JP2018078012A - 二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた電池特性を得ることが可能な二次電池を提供する。【解決手段】二次電池は、正極と、負極と、Ｒ（−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｒｆ）nで表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液とを備える。Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。【選択図】図１

Description

本技術は、二次電池に用いられる電解液、その電解液を用いた二次電池、ならびにその二次電池を用いた電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器に関する。

携帯電話機および携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。そこで、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能である二次電池の開発が進められている。

二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。一例を挙げると、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、および電動ドリルなどの電動工具である。

この二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えている。電解液の組成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その電解液の組成に関しては、さまざまな検討がなされている。

具体的には、サイクル特性などを改善するために、スルホニル基を有する化合物が電解液中に含有されている（例えば、特許文献１〜７参照。）。このスルホニル基を有する化合物は、Ｆ−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒ１（Ｒ１は、炭素間不飽和結合を有する鎖状の基などである。）で表される化合物などである。

特開２００６−０４９１１２号公報 特開２００６−０４９１５２号公報 特開２００９−０５４４０７号公報 特開２００９−０５４４０８号公報 特開２００９−０５４２８８号公報 特開２０１３−１１０１０２号公報 特開２０１４−０６３５９６号公報

電子機器などは、益々、高性能化および多機能化している。これに伴い、電子機器などの使用頻度は増加していると共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。そこで、二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。

本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、優れた電池特性を得ることが可能な二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器を提供することにある。

本技術の二次電池用電解液は、下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含むものである。

（Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −）を形成している硫黄原子（Ｓ）に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）

本技術の二次電池は、正極と負極と電解液とを備え、その電解液が上記した本技術の二次電池用電解液と同様の構成を有するものである。

本技術の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、二次電池を備え、その二次電池が上記した本技術の二次電池と同様の構成を有するものである。

ここで、「ｎ価の炭化水素基」とは、炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）により構成されていると共に１個または２個以上の脂肪族炭化水素環を含んでいるｎ価の基の総称である。この脂肪族炭化水素環は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合（炭素間二重結合および炭素間三重結合のうちの一方または双方）を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。また、脂肪族炭化水素環は、単環式でもよいし、多環式でもよい。

ｎ価の炭化水素基は、１個または２個以上の脂肪族炭化水素環だけを含んでいてもよいし、その１個または２個以上の脂肪族炭化水素環と共に１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよい。ただし、ｎ価の炭化水素基が１個または２個以上の脂肪族炭化水素環と共に１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいる場合、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、芳香族炭化水素環ではなく脂肪族炭化水素環である。

なお、ｎ価の炭化水素基は、１個の脂肪族炭化水素環からなる基でもよいし、２個以上の脂肪族炭化水素環からなる基でもよいし、１個または２個以上の脂肪族炭化水素環と１個または２個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合された基でもよいし、それらの一連の基に１個または２個以上の芳香族炭化水素環が置換基として導入された基でもよい。ｎ価の炭化水素基が２個以上の脂肪族炭化水素環からなる基である場合、その２個以上の脂肪族炭化水素環は、互いに結合されていればよい。

式（１）において、スルホニル基を形成している硫黄原子は、Ｒ中の脂肪族炭化水素環を形成している炭素原子に結合されていてもよいし、その脂肪族炭化水素環を形成していない他の炭素原子に結合されていてもよい。この「他の炭素原子」とは、上記した１個または２個以上の脂肪族炭化水素鎖を形成している炭素原子である。

「１価のハロゲン化炭化水素基」とは、１価の炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基（−Ｈ）がハロゲン基により置換された基である。この「１価の炭化水素基」とは、炭素および水素により構成される１価の基の総称であり、直鎖状の基でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状の基でもよいし、環状の基でもよいし、それらのうちの２種類以上が互いに結合された基でもよい。ハロゲン基の数が２個以上である場合、その２個以上のハロゲン基の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

なお、１価のハロゲン化炭化水素基は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。また、１価のハロゲン化炭化水素基は、脂肪族性（非芳香族性）を有していてもよいし、芳香族性を有していてもよい。

本技術の二次電池用電解液または二次電池によれば、電解液が上記したスルホニル化合物を含んでいるので、優れた電池特性を得ることができる。また、本技術の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具または電子機器においても、同様の効果を得ることができる。

なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。

本技術の一実施形態の二次電池（円筒型）の構成を表す断面図である。 図１に示した巻回電極体のうちの一部の構成を拡大して表す断面図である。 本技術の一実施形態の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。 図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った巻回電極体の断面図である。 二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。 図５に示した電池パックの構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電池パック：組電池）の構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。

以下、本技術の一実施形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

１．二次電池用電解液
２．二次電池
２−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）
２−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）
２−３．リチウム金属二次電池
３．二次電池の用途
３−１．電池パック（単電池）
３−２．電池パック（組電池）
３−３．電動車両
３−４．電力貯蔵システム
３−５．電動工具

＜１．二次電池用電解液＞
まず、本技術の一実施形態の二次電池用電解液に関して説明する。

ここで説明する二次電池用電解液（以下、単に「電解液」と呼称する。）は、例えば、リチウムイオン二次電池などの二次電池に用いられる。ただし、電解液が用いられる二次電池の種類は、リチウムイオン二次電池に限定されない。

［スルホニル化合物］
電解液は、下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。すなわち、電解液に含有されるスルホニル化合物の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

（Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）

このスルホニル化合物では、１個または２個以上の脂肪族炭化水素環を含んでいる幹部（Ｒ）に、スルホニル基を含んでいる１個または２個以上の枝部（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒｆ）が結合されている。

電解液がスルホニル化合物を含んでいるのは、その電解液の化学的安定性が向上するからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、その電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制されるため、その電解液を用いた二次電池の電池特性が向上する。この場合には、特に、高温環境および低温環境などの厳しい環境中において二次電池が使用（充放電）されると共に、それらの環境中において二次電池が保存されても、電解液の分解反応が十分に抑制されると共に、ガスの発生も十分に抑制されるため、電池特性が大幅に改善される。

式（１）に示したスルホニル化合物の構成に関する詳細は、以下の通りである。

（Ｒに関する詳細）
Ｒは、上記したように、ｎ価の炭化水素基である。この「ｎ価の炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素により構成されていると共に１個または２個以上の脂肪族炭化水素環を含んでいるｎ価の基の総称である。この脂肪族炭化水素環は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合（炭素間二重結合および炭素間三重結合のうちの一方または双方）を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。また、脂肪族炭化水素環は、単環式でもよいし、多環式でもよい。

ｎ価の炭化水素基は、１個または２個以上の脂肪族炭化水素環だけを含んでいてもよいし、その１個または２個以上の脂肪族炭化水素環と共に１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよい。ただし、ｎ価の炭化水素基が１個または２個以上の脂肪族炭化水素環と共に１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいる場合、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、芳香族炭化水素環ではなく脂肪族炭化水素環である。

「スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環が芳香族炭化水素環ではなく脂肪族炭化水素環である」という条件を満たしているかどうかに関する詳細は、以下で説明する通りである。第１に、例えば、硫黄原子が脂肪族炭化水素環に直結されている場合には、その硫黄原子に最も近いＲ中の環が脂肪族炭化水素環であるため、上記した条件を満たす。第２に、例えば、硫黄原子が芳香族炭化水素環に直結されている場合には、その硫黄原子に最も近いＲ中の環が芳香族炭化水素環であるため、上記した条件を満たさない。第３に、例えば、硫黄原子が後述する脂肪族炭化水素鎖を介して脂肪族炭化水素環に結合されている場合には、その硫黄原子に最も近いＲ中の環が脂肪族炭化水素環であるため、上記した条件を満たす。第４に、例えば、硫黄原子が脂肪族炭化水素差を介して芳香族炭化水素環に結合されている場合には、その硫黄原子に最も近いＲ中の環が芳香族炭化水素環であるため、上記した条件を満たさない。

スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環が脂肪族炭化水素環であるのは、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環が芳香族炭化水素環である場合とは異なり、電解液の化学的安定性が向上するからである。よって、上記したように、電解液の分解反応が抑制されると共に、その電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制されるため、その電解液を用いた二次電池の電池特性が向上する。

なお、ｎ価の炭化水素基は、１個の脂肪族炭化水素環からなる基でもよいし、２個以上の脂肪族炭化水素環からなる基でもよいし、１個または２個以上の脂肪族炭化水素環と１個または２個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合された基でもよいし、それらの一連の基に１個または２個以上の芳香族炭化水素環が置換基として導入された基でもよい。置換基の詳細に関しては、後述する。ｎ価の炭化水素基が２個以上の脂肪族炭化水素環からなる基である場合、その２個以上の脂肪族炭化水素環は、互いに結合されていればよい。

このｎ価の炭化水素基は、１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいし、その１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいなくてもよい。この芳香族炭化水素環の種類は、特に限定されないが、例えば、ベンゼン環およびナフタレン環などである。

中でも、ｎ価の炭化水素基は、１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいないことが好ましい。すなわち、ｎ価の炭化水素基は、１個または２個以上の脂肪族炭化水素環だけにより構成されているか、１個または２個以上の脂肪族炭化水素環と共に１個または２個以上の脂肪族炭化水素鎖により構成されていることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するため、その電解液の分解反応が抑制されるからである。

式（１）において、スルホニル基を形成している硫黄原子は、Ｒ中の脂肪族炭化水素環を形成している炭素原子に結合されていてもよいし、その脂肪族炭化水素鎖を形成していない他の炭素原子に結合されていてもよい。この「他の炭素原子」とは、上記した１個または２個以上の脂肪族炭化水素鎖を形成している炭素原子である。

中でも、硫黄原子は、脂肪族炭化水素環を形成している炭素原子に結合されていることが好ましい。すなわち、硫黄原子と炭素原子との間に脂肪族炭化水素鎖が介在しておらずに、その硫黄原子と炭素原子とが互いに直結されていることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するため、その電解液の分解反応がより抑制されるからである。

式（１）から明らかなように、幹部（Ｒであるｎ価の炭化水素基）の価数は、枝部（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒｆ）の数（ｎの値）に応じて決定される。一例を挙げると、枝部の数が１個である場合（ｎ＝１）、幹部（ｎ価の炭化水素基）の価数は１になる。枝部の数が２個である場合（ｎ＝２）、幹部の価数は２になる。枝部の数が３個である場合（ｎ＝３）、幹部の価数は３になる。もちろん、幹部の価数は、枝部の数に応じて４以上にもなり得る。

なお、ｎ価の炭化水素基は、後述するアルカンからｎ個の水素基が脱離された基などのように、炭素骨格が歪んでいない基よりも、後述するポリシクロ炭化水素型化合物からｎ個の水素基が脱離された基などのように、炭素骨格が歪んでいる基であることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。

（ｎ価の炭化水素基の候補）
具体的には、ｎ価の炭化水素基は、例えば、以下の一連の基などのうちのいずれかである。

（Ａ）１個の単環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基
（Ｂ）１個の多環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基
（Ｃ）２個以上の単環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基
（Ｄ）２個以上の多環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基
（Ｅ）１個以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の多環式の脂肪族炭化水素環とが互いに結合されたｎ価の基
（Ｆ）１個以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基
（Ｇ）１個以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基
（Ｈ）１個以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基

（（Ａ）に関する詳細）
「１個の単環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基」とは、１個の単環（単環式の脂肪族炭化水素環）からなるｎ価の炭化水素基である。

１個の単環からなる１価の炭化水素基は、例えば、シクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから１個の水素基が脱離された基などである。なお、水素基が脱離される位置は、特に限定されない。このように水素基の脱離位置が限定されないことは、以降においても同様である。

シクロアルカンの種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナンよびシクロデカンなどである。

シクロアルカンから１個の水素基が脱離された基は、いわゆるシクロアルキル基である。シクロアルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基およびシクロデシル基などである。

シクロアルケンの種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロペン、シクロブテン、シクロペンテン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、シクロオクテン、シクロノネンおよびシクロデセンなどである。

シクロアルケンから１個の水素基が脱離された基は、いわゆるシクロアルケニル基である。シクロアルケニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロペニル基、シクロブテニル基、シクロペンテニル基、シクロヘキセニル基、シクロヘプテニル基、シクロオクテニル基、シクロノネニル基およびシクロデセニル基などである。

シクロアルキンの種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピン、シクロブチン、シクロペンチン、シクロヘキシン、シクロヘプチン、シクロオクチン、シクロノニンおよびシクロデシンなどである。

シクロアルキンから１個の水素基が脱離された基は、いわゆるシクロアルキニル基である。シクロアルキニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピニル基、シクロブチニル基、シクロペンチニル基、シクロヘキシニル基、シクロヘプチニル基、シクロオクチニル基、シクロノニリル基およびシクロデシニル基などである。

１個の単環からなる２価の炭化水素基は、例えば、上記したシクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから２個の水素基が脱離された基などである。

シクロアルカンから２個の水素基が脱離された基は、いわゆるシクロアルキレン基である。シクロアルキレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基、シクロノニレン基およびシクロデシレン基などである。

シクロアルケンから２個の水素基が脱離された基は、いわゆるシクロアルケニレン基である。シクロアルケニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロペニレン基、シクロブテニレン基、シクロペンテニレン基、シクロヘキセニレン基、シクロヘプテニレン基、シクロオクテニレン基、シクロノネニレン基およびシクロデセニレン基などである。

シクロアルキンから２個の水素基が脱離された基は、いわゆるシクロアルキニレン基である。シクロアルキニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピニレン基、シクロブチニレン基、シクロペンチニレン基、シクロヘキシニレン基、シクロヘプチニレン基、シクロオクチニレン基、シクロノニリレン基およびシクロデシニレン基などである。

１個の単環からなる３価の炭化水素基は、例えば、上記したシクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから３個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、１個の単環からなるｎ価の炭化水素基は、１個の単環からなる４価以上の炭化水素基でもよい。

ｎ価の炭化水素基が１個の単環（単環式の脂肪族炭化水素環）からなる場合、その単環式の脂肪族炭化水素環の炭素数は、特に限定されないが、例えば、３〜１２であることが好ましく、３〜８であることがより好ましく、３または４であることがより好ましい。スルホニル化合物の溶解性および相溶性などを確保しながら、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。

（（Ｂ）に関する詳細）
「１個の多環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基」とは、１個の多環（多環式の脂肪族炭化水素環）からなるｎ価の炭化水素基である。

１個の多環からなる１価の炭化水素基は、例えば、スピロ型多環式化合物、縮合型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから１個の水素基が脱離された基などである。

「スピロ型多環式化合物」とは、隣り合う２個の脂肪族炭化水素環が１個の共通の炭素原子（スピロ原子）を介して互いに結合された化合物である。スピロ型多環式化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、スピロペンタジエンおよびスピロウンデカンなどである。ただし、スピロ型多環式化合物に含まれる脂肪族炭化水素環の数は、２個でもよいし、３個以上でもよい。

「縮合型多環式化合物」とは、隣り合う２個の脂肪族炭化水素環が２個の共通の炭素原子を介して互いに結合された化合物である。縮合型多環式化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、デカヒドロナフタレンおよびビシクロウンデカンなどである。

「ポリシクロ炭化水素型多環式化合物」とは、２個以上の脂肪族炭化水素環が立体構造を形成するように互いに結合された化合物である。ポリシクロ炭化水素型多環式化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、ノルボルナン、ノルボルネン、ノルボルナジエン、アダマンタン、キュバン、バスケタンおよびハウサンなどである。

１個の多環からなる２価の炭化水素基は、例えば、スピロ型多環式化合物、縮合型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから２個の水素基が脱離された基などである。

１個の多環からなる３価の炭化水素基は、例えば、スピロ型多環式化合物、縮合型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから２個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、１個の多環からなるｎ価の炭化水素基は、１個の多環からなる４価以上の炭化水素基でもよい。

（（Ｃ）に関する詳細）
「２個以上の単環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基」とは、２個以上の単環（単環式の脂肪族炭化水素環）が単結合されたｎ価の炭化水素基である。

ｎ価の炭化水素基に含まれる単環の数は、２個でもよいし、３個以上でもよい。ｎ価の炭化水素基に含まれる単環の数が３個以上である場合には、隣り合う単環同士は、その隣り合う単環ごとに単結合される。なお、２個以上の単環の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

２個以上の単環が単結合された１価の炭化水素基は、例えば、単結合型単環式化合物から１個の水素基が脱離された基などである。

「単結合型単環式化合物」とは、隣り合う２個の単環に関して、一方の単環のうちの１個の炭素原子と他方の単環のうちの１個の炭素原子とが単結合されている化合物である。単結合型単環式化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピルシクロプロパン、シクロブチルシクロブタン、シクロプロピルシクロブタン、シクロペンチルシクロペンタン、シクロペンチルシクロヘキサン、シクロヘキシルシクロヘキサン、シクロオクチルシクロオクタン、シクロノニルシクロノナンおよびシクロデシルシクロデカンなどである。

２個以上の単環が単結合された２価の炭化水素基は、例えば、単結合型単環式化合物から２個の水素基が脱離された基などである。

２個以上の単環が単結合された３価の炭化水素基は、例えば、単結合型単環式化合物から２個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、２個以上の単環が単結合されたｎ価の炭化水素基は、２個以上の単環が単結合された４価以上の炭化水素基でもよい。

（（Ｄ）に関する詳細）
「２個以上の多環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基」とは、２個以上の多環（多環式の脂肪族炭化水素環）が単結合されたｎ価の炭化水素基である。

ｎ価の炭化水素基に含まれる多環の数は、２個でもよいし、３個以上でもよい。ｎ価の炭化水素基に含まれる多環の数が３個以上である場合には、隣り合う多環同士は、その隣り合う多環ごとに単結合される。なお、２個以上の多環の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

２個以上の多環が単結合された１価の炭化水素基は、例えば、単結合型多環式化合物から１個の水素基が脱離された基などである。

「単結合型多環式化合物」とは、隣り合う２個の多環に関して、一方の多環のうちの１個の炭素原子と他方の多環のうちの１個の炭素原子とが単結合されている化合物である。

この単結合型多環式化合物は、例えば、スピロ型多環式化合物同士が単結合された化合物、縮合型多環式化合物同士が単結合された化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物同士が単結合された化合物、スピロ型多環式化合物と縮合型多環式化合物とが単結合された化合物、スピロ型多環式化合物とポリシクロ炭化水素型多環式化合物とが単結合された化合物、縮合型多環式化合物とポリシクロ炭化水素型多環式化合物とが単結合された化合物、およびスピロ型多環式化合物と縮合型多環式化合物とポリシクロ炭化水素型多環式化合物とが単結合された化合物などである。単結合型多環式化合物に含まれるスピロ型多環式化合物、縮合型多環式化合物およびポリシクロ炭化水素型多環式化合物のそれぞれの種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

単結合型多環式化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、スピロペンタジエンとデカヒドロナフタレンとが単結合された化合物、スピロペンタジエンとアダマンタンとが単結合された化合物、デカヒドロナフタレンとアダマンタンとが単結合された化合物、およびスピロペンタジエンとデカヒドロナフタレンとアダマンタンとが単結合された化合物などである。

２個以上の多環が単結合された２価の炭化水素基は、例えば、単結合型多環式化合物から２個の水素基が脱離された基などである。

２個以上の多環が単結合された３価の炭化水素基は、例えば、単結合型多環式化合物から３個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、２個以上の多環が単結合されたｎ価の炭化水素基は、２個以上の多環が単結合された４価以上の炭化水素基でもよい。

（（Ｅ）に関する詳細）
「１個以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の多環式の脂肪族炭化水素環とが互いに結合されたｎ価の基」とは、１個以上の単環（単環式の脂肪族炭化水素環）と１個以上の多環（多環式の脂肪族炭化水素環）とが互いに単結合されたｎ価の炭化水素基である。

ｎ価の炭化水素基に含まれる単環の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。同様に、ｎ価の炭化水素基に含まれる多環の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。ｎ価の炭化水素基に含まれる単環の数および多環の数のうちのいずれかが２個以上である場合には、隣り合う単環および多環は、その隣り合う単環および多環ごとに単結合される。

なお、単環の数が２個以上である場合、その２個以上の単環の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。同様に、多環の数が２個以上である場合、その２個以上の多環の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

また、１個以上の単環と１個以上の多環とが互いに結合される順番は、特に限定されないため、任意でよい。

一例を挙げると、単環の数が１個であると共に多環の数が２個である場合、単環、多環および多環がこの順に単結合されていてもよいし、多環、単環および多環がこの順に単結合されていてもよい。また、単環の数が２個であると共に多環の数が２個である場合、単環、単環、多環および多環がこの順に単結合されていてもよいし、単環、多環、単環および多環がこの順に単結合されていてもよいし、単環、多環、多環および単環がこの順に単結合されていてもよいし、多環、単環、単環および多環がこの順に単結合されていてもよい。

単環（単環式の脂肪族炭化水素環）に関する詳細は、例えば、（Ａ）において説明した通りである。また、多環（多環式の脂肪族炭化水素環）に関する詳細は、例えば、（Ｂ）において説明した通りである。

１個以上の単環と１個以上の多環とが単結合された１価の炭化水素基は、例えば、単環多環単結合化合物から１個の水素基が脱離された基などである。この「単環多環単結合化合物」とは、シクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のうちの１種類以上と、スピロ型多環式化合物、縮合環型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のうちの１種類以上とが単結合された化合物である。

１個以上の単環と１個以上の多環とが単結合された２価の炭化水素基は、例えば、単環多環単結合化合物から２個の水素基が脱離された基などである。

１個以上の単環と１個以上の多環とが単結合された３価の炭化水素基は、例えば、単環多環単結合化合物から３個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、１個以上の単環と１個以上の多環とが単結合されたｎ価の炭化水素基は、１個以上の単環と１個以上の多環とが単結合された４価以上の炭化水素基でもよい。

（（Ｆ）に関する詳細）
「１個以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基」とは、１個以上の単環（単環式の脂肪族炭化水素環）と１個以上の鎖状炭化水素（脂肪族炭化水素鎖）とが互いに結合されたｎ価の炭化水素基である。

ｎ価の炭化水素基に含まれる単環の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。同様に、ｎ価の炭化水素基に含まれる鎖状炭化水素の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。

なお、単環の数が２個以上である場合、その２個以上の単環の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。同様に、鎖状炭化水素の数が２個以上である場合、その２個以上の鎖状炭化水素の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

また、１個以上の単環と１個以上の鎖状族炭化水素とが互いに結合される順番は、特に限定されないため、任意でよい。

一例を挙げると、単環の数が１個であると共に鎖状炭化水素の数が２個である場合には、単環、鎖状炭化水素および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよいし、鎖状炭化水素、単環および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよい。また、単環の数が２個であると共に鎖状炭化水素の数が２個である場合には、単環、単環、鎖状炭化水素および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよいし、単環、鎖状炭化水素、単環および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよいし、単環、鎖状炭化水素、鎖状炭化水素および単環がこの順に結合されていてもよいし、鎖状炭化水素、単環、単環および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよい。

単環（単環式の脂肪族炭化水素環）に関する詳細は、例えば、（Ａ）において説明した通りである。

「脂肪族炭化水素鎖」とは、炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）により形成される鎖状の炭化水素の総称であり、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよい。また、脂肪族炭化水素鎖は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。

脂肪族炭化水素鎖の種類は、特に限定されないが、例えば、アルキル鎖、アルケニル鎖、アルキニル鎖およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された鎖（以下、「結合鎖」と呼称する。）のうちのいずれかである。

結合鎖の種類は、特に限定されないが、例えば、アルキル鎖とアルケニル鎖とが互いに結合された鎖、アルキル鎖とアルキニル鎖とが互いに結合された鎖、アルケニル鎖とアルキニル鎖とが互いに結合された鎖、およびアルキル鎖とアルケニル鎖とアルキニル鎖とが互いに結合された鎖などである。

アルキル鎖の具体例は、メチル鎖、エチル鎖、プロピル鎖、ブチル鎖、ノニル鎖およびデシル鎖などである。アルケニル鎖の具体例は、ビニル鎖およびアリル鎖などである。アルキニル鎖の具体例は、エチニル鎖などである。結合鎖の具体例は、ベンジル鎖などである。

１個以上の単環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された１価の炭化水素基は、単環炭化水素鎖化合物から１個の水素基が脱離された基などである。この「単環炭化水素鎖化合物」とは、シクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のうちの１種類以上と、アルキル鎖、アルケニル鎖、アルキニル鎖および結合鎖のうちの１種類以上とが互いに結合された化合物である。

１個以上の単環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された２価の炭化水素基は、例えば、単環炭化水素鎖化合物から２個の水素基が脱離された基などである。

１個以上の単環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された３価の炭化水素基は、例えば、単環炭化水素鎖化合物から３個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、１個以上の単環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合されたｎ価の炭化水素基は、１個以上の単環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された４価以上の炭化水素基でもよい。

脂肪族炭化水素鎖の炭素数は、特に限定されないが、例えば、１〜１２であることが好ましく、１〜４であることがより好ましい。スルホニル化合物の溶解性および相溶性などを確保しながら、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。

（（Ｇ）に関する詳細）
「１個以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基」とは、１個以上の単環（単環式の脂肪族炭化水素環）と１個以上の鎖状炭化水素（脂肪族炭化水素鎖）とが互いに結合されたｎ価の炭化水素基である。

ｎ価の炭化水素基に含まれる多環の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。同様に、ｎ価の炭化水素基に含まれる鎖状炭化水素の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。

なお、多環の数が２個以上である場合、その２個以上の多環の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。同様に、鎖状炭化水素の数が２個以上である場合、その２個以上の鎖状炭化水素の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

また、１個以上の多環と１個以上の鎖状族炭化水素とが互いに結合される順番は、特に限定されないため、任意でよい。

一例を挙げると、多環の数が１個であると共に鎖状炭化水素の数が２個である場合には、多環、鎖状炭化水素および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよいし、鎖状炭化水素、多環および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよい。また、多環の数が２個であると共に鎖状炭化水素の数が２個である場合には、多環、多環、鎖状炭化水素および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよいし、多環、鎖状炭化水素、多環および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよいし、多環、鎖状炭化水素、鎖状炭化水素および多環がこの順に結合されていてもよいし、鎖状炭化水素、多環、多環および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよい。

多環（多環式の脂肪族炭化水素環）に関する詳細は、例えば、（Ｂ）において説明した通りである。また、鎖状炭化水素（脂肪族炭化水素鎖）に関する詳細は、例えば、（Ｆ）において説明した通りである。

１個以上の多環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された１価の炭化水素基は、例えば、多環炭化水素鎖化合物から１個の水素基が脱離された基などである。この「多環炭化水素鎖化合物」とは、スピロ型多環式化合物、縮合環型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のうちの１種類以上と、アルキル鎖、アルケニル鎖、アルキニル鎖および結合鎖のうちの１種類以上とが互いに結合された化合物である。

１個以上の多環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された２価の炭化水素基は、例えば、多環炭化水素鎖化合物から２個の水素基が脱離された基などである。

１個以上の多環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された３価の炭化水素基は、例えば、多環炭化水素鎖化合物から３個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、１個以上の多環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合されたｎ価の炭化水素基は、１個以上の多環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された４価以上の炭化水素基でもよい。

（（Ｈ）に関する詳細）
「１個以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１個以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基」とは、１個以上の単環（単環式の脂肪族炭化水素環）と１個以上の多環（多環式の脂肪族炭化水素環）と１個以上の鎖状炭化水素（脂肪族炭化水素鎖）とが互いに結合されたｎ価の炭化水素基である。

ｎ価の炭化水素基に含まれる単環の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。同様に、ｎ価の炭化水素基に含まれる多環の数は、１個でもよいし、２個以上でもよいと共に、ｎ価の炭化水素基に含まれる鎖状炭化水素の数は、１個でもよいし、２個以上でもよい。

なお、単環の数が２個以上である場合、その２個以上の単環の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。同様に、多環の数が２個以上である場合、その２個以上の多環の種類は、２種類だけでもよいし、２種類以上でもよいと共に、鎖状炭化水素の数が２個以上である場合、その２個以上の鎖状炭化水素の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

また、１個以上の単環と１個以上の多環と１個以上の鎖状族炭化水素とが互いに結合される順番は、特に限定されないため、任意でよい。

一例を挙げると、単環の数が１個、多環の数が１個、鎖状炭化水素の数が１個である場合には、単環、多環および鎖状炭化水素がこの順に結合されていてもよいし、単環、鎖状炭化水素および多環がこの順に結合されていてもよいし、多環、単環および鎖状炭化水素がこの順に結合されてもよい。

単環（単環式の脂肪族炭化水素環）に関する詳細は、例えば、（Ａ）において説明した通りである。多環（多環式の脂肪族炭化水素環）に関する詳細は、例えば、（Ｂ）において説明した通りである。鎖状炭化水素（脂肪族炭化水素鎖）に関する詳細は、例えば、（Ｆ）において説明した通りである。

１個以上の単環と１個以上の多環と１個以上の鎖状の炭化水素とが互いに結合された１価の炭化水素基は、例えば、単環多環炭化水素鎖化合物から１個の水素基が脱離された基などである。この「単環多環炭化水素鎖化合物」とは、シクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のうちの１種類以上と、スピロ型多環式化合物、縮合環型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のうちの１種類以上と、アルキル鎖、アルケニル鎖、アルキニル鎖および結合鎖のうちの１種類以上とが互いに結合された化合物である。

１個以上の単環と１個以上の多環と１個以上の鎖状の炭化水素とが互いに結合された２価の炭化水素基は、例えば、単環多環炭化水素鎖化合物から２個の水素基が脱離された基などである。

１個以上の単環と１個以上の多環と１個以上の鎖状の炭化水素とが互いに結合された３価の炭化水素基は、例えば、単環多環炭化水素鎖化合物から３個の水素基が脱離された基などである。

もちろん、１個以上の単環と１個以上の多環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合されたｎ価の炭化水素基は、１個以上の単環と１個以上の多環と１個以上の鎖状炭化水素とが互いに結合された４価以上の炭化水素基でもよい。

（置換基）
なお、ｎ価の炭化水素基が１個または２個以上の脂肪族炭化水素環を含んでいれば、例えば、上記した（Ａ）〜（Ｈ）において説明された一連の基のそれぞれに、１個または２個以上の置換基が導入されていてもよい。

この置換基は、例えば、１価の脂肪族炭化水素基および１価の芳香族炭化水素基などである。より具体的には、１価の脂肪族炭化水素基は、例えば、アルキル基、アルケニル基およびアルキニル基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の基などである。アルキル基、アルケニル基およびアルキニル基のそれぞれの詳細に関しては、後述する。１価の芳香族炭化水素基は、例えば、アリール基などであり、そのアリール基は、例えば、フェニル基およびナフチル基などである。すなわち、上記したｎ価の炭化水素基が１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいる場合とは、例えば、ｎ価の炭化水素基が１個または２個以上の１価の芳香族炭化水素基を含んでいる場合などである。

（Ｒｆに関する詳細）
Ｒｆは、上記したように、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。

ｎが２以上である場合、スルホニル化合物は２個以上の枝部（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒｆ）を有するため、そのスルホニル化合物は２個以上のＲｆを有することになる。この場合において、２個以上のＲｆは、互いに同じ種類でもよいし、互いに異なる種類でもよい。もちろん、２個以上のＲｆのうちの一部が互いに同じ種類でもよい。

ハロゲン基の種類は、特に限定されないが、例えば、フッ素基（−Ｆ）、塩素基（−Ｃｌ）、臭素基（−Ｂｒ）およびヨウ素基（−Ｉ）などであり、それら以外の基でもよい。

中でも、ハロゲン基は、フッ素基であることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。

「１価のハロゲン化炭化水素基」とは、上記したように、１価の炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。この「１価の炭化水素基」とは、上記したように、炭素および水素により形成される１価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよいし、それらのうちの２種類以上が互いに結合された状態でもよい。ハロゲン基の数が２個以上である場合、その２個以上のハロゲン基の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。

なお、１価の炭化水素基は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和多重結合を含んでいなくてもよい。また、１価のハロゲン化炭化水素基は、脂肪族性（非芳香族性）を有していてもよいし、芳香族性を有していてもよい。

１価の炭化水素基の種類は、特に限定されないが、例えば、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の基（以下、「結合基」と呼称する。）などである。

結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、アルキル基とアルケニル基とが互いに結合された１価の基、アルキル基とアルキニル基とが互いに結合された１価の基、アルケニル基とアルキニル基とが互いに結合された１価の基、アリール基とシクロアルキル基とが互いに結合された基、アルキル基、アルケニル基およびアルキニル基のうちの１種類以上とシクロアルキル基とが互いに結合された１価の基、ならびにアルキル基、アルケニル基およびアルキニル基のうちの１種類以上とアリール基とが互いに結合された１価の基などである。

アルキル基の具体例は、メチル基、エチル基、プロピル基、ｔ−ブチル基、ノニル基およびデシル基などである。アルケニル基の具体例は、ビニル基およびアリル基などである。アルキニル基の具体例は、エチニル基などである。シクロアルキル基の具体例は、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基およびシクロオクチル基などである。アリール基の具体例は、フェニル基およびナフチル基などである。結合基の具体例は、ベンジル基などである。

中でも、上記したように、ハロゲン基はフッ素基であることが好ましいことに伴い、１価のハロゲン化炭化水素基は１価のフッ素化炭化水素基であることが好ましい。この「１価のフッ素化炭化水素基」とは、上記した１価の炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基がフッ素基により置換された基である。

１価のフッ素化炭化水素基の種類は、特に限定されないが、例えば、フッ素化アルキル基、フッ素化アルケニル基、フッ素化アルキニル基、フッ素化シクロアルキル基、フッ素化アリール基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の基などである。

フッ素化アルキル基の具体例は、フルオロメチル基、ジルフルオロメチル基、パーフルオロメチル基、パーフルオロエチル基、パーフルオロプロピル基およびパーフルオロｔ−ブチル基などである。フッ素化アルケニル基の具体例は、パーフルオロビニル基などである。フッ素化シクロアルキル基の具体例は、パーフルオロシクロヘキシル基などである。フッ素化アリール基の具体例は、パーフルオロアリール基などである。フッ素化結合基の具体例は、パーフルオロベンジル基などである。

中でも、１価のフッ素化炭化水素基の種類は、フッ素化アルキル基、フッ素化アルケニル基およびフッ素化アルキニル基であることが好ましく、フッ素化アルキル基であることがより好ましく、１価のパーフルオロアルキル基であることがさらに好ましい。スルホニル化合物の溶解性および相溶性などを確保しながら、電解液の化学的安定性がより向上するからである。

１価のハロゲン化炭化水素基の炭素数は、特に限定されない。具体的には、アルキル基のうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換された基（ハロゲン化アルキル基）の炭素数は、例えば、１〜１０であり、好ましくは１〜４である。アルケニル基およびアルキニル基（ハロゲン化アルケニル基およびハロゲン化アルキニル基）のそれぞれのうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換された基の炭素数は、例えば、２〜１０である。シクロアルキル基およびアリール基（ハロゲン化シクロアルキル基およびハロゲン化アリール基）のそれぞれのうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換された基の炭素数は、例えば、６〜１８である。スルホニル化合物の溶解性および相溶性などを確保しながら、電解液の化学的安定性がより向上するからである。

（ｎに関する詳細）
ｎは、上記したように、１以上の整数である。このため、ｎの値は、１以上の整数であれば、特に限定されない。このｎの値に応じて、幹部（Ｒ）の価数が決定されると共に、その幹部に結合される枝部（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒｆ）の数が決定される。

中でも、ｎは、４以下であることが好ましい。すなわち、ｎは、１〜４の整数であることが好ましい。スルホニル化合物の溶解性および相溶性などを確保しながら、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。

（好適なスルホニル化合物）
中でも、スルホニル化合物は、下記の式（２）および式（３）のそれぞれで表される化合物のうちの一方または双方を含んでいることが好ましい。スルホニル化合物が容易に製造されやすいと共に、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。

（Ｒ１は、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含む１価の炭化水素基である。Ｒｆ１は、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ただし、１価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）

（Ｒ２は、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含む２価の炭化水素基である。Ｒｆ２およびＲｆ３のそれぞれは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ただし、２価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）

以下の説明では、２種類のスルホニル化合物を区別するために、式（１）に示した化合物を「第１スルホニル化合物」と呼称すると共に、式（２）に示した化合物を「第２スルホニル化合物」と呼称する。この他、第１スルホニル化合物および第２スルホニル化合物など、スルホニル化合物の候補となり得る化合物をまとめて「スルホニル化合物」と総称する。

（第１スルホニル化合物）
第１スルホニル化合物は、式（２）に示したように、式（１）においてｎ＝１とした化合物である。すなわち、第１スルホニル化合物では、幹部（Ｒ１）に１個の枝部（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒｆ１）が結合されている。

Ｒ１（１価の炭化水素基）に関する詳細は、例えば、価数が１価に限定されることを除いて、上記したＲ（ｎ価の炭化水素基）に関する詳細と同様である。

１価の炭化水素基の種類は、特に限定されないが、例えば、上記した（Ａ）〜（Ｈ）のそれぞれにおいて説明された一連の１価の基およびそれらに置換基が導入された基などである。具体的には、１価の炭化水素基は、例えば、以下の基などである。

（Ａ）シクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから１個の水素基が脱離された基（シクロアルキル基、シクロアルケニル基およびシクロアルキニル基など）
（Ｂ）スピロ型多環式化合物、縮合型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから１個の水素基が脱離された基
（Ｃ）単結合型単環式化合物から１個の水素基が脱離された基
（Ｄ）単結合型多環式化合物から１個の水素基が脱離された基
（Ｅ）単環多環単結合化合物から１個の水素基が脱離された基
（Ｆ）単環炭化水素鎖化合物から１個の水素基が脱離された基
（Ｇ）多環炭化水素鎖化合物から１個の水素基が脱離された基
（Ｈ）単環多環炭化水素鎖化合物から１個の水素基が脱離された基

ただし、１価の炭化水素基は、例えば、上記した一連の基のうちの任意の２種類以上が全体として１価となるように互いに結合された基でもよい。

Ｒｆ１に関する詳細は、例えば、上記したＲｆに関する詳細と同様である。

（第２スルホニル化合物）
第２スルホニル化合物は、式（３）に示したように、式（１）においてｎ＝２とした化合物である。すなわち、第２スルホニル化合物では、幹部（Ｒ２）に２個の枝部（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒｆ２および−Ｓ（＝Ｏ）₂ −Ｒｆ３）が結合されている。

Ｒ２（２価の炭化水素基）に関する詳細は、例えば、価数が２価に限定されることを除いて、上記したＲ（ｎ価の炭化水素基）に関する詳細と同様である。

２価の炭化水素基の種類は、特に限定されないが、例えば、上記した（Ａ）〜（Ｈ）のそれぞれにおいて説明された一連の２価の基およびそれらに置換基が導入された基などである。具体的には、２価の炭化水素基は、例えば、以下の基などである。

（Ａ）シクロアルカン、シクロアルケン、シクロアルキンおよびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから２個の水素基が脱離された基（シクロアルキレン基、シクロアルケニレン基およびシクロアルキニレン基など）
（Ｂ）スピロ型多環式化合物、縮合型多環式化合物、ポリシクロ炭化水素型多環式化合物およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された化合物のそれぞれから２個の水素基が脱離された基
（Ｃ）単結合型単環式化合物から２個の水素基が脱離された基
（Ｄ）単結合型多環式化合物から２個の水素基が脱離された基
（Ｅ）単環多環単結合化合物から２個の水素基が脱離された基
（Ｆ）単環炭化水素鎖化合物から２個の水素基が脱離された基
（Ｇ）多環炭化水素鎖化合物から２個の水素基が脱離された基
（Ｈ）単環多環炭化水素鎖化合物から２個の水素基が脱離された基

ただし、２価の炭化水素基は、例えば、上記した一連の基のうちの任意の２種類以上が全体として２価となるように互いに結合された基でもよい。

Ｒｆ２およびＲｆ３のそれぞれに関する詳細は、例えば、上記したＲｆに関する詳細と同様である。

（スルホニル化合物の具体例）
スルホニル化合物の具体例は、以下の通りである。ただし、スルホニル化合物の具体例は、以下で説明する化合物に限定されず、他の化合物でもよい。

第１スルホニル化合物の具体例は、下記の式（２−１）〜式（２−２０）のそれぞれで表される化合物などである。

第２スルホニル化合物の具体例は、下記の式（３−１）〜式（３−１５）のそれぞれで表される化合物などである。

（スルホニル化合物の含有量）
電解液中におけるスルホニル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜５重量％である。スルホニル化合物の溶解性および相溶性などを確保しながら、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。

なお、電解液が２種類以上のスルホニル化合物を含んでいる場合、上記した「スルホニル化合物の含有量」とは、各スルホニル化合物の含有量の総和である。

［他の材料］
なお、電解液は、上記したスルホニル化合物に加えて、他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。

［溶媒］
他の材料は、例えば、非水溶媒（有機溶剤）などの溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上である。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。

溶媒は、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステルおよびニトリル（モノニトリル）などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。

環状炭酸エステルの具体例は、炭酸エチレン、炭酸プロピレンおよび炭酸ブチレンなどである。鎖状炭酸エステルの具体例は、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。ラクトンの具体例は、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどである。鎖状カルボン酸エステルの具体例は、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルおよびトリメチル酢酸エチルなどである。ニトリルの具体例は、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよび３−メトキシプロピオニトリルなどである。

この他、溶媒は、例えば、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。

中でも、溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。高い電池容量、優れたサイクル特性および優れた保存特性などが得られるからである。この場合には、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば比誘電率ε≧３０）と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。

さらに、溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物、ジニトリル化合物およびジイソシアネート化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。

不飽和環状炭酸エステルは、１個または２個以上の炭素間不飽和結合（炭素間二重結合）を含む環状炭酸エステルであり、例えば、下記の式（４）〜式（６）のそれぞれで表される化合物などである。溶媒中における不飽和環状炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。

（Ｒ１１およびＲ１２のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。Ｒ１３〜Ｒ１６のそれぞれは、水素基、アルキル基、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかであり、Ｒ１３〜Ｒ１６のうちの少なくとも１つは、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかである。Ｒ１７は、＞ＣＲ１７１Ｒ１７２で表される基であり、Ｒ１７１およびＲ１７２のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。）

式（４）に示した化合物は、炭酸ビニレン型の化合物である。Ｒ１１およびＲ１２は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。アルキル基に関する詳細は、上記した通りである。炭酸ビニレン型の化合物の具体例は、炭酸ビニレン（１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸メチルビニレン（４−メチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸エチルビニレン（４−エチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソール−２−オン、４，５−ジエチル−１，３−ジオキソール−２−オン、４−フルオロ−１，３−ジオキソール−２−オンおよび４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソール−２−オンなどである。

式（５）に示した化合物は、炭酸ビニルエチレン型の化合物である。Ｒ１３〜Ｒ１６は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ１３〜Ｒ１６のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。炭酸ビニルエチレン型の化合物の具体例は、炭酸ビニルエチレン（４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン）、４−メチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ｎ−プロピル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、５−メチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，５−ジビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。

式（６）に示した化合物は、炭酸メチレンエチレン型の化合物である。Ｒ１７１およびＲ１７２は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。炭酸メチレンエチレン型の化合物の具体例は、炭酸メチレンエチレン（４−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン）、４，４−ジメチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，４−ジエチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。

この他、不飽和環状炭酸エステルは、ベンゼン環を有する炭酸カテコール（カテコールカーボネート）などでもよい。

ハロゲン化炭酸エステルは、１個または２個以上のハロゲンを構成元素として含む環状または鎖状の炭酸エステルであり、例えば、下記の式（７）および式（８）のそれぞれで表される化合物である。溶媒中におけるハロゲン化炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。

（Ｒ１８〜Ｒ２１は、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ１８〜Ｒ２１のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。Ｒ２２〜Ｒ２７は、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ２２〜Ｒ２７のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。）

式（７）に示した化合物は、環状ハロゲン化炭酸エステルである。Ｒ１８〜Ｒ２１は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ１８〜Ｒ２１のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。

ハロゲン基の種類は、特に限定されないが、中でも、フッ素基、塩素基、臭素基およびヨウ素基のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましく、フッ素基がより好ましい。なお、ハロゲン基の数は、１つでもよいし、２つ以上でもよい。

アルキル基に関する詳細は、上記した通りである。ハロゲン化アルキル基とは、アルキル基のうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換（ハロゲン化）された基である。ハロゲン基に関する詳細は、上記した通りである。

環状ハロゲン化炭酸エステルの具体例は、下記の式（７−１）〜式（７−２１）のそれぞれで表される化合物などであり、それらの化合物には、幾何異性体も含まれる。中でも、式（７−１）に示した４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび式（７−３）に示した４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが好ましい。なお、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンとしては、シス異性体よりもトランス異性体が好ましい。容易に入手できると共に、高い効果が得られるからである。

式（８）に示した化合物は、鎖状ハロゲン化炭酸エステルである。Ｒ２２〜Ｒ２７は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ２２〜Ｒ２７の一部が互いに同じ種類の基でもよい。

鎖状ハロゲン化炭酸エステルの具体例は、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）および炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。

スルホン酸エステルは、例えば、モノスルホン酸エステルおよびジスルホン酸エステルを含む。溶媒中におけるスルホン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。

モノスルホン酸エステルは、環状モノスルホン酸エステルでもよいし、鎖状モノスルホン酸エステルでもよい。環状モノスルホン酸エステルの具体例は、１，３−プロパンスルトンおよび１，３−プロペンスルトンなどのスルトンである。鎖状モノスルホン酸エステルの具体例は、環状モノスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。

ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルでもよいし、鎖状ジスルホン酸エステルでもよい。環状ジスルホン酸エステルの具体例は、下記の式（９−１）〜式（９−３）のそれぞれで表される化合物などである。鎖状ジスルホン酸エステルの具体例は、環状ジスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。

酸無水物は、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物およびカルボン酸スルホン酸無水物などである。溶媒中における酸無水物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。

カルボン酸無水物の具体例は、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物の具体例は、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物の具体例は、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などである。

ジニトリル化合物は、例えば、ＮＣ−Ｃ_m Ｈ_2m−ＣＮ（ｍは、１以上の整数である。）で表される化合物である。このジニトリル化合物は、例えば、スクシノニトリル（ＮＣ−Ｃ₂ Ｈ₄ −ＣＮ）、グルタロニトリル（ＮＣ−Ｃ₃ Ｈ₆ −ＣＮ）、アジポニトリル（ＮＣ−Ｃ₄ Ｈ₈ −ＣＮ）、セバコニトリル（ＮＣ−Ｃ₈ Ｈ₁₀−ＣＮ）およびフタロニトリル（ＮＣ−Ｃ₆ Ｈ₄ −ＣＮ）などである。溶媒中におけるジニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。

ジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｃ_n Ｈ_2n−ＮＣＯ（ｎは、１以上の整数である。）で表される化合物である。溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．１重量％〜１０重量％である。ジイソシアネート化合物の具体例は、ＯＣＮ−Ｃ₆ Ｈ₁₂−ＮＣＯなどである。

［電解質塩］
また、他の材料は、例えば、リチウム塩などの電解質塩のうちのいずれか１種類または２種類以上である。ただし、電解質塩は、例えば、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。リチウム塩以外の塩とは、例えば、リチウム以外の軽金属の塩などである。

リチウム塩の具体例は、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆ ）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄ ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄ ）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ₆ ）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ₆ Ｈ₅ ）₄ ）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ₃ ＳＯ₃ ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ ＳＯ₃ ）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ₄ ）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ₂ ＳｉＦ₆ ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）である。

中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムのうちのいずれか１種類または２種類以上が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。内部抵抗が低下するからである。

この他、電解質塩は、下記の式（１０）〜式（１２）のそれぞれで表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。Ｒ４１およびＲ４３は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。Ｒ５１〜Ｒ５３は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに種類の異なる基でもよい。もちろん、Ｒ５１〜Ｒ５３のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。Ｒ６１およびＲ６２は、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。

（Ｘ４１は、長周期型周期表における１族元素および２族元素、ならびにアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれかである。Ｍ４１は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における１３族元素、１４族元素および１５族元素のうちのいずれかである。Ｒ４１は、ハロゲン基である。Ｙ４１は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ４２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＲ４３₂ −および−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（＝Ｏ）−のうちのいずれかである。ただし、Ｒ４２は、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基およびハロゲン化アリーレン基のうちのいずれかである。Ｒ４３は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基およびハロゲン化アリール基のうちのいずれかである。ａ４は１〜４の整数であり、ｂ４は０、２または４の整数であり、ｃ４、ｄ４、ｍ４およびｎ４のそれぞれは１〜３の整数である。）

（Ｘ５１は、長周期型周期表における１族元素および２族元素のうちのいずれかである。Ｍ５１は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における１３族元素、１４族元素および１５族元素のうちのいずれかである。Ｙ５１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ５１₂ ）_b5−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ５３₂ Ｃ−（ＣＲ５２₂ ）_c5−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ５３₂ Ｃ−（ＣＲ５２₂ ）_c5−ＣＲ５３₂ −、−Ｒ５３₂ Ｃ−（ＣＲ５２₂ ）_c5−Ｓ（＝Ｏ）₂ −、−Ｓ（＝Ｏ）₂ −（ＣＲ５２₂ ）_d5−Ｓ（＝Ｏ）₂ −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ５２₂ ）_d5−Ｓ（＝Ｏ）₂ −のうちのいずれかである。Ｒ５１およびＲ５３のそれぞれは、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ５１のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ５３のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。Ｒ５２は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。ａ５、ｅ５およびｎ５のそれぞれは１または２の整数であり、ｂ５およびｄ５のそれぞれは１〜４の整数であり、ｃ５は０〜４の整数であり、ｆ５およびｍ５のそれぞれは１〜３の整数である。）

（Ｘ６１は、長周期型周期表における１族元素および２族元素のうちのいずれかである。Ｍ６１は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における１３族元素、１４族元素および１５族元素のうちのいずれかである。Ｒｆは、フッ素化アルキル基およびフッ素化アリール基のうちのいずれかであり、フッ素化アルキル基およびフッ素化アリール基のそれぞれの炭素数は、１〜１０である。Ｙ６１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１₂ ）_d6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６２₂ Ｃ−（ＣＲ６１₂ ）_d6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６２₂ Ｃ−（ＣＲ６１₂ ）_d6−ＣＲ６２₂ −、−Ｒ６２₂ Ｃ−（ＣＲ６１₂ ）_d6−Ｓ（＝Ｏ）₂ −、−Ｓ（＝Ｏ）₂ −（ＣＲ６１₂ ）_e6−Ｓ（＝Ｏ）₂ −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１₂ ）_e6−Ｓ（＝Ｏ）₂ −のうちのいずれかである。ただし、Ｒ６１は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。Ｒ６２は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ６２のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。ａ６、ｆ６およびｎ６のそれぞれは１または２の整数であり、ｂ６、ｃ６およびｅ６のそれぞれは１〜４の整数であり、ｄ６は０〜４の整数であり、ｇ６およびｍ６のそれぞれは１〜３の整数である。）

なお、１族元素とは、水素（Ｈ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）およびフランシウム（Ｆｒ）である。２族元素とは、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）およびラジウム（Ｒａ）である。１３族元素とは、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）およびタリウム（Ｔｌ）である。１４族元素とは、炭素（Ｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）である。１５族元素とは、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）およびビスマス（Ｂｉ）である。

式（１０）に示した化合物の具体例は、下記の式（１０−１）〜式（１０−６）のそれぞれで表される化合物などである。式（１１）に示した化合物の具体例は、下記の式（１１−１）〜式（１１−８）のそれぞれで表される化合物などである。式（１２）に示した化合物の具体例は、下記の式（１２−１）で表される化合物などである。

また、電解質塩は、下記の式（１３）〜式（１５）のそれぞれで表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。ｍおよびｎは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。また、ｐ、ｑおよびｒは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。もちろん、ｐ、ｑおよびｒのうちの一部が互いに同じ値でもよい。

ＬｉＮ（Ｃ_m Ｆ_2m+1ＳＯ₂ ）（Ｃ_n Ｆ_2n+1 ＳＯ₂ ） …（１３）
（ｍおよびｎのそれぞれは、１以上の整数である。）

（Ｒ７１は、炭素数＝２〜４である直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキレン基である。）

ＬｉＣ（Ｃ_p Ｆ_2p+1ＳＯ₂ ）（Ｃ_q Ｆ_2q+1ＳＯ₂ ）（Ｃ_r Ｆ_2r+1ＳＯ₂ ） …（１５）
（ｐ、ｑおよびｒのそれぞれは、１以上の整数である。）

式（１３）に示した化合物は、鎖状イミド化合物である。鎖状イミド化合物の具体例は、ビス（フルオロスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ₂ Ｆ）₂ ）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₂ ）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ）₂ ）、（トリフルオロメタンスルホニル）（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）（Ｃ₂ Ｆ₅ ＳＯ₂ ））、（トリフルオロメタンスルホニル）（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）（Ｃ₃ Ｆ₇ ＳＯ₂ ））および（トリフルオロメタンスルホニル）（ノナフルオロブタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）（Ｃ₄ Ｆ₉ ＳＯ₂ ））などである。

式（１４）に示した化合物は、環状イミド化合物である。環状イミド化合物の具体例は、下記の式（１４−１）〜式（１４−４）のそれぞれで表される化合物などである。

式（１５）に示した化合物は、鎖状メチド化合物である。鎖状メチド化合物の具体例は、リチウムトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチド（ＬｉＣ（ＣＦ₃ ＳＯ₂ ）₃ ）などである。

電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、溶媒に対して０．３ｍｏｌ／ｋｇ〜３．０ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。高いイオン伝導性が得られるからである。

［その他］
また、他の材料は、上記以外の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。上記以外の材料は、例えば、ジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ₂ Ｏ₂ ）およびフルオロリン酸リチウム（Ｌｉ₂ ＰＦＯ₃ ）などのリンフッ素含有塩である。電解液中におけるリンフッ素含有塩の含有量は、特に限定されない。

［製造方法］
電解液を製造する場合には、例えば、溶媒に電解質塩を加えたのち、その溶媒を撹拌することにより、その電解質塩を溶媒中に溶解または分散させる。続いて、電解質塩が溶解または分散された溶媒にスルホニル化合物を加えたのち、その溶媒を撹拌することにより、そのスルホニル化合物を溶媒中に溶解または分散させる。スルホニル化合物の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。これにより、スルホニル化合物を含む電解液が得られる。

［作用および効果］
この電解液によれば、上記したスルホニル化合物を含んでいる。この場合には、電解液がスルホニル化合物を含んでいない場合および電解液が他の化合物を含んでいる場合と比較して、上記したように、電解液の化学的安定性が向上する。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、その電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制される。よって、電解液を用いた二次電池の電池特性を向上させることができる。

なお、上記した「他の化合物」とは、スルホニル化合物に該当しない化合物であり、より具体的には、式（１）に示した条件を満たさない化合物である。他の化合物は、例えば、下記の式（１６−１）〜式（１６−１１）のそれぞれで表される化合物などである。

式（１６−１）〜式（１６−３）のそれぞれに示した他の化合物は、第１スルホニル化合物に対して比較対象となる化合物である。式（１６−４）〜式（１６−８）のそれぞれに示した他の化合物は、第２スルホニル化合物に対して比較対象となる化合物である。式（１６−９）〜式（１６−１１）のそれぞれに示した化合物は、第１スルホニル化合物に類似する化合物である。

特に、ｎ価の炭化水素基が１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいなければ、そのｎ価の炭化水素基が１個または２個以上の芳香族炭化水素環を含んでいる場合と比較して、電解液の化学的安定性がより向上する。よって、電解液の分解反応がより抑制されるため、より高い効果を得ることができる。

また、式（１）において、脂肪族炭化水素環を形成している炭素原子に硫黄原子が結合されていれば、その脂肪族炭化水素環を形成していない炭素原子に硫黄原子が結合されている場合と比較して、電解液の化学的安定性がより向上する。よって、電解液の分解反応がより抑制されるため、より高い効果を得ることができる。

また、ｎ価の炭化水素基が（Ａ）〜（Ｈ）のそれぞれに列挙記載された一連のｎ価の基であれば、電解液の化学的安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。しかも、ｎ価の炭化水素基が１個の単環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基である場合において、その１個の単環式の脂肪族炭化水素環の炭素数が３〜１２以下であれば、電解液の化学的安定性がさらに向上するため、さらに高い効果を得ることができる。

また、ハロゲン基がフッ素基などであり、１価のハロゲン化炭化水素基がアルキル基などのうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換された基であれば、電解液の化学的安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。この場合には、１価のハロゲン化炭化水素基がアルキル基のうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換された基であり、その１価のハロゲン化炭化水素基の炭素数が１〜４であれば、さらに高い効果を得ることができる。また、１価のハロゲン化炭化水素基がパーフルオロアルキル基であれば、さらに高い効果を得ることができる。また、

また、ｎが４以下であれば、電解液の化学的安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。

また、スルホニル化合物が式（２）に示した第１スルホニル化合物および式（３）に示した第２スルホニル化合物のうちの一方または双方を含んでいれば、電解液の化学的安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。

また、電解液中におけるスルホニル化合物の含有量が０．０１重量％〜５重量％であれば、電解液の化学的安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。

＜２．二次電池＞
次に、上記した本技術の電解液を用いた二次電池に関して説明する。

＜２−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）＞
図１は、二次電池の断面構成を表しており、図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部の断面構成を拡大している。

ここで説明する二次電池は、例えば、電極反応物質であるリチウムの吸蔵放出により負極２２の容量が得られるリチウムイオン二次電池である。

［全体構成］
この二次電池は、いわゆる円筒型の電池構造を有しており、例えば、図１に示したように、中空円柱状の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３と、電池素子である巻回電極体２０とが収納されている。巻回電極体２０では、例えば、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層されたのち、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３が巻回されている。この巻回電極体２０には、液状の電解質である電解液が含浸されている。

電池缶１１は、例えば、一端部が閉鎖されると共に他端部が開放された中空構造を有しており、例えば、鉄、アルミニウムおよびそれらの合金などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この電池缶１１の表面には、ニッケルなどが鍍金されていてもよい。一対の絶縁板１２，１３は、巻回電極体２０を挟むと共にその巻回周面に対して垂直に延在するように配置されている。

電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、安全弁機構１５と、熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）１６とがガスケット１７を介してかしめられている。これにより、電池缶１１は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により形成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６のそれぞれは、電池蓋１４の内側に設けられており、その安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されている。この安全弁機構１５では、内部短絡、または外部からの加熱などに起因して内圧が一定以上になると、ディスク板１５Ａが反転する。これにより、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断される。大電流に起因する異常な発熱を防止するために、熱感抵抗素子１６の抵抗は、温度の上昇に応じて増加する。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により形成されており、そのガスケット１７の表面には、アスファルトなどが塗布されていてもよい。

巻回電極体２０の巻回中心には、例えば、センターピン２４が挿入されている。ただし、センターピン２４は、巻回電極体２０の巻回中心に挿入されていなくてもよい。正極２１には、正極リード２５が取り付けられていると共に、負極２２には、負極リード２６が取り付けられている。正極リード２５は、例えば、アルミニウムなどの導電性材料を含んでいる。この正極リード２５は、例えば、安全弁機構１５に取り付けられていると共に、電池蓋１４と電気的に接続されている。負極リード２６は、例えば、ニッケルなどの導電性材料を含んでいる。この負極リード２６は、例えば、電池缶１１に取り付けられており、その電池缶１１と電気的に接続されている。

［正極］
正極２１は、例えば、図２に示したように、正極集電体２１Ａと、その正極集電体２１Ａの両面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを含んでいる。ただし、正極活物質層２１Ｂは、正極集電体２１Ａの片面だけに設けられていてもよい。

正極集電体２１Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この正極集電体２１Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。

正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵放出可能である正極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層２１Ｂは、正極活物質に加えて、正極結着剤および正極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。

正極材料は、リチウム含有化合物であることが好ましく、より具体的には、リチウム含有複合酸化物およびリチウム含有リン酸化合物のうちのいずれか一方または双方であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。

リチウム含有複合酸化物は、リチウムと１または２以上の他元素（リチウム以外の元素）とを構成元素として含む酸化物であり、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれかの結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物は、リチウムと１または２以上の他元素とを構成元素として含むリン酸化合物であり、例えば、オリビン型などの結晶構造を有している。

他元素の種類は、任意の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であれば、特に限定されない。中でも、他元素は、長周期型周期表における２族〜１５族に属する元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より具体的には、他元素は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）のうちのいずれか１種類または２種類以上の金属元素を含んでいることがより好ましい。高い電圧が得られるからである。

層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（２１）〜式（２３）のそれぞれで表される化合物などである。

Ｌｉ_a Ｍｎ_(1-b-c) Ｎｉ_b Ｍ１１_c Ｏ_(2-d) Ｆ_e ・・・（２１）
（Ｍ１１は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｅは、０．８≦ａ≦１．２、０＜ｂ＜０.５、０≦ｃ≦０.５、（ｂ＋ｃ）＜１、−０．１≦ｄ≦０．２および０≦ｅ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）

Ｌｉ_a Ｎｉ_(1-b) Ｍ１２_b Ｏ_(2-c) Ｆ_d ・・・（２２）
（Ｍ１２は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０．００５≦ｂ≦０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）

Ｌｉ_a Ｃｏ_(1-b) Ｍ１３_b Ｏ_(2-c) Ｆ_d ・・・（２３）
（Ｍ１３は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０≦ｂ＜０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）

層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、ＬｉＮｉＯ₂ 、ＬｉＣｏＯ₂ 、ＬｉＣｏ_0.98Ａｌ_0.01Ｍｇ_0.01Ｏ₂ 、ＬｉＮｉ_0.5 Ｃｏ_0.2 Ｍｎ_0.3 Ｏ₂ 、ＬｉＮｉ_0.8 Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂ 、ＬｉＮｉ_0.33Ｃｏ_0.33Ｍｎ_0.33Ｏ₂ 、Ｌｉ_1.2 Ｍｎ_0.52Ｃｏ_0.175 Ｎｉ_0.1 Ｏ₂ およびＬｉ_1.15（Ｍｎ_0.65Ｎｉ_0.22Ｃｏ_0.13）Ｏ₂ などである。

なお、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、５０原子％以上であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。

スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（２４）で表される化合物などである。

Ｌｉ_a Ｍｎ_(2-b) Ｍ１４_b Ｏ_c Ｆ_d ・・・（２４）
（Ｍ１４は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．９≦ａ≦１．１、０≦ｂ≦０．６、３．７≦ｃ≦４．１および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）

スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、ＬｉＭｎ₂ Ｏ₄ などである。

オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、下記の式（２５）で表される化合物などである。

Ｌｉ_a Ｍ１５ＰＯ₄ ・・・（２５）
（Ｍ１５は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）のうちの少なくとも１種である。ａは、０．９≦ａ≦１．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）

オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ₄ 、ＬｉＭｎＰＯ₄ 、ＬｉＦｅ_0.5 Ｍｎ_0.5 ＰＯ₄ およびＬｉＦｅ_0.3 Ｍｎ_0.7 ＰＯ₄ などである。

なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（２６）で表される化合物などでもよい。

（Ｌｉ₂ ＭｎＯ₃ ）_x （ＬｉＭｎＯ₂ ）_1-x ・・・（２６）
（ｘは、０≦ｘ≦１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ｘは完全放電状態の値である。）

この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物および導電性高分子などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンおよびポリチオフェンなどである。ただし、正極材料は、上記以外の他の材料でもよい。

正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムおよびエチレンプロピレンジエンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリフッ化ビニリデンおよびポリイミドなどである。

正極導電剤は、例えば、炭素材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。

［負極］
負極２２は、例えば、図２に示したように、負極集電体２２Ａと、その負極集電体２２Ａの両面に設けられた負極活物質層２２Ｂとを含んでいる。ただし、負極活物質層２２Ｂは、負極集電体２２Ａの片面だけに設けられていてもよい。

負極集電体２２Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この負極集電体２２Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。

負極集電体２２Ａの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果により、負極集電体２２Ａに対する負極活物質層２２Ｂの密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層２２Ｂと対向する領域において、負極集電体２２Ａの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法などである。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体２２Ａの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体２２Ａの表面に凹凸が設けられる。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。

負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層２２Ｂは、負極活物質に加えて、負極結着剤および負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。

充電途中において意図せずにリチウム金属が負極２２に析出することを防止するために、負極材料の充電可能な容量は、正極２１の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極２１の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。

負極材料は、例えば、炭素材料のうちのいずれか１種類または２種類以上である。リチウムの吸蔵放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が安定して得られるからである。また、炭素材料は負極導電剤としても機能するため、負極活物質層２２Ｂの導電性が向上するからである。

炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛などである。ただし、難黒鉛化性炭素における（００２）面の面間隔は、０．３７ｎｍ以上であることが好ましいと共に、黒鉛における（００２）面の面間隔は、０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料は、例えば、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭およびカーボンブラック類などである。このコークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂およびフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）されたものである。この他、炭素材料は、約１０００℃以下の温度で熱処理された低結晶性炭素でもよいし、非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状のうちのいずれでもよい。

また、負極材料は、例えば、金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料（金属系材料）である。高いエネルギー密度が得られるからである。

金属系材料は、単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ただし、合金には、２種類以上の金属元素からなる材料に加えて、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。この金属系材料の組織は、例えば、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物およびそれらの２種類以上の共存物などである。

上記した金属元素および半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）などである。

中でも、ケイ素およびスズのうちの一方または双方が好ましい。リチウムを吸蔵放出する能力が優れているため、著しく高いエネルギー密度が得られるからである。

ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、ケイ素の単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、スズの単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ここで説明する単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体（微量の不純物を含んでいてもよい）を意味しており、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。

ケイ素の合金は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、ケイ素の合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。

ケイ素の合金およびケイ素の化合物のそれぞれの具体例は、ＳｉＢ₄ 、ＳｉＢ₆ 、Ｍｇ₂ Ｓｉ、Ｎｉ₂ Ｓｉ、ＴｉＳｉ₂ 、ＭｏＳｉ₂ 、ＣｏＳｉ₂ 、ＮｉＳｉ₂ 、ＣａＳｉ₂ 、ＣｒＳｉ₂ 、Ｃｕ₅ Ｓｉ、ＦｅＳｉ₂ 、ＭｎＳｉ₂ 、ＮｂＳｉ₂ 、ＴａＳｉ₂ 、ＶＳｉ₂ 、ＷＳｉ₂ 、ＺｎＳｉ₂ 、ＳｉＣ、Ｓｉ₃ Ｎ₄ 、Ｓｉ₂ Ｎ₂ Ｏ、ＳｉＯ_v （０＜ｖ≦２）、およびＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯ_v におけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。

スズの合金は、例えば、スズ以外の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、スズの合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。

スズの合金およびスズの化合物の具体例は、ＳｎＯ_w （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ₃ 、ＬｉＳｎＯおよびＭｇ₂ Ｓｎなどである。

特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第１構成元素であるスズと共に第２構成元素および第３構成元素を含む材料（Ｓｎ含有材料）であることが好ましい。第２構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、セシウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル、タングステン、ビスマスおよびケイ素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。第３構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウムおよびリンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｎ含有材料が第２および第３構成元素を含んでいることで、高い電池容量および優れたサイクル特性などが得られるからである。

中でも、Ｓｎ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）であることが好ましい。このＳｎＣｏＣ含有材料では、例えば、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が２０質量％〜７０質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。

ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを含む相を有しており、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応可能な反応相であるため、その反応相の存在により優れた特性が得られる。この反応相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとした場合において、１°以上であることが好ましい。リチウムがより円滑に吸蔵放出されると共に、電解液との反応性が低減するからである。なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、低結晶性または非晶質の相に加えて、各構成元素の単体または一部が含まれている相を含んでいる場合もある。

Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較すれば容易に判断できる。例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウムと反応可能な反応相に対応するものである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０°〜５０°の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記した各構成元素を含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化または非晶質化しているものと考えられる。

ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素のうちの少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。スズなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。市販の装置では、例えば、軟Ｘ線としてＡｌ−Ｋα線またはＭｇ−Ｋα線などが用いられる。炭素のうちの少なくとも一部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。なお、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークは、８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正されているものとする。この際、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、その表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとして、そのピークをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定において、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形で得られる。このため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することで、両者のピークを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。

このＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。このＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、スズ、コバルトおよび炭素に加えて、さらにケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン、ガリウムおよびビスマスなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。

ＳｎＣｏＣ含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料）も好ましい。このＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の組成は、任意である。一例を挙げると、鉄の含有量を少なめに設定する場合は、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、鉄の含有量が０．３質量％〜５．９質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％〜７０質量％である。また、鉄の含有量を多めに設定する場合は、炭素の含有量が１１．９質量％〜２９．７質量％、スズ、コバルトおよび鉄の含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））が２６．４質量％〜４８．５質量％、コバルトおよび鉄の含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））が９．９質量％〜７９．５質量％である。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られるからである。なお、ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料の物性と同様である。

この他、負極材料は、例えば、金属酸化物および高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムおよび酸化モリブデンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンおよびポリピロールなどである。

中でも、負極材料は、以下の理由により、炭素材料および金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。

金属系材料、特に、ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張収縮しやすいという懸念点を有する。一方、炭素材料は、理論容量が低いという懸念点を有する反面、充放電時において膨張収縮しにくいという利点を有する。よって、炭素材料および金属系材料の双方を用いることで、高い理論容量（言い替えれば電池容量）を得つつ、充放電時の膨張収縮が抑制される。

負極活物質層２２Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上の方法により形成されている。塗布法とは、例えば、粒子（粉末）状の負極活物質を負極結着剤などと混合したのち、その混合物を有機溶剤などに分散させてから負極集電体２２Ａに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法および化学堆積法などである。より具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長（ＣＶＤ）法およびプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法および無電解鍍金法などである。溶射法とは、溶融状態または半溶融状態の負極活物質を負極集電体２２Ａに噴き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて、有機溶剤などに分散された混合物を負極集電体２２Ａに塗布したのち、負極結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。この焼成法としては、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法およびホットプレス焼成法などを用いることができる。

この二次電池では、上記したように、充電途中において負極２２にリチウムが意図せずに析出することを防止するために、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きい。また、完全充電時の開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖ以上であると、４．２０Ｖである場合と比較して、同じ正極活物質を用いても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより、高いエネルギー密度が得られる。

［セパレータ］
セパレータ２３は、例えば、図２に示したように、正極２１と負極２２との間に配置されている。このセパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離すると共に、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させる。

このセパレータ２３は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜のうちのいずれか１種類または２種類以上であり、２種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。

特に、セパレータ２３は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）と、その基材層の片面または両面に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。正極２１および負極２２のそれぞれに対するセパレータ２３の密着性が向上するため、巻回電極体２０の歪みが抑制されるからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、基材層に含浸された電解液の漏液も抑制されるため、充放電を繰り返しても抵抗が上昇しにくくなると共に、電池膨れが抑制される。

高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物を含んでいる。物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。ただし、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン以外でもよい。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などに高分子化合物が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。この高分子化合物層は、例えば、無機粒子などの絶縁性粒子のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。無機粒子の種類は、例えば、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムなどである。

［電解液］
巻回電極体２０には、上記したように、電解液が含浸されている。この電解液は、上記した本技術の電解液と同様の構成を有している。すなわち、電解液は、スルホニル化合物を含んでいる。

［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。

充電時には、正極２１からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して負極２２に吸蔵される。一方、放電時には、負極２２からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。

［製造方法］
この二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。

正極２１を作製する場合には、最初に、正極活物質と、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤などとを混合することにより、正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層２１Ｂを形成する。続いて、必要に応じて正極活物質層２１Ｂを加熱しながら、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型する。この場合には、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。

負極２２を作製する場合には、上記した正極２１と同様の手順により、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂを形成する。具体的には、負極活物質と、負正極結着剤および負極導電剤などとを混合することにより、負極合剤としたのち、有機溶剤などに負極合剤を分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層２２Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型する。

二次電池を組み立てる場合には、溶接法などを用いて正極集電体２１Ａに正極リード２５を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体２２Ａに負極リード２６を取り付ける。続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層したのち、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３を巻回させることにより、巻回電極体２０を形成する。続いて、巻回電極体２０の巻回中心にセンターピン２４を挿入する。

続いて、一対の絶縁板１２，１３で巻回電極体２０を挟みながら、その巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に取り付けると共に、溶接法などを用いて負極リード２６の先端部を電池缶１１に取り付ける。続いて、電池缶１１の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体２０に含浸させる。最後に、ガスケット１７を介して電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をかしめる。これにより、円筒型の二次電池が完成する。

［作用および効果］
この円筒型のリチウムイオン二次電池によれば、電解液が本技術の電解液と同様の構成を有しているので、上記したように、その二次電池の使用時（充放電時）および保存時において電解液の分解反応が抑制される。よって、優れた電池特性を得ることができる。これ以外の作用および効果は、本技術の電解液に関する作用および効果と同様である。

＜２−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）＞
図３は、他の二次電池の斜視構成を表しており、図４は、図３に示した巻回電極体３０のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を表している。なお、図３では、巻回電極体３０と外装部材４０とを離間させた状態を示している。

以下の説明では、既に説明した円筒型の二次電池の構成要素を随時引用する。

［全体構成］
この二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型の電池構造を有するリチウムイオン二次電池であり、例えば、図３に示したように、フィルム状の外装部材４０の内部に、電池素子である巻回電極体３０が収納されている。巻回電極体３０では、例えば、セパレータ３５および電解質層３６を介して正極３３と負極３４とが積層されたのち、その正極３３、負極３４、セパレータ３５および電解質層３６が巻回されている。正極３３には、正極リード３１が取り付けられていると共に、負極３４には、負極リード３２が取り付けられている。巻回電極体３０の最外周部は、保護テープ３７により保護されている。

正極リード３１および負極リード３２のそれぞれは、例えば、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード３１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。負極リード３２は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびステンレスなどの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。これらの導電性材料は、例えば、薄板状または網目状である。

外装部材４０は、例えば、図３に示した矢印Ｒの方向に折り畳み可能な１枚のフィルムであり、その外装部材４０の一部には、巻回電極体３０を収納するための窪みが設けられている。この外装部材４０は、例えば、融着層と、金属層と、表面保護層とがこの順に積層されたラミネートフィルムである。二次電池の製造工程では、融着層同士が巻回電極体３０を介して対向するように外装部材４０が折り畳まれたのち、その融着層の外周縁部同士が融着される。ただし、外装部材４０は、２枚のラミネートフィルムが接着剤などを介して貼り合わされたものでもよい。融着層は、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上のフィルムである。金属層は、例えば、アルミニウム箔などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。表面保護層は、例えば、ナイロンおよびポリエチレンテレフタレートなどのうちのいずれか１種類または２種類以上のフィルムである。

中でも、外装部材４０は、ポリエチレンフィルムと、アルミニウム箔と、ナイロンフィルムとがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。ただし、外装部材４０は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムでもよいし、金属フィルムでもよい。

外装部材４０と正極リード３１との間には、例えば、外気の侵入を防止するために密着フィルム４１が挿入されている。また、外装部材４０と負極リード３２との間には、例えば、上記した密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２の双方に対して密着性を有する材料を含んでいる。この密着性を有する材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂などであり、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンおよび変性ポリプロピレンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上である。

［正極、負極およびセパレータ］
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａおよび正極活物質層３３Ｂを含んでいると共に、負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂを含んでいる。正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂのそれぞれの構成は、例えば、正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂのそれぞれの構成と同様である。セパレータ３５の構成は、例えば、セパレータ２３の構成と同様である。

電解質層３６は、電解液と、高分子化合物とを含んでおり、その電解液は、本技術の電解液と同様の構成を有している。すなわち、電解液は、スルホニル化合物を含んでいる。ここで説明する電解質層３６は、いわゆるゲル状の電解質であり、高分子化合物により電解液が保持されている。高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）が得られると共に、電解液の漏液が防止されるからである。なお、電解質層３６は、さらに、添加剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。

高分子化合物は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この他、高分子化合物は、共重合体でもよい。この共重合体は、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体などである。中でも、単独重合体としては、ポリフッ化ビニリデンが好ましいと共に、共重合体としては、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体が好ましい。電気化学的に安定だからである。

ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液に含まれる溶媒とは、液状の材料だけでなく、電解質塩を解離させることが可能なイオン伝導性を有する材料まで含む広い概念である。よって、イオン伝導性を有する高分子化合物を用いる場合には、その高分子化合物も非水溶媒に含まれる。

なお、電解質層３６に代えて、電解液をそのまま用いてもよい。この場合には、電解液が巻回電極体３０に含浸される。

［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。

充電時には、正極３３からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して負極３４に吸蔵される。一方、放電時には、負極３４からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して正極３３に吸蔵される。

［製造方法］
ゲル状の電解質層３６を備えた二次電池は、例えば、以下の３種類の手順により製造される。

第１手順では、正極２１および負極２２と同様の作製手順により、正極３３および負極３４を作製する。すなわち、正極３３を作製する場合には、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成すると共に、負極３４を作製する場合には、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成する。続いて、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などとを混合することにより、前駆溶液を調製する。続いて、正極３３に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成する。また、負極３４に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成する。続いて、溶接法などを用いて正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層したのち、その正極３３、負極３４およびセパレータ３５を巻回させることにより、巻回電極体３０を形成する。続いて、巻回電極体３０の最外周部に、保護テープ３７を貼り付ける。続いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の外周縁部同士を接着させることにより、その外装部材４０の内部に巻回電極体３０を封入する。この場合には、正極リード３１と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入する。

第２手順では、正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層してから巻回させることにより、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製したのち、その巻回体の最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０のうちの一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させることにより、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを混合することにより、電解質用組成物を調製する。続いて、袋状の外装部材４０の内部に電解質用組成物を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０を密封する。続いて、モノマーを熱重合させることにより、高分子化合物を形成する。これにより、高分子化合物により電解液が保持されるため、ゲル状の電解質層３６が形成される。

第３手順では、高分子化合物層が形成されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２手順と同様に、巻回体を作製して袋状の外装部材４０の内部に収納する。続いて、電解液を調製して外装部材４０の内部に注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の開口部を密封する。続いて、外装部材４０に加重をかけながら加熱することにより、高分子化合物層を介してセパレータ３５を正極３３に密着させると共に、高分子化合物層を介してセパレータ３５を負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物層のそれぞれに含浸すると共に、その高分子化合物層のそれぞれがゲル化するため、電解質層３６が形成される。

この第３手順では、第１手順よりも二次電池の膨れが抑制される。また、第３手順では、第２手順と比較して、非水溶媒およびモノマー（高分子化合物の原料）などが電解質層３６中にほとんど残存しないため、高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極３３、負極３４およびセパレータ３５のそれぞれと電解質層３６とが十分に密着する。

［作用および効果］
このラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池によれば、電解質層３６が電解液を含んでおり、その電解液が本技術の電解液と同様の構成を有しているので、上記した円筒型のリチウムイオン二次電池と同様の理由により、優れた電池特性を得ることができる。これ以外の作用および効果は、円筒型のリチウムイオン二次電池に関する作用および効果と同様である。

＜２−３．リチウム金属二次電池＞
ここで説明する二次電池は、リチウム金属の析出溶解により負極２２の容量が得られる円筒型のリチウム金属二次電池である。この二次電池は、負極活物質層２２Ｂがリチウム金属により形成されていることを除き、上記した円筒型のリチウムイオン二次電池と同様の構成を有していると共に、同様の手順により製造される。

この二次電池では、負極活物質としてリチウム金属が用いられているため、高いエネルギー密度が得られる。負極活物質層２２Ｂは、組み立て時から既に存在してもよいが、組み立て時には存在しておらず、充電時に析出したリチウム金属により形成されてもよい。また、負極活物質層２２Ｂを集電体として利用することで、負極集電体２２Ａを省略してもよい。

この二次電池は、例えば、以下のように動作する。充電時には、正極２１からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して負極集電体２２Ａの表面にリチウム金属となって析出する。一方、放電時には、負極活物質層２２Ｂからリチウム金属がリチウムイオンとなって電解液中に溶出すると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。

この円筒型のリチウム金属二次電池によれば、電解液が本技術の電解液と同様の構成を有しているので、上記したリチウムイオン二次電池と同様の理由により、優れた電池特性を得ることができる。これ以外の作用および効果は、リチウムイオン二次電池に関する作用および効果と同様である。

なお、ここで説明したリチウム金属二次電池の構成は、円筒型の二次電池に代えて、ラミネートフィルム型の二次電池に適用されてもよい。この場合においても、同様の効果を得ることができる。

＜３．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。

二次電池の用途は、その二次電池を駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能である機械、機器、器具、装置およびシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。

二次電池の用途は、例えば、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオ、携帯用テレビおよび携帯用情報端末などの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに搭載される電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。もちろん、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。

中でも、二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器などに適用されることが有効である。これらの用途では優れた電池特性が要求されるため、本技術の二次電池を用いることにより、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、二次電池を用いた電源である。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。電動車両は、二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車など）でもよい。電力貯蔵システムは、二次電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源である二次電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して家庭用の電気製品などを使用することが可能である。電動工具は、二次電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、二次電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。

ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。

＜３−１．電池パック（単電池）＞
図５は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図６は、図５に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図５では、電池パックが分解された状態を示している。

ここで説明する電池パックは、１つの本技術の二次電池を用いた簡易型の電池パック（いわゆるソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。この電池パックは、例えば、図５に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池である電源１１１と、その電源１１１に接続される回路基板１１６とを備えている。この電源１１１には、正極リード１１２および負極リード１１３が取り付けられている。

電源１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８，１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection・Circuit・Module ）が形成されている。この回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極１１２に接続されていると共に、タブ１１５を介して負極リード１１３に接続されている。また、回路基板１１６は、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１２１により保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。

また、電池パックは、例えば、図６に示したように、電源１１１と、回路基板１１６とを備えている。回路基板１１６は、例えば、制御部１２１と、スイッチ部１２２と、ＰＴＣ素子１２３と、温度検出部１２４とを備えている。電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して外部と接続されることが可能であるため、その電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）１２６を用いて温度を検出する。

制御部１２１は、電池パック全体の動作（電源１１１の使用状態を含む）を制御する。この制御部１２１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリなどを含んでいる。

この制御部１２１は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、充電電流を遮断する。

一方、制御部１２１は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、放電電流を遮断する。

なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。

スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電源１１１の使用状態、すなわち電源１１１と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部１２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部１２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。

温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部１２１に出力する。この温度検出部１２４は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部１２４により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部１２１が補正処理を行う場合などに用いられる。

なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ素子１２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。

＜３−２．電池パック（組電池）＞
図７は、組電池を用いた電池パックのブロック構成を表している。

この電池パックは、例えば、筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１および負極端子７２とを備えている。この筐体６０は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。

制御部６１は、電池パック全体の動作（電源６２の使用状態を含む）を制御する。この制御部６１は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、２種類以上の本技術の二次電池を含む組電池であり、その２種類以上の二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６つの二次電池を含んでいる。

スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて、電源６２の使用状態、すなわち電源６２と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。

電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部６１に出力する。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度の測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部６１が補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における二次電池の電圧を測定すると共に、アナログ−デジタル変換された電圧の測定結果を制御部６１に供給する。

スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６のそれぞれから入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御する。

このスイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。

また、スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。

なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。

メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどを含んでいる。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値、製造工程段階において測定された二次電池の情報（例えば、初期状態の内部抵抗など）などが記憶されている。なお、メモリ６８に二次電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量などの情報を把握できる。

温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度検出素子６９は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。

正極端子７１および負極端子７２のそれぞれは、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えばノート型のパーソナルコンピュータなど）、電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば充電器など）などに接続される端子である。電源６２は、正極端子７１および負極端子７２を介して充放電される。

＜３−３．電動車両＞
図８は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。

この電動車両は、例えば、金属製の筐体７３の内部に、制御部７４と、エンジン７５と、電源７６と、駆動用のモータ７７と、差動装置７８と、発電機７９と、トランスミッション８０およびクラッチ８１と、インバータ８２，８３と、各種センサ８４とを備えている。この他、電動車両は、例えば、差動装置７８およびトランスミッション８０に接続された前輪用駆動軸８５および前輪８６と、後輪用駆動軸８７および後輪８８とを備えている。

この電動車両は、例えば、エンジン７５およびモータ７７のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行することが可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン７５を動力源とする場合には、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して、エンジン７５の駆動力（回転力）が前輪８６および後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力が発電機７９に伝達されるため、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ８３を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源７６に蓄積される。一方、変換部であるモータ７７を動力源とする場合には、電源７６から供給された電力（直流電力）がインバータ８２を介して交流電力に変換されるため、その交流電力を利用してモータ７７が駆動する。このモータ７７により電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して前輪８６および後輪８８に伝達される。

なお、制動機構を介して電動車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ７７に回転力として伝達されるため、その回転力を利用してモータ７７が交流電力を発生させるようにしてもよい。この交流電力はインバータ８２を介して直流電力に変換されるため、その直流回生電力は電源７６に蓄積されることが好ましい。

制御部７４は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部７４は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１種類または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続されていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御すると共に、スロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。この各種センサ８４は、例えば、速度センサ、加速度センサおよびエンジン回転数センサなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。

なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、その電動車両は、エンジン７５を用いずに電源７６およびモータ７７だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。

＜３−４．電力貯蔵システム＞
図９は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。

この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋８９の内部に、制御部９０と、電源９１と、スマートメータ９２と、パワーハブ９３とを備えている。

ここでは、電源９１は、例えば、家屋８９の内部に設置された電気機器９４に接続されていると共に、家屋８９の外部に停車された電動車両９６に接続されることが可能である。また、電源９１は、例えば、家屋８９に設置された自家発電機９５にパワーハブ９３を介して接続されていると共に、スマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して外部の集中型電力系統９７に接続されることが可能である。

なお、電気機器９４は、例えば、１種類または２種類以上の家電製品を含んでおり、その家電製品は、例えば、冷蔵庫、エアコン、テレビおよび給湯器などである。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機および風力発電機などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。電動車両９６は、例えば、電気自動車、電気バイクおよびハイブリッド自動車などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。集中型電力系統９７は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所および風力発電所などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。

制御部９０は、電力貯蔵システム全体の動作（電源９１の使用状態を含む）を制御する。この制御部９０は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１種類または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。スマートメータ９２は、例えば、電力需要側の家屋８９に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信することが可能である。これに伴い、スマートメータ９２は、例えば、外部と通信しながら、家屋８９における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。

この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統９７からスマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機９５からパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積される。この電源９１に蓄積された電力は、制御部９０の指示に応じて電気機器９４および電動車両９６に供給されるため、その電気機器９４が稼働可能になると共に、その電動車両９６が充電可能になる。すなわち、電力貯蔵システムは、電源９１を用いて、家屋８９内における電力の蓄積および供給を可能にするシステムである。

電源９１に蓄積された電力は、必要に応じて使用することが可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜において、集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、電気使用料が高い日中において、その電源９１に蓄積された電力を用いることができる。

なお、上記した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）ごとに設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）ごとに設置されていてもよい。

＜３−５．電動工具＞
図１０は、電動工具のブロック構成を表している。

ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。

工具本体９８は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御する。この制御部９９は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１種類または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給する。

以下では、本技術の実施例に関して説明する。

（実験例１〜３３）
以下の手順により、図３および図４に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。

正極３３を作製する場合には、最初に、炭酸リチウム（Ｌｉ₂ ＣＯ₃ ）と炭酸コバルト（ＣｏＣＯ₃ ）とを混合したのち、空気中において混合物を焼成（焼成温度＝９００℃，焼成時間＝５時間）することにより、リチウム含有化合物であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂ ）を得た。この場合には、炭酸リチウムと炭酸コバルトとの混合比（モル比）を炭酸リチウム：炭酸コバルト＝０．５：１とした。

続いて、正極活物質（コバルト酸リチウム）９１質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（黒鉛）６質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体３３Ａ（１２μｍ厚の帯状アルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層３３Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層３３Ｂを圧縮成型した。

負極３４を作製する場合には、最初に、負極活物質（黒鉛，メジアン径＝１５μｍ）９６質量部と、負極結着剤（スチレンブタジエンゴム共重合体のアクリル変性体）１．５質量部と、増粘剤（カルボキシメチルセルロース）１．５質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、純水に負極合剤を投入したのち、その純水を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体３４Ａ（１５μｍ厚の帯状銅箔）の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層３４Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層３４Ｂを圧縮成型した。

電解液を調製する場合には、溶媒（炭酸エチレンおよび炭酸プロピレン）に電解質塩（ＬｉＰＦ₆ ）を加えることにより、その溶媒を撹拌したのち、その溶媒にさらにスルホニル化合物（第１スルホニル化合物および第２スルホニル化合物）を加えることにより、その溶媒を撹拌した。この場合には、炭酸エチレンと炭酸プロピレンとの混合比（質量比）を炭酸エチレン：炭酸プロピレン＝５０：５０とすると共に。電解質塩の含有量を溶媒に対して１．２ｍｏｌ／ｋｇとした。スルホニル化合物の種類および電解液中におけるスルホニル化合物の含有量（重量％）は、表１に示した通りである。

なお、比較のために、スルホニル化合物を用いないことを除いて同様の手順により、電解液を調製した。また、比較のために、スルホニル化合物に代えて他の化合物を用いたことを除いて同様の手順により、電解液を調製した。他の化合物の種類および電解液中における他の化合物の含有量（重量％）は、表２に示した通りである。

二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体３３Ａにアルミニウム製の正極リード３１を溶接すると共に、負極集電体３４Ａに銅製の負極リード３２を溶接した。続いて、セパレータ３５（１２μｍ厚の微多孔性ポリエチレンフィルム）を介して正極３３と負極３４とを積層させることにより、積層体を得た。続いて、積層体を長手方向に巻回させたのち、その積層体の最外周部に保護テープ３７を貼り付けることにより、巻回電極体３０を作製した。最後に、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、その外装部材４０のうちの３辺の外周縁部同士を熱融着した。この外装部材４０は、２５μｍ厚のナイロンフィルムと、４０μｍ厚のアルミニウム箔と、３０μｍ厚のポリプロピレンフィルムとが外側からこの順に積層されたアルミラミネートフィルムである。この場合には、正極リード３１と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入した。最後に、外装部材４０の内部に電解液を注入することにより、その電解液をセパレータ３５に含浸させたのち、減圧環境中において外装部材４０の残りの１辺の外周縁部同士を熱融着した。これにより、外装部材４０の内部に巻回電極体３０が封入されたため、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池が完成した。

二次電池の電池特性を評価するために、その二次電池の保存特性および膨れ特性を調べたところ、表１および表２のそれぞれに示した結果が得られた。

保存特性を調べる場合には、最初に、常温環境中（温度＝２３℃）において二次電池を充放電（２サイクル）させることにより、２サイクル目の放電容量（保存前の放電容量）を測定した。続いて、二次電池を再び充電させたのち、恒温槽内の高温環境中（温度＝６０℃）において充電状態の二次電池を保存（保存時間＝１０日間）した。続いて、恒温槽内から二次電池を取り出したのち、常温環境中（温度＝２３℃）において二次電池を放電させることにより、３サイクル目の放電容量（保存後の放電容量）を測定した。最後に、高温容量維持率（％）＝（保存後の放電容量／保存前の放電容量）×１００を算出した。

なお、充電時には、０．２Ｃの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電したのち、４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで定電圧充電した。放電時には、０．２Ｃの電流で電圧が２．５Ｖに到達するまで定電流放電した。「０．２Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を５時間で放電しきる電流値であると共に、「０．０５Ｃ」とは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。

膨れ特性を調べる場合には、最初に、常温環境中（温度＝２３℃）において、二次電池を充放電（２サイクル）させた。続いて、エタノール浴中に二次電池を浸漬させることにより、その二次電池の体積（保存前の体積（ｃｍ³ ））を測定した。続いて、エタノール浴中から二次電池を取り出したのち、その二次電池を十分に乾燥させた。続いて、二次電池を再び充電させたのち、恒温槽内の高温環境中（温度＝６０℃）において充電状態の二次電池を保存（保存時間＝１０日間）した。続いて、恒温槽内から二次電池を取り出したのち、再びエタノール浴中に二次電池を浸漬させることにより、その二次電池の体積（保存後の体積）を測定した。最後に、高温体積変化率（％）＝（保存後の体積／保存前の体積）×１００を算出した。この高温体積変化率は、いわゆる二次電池の膨張率である。

なお、膨れ特性を調べた場合の充放電条件は、保存特性を調べた場合の充放電条件と同様にした。

スルホニル化合物を用いた場合（実験例１〜２１）には、そのスルホニル化合物を用いなかった場合（実験例２２〜３３）と比較して、高温容量維持率および高温体積変化率の双方が改善された。

詳細には、スルホニル化合物も他の化合物も用いなかった場合（実験例２２）には、ある程度の高温容量維持率は得られたが、高温体積変化率が過剰に増大した。以下の説明では、スルホニル化合物も他の化合物も用いなかった場合（実験例２２）における高温容量維持率および高温体積変化率のそれぞれを比較基準とする。

他の化合物を用いた場合（実験例２３〜３３）には、高温容量維持率が減少した。一方、他の化合物の種類によっては高温体積変化率は減少したが、その減少量はごく僅かにすぎず、ほとんどの場合において高温体積変化率が大幅に増加した。

これに対して、スルホニル化合物を用いた場合（実験例１〜２１）には、そのスルホニル化合物の種類（第１スルホニル化合物および第２スルホニル化合物）に依存せずに、高温容量維持率が増加すると共に、高温体積変化率が大幅に減少した。この場合には、特に、電解液中におけるスルホニル化合物の含有量が０．１重量％〜５重量％であると、高温容量維持率を増加させつつ、高温体積変化率が十分に減少した。

表１および表２に示した結果から、電解液がスルホニル化合物を含んでいると、保存特性および膨れ特性が改善された。よって、二次電池において優れた電池特性が得られた。

以上、一実施形態および実施例を挙げながら本技術を説明したが、本技術は、一実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。

具体的には、二次電池の電池構造が円筒型およびラミネートフィルム型である場合に関して説明したが、本技術の二次電池の電池構造は、特に限定されない。具体的には、二次電池の電池構造は、例えば、角型およびコイン型などの他の電池構造でもよい。

また、電池素子が巻回構造を有する場合に関して説明したが、本技術の二次電池において電池素子が有する構造は、特に限定されない。具体的には、電池素子は、例えば、積層構造などの他の構造を有していてもよい。

また、リチウムの吸蔵放出により負極の容量が得られる二次電池（リチウムイオン二次電池）およびリチウムの析出溶解により負極の容量が得られる二次電池（リチウム金属二次電池）に関して説明したが、本技術の二次電池において負極の容量が得られる原理は、特に限定されない。具体的には、例えば、リチウムを吸蔵放出可能な負極材料の容量を正極の容量よりも小さくすることにより、二次電池は、リチウムの吸蔵放出による容量とリチウムの析出溶解による容量との和により負極の容量が得られる二次電池などでもよい。

また、電極反応物質としてリチウムを用いる場合に関して説明したが、これに限られない。電極反応物質は、例えば、ナトリウム（Ｎａ）およびカリウム（Ｋ）などの長周期型周期表における他の１族の元素でもよいし、マグネシウム（Ｍｇ）およびカルシウム（Ｃａ）などの長周期型周期表における２族の元素でもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの他の軽金属でもよい。また、電極反応物質は、上記した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む合金でもよい。

なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。

なお、本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
正極と、
負極と、
下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液と
を備えた、二次電池。

（Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。）
（２）
前記ｎ価の炭化水素基は、前記１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいない、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記式（１）において、前記硫黄原子は、前記脂肪族炭化水素環を形成している炭素原子（Ｃ）に結合されている、
上記（１）または（２）に記載の二次電池。
（４）
前記ｎ価の炭化水素基は、（Ａ）１の単環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基、（Ｂ）１の多環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基、（Ｃ）２以上の単環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基、（Ｄ）２以上の多環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基、（Ｅ）１以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１以上の多環式の脂肪族炭化水素環とが互いに結合されたｎ価の基、（Ｆ）１以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基、（Ｇ）１以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基、および（Ｈ）１以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基のうちのいずれかであり、
前記脂肪族炭化水素鎖は、アルキル鎖、アルケニル鎖およびアルキニル鎖のうちの少なくとも１種である、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
前記ｎ価の炭化水素基は、前記１の単環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基であり、
前記１の単環式の脂肪族炭化水素環の炭素数は、３以上１２以下である、
上記（４）に記載の二次電池。
（６）
前記ハロゲン基は、フッ素基（−Ｆ）、塩素基（−Ｃｌ）、臭素基（−Ｂｒ）およびヨウ素基（−Ｉ）のうちの少なくとも１種であり、
前記１価のハロゲン化炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のいずれかのうちの少なくとも１つの水素基（−Ｈ）が前記ハロゲン基により置換された基である、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
前記１価のハロゲン化炭化水素基は、前記アルキル基のうちの少なくとも１つの水素基が前記ハロゲン基により置換された基であり、
前記１価のハロゲン化炭化水素基の炭素数は、１以上４以下である、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
前記１価のハロゲン化炭化水素基は、パーフルオロアルキル基である、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二次電池。
（９）
前記ｎは、４以下である、
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池。
（１０）
前記スルホニル化合物は、下記の式（２）および式（３）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池。

（Ｒ１は、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含む１価の炭化水素基である。Ｒｆ１は、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ただし、１価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）

（Ｒ２は、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含む２価の炭化水素基である。Ｒｆ２およびＲｆ３のそれぞれは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ただし、２価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
（１１）
前記電解液中における前記スルホニル化合物の含有量は、０．０１重量％以上５重量％以下である、
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池。
（１２）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の二次電池。
（１３）
下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む、
二次電池用電解液。

（Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
（１４）
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１５）
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１６）
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
（１７）
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
（１８）
上記（１）ないし（１２）のいずれかに記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。

１１…電池缶、２０，３０…巻回電極体、２１，３３…正極、２１Ａ，３３Ａ…正極集電体、２１Ｂ，３３Ｂ…正極活物質層、２２，３４…負極、２２Ａ，３４Ａ…負極集電体、２２Ｂ，３４Ｂ…負極活物質層、２３，３５…セパレータ、３６…電解質層、４０…外装部材。

Claims (18)

1. 正極と、
   負極と、
   下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液と
   を備えた、二次電池。
   

   

   （Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）₂ −）を形成している硫黄原子（Ｓ）に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
2. 前記ｎ価の炭化水素基は、前記１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいない、
   請求項１記載の二次電池。
3. 前記式（１）において、前記硫黄原子は、前記脂肪族炭化水素環を形成している炭素原子（Ｃ）に結合されている、
   請求項１記載の二次電池。
4. 前記ｎ価の炭化水素基は、（Ａ）１の単環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基、（Ｂ）１の多環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基、（Ｃ）２以上の単環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基、（Ｄ）２以上の多環式の脂肪族炭化水素環が互いに結合されたｎ価の基、（Ｅ）１以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１以上の多環式の脂肪族炭化水素環とが互いに結合されたｎ価の基、（Ｆ）１以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基、（Ｇ）１以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基、および（Ｈ）１以上の単環式の脂肪族炭化水素環と１以上の多環式の脂肪族炭化水素環と１以上の脂肪族炭化水素鎖とが互いに結合されたｎ価の基のうちのいずれかであり、
   前記脂肪族炭化水素鎖は、アルキル鎖、アルケニル鎖およびアルキニル鎖のうちの少なくとも１種である、
   請求項１記載の二次電池。
5. 前記ｎ価の炭化水素基は、前記１の単環式の脂肪族炭化水素環からなるｎ価の基であり、
   前記１の単環式の脂肪族炭化水素環の炭素数は、３以上１２以下である、
   請求項４記載の二次電池。
6. 前記ハロゲン基は、フッ素基（−Ｆ）、塩素基（−Ｃｌ）、臭素基（−Ｂｒ）およびヨウ素基（−Ｉ）のうちの少なくとも１種であり、
   前記１価のハロゲン化炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の基のいずれかのうちの少なくとも１つの水素基（−Ｈ）が前記ハロゲン基により置換された基である、
   請求項１記載の二次電池。
7. 前記１価のハロゲン化炭化水素基は、前記アルキル基のうちの少なくとも１つの水素基が前記ハロゲン基により置換された基であり、
   前記１価のハロゲン化炭化水素基の炭素数は、１以上４以下である、
   請求項１記載の二次電池。
8. 前記１価のハロゲン化炭化水素基は、パーフルオロアルキル基である、
   請求項１記載の二次電池。
9. 前記ｎは、４以下である、
   請求項１記載の二次電池。
10. 前記スルホニル化合物は、下記の式（２）および式（３）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
    請求項１記載の二次電池。
    

    

    （Ｒ１は、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含む１価の炭化水素基である。Ｒｆ１は、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ただし、１価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
    

    

    （Ｒ２は、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含む２価の炭化水素基である。Ｒｆ２およびＲｆ３のそれぞれは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ただし、２価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
11. 前記電解液中における前記スルホニル化合物の含有量は、０．０１重量％以上５重量％以下である、
    請求項１記載の二次電池。
12. リチウムイオン二次電池である、
    請求項１記載の二次電池。
13. 下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む、
    二次電池用電解液。
    

    

    （Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
14. 二次電池と、
    前記二次電池の動作を制御する制御部と、
    前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
    を備え、
    前記二次電池は、
    正極と、
    負極と、
    下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液と
    を備えた、電池パック。
    

    

    （Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
15. 二次電池と、
    前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
    前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
    前記二次電池の動作を制御する制御部と
    を備え、
    前記二次電池は、
    正極と、
    負極と、
    下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液と
    を備えた、電動車両。
    

    

    （Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
16. 二次電池と、
    前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
    前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
    を備え、
    前記二次電池は、
    正極と、
    負極と、
    下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液と
    を備えた、電力貯蔵システム。
    

    

    （Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
17. 二次電池と、
    前記二次電池から電力を供給される可動部と
    を備え、
    前記二次電池は、
    正極と、
    負極と、
    下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液と
    を備えた、電動工具。
    

    

    （Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）
18. 二次電池を電力供給源として備え、
    前記二次電池は、
    正極と、
    負極と、
    下記の式（１）で表されるスルホニル化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液と
    を備えた、電子機器。
    

    

    （Ｒは、１または２以上の脂肪族炭化水素環を含むｎ価の炭化水素基である。Ｒｆは、ハロゲン基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、１以上の整数である。ただし、ｎ価の炭化水素基は、１または２以上の芳香族炭化水素環を含んでいてもよいが、スルホニル基を形成している硫黄原子に最も近い環は、脂肪族炭化水素環である。）

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