CN108370064B - 二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备 - Google Patents

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

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Abstract

一种二次电池，包括正极、负极以及电解质层。电解质层包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，其中，所述高分子化合物包含共聚物，所述共聚物包含偏二氟乙烯以及六氟丙烯作为成分。电解液的重量W2与高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50。

Description

二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电 子设备
技术领域
本技术涉及具有包含电解液以及高分子化合物的电解质层的二次电池和使用了该二次电池的电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备。
背景技术
便携式电话机以及便携式信息终端设备(PDA)等多种多样的电子设备正在广泛地普及，并且一直要求该电子设备的小型化、轻量化以及使用寿命延长。与此相伴，作为电源，正在推进电池尤其是小型且轻量、可获得高能量密度的二次电池的开发。
对于二次电池，不局限于上述的电子设备，也正在研究向其它用途的应用。其它用途的一例是以可装卸的方式搭载于电子设备等的电池组、电动汽车等电动车辆、家庭用电力服务器等电力储存系统、电钻等电动工具。
该二次电池具有正极以及负极的同时还具有电解液，该电解液一般以浸渍于隔膜中的状态搭载于二次电池。
除此以外，电解液也有时以由高分子化合物保持的状态搭载于二次电池。该二次电池具有作为所谓的凝胶状电解质的电解质层，使用了该电解质层的二次电池防止了电解液漏液。
电解质层的结构能够对二次电池的电池特性带来很大的影响，所以关于该电解质层的结构，已经进行了各种各样的研究。
具体而言，为了使负荷特性等提高，使用了偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物，并且增塑剂在凝胶状固体电解质中的含量被设定为按重量计10％至80％(例如参照专利文献1)。
另外，为了使负荷特性等提高，使用了偏二氟乙烯与六氟丙烯的嵌段共聚物，并且电解液在固体电解质中的含量被设定为按重量计80％或更多(例如参照专利文献2)。
电解液含有溶剂和电解质盐。但是，电解液可以还含有添加剂等其它材料中的任意一种或两种以上。
溶剂包含有机溶剂等非水溶剂中的任意一种或两种以上。包含非水溶剂的电解液是所谓的非水电解液。
非水溶剂例如是碳酸酯(环状碳酸酯和链状碳酸酯)、内酯、链状羧酸酯以及腈等。这是因为，可获得卓越的电池容量、循环特性以及保存特性等。环状碳酸酯例如为碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及碳酸丁烯酯等，链状碳酸酯例如为碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯以及碳酸甲丙酯等。内酯例如为γ-丁内酯以及γ-戊内酯等。羧酸酯例如为乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯以及三甲基乙酸乙酯等。腈例如为乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈以及3-甲氧基丙腈等。
除此以外，非水溶剂也可以是例如1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N－甲基噁唑烷酮、N,N'-二甲基-2-咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯以及二甲基亚砜等。这是因为，可获得同样的优点。
其中，碳酸酯尤其优选包含碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯以及碳酸甲乙酯中的任意一种或两种以上。这是因为，可获得更卓越的电池容量、循环特性以及保存特性等。在这种情况下，更优选碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等高粘度(高介电常数)溶剂(例如相对介电常数ε≧30)与碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯以及碳酸二乙酯等低粘度溶剂(例如粘度≦1mPa·s)的组合。这是因为，电解质盐的解离度以及离子迁移率提高。
特别地，非水溶剂也可以含有不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺酸酯、酸酐、二腈化合物、二异氰酸酯化合物以及磷酸酯等中的任意一种或两种以上。这是因为，电解液的化学稳定性提高。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第4355970号说明书
专利文献2：日本专利第4092669号说明书。
发明内容
上述的电子设备等越来越高性能化和多功能化。与此相伴，电子设备等的使用频率不断增加，同时该电子设备等的使用环境不断扩大。因此，关于二次电池的电池特性，尚有改善的余地。
因此，希望提供能够获得卓越的电池特性的二次电池、电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备。
本技术的一实施方式的二次电池包括正极、负极以及电解质层。电解质层包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述高分子化合物包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分。电解液的重量W2与高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50。
本技术的一实施方式的电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备的各个包括二次电池，所述二次电池具有与上述的本技术的一实施方式的二次电池同样的结构。
根据本技术的一实施方式的二次电池，电解质层含有电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，其中，所述高分子化合物包含共聚物，所述共聚物包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分，电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50。因此，能够获得卓越的电池特性。另外，在本技术的一实施方式的电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备中，也能够获得同样的效果。
需要注意的是，在此描述的效果未必受到限制，也可以是本技术中描述过的任何效果。
附图说明
图1是表示本技术的一实施方式的二次电池(层压膜型)的结构的立体图。
图2是沿着图1中示出的II－II线的卷绕电极体的截面图。
图3是表示二次电池的应用例(电池组：单电池)的结构的立体图。
图4是表示图3中示出的电池组的结构的框图。
图5是表示二次电池的应用例(电池组：组合电池)的结构的框图。
图6是表示二次电池的应用例(电动车辆)的结构的框图。
图7是表示二次电池的应用例(电力储存系统)的结构的框图。
图8是表示二次电池的应用例(电动工具)的结构的框图。
具体实施方式
下面，参照附图来对本技术的一实施方式进行详细说明。需要注意的是，说明的顺序如下：
1.二次电池
1-1.二次电池的结构
1-1-1.整体结构
1-1-2.正极
1-1-3.负极
1-1-4.隔膜
1-1-5.电解质层
1-2.二次电池的工作
1-3.二次电池的制造方法
1-4.二次电池的作用和效果
2.二次电池的用途
2-1.电池组(单电池)
2-2.电池组(组合电池)
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，对本技术的一实施方式的二次电池进行说明。
＜1-1.二次电池的结构＞
图1表示二次电池的立体结构。图2表示沿着图1中示出的II－II线的卷绕电极体10的截面结构。
在此说明的二次电池是通过吸留和释放电极反应物质来获得负极14的容量的二次电池，具有所谓的层压膜型的电池结构。
所谓“电极反应物质”是关于电极反应的物质，例如在通过吸留和释放锂(Li)来获得电池容量的锂离子二次电池中是锂(或者锂离子)。在以下的说明中，列举本技术的二次电池为锂离子二次电池的情况为例。
＜1-1-1.整体结构＞
该二次电池例如如图1所示，在薄膜状的外包装部件20的内部收纳有作为电池元件的卷绕电极体10。卷绕电极体10将隔着例如隔膜15以及电解质层16而层叠的正极13和负极14进行了卷绕。在正极13附接有正极引线11，并在负极14附接有负极引线12。卷绕电极体10的最外周部由保护带17保护。
正极引线11例如从外包装部件20的内部朝外部被引出。该正极引线11含有例如铝(Al)等导电性材料中的任一种或两种以上，该导电性材料例如为薄板状或网眼状。
负极引线12例如从外包装部件20的内部朝着外部并向与正极引线11同样的方向引出。该负极引线12含有例如铜(Cu)、镍(Ni)以及不锈钢等导电性材料中的任意一种或两种以上，该导电性材料例如为薄板状或网眼状。
外包装部件20例如是能够沿图1所示的箭头R的方向折叠的一张薄膜，在该外包装部件20的一部分上设有用于收纳卷绕电极体10的凹陷部。该外包装部件20例如是将熔合层、金属层、表面保护层依次层叠而成的层压膜。在二次电池的制造工序中，以熔合层彼此隔着卷绕电极体10而相对的方式折叠外包装部件20，并将该熔合层的外周边缘部彼此熔合。但是，外包装部件20也可以是经由粘合剂等贴合而成的两张层压膜。熔合层包含有例如聚乙烯和聚丙烯等薄膜中的任一种或两种以上。金属层包含有例如铝箔等中的任一种或两种以上。表面保护层包含有例如尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯等薄膜中的任一种或两种以上。
其中，外包装部件20尤其优选是将聚乙烯薄膜、铝箔以及尼龙薄膜依次层叠而成的铝层压膜。但是，外包装部件20既可以是具有其它层叠结构的层压膜，也可以是聚丙烯等高分子膜，还可以是金属膜。
在外包装部件20与正极引线11之间，例如为了防止外部气体侵入而插入有紧贴膜21，该紧贴膜21含有对正极引线11具有紧贴性的材料中的任一种或两种以上。该具有紧贴性的材料例如为聚烯烃树脂等，更具体而言是聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯以及改性聚丙烯等。
在外包装部件20与负极引线12之间插入有例如上述的紧贴膜21。关于该紧贴膜21的详情例如除了含有对负极引线12具有紧贴性的材料以外，均与关于插入在外包装部件20与正极引线11之间的紧贴膜21的详情相同。
＜1-1-2.正极＞
正极13例如如图2所示，包括正极集电体13A和设于该正极集电体13A上的正极活性物质层13B。
需要注意的是，正极活性物质层13B既可以只设于正极集电体13A的一个表面，也可以设于正极集电体13A的两个表面。在图2中，例如，示出了正极活性物质层13B设于正极集电体13A的两个表面的情况。
[正极集电体]
正极集电体13A含有例如导电性材料中的任一种或两种以上。导电性材料的种类不作特别限定，例如为铝、镍以及不锈钢等金属材料，也可以是包含该金属材料中的两种以上的合金。需要注意的是，正极集电体13A既可以是单层，也可以是多层。
[正极活性物质层]
正极活性物质层13B含有能吸留和释放锂的正极材料中的任一种或两种以上作为正极活性物质。但是，正极活性物质层13B可以还含有正极粘结剂和正极导电剂等其它材料中的任一种或两种以上。
正极材料优选为含锂化合物中的任一种或两种以上。该含锂化合物的种类不作特别限定，但其中尤其优选含锂复合氧化物和含锂磷酸化合物。这是因为可获得高能量密度。
“含锂复合氧化物”是包含锂和除锂以外的元素(以下称为“其它元素”)中的任一种或两种以上作为构成元素的氧化物。该含锂氧化物具有例如层状岩盐型和尖晶石型等中的任一种或两种以上的结晶结构。
“含锂磷酸化合物”是包含锂和其它元素中的任一种或两种以上作为构成元素的磷酸化合物。该含锂磷酸化合物具有例如橄榄石型等中的任一种或两种以上的结晶结构。
其它元素的种类只要是任意的元素(除锂以外)中的任一种或两种以上，则就不作特别限定。其中，其它元素优选是属于长周期型周期表中的2族至15族的元素中的任一种或两种以上。更具体而言，其它元素更优选是镍、钴、锰以及铁等中的任一种或两种以上的金属元素。这是因为可获得高电压。
具有层状岩盐型结晶结构的含锂复合氧化物例如是由下述式(1)至式(3)的各个表示的化合物等。
LiaMn(1-b-c)NibM1cO(2-d)Fe……(1)
(M1是钴、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、锆、钼、锡、钙、锶以及钨中的至少一种。a～e满足0.8≦a≦1.2、0＜b＜0.5、0≦c≦0.5、(b+c)＜1、-0.1≦d≦0.2以及0≦e≦0.1，但是，锂的组成根据充放电状态而不同。a是完全放电状态的值。)
LiaNi(1-b)M2bO(2-c)Fd……(2)
(M2是钴、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨中的至少一种。a～d满足0.8≦a≦1.2、0.005＜b＜0.5、-0.1≦c≦0.2以及0≦d≦0.1。但是，锂的组成根据充放电状态而不同，a是完全放电状态的值。)
LiaCo(1-b)M3bO(2-c)Fd……(3)
(M3是镍、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨中的至少一种。a～d满足0.8≦a≦1.2、0≦b＜0.5、-0.1≦c≦0.2以及0≦d≦0.1。但是，锂的组成根据充放电状态而不同，a是完全放电状态的值。)
具有层状岩盐型结晶结构的含锂复合氧化物例如是LiNiO2、LiCoO2、LiCo0.98Al0.01Mg0.01O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、Li1.2Mn0.52Co0.175Ni0.1O2以及Li1.15(Mn0.65Ni0.22Co0.13)O2等。
需要注意的是，在具有层状岩盐型结晶结构的含锂复合氧化物包含镍、钴、锰以及铝作为构成元素的情况下，其镍的原子比例优选为按原子计50％以上。这是因为可获得高能量密度。
具有尖晶石型结晶结构的含锂复合氧化物例如是由下述式(4)表示的化合物等。
LiaMn(2-b)M4bOcFd……(4)
(M4是钴、镍、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨中的至少一种。a～d满足0.9≦a≦1.1、0≦b≦0.6、3.7≦c≦4.1以及0≦d≦0.1。但是，锂的组成根据充放电状态而不同，a是完全放电状态的值。)
具有尖晶石型结晶结构的含锂复合氧化物例如是LiMn2O4等。
具有橄榄石型结晶结构的含锂磷酸化合物例如是由下述式(5)表示的化合物等。
LiaM5PO4……(5)
(M5是钴、锰、铁、镍、镁、铝、硼、钛、钒、铌、铜、锌、钼、钙、锶、钨以及锆中的至少一种。a满足0.9≦a≦1.1。但是，锂的组成根据充放电状态而不同，a是完全放电状态的值。)
具有橄榄石型结晶结构的含锂磷酸化合物例如是LiFePO4、LiMnPO4、LiFe0.5Mn0.5PO4以及LiFe0.3Mn0.7PO4等。
需要注意的是，含锂复合氧化物也可以是由下述式(6)表示的化合物等。
(Li2MnO3)x(LiMnO2)1-x……(6)
(x满足0≦x≦1。)
除此以外，正极材料也可以是例如氧化物、二硫化物、硫族化物以及导电性高分子等。氧化物例如是氧化钛、氧化钒以及二氧化锰等。二硫化物例如为二硫化钛以及硫化钼等。硫族化物例如为硒化铌等。导电性高分子例如为硫、聚苯胺以及聚噻吩等。
但是，正极材料不局限于上述的材料，也可以是其它材料。
正极粘结剂含有例如合成橡胶以及高分子化合物等中的任一种或两种以上。合成橡胶例如为苯乙烯-丁二烯系橡胶、氟系橡胶以及乙烯-丙烯二烯等。高分子化合物例如为聚偏二氟乙烯、聚丙烯酸以及聚酰亚胺等。
正极导电剂含有例如碳材料等中的任一种或两种以上。该碳材料例如为石墨、炭黑、乙炔黑以及科琴黑等。需要注意的是，正极导电剂只要是具有导电性的材料，则就也可以是金属材料和导电性高分子等。
＜1-1-3.负极＞
负极14例如如图2所示，包括负极集电体14A和设于该负极集电体14A上的负极活性物质层14B。
需要注意的是，负极活性物质层14B既可以只设于负极集电体14A的一个表面，也可以设于负极集电体14A的两个表面。在图2中，例如示出了负极活性物质层14B设于负极集电体14A的两个表面的情况。
[负极集电体]
负极集电体14A含有例如导电性材料中的任一种或两种以上。导电性材料的种类不作特别限定，例如为铜、铝、镍以及不锈钢等金属材料，也可以是包含该金属材料中的两种以上的合金。需要注意的是，负极集电体14A既可以是单层，也可以是多层。
负极集电体14A的表面优选已被粗面化。这是因为，由于所谓的锚定效应，负极活性物质层14B对负极集电体14A的紧贴性提高。在这种情况下，只要至少在与负极活性物质层14B相对的区域上负极集电体14A的表面被粗面化即可。粗面化的方法例如为使用电解处理来形成微粒的方法等。在电解处理中，为了在电解槽中通过电解法而在负极集电体14A的表面上形成微粒，在该负极集电体14A的表面上设置凹凸。通过电解法来制作出的铜箔一般称为电解铜箔。
[负极活性物质层]
负极活性物质层14B含有能吸留和释放锂的负极材料中的任一种或两种以上作为负极活性物质。但是，负极活性物质层14B可以还含有负极粘结剂和负极导电剂等其它材料中的任一种或两种以上。关于负极粘结剂和负极导电剂的详情例如与关于正极粘结剂和正极导电剂相同。
但是，为了防止在充电途中锂金属意外地在负极14析出，负极材料的可充电的容量优选大于正极13的放电容量。即，优选，能吸留和释放锂的负极材料的电化学当量大于正极13的电化学当量。
负极材料例如是碳材料中的任一种或两种以上。这是因为，在吸留和释放锂时结晶结构的变化非常少，因此可稳定地获得高能量密度。另外，这是因为，碳材料也作为负极导电剂而发挥作用，因此负极活性物质层22B的导电性提高。
碳材料例如为易石墨化性碳、难石墨化性碳以及石墨等。但是，难石墨化性碳上的(002)面的面间距优选为0.37nm以上，并且石墨上的(002)面的面间距优选为0.34nm以下。更具体而言，碳材料例如为热分解碳类、焦炭类、玻璃状碳纤维、有机高分子化合物烧制体、活性炭以及炭黑类等。该焦炭类包括沥青焦、针状焦以及石油焦等。有机高分子化合物烧制体是将苯酚树脂或呋喃树脂等高分子化合物以适当的温度烧制(碳化)而成的物质。除此以外，碳材料既可以是以大约1000℃以下的温度进行过热处理的低结晶度碳，也可以是无定形碳。需要注意的是，碳材料的形状可以是纤维状、球状、粒状以及鳞片状中的任一种。
另外，负极材料例如是包含金属元素和半金属元素中的任意一种或两种以上作为构成元素的材料(金属系材料)。这是因为可获得高能量密度。
金属系材料既可以是单质、合金、化合物，也可以是它们中的两种以上。另外，金属系材料也可以是至少部分包含上述的单质、合金以及化合物中的一种或两种以上的相的材料。但是，在此说明的单质只意味着一般意义上的单质(可含有微量的杂质)，并非意味着必须是纯度100％。但是，合金不仅包含以两种以上的金属元素为构成元素的材料，而且还包含另一种材料，其包含一种以上的金属元素和一种以上的半金属元素作为构成元素。该合金也可以含有非金属元素作为构成元素。需要注意的是，金属系材料的组织是例如固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物以及它们中的两种以上的共存物等。
上述的金属元素和半金属元素例如是可与锂形成合金的金属元素和半金属元素中的任意一种或两种以上。具体而言，例如是镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)以及铂(Pt)等。
其中，尤其优选硅和锡中的一方或双方。这是因为，吸留和释放锂的能力卓越，所以可获得显著高的能量密度。
包含硅和锡中的一方或双方作为构成元素的材料既可以是硅的单质、合金以及化合物中的任一种，也可以是锡的单质、合金以及化合物中的任一种，也可以是它们中的两种以上，还可以是至少部分包含它们中的一种或两种以上的相的材料。
硅的合金含有例如锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑以及铬等中的任意一种或两种以上来作为硅以外的构成元素。硅的化合物含有例如碳和氧等中的任意一种或两种以上作为硅以外的构成元素。需要注意的是，硅的化合物也可以含有例如关于硅的合金而说明过的一系列元素中的任意一种或两种以上作为硅以外的构成元素。
硅的合金和硅的化合物的具体实例为SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O、SiOv(O＜v≦2)以及LiSiO等。需要注意的是，SiOv中的v也可以是0.2＜v＜1.4。
锡的合金含有例如硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑以及铬等中的任意一种或两种以上来作为锡以外的构成元素。锡的化合物含有例如碳和氧等中的任意一种或两种以上来作为锡以外的构成元素。需要注意的是，锡的化合物也可以含有例如关于锡的合金而说明过的一系列元素中的任意一种或两种以上来作为锡以外的构成元素。
锡的合金和锡的化合物的具体实例是SnOw(O＜w≦2)、SnSiO3、LiSnO以及Mg2Sn等。
特别地，包含锡作为构成元素的材料优选是例如包含作为第一构成元素的锡的同时包含第二构成元素和第三构成元素的材料(含Sn材料)。第二构成元素包括例如钴、铁、镁、钛、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镓、锆、铌、钼、银、铟、铯(Ce)、铪(Hf)、钽、钨、铋以及硅等中的任意一种或两种以上。第三构成元素包括例如硼、碳、铝以及磷(P)等中的任意一种或两种以上。这是因为，通过含Sn材料含有第二和第三构成元素，可获得高的电池容量以及卓越的循环特性等。
其中，含Sn材料优选是包含锡、钴以及碳作为构成元素的材料(含SnCoC材料)。在该含SnCoC材料中，例如，碳的含量为按质量计9.9％至29.7％，锡和钴的含量的比例(Co/(Sn+Co))为按质量计20％至70％。这是因为可获得高能量密度。
含SnCoC材料优选具有包含锡、钴以及碳的相，该相优选为低结晶度或非晶质。该相是可与锂反应的相(反应相)，因此，由于存在该反应相，含SnCoC材料获得卓越的特性。当然，反应相也可以包含有低结晶度的部分和非晶质的部分。该反应相的通过X射线衍射来获得的衍射峰的半高宽(衍射角2θ)在使用CuKα射线作为特定X射线并将插引速度设为了1°/min的情况下优选为1°以上。这是因为，在含SnCoC材料中更顺利地吸留和释放锂的同时，含SnCoC材料对电解液的反应性降低。需要注意的是，含SnCoC材料也有时除包含低结晶度或非晶质的相以外还包含有另一种相，该相含有各构成元素的单质或一部分。
关于通过X射线衍射来获得的衍射峰是否对应于可与锂反应的反应相，例如，通过比较在与锂电化学反应前后的X射线衍射图，能够容易判断。具体而言，例如，如果在与锂电化学反应的前后衍射峰的位置发生变化，则就对应于可与锂反应的反应相。在这种情况下，例如，低结晶度或非晶质的反应相的衍射峰可见于2θ＝20°～50°之间。这种反应相含有例如上述的各构成元素，被认为主要由于碳的存在而进行了低结晶化或非晶质化。
含SnCoC材料优选作为构成元素的碳中的至少一部分与作为其它构成元素的金属元素或半金属元素已结合。这是因为，可抑制锡等凝结或进行结晶。关于元素的结合状态，例如，可采用X射线光电子能谱法(XPS)来确认。市售的装置使用例如Al-Ka射线或Mg-Kα射线等作为软X射线。在碳中的至少一部分与金属元素或半金属元素等已结合的情况下，碳的1s轨道(C1s)的合成波的峰出现在低于284.5eV的区域。需要注意的是，进行了能量校正以在84.0eV处获得金原子的4f轨道(Au4f)的峰。此时，通常在物质表面存在有表面污染碳，因此将该表面污染碳的C1s的峰设置在284.8eV，并将该峰作为能量基准。在XPS测量中，C1s的峰的波形以包括表面污染碳的峰和含SnCoC材料中的碳的峰的形式获得。为此，通过使用例如市售的软件来进行分析而将两者的峰分离。在波形的分析中，将存在于最低束缚能侧的主峰的位置作为能量基准(284.8eV)。
该含SnCoC材料不局限于构成元素只是锡、钴以及碳的材料(SnCoC)。该含SnCoC材料也可以例如除锡、钴以及碳以外还含有硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷、镓以及铋等中的任意一种或两种以上作为构成元素。
除含SnCoC材料以外，也优选包含锡、钴、铁以及碳作为构成元素的材料(含SnCoFeC材料)。该含SnCoFeC材料的组成是任意的。若列举一例，在将铁的含量设定得略少一些的情况下，碳的含量为按质量计9.9％至29.7％，铁的含量为按质量计0.3％至5.9％，锡和钴的含量的比例(Co/(Sn+Co))为按质量计30％至70％。另外，在将铁的含量设定得略多一些的情况下，碳的含量为按质量计11.9％至29.7％，锡、钴以及铁的含量的比例((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))为按质量计26.4％至48.5％，钴和铁的含量的比例(Co/(Co+Fe))为按质量计9.9％至79.5％。这是因为，在这种组成范围内可获得高能量密度。需要注意的是，含SnCoFeC材料的物理性质(半高宽等)是与上述的含SnCoC材料的物理性质同样的。
除此以外，负极材料也可以是例如金属氧化物和高分子化合物等中的任意一种或两种以上。金属氧化物例如为氧化铁、氧化钌以及氧化钼等。高分子化合物例如为聚乙炔、聚苯胺以及聚吡咯等。
其中，根据以下的理由，负极材料尤其优选含有碳材料和金属系材料双方。
金属系材料尤其是包含硅和锡中的一方或双方作为构成元素的材料具有理论容量高这样的优点，但另一面却具有在充放电时易于急剧地膨胀收缩这样的担忧点。另一方面，碳材料具有理论容量低这样的担忧点，但另一面却具有在充放电时难以膨胀收缩这样的优点。因此，通过使用碳材料和金属系材料双方，从而既获得高的理论容量(换句话说电池容量)，又抑制了充放电时的膨胀收缩。
负极活性物质层14B通过例如涂布法、气相法、液相法、熔射法以及烧成法(烧结法)等中的任意一种或两种以上的方法来形成。涂布法是一种如下的方法：在将例如颗粒(粉末)状的负极活性物质与负极粘结剂等进行了混合之后使该混合物分散于有机溶剂等中，然后再涂布于负极集电体14A。气相法例如是物理沉积法和化学沉积法等。更具体而言，例如是真空蒸镀法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积、化学气相沉积(CVD)法以及等离子体化学气相沉积法等。液相法例如为电解镀金法和无电解镀金法等。熔射法是将熔融状态或半熔融状态的负极活性物质喷涂到负极集电体14A的表面的方法。烧成法是在采用例如涂布法来将已分散于有机溶剂等中的混合物涂布于负极集电体14A之后以高于负极粘结剂等的熔点的温度对混合物进行热处理的方法。该烧成法例如为气氛烧成法、反应烧成法以及热压烧成法等。
在该二次电池中，如上所述，为了防止在充电途中锂意外地在负极14析出，能吸留和释放锂的负极材料的电化学当量大于正极的电化学当量。另外，当完全充电时的开路电压(即电池电压)为4.25V或更大时，与为4.20V的情况相比，即使使用相同的正极活性物质，每单位质量的锂的放出量也增多，所以根据这个现象而调整了正极活性物质的量和负极活性物质的量。由此获得高能量密度。
＜1-1-4.隔膜＞
隔膜15配置于正极13与负极14之间，因此正极13和负极14通过隔膜15被隔离。该隔膜15既防止由于正极13与负极14的接触而发生短路，又使锂离子通过。
另外，隔膜15包含有例如合成树脂和陶瓷等多孔质膜中的任意一种或两种以上，也可以是包含两种以上的多孔质膜的层叠膜。合成树脂含有例如聚四氟乙烯、聚丙烯以及聚乙烯等中的任意一种或两种以上。
需要注意的是，隔膜15也可以包含有例如上述的多孔质膜(基材层)和设于该基材层上的高分子化合物层。这是因为，隔膜15对正极13和负极14各个的紧贴性提高，所以卷绕电极体10变得难以歪斜。由此，抑制了电解液的分解反应的同时，还抑制了浸渍于基材层中的电解液漏液，所以即使反复充放电，电阻也难以上升，并且二次电池也难以膨胀。
高分子化合物层既可以只设于基材层的一个表面，也可以设于基材层的两个表面。该高分子化合物层含有例如聚偏二氟乙烯等高分子化合物中的任意一种或两种以上。这是因为，聚偏二氟乙烯在物理强度上卓越，并且电化学稳定。当形成高分子化合物层时，在将高分子化合物由例如有机溶剂等溶解而得的溶液涂布于基材层之后，使该基材层干燥。需要注意的是，也可以在使基材层浸渍于溶液中之后使该基材层干燥。
＜1-1-5.电解质层＞
电解质层16含有电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒。在该电解质层16中，电解液由高分子化合物保持，并且多个无机颗粒已分散于高分子化合物中。即，在此说明的电解质层16是所谓的凝胶状电解质。使用了电解质层16是因为，可获得高的离子电导率(例如在室温下1mS/cm以上)，并且防止了电解液漏液。但是，电解质层16可以还含有各种添加剂等其它材料中的任意一种或两种以上。
这里，例如在正极13(正极活性物质层13B)上设有电解质层16(正极侧电解质层16A)，并在负极14(负极活性物质层14B)上设有电解质层16(负极侧电解质层16B)。即，例如，在正极13与隔膜15之间配置有正极侧电解质层16A，并在负极14与隔膜15之间配置有负极侧电解质层16B。
但是，也可以在正极13上设有正极侧电解质层16A，而在负极14上不设置负极侧电解质层16B。或者，也可以在负极14上设有负极侧电解质层16B，而在正极13上不设置正极侧电解质层16A。在图2中，例如示出了在正极13上设有正极侧电解质层16A并在负极14上设有负极侧电解质层16B的情况。
以下，根据需要，在使用如“正极侧电解质层16A”和“负极侧电解质层16B”这样两种称呼的同时，将正极侧电解质层16A和负极侧电解质层16B统一起来而总称为“电解质层16”。
[高分子化合物]
高分子化合物含有特定的共聚物中的任一种或两种以上，该共聚物含有偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分(聚合单元)。
“共聚物含有偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分”意味着使用包含偏二氟乙烯和六氟丙烯的两种以上的原料(所谓的单体)并通过该两种以上的原料的聚合反应来形成了共聚物。
详细而言，偏二氟乙烯和六氟丙烯各个是用于形成共聚物的原料(单体)。即，偏二氟乙烯和六氟丙烯各个含有不饱和键(碳碳双键)。因此，在共聚物的形成工序中，利用偏二氟乙烯和六氟丙烯各个中所含有的不饱和键(碳碳双键)，偏二氟乙烯和六氟丙烯各个进行聚合反应(高分子化)。
以下，为了与不包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分的共聚物相区分，将该含有偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分的共聚物称为“特定共聚物”。当然，特定共聚物也可以是以偏二氟乙烯和六氟丙烯为成分的共聚物。
在此说明的特定共聚物是所谓的无规共聚物。与此相伴，偏二氟乙烯和六氟丙烯等成分(单体)在特定共聚物中的排列(连结)顺序不作特别限定。
高分子化合物含有特定共聚物是因为，在电解质层16中可获得高的离子传导性，同时确保了该电解质层16的物理强度(形状稳定性)。由此，即使在低温环境中等严酷的条件下对二次电池进行充放电，放电容量也变得难以降低。
特定共聚物的结构只要如上所述含有偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分，则就不作特别限定。关于该特定共聚物的结构的详情例如为如下这样。
偏二氟乙烯是主要起到使电解质层16的物理强度和电化学稳定性提高的作用的成分。偏二氟乙烯在特定共聚物中的共聚量不作特别限定，但其中尤其优选为按重量计92.5％至98.5％。这是因为，偏二氟乙烯的共聚量被最优化，所以在电解质层16中可获得足够的物理强度。
六氟丙烯是主要起到使电解质层16的离子传导性提高的作用的成分。六氟丙烯在特定共聚物中的共聚量不作特别限定，但其中尤其优选为按重量计1.5％至7.5％。这是因为，六氟丙烯的共聚量被最优化，所以在电解质层16中可获得足够的离子传导性。
电解液的重量W2与包含特定共聚物的高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，优选为4至40。这是因为，在电解质层16含有电解液和高分子化合物的同时还含有多个无机颗粒的情况下电解液的重量W2相对于高分子化合物的重量W1被最优化。由此，在电解质层16中获得更高的离子传导性，同时该电解质层16的物理强度(形状稳定性)进一步提高，所以二次电池即使被充放电，放电容量也变得更难以降低。
重量W1如上所述是包含特定共聚物的高分子化合物的重量。即，在高分子化合物只含有特定共聚物的情况下，该高分子化合物的W1是特定共聚物的重量。另一方面，在高分子化合物含有特定共聚物的同时还含有后述的其它聚合物的情况下，该高分子化合物的重量W1是特定共聚物的重量与其它聚合物的重量之和。
特定共聚物的重均分子量不作特别限定，但其中尤其优选为55万至120万。这是因为，由于特定共聚物的重均分子量被最优化，所以在电解质层16中获得更高的离子传导性，同时该电解质层16的物理强度进一步提高。
特定共聚物的种类既可以如上所述只有一种，也可以是两种以上。其中，特定共聚物的种类尤其优选为两种以上。在这种情况下，既可以是两种以上的特定共聚物的各自的重均分子量彼此不同，也可以是六氟丙烯在两种以上的特定共聚物各个中的共聚量彼此不同。这是因为，通过重均分子量或六氟丙烯的共聚量彼此不同的两种以上的特定共聚物来分担(兼顾)使电解质层16的离子传导性提高的作用和使该电解质层16的物理强度提高的作用。由此，在电解质层16中获得更高的离子传导性，同时该电解质层16的物理强度进一步提高。
关于正极侧电解质层16A的比W2/W1与关于负极侧电解质层16B的比W2/W1既可以彼此相同，也可以彼此不同。其中，尤其优选，关于正极侧电解质层16A的比W2/W1与关于负极侧电解质层16B的比W2/W1彼此不同。这是因为，可获得以下说明的优点。
在关于正极侧电解质层16A的比W2/W1大于关于负极侧电解质层16B的比W2/W1的情况下，当充放电时在正极13的表面形成良好的覆膜，所以难以发生电解液的分解反应等。在这种情况下，关于正极侧电解质层16A的比W2/W1只要大于关于负极侧电解质层16B的比W2/W1，则就不作特别限定，例如为4至50。另外，关于负极侧电解质层16B的比W2/W1只要小于关于正极侧电解质层16A的比W2/W1，则就不作特别限定，例如为2.5以上4以下。
在关于负极侧电解质层16B的比W2/W1大于关于正极侧电解质层16A的比W2/W1的情况下，该负极侧电解质层16B的离子传导性提高，所以在充放电时锂变得难以析出。在这种情况下，关于负极侧电解质层16B的比W2/W1只要大于关于正极侧电解质层16A的比W2/W1，则就不作特别限定，例如为4至50。另外，关于正极侧电解质层16A的比W2/W1只要小于关于负极侧电解质层16B的比W2/W1，则就不作特别限定，例如为2.5以上4以下。
要检查特定共聚物的组成，例如可以采用以下的方法。首先，通过拆开二次电池来取出电解质层16。接着，采用再沉淀法来从电解质层16中提取高分子化合物(特定共聚物)。最后，使用核磁共振(NMR)法等分析方法来分析特定共聚物。由此，能够确定特定共聚物的组成。即，能够确定在特定共聚物中作为成分而含有的两种以上的化合物(单体)的种类(组成)，并能够确定各成分在该特定共聚物中的共聚量。
要求出比W2/W1，可以采用例如以下的方法。首先，通过拆开二次电池来取出电解质层16。接着，使用热重法(TG：Thermogravimetry)等热分析法来测量在电解质层16中所含有的高分子化合物的重量W1和电解液的重量W2。在这种情况下，通过将电解质层16加热至电解液的挥发温度(例如210℃)来使该电解质层16中所含有的电解液进行了挥发，在此之后，通过将电解质层16加热至高分子化合物的分解温度(例如550℃)来使该电解质层16中所含有的高分子化合物分解。最后，根据高分子化合物的重量W1和电解液的重量W2来算出比W2/W1。
该特定共聚物可以还含有其它成分中的任意一种或两种以上。所谓该“其它成分”是除上述的偏二氟乙烯和六氟丙烯以外的成分。
其它成分的种类只要是含有聚合反应用不饱和键的化合物，则就不作特别限定。具体而言，其它成分例如为马来酸单甲酯、三氟乙烯、四氟乙烯以及三氟氯乙烯等。这是因为，在电解质层16中可获得更高的离子传导性，同时该电解质层16的物理强度进一步提高。其它成分在特定共聚物中的共聚量不作特别限定。
需要注意的是，高分子化合物也可以在含有上述的特定共聚物的同时含有其它聚合物中的任意一种或两种以上。其它聚合物例如是不含有上述的偏二氟乙烯和六氟丙烯双方作为成分的聚合物，既可以是均聚物，也可以是共聚物。
均聚物例如是聚丙烯腈、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、聚醋酸乙烯酯、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、聚苯乙烯以及聚碳酸酯等。
共聚物例如是包含偏二氟乙烯和马来酸单甲酯作为成分的共聚物等。
[电解液]
所谓不饱和环状碳酸酯是包含一或两种以上的不饱和键(碳碳双键或碳碳三键)的环状碳酸酯。该不饱和环状碳酸酯例如为碳酸亚乙烯酯(1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸乙烯亚乙酯(4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮)以及亚甲基碳酸乙烯酯(4-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)等。不饱和环状碳酸酯在非水溶剂中的含量不作特别限定，例如为按重量计0.01％至10％。
所谓卤代碳酸酯是包含一或两种以上的卤素作为构成元素的环状或链状碳酸酯。环状卤代碳酸酯例如是4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮以及4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮等。链状卤代碳酸酯例如为碳酸氟甲基甲酯、碳酸双(氟甲基)酯以及碳酸二氟甲基甲酯等。卤代碳酸酯在非水溶剂中的含量不作特别限定，例如为按重量计0.01％至50％。
磺酸酯例如为1,3-丙烷磺酸内酯以及1,3-丙烯基磺酸内酯等。磺酸酯在非水溶剂中的含量不作特别限定，例如为按重量计0.5％至5％。
酸酐例如是羧酸酐、二磺酸酐以及羧酸磺酸酐等。羧酸酐例如是琥珀酸酐、戊二酸酐以及马来酸酐等。二磺酸酐例如是乙烷二磺酸酐以及丙烷二磺酸酐等。羧酸磺酸酐例如是磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐以及磺基丁酸酐等。酸酐在非水溶剂中的含量不作特别限定，例如为按重量计0.5％至5％。
二腈化合物例如是由NC-CmH2m-CN(m为1以上的整数)表示的化合物。该二腈化合物例如是丁二腈(NC-C2H4-CN)、戊二腈(NC-C3H6-CN)、己二腈(NC-C4H8-CN)以及邻苯二甲腈(NC-C6H4-CN)等。二腈化合物在非水溶剂中的含量不作特别限定，例如为按重量计0.5％至5％。
二异氰酸酯化合物例如是由OCN-CnH2n-NCO(n为1以上的整数)表示的化合物。该二异氰酸酯化合物例如是六亚甲基二异氰酸酯(OCN-C6H12-NCO)等。二异氰酸酯化合物在非水溶剂中的含量不作特别限定，例如为按重量计0.5％至5％。
磷酸酯例如是磷酸三甲酯以及磷酸三乙酯等。磷酸酯在非水溶剂中的含量不作特别限定，例如为按重量计0.5％至5％。
电解质盐包含例如锂盐等盐中的任意一种或两种以上。但是，电解质盐也可以包含例如锂盐以外的盐。该锂盐以外的盐例如是锂以外的轻金属的盐等。
锂盐例如是六氟磷酸锂(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)以及溴化锂(LiBr)等。这是因为可获得卓越的电池容量、循环特性以及保存特性等。
其中，尤其更优选六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂以及六氟砷酸锂中的任意一种或两种以上，更优选六氟磷酸锂。这是因为内阻降低，所以可获得更高的效果。
电解质盐的含量不作特别限定，其中，尤其优选相对于溶剂而为0.3mol/kg至3.0mol/kg。这是因为可获得高的离子传导性。
[多个无机颗粒]
电解质层16含有多个无机颗粒是因为二次电池的安全性提高。详细而言，当电解质层16含有多个无机颗粒时，在二次电池的充放电时隔膜15变得难以被氧化。由此，正极13与负极14变得难以短路，所以二次电池的安全性提高。
多个无机颗粒包含有例如陶瓷材料(绝缘性材料)等无机材料中的任意一种或两种以上。该陶瓷材料例如是氧化铝(Al2O3)、氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)以及氧化镁(MgO2)等金属氧化物。这是因为隔膜15的氧化被充分抑制，所以充分地抑制了短路的发生。
在此，多个无机颗粒的重量W3与包含特定共聚物的高分子化合物的重量W1之比W3/W1不作特别限定，但其中尤其优选为0.7至5。这是因为，在电解质层16含有电解液和高分子化合物的同时还含有多个无机颗粒的情况下，多个无机颗粒的重量W3相对于高分子化合物的重量W1被最优化。由此，在电解质层16中获得更高的离子传导性，同时该电解质层16的物理强度(形状稳定性)进一步提高，所以二次电池即使被充放电，放电容量也更加难以降低。
关于正极侧电解质层16A的比W3/W1与关于负极侧电解质层16B的比W3/W1既可以彼此相同，也可以彼此不同。即，既可以是关于正极侧电解质层16A的比W3/W1大于关于负极侧电解质层16B的比W3/W1，也可以是关于正极侧电解质层16A的比W3/W1小于关于负极侧电解质层16B的比W3/W1。
多个无机颗粒的平均粒径(中位径D50)和比表面积(BET比表面积)等不作特别限定。具体而言，平均粒径例如为0.1μm至2.5μm。比表面积例如为0.5m2/g至11m2/g。
多个无机颗粒在电解质层16中的含量不作特别限定，但其中尤其优选设定为比W3/W1成为上述的恰当的范围内。
要求出比W3/W1，可以采用例如以下的方法。首先，从二次电池中取出电解质层16，此后，测量该电解质层16的重量W4。接着，通过与求出比W2/W1的情况同样的程序，采用热分析法来测量在电解质层16中所含有的高分子化合物的重量W1和电解液的重量W2。接着，通过从电解质层16的重量W4中减去高分子化合物的重量W1和电解液的重量W2来测量多个无机颗粒的重量W3。最后，根据高分子化合物的重量W1和多个无机颗粒的重量W3来算出比W3/W1。
＜1-2.二次电池的工作＞
该二次电池例如按如下方式工作。
在充电期间，当锂离子从正极13上放出时，该锂离子经由电解质层16而被吸附至负极14。另一方面，在放电期间，当锂离子从负极14上放出时，该锂离子经由电解质层16而被吸附至正极13。
＜1-3.二次电池的制造方法＞
具有电解质层16的二次电池例如通过以下的三种程序来制造。
在第一程序中，例如，如在以下中说明的那样制作正极13和负极14并形成了电解质层16，此后，组装二次电池。需要注意的是，在第一程序中说明的正极13和负极14的制作程序在后述的第二程序和第三程序中也是同样的。
在制作正极13时，首先，通过将正极活性物质、根据需要而选的正极粘结剂以及正极导电剂等进行混合来制备为正极混合剂。接着，通过使正极混合剂分散或溶解于有机溶剂等中来制备为糊状的正极混合剂浆料。最后，将正极混合剂浆料涂布于正极集电体13A的两个表面上之后使该正极混合剂浆料干燥，由此形成正极活性物质层13B。在此之后，可以使用辊压机等来对正极活性物质层13B进行压缩成型。在这种情况下，既可以边加热正极活性物质层13B边对其进行压缩成型处理，也可以反复进行多次压缩成型处理。
在制作负极14时，通过与上述的正极13同样的制作程序来将负极活性物质层14B形成于负极集电体14A的两个表面。具体而言，通过使负极活性物质与负极粘结剂及负极导电剂等混合而成的负极混合剂分散或溶解于有机溶剂等中来制备为糊状的负极混合剂浆料。接着，通过将负极混合剂浆料涂布于负极集电体14A的两个表面上之后再使其干燥来形成负极活性物质层14B，在此之后，根据需要而使用辊压机等来对负极活性物质层14B进行压缩成型。
在形成电解质层16时，首先，通过使电解质盐等溶解或分散于溶剂中来制备电解液。接着，将电解液、包含特定共聚物的高分子化合物、多个无机颗粒以及根据需要而选的稀释用溶剂(例如有机溶剂)等进行了混合之后搅拌该混合物，由此制备溶胶状的前驱体溶液。
在获得特定共聚物时，使用包含例如两种单体(偏二氟乙烯和六氟丙烯)的原料来使该原料进行聚合反应。由此，获得包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分的特定共聚物。在这种情况下，能根据各原料的投放量来调整各成分在特定共聚物中的共聚量。
最后，通过将前驱体溶液涂布于正极13(正极活性物质层13B)的表面之后使该前驱体溶液干燥，形成凝胶状的电解质层16(正极侧电解质层16A)。另外，通过将前驱体溶液涂布于负极14(负极活性物质层14B)的表面之后使该前驱体溶液干燥，形成凝胶状的电解质层16(负极侧电解质层16B)。
在组装二次电池时，首先，使用焊接法等来将正极引线11附接于正极集电体13A，并使用焊接法等来将负极引线12附接于负极集电体14A。接着，通过使隔着隔膜15和电解质层16而层叠的正极13和负极14卷绕来制作卷绕电极体10。接着，将保护带17粘贴于卷绕电极体10的最外周部。最后，以夹着卷绕电极体10的方式将外包装部件20进行了折叠，在此之后，采用热熔合法等来使外包装部件20的外周边缘部彼此粘合，由此将卷绕电极体10封入该外包装部件20的内部。在这种情况下，将紧贴膜21插入正极引线11与外包装部件20之间，并将紧贴膜21插入负极引线12与外包装部件20之间。
在第二程序中，将正极引线11附接于正极13，并将负极引线12附接于负极14。接着，通过使隔着隔膜15而层叠的正极13和负极14卷绕来制作作为卷绕电极体10的前驱体的卷绕体。接着，将保护带17粘贴于最外周部。接着，以夹着卷绕体的方式将外包装部件20进行了折叠之后，采用热熔合法等来使外包装部件20的外周边缘部彼此粘合，由此将卷绕体收纳于该外包装部件20的内部。接着，通过将电解液、高分子化合物的原料(包含作为特定共聚物的原料的两种单体)、多个无机颗粒以及根据需要而选的聚合引发剂和阻聚剂等其它材料进行混合来制备电解质用组合物。接着，将电解质用组合物注入至袋状的外包装部件20的内部之后，使用热熔合法等来密封外包装部件20。接着，通过使高分子化合物的原料热聚合来形成包含特定共聚物的高分子化合物。由此，电解液被浸渍于高分子化合物中的同时，该高分子化合物进行凝胶化，因此形成电解质层16。
在第三程序中，除了使用在两个表面上形成有包含特定共聚物和多个无机颗粒的高分子化合物层的隔膜15以外，均通过与上述的第二程序同样的程序来制作了卷绕体，在此之后，将该卷绕体收纳于袋状的外包装部件20的内部。在形成该高分子化合物层时，将包含特定共聚物的高分子化合物和多个无机颗粒已分散于有机溶剂等中而成的溶液涂布于隔膜15的两个表面，之后，使该溶液干燥。接着，将电解液注入至外包装部件20的内部之后，采用热熔合法等来密封外包装部件20的开口部。接着，通过边向外包装部件20施加重量边加热外包装部件20，使隔膜15隔着高分子化合物层而紧贴正极13和负极14。由此，电解液被浸渍于高分子化合物层中的高分子化合物的同时，该高分子化合物进行凝胶化，因此形成电解质层16。
该第三程序比第一程序抑制了二次电池的膨胀。另外，第三程序与第二程序相比，作为高分子化合物的原料的单体或溶剂等几乎不残留于电解质层16中，所以高分子化合物的形成工序受到良好控制。因此，正极13、负极14以及隔膜15各个与电解质层16充分地紧贴。
＜1-4.二次电池的作用和效果＞
根据该二次电池，电解质层16含有电解液和高分子化合物的同时还含有多个无机颗粒。该高分子化合物含有特定共聚物，电解液的重量W2与该高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50。
在这种情况下，如上所述，在电解质层16含有电解液和高分子化合物的同时还含有多个无机颗粒的情况下，电解液的重量W2相对于高分子化合物的重量W1被最优化。由此，在电解质层16中获得显著高的离子传导性，同时该电解质层16的物理强度(形状稳定性)显著提高，所以二次电池即使被充放电，放电容量也难以显著降低。因此，能够获得卓越的电池特性。
特别地，如果多个无机颗粒的重量W3与高分子化合物的重量W1之比W3/W1为0.7至5，则多个无机颗粒的重量W3相对于高分子化合物的重量W1就被最优化。因此，在电解质层16中获得更高的离子传导性，同时该电解质层16的物理强度进一步提高，所以能够获得更高的效果。
另外，如果六氟丙烯在特定共聚物中的共聚量为按重量计1.5％至7.5％或者特定共聚物的重均分子量为55万至120万，则关于电解质层16能够获得足够的离子传导性和足够的物理强度。
另外，如果电解质层16含有两种以上的特定共聚物(重均分子量彼此不同的两种以上的特定共聚物或者六氟丙烯的共聚量彼此不同的两种以上的特定共聚物)，则就能够获得更高的效果。
另外，如果关于正极侧电解质层16A的比W2/W1与关于负极侧电解质层16B的比W2/W1彼此不同，则就能够获得更高的效果。
另外，如果多个无机颗粒含有氧化铝等，则在二次电池中就可获得足够的安全性，所以能够获得更高的效果。
＜2.二次电池的用途＞
接下来，对上述的二次电池的应用例进行说明。
二次电池的用途只要是能利用该二次电池作为驱动用电源或蓄电用电力储存源等的机械、设备、器具、装置以及系统(多个设备等的集合体)等，则就不作特别限定。用作电源的二次电池既可以是主电源，也可以是辅助电源。所谓主电源就是不论有无其它电源都优先使用的电源。辅助电源既可以是例如用于代替主电源的电源，也可以是根据需要而从主电源切换的电源。在将二次电池用作辅助电源的情况下，主电源的种类不局限于二次电池。
二次电池的用途例如为如下这样：摄影机、数码静态照相机、便携电话机、笔记本型个人计算机、无绳电话机、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视机以及便携式信息终端等电子设备(包括便携式电子设备)；电动剃须刀等便携式生活器具；备用电源以及存储卡等存储用装置；电钻和电锯等电动工具；作为可装卸的电源，是搭载于笔记本型个人计算机等的电池组；起搏器和助听器等医疗用电子设备；电动汽车(包括混合动力汽车)等电动车辆；防备紧急时等而预先蓄积电力的家庭用电池系统等电力储存系统。当然，二次电池的用途也可以是上述以外的用途。
其中，二次电池尤其应用于电池组、电动车辆、电力储存系统、电动工具以及电子设备等是有效的。这是因为，在这些用途中要求优异的电池特性，所以通过使用本技术的二次电池，能够有效地实现性能提高。需要注意的是，电池组是使用了二次电池的电源。如后所述，该电池组既可以使用单电池，也可以使用组合电池。电动车辆是将二次电池作为驱动用电源来工作(行驶)的车辆，如上所述，也可以是同时具有二次电池以外的驱动源的汽车(混合动力汽车等)。电力储存系统是将二次电池用作电力储存源的系统。例如，在家庭用电力储存系统中，由于在作为电力储存源的二次电池中已蓄积有电力，所以能利用该电力来使用家庭用电气产品等。电动工具是将二次电池作为驱动用电源而可动部(例如钻头等)可动的工具。电子设备是将二次电池作为驱动用电源(电力供给源)来发挥各种功能的设备。
在此，对二次电池的几个应用例进行具体说明。需要注意的是，以下说明的应用例的结构终归只是一个例子，因此能适当变更该应用例的结构。
＜2-1.电池组(单电池)＞
图3表示使用了单电池的电池组的立体结构。图4表示图3所示的电池组的框图结构。需要注意的是，图3示出了电池组被拆解后的状态。
在此说明的电池组是使用了一个本技术的二次电池的简易型电池组(所谓的软包)，搭载于例如以智能手机为代表的电子设备等。该电池组例如如图3所示具备：作为层压膜型二次电池的电源111和连接于该电源111的电路基板116。在该电源111上附接有正极引线112和负极引线113。
在电源111的两侧面粘贴有一对胶带118、119。在电路基板116形成有保护电路(PCM：Protection Circuit Module，保护电路模块)。该电路基板116经由极耳114而连接于正极引线112，并经由极耳115而连接于负极引线113。另外，电路基板116与带外部连接用连接器的引线117连接。需要说明的是，在电路基板116已连接于电源111的状态下，该电路基板116由标签120和绝缘片121保护。通过粘贴该标签120而固定了电路基板116和绝缘片121等。
另外，电池组例如如图4所示具备：电源111和电路基板116。电路基板116具备例如控制部121、开关部122、PTC元件123以及温度检测部124。电源111能够经由正极端子125和负极端子127而与外部连接，因此该电源111经由正极端子125和负极端子127而被充放电。温度检测部124使用温度检测端子(所谓的T端子)126来检测温度。
控制部121控制整个电池组的动作(包括电源111的使用状态)。该控制部121包括例如中央运算处理装置(CPU)和存储器等
例如当电池电压到达过充电检测电压时，该控制部121通过切断开关部122来使充电电流不流动至电源111的电流路径。另外，例如当在充电过程中流有大电流时，控制部121通过切断开关部122来阻断充电电流。
另一方面，例如当电池电压到达过放电检测电压时，控制部121通过切断开关部122来使放电电流不流动至电源111的电流路径。另外，例如当在放电过程中流有大电流时，控制部121通过切断开关部122来阻断放电电流。
需要说明的是，过充电检测电压例如为4.2V±0.05V，并且过放电检测电压例如为2.4V±0.1V。
开关部122根据控制部121的指示而切换电源111的使用状态即电源111与外部设备的连接的有无。该开关部122包含例如充电控制开关和放电控制开关等。充电控制开关和放电控制开关各个为例如使用了金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)等半导体开关。需要说明的是，充放电电流例如基于开关部122的导通电阻来检测。
温度检测部124测量电源111的温度并将该温度的测量结果输出至控制部121。该温度检测部124包括例如热敏电阻等温度检测元件。需要注意的是，由温度检测部124测量的温度测量结果用于在异常发热时控制部121进行充放电控制的情况、在算出剩余容量时控制部121进行校正处理的情况等。
需要注意的是，电路基板116可以不具备PTC元件123。在这种情况下，可以另外在电路基板116上附设PTC元件。
＜2-2.电池组(组合电池)＞
图5表示使用了组合电池的电池组的框图结构。
该电池组例如在框体60的内部具备：控制部61、电源62、开关部63、电流测量部64、温度检测部65、电压检测部66、开关控制部67、存储器68、温度检测元件69、电流检测电阻70、正极端子71以及负极端子72。该框体60含有例如塑料材料等。
控制部61控制整个电池组的动作(包括电源62的使用状态)。该控制部61包含有例如CPU等。电源62是包括两种以上的本技术的二次电池的组合电池，该两种以上的二次电池的连接形式既可以是串联，也可以是并联，还可以是两者的混合型。若列举一例，电源62包含有以成为两并联三串联的方式连接的六个二次电池。
开关部63根据控制部61的指示而切换电源62的使用状态即电源62与外部设备的连接的有无。该开关部63包含有例如充电控制开关、放电控制开关、充电用二极管以及放电用二极管等。充电控制开关和放电控制开关各个为例如使用了金属氧化物半导体的场效应晶体管(MOSFET)等半导体开关。
电流测量部64使用电流检测电阻70来测量电流并将该电流测量结果输出至控制部61。温度检测部65使用温度检测元件69来测量温度并将该温度测量结果输出至控制部61。该温度测量结果用于例如在异常发热时控制部61进行充放电控制的情况、在算出剩余容量时控制部61进行校正处理的情况等。电压检测部66测量二次电池在电源62中的电压并将经模拟-数字转换后的电压测量结果供给控制部61。
开关控制部67根据从电流测量部64和电压检测部66各个中输入的信号而控制开关部63的动作。
例如当电池电压到达过充电检测电压时，该开关控制部67通过切断开关部63(充电控制开关)来使充电电流不流动至电源62的电流路径。由此，电源62可以经由放电用二极管而只进行放电。需要注意的是，例如当在充电过程中流有大电流时，开关控制部67切断充电电流。
另外，例如当电池电压到达过放电检测电压时，开关控制部67通过切断开关部63(放电控制开关)来使放电电流不流动至电源62的电流路径。由此，电源62可以经由充电用二极管而只进行充电。需要注意的是，例如当在放电过程中流有大电流时，开关控制部67切断放电电流。
需要说明的是，过充电检测电压例如为4.2V±0.05V，并且过放电检测电压例如为2.4V±0.1V。
存储器68包括例如作为非挥发性存储器的EEPROM等。在该存储器68中存储有例如由控制部61运算出的数值、在制造工序阶段测量出的二次电池的信息(例如初始状态的内阻等)等。需要注意的是，如果预先使二次电池的满充电容量存储于存储器68，则控制部61就能够掌握剩余容量等信息。
温度检测元件69测量电源62的温度并将该温度测量结果输出至控制部61。该温度检测元件69包括例如热敏电阻等。
正极端子71和负极端子72各个是与使用电池组来运转的外部设备(例如笔记本型个人计算机等)、用于对电池组进行充电的外部设备(例如充电器等)等连接的端子。电源62经由正极端子71和负极端子72而进行充放电。
＜2-3.电动车辆＞
图6表示作为电动车辆的一个例子的混合动力汽车的框图结构。
该电动车辆例如在金属制的框体73的内部具备：控制部74、发动机75、电源76、驱动用电机77、差动装置78、发电机79、变速器80和离合器81、逆变器82、83、以及各种传感器84。除此以外，电动车辆还具有例如与差动装置78和变速器80连接的前轮用驱动轴85及前轮86、以及后轮用驱动轴87和后轮88。
该电动车辆能够将例如发动机75和电动机77中的任意一方用作驱动源来进行行驶。发动机75是主要的动力源，例如是汽油发动机等。在以发动机75为动力源的情况下，发动机75的驱动力(旋转力)经由例如作为驱动部的差动装置78、变速器80及离合器81而传递至前轮86和后轮88。需要说明的是，由于发动机75的旋转力被传递至发电机79，因此发电机79利用该旋转力来产生交流电，同时该交流电经由逆变器83而被转换成直流电，所以该直流电被蓄积于电源76。另一方面，在以作为转换部的电动机77为动力源的情况下，由电源76供给的电力(直流电)经由逆变器82而被转换成交流电，所以电动机77利用该交流电来进行驱动。由该电动机77从电力转换而成的驱动力(旋转力)经由例如作为驱动部的差动装置78、变速器80及离合器81而传递至前轮86和后轮88。
需要注意的是，当电动车辆通过制动机构而进行减速时，该减速时的阻力作为旋转力而被传递至电动机77，因此也可以使电动机77利用该旋转力来产生交流电。该交流电经由逆变器82而被转换成直流电，所以该直流再生电力优选蓄积于电源76。
控制部74控制整个电动车辆的动作。该控制部74包括例如CPU等。电源76包括一种或两种以上的本技术的二次电池。该电源76也可以通过与外部电源连接并从该外部电源接受电力供应来蓄积电力。各种传感器84用于例如控制发动机75的转速并控制节流阀的开度(节气门开度)。该各种传感器84包括例如速度传感器、加速度传感器以及发动机转速传感器等中的任一种或两种以上。
需要注意的是，虽然列举了电动车辆为混合动力汽车的情况为例，但是该电动车辆也可以是不使用发动机75而只使用电源76和电动机77来工作的车辆(电动汽车)。
＜2-4.电力储存系统＞
图7表示电力储存系统的框图结构。
该电力储存系统例如在一般住宅和商用楼宇等房屋89的内部具有：控制部90、电源91、智能电表92、以及电力集线器93。
这里，电源91能够在已连接于例如设置于房屋89内部的电气设备94的同时，连接于停放在房屋89的外部的电动车辆96。另外，电源91能够在经由电力集线器93而已连接于例如设置在房屋89的自家发电机95的同时，经由智能电表92和电力集线器93而连接于外部的集中型电力系统97。
需要说明的是，电气设备94包括例如一种或两种以上的家电产品，该家电产品例如是冰箱、空调、电视机以及热水器等。自家发电机95包括例如太阳能发电机和风力发电机等中的任一种或两种以上。电动车辆96包括例如电动汽车、电动摩托车以及混合动力汽车等中的任一种或两种以上。集中型电力系统97包括例如火电厂、核电站、水电站以及风力发电厂等中的任一种或两种以上。
控制部90控制整个电力储存系统的动作(包括电源91的使用状态)。该控制部90包括例如CPU等。电源91包括一种或两种以上的本技术的二次电池。智能电表92可以是例如设置于作为电力需求侧的房屋89的网络兼容型电力计，并可与电力供给侧进行通信。与此相伴，智能电表92通过例如边与外部进行通信边控制房屋89中的电力需求与供给的平衡，能够高效且稳定地供给能量。
在该电力储存系统中，将电力从例如作为外部电源的集中型电力系统97经由智能电表92和电力集线器93而蓄积于电源91，并将电力从作为独立电源的自家发电机95经由电力集线器93而蓄积于电源91。该电源91中蓄积的电力根据控制部90的指示而供应给电气设备94和电动车辆96，所以该电气设备94能够运转，同时能够对该电动车辆96充电。即，电力储存系统是能够使用电源91来进行房屋89内的电力蓄积和供应的系统。
电源91中已蓄积的电力能按需使用。因此，例如，可以在电费便宜的深夜预先将电力从集中型电力系统97蓄积于电源91中，在电费贵的白天使用该已蓄积在电源91中的电力。
需要说明的是，上述的电力储存系统既可以按每一户(一个家庭)设置，也可以按每多户(多个家庭)设置。
＜2-5.电动工具＞
图8表示电动工具的框图结构。
在此说明的电动工具例如是电钻。该电动工具例如在工具主体98的内部具备控制部99和电源100。在该工具主体98上以可运转(旋转)的方式安装有例如作为可动部的钻头部101。
工具主体98含有例如塑料材料等。控制部99控制整个电动工具的动作(包括电源100的使用状态)。该控制部99包括例如CPU等。电源100包括一种或两种以上的本技术的二次电池。该控制部99根据动作开关的操作而将电力从电源100供应给钻头部101。
实施例
关于本技术的实施例，将进行详细说明。需要注意的是，说明的顺序正如下述这样：
1.二次电池的制作、评价以及考察1
2.二次电池的制作、评价以及考察2
＜1.二次电池的制作、评价以及考察1＞
(实验例1至18)
通过以下的程序来制作图1和图2中所示的层压膜型锂离子二次电池。
在制作正极13时，首先，通过将正极活性物质(LiCoO2)90质量份、正极粘结剂(聚偏二氟乙烯)5质量份以及正极导电剂(科琴黑)5质量份进行混合来制备为正极混合剂。接着，通过使正极混合剂分散于有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中来制备为糊状的正极混合剂浆料。接着，使用涂覆装置来将正极混合剂浆料涂布于正极集电体13A(15μm厚度的铝箔)的两个表面之后使该正极混合剂浆料干燥，由此形成了正极活性物质层13B。最后，使用辊压机来对正极活性物质层13B进行了压缩成型，在此之后，将形成有该正极活性物质层13B的正极集电体13A切断成带状(48mm×300mm)。
在制作负极14时，首先，通过将负极活性物质(人造石墨)90质量份、负极粘结剂(聚偏二氟乙烯)10质量份进行混合来制备为负极混合剂。接着，通过使负极混合剂分散于有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中来制备为糊状的负极混合剂浆料。接着，使用涂覆装置来将负极混合剂浆料涂布于负极集电体14A(15μm厚度的铜箔)的两个表面之后，使该负极混合剂浆料干燥，由此形成了负极活性物质层14B。最后，使用辊压机来对负极活性物质层14B进行了压缩成型，在此之后，将形成有该负极活性物质层14B的负极集电体14A切断成带状(50mm×310mm)。
在形成电解质层16时，首先，通过使电解质盐(LiPF6)溶解于溶剂(碳酸乙烯酯和碳酸二乙酯)中来制备电解液。在这种情况下，将溶剂的组成设为了按重量比计碳酸乙烯酯：碳酸二乙酯＝50:50、将电解质盐的含量相对于溶剂设为了1mol/kg。
接着，通过将电解液、高分子化合物(共聚物1、2)以及多个无机颗粒(氧化铝，中位径D50＝0.5μm)进行混合而得到了混合溶液。接着，通过使用均质器来处理混合溶液，从而使高分子化合物溶解并使多个无机颗粒进行了分散，之后，对该混合溶液边加热(75℃)边进行搅拌。接着，通过对混合溶液再进行搅拌(30分钟至1个小时)而制备了溶胶状的前驱体溶液。
关于高分子化合物(共聚物1、2)的详情(共聚量(重量百分比)，重均分子量Mw)正如表1中示出的那样。作为高分子化合物的原料(单体)，使用了偏二氟乙烯(VDF)和六氟丙烯(HFP)。作为高分子化合物，仅使用共聚物1，并同时使用了共聚物1、2。作为共聚物1、2，也使用了重均分子量或六氟丙烯的共聚量彼此不同的两种共聚物。
需要注意的是，在制备前驱体溶液时，调整了高分子化合物(共聚物1、2)与电解液的混合比(重量比)以使比W2/W1成为所希望的值，并调整了高分子化合物(共聚物1、2)与多个无机颗粒的混合比(重量比)以使比W3/W1成为所希望的值。
最后，通过将前驱体溶液涂布于正极13的表面上之后使该前驱体溶液干燥，形成了凝胶状的电解质层16(正极侧电解质层16A)。另外，通过将前驱体溶液涂布于负极14的表面上之后使该前驱体溶液干燥，形成了凝胶状的电解质层16(负极侧电解质层16B)。在这种情况下，使正极侧电解质层16A的结构与负极侧电解质层16B的结构变为了彼此相同。关于电解质层16的详情(比W2/W1、比W3/W1)正如表1中示出的那样。
在组装二次电池时，首先，将正极引线11焊接于正极集电体13A，并将负极引线12焊接于负极集电体14A。接着，将形成有电解质层16(正极侧电解质层16A)的正极13和形成有电解质层16(负极侧电解质层16B)的负极14隔着隔膜15(25μm厚度的微孔性聚乙烯薄膜)而层叠了之后使该层叠物卷绕，由此得到了卷绕体。接着，使卷绕体在长度方向上卷绕了之后，将保护带17粘贴于该卷绕体的最外周部，由此形成了卷绕电极体10。最后，以夹着卷绕电极体10的方式将外包装部件20进行了折叠，在此之后，将该外包装部件20的外周边缘部彼此热熔合。由此，将卷绕电极体10封入了外包装部件20的内部。在这种情况下，将紧贴膜21插入正极引线11与外包装部件20之间，并将紧贴膜21插入负极引线12与外包装部件20之间。
由此，完成了层压膜型锂离子二次电池。
为了评价二次电池的电池特性而检查了该二次电池的循环特性，结果得到了表1所示的结果。
在检查循环特性时，首先，为了使二次电池的状态稳定化而使二次电池在常温环境中(23℃)进行了一个循环的充放电。在充电时，将电流设定为0.5C而进行了恒流充电直至到达上限电压为4.3V之后，将电压设定为4.3V而进行了恒压充电直至到达总充电时间为3小时为止。在放电时，将电流设定为0.5C而进行了恒流放电直至到达终止电压为3V为止。所谓“0.5C”是用2小时将电池容量(理论容量)放完电的电流值。
接着，通过使二次电池在低温环境中(0℃)进行一个循环的充放电而测量了第二次循环的放电容量。接着，通过在相同环境中(0℃)反复充放电直至总循环数变为500次循环为止而测量了第500次循环的放电容量。在充电时，将电流设定为2C而进行了恒流充电直至到达上限电压为4.3V为止，再将电压设定为4.3V而进行了恒压充电直至到达总充电时间为3小时为止。在放电时，将电流设定为2C而进行了恒流放电直至到达终止电压为3V为止。所谓“2C”是用0.5个小时将电池容量(理论容量)放完电的电流值。
最后，算出了容量维持率(％)＝(第500次循环的放电容量/第二次循环的放电容量)×100。
表1
Figure BDA0001682493610000371
VDF：偏二氟乙烯HFP：六氟丙烯Mw：重均分子量
二次电池的循环特性正如在以下说明的那样根据电解质层16的结构而变动大。
在使用了特定共聚物作为高分子化合物的情况(实验例1至17)下，当比W2/W1为恰当的范围内(＝2.5至50)(实验例1至15)时，与比W2/W1不是恰当的范围内的情况(实验例16、17)相比，容量维持率大幅增加了。
特别地，在比W2/W1为恰当的范围内的情况下，发现了以下的趋势：
第一，当电解质层16含有多个无机颗粒(实验例1、4至6)时，与电解质层16不含有多个无机颗粒的情况(实验例18)相比，容量维持率大幅增加了。在这种情况下，当比W3/W1为恰当的范围内(＝0.7至5)(实验例1、4、5)时，容量维持率进一步增加了。
第二，当六氟丙烯在特定共聚物中的共聚量为按重量计1.5％至7.5％(实验例1、7、8)时，容量维持率进一步增加了。
第三，当特定共聚物的重均分子量为55万至120万(实验例1、10至12)时，容量维持率进一步增加了。
第四，在使用了两种特定共聚物的情况(实验例14、15)下，与使用了一种特定共聚物的情况(实验例1、8、11)相比，容量维持率进一步增加了。
＜2.二次电池的制作、评价以及考察2＞
(实验例19、20)
除了如表2所示那样使正极侧电解质层16A的结构(比W2/W1)与负极侧电解质层16B的结构(比W2/W1)彼此不同以外，均通过与实验例1同样的程序来制作二次电池，并评价了该二次电池的循环特性。
表2
Figure BDA0001682493610000381
VDF：偏二氟乙烯HFP：六氟丙烯Mw：重均分子量
在使关于正极侧电解质层16A的比W2/W1比关于负极侧电解质层16B的比W2/W1变大了的情况(实验例19)下，相比于关于正极侧电解质层16A的比W2/W1与关于负极侧电解质层16B的比W2/W1相同的情况(实验例1)，容量维持率增加了。
另外，即使在使关于负极侧电解质层16B的比W2/W1比关于正极侧电解质层16A的比W2/W1变大了的情况(实验例20)下，相比于关于正极侧电解质层16A的比W2/W1与关于负极侧电解质层16B的比W2/W1相同的情况(实验例1)，容量维持率也增加了。
根据表1和表2所示的结果，在电解质层16含有电解液和特定共聚物的同时还含有多个无机颗粒的情况下，当比W2/W1为2.5至50时，二次电池的循环特性被改善了。因此，在具有电解质层的二次电池中得到了卓越的电池特性。
以上，虽然列举实施方式和实施例来说明了本技术，但本技术不限定于在实施方式和实施例中说明过的方面，能进行各种变形。例如，虽然列举电池结构为层压膜型并且电池元件具有卷绕结构的情况为例而进行了说明，但不局限于这些。本技术的二次电池也能应用于具有圆柱型、方型以及硬币型等其它电池结构的情况，并且还能应用于电池元件具有层叠结构等其它结构的情况。
另外，虽然实施方式和实施例对通过吸留和释放锂来获得负极的容量的锂离子二次电池进行了说明，但不局限于此。例如，本技术的二次电池也可以是通过析出溶解锂来获得负极的容量的锂金属二次电池。另外，本技术的二次电池也可以是通过使能吸留和释放锂的负极材料的容量比正极的容量变小来通过由吸留和释放锂所产生的容量与由析出溶解锂所产生的容量之和而获得负极的容量的二次电池。
另外，虽然实施方式和实施例对使用锂作为电极反应物质的情况进行了说明，但不局限于此。电极反应物质既可以是例如钠(Na)或钾(K)等长周期型周期表中的其它一族的元素，也可以是镁(Mg)或钙(Ca)等长周期型周期表中的2族元素，还可以是铝(Al)等其它轻金属。另外，电极反应物质也可以是包含上述的一系列元素中的任意一种或两种以上的合金。
需要注意的是，本说明书中描述的效果终归只是例示，并非受到限定，另外，也可以具有其它效果。
需要注意的是，本技术也能采用如下这样的结构：
(1)一种二次电池，其中，包括：
正极；
负极；以及
电解质层，包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，其中，该高分子化合物包含共聚物，该共聚物包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为成分。
(2)根据上述(1)所述的二次电池，其中，所述多个无机颗粒的重量W3与所述高分子化合物的重量W1之比W3/W1为0.7至5。
(3)根据上述(1)或(2)所述的二次电池，其中，所述六氟丙烯在所述共聚物中的共聚量为按重量计1.5％至7.5％。
(4)根据上述(1)至(3)中任一项所述的二次电池，其中，所述共聚物的重均分子量为55万至120万。
(5)根据上述(1)至(4)中任一项所述的二次电池，其中，
所述电解质层包含两种以上的所述共聚物，
所述两种以上的共聚物各自的重均分子量彼此不同，或者所述六氟丙烯在所述两种以上的共聚物各个中的共聚量彼此不同。
(6)根据上述(1)至(5)中任一项所述的二次电池，其中，
所述电解质层包括：
正极侧电解质层，设于所述正极上；以及
负极侧电解质层，设于所述负极上，并且所述比W2/W1与所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1不同。
(7)根据上述(1)至(6)中任一项所述的二次电池，其中，所述多个无机颗粒包括氧化铝、氧化锆、氧化钛以及氧化镁中的至少一种。
(8)根据上述(1)至(7)中任一项所述的二次电池，其中，所述二次电池是锂离子二次电池。
(9)一种电池组，其中，包括：
上述(1)至(8)中任一项所述的二次电池；
控制部，控制所述二次电池的动作；以及
开关部，根据所述控制部的指示切换所述二次电池的动作。
(10)一种电动车辆，其中，包括：
上述(1)至(8)中任一项所述的二次电池；
转换部，将由所述二次电池供给的电力转换成驱动力；
驱动部，根据所述驱动力进行驱动；以及
控制部，控制所述二次电池的动作。
(11)一种电力储存系统，其中，包括：
上述(1)至(8)中任一项所述的二次电池；
一种或两种以上的电气设备，由所述二次电池供给电力；以及
控制部，控制来自所述二次电池的对所述电气设备的电力供应。
(12)一种电动工具，其中，包括：
上述(1)至(8)中任一项所述的二次电池；以及
可动部，由所述二次电池供给电力。
(13)一种电子设备，其中，具有上述(1)至(8)中任一项所述的二次电池作为电力供给源。
本申请以在日本专利厅中于2015年12月4日已申请的日本专利申请编号第2015-237665号为基础而主张优先权，通过参照而将该申请的全部内容引用于本申请中。
只要是本领域普通技术人员，则就可根据设计上的必要条件和其它因素而想到各种修正、组合、次组合以及变更，但应理解，它们被包括在所附权利要求书的宗旨及其等同物的范围内。

Claims (12)

1.一种二次电池，其特征在于，包括：
正极；
负极；以及
电解质层，包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，其中，所述高分子化合物包含共聚物，所述共聚物包含偏二氟乙烯以及六氟丙烯作为成分，
所述电解质层包括：
正极侧电解质层，设于所述正极上；以及
负极侧电解质层，设于所述负极上，并且所述比W2/W1与所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1不同，
当所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4，
当所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4。
2.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述多个无机颗粒的重量W3与所述高分子化合物的重量W1之比W3/W1为0.7至5。
3.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述六氟丙烯在所述共聚物中的共聚量为按重量计1.5％至7.5％。
4.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述共聚物的重均分子量为55万至120万。
5.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述电解质层包含两种以上的所述共聚物，
所述两种以上的所述共聚物各自的重均分子量彼此不同，或者所述六氟丙烯在所述两种以上的所述共聚物各个中的共聚量彼此不同。
6.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述多个无机颗粒包括氧化铝、氧化锆、氧化钛以及氧化镁中的至少一种。
7.根据权利要求1所述的二次电池，其中，
所述二次电池是锂离子二次电池。
8.一种电池组，其特征在于，包括：
二次电池；
控制部，控制所述二次电池的动作；以及
开关部，根据所述控制部的指示切换所述二次电池的动作，
所述二次电池，包括：
正极；
负极；以及
电解质层，包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，其中，所述高分子化合物包含共聚物，所述共聚物包含偏二氟乙烯以及六氟丙烯作为成分，
所述电解质层包括：
正极侧电解质层，设于所述正极上；以及
负极侧电解质层，设于所述负极上，并且所述比W2/W1与所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1不同，
当所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4，
当所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4。
9.一种电动车辆，其特征在于，包括：
二次电池；
转换部，将由所述二次电池供给的电力转换成驱动力；
驱动部，根据所述驱动力进行驱动；以及
控制部，控制所述二次电池的动作，
所述二次电池包括：
正极；
负极；以及
电解质层，包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，其中，所述高分子化合物包含共聚物，所述共聚物包含偏二氟乙烯以及六氟丙烯作为成分，
所述电解质层包括：
正极侧电解质层，设于所述正极上；以及
负极侧电解质层，设于所述负极上，并且所述比W2/W1与所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1不同，
当所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4，
当所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4。
10.一种电力储存系统，其特征在于，包括：
二次电池；
一种或两种以上的电气设备，由所述二次电池供给电力；以及
控制部，控制来自所述二次电池的对所述电气设备的电力供应，
所述二次电池包括：
正极；
负极；以及
电解质层，包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，其中，所述高分子化合物包含共聚物，而所述共聚物包含偏二氟乙烯以及六氟丙烯作为成分，
所述电解质层包括：
正极侧电解质层，设于所述正极上；以及
负极侧电解质层，设于所述负极上，并且所述比W2/W1与所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1不同，
当所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4，
当所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4。
11.一种电动工具，其特征在于，包括：
二次电池；以及
可动部，由所述二次电池供给电力，
所述二次电池包括：
正极；
负极；以及
电解质层，包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，其中，所述高分子化合物包含共聚物，而所述共聚物包含偏二氟乙烯以及六氟丙烯作为成分，
所述电解质层包括：
正极侧电解质层，设于所述正极上；以及
负极侧电解质层，设于所述负极上，并且所述比W2/W1与所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1不同，
当所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4，
当所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4。
12.一种电子设备，其特征在于，包括二次电池作为电力供给源，
所述二次电池包括：
正极；
负极；以及
电解质层，包含电解液、高分子化合物以及多个无机颗粒，所述电解液的重量W2与所述高分子化合物的重量W1之比W2/W1为2.5至50，其中，所述高分子化合物包含共聚物，而所述共聚物包含偏二氟乙烯以及六氟丙烯作为成分，
所述电解质层包括：
正极侧电解质层，设于所述正极上；以及
负极侧电解质层，设于所述负极上，并且所述比W2/W1与所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1不同，
当所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4，
当所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1大于所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1时，所述负极侧电解质层上的所述比W2/W1是4～50，所述正极侧电解质层上的所述比W2/W1是2.5以上且不满4。
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