CN107210491B - 二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备 - Google Patents

二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备 Download PDF

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Abstract

在这种二次电池中，在膜形外部构件内提供正极、负极和含有氰基化合物的电解液。

Description

二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子 设备
技术领域
本发明涉及包括正极、负极和电解液的二次电池，以及电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备，它们的每一种使用都二次电池。
背景技术
诸如移动电话和个人数字助理(PDA)的多种电子设备已经被广泛使用，并且已经要求进一步降低电子设备的大小和重量以及实现它们较长的寿命。因此，具有实现高能量密度能力的电池，特别是小的和轻重量的二次电池，已经被开发作为用于电子设备的电源。
二次电池的应用不限制于如上的电子设备，并且已经还考虑将二次电池应用于多种其它应用中。这样的其它应用的实例包括：可连接和可拆卸地安装在例如电子设备上的电池组；电动车辆诸如电动汽车；电力储存系统诸如家用电力服务器；和电动工具诸如电钻。
为了获得电池容量，已经提出了使用多种充电和放电原理的二次电池。特别地，已经注意到利用电极反应物的嵌入和脱除的二次电池，和利用电极反应物的沉淀和溶解的二次电池，其使得可以实现比诸如铅酸电池和镍镉电池的其它电池更高的能量密度。
二次电池包括正极、负极和电解液。电解液包括电解质盐和任何其它材料。电解液的组成对电池特性产生大的影响。因此，关于电解液的组成已经进行了多方面研究。
更具体地，为了长时间稳定地保持容量，将氰基硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参见专利文献1)。为了抑制电池性能随着时间衰退，将硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参照专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开2014-005261号公报
专利文献2：特开2014-022291号公报
发明内容
与如上描述的电子设备和其它设备的更高性能和更多重功能性相关联，更频繁地使用电子设备和其它设备，并且它们的使用环境得到扩展。出于这个原因，对于在二次电池的电池特性方面的改进仍存在空间。
因此希望提供二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备，它们每一个都使得可能实现优异的电池特性。
根据本技术的实施方案的二次电池包括：正极；负极；和包括氰基化合物的电解液，氰基化合物由下式(1)表示，正极、负极和电解液被提供在膜状外封装构件内，
[化1]
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团(-H)、氟基团(-F)、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，和g1和m1的每一个是1至3的整数。
根据本技术的各个实施方案的电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备各自包括二次电池，和二次电池具有与上述根据本技术的实施方案的二次电池的构造类似的构造。
根据本技术的技术方案的二次电池，电解液被提供在膜状外封装构件内，并包括上述氰基化合物，这使得可以实现优异的电池特性。另外，在本技术的各个实施方案的电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备的每一种中，可实现类似的效果。
应注意，本文中描述的效果是非限制性的。通过本技术实现的效果可以是在本技术中描述的效果中的一种或多种。
附图说明
[图1]本技术的实施方案的二次电池(层合膜类型)的构造的透视图。
[图2]在图1中示出的螺旋卷绕电极体的沿着线II-II截取的截面图。
[图3]二次电池的一个应用实例(电池组：单体电池)的构造的透视图。
[图4]示出了在图3中所示的电池组的构造的框图。
[图5]示出了二次电池的一个应用实例(电池组：组装电池)的构造的框图。
[图6]示出了二次电池的一个应用实例(电动车辆)的构造的框图。
[图7]示出了二次电池的一个应用实例(电力储存系统)的构造的框图。
[图8]示出了二次电池的一个应用实例(电动工具)的构造的框图。
[图9]对比例的二次电池(圆筒型)的构造的截面图。
[图10]在图9中所示的螺旋卷绕电极体的部分的截面图。
实施本发明的模式
在下文中，参照附图详细描述本技术的一些实施方案。应该理解，以如下顺序给出说明。
1.二次电池
1-1.锂离子二次电池(层合膜类型)
1-2.锂金属二次电池(层合膜类型)
2.二次电池的应用
2-1.电池组(单体电池)
2-2.电池组(组装电池)
2-3.电动车辆
2-4.电力储存系统
2-5.电动工具
<1.二次电池>
首先，描述了根据本技术的实施方案的二次电池。
<1-1.锂离子二次电池(层合膜类型)>
图1示出了二次电池的透视构造，和图2示出了沿着在图1中所示的螺旋卷绕电极体30的线II-II截取的截面构造。应注意，图1示出了其中螺旋卷绕电极体30和外封装构件40彼此分开的状态。
本文中描述的二次电池，例如是锂离子二次电池，在该锂离子二次电池中，通过作为电极反应物的锂的嵌入和脱除获得负极34的容量。
[二次电池的整体构造]
在二次电池中，例如，将作为电池元件的螺旋卷绕电极体30容纳在膜状外封装构件40内，如在图1中所示的。使用膜状外封装构件40的电池结构是所谓的层合膜类型的电池结构。在螺旋卷绕电极体30中，例如将正极33和负极34与在其间的隔膜35和电解质层36一起堆叠，和然后将正极33、负极34、隔膜35和电解质层36螺旋卷绕。电解质层36含有电解液。将正极引线31连接于正极33，和将负极引线32连接于负极34。螺旋卷绕电极体30的最外周边由保护带37的保护。
将正极引线31例如从外封装构件40的内部引出到外部。将负极引线32例如以与正极引线31的方向相同的方向从外封装构件40的内部引出到外部。正极引线31例如包括一种或多种导电材料诸如铝(Al)。负极引线32例如包括一种或多种诸如铜(Cu)、镍(Ni)和不锈钢的导电材料。这些导电材料例如具有一种或多种诸如薄板型和网格型的类型。
外封装构件40例如是在图1中示出了的箭头R的方向可折叠的一个膜，且外封装构件40在其部分中具有用于包含螺旋卷绕电极体30的凹陷。外封装构件40例如是其中将融合接合层、金属层和表面保护层以此顺序层合的层合膜。在制造二次电池的方法中，将外封装构件40折叠，使得融合接合层的部分与在其间的螺旋卷绕电极体30彼此面对，和之后将融合接合层的部分的外边缘进行融合接合。可选地，外封装构件40可以是由两个例如通过粘合剂彼此接合的层合膜构造的膜。融合接合层的实例包括由聚乙烯、聚丙烯和其它材料中的一种或多种制备的膜。金属层例如包括铝箔和其它金属材料中的一种或多种。表面保护层例如是由尼龙、聚对苯二甲酸乙二醇酯和其它材料中的一种或多种制备的膜。
特别地，外封装构件40优选是其中将聚乙烯膜、铝箔和尼龙膜以此顺序层合的铝层合膜。然而，外封装构件40可以是具有任何其它层合结构的层合膜、诸如聚丙烯的聚合物膜或金属膜。
例如，将用于防止外部空气侵入的粘合剂膜41插在外封装构件40和正极引线31之间。另外，例如将上述粘合剂膜41插在外封装构件40和负极引线32之间。粘合剂膜41包括关于正极引线31和负极引线32二者都具有粘合性的材料。具有粘合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、改性聚乙烯和改性聚丙烯中的一种或多种。
[正极]
正极33例如包括正极集电体33A和在正极集电体33A的两个表面上提供的正极活性材料层33B，如在图2中示出的。可选地，可在正极集电体33A的单独表面上提供正极活性材料层33B。
正极集电体33A例如包括一种或多种导电材料。导电材料的种类没有特别限制，但例如是诸如铝(Al)、镍(Ni)和不锈钢的金属材料。正极集电体21A可以由单层构造或者可以由多层构造。
正极活性材料层33B含有作为正极活性材料的具有嵌锂和脱锂能力的一种或多种正极材料。应该理解，正极活性材料层33B可进一步含有一种或多种诸如正极粘结剂和正极导体的其它材料。
正极材料优选是含锂化合物。更具体地，正极材料优选是含锂复合氧化物和含锂磷酸盐化合物中的一种或多种，其使得可以实现高的能量密度。
含锂复合氧化物是如下氧化物，其含有锂和一种或多种除锂以外的元素(下文中称为“其它元素”)作为组成元素，并例如具有一种诸如层状岩盐晶体结构和尖晶石晶体结构的晶体结构。含锂磷酸盐化合物是如下磷酸盐化合物，其含有锂和一种或多种其它元素作为组成元素，并例如具有诸如橄榄石结晶结构的结晶结构。
其它元素的种类没有特别限制，只要其它元素是任何元素种一种或多种。特别地，其它元素优选是属于在长周期型元素周期表中第2至5族的元素中的一种或多种。更具体地，其它元素更优选是镍(Ni)、钴(Co)、锰(Mn)和铁(Fe)中的一种或多种，其使得可以实现高的电压。
具有层状岩盐晶体结构的含锂复合氧化物的实例包括由下式(21)、(22)和(23)表示的化合物。
LiaMn(1-b-c)NibM11cO(2-d)Fe···(21)
其中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，应该理解，锂的组成根据充电和放电状态变化，和“a”是在完全放电状态的值。
LiaNi(1-b)M12bO(2-c)Fd···(22)
其中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，应该理解，锂的组成根据充电和放电状态变化，和“a”是在完全放电状态的值。
LiaCo(1-b)M13bO(2-c)Fd···(23)
其中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，应该理解，锂的组成根据充电和放电状态变化，和“a”是在完全放电状态的值。
具有层状岩盐晶体结构的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。
应该理解，在其中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，镍的原子比例优选为50原子％或更高，其使得可以实现高的能量密度。
具有尖晶石晶体结构的含锂复合氧化物的实例包括由下式(24)表示的化合物。
LiaMn(1-b)M14bOcFd···(24)
其中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，应该理解，锂的组成根据充电和放电状态变化，和“a”是在完全放电状态的值。
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下式(25)表示的化合物。
LiaM15PO4···(25)
其中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，应该理解，锂的组成根据充电和放电状态变化，和“a”是在完全放电状态的值。
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。
应该理解，含锂复合氧化物可以例如是由下式(26)表示的化合物。
(Li2MnO3)x(LiMnO2)1-x···(26)
其中“x”满足0≤x≤1，应该理解，锂的组成根据充电和放电状态变化，和“x”是在完全放电状态的值。
另外，正极材料可以例如是氧化物、二硫化物、硫族元素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。硫族元素化物的实例包括硒化铌。导电聚合物的实例包括硫、聚苯胺和聚噻吩。应该理解，正极材料可以是除了如上提及的材料外的任何材料。
正极粘结剂含有例如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-丁二烯基橡胶、氟基橡胶和乙烯丙烯二烯橡胶。聚合物材料的实例包括聚偏二氟乙烯和聚酰亚胺。
正极导体含有例如碳材料中的一种或多种。碳材料的实例包括石墨、炭黑、乙炔黑和Ketjen黑。可选地，正极导体可以是诸如金属材料和导电聚合物的任何其它材料，只要正极导体是具有导电性的材料。
[负极]
负极34包括例如负极集电体34A和在负极集电体34A的两个表面上提供的负极活性材料层34B，如在图2中示出的。可选地，可在负极集电体34A的单独表面上提供负极活性材料层34B。
负极集电体34A例如包括一种或多种导电材料。导电材料的种类没有特别限制，但例如是诸如铜(Cu)、铝(Al)、镍(Ni)和不锈钢的金属材料。负极集电体34A可以由单层构造或者可由多层构造。
负极集电体34A的表面优选被粗糙化。这使得可以通过所谓的锚定效应改进负极活性材料层34B关于负极集电体34A的粘合性。在这种情况下，仅必须至少在面对负极活性材料层34B的区域中粗糙化负极集电体34A的表面。粗糙化方法的实例包括利用电解处理形成细粒子的方法。通过电解处理，在电解浴中通过电解法在负极集电体34A的表面上形成细粒子以使得负极集电体34A的表面粗糙。通过电解法制造的铜箔通常被称为“电解铜箔”。
负极活性材料层34B含有作为负极活性材料的具有嵌锂和脱锂能力的一种或多种负极材料。应该理解，负极活性材料层34B可进一步含有诸如负极粘结剂和负极导体的一种或多种其它材料。
为了防止锂金属在充电中间非故意地沉淀在负极34上，负极材料的可充电容量优选大于正极33的放电容量。换句话说，具有嵌锂和脱锂能力的负极材料的电化学当量优选大于正极33的电化学当量。
负极材料例如是碳材料的一种或多种。在嵌锂和脱锂过程中，碳材料导致在其晶体结构方面极小的变化，其稳定地实现了高的能量密度。另外，碳材料还用作负极导体，其改进了负极活性材料层34B的导电性。
碳材料的实例包括可石墨化碳、非可石墨化碳和石墨。在非可石墨化碳中的(002)面的间隔优选为0.37nm或更大，和在石墨中的(002)面的间隔优选为0.34nm或更小。碳材料的更具体实例包括热解碳、焦炭、玻璃态碳纤维，有机聚合物化合物烧结体，活性炭和炭黑。焦炭的实例包括沥青焦、针状焦和石油焦。有机聚合物化合物烧结体是在适当温度下烧结的(碳化的)聚合物化合物。聚合物化合物的实例包括酚树脂和呋喃树脂。除了如上提及的材料外，碳材料可以是低结晶碳，其经历在约1000℃或更低的温度下的热处理，或者可以是无定形碳。应该理解，碳材料的形状可以是纤维型、球形、颗粒型和鳞片状型中的一种或多种。
此外，负极材料例如是含有金属元素和准金属元素中的一种或多种作为组成元素的材料(基于金属的材料)。这使得可以实现高的能量密度。
基于金属的材料可以是单质、合金或化合物中的任一种，可以是其两种或更多种，或者可以至少部分地具有其一个或多个相。应该理解，“合金”除了由两种或更多种金属元素构造的材料外，还包括含有一种或多种金属元素和一种或多种准金属元素的材料。另外，“合金”可含有一种或多种非金属元素。基于金属的材料的结构的实例包括固溶体、共晶(低共熔混合物)、金属间化合物和其中它们的两种或更多种共存的结构。
如上提及的金属元素和准金属元素例如是能够与锂形成合金的金属元素和准金属元素中的一种或多种。其具体实例括镁(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，硅、锡或二者是优选的。硅和锡具有优异的嵌锂和脱锂能力，并因此实现了显著高的能量密度。
含有硅、锡或二者作为组成元素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，可以是它们的两种或更多种，或者可以是至少部分具有它们的一个或多个相的材料。本文中的单质仅指一般意义上的单质(其中可含有少量的杂质)，并且不必然指具有100％纯度的单质。
硅的合金例如含有一种或多种诸如锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬的元素作为除硅外的组成元素。硅的化合物例如含有一种或多种诸如碳和氧的元素作为除硅外的组成元素。应该理解，硅的化合物可例如含有一种或多种关于硅的合金描述的元素作为除硅外的组成元素。
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。应该理解，在SiOv中的“v”可以例如在0.2<v<1.4的范围内。
锡的合金例如含有一种或多种诸如硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬的元素作为除锡外的组成元素。锡的化合物例如含有一种或多种诸如碳和氧的元素作为除锡外的组成元素。应该理解，锡的化合物可例如含有一种或多种关于锡的合金描述的元素作为除锡外的组成元素。
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，含有锡作为组成元素的材料优选例如是与作为第一组成元素的锡一起含有第二组成元素和第三组成元素的材料(含Sn材料)。第二组成元素例如包括一种或多种诸如钴、铁、镁、钛、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镓、锆、铌、钼、银、铟、铈(Ce)、铪(Hf)、钽、钨、铋和硅的元素。第三组成元素例如包括一种或多种诸如硼、碳、铝和磷(P)的元素。含有第二组成元素和第三组成元素的含Sn材料使得可以例如实现高的电池容量和优异的循环特性。
特别地，含Sn材料优选是含有锡、钴和碳作为组成元素的材料(含SnCoC材料)。在含SnCoC材料中，例如，碳含量是包括两个端值的9.9质量％至29.7质量％，和锡和钴的含量的比例(Co/(Sn+Co))是包括两个端值的20质量％至70质量％。这使得可以实现高的能量密度。
含SnCoC材料优选具有含有锡、钴和碳的相。这样的相优选是低结晶性的或无定形的。该相是能够与锂反应的相。因此，反应相的存在导致实现优异的特性。在其中将CuKα射线用作具体X射线和嵌入速率为1°/min的情况下，通过该反应相的X射线衍射获得的衍射峰的半宽度(衍射角2θ)优选为1°或更大。这使得可以更平滑地嵌锂和脱锂，并且可以降低与电解液的反应性。应该理解，在一些情况下，含SnCoC材料，除了低结晶相或无定形相外，可还包括含有各个组成元素的单质或其部分的相。
在与锂进行电化学反应之前和之后的X射线衍射图之间的比较使得可以容易地确定由X射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与锂进行反应的反应相。例如，如果在与锂进行电化学反应之后的衍射峰的位置从在与锂进行电化学反应之前的衍射峰的位置发生改变，则所获得的衍射峰对应于能够与锂进行反应的反应相。在这种情况下，例如，在包括两个端值的20°至50°的2θ范围内看见低结晶反应相或无定形反应相的衍射峰。这样的反应相例如包括如上提及的各个组成元素，并且认为，这样的反应相主要由于碳的存在而已经变成是低结晶的或无定形的。
在含SnCoC材料中，作为它的组成元素的碳的部分或全部优选结合于作为它的其它组成元素的金属元素和准金属元素中的一种上。结合部分或全部碳抑制了例如锡的凝聚或结晶。可以例如通过X射线光电子能谱(XPS)证实元素的结合状态。在可商购的设备中，例如将Al-Kα射线或Mg-Kα射线用作软X射线。在其中碳的部分或全部结合到金属元素和准金属元素中的一种上的情况下，碳的1s轨道(C1s)的合成波的峰出现在低于284.5eV的区域中。应该理解，形成能量刻度使得在84.0eV下获得金原子的4f轨道(Au4f)的峰。在这种情况下，通常，在材料表面上存在表面污染碳。因此，表面污染碳的C1s的峰被认为处在284.8eV处，并且该峰被用作能量标准。在XPS测量中，作为如下形式获得C1s的峰的波形，形式包括表面污染碳的峰和在含SnCoC材料中的碳的峰。两个峰因此例如通过使用可商购软件的分析而彼此分开。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材料不限于仅含有锡、钴和碳作为组成元素的材料(SnCoC)。含SnCoC材料可进一步含有例如硅、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材料外，含有锡、钴、铁和碳作为组成元素的材料(含SnCoFeC材料)也是优选的。含SnCoFeC材料的任何组成是被采用的。例如，在其中铁的含量被设定为较小时，碳含量是包括两个端值的9.9质量％至29.7质量％，铁的含量是包括两个端值的0.3质量％至5.9质量％，和锡和钴的含量的比例(Co/(Sn+Co))是包括两个端值的30质量％至70质量％。可选地，在其中铁的含量被设定为较大时，碳含量是包括两个端值的11.9质量％至29.7质量％，锡、钴和铁的含量的比例((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))是包括两个端值的26.4质量％至48.5质量％，和钴和铁的含量的比例(Co/(Co+Fe))是包括两个端值的9.9质量％至79.5质量％。这样的组成范围允许实现高的能量密度。应该理解，含SnCoFeC材料的物理特性(例如半峰宽)类似于上述含SnCoC材料的物理特性。
除了如上提及的材料外，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，负极材料优选既含有碳材料又含有基于金属的材料，原因如下。
基于金属的材料，特别是含有硅和锡中的一种或两种作为组成元素的材料，具有的担心是，这样的材料在充电和放电过程中容易和剧烈地膨胀或收缩，而这样的材料具有的优点是高的理论容量。相反，碳材料具有的优点是碳材料在充电和放电过程中较不倾向于膨胀或收缩，而碳材料具有的担心是低的理论容量。因此，既使用碳材料又使用基于金属的材料使得可以在充电和放电过程中抑制膨胀和收缩，同时实现高的理论容量(换句话说，高的电池容量)。
负极活性材料层34B是通过涂覆方法、气相方法、液相方法、喷射方法和烧结方法(烧结法)中的一种或多种形成的。涂覆方法例如是如下方法，在该方法中，在例如将颗粒(粉末)负极活性材料与负极粘结剂混合后，将该混合物例如分散在有机溶剂中，并将得到的产物施加到负极集电体34A上。气相方法的实例包括物理沉积法和化学沉积法。更具体地，其实例包括真空蒸发法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法，热化学蒸汽沉积法，化学气相沉积(CVD)法，和等离子体化学气相沉积法。液相法的实例包括电解镀膜法和无电镀膜法。喷射法是如下方法，在该方法中将处于熔合状态或半熔合状态的负极活性材料喷射到负极集电体34A上。烧结方法例如是如下方法，在该方法中，在例如将混合物分散到有机溶剂中后，将其通过涂覆方法施加到负极集电体22A上，所得产物经历在高于例如负极粘结剂的熔点的温度下的热处理。作为烧结方法，例如使用一种或多种诸如气氛烧结方法、反应性烧结方法和热压烧结方法的烧结方法。
在二次电池中，如上的，为了防止锂在充电中间非故意地沉淀在负极34上，具有嵌锂和脱锂能力的负极材料的电化学当量大于正极的电化学当量。另外，在其中在完全充电状态的开路电压(即电池电压)是4.25V或更高的情况下，每单位质量的脱锂量大于在其中开路电压是4.20V的情况下的量，即使使用相同的正极活性材料。因此，根据其调整正极活性材料和负极活性材料的量。结果，实现了高的能量密度。
[隔膜]
例如，在正极33和负极34之间提供隔膜35，如在图2中示出的。隔膜35将正极33与负极34分开，并使锂离子穿过其，同时防止由正极33和负极34之间的接触导致的电流短路。
隔膜35例如是一种或多种诸如合成树脂和陶瓷的多孔膜的多孔膜。隔膜35可以是其中将两个或更多个多孔膜层合的层合膜。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35可例如包括上述多孔膜(基础层)和在基础层的单个表面或两个表面上提供的聚合物化合物层。这使得可以改进隔膜35关于正极33和负极34的每一个的粘合性，从而抑制螺旋卷绕电极体30的变形。这使得可以抑制电解液的分解反应和抑制基础层被其浸渍的电解液的液体渗漏。因此，即使重复充电和放电，电阻也较不倾向于增加，并且电池膨胀被抑制。
聚合物层例如含有诸如聚偏二氟乙烯的聚合物材料，其具有高的物理强度并且是电化学稳定的。聚合物材料可以是除聚偏二氟乙烯外的任何材料。为了形成聚合物化合物层，例如用通过在例如有机溶剂中溶解聚合物材料制备的溶液涂覆基础层，和之后干燥基础层。可选地，可以将基础层浸没在溶液中，和之后可以将基础层干燥。
[电解质层]
电解质层36包括电解液和聚合物化合物。本文中描述的电解质层36是所谓的凝胶电解质，和电解液被聚合物化合物保持。凝胶电解质实现了高的离子导电性(例如，在室温下1m/S或更高)，并防止了电解液的液体渗漏。应该理解，电解质层36可进一步包括一种或多种诸如添加剂的其它材料。
聚合物材料例如含有聚丙烯腈、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。除此以外，聚合物材料可以是共聚物。共聚物例如是偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。特别地，聚偏二氟乙烯优选作为均聚物，和偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物优选作为共聚物。这样的聚合物化合物是电化学稳定的。
电解液包括一种或多种氰基化合物，氰基化合物由下式(1)表示。氰基化合物还可以例如用作在电解液中待随后描述的电解质盐的部分。
[化2]
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团(-H)、氟基团(-F)、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，和g1和m1的每一个是1至3的整数。
氰基化合物包括阳离子(X1n1+)和阴离子，并且在阴离子中，氰基基团(-CN)结合于中心元素(M1)。如可从b1可能取的值的范围(b1＝1至4的整数)可见的，氰基化合物包括一个或多个氰基基团。
在层合膜类型二次电池中，正极33、负极34和电解质层36被包含在膜状外封装构件40内。在这种情况下，电解液包括氰基化合物，其改进了电解液的化学稳定性，从而抑制了在充电和放电过程中电解液的分解反应。因此，甚至在其膨胀是可容易看到的层合膜类型二次电池中，二次电池对膨胀也是耐受的。另外，即使重复充电和放电，放电容量也较不倾向于降低。这些优点在例如高温环境和低温环境的恶劣环境中是明确显著的。
阳离子(X1n1+)的种类没有特别限制，只要阳离子是金属离子和鎓离子中的一种。在其中阳离子的数目(g1的值)是2或更大的情况下，两个或更多个阳离子可以是相同种类的离子或不同种类的离子。不言而喻的是，两个或更多个X1n1+的一些可以是相同种类的离子。
金属离子的种类没有特别限制，只要金属离子是金属元素的任何离子。特别地，金属元素优选是在长周期型元素周期表中第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，它们易于使得氰基化合物可获得(可生产)并充分改进了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)。
鎓离子的种类没有特别限制，只要鎓离子是通过质子化获得的任何阳离子。鎓离子的实例包括铵离子(NH4 +)、鏻离子(PH4 +)、氧鎓离子(H3O+)、锍离子(H3S+)、氟鎓离子(H2F+)和氯鎓离子(H2Cl+)。
特别地，X1优选是锂，其使得可以实现更高的效果。
中心原子(M)的种类没有特别限制，只要M是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种。
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，中心原子优选是一种诸如硼、磷和铝的元素，其易于使得氰基化合物可获得(可制造)并充分改进了电解液的化学稳定性。
含氟基团(-Rf)的种类没有特别限制，只要含氟基团是氟基团和一价氟化烃基团中的一种。在其中含氟基团的数目(c1的值)是2或更大的情况下，两个或更多个含氟基团可以是相同种类的基团或不同种类的基团。不言而喻的是，两个或更多个含氟基团的一些可以是相同种类的基团。如可从c1可能取的值的范围(c1＝0至3的整数)可见的，氰基化合物可包括含氟基团或者可不包括含氟基团。
一价氟化烃基团是其中在一价烃基团中的一个或多个氢基团(-H)被氟基团(-F)取代的基团。一价烃基团是由碳(C)和氢(H)构成的一价基团的一般名称。
应该理解，一价烃基团可具有直链结构或带有一个或多个侧链的支链结构。另外，一价烃基团可以是包括碳-碳多重键的不饱和烃基团或不包括碳-碳多重键的饱和烃基团。碳-碳多重键的实例包括碳-碳双键(>C＝C<)和碳-碳三键(-C≡C-)。
一价烃基团的实例包括烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团、芳基基团和其中将烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团和芳基基团中的两个或多个结合的一价基团(下文中称为“一价结合基团”)。一价结合基团的实例包括其中将烷基基团与烯基基团结合的基团、其中将烷基基团与炔基基团结合的基团和其中将烯基基团与炔基基团结合的基团。另外，一价结合基团的实例包括其中将环烷基基团与烷基基团、烯基基团和炔基基团中的一种结合的基团，和其中将芳基基团与烷基基团、烯基基团和炔基基团中的一种结合的基团。
应该理解，在一价烃基团中的碳的数目没有特别限制。在烷基基团中的碳的数目例如是1至10。在烯基基团中的碳的数目和在炔基基团中的碳的数目各自例如是2至10。在环烷基基团中的碳的数目和在芳基基团中的碳的数目各自例如是6至18。这使得可能充分地改进电解液的化学稳定性，同时确保氰基化合物的溶解性、相容性和其它性质。
烷基基团的具体实例包括甲基基团(-CH3)、乙基基团(-C2H5)、丙基基团(-C3H7)和叔丁基基团(-C(-CH3)2-CH3)。烯基基团的具体实例包括乙烯基基团(-CH＝CH2)和烯丙基基团(-CH2-CH＝CH2)。炔基基团的具体实例包括乙炔基团(-C≡CH)。环烷基基团的具体实例包括环丙基基团、环丁基基团、环戊基基团、环己基基团、环庚基基团和环辛基基团。芳基基团的具体实例包括苯基基团和萘基基团。一价结合基团的具体实例包括苄基基团。
特别地，含氟基团优选是一价氟化烃基团，和更优选是其中在烷基基团中的一个或多个氢基团被氟基团取代的基团(氟化烷基基团)。另外，在一价氟化烃基团中的碳的数目优选为1至10，如上描述的，其充分改进了电解液的化学稳定性，同时确保了氰基化合物的溶解性、相容性和其它性质。
一价氟化烃基团的具体实例包括其中在如上提及的烷基基团的具体实例、烯基基团的具体实例、炔基基团的具体实例、环烷基基团的具体实例、芳基基团的具体实例、一价结合基团的具体实例的每一个中的一个或多个氢原子被氟基团取代的基团。
氟化烷基基团的具体实例包括全氟甲基基团(-CF3)、全氟乙基基团(-C2F5)、全氟丙基基团(-C3F7)和全氟叔丁基基团(-C(-CF3)2-CF3)。
Y1的种类没有特别限制，只要Y1是如上提及的六种二价基团中的一种。
基团“-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-”是包括两个羰基基团(-(C＝O)-)的基团。基团“-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-”是包括两个磺酰基团(-S(＝O)2-)的基团。基团“-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-”是包括一个磺酰基团的基团。基团“-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-”是包括一个羰基基团和一个磺酰基团的基团。基团“-R22C-(CR32)e1-CR22-”是既不包括羰基基团又不包括磺酰基团的基团。
R1、R2和R3的每一种的种类没有特别限制，只要R1、R2和R3的每一种是氢基团、氟基团、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种。一价烃基团和一价氟化烃基团的细节是如上的。
氰基化合物的具体实例包括如下化合物。
其中Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-的氰基化合物的具体实例包括由下式(1-1)至(1-24)表示的化合物。
[化3]
[化4]
其中Y1是-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-的氰基化合物的具体实例包括由下式(1-31)至(1-46)表示的化合物。
[化5]
[化6]
其中Y1是-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-的氰基化合物的具体实例包括由下式(1-51)至(1-54)表示的化合物。
[化7]
其中Y1是-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-的氰基化合物的具体实例包括由下式(1-61)至(1-66)表示的化合物。
[化8]
其中Y1是-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-的氰基化合物的具体实例包括由下式(1-71)至(1-74)表示的化合物。
[化9]
其中Y1是-CR22-(CR32)e1-CR22-的氰基化合物的具体实例包括由下式(1-81)至(1-84)表示的化合物。
[化10]
氰基化合物在电解液中的含量没有特别限制。特别地，氰基化合物在电解液中的含量优选是包括两个端值的0.01mol/kg至0.5mol/kg，其充分改进了电解液的化学稳定性。
应该理解，电解液可进一步包括一种或多种其它材料。
其它材料例如包括一种或多种诸如非水性溶剂的溶剂(有机溶剂)。包括非水性溶剂的电解液是所谓的非水性电解液。
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)，其使得可以例如实现高的电池容量、优异的循环特性和优异的储存特性。
环状碳酸酯的实例包括碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、和碳酸丁二醇酯。链状碳酸酯的实例包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸甲基丙基酯。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。
另外，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、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N'-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯和二甲亚砜，其使得可以实现类似的优点。
特别地，碳酸乙二醇酯、碳酸丙二醇酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸乙基甲基酯中的一种或多种是优选的，其使得可以例如实现较高的电池容量、优异的循环特性和优异的储存特性。在这种情况下，如下溶剂的组合是更优选的：诸如碳酸乙二醇酯和碳酸丙二醇酯的高粘度(高介电常数)溶剂(其具有例如比介电常数ε≥30)，和诸如碳酸二甲酯、碳酸乙基甲基酯和碳酸二乙酯的低粘度溶剂(其例如具有粘度≤1mPa·s)。组合允许在电解质盐的解离性质和离子迁移率方面的改进。
特别地，溶剂优选含有一种或多种不饱和环状碳酸酯，其使得可以通过氰基化合物和不饱和环状碳酸酯的协同效应显著改进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下式(2)、(3)和(4)表示的化合物。不饱和环状碳酸酯在溶剂中的含量没有特定限制，但例如是包括两个端值的0.01重量％至10重量％。
[化11]
其中R11和R12的每一个是氢基团和烷基基团中的一种，R13至R16的每一个是氢基团、烷基基团、乙烯基基团和烯丙基基团中的一种，R13至R16的一个或多个是乙烯基基团和烯丙基基团中的一种，R17是由>CR171R172表示的基团，和R171和R172的每一个是氢基团和烷基基团中的一种。
由式(2)表示的化合物是基于碳酸亚乙烯基酯的化合物。R11和R12可以是相同种类的基团或不同种类的基团。烷基基团的细节是如上的。基于碳酸亚乙烯基酯的化合物的具体实例包括碳酸亚乙烯基酯(1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)，碳酸甲基亚乙烯基酯(4-甲基-1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸乙基亚乙烯基酯(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)表示的化合物是基于碳酸乙烯基乙二醇酯的化合物。R13至R16可以是相同种类的基团或不同种类的基团。不言而喻的是，R13至R16中的一些可以是相同种类的基团。基于碳酸乙烯基乙二醇酯化合物的具体实例包括碳酸乙烯基乙二醇酯(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)表示的化合物是基于碳酸亚甲基乙二醇酯的化合物。R171和R172可以是相同种类的基团或不同种类的基团。基于碳酸亚甲基乙二醇酯的化合物的具体实例包括碳酸亚甲基乙二醇酯(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。
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。
另外，溶剂优选含有一种或多种卤代碳酸酯，其使得可以通过氰基化合物和卤代碳酸酯的协同效应显著改进电解液的化学稳定性。
卤代碳酸酯是含有一个或多个卤素作为组成元素的环状或链状碳酸酯，并且例如是由下式(5)和(6)中的一种表示的化合物。卤代碳酸酯在溶剂中的含量没有特别限制，但例如是包括两个端值的0.01重量％至50重量％。
[化12]
其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，和R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。
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不同种类的基团。不言而喻的是，R18至R21的一些可以是相同种类的基团。
卤素基团的种类没有特别限制；然而，特别地，氟基团、氯基团(-Cl)、溴基团(-Br)和碘基团(-I)中的一种或多种是优选的，和氟基团是更优选的。另外，卤素基团的数目更优选是2而非1，并且可以是3或更大。这使得可以实现更高的效果。
烷基基团的细节是如上的。卤代烷基基团是其中在烷基基团中的一个或多个氢基团被卤素基团取代(卤代)的基团。卤素基团的细节是如上的。
环状卤代碳酸酯的具体实例包括由下式(5-1)至(5-21)表示的化合物，其包括几何异构体。特别地，例如由式(5-1)表示的4-氟-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-酮是优选的。应该理解，作为4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮，反式异构体比顺式异构体更优选，其是更容易获得的并且使得可以实现更高的效果。
[化13]
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不同种类的基团。不言而喻的是，R22至R27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基酯，碳酸双(氟甲基)酯和碳酸二氟甲基甲基酯。
另外，溶剂可含有磺酸酯、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，其使得可以改进电解液的化学稳定性。
磺酸酯的实例包括单磺酸酯和二磺酸酯。磺酸酯在溶剂中的含量没有特别限制，但例如是包括两个端值的0.5重量％至5重量％。
单磺酸酯可以是环状单磺酸酯或链状单磺酸酯。环状单磺酸酯的具体实例包括磺内酯，例如1,3-丙烷磺内酯和1,3-丙烯磺内酯。链状单磺酸酯的具体实例包括其中环状单磺酸酯在中间位点处断裂的化合物。
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间位点处断裂的化合物。
[化14]
酸酐的实例包括羧酸酐、二磺酸酐和羧酸-磺酸酐。酸酐在溶剂中的含量没有特别限制，但例如是包括两个端值的0.5重量％至5重量％。
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、磺基丙酸酐和磺基丁酸酐。
二氰基化合物的实例包括由NC-CmH2m-CN表示的化合物(其中m是1或更大的整数)。二氰基化合物在溶剂中的含量没有特别限制，但例如是包括两个端值的0.5重量％至5重量％。二氰基化合物的具体实例包括丁二腈(NC-C2H4-CN)、戊二腈(NC-C3H6-CN)、己二腈(NC-C4H8-CN)和苯二腈(NC-C6H4-CN)。
二异氰酸酯化合物的实例可包括由OCN-CnH2n-NCO表示的化合物(其中n是1或更大的整数)。二异氰酸酯化合物在溶剂中的含量没有特别限制，但例如是包括两个端值的0.5重量％至5重量％。二异氰酸酯化合物的具体实例包括OCN-C6H12-NCO。
应该理解，在作为凝胶电解质的电解质层36中，包含在电解液中的溶剂指其不仅涵盖液体材料，而且还涵盖具有离子导电性的材料，该材料具有解离电解质盐的能力的宽的概念。因此，在其中使用具有离子导电性的聚合物化合物的情况下，聚合物化合物也被溶剂涵盖。
此外，其它材料例如包括一种或多种诸如锂盐的电解质盐。然而，电解质盐可含有除了锂盐外的盐。除了锂盐外的盐的实例包括除了锂外的轻金属的盐。
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)。
特别地，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是优选的，并且六氟磷酸锂是更优选的。这些锂盐使得可以降低内电阻。
另外，电解质盐可以是一种或多种由各个式(8)、(9)和(10)表示的化合物。应该理解，R41和R43可以是相同种类的基团或不同种类的基团。R51和R53可以是相同种类的基团或不同种类的基团。不言而喻的是，R51至R53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不同种类的基团。
[化15]
其中X41是在长周期型元素周期表中第1族元素和第2族元素和铝(Al)中的一种，M41是过渡金属和在长周期型元素周期表中第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是亚烷基基团、卤代亚烷基基团、亚芳基基团和卤代亚芳基基团中的一种，R43是烷基基团、卤代烷基基团、芳基基团和卤代芳基基团中的一种，a4是1至4的整数，b4是0、2或4的整数，和c4、d4、m4和n4中的每一个是1至3的整数。
[化16]
其中X51是在长周期型元素周期表中第1族元素和第2族元素中的一种，M51是过渡金属和在长周期型元素周期表中第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的每一个是氢基团、烷基基团、卤素基团和卤代烷基基团中的一种，多个R51中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，多个R53中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R52是氢基团、烷基基团、卤素基团和卤代烷基基团中的一种，a5、e5和n5的每一个是1或2的整数，b5和d5的每一个是1至4的整数，c5是0至4的整数，和f5和m5的每一个是1至3的整数。
[化17]
其中X61是在长周期型元素周期表中第1族元素和第2族元素中的一种，M61是过渡金属和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟化烷基基团和氟化芳基基团中的一种，在氟化烷基基团和氟化芳基基团的每一个中的碳的数目是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是氢基团、烷基基团、卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R62是氢基团、烷基基团、卤素基团和卤代烷基基团中的一种，多个R62中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，a6、f6和n6的每一个是1或2的整数，b6、c6和e6的每一个是1至4的整数，d6是0至4的整数，和g6和m6的每一个是1至3的整数。
应该理解，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如下各式(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如下各式(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下式(10-1)表示的化合物。
[化18]
[化19]
[化20]
另外，电解质盐可以是一种或多种由下式(11)、(12)和(13)表示的化合物。m和n的值可以是彼此相同的或彼此不同的。p、q和r的值可以是彼此相同的或彼此不同的。不言而喻的是，p、q和r中的两个的值可以是彼此相同的。
LiN(CmF2m+1SO2)(CnF2n+1SO2)···(11)
其中m和n的每一个是1或更大的整数。
[化21]
其中R71是具有2至4个碳的直链或支链全氟亚烷基基团。
LiC(CpF2p+1SO2)(CqF2q+1SO2)(CrF2r+1SO2)···(13)
其中p、q和r的每一个是1或更大的整数。
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(CF2SO2)2)、双(五氟乙磺酰)亚胺锂(LiN(C2F5SO2)2)、(三氟甲磺酰)(五氟乙磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)(C2F5SO2))、(三氟甲磺酰)(七氟丙磺酰)亚胺锂(LiN(CF3SO2)(C3F7SO2))和(三氟甲磺酰)(九氟丁磺酰)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如下各式(12-1)至(12-4)表示的化合物。
[化22]
由式(13)表示的化合物是链状甲基化物化合物。链状甲基化物化合物的具体实例包括三(三氟甲磺酰)甲基化锂(LiC(CF3SO2)3)。
电解质盐的含量没有特别限制；然而，特别地，电解质盐的含量优选在关于溶剂包括两个端值的0.3mol/kg至3.0mol/kg范围内。这使得可以实现高的离子导电性。
此外，其它材料可以是除了如上提及的材料外的一种或多种材料。除了如上提及的材料外的材料的实例包括含磷氟盐，例如二氟磷酸锂(LiPF2O2)和氟化磷酸锂(Li2PFO3)。含磷氟盐在电解液中的含量没有特别限制。
[二次电池的操作]
这种二次电池例如操作如下。
当将二次电池充电时，锂离子从正极33脱除，并且所脱除的锂离子经过电解质层36嵌入在负极34中。相反，当将二次电池放电时，锂离子从负极34脱除，并且所脱除的锂离子经过电解质层36嵌入在正极33中。
[生产二次电池的方法]
例如通过如下三个过程中的一个生产包括凝胶电解质层36的二次电池。
在第一过程中，首先，制造正极33和负极34。
在其中制造正极33的情况下，将正极活性材料，和基于必要性，例如正极粘结剂和正极导体混合以获得正极混合物。随后将正极混合物例如分散在有机溶剂中以获得糊状正极混合物浆料。然后，将正极集电体33A的两个表面涂覆以正极混合物浆料，和之后，将涂覆的正极混合物浆料干燥以形成正极活性材料层33B。之后，将正极活性材料层33B利用例如辊压机压缩模制，同时基于必要性进行加热。在这种情况下，正极活性材料层33B可以被压缩模制多次。
在其中制造负极34的情况下，将负极活性材料层34B通过与上述制造正极33的过程类似的过程形成在负极集电体34A上。更具体地，将负极活性材料和例如负极-正极粘结剂和负极导体混合以获得负极混合物。随后，将负极混合物例如分散在有机溶剂中以获得糊状负极混合物浆料。然后，用负极混合物浆料涂覆负极集电体34A的两个表面，和之后，将所涂覆的负极混合物浆料干燥以形成负极活性材料层34B。最后，利用例如辊压机将负极活性材料层34B压缩模制。
随后，例如，将电解液、聚合物化合物和有机溶剂混合以制备前体溶液。随后，将正极33涂覆以前体溶液，并将所涂覆的前体溶液干燥以形成凝胶电解质层36。另外，将负极34涂覆以前体溶液，并将所涂覆的前体溶液干燥以形成凝胶电解质层36。
随后，将正极引线31通过例如焊接方法连接于正极集电体33A，和将负极引线32通过例如焊接方法连接于负极集电体34A。随后，将正极33和负极34与在其间的隔膜35一起堆叠，并且之后，将正极33、负极34和隔膜35螺旋卷绕以制造螺旋卷绕电极体30。之后，将保护带37连接到螺旋卷绕电极体30的最外周边上。
最后，将外封装构件40折叠以使螺旋卷绕电极体30介于其间，和之后，通过例如热融合接合法将外封装构件40的外边缘接合以将螺旋卷绕电极体30包封在外封装构件40中。在这种情况下，将粘合剂膜41插在正极引线31和外封装构件40之间，并将粘合剂膜41插在负极引线32和外封装构件40之间。
在第二过程中，首先，将正极引线31连接于正极33，并将负极引线32连接于负极34。随后，将正极33和负极34与在其间的隔膜35一起堆叠，并将其螺旋卷绕以制造螺旋卷绕体作为螺旋卷绕电极体30的前体。之后，将保护带37粘附于螺旋卷绕体的最外周边。
随后，将外封装构件40折叠以使螺旋卷绕电极体30介于其间，和之后，将不是在外封装构件40的一侧上的外部边缘的外部边缘通过例如热融合接合法接合，并将螺旋卷绕体包含在由外封装构件40形成的小袋中。
随后，将电解液、作为聚合物化合物的原料的单体、聚合引发剂和，基于必要性，例如聚合抑制剂的其它材料混合以制备电解质的组合物。随后，将电解质的组合物注射到由外封装构件40形成的小袋内。之后，将由外封装构件40形成的小袋通过例如热融合接合法密封。
最后，将单体热聚合以形成聚合物化合物。因此，电解液被聚合物化合物保持以形成凝胶电解质层36。
在第三过程中，首先，制造螺旋卷绕体，和然后以与上述第二过程的方式类似的方式使其包含在由外封装构件40形成的小袋内，除了使用被提供以聚合物化合物层的隔膜35。随后，制备电解液，和然后将其注射到由外封装构件40形成的小袋内。之后，例如通过热融合接合法将由外封装构件40形成的小袋的开口密封。
最后，在将重量施加到外封装构件40以使隔膜35用在其间的聚合物化合物层紧密连接于正极33，和用在其间的聚合物化合物层紧密连接于负极34的同时，加热所得产物。因此，每个聚合物化合物层都被电解液浸渍，并且每个聚合物化合物层都被凝胶化。因此，形成了电解质层36。
在第三过程中，与在第一过程中相比，二次电池的膨胀被更显著抑制。另外，在第三过程中，例如，与第二过程相比，非水性溶剂和单体(聚合物化合物的原料)几乎不留在电解质层36中。因此，聚合物化合物的形成方法有利地受到控制。结果，正极33、负极34和隔膜35中的每一个都充分和紧密地连接于电解质层36。
[二次电池的作用和效果]
根据层合膜类型二次电池，含有电解液的电介质层36被包含在膜状外封装构件40中，并且电解液包括氰基化合物。在这种情况下，电解液的化学稳定性如上那样被改进，从而抑制了在充电和放电过程中电解液的分解反应。因此，即使重复充电和放电，可容易观察到膨胀的层合膜类型二次电池对膨胀是耐受的，并且放电容量是较不倾向于降低的。这使得可以实现优异的电池特性。
特别地，在式(1)中的X1是碱金属元素和碱土金属元素中的一种，和特别地，X是锂，这使得可以实现更高的效果。
另外，在式(1)中的中心金属(M1)是硼、磷和铝中的一种，其使得可以实现更高的效果。
进一步地，在式(1)中的含氟基团(-Rf)是一价氟化烃基团，和特别地，含氟基团是氟化烷基基团，其使得可以实现更高的效果。在这种情况下，在一价氟化烃基团中的碳的数目为1至10，其使得可以实现又更高的效果。
另外，氰基化合物在电解液中的含量为包括两个端值的0.01mol/kg至0.5mol/kg，其使得可以实现更高的效果。
应该理解，在上述二次电池中，使用含有电解液的电解质层36；然而，电解液可被原样使用。在这种情况下，将螺旋卷绕电极体30用电解液浸渍。
<1-2.锂金属二次电池(层合膜类型)>
本文中描述的二次电池是层合膜类型锂金属二次电池，其中通过锂金属的沉淀和溶解获得负极34的容量。二次电池具有与上述层合膜类型锂离子二次电池类似的构造，并且通过类似的过程生产，除了负极活性材料层34B由锂金属制成。
在二次电池中，将锂金属用作负极活性材料，并由此可获得高的能量密度。在组装的时候，负极活性材料层34B可以存在，或者在组装的时候，负极活性材料层34B可不必存在，并且可以由在充电过程中沉淀的锂金属制成。另外，可将负极活性材料层34B用作集电体，并且可省略负极集电体34A。
二次电池例如操作如下。当将二次电池充电时，锂离子从正极33中脱除，并且脱除的锂离子经过电解液作为锂金属沉淀在负极集电体34A的表面上。相反，当将二次电池放电时，锂金属作为锂离子从负极活性材料层34B逃逸到电解液中，并且经过电解液嵌入到正极33中。
根据层合膜类型锂金属二次电池，电解液包括氰基化合物。因此，出于与在上述锂离子二次电池中类似的原因，可实现优异的电池特性。除了如上的那些的作用和效果类似于锂离子二次电池的那些。
<2.二次电池的应用>
下文中，描述了如上提及的任何二次电池的应用实例。
二次电池的应用没有特别限制，只要二次电池例如应用于能够将二次电池用作驱动电源，用于电力蓄积的电力储存源或任何其它源的机器、器件、仪器、设备和系统(例如多种器件的集合体)。用作电源的二次电池可以是主电源(优先使用的电源)，或者可以是辅助电源(替代主电源使用的电源或者从主电源转变使用的电源)。在其中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设备(包括便携式电子设备)，例如摄像机、数字静物摄影机、移动电话、笔记本个人电脑、无绳电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视和便携式信息终端。其另外的实例包括：诸如电子剃刀的移动生活电器；诸如备用电源和记忆卡的存储器件；诸如电钻和电锯的电动工具；用作例如笔记本个人计算机的可连接和可拆卸电源的电池组；诸如起搏器和助听器的医用电子设备；诸如电动汽车(包括混合动力汽车)的电动车辆；和诸如用于例如紧急情况的用于电力蓄积的家用电池系统的电力储存系统。不言而喻的是，二次电池可用于除了如上提及的应用外的应用。
特别地，二次电池可有效应用于例如电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具和电子设备。在这些应用中，要求优异的电池特性，并且使用本技术的二次电池使得可以有效改进性能。应该理解，电池组是使用二次电池的电源，并且例如是所谓的组装电池。电动车辆是将二次电池用作驱动电源而操作(行驶)的车辆，并且可以是包括还在一起的除了如上的二次电池外的驱动源的汽车(例如混合动力汽车)。电力储存系统是将二次电池用作电力储存源的系统。例如，在家用电力储存系统中，在作为电力储存源的二次电池中蓄积电力，这使得可以利用蓄积的电力使用例如家用电器产品。电动工具是其中允许可移动部分(例如钻头)利用作为驱动电源的二次电池被移动的工具。电子设备是利用作为驱动电源(电力供给源)的二次电池实施多种功能的设备。
下文中，具体描述了二次电池的一些应用实例。应该理解，下文中描述的各个应用实例的构造仅是实例，并且可以根据需要改变。
<2-1.电池组(单体电池)>
图3示出了使用单体电池的电池组的透视构型。图4示出了在图3中示出了的电池组的框式构造。应该理解，图3示出了处于分解状态的电池组。
本文中描述的电池组是使用一个二次电池的简单电池组(称为软包装)，并且例如被安装在典型地为智能电话的电子设备中。例如，电池组包括作为层合膜类型二次电池的电源111，和连接至电源111的电路板116，如图3中示出的。正极引线112和负极引线113连接于电源111。
一对粘合剂带118和119粘附于电源111的两个侧表面。在电路板116中形成保护电路模块(PCM)。电路板116通过签条114连接至正极112，并且通过签条115连接至负极引线113。此外，将电路板116连接至配备以用于外部连接的连接器的引线117。应该理解，当将电路板116连接至电源111时，通过标签120和绝缘片121从上侧和下侧保护电路板116。粘附标签120以例如固定电路板116和绝缘片121。
此外，例如，电池组包括电源111和电路板116，如在图4中示出的。电路板116例如包括控制器121，开关部分122、PTC 123和温度检测器124。电源111可通过正极端子125和负极端子127连接于外部，并由此通过正极端子125和负极端子127充电和放电。利用检测端子(所谓的T端子)126，允许温度检测器124检测温度。
控制器121控制整个电池组(包括电源111的使用状态)的操作，并且例如包括中央处理单元(CPU)和存储器。
例如，在其中电池电压达到过充电检测电压的情况下，控制器121导致开关部分122被断开，使得充电电流不流入到电源111的电路中。另外，例如，在其中在充电过程中大的电流流动的情况下，控制器121导致开关部分122被断开，从而阻断充电电流。
另外，例如，在其中电池电压达到过放电检测电压的情况下，控制器121导致开关部分122被断开，使得放电电流不流入到电源111的电路中。此外，例如，在其中在放电过程中大的电流流动的情况下，控制器121导致开关部分122被断开，从而阻断放电电流。
应该理解，二次电池的过充电检测电压例如是4.20V±0.05V，和过放电检测电压例如是2.4V±0.1V。
根据来自控制器121的指令，开关部分122转变电源111的使用状态(是否电源111可连接于外部器件)。开关部分122例如包括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例如是诸如使用金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)的半导体开关。应该理解，基于开关部分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，和将测量的结果输出到控制器121。温度检测器124例如包括诸如热敏电阻的温度检测元件。应该理解，在其中控制器121在不正常热产生的时候进行充电和放电控制的情况下，和在其中控制器在计算剩余容量的时候进行校正过程的情况下，例如使用由温度检测器124测量的结果。
应该理解，电路板116可不包括PTC 123。在这种情况下，PTC元件可被分开地连接于电路板116。
<2-2.电池组(组装电池)>
图5示出了使用组装电池的电池组的框式构造。例如，电池组包括控制器61、电源62、开关部分63、电流测量部分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，它们在外壳60内。外壳60例如由塑料材料制成。
控制器61控制整个电池组的操作(包括电源62的使用状态)，并例如包括CPU。电源62包括一个或多个本技术的二次电池。电源62例如是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、并联或串联-并联组合连接。例如，电源62包括六个二次电池，其中将两套串联连接的三个电池彼此并联连接。
根据来自控制器61的指令，开关部分63转变电源62的使用状态(是否电源62可连接于外部器件)。开关部分63例如包括充电控制开关、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例如是诸如使用金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)的半导体开关。
电流测量部分64利用电流检测电阻70测量电流，并将测量的结果输出到控制器61。温度检测器65利用温度检测元件69测量温度，并将测量的结果输出到控制器61。在其中控制器61在不正常热产生的时候进行充电和放电控制的情况下，和在其中控制器61在计算剩余容量的时候进行校正过程的情况下，例如使用温度测量的结果。电压检测器66测量在电源62中的二次电池的电压，对所测量的电压进行模拟数字转换，并将结果提供给控制器61。
根据从电流测量部分64和电压检测器66输入的信号，开关控制器67控制开关部分63的操作。
例如，在其中电池电压达到过充电检测电压的情况下，开关控制器67导致开关部分63(充电控制开关)被断开，使得充电电流不流入到电源62的电路中。这使得可以仅通过在电源62中的放电二极管进行放电。应该理解，例如，在其中在充电过程中大电流流动的情况下，开关控制器67阻断了充电电流。
此外，例如，在其中电池电压达到过放电检测电压的情况下，开关控制器67导致开关部分63(放电控制开关)被断开，使得放电电流不流入到电源62的电路中。这使得可以仅通过在电源62中的充电二极管进行充电。应该理解，例如，在其中在放电过程中大电流流动的情况下，开关控制器阻断放电电流。
应该理解，二次电池的过充电检测电压例如是4.20V±0.05V，和过放电检测电压例如是2.4V±0.1V。
存储器68例如是EEPROM，其是一种非易失性存储器。存储器68例如保存由控制器61计算的数值和在生产过程中测量的二次电池的信息(例如在初始状态中的内电阻)。应该理解，在其中存储器68保存二次电池的完全充电容量的情况下，允许控制器61理解例如剩余容量的信息。
温度检测元件69测量电源62的温度，并将测量的结果输出到控制器61。温度检测元件69例如是热敏电阻。
正极端子71和负极端子72是例如连接至利用电池组驱动的外部器件(例如笔记本个人计算机)或用于充电电池组的外部器件(例如电池充电器)的端子。通过正极端子71和负极端子72将电源62充电和放电。
<2-3.电动车辆>
图6示出了作为电动车辆的实例的混合动力汽车的框式构造。电动车辆例如包括控制器74、发动机75、电源76、驱动电机77、差动装置78、发电机79、传动装置80、离合器81、逆变器82和83，和多种传感器84，它们在由金属制成的外壳73内。除了如上提及的组件外，电动车辆例如包括被连接至差动装置78和传动装置80的前传动轴85和前轮胎86，和后传动轴87和后轮胎88。
电动车辆可例如利用发动机75和电机77中的一种作为驱动源行驶。发动机75是主功率源，并且例如是汽油发动机。在其中将发动机75用作电源的情况下，发动机75的驱动力(扭矩)例如通过作为驱动部分的差动装置78、传动装置80和离合器81转移到前轮胎86或后轮胎88。应该理解，发动机75的扭矩还被转移到发电机79。利用扭矩，发电机79产生交流电力。所产生的交流电力通过逆变器83转化成直流电力，并且所转化的电力在电源76中蓄积。相反，在其中将作为转换部分的电机77用作功率源的情况下，将从电源76供给的电力(直流电力)通过逆变器82转换成交流电力，和利用交流电力驱动电机77。通过由电机77转换电力获得的驱动力(扭矩)例如通过作为驱动部分的差动装置78、传动装置80和离合器81转移到前轮胎86或后轮胎88。
应该理解，当电动车辆的速度通过刹车机构降低时，在速度降低的时候，阻力被作为扭矩转移到电机77，并且电机77通过利用扭矩产生交流电力。优选的是，这种交流电力通过逆变器82转化成直流电力，和直流再生的电力蓄积在电源76中。
控制器74控制整个电动车辆的操作，并且例如包括CPU。电源76包括一个或多个本技术的二次电池。电源76连接至外部电源，并且使电源76通过接受来自外部电源的电力供给蓄积电力。将多种传感器84例如用于控制发动机75的转数，和用于控制节气阀的开放水平(节气门开放水平)。多种传感器84例如包括速度传感器、加速传感器和发动机频率传感器。
应该理解，尽管已经描述了其中电动车辆是混合动力汽车的情况，但电动车辆可以是仅利用电源76和电机77而不使用发动机75操作的车辆(电动汽车)。
<2-4.电力储存系统>
图7示出了电力储存系统的框式构造。电力储存系统例如包括控制器90、电源91、智能电表92和电力枢纽93，它们在房屋89内，房屋例如一般住宅或商业建筑。
在该实例中，例如将电源91连接至被提供在房屋89内的电气器件94，并允许其连接至停在房屋89外的电动车辆96。另外，例如，将电源91通过电力枢纽93连接至在房屋89中提供的私人发电器95，并允许其通过智能电表92和电力枢纽93连接至外部集中电力系统97。
应该理解，电气器件94例如包括一种或多种家用电器产品。家用电器产品的实例包括冰箱、空调、电视和热水器。私人发电器95例如包括太阳能发电机、风力发电机和其它发电机中的一种或多种。电动车辆96例如包括电动汽车、电动摩托车、混合动力汽车和其它电动车辆中的一种或多种。集中电力系统97例如包括热电厂、核电厂、水电厂、风电厂和其它电厂中的一种或多种。
控制器90控制整个电力储存系统(包括电源91的使用状态)的操作，并且例如包括CPU。电源91包括一个或多个本技术的二次电池。智能电表92是可与网络相容的电力表并被提供在要求电力的房屋89中，并且例如可与电力供给商相联通。因此，例如，当智能电表92与外部相联通时，智能电表92控制在房屋89中供给和需要之间的平衡，其允许有效和稳定的能量供给。
在电力储存系统中，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和电力枢纽93蓄积在电源91中，并且电力从作为独立电源的私人发电器95通过电力枢纽93蓄积在电源91中。根据来自控制器90的指令将在电源91中蓄积的电力供给给电气器件94和电动车辆96。这使得电气器件94是可操作的，和使得电动车辆是可充电的。换句话说，电力储存系统是使得可以利用电源91在房屋89中蓄积和供给电力的系统。
允许任选使用在电源91中蓄积的电力。因此，例如，可以在电费率是廉价的夜晚从集中电力系统97将电力蓄积在电源91中，并且可以在电费率是昂贵的白天时间使用在电源91中蓄积的电力。
应该理解，上述电力储存系统可被提供给每个家庭(每个家庭单位)，或者可被提供给多个家庭(多个家庭单位)。
<2-5.电动工具>
图8示出了电动工具的框式构造。电动工具例如是电钻，并例如包括控制器99和电源100，它们在由塑料材料制成的工具体98内。作为可移动部分的钻头部分101例如以可操作(可旋转)方式连接于工具体98。
控制器99控制整个电动工具(包括电源100的使用状态)的操作，并例如包括CPU。电源100包括一种或多种本技术的二次电池。根据通过操作开关的操作，控制器99允许电力从电源100供给到钻头部分101。
具体实施方式
[实施例]
下面详细描述本技术的实施例。
(实验实施例1-1至1-36)
通过如下过程制造在图1和2中示出了的层合膜类型锂离子二次电池。
正极33制造如下。首先，将90质量份正极活性材料(LiCoO2)、5质量份正极粘结剂(聚偏二氟乙烯)和5质量份正极导体(ketjen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，将正极集电体33A(具有15μm厚度的铝箔)的两个表面均匀涂覆以正极混合物浆料，和之后，将正极混合物浆料干燥以形成正极活性材料层33B。最后，将正极活性材料层33B利用辊压机压缩模制，和之后，将其上形成正极活性材料层33B的正极集电体33A切割成条形(48mm×300mm)。
负极34制备如下。首先，将90质量份负极活性材料(人造石墨)和10质量份负极粘结剂(聚偏二氟乙烯)混合以获得负极混合物。随后，将负极混合物分散在有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中以获得负极混合物浆料。随后，将负极集电体34A(具有15μm厚度的铜箔)的两个表面均匀涂覆以负极混合物浆料，和之后，将负极混合物浆料干燥以形成负极活性材料层34B。最后，将负极活性材料层34B利用辊压机压缩模制，和之后，将在其上形成负极活性材料层34B的负极集电体34A切割成条形(50mm×310mm)。
电解液制备如下。将电解质盐(LiPF6)分散在溶剂中，和之后，将氰基化合物基于必要性添加到溶剂中。作为溶剂，使用碳酸乙二醇酯(EC)和碳酸二乙酯(DEC)的混合物。溶剂的组成(以重量比例)是碳酸乙二醇酯:碳酸二乙酯＝50:50。电解质盐的种类和含量(mol/kg)，和氰基化合物的存在或不存在、种类和含量(mol/kg)是在表1和2中示出了的。
二次电池组装如下。首先，将由铝制成的正极引线25通过焊接连接于正极33的正极集电器33A，并将由铜制成的负极引线26通过焊接连接于负极34的负极集电体34A。随后，将正极33和负极34与在其间的隔膜35(具有25μm厚度的微孔聚乙烯膜)一起堆叠，并将正极33、负极34和隔膜35在纵向方向螺旋卷绕以制造螺旋卷绕电极体30。之后，将保护带37连接到螺旋卷绕电极体30的最外周边上。
随后，将螺旋卷绕电极体30夹在两个膜状外封装构件40之间，和之后，将在外封装构件40的三个侧面上的外边缘进行热融合接合。因此，由外封装构件40形成小袋。本文中使用的外封装构件40各自是防湿气的铝层合膜，其中将25μm厚的尼龙膜、40μm厚的铝箔和30μm厚的聚丙烯膜从外部以此顺序层合。最后，将电解液注入到由外封装构件40形成的小袋内，和隔膜35被电解液浸渍。之后，将在外封装构件40的剩余一个侧面上的外部边缘在减压环境中进行热融合接合。
因此，完成了层合膜类型二次电池。
(实验实施例2-1至2-36)
为了比较，通过如下过程制造在图9和10中示出了的圆筒型锂离子二次电池。图9示出了圆筒二次电池的截面构造，和图10示出了在图9中示出了的螺旋卷绕电极体20的部分的截面构造。
应该理解，在如下说明中，在适当情况下使用已经被描述的生产层合膜二次电池的过程。
正极21制造如下。将正极活性材料层21B通过与制造正极33的过程类似的过程形成在正极集电体21A的两个表面上。负极22制造如下。将负极活性材料层22B通过与制造负极34的过程类似的过程形成在负极集电体22A的两个表面上。
二次电池组装如下。首先，将由铝制成的正极引线25通过焊接连接于正极集电体21A，和将由镍制成的负极引线26通过焊接连接于负极集电体22A。随后，将正极21和负极22与在其间的类似于隔膜35的隔膜23一起堆叠，和将正极21、负极22和隔膜23在纵向方向螺旋卷绕以制造螺旋卷绕电极体20。之后，将螺旋卷绕电极体20的卷绕末端部分利用胶带固定。
随后，将中心钉24插入螺旋卷绕电极体20的中心。随后，将螺旋卷绕电极体20夹在一对绝缘板12和13之间，并将其包含在由镀镍铁制成的电池罐11内。在这种情况下，将正极引线25的末端通过焊接连接于安全阀机构15，和将负极引线26的末端通过焊接连接于电池罐11。随后，将电解液通过减压方法注入到电池罐11内，并且螺旋卷绕电极体20被电解液浸渍。最后，将电池盖14、安全阀机构15和正温度系数器件16在电池罐11的开口处与垫圈17一起冲模(swage)。电解质盐的组成在表3和4中示出了。
因此，完成了圆筒型二次电池。应该理解，在其中制造二次电池的情况下，调整正极活性材料层21B的厚度以防止在完全充电状态锂金属沉淀在负极22上。
通过检测作为二次电池的电池特性的循环特性、储存特性、负荷特性和膨胀特性获得在表1至4中示出了的结果。
循环特性检测如下。首先，在周围温度环境(23℃)中在二次电池上进行一个充电和放电循环以稳定化二次电池的电池状态，和之后，进一步在高温环境(60℃)中在二次电池上进行一个充电和放电循环，和测量放电容量。随后，使二次电池重复充电和放电直到在相同的环境(60℃)中循环总数达到100次循环，并测量放电容量。从这些结果计算循环维持比例(％)＝(在100次循环下的放电容量/在第二次循环下的放电容量)×100。当将二次电池充电时，在0.2C的电流下进行充电直到电压达到4.35V，和之后，在4.35V的电压下进一步进行充电直到电流达到0.05C。当将二次电池放电时，在0.2C的电流下进行放电直到电压达到2.5V。应该理解，“0.2C”指如下电流值，在该电流值下，电池容量(理论容量)在5小时内被完全放电，和“0.05C”指如下电流值，在该电流值下，电池容量在20小时内被完全放电。
储存特性检测如下。在周围环境(23℃)中，在具有通过与在检测循环特性的情况下的过程类似的过程稳定化的电池状态的二次电池上进行一个充电和放电循环，并测量放电容量。随后，将二次电池再次充电，并将保持在充电状态中的二次电池储存在恒温浴(80℃)中10天，和之后，将二次电池在周围温度环境中放电，并测量放电容量。从这些结果计算储存维持比例(％)＝(在储存后的放电容量/在储存前的放电容量)×100。充电和放电条件类似于在检测循环特性的情况下的那些。
负荷特性检测如下。在周围环境(23℃)中，在具有通过与在检测循环特性的情况下的过程类似的过程稳定化的电池状态的二次电池上进行一个充电和放电循环，并测量放电容量。随后，在低温环境(-10℃)中使二次电池重复充电和放电直到循环的总数达到100次循环，并测量放电容量。从这些结果计算负荷维持比例(％)＝(在100次循环下的放电容量/在第二次循环下的放电容量)×100。充电和放电条件类似于在检测循环特性的情况下的那些，除了在放电过程中的电流改变到1C。应该理解，“1C”指如下电流值，在该电流值下，电池容量(理论容量)在1小时内被完全放电。
膨胀特性检测如下。在周围温度环境(23℃)中，将具有通过与在检测循环特性的过程类似的过程稳定化的电池状态的二次电池再次充电，和之后，测量二次电池的厚度(mm)。随后，将保持在充电状态中的二次电池储存在高温环境(60℃)中一个月，和之后，测量二次电池的厚度(mm)。从这些结果计算膨胀(mm)＝在储存之后的厚度–在储存之前的厚度。充电和放电条件类似于在检测循环特性的情况下的那些。
[表1]
电池结构：层合膜类型
[表2]
电池结构：层合膜类型
[表3]
电池结构：圆筒型
[表4]
电池结构:圆筒型
取决于在电解液中存在或不存在氰基化合物，在其中电解液被包含在膜状外封装构件40中的层合膜类型二次电池和其中电解液被包含在由铁制成的电池罐11中的圆筒型二次电池之间，在电池特性方面存在很大的不同。
更具体地，在圆筒二次电池中，在其中电解液包括氰基化合物的情况(实验实施例2-1至2-30)下，与其中电解液不包括氰基化合物的情况(实验实施例2-31至2-36)相比，循环维持比例、储存维持比例和负荷维持比例中的一些或全部被降低，如在表3和4中示出了的。应该理解，圆筒型二次电池基本不膨胀，因此，取决于氰基化合物的存在或不存在，膨胀没有改变。
相反，在层合膜类型二次电池中，在其中电解液包括氰基化合物的情况(实验实施例1-1至1-30)下，与其中电解液不包括氰基化合物的情况(实验实施例1-31至1-36)相比，循环维持比例、储存维持比例和负荷维持比例全部被增加，如在表1和2中示出了的。另外，层合膜类型二次电池被膨胀，并且取决于氰基化合物的存在或不存在，膨胀发生改变；然而，膨胀被抑制在可允许的范围内(在低单位数范围中)。
特别地，在层合膜类型二次电池中，在其中氰基化合物在电解液中的含量是包括两个端值的0.01mol/kg至0.5mol/kg的情况下，获得了高的循环维持比例、高的储存维持比例和高的负荷维持比例，并且膨胀被充分抑制了。
(实验实施例3-1至3-6)
以类似的过程制造二次电池和检验二次电池的电池特性，除了将不饱和环状碳酸酯添加到电解液中，如在表5中示出了的。作为不饱和环状碳酸酯，使用碳酸亚乙烯基酯(VC)、碳酸乙烯基乙二醇酯(VEC)和碳酸亚甲基乙二醇酯(MEC)。应该理解，氰基化合物的存在或不存在、氰基化合物在电解液中的含量(重量％)、不饱和环状碳酸酯的存在或不存在、不饱和环状碳酸酯在电解液中的含量(重量％)是在表5中示出了的。
[表5]
电池结构：层合膜类型
在其中电解液包括氰基化合物和不饱和环状碳酸酯中的一种的情况(实验实施例1-3和3-4至3-6)下，与其中电解液既不包括氰基化合物又不包括不饱和环状碳酸酯的情况(实验实施例1-29)相比，循环维持比例、储存维持比例和负荷维持比例中没有一种被充分提高，并且膨胀在一些情况下被显著提高。
相反，在其中电解液既包括氰基化合物又包括不饱和环状碳酸酯的情况(实验实施例3-1至3-3)下，与其中电解液既不包括氰基化合物又不包括不饱和环状碳酸酯的情况(实验实施例1-29)相比，循环维持比例、储存维持比例和负荷维持比例全部被充分提高，并且膨胀被充分抑制。
(实验实施例4-1至4-6)
以类似的过程制造二次电池和检验二次电池的电池特性，除了将卤代碳酸酯添加到电解液中，如在表6中示出了的。作为卤代碳酸酯，使用4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮(FEC)、4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮(DFEC)和碳酸双(氟甲基)酯(DFDMC)。应该理解，氰基化合物的存在或不存在、氰基化合物在电解液中的含量(重量％)、卤代碳酸酯的存在或不存在和卤代碳酸酯在电解液中的含量(重量％)是在表6中示出了的。
[表6]
电池结构：层合膜类型
在其中电解液包括氰基化合物和卤代碳酸酯化合物中的一种的情况(实验实施例1-3和4-4至4-6)下，与其中电解液既不包括氰基化合物又不包括卤代碳酸酯的情况(实验实施例1-29)相比，循环维持比例、储存维持比例和负荷维持比例中没有一种被充分提高，并且膨胀在一些情况下被显著提高。
相反，在其中电解液既包括氰基化合物又包括卤代碳酸酯的情况(实验实施例4-1至4-3)下，与其中电解液既不包括氰基化合物又不包括卤代碳酸酯的情况(实验实施例1-29)相比，循环维持比例、储存维持比例和负荷维持比例全部被充分提高，并且膨胀被充分抑制。
(实验实施例5-1至5-5)
以类似的过程制造二次电池和检验二次电池的电池特性，除了改变溶剂的组成，如在表7中示出了的。在这种情况下，替代碳酸二乙酯(DEC)，使用碳酸丙二醇酯(PC)、碳酸二甲酯(DMC)和碳酸乙基甲基酯(EMC)。另外，使用三种溶剂的混合物，并且溶剂的组成是以重量比例的EC:PC:DEC＝50:50:50和EC:PC:EMC＝50:50:50。
[表7]
电池结构：层合膜类型
即使溶剂的组成被改变，在其中电解液包括氰基化合物的情况下，仍获得了高的循环维持比例，高的储存维持比例和高的负荷维持比例，并且膨胀性被充分抑制。
(实验实施例6-1至6-10)
以类似的过程制造二次电池和检验二次电池的电池特性，除了将一种其它材料添加到电解液中，如在表8中示出了的。
将如下材料用作其它材料。作为单磺酸酯，使用丙烷磺内酯(PS)和丙烯磺内酯(RPS)。作为二磺酸酯，使用由式(7-2)表示的化合物(OSAH)。作为酸酐，使用琥珀酸酐(SA)和丙烷二磺酸酐(PSAH)。作为二氰基化合物，使用丁二腈(SN)。作为二异氰酸酯化合物，使用六亚甲基二异氰酸酯(HMI)。另外，作为另外的电解质盐，使用四氟硼酸锂(LiBF4)、由式(8-6)表示的化合物(LiBOB)和双(氟磺酰)亚胺锂(LiFSI)。其它材料在电解液中的含量(重量％)是如在表8中示出了的。
[表8]
电池结构：层合膜类型
即使电解液包括其它材料，在其中在层合膜类型二次电池中，电解液包括氰基化合物的情况下，仍获得了高的循环维持比例、高的储存维持比例和高的负荷维持比例，并且膨胀被充分抑制。特别地，在其中电解液包括氰基化合物的情况下，循环维持比例、储存维持比例和负荷维持比例中的一些或全部被进一步提高，并且在一些情况下，膨胀被进一步降低。
如从在表1至8中示出了的结果中可见的，在其中电解液被包含在膜状外封装构件中和电解液包括氰基化合物的情况下，循环特性、储存特性和负荷特性被改进，同时确保了膨胀特性。因此，在二次电池中实现了优异的电池特性。
尽管已经参照一些实施方案和实施例描述了本技术，但本技术不限于此，并且可以多种方式改变。
例如，已经参照其中电池元件具有螺旋卷绕结构的实例给出了说明。然而，电池元件的结构不限于其。本技术的二次电池类似地还可应用于其中电池元件具有例如堆叠结构的其它结构的情况。
另外，本技术包括其中将锂用作电极反应物的实例；然而，电极反应物不限于锂。电极反应物可以是诸如钠和钾的其它第1组元素、诸如镁和钙的第2族元素，和诸如铝的其它轻金属。由于本技术的效果预计独立于电极反应物的种类实现，因此即使电极反应物的种类被改变，类似的效果也是可实现的。
应该理解，在本说明书中描述的效果是示例性的和非限制性的。本技术可具有除了在本说明书中描述的那些之外的效果。
应该理解，本技术可具有如下构造。
(1)
一种二次电池，其包含：
正极；
负极；和
包括氰基化合物的电解液，氰基化合物由下式(1)表示，
正极、负极和电解液被提供在膜状外封装构件内，
[化23]
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团(-H)、氟基团(-F)、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，和g1和m1的每一个是1至3的整数。
(2)
根据(1)的二次电池，其中X1是在长周期型元素周期表中第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X1是锂(Li)。
(4)
根据(1)至(3)的任一项的二次电池，其中M1是硼(B)、磷(P)和铝(Al)中的一种。
(5)
根据(1)至(4)的任一项的二次电池，其中
一价烃基团是烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团、芳基基团和其中将烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团和芳基基团中的两个或更多个结合的一价基团，和
一价氟化烃基团是其中在一价烃基团中的一个或多个氢基团被氟基团取代的基团。
(6)
根据(1)至(5)的任一项的二次电池，其中
Rf是一价氟化烃基团，和
在一价氟化烃基团中的碳数量为1至10。
(7)
根据(1)至(6)的任一项的二次电池，其中氰基化合物在电解液中的含量为包括两个端值的0.01mol/kg至0.5mol/kg。
(8)
根据(1)至(7)的任一项的二次电池，其中
电解液包括由下式(2)、(3)和(4)表示的不饱和环状碳酸酯中的一种或多种，
[化24]
其中R11和R12的每一个是氢基团和烷基基团中的一种，R13至R16的每一个是氢基团、烷基基团、乙烯基基团和烯丙基基团中的一种，R13至R16的一个或多个是乙烯基基团和烯丙基基团中的一种，R17是由>CR171R172表示的基团，和R171和R172的每一个是氢基团和烷基基团中的一种。
(9)
根据(1)至(8)的任一项的二次电池，其中电解液包括由下式(5)和(6)表示的卤代碳酸酯中的一种或多种，
[化25]
其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，和R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。
(10)
根据(1)至(9)的任一项的二次电池，其中二次电池是锂离子二次电池。
(11)
一种电池组，其包括：
根据(1)至(10)的任一项的二次电池；
控制器，其控制二次电池的操作；和
开关部分，其根据来自控制器的指令转变二次电池的操作。
(12)
一种电动车辆，其包括：
根据(1)至(10)的任一项的二次电池；
转换器，其将由二次电池供给的电力转换成驱动力；
根据驱动力操作的驱动部分；和
控制器，其控制二次电池的操作。
(13)
一种电力储存系统，其包括：
根据(1)至(10)的任一项的二次电池；
一个或多个电气器件，其被供给以来自二次电池的电力；和；
控制器，其控制来自二次电池的电力到一个或多个电气器件的供给。
(14)
一种电动工具，其包括：
根据(1)至(10)的任一项的二次电池；和
可移动部分，其被供给以来自二次电池的电力。
(15)
一种电子设备，其包括作为电力供给源的根据(1)至(10)的任一项的二次电池。
本申请基于2015年二月13日在日本专利局提交的日本专利申请2015-026731并请求其优先权，其全部内容通过引用并入本文中。
本领域技术人员应当理解，取决于设计要求和其它因素，可存在多种变型、组合、亚组合和改变，只要它们在所附权利要求或其等价物范围内。

Claims (14)

1.一种二次电池，包含：
正极；
负极；和
包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，
所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内，
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团、氟基团、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，并且g1和m1的每一个是1至3的整数；
其中所述电解液包括由以下式(5)和式(6)表示的卤代碳酸酯中的一种或多种，
其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，并且R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中X1是在长周期型元素周期表中第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X1是锂。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中M1是硼、磷和铝中的任一种。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中
所述一价烃基团是烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团、芳基基团和其中将烷基基团、烯基基团、炔基基团、环烷基基团和芳基基团中的两种或更多种结合的一价基团中的一种，并且
所述一价氟化烃基团是其中所述一价烃基团中的一个或多个氢基团被氟基团取代的基团。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中
Rf是一价氟化烃基团，并且
所述一价氟化烃基团的碳数为1至10。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中所述氰基化合物在所述电解液中的含量为包括两个端值的0.01mol/kg至0.5mol/kg。
8.根据权利要求1所述的二次电池，其中
所述电解液包括由以下式(2)、式(3)和式(4)表示的不饱和环状碳酸酯中的一种或多种，
其中R11和R12的每一个是氢基团和烷基基团中的一种，R13至R16的每一个是氢基团、烷基基团、乙烯基基团和烯丙基基团中的一种，R13至R16的一个或多个是乙烯基基团和烯丙基基团中的一种，R17是由>CR171R172表示的基团，并且R171和R172的每一个是氢基团和烷基基团中的一种。
9.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。
10.一种电池组，包含：
二次电池；
控制器，控制所述二次电池的操作；以及
开关部分，根据来自所述控制器的指令切换所述二次电池的操作，
所述二次电池包括
正极，
负极，和
包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，
所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内，
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团、氟基团、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，并且g1和m1的每一个是1至3的整数；
其中所述电解液包括由以下式(5)和式(6)表示的卤代碳酸酯中的一种或多种，
其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，并且R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。
11.一种电动车辆，包含：
二次电池；
转换器，将由所述二次电池供给的电力转换成驱动力；
驱动部分，根据所述驱动力进行驱动；和
控制器，控制所述二次电池的操作，
所述二次电池包括
正极，
负极，和
包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，
所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内，
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团、氟基团、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，并且g1和m1的每一个是1至3的整数；
其中所述电解液包括由以下式(5)和式(6)表示的卤代碳酸酯中的一种或多种，
其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，并且R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。
12.一种电力储存系统，包含：
二次电池；
一个或多个电气器件，由所述二次电池供给电力；以及
控制器，控制由所述二次电池到所述电气器件的电力的供给，
所述二次电池包括
正极，
负极，和
包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，
所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内，
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团、氟基团、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，并且g1和m1的每一个是1至3的整数；
其中所述电解液包括由以下式(5)和式(6)表示的卤代碳酸酯中的一种或多种，
其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，并且R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。
13.一种电动工具，包含：
二次电池；和
可移动部分，由所述二次电池供给电力，
所述二次电池包括
正极，
负极，和
包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，
所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内，
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团、氟基团、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，并且g1和m1的每一个是1至3的整数；
其中所述电解液包括由以下式(5)和式(6)表示的卤代碳酸酯中的一种或多种，
其中R18至R21的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，R18至R21的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种，R22至R27的每一个是氢基团、卤素基团、烷基基团和卤代烷基基团中的一种，并且R22至R27的一个或多个是卤素基团和卤代烷基基团中的一种。
14.一种电子设备，包含作为电力供给源的二次电池，所述二次电池包括
正极，
负极，和
包括由以下式(1)表示的氰基化合物的电解液，
所述正极、所述负极和所述电解液被提供在膜状外封装构件内，
其中X1n1+是金属离子和鎓离子中的一种，M1是过渡金属元素和在长周期型元素周期表中第13族元素、第14族元素和第15族元素中的一种，Rf是氟基团和一价氟化烃基团中的一种，Y1是-C(＝O)-(CR12)d1-C(＝O)-、-CR22-(CR32)e1-C(＝O)-、-S(＝O)2-(CR32)e1-S(＝O)2-、-CR22-(CR32)e1-S(＝O)2-、-C(＝O)-(CR32)e1-S(＝O)2-和-CR22-(CR32)e1-CR22-中的一种，R1、R2和R3的每一个是氢基团、氟基团、一价烃基团和一价氟化烃基团中的一种，a1、f1和n1的每一个是1或2的整数，b1是1至4的整数，c1是0至3的整数，d1和e1的每一个是0至4的整数，并且g1和m1的每一个是1至3的整数；
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