由外包装件40形成的袋内，并且隔膜35利用电解液浸渍。此后，在减压环境下使外包装件40的剩余一侧上的外缘热熔融粘合。因此，完成层压膜型二次电池。
表1中示出的结果通过检查作为二次电池的电池特性的循环特性、存储特性和负载特性获得。
如下检查循环特性。首先，在周围温度环境(23℃)下在二次电池上执行一个循环的充电和放电以使二次电池的电池状态稳定，并且此后，在高温环境(60℃)下在二次电池上进一步执行一个循环的充电和放电以测量放电容量。随后，二次电池重复充电和放电直到循环的总数量在相同环境(60℃)下达到100个循环以测量放电容量。从这些结果计算循环维持率(％)＝(第100个循环的放电容量/第2个循环的放电容量)×100。当二次电池充电时，以0.2C的电流执行充电直到电压达到4.35V，并且此后，以4.35V的电压进一步执行充电直到电流达到0.05C。当二次电池放电时，以0.2C的电流执行放电直到电压达到2.5V。应当注意的是，“0.2C”是指电池容量(理论容量)在5小时内完全放电的电流值，并且“0.05C”是指电池容量在20小时内完全放电的电流值。
如下检查存储特性。在周围环境(23℃)下，在具有通过与检查循环特性以测量放电容量的情况下相似的程序稳定的电池状态的二次电池上执行一个循环的充电和放电。随后，二次电池再次充电，并且保持充电状态的二次电池被存储在恒温浴(80℃)中10天，并且此后，二次电池在周围温度环境下放电以测量放电容量。从这些结果计算存储维持率(％)＝(存储后的放电容量/存储前的放电容量)×100。充电和放电条件与检查循环特性的情况时的条件相似。
如下检查负载特性。在周围环境(23℃)下，在具有通过与检查循环特性以测量放电容量的情况下相似的程序稳定的电池状态的二次电池上执行一个循环的充电和放电。随后，在低温环境(-10℃)下对二次电池进行反复充电和放电直到循环的总数量达到100个循环以测量放电容量。从这些结果计算负载维持率(％)＝(第100个循环的放电容量/第2个循环的放电容量)×100。充电和放电条件与检查循环特性的情况下的条件相似，除了放电期间的电流变为1C之外。应当注意的是，“1C”是指电池容量(理论容量)在1小时内完全放电的电流值。
[表1]
与电解液不包括硫酸化合物的情况(实验例1-16至1-21)相比，在电解液包括硫酸化合物的情况(实验例1-1至1-15)下，循环维持率、存储维持率和负载维持率均增加。
特别地，在电解液包括硫酸化合物，并且电解液中的硫酸化合物的含量从0.01mol/kg至0.5mol/kg(两者皆包含)的情况下，获得高循环维持率、高存储维持率和高负载维持率。
应当注意的是，与电解液不包括其他化合物(实验例1-16至1-21)的情况相比，在电解液包括其他化合物的情况(实验例1-22)下，循环维持率、存储维持率和负载维持率均减小。
(实验例2-1至2-5)
如表2所示，除了改变溶剂的组成之外，以相似程序制作二次电池并且检查二次电池的电池特性。在这种情况下，代替碳酸二乙酯(DEC)，使用碳酸亚丙酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸甲乙酯(EMC)。此外，使用三种溶剂的混合物，并且溶剂的组成的重量比是EC:PC:DEC＝50:50:50和EC:PC:EMC＝50:50:50。
[表2]
即使改变溶剂的组成，在电解液包括硫酸化合物的情况下，也获得高循环维持率、高存储维持率和高负载维持率。
(实验例3-1至3-15)
如表3所示，除了其他材料中的一种被添加到电解液之外，以相似程序制作二次电池并且检查二次电池的电池特性。
以下材料用作其他材料。作为不饱和环状碳酸酯，添加碳酸亚乙烯酯(VC)、碳酸乙烯亚乙酯(VEC)和碳酸亚甲基亚乙酯(MEC)。作为卤代碳酸酯，添加4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮(FEC)和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮(DFEC)。作为单磺酸酯，添加丙烷磺酸内酯(PS)和丙烯磺酸内酯(PRS)。作为二磺酸酯，添加由式(7-2)表示的化合物(OSAH)。作为酸酐，添加琥珀酸酐(SA)和丙烷二磺酸酐(PSAH)。作为二氰基化合物，添加琥珀腈(SN)。作为二异氰酸酯化合物，添加二异氰酸六亚甲基酯(HMI)。此外作为其他电解质盐，使用四氟硼酸锂(LiBF4)、由式(8-6)表示的化合物(LiBOB)以及双(氟磺酰亚胺)锂(LiFSI)。电解液中的其他材料的含量(重量％)如表3所示。
[表3]
即使电解液包括其他材料，在电解液包括硫酸化合物的情况下，也获得高循环维持率、高存储维持率和高负载维持率。特别地，与电解液不包括其他材料的情况相比，在电解液包括其他材料的情况下，获得基本上相等或者更高循环维持率和基本上相等或者更高负载维持率，并且获得相等或者更高存储维持率。
从表1至表3中的结果可以看出，在电解液包括硫酸化合物的情况下，循环特性、存储特性和负载特性均提高。因此，在二次电池中实现优越的电池特性。
尽管以上已经参考一些实施方式和实例描述了本技术，但是本技术不限于此，并且可以各种方式进行改进。
例如，已经参考其中电池结构是圆柱型或者层压膜型并且电池元件具有螺旋卷绕结构的实例进行了描述。然而，电池结构和电池元件结构不限于此。本技术的二次电池还类似地可适用于采用诸如具有正方型、纽扣型或者按钮型的其他电池结构的情况。此外，本技术的二次电池也可类似适用于电池元件具有其他结构(诸如，堆叠结构)的情况。
进一步地，本技术的二次电池用电解液的应用不限于二次电池。本技术的二次电池用电解液可应用于其他电化学装置。其他电化学装置的实例包括电容器。
应注意，本说明书中描述的效果是说明性的和非限制性的。本技术可具有本说明书中描述的那些效果之外的效果。
应当注意的是，本技术可具有以下构成。
(1)
一种二次电池，包括：
正极；
负极；以及
包括由以下式(1)表示的硫酸化合物的电解液，
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-…(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种，M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种，a是0至4的整数，b是0至5的整数，c是1至4的整数，m是1至3的整数，并且n是1或2的整数，其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
(2)
根据(1)的二次电池，其中，X是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素中的一种。
(3)
根据(1)或(2)的二次电池，其中，X是锂。
(4)
根据(1)至(3)中任一项的二次电池，其中，M是硼、磷(P)和铝(Al)中的一种。
(5)
根据(1)至(4)中任一项的二次电池，其中，一价氟化烃基是其中以下的一种中的一个或多个氢基被氟基取代的基团：烷基，烯基，炔基，环烷基，芳基，以及其中烷基、烯基、炔基、环烷基和芳基中的两种或更多种结合的一价基团。
(6)
根据(1)至(5)中任一项的二次电池，其中
Rf是其中烷基中的一个或多个氢基由氟基取代的基团，并且
基团中的碳的数量是从1至10(两者皆包含)。
(7)
根据(1)至(6)中任一项的二次电池，其中，电解液中的硫酸化合物的含量是从0.01mol/kg至0.5mol/kg(两者皆包含)。
(8)
根据(1)至(7)中任一项的二次电池，其中，二次电池是锂离子二次电池。
(9)
一种二次电池用电解液，包括：
由以下式(1)表示的硫酸化合物，
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-…(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种，M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种，a是0至4的整数，b是0至5的整数，c是1至4的整数，m是1至3的整数，并且n是1或2的整数，其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
(10)
一种电池组，包括：
根据(1)至(8)中任一项的二次电池；
控制器，控制二次电池的运行；以及
开关部，根据来自控制器的指令切换二次电池的运行。
(11)
一种电动车辆，包括：
根据(1)至(8)中任一项的二次电池；
转换器，将由二次电池供应的电力转换为驱动力；
驱动部，根据驱动力驱动；以及
控制器，控制二次电池的运行。
(12)
一种蓄电系统，包括：
根据(1)至(8)中任一项的二次电池；
一个或多个电气设备，由二次电池供应电力；以及
控制器，控制由二次电池向电气设备供应电力。
(13)
一种电动工具，包括：
根据(1)至(8)中任一项的二次电池；以及
可移动部，由二次电池供应电力。
(14)
一种电子装置，包括作为电力供应源的根据(1)至(8)中任一项的二次电池。
本申请基于并要求于2014年12月16日向日本特许厅提交的日本专利申请第2014-253926号的优先权，其全部内容通过引证结合于此。
本领域技术人员应当理解的是，只要在所附权利要求或者其等同物的范围内，根据设计需要和其他因素可做出各种修改、组合、子组合以及更改。

Claims (14)

1.一种二次电池，包括：
正极；
负极；以及
包含由以下式(1)表示的硫酸化合物的电解液。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-…(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数。其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述X是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素中的一种。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述X是锂。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述M是硼、磷(P)和铝(Al)中的任一种。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述一价氟化烃基是以下一种中的一个或多个氢基被氟基取代的基团：烷基，烯基，炔基，环烷基，芳基，以及结合了所述烷基、所述烯基、所述炔基、所述环烷基和所述芳基中的两种或更多种的一价基团。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中
所述Rf是烷基中的一个或多个氢基被氟基取代的基团，并且
所述基团中的碳的数目是从1至10。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，所述电解液中的所述硫酸化合物的含量是从0.01mol/kg至0.5mol/kg。
8.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。
9.一种二次电池用电解液，包含：
由以下式(1)表示的硫酸化合物。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-...(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数。其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
10.一种电池组，包括：
二次电池；
控制器，所述控制器控制所述二次电池的运行；以及
开关部，所述开关部根据来自所述控制器的指令切换所述二次电池的运行，
所述二次电池包括
正极，
负极，以及
包含由以下式(1)表示的硫酸化合物的电解液。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-...(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数。其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
11.一种电动车辆，包括：
二次电池；
转换器，所述转换器将由所述二次电池供应的电力转换为驱动力；
驱动部，所述驱动部根据所述驱动力驱动；以及
控制器，所述控制器控制所述二次电池的运行，
所述二次电池包括
正极，
负极，以及
包含由以下式(1)表示的硫酸化合物的电解液。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-...(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数。其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
12.一种蓄电系统，包括：
二次电池；
一个或多个电气设备，所述一个或多个电气设备由所述二次电池供应电力；以及
控制器，所述控制器控制由所述二次电池向所述电气设备供应电力，
所述二次电池包括
正极，
负极，以及
包含由以下式(1)表示的硫酸化合物的电解液。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-...(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数。其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
13.一种电动工具，包括：
二次电池；以及
可移动部，所述可移动部由所述二次电池供应电力，
所述二次电池包括
正极，
负极，以及
包含由以下式(1)表示的硫酸化合物的电解液。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-...(1)
(Xn+是金属离子和鎓离子中的一种。M是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素和第15族元素中的任一种。Rf是氟基(-F)和一价氟化烃基中的一种。a是0至4的整数。b是0至5的整数。c是1至4的整数。m是1至3的整数。并且n是1或2的整数。其中，在满足X＝锂(Li)，M＝硼(B)，a＝2，b＝0并且c＝1的情况下，Rf中的一个或多个是一价氟化烃基。)
14.一种包括二次电池作为电力供应源的电子装置，所述二次电池包括
正极，
负极，以及
包含由以下式(1)表示的硫酸化合物的电解液。
Xn+[M(Rf)a(CN)b(SO4)c]m-...(1)
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