JP6561982B2 - 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

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 Download PDF

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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、その電子機器のさらなる小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。これに伴い、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な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、多様な用途への適用が検討されている。電子機器以外の用途の一例は、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。
電池容量を得るためにさまざまな充放電原理を利用する二次電池が提案されているが、中でも、電極反応物質の吸蔵放出または電極反応物質の析出溶解を利用する二次電池が注目されている。鉛電池およびニッケルカドミウム電池などよりも高いエネルギー密度が得られるからである。
二次電池は、正極および負極と共に非水電解液を備えており、その非水電解液は、非水溶媒および電解質塩を含んでいる。この非水電解液の組成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その非水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、高温環境下における良好な充電保存特性を得るために、電解質塩としてビス（フルオロスルホニル）イミドリチウムなどのリチウム塩が用いられていると共に、非水溶媒としてフッ素化環状炭酸エステルなどの有機溶剤が用いられている（例えば、特許文献１〜６参照。）。この他、非水溶媒としてアセトニトリルなども用いられている（例えば、非特許文献１参照。）。
特開２０１０−１２９４４９号公報 特表平０８−５１１２７４号公報 特開２００４−１６５１５１号公報 特開２００９−０７０６３６号公報 特表２００１−５１９５８９号公報 特開２０１３−０１６４５６号公報
Unusual Stability of Acetonitrile-Based Superconcentrated Electrolytes for Fast-Charging Lithium-Ion Batteries，Yuki Yamada et al.，JOURNAL OF THE AMERICAN CHEMICAL SOCIETY，2014，136 （13），pp 5039-5046
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ため、二次電池は頻繁に充放電される傾向にある。よって、二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
したがって、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が望ましい。
本技術の一実施形態の二次電池用電解液は、式（１）で表される化合物と、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と、式（４）、式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種とを含むものである。非水電解液中における式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である。
Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
（Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
（Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
（Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
Figure 0006561982
 （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
（Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
本技術の一実施形態の二次電池は、正極と、負極と、非水電解液とを備え、その非水電解液が上記した本技術の一実施形態の二次電池用電解液と同様の構成を有するものである。
本技術の一実施形態の電池パック、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一実施形態の二次電池と同様の構成を有するものである。
本技術の一実施形態の二次電池用電解液または二次電池によれば、非水電解液が上記した構成を有しているので、優れた電池特性を得ることができる。また、本技術の一実施形態の電池パック、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ものではなく、本技術中に記載されたいずれかの効果でもよい。
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一部を拡大して表す断面図である。 絶縁性材料の配置態様に関する第１態様を説明するための断面図である。 絶縁性材料の配置態様に関する第２態様を説明するための断面図である。 絶縁性材料の配置態様に関する第３態様を説明するための断面図である。 本技術の一実施形態の他の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。 図６に示した巻回電極体のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面図である。 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８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
２−１−１．円筒型
２−１−２．ラミネートフィルム型
２−２．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、本技術の二次電池用電解液（以下、単に「電解液」という。）に関して説明する。
［電解液の組成］
ここで説明する電解液は、例えば、二次電池などに用いられるものである。ただし、電解液が用いられる用途は、二次電池に限定されない。
この電解液は、スルホニルイミド型の構造を有する第１化合物と、アセトニトリル型の構造を有する第２化合物と、不飽和炭化水素基などの反応性基を有する第３化合物とを一緒に含んでいる。
［第１化合物］
第１化合物は、式（１）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この第１化合物は、カチオン（Ｍ+ ）とアニオン（［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ）とを含む塩であるため、二次電池では電解質塩の一部として機能し得る。
Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
（Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
Ｍの種類は、金属元素のうちのいずれかであれば、特に限定されないが、例えば、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素などである。
中でも、Ｍの種類は、アルカリ金属元素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。このアルカリ金属元素は、例えば、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）およびセシウム（Ｃｓ）などである。中でも、リチウムが好ましい。
このアルカリ金属元素の種類は、電極反応物質の種類と同じであることが好ましい。より高いエネルギー密度が得られるからである。電極反応物質とは、電極反応に関わる物質であり、例えば、リチウム二次電池ではリチウムである。このため、リチウム二次電池に用いられるＭ（アルカリ金属元素）の種類は、リチウムであることが好ましい。
Ｚ１およびＺ２のそれぞれの種類は、フッ素基、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｚ１およびＺ２は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。
１価の炭化水素基とは、炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）により構成される１価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよい。この１価の飽和炭化水素基は、不飽和結合を含んでいない飽和炭化水素基でもよいし、１または２以上の不飽和結合を含んでいる不飽和炭化水素基でもよい。なお、不飽和結合とは、炭素間二重結合（＞Ｃ＝Ｃ＜）および炭素間三重結合（−Ｃ≡Ｃ−）のうちの一方または双方である。
１価の炭化水素基は、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２種類以上が１価となるように結合された基のうちのいずれかである。言い替えれば、１価の飽和炭化水素基は、例えば、アルキル基、シクロアルキル基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基などである。１価の不飽和炭化水素基は、例えば、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、それらの１種類以上を含む基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基などである。
なお、１価の炭化水素基に関するそれらの２種類以上が結合された基は、例えば、アルキル基とアルケニル基とが結合された基、アルキル基とアルキニル基とが結合された基、アルケニル基とアルキニル基とが結合された基、アルキル基とシクロアルキル基とが結合された基、およびアルキル基とアリール基とが結合された基などである。
１価の飽和炭化水素基に関する２種類以上が結合された基は、例えば、アルキル基とシクロアルキル基とが１価となるように結合された基などである。
１価の不飽和炭化水素基に関する１種類以上を含む基は、例えば、アルキル基とアルケニル基とが１価となるように結合された基などである。また、２種類以上が結合された基は、例えば、アルケニル基とアルキニル基とが１価となるように結合された基などである。
アルキル基の具体例は、メチル基（−ＣＨ3 ）、エチル基（−Ｃ2 Ｈ5 ）、プロピル基（−Ｃ3 Ｈ7 ）、ｎ−ブチル基（−Ｃ4 Ｈ8 ）およびｔ−ブチル基（−Ｃ（ＣＨ3 ）2 −ＣＨ3 ）などである。アルケニル基の具体例は、ビニル基（−ＣＨ＝ＣＨ2 ）およびアリル基（−ＣＨ2 −ＣＨ＝ＣＨ2 ）などである。アルキニル基の具体例は、エチニル基（−Ｃ≡ＣＨ）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。２種類以上が結合された基の具体例は、メチル基とエチニル基とが結合された基、ビニル基とエチニル基とが結合された基、メチル基とシクロプロピル基と結合された基およびメチル基とフェニル基とが結合された基などである。
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または２以上の水素基（−Ｈ）がフッ素基（−Ｆ）により置換された基である。
この１価のフッ素化炭化水素基は、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２種類以上が１価となるように結合された基などである。
フッ素化アルキル基の具体例は、フルオロメチル基（−ＣＨ2 Ｆ）、ジフルオロメチル基（−ＣＨＦ2 ）、パーフルオロメチル基（−ＣＦ3 ）、パーフルオロエチル基（−Ｃ2 Ｆ5 ）、パーフルオロプロピル基（−Ｃ3 Ｆ7 ）、ｎ−パーフルオロブチル基（−Ｃ4 Ｆ8 ）およびｔ−パーフルオロブチル基（−Ｃ（ＣＦ3 ）2 −ＣＦ3 ）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（−ＣＦ＝ＣＦ2 ）およびパーフルオロアリル基（−ＣＦ2 −ＣＦ＝ＣＦ2 ）などである。フッ素化アルキニル基の具体例は、パーフルオロエチニル基（−Ｆ≡ＣＦ）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プロピル基、パーフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロシクロヘプチル基およびパーフルオロシクロオクチル基などである。フッ素化アリール基の具体例は、パーフルオロフェニル基およびパーフルオロナフチル基などである。
中でも、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およびフッ素化アリール基のそれぞれは、パーフルオロ基であることが好ましく、パーフルオロアルキル基がより好ましい。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られやすいからである。
１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のそれぞれの炭素数は、特に限定されないが、中でも、極端に多すぎないことが好ましい。第１化合物の溶解性および相溶性などが向上するからである。具体的には、フッ素化アルキル基の炭素数は、１〜４であることが好ましい。フッ素化アルケニル基およびフッ素化アルキニル基のそれぞれの炭素数は、２〜４であることが好ましい。フッ素化シクロ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、６〜１２であることが好ましい。
ただし、Ｚ１およびＺ２のうちの一方または双方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られやすいからである。これに伴い、Ｚ１およびＺ２のうちの一方が１価の炭化水素基である場合、他方はフッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。すなわち、Ｚ１およびＺ２の双方は、１価の炭化水素基にならない。
Ｙ１およびＹ２のそれぞれの種類は、スルホニル基およびカルボニル基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｙ１およびＹ２は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。
第１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（ＦＳＯ2 ）2 ）、ビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ）、（フルオロスルホニル）（トリフルオロメチルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＦＳＯ2 ）（ＣＦ3 ＳＯ2 ））、（フルオロスルホニル）（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＦＳＯ2 ）（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ））、（フルオロスルホニル）（ノナフルオロブチルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＦＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ））、（フルオロスルホニル）（フェニルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＦＳＯ2 ）（Ｃ6 Ｈ5 ＳＯ2 ））、（フルオロスルホニル）（ペンタフルオロフェニルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＦＳＯ2 ）（Ｃ6 Ｆ5 ＳＯ2 ））および（フルオロスルホニル）（ビニルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＦＳＯ2 ）（Ｃ2 Ｆ3 ＳＯ2 ））などである。
後述する相乗作用を得るために、電解液中に第２化合物および第３化合物と一緒に含まれている第１化合物の含有量は、特定の範囲内でなければならない。具体的には、電解液中における第１化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 （２．５ｍｏｌ／ｌ〜６ｍｏｌ／ｌ）であり、好ましくは３ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 （３ｍｏｌ／ｌ〜６ｍｏｌ／ｌ）である。
［第２化合物］
第２化合物は、式（２）および式（３）のそれぞれで表される化合物のうちのいずれか一方または双方を含んでいる。ただし、第２化合物は、式（２）に示した化合物のうちの２種類以上を含んでいてもよい。このことは、式（３）に示した化合物に関しても同様である。
Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
（Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
（Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
式（１）に示した化合物は、エーテル結合を含んでいないモノニトリル化合物（非酸素含有モノニトリル化合物）である。Ｒ１の種類は、１価の炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。この１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
この非酸素含有モノニトリル化合物の具体例は、アセトニトリル（ＣＨ3 ＣＮ）、プロピオニトリル（Ｃ3 Ｈ7 ＣＮ）およびブチロニトリル（Ｃ4 Ｈ9 ＣＮ）などである。
式（２）に示した化合物は、エーテル結合を含んでいるモノニトリル化合物（酸素含有モノニトリル化合物）である。Ｒ２の種類は、１価の炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。この１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
２価の炭化水素基とは、炭素および水素により構成される２価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよい。この２価の炭化水素基は、例えば、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基などである。なお、２種類以上が結合された基は、例えば、アルキレン基とアルケニレン基とが結合された基、アルキル基とアルキニレン基とが結合された基、アルケニレン基とアルキニレン基とが結合された基、アルキレン基とシクロアルキレン基とが結合された基、およびアルキレン基とアリーレン基とが結合された基などである。
アルキレン基の具体例は、メチレン基（−ＣＨ2 −）、エチレン基（−Ｃ2 Ｈ4 −）、プロピレン基（−Ｃ3 Ｈ6 −）、ｎ−ブチレン基（−Ｃ4 Ｈ8 −）およびｔ−ブチレン基（−Ｃ（ＣＨ3 ）2 −ＣＨ2 −）などである。アルケニレン基の具体例は、ビニレン基（−ＣＨ＝ＣＨ−）およびアリレン基（−ＣＨ2 −ＣＨ＝ＣＨ−）などである。アルキニレン基の具体例は、エチニレン基（−Ｃ≡Ｃ−）などである。シクロアルキレン基の具体例は、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およびシクロオクチレン基などである。アリーレン基の具体例は、フェニレン基およびナフチレン基などである。２種類以上が結合された基の具体例は、メチレン基とエチニレン基とが結合された基、ビニレン基とエチニレン基とが結合された基、メチレン基とシクロプロピレン基と結合された基、およびメチレン基とフェニレン基とが結合された基などである。
２価の炭化水素基の炭素数は、特に限定されないが、中でも、極端に多すぎないことが好ましい。第２化合物の溶解性および相溶性などが向上するからである。具体的には、アルキレン基の炭素数は、１〜４であることが好ましい。アルケニレン基およびアルキニレン基のそれぞれの炭素数は、２〜４であることが好ましい。シクロアルキレン基およびアリーレン基のそれぞれの炭素数は、６〜１２であることが好ましい。
Ｘの種類は、１または２以上のエーテル結合と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基であれば、特に限定されない。すなわち、Ｘ中に含まれるエーテル結合の数は、１でもよいし、２以上でもよい。同様に、Ｘ中に含まれる２価の炭化水素基の数は、１でもよいし、２以上でもよい。この２価の炭化水素基の数が２以上である場合、その２以上の２価の炭化水素基は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、２以上の２価の炭化水素基のうちの一部が同じ基でもよい。エーテル結合と２価の炭化水素基とが結合される順序は任意でよいため、エーテル結合同士が結合されてもよいし、２価の炭化水素基同士が結合されてもよいし、エーテル結合と２価の炭化水素基とが結合されてもよい。
中でも、Ｘは、−Ｏ−Ｙ−（Ｙは、２価の炭化水素基である。）で表される基であることが好ましい。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られやすいからである。この２価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。ただし、ここで説明したＸ（−Ｏ−Ｙ−）では、エーテル結合（−Ｏ−）がＲ２に結合されると共に、Ｙがシアノ基（−ＣＮ）に結合される。
Ｘの具体例は、−Ｏ−ＣＨ2 −、−ＣＨ2 −Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ2 −Ｏ−および−Ｏ−Ｃ2 Ｈ5 −などである。
この酸素含有モノニトリル化合物の具体例は、メトキシアセトニトリル（ＣＨ3 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＮ）、エトキシアセトニトリル（Ｃ2 Ｈ5 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＮ）およびプロポキシアセトニトリル（Ｃ3 Ｈ7 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＮ）などである。
電解液中における第２化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、２０質量％〜１００質量％であることが好ましい。後述する相乗作用が得られやすいからである。
なお、第２化合物が非酸素含有モノニトリル化合物および酸素含有モノニトリル化合物の双方を含む場合には、上記した第２化合物の含有量は、非酸素含有モノニトリル化合物の含有量と酸素含有モノニトリル化合物の含有量との総和である。このように含有量が総和を意味することは、以降においても同様である。
［第３化合物］
第３化合物は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化環状炭酸エステルおよびポリニトリ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。ただし、第３化合物は、不飽和環状炭酸エステルのうちの２種類以上を含んでいてもよい。このように２種類以上を含んでいてもよいことは、ハロゲン化環状炭酸エステルおよびポリニトリル化合物のそれぞれに関しても同様である。
不飽和環状炭酸エステルは、式（４）〜式（６）のそれぞれに示した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。この不飽和環状炭酸エステルとは、１または２以上の不飽和結合（炭素間二重結合）を含む環状炭酸エステルである。
Figure 0006561982
 （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
式（４）に示した化合物は、炭酸ビニレン系化合物である。Ｒ３およびＲ４のそれぞれの種類は、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。この１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。Ｒ３およびＲ４は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。
炭酸ビニレン系化合物の具体例は、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。中でも、炭酸ビニレンが好ましい。容易に合成可能だからである。
式（５）に示した化合物は、炭酸ビニルエチレン系化合物である。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれの種類は、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のそれぞれに関する詳細は、上記した通りである。ただし、Ｒ５〜Ｒ８のうちの１または２以上は、１価の不飽和炭化水素基である。炭酸ビニルエチレン系化合物は、１または２以上の不飽和結合（炭素間二重結合）を含んでいなければならないからである。Ｒ５〜Ｒ８は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、Ｒ５〜Ｒ８のうちの一部が同じ基でもよい。
炭酸ビニルエチレン系化合物の具体例は、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。中でも、炭酸ビニルエチレンが好ましい。容易に合成可能だからである。
式（６）に示した化合物は、炭酸メチレンエチレン系化合物である。Ｒ９の種類は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であれば、特に限定されない。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。Ｒ１０およびＲ１１は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。
炭酸メチレンエチレン系化合物の具体例は、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、２つのメチレン基を含む化合物でもよいし、ベンゼン環を含む炭酸カテコール（カテコールカーボネート）などでもよい。２つのメチレン基を含む化合物とは、式（６）において、＞Ｃ＝Ｒ９の代わりに＞Ｃ＝ＣＨ2 を含むと共に＞ＣＨ２の代わりに＞Ｃ＝ＣＨ2 を含む化合物である。
電解液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、不飽和環状炭酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜２０質量％であることが好ましい。
ハロゲン化環状炭酸エステルは、式（７）および式（８）のそれぞれに示した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。このハロゲン化炭酸エステルとは、１または２以上のハロゲン基を有する炭酸エステルである。
Figure 0006561982
 （Ｒ１２〜Ｒ１５のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ１２〜Ｒ１５のうちの少なくとも１つは、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。Ｒ１６〜Ｒ２１のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ１６〜Ｒ２１のうちの少なくとも１つは、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。）
式（７）に示した化合物は、ハロゲン化環状炭酸エステルである。Ｒ１２〜Ｒ１５のそれぞれの種類は、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。ただし、Ｒ１２〜Ｒ１５のうちの１または２以上は、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。ハロゲン化環状炭酸エステルは、１または２以上のハロゲン基を含んでいなければならないからである。Ｒ１２〜Ｒ１５は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、Ｒ１２〜Ｒ１５のうちの一部が同じ基でもよい。
１価のハロゲン化炭化水素基とは、上記した１価の炭化水素基のうちの１または２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、塩素基（−Ｃｌ）、臭素基（−Ｂｒ）およびヨウ素基（−Ｉ）などのうちのいずれかである。中でも、フッ素基が好ましい。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られやすいである。なお、ハロゲン基の数は、１よりも２が好ましく、さらに３以上でもよい。より高い効果が得られるからである。
この１価のハロゲン化炭化水素基は、例えば、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルキニル基、ハロゲン化シクロアルキル基、ハロゲン化アリール基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基などである。
ハロゲン化アルキル基のうち、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およびフッ素化アリール基の具体例は、上記した通りである。塩素化アルキル基、臭素化アルキル基およびヨウ素化アルキル基のそれぞれの具体例は、上記したフッ素化アルキル基の具体例のうちのフッ素基を塩素基、臭素基およびヨウ素基のそれぞれに変更した化合物である。このようにフッ素基を塩素基、臭素基およびヨウ素基のそれぞれに変更することは、塩素化アルケニル基、塩素化アルキニル基、塩素化シクロアルキル基、塩素化アリール基、臭素化アルケニル基、臭素化アルキニル基、臭素化シクロアルキル基、臭素化アリール基、ヨウ素化アルケニル基、ヨウ素化アルキニル基、ヨウ素化シクロアルキル基およびヨウ素化アリール基に関しても同様である。
ハロゲン化環状炭酸エステルの具体例は、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−クロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、テトラフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−クロロ−５−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、の４，５−ジクロロ−１，３−オキソラン−２−オン、テトラクロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ビストリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジフルオロ−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジフルオロ−５−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−５，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−フルオロ−５−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−５−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−フルオロ−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、５−（１，１−ジフルオロエチル）−４，４−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジクロロ−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−５−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−４，５，５−トリフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４−フルオロ−４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。なお、ここで説明するハロゲン化環状炭酸エステルの具体例には、異性体（シス異性体およびトランス異性体）が含まれる。
式（８）に示した化合物は、ハロゲン化鎖状炭酸エステルである。Ｒ１６〜Ｒ２１のそれぞれの種類は、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のそれぞれに関する詳細は、上記した通りである。ただし、上記したハロゲン化環状炭酸エステルと同様の理由により、Ｒ１６〜Ｒ２１のうちの１または２以上は、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。Ｒ１６〜Ｒ２１は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、Ｒ１６〜Ｒ２１のうちの一部が同じ基でもよい。
ハロゲン化鎖状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。
電解液中におけるハロゲン化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、ハロゲン化環状炭酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜２０質量％であることが好ましい。
ポリニトリル化合物は、式（９）に示した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。このポリニトリル化合物は、２以上のニトリル基を含む化合物であり、上記した第２化合物は、ここで説明するポリニトリル化合物に含まれない。第２化合物は、２以上のニトリル基を含んでいないからである。
Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
（Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
Ｒ２２の種類は、ｎ価の炭化水素基であれば、特に限定されない。一例を挙げると、Ｒ２２の炭素数が１である場合には、２価の炭化水素基は−ＣＨ2 −、３価の炭化水素基は＞ＣＨ−などである。同様に、Ｒ２２の炭素数が２である場合には、２価の炭化水素基は−ＣＨ2 −ＣＨ2 −、３価の炭化水素基は＞ＣＨ−ＣＨ2 −などである。
中でも、Ｒ２２は、２価の炭化水素基であることが好ましい。シアノ基（−ＣＮ）の数が２になるため、後述する相乗作用が得られやすいからである。この２価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
ポリニトリル化合物の具体例は、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、フタロニトリルおよびテトラシアノキノジメタンなどである。
電解液中におけるポリニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、ポリニトリル化合物を除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
［電解液の組成の理由］
ここで、電解液が上記した組成を有しているのは、以下の利点が得られるからである。電解液が第１化合物、第２化合物および第３化合物を一緒に含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が上記した範囲内であると、第１化合物と第２化合物と第３化合物との相乗作用により、電解液の化学的安定性が特異的に向上する。特に、ここで説明する特異的な相乗作用が得られるかどうかは、第１化合物の含有量に依存する。このため、特異的な相乗作用は、第１化合物の含有量が上記した範囲内である場合においてだけ得られるが、その第１化合物の含有量が上記した範囲外である場合には得られない。これにより、充放電時における電解液の分解反応が抑制されるため、充放電を繰り返しても放電容量が減少しにくくなる。よって、二次電池の電池特性が向上する。
［他材料］
なお、電解液は、上記した第１化合物、第２化合物および第３化合物に加えて、他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。
他材料は、例えば、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル（ラクトン）、ジアルキルスルホキシド、鎖状ジ炭酸エステル、芳香族炭酸エステル、環状炭酸エステル、鎖状モノ炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、リン酸エステル、モノフルオロリン酸リチウム（Ｌｉ2 ＰＯ3 Ｆ）およびジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ2 Ｆ2 ）のうちのいずれか１種類または２種類以上である。
Figure 0006561982
 （Ｒ２３およびＲ２４のそれぞれは、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ２５は、２価の炭化水素基および２価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ２６〜Ｒ３５のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価の窒素含有炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基のうちのいずれかである。Ｒ３６〜Ｒ３９のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４０およびＲ４１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４２およびＲ４３のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４４〜Ｒ４６のそれぞれは、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。）
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などである。
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、プロパンスルトンおよび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構造を有する化合物である。一例を挙げると、プロパンスルトンが途中で切断された化合物は、ＣＨ3 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ3 −ＣＨ3 などである。この−ＳＯ3 −（−Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−）の向きは、特に限定されない。すなわち、上記したＣＨ3 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ3 −ＣＨ3 は、ＣＨ3 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−ＣＨ3 でもよいし、ＣＨ3 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −ＣＨ3 でもよい。
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、式（１６−１）〜式（１６−３）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である。一例を挙げると、式（１６−２）に示した化合物が途中で切断された化合物は、ＣＨ3 −ＳＯ3 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ3 −ＣＨ3 などである。２つの−ＳＯ3 −（−Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−）の向きは、特に限定されない。すなわち、上記したＣＨ3 −ＳＯ3 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＳＯ3 −ＣＨ3 は、ＣＨ3 −Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−ＣＨ3 でもよいし、ＣＨ3 −Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−ＣＨ3 でもよいし、ＣＨ3 −Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −ＣＨ3 でもよい。
Figure 0006561982
電解液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、スルホン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
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。カルボン酸無水物の具体例は、安息香酸無水物、コハク酸無水物、グルタル酸無水物およびマレイン酸無水物などである。ジスルホン酸無水物の具体例は、エタンジスルホン酸無水物およびプロパンジスルホン酸無水物などである。カルボン酸スルホン酸無水物の具体例は、スルホ安息香酸無水物、スルホプロピオン酸無水物およびスルホ酪酸無水物などである。
電解液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、酸無水物を除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
環状カルボン酸エステルは、例えば、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどである。
電解液中における環状カルボン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、環状カルボン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
ジアルキルスルホキシドは、例えば、ジメチルスルホキシド（（ＣＨ3 ）2 ＳＯ）およびジエチルスルホキシド（（Ｃ2 Ｈ5 ）2 ＳＯ）などである。
電解液中におけるジアルキルスルホキシドの含有量は、特に限定されないが、例えば、ジアルキルスルホキシドを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
鎖状ジ炭酸エステルは、例えば、式（１０）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上などである。Ｒ２３およびＲ２４のそれぞれの種類は、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｒ２３およびＲ２４は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。Ｒ２５は、２価の炭化水素基および２価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであれば特に限定されない。１価の炭化水素基および１価のハロゲン価炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
２価のハロゲン化炭化水素基とは、２価の炭化水素基のうちの１または２以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。２価の炭化水素基およびハロゲン基に関する詳細は、上記した通りである。この２価のハロゲン化炭化水素基の具体例は、パーフルオロメチレン基（−ＣＦ2 −）、パーフルオロエチレン基（−Ｃ2 Ｆ4 −）、パーフルオロプロピレン基（−Ｃ3 Ｆ6 −）、ｎ−パーフルオロブチレン基（−Ｃ4 Ｆ8 −）およびｔ−パーフルオロブチレン基（−Ｃ（ＣＦ3 ）2 −ＣＦ2 −）などである。
鎖状ジ炭酸エステルの具体例は、エタン−１，２−ジイルジメチルジカーボネート、エタン−１，２−ジイルエチルメチルジカーボネート、エタン−１，２−ジイルジエチルジカーボネート、ジメチル（オキシビス（エタン−２，１−ジイル））ジカーボネート、エチルメチル（オキシビス（エタン−２，１−ジイル））ジカーボネートおよびジエチル（オキシビス（エタン−２，１−ジイル））ジカーボネートなどである。
電解液中における鎖状ジ炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、鎖状ジ炭酸エステルを除いた全体の合計に対して例えば、０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
芳香族炭酸エステルは、例えば、式（１１）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上などである。Ｒ２６〜Ｒ３５のそれぞれの種類は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価の窒素含有炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｒ２６〜Ｒ３５は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、Ｒ２６〜Ｒ３５のうちの一部が同じ基でもよい。１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
１価の酸素含有炭化水素基とは、炭素、水素および酸素（Ｏ）により構成される１価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよい。この１価の酸素含有炭化水素基は、例えば、アルコキシ基などであり、そのアルコキシ基の具体例は、メトキシ基（−ＯＣＨ3 ）、エトキシ基（−ＯＣ2 Ｈ5 ）およびプロポキシ基（−ＯＣ3 Ｈ7 ）などである。
１価の窒素含有炭化水素基とは、炭素、水素および窒素（Ｎ）により構成される１価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよい。この１価の窒素含有炭化水素基は、例えば、アミノ基（−ＮＨ2 ）などである。
１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基とは、１価の酸素含有炭化水素基のうちの１または２以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。１価の酸素含有炭化水素基およびハロゲン基に関する詳細は、上記した通りである。この１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基の具体例は、パーフルオロメトキシ基（−ＯＣＦ3 −）およびパーフルオロエトキシ基（−ＯＣ2 Ｆ4 −）などである。
１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基とは、１価の窒素含有炭化水素基のうちの１または２以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。１価の窒素炭化水素基およびハロゲン基に関する詳細は、上記した通りである。この１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基の具体例は、パーフルオロアミノ基（−ＮＦ2 ）およびパーフルオロメチルアミノ基（−ＣＦ2 −ＮＦ2 ）などである。
２種類以上が結合された基は、例えば、アルキル基とアルコキシ基とが１価となるように結合された基（アルキルアルコキシ基）、およびアルキル基とアミノ基とが１価となるように結合された基（アルキルアミノ基）などである。アルキルアルコキシ基の具体例は、メチルメトキシ基（−ＣＨ2 −ＯＣＨ3 ）などである。アルキルアミノ基の具体例は、メチルアミノ基などである（−ＣＨ2 −ＮＨ2 ）。
芳香族炭酸エステルの具体例は、炭酸ジフェニル、炭酸ビス（４−メチルフェニル）および炭酸ビス（ペンタフルオロフェニル）などである。
電解液中における芳香族炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、芳香族炭酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜１０質量％であることが好ましい。
環状炭酸エステルは、例えば、式（１２）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上などである。Ｒ３６〜Ｒ３９のそれぞれの種類は、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｒ３６〜Ｒ３９は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、Ｒ３６〜Ｒ３９のうちの一部が同じ基でもよい。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
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。
電解液中における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質量％〜８０質量％であることが好ましい。
鎖状モノ炭酸エステルは、例えば、式（１３）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上などである。Ｒ４０およびＲ４１のそれぞれの種類は、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｒ４０およびＲ４１は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、Ｒ４０およびＲ４１のうちの一部が同じ基でもよい。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
鎖状モノ炭酸エステルの具体例は、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。
電解液中における鎖状モノ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質量％〜７０質量％であることが好ましい。
鎖状カルボン酸エステルは、例えば、式（１４）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上などである。Ｒ４２およびＲ４３のそれぞれの種類は、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｒ４２およびＲ４３は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
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、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。
電解液中における鎖状カルボン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、鎖状カルボン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましい。
リン酸エステルは、例えば、式（１５）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上などである。Ｒ４４〜Ｒ４６のそれぞれの種類は、１価の炭化水素基および１価のハロゲン価炭化水素基のうちのいずれかであれば、特に限定されない。Ｒ４４〜Ｒ４６は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。もちろん、Ｒ４４〜Ｒ４６のうちの一部が同じ基でもよい。１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
リン酸エステルの具体例は、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリフルオロエチルおよびリン酸トリプロピルなどである。
電解液中におけるリン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、リン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％〜５０質量％であることが好ましい。
この他、他材料は、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種類以上でもよい。ただし、上記したスルホン酸エステルなどの他材料は、ここで説明する非水溶媒から除かれる。この非水溶媒は、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、ニトロエタンおよびスルホランなどである。
また、他材料は、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種類以上でもよい。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。このリチウム塩以外の塩とは、例えば、リチウム塩以外の軽金属塩などである。
以下では、電解質塩の具体例としてリチウム塩を例に挙げながら説明するが、そのリチウム塩をリチウム塩以外の塩に変更してもよい。すなわち、一例を挙げると、以下で説明する六フッ化リン酸リチウムは、六フッ化リン酸ナトリウムおよび六フッ化リン酸カリウムなどの他の軽金属塩に変更されてもよい。
リチウム塩は、例えば、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。内部抵抗が低下するからである。
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種類以上が好ましい。内部抵抗がより低下するからである。特に、六フッ化リン酸リチウムおよび四フッ化ホウ酸リチウムのうちの一方または双方がより好ましく、六フッ化リン酸リチウムがさらに好ましい。
この他、電解質塩は、式（１７）〜式（１９）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。Ｒ５１およびＲ５３は、同じ基でもよいし、異なる基でもよい。このことは、Ｒ６１〜Ｒ６３に関しても同様であると共に、Ｒ７１およびＲ７２に関しても同様である。もちろん、Ｒ６１〜Ｒ６３のうちの２つが同じ基でもよい。
Figure 0006561982
 （Ｘ５１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Ａｌ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。Ｒ５１は、ハロゲン基である。Ｙ５１は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ５２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＲ５３2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（＝Ｏ）−のうちのいずれかである。ただし、Ｒ５２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。Ｒ５３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。なお、ａ５は、１〜４の整数である。ｂ５は、０、２および４の整数うちのいずれかである。ｃ５、ｄ５、ｍ５およびｎ５のそれぞれは、１〜３の整数である。）
Figure 0006561982
 （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。Ｙ６１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１2 ）b6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６３2 Ｃ−（ＣＲ６２2 ）c6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６３2 Ｃ−（ＣＲ６２2 ）c6−ＣＲ６３2 −、−Ｒ６３2 Ｃ−（ＣＲ６２2 ）c6−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−Ｓ（＝Ｏ）2 −（ＣＲ６２2 ）d6−Ｓ（＝Ｏ）2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６２2 ）d6−Ｓ（＝Ｏ）2 −のうちのいずれかである。ただし、Ｒ６１およびＲ６３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、Ｒ６１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と共に、Ｒ６３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。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る。なお、ａ６、ｅ６およびｎ６のそれぞれは、１または２の整数である。ｂ６およびｄ６のそれぞれは、１〜４の整数である。ｃ６は、０〜４の整数である。ｆ６およびｍ６のそれぞれは、１〜３の整数である。）
Figure 0006561982
 （Ｘ７１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。Ｍ７１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。Ｙ７１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ７１2 ）d7−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ７２2 Ｃ−（ＣＲ７１2 ）d7−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ７２2 Ｃ−（ＣＲ７１2 ）d7−ＣＲ７２2 −、−Ｒ７２2 Ｃ−（ＣＲ７１2 ）d7−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−Ｓ（＝Ｏ）2 −（ＣＲ７１2 ）e7−Ｓ（＝Ｏ）2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ７１2 ）e7−Ｓ（＝Ｏ）2 −のうちのいずれかである。ただし、Ｒ７１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。Ｒ７２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いずれかであり、Ｒ７２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。なお、ａ７、ｆ７およびｎ７のそれぞれは、１または２の整数である。ｂ７、ｃ７およびｅ７のそれぞれは、１〜４の整数である。ｄ７は、０〜４の整数である。ｇ７およびｍ７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（１７）に示した化合物の具体例は、式（１７−１）〜式（１７−６）のそれぞれで表される化合物などである。式（１８）に示した化合物の具体例は、式（１８−１）〜式（１８−８）のそれぞれで表される化合物などである。式（１９）に示した化合物の具体例は、式（１９−１）で表される化合物などである。
Figure 0006561982
Figure 0006561982
Figure 0006561982
また、電解質塩は、式（２０）および式（２１）のそれぞれで表される化合物などでもよい。なお、ｐ、ｑおよびｒは、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。もちろん、ｐ、ｑおよびｒのうちの２つが同じ値でもよい。
Figure 0006561982
 （Ｒ８１は炭素数＝２〜４の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（Ｃp Ｆ2p+1ＳＯ2 ）（Ｃq Ｆ2q+1ＳＯ2 ）（Ｃr Ｆ2r+1ＳＯ2 ） …（２１）（ｐ、ｑおよびｒは１以上の整数である。）
式（２０）に示した化合物は、環状のイミド化合物である。この環状のイミド化合物の具体例は、式（２０−１）〜式（２０−４）のそれぞれで表される化合物などである。
Figure 0006561982
式（２１）に示した化合物は、鎖状のメチド化合物である。この鎖状の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。
なお、電解質塩の含有量を算出する場合には、電解質塩の量に、上記した第１化合物、モノフルオロリン酸リチウムおよびジフルオロリン酸リチウムのそれぞれの量を含めてもよい。また、溶媒の量に、上記した第２化合物、第３化合物、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル、ジアルキルスルホキシド、鎖状ジ炭酸エステル、芳香族炭酸エステル、環状炭酸エステル、鎖状モノ炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステルおよびリン酸エステルのそれぞれの量を含めてもよい。
電解液の固有粘度は、特に限定されないが、中でも、２５℃において１０ｍＰａ／ｓ以下であることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオン移動度などが確保されるからである。
［電解液の作用および効果］
この電解液によれば、第１化合物、第２化合物および第３化合物を一緒に含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である。この場合には、上記したように、第１化合物と第２化合物と第３化合物との相乗作用により電解液の化学的安定性が特異的に向上するため、充放電時における電解液の分解反応が抑制される。よって、充放電を繰り返しても放電容量が減少しにくくなるため、二次電池の電池特性を向上させることができる。
特に、電解液がスルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル、ジアルキルスルホキシド、鎖状ジ炭酸エステル、芳香族炭酸エステル、環状炭酸エステル、鎖状モノ炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、リン酸エステル、モノフルオロリン酸リチウムおよびジフルオロリン酸リチウムのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいれば、より高い効果を得ることができる。
また、電解液が六フッ化リン酸リチウムおよび四フッ化ホウ酸リチウムのうちの一方または双方を含んでいれば、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＞
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二次電池（リチウムイオン二次電池）である。
＜２−１−１．円筒型＞
図１および図２のそれぞれは、本技術の一実施形態の二次電池の断面構成を表しており、図２では、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大している。
［二次電池の全体構成］
この二次電池は、例えば、いわゆる円筒型の二次電池であり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、巻回電極体２０と、一対の絶縁板１２，１３とが収納されている。巻回電極体２０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、その積層物が巻回されたものである。
電池缶１１は、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（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）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種類以上により形成されている。この電池缶１１の表面には、ニッケル（Ｎｉ）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、安全弁機構１５および熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）１６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、絶縁性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、巻回中心に挿入されていなくてもよい。正極２１には、例えば、アルミニウムなどの導電性材料により形成された正極リード２５が接続されていると共に、負極２２には、例えば、ニッケルなどの導電性材料により形成された負極リード２６が接続されている。正極リード２５は、安全弁機構１５に溶接などされていると共に、電池蓋１４と電気的に接続されている。負極リード２６は、電池缶１１に溶接などされており、その電池缶１１と電気的に接続されている。
［正極］
正極２１は、正極集電体２１Ａの片面または両面に正極活物質層２１Ｂを有している。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム、ニッケル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種類以上により形成されている。
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、さらに、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とは、リチウムと１または２以上の元素（以下、「他元素」という。ただし、リチウムを除く）とを構成元素として含む酸化物であり、層状岩塩型の結晶構造またはスピネル型の結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物とは、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、オリビン型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であることがより好ましい。高い電圧が得られるからである。
中でも、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、式（２２）〜式（２４）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種類以上であることが好ましい。
Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１１c Ｏ(2-d) Ｆe ・・・（２２）
（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。）
Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ１２b Ｏ(2-c) Ｆd ・・・（２３）
（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。）
Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ１３b Ｏ(2-c) Ｆd ・・・（２４）
（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 、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2 、Ｌｉ1.2 Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175 Ｎｉ0.1 Ｏ2 およびＬｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2 などである。
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、式（２５）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。
Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ１４b Ｏc Ｆd ・・・（２５）
（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、式（２６）で表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。
Ｌｉa Ｍ１５ＰＯ4 ・・・（２６）
（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 、ＬｉＦｅ0.5 Ｍｎ0.5 ＰＯ4 およびＬｉＦｅ0.3 Ｍｎ0.7 ＰＯ4 などである。
なお、リチウム含有複合酸化物は、式（２７）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。
（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x ・・・（２７）
（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。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。高分子材料は、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チェンブラックなどである。なお、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、負極集電体２２Ａの片面または両面に負極活物質層２２Ｂを有している。
負極集電体２２Ａは、例えば、銅、ニッケル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種類以上により形成されている。この負極集電体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。この電解処理とは、電解槽中において電解法を用いて負極集電体２２Ａの表面に微粒子を形成することで、その負極集電体２２Ａの表面に凹凸を設ける方法である。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、さらに、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。なお、負極結着剤および負極導電剤のそれぞれに関する詳細は、例えば、正極結着剤および正極導電剤のそれぞれに関する詳細と同様である。
ただし、充電途中において意図せずにリチウムが負極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。なお、負極２２に析出するリチウムとは、例えば、電極反応物質がリチウムである場合には、リチウム金属である。
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いずれでもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの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、ホウ素、アルミニウム、ガリウム、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ、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２種類以上でもよいし、それらの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。なお、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、ＳｉＯv （０＜ｖ≦２）、およびＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯv 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、ＳｎＯw （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、スズ（第１構成元素）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（Ｐ）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と、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、コバルトおよび炭素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、コバルトおよび炭素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して、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、コバルト、鉄および炭素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の溶媒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、溶媒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、４．２Ｖ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、正極２１と負極２２とを隔離して、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ものである。このセパレータ２３は、例えば、合成樹脂またはセラミックなどの多孔質膜であり、２種類以上の多孔質膜が積層された積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどである。
［電解液］
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。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。
［絶縁性材料］
この二次電池では、正極２１に含まれている正極活物質と負極２２に含まれている負極活物質との間の領域（活物質間領域）のうちのいずれかに、絶縁性材料を備えていてもよい。
絶縁性材料が配置される場所は、上記した活物質間領域のうちのいずれかであれば、特に限定されない。このため、絶縁性材料は、正極２１（正極活物質層２１Ｂ）中に存在していてもよいし、負極２２（負極活物質層２２Ｂ）中に存在していてもよいし、正極２１と負極２２との間に存在していてもよい。一例を挙げると、絶縁性材料を配置する場所に関しては、例えば、以下で説明するように、３通りの態様が考えられる。
図３〜図５のそれぞれは、絶縁性材料の配置態様に関する３つの態様を説明するためのものであり、図４および図５のそれぞれは、図２に対応する断面構成を示している。
第１態様では、例えば、図２および図３に示したように、正極活物質層２１Ｂは、粒子状の正極活物質２１１を含んでおり、その正極活物質２１１の表面に、絶縁性材料を含む層（第１絶縁層である活物質絶縁層２１２）が設けられている。
この活物質絶縁層２１２は、正極活物質２１１の表面のうち、一部だけを被覆していてもよいし、全部を被覆していてもよい。活物質絶縁層２１２が正極活物質２１１の表面の一部を被覆している場合には、互いに離間された複数の活物質絶縁層２１２が存在していてもよい。
なお、正極活物質層２１Ｂが複数の正極活物質２１１を含んでいる場合には、その複数の正極活物質２１１のうちの一部だけに活物質絶縁層２１２が設けられていてもよいし、全部に活物質絶縁層２１２が設けられていてもよい。また、活物質絶縁層２１２は、単層でもよいし、多層でもよい。
活物質絶縁層２１２は、絶縁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。この絶縁性材料は、絶縁性セラミックスなどの無機絶縁性材料でもよいし、絶縁性高分子化合物などの有機絶縁性材料でもよい。もちろん、活物質絶縁層２１２は、無機絶縁性材料および有機絶縁性材料の双方を含んでいてもよい。
絶縁性セラミックスの具体例は、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）などである。この他、絶縁性セラミックスの具体例は、ＬｉＮｂＯ3 、ＬＩＰＯＮ（Ｌｉ3+y ＰＯ4-x Ｎx ）、ＬＩＳＩＣＯＮ（Lithium-Super-Ion-CONductor ）と呼ばれる材料、Ｔｈｉｏ−ＬＩＳＩＣＯＮ（例えば、Ｌｉ3.25Ｇｅ0.25Ｐ0.75Ｓ4 ）、Ｌｉ2 Ｓ、Ｌｉ2 Ｓ−Ｐ2 Ｓ5 、Ｌｉ2 Ｓ−ＳｉＳ2 、Ｌｉ2 Ｓ−ＧｅＳ2 、Ｌｉ2 Ｓ−Ｂ2 Ｓ5 、Ｌｉ2 Ｓ−Ａｌ2 Ｓ5 およびＬｉ2 Ｏ−Ａｌ2 Ｏ3 −ＴｉＯ2 −Ｐ2 Ｏ5 （ＬＡＴＰ）などである。なお、上記したＬＩＰＯＮの組成中のｘおよびｙは、例えば、０．５≦ｘ≦１および−０．３＜ｙ＜０．３を満たしている。
絶縁性高分子化合物の具体例は、上記した正極結着剤および負極結着剤のそれぞれの形成材料と同様であり、中でも、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちの一方または双方などが好ましい。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。フッ化ビニリデンの単独重合体は、ポリフッ化ビニリデンである。フッ化ビニリデンの共重合体は、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などである。ただし、フッ化ビニリデンと共重合される単量体は、ヘキサフルオロプロピレン以外の単量体でもよい。
第２態様では、例えば、図２および図４に示したように、負極２２（負極活物質層２２Ｂ）の表面に、絶縁性材料を含む層（第２絶縁層である負極絶縁層２１３）が設けられている。なお、負極絶縁層２１３の被覆状態、層構造および形成材料などに関する詳細は、上記した活物質絶縁層２１２と同様である。
この場合には、特に、負極絶縁層２１３が絶縁性高分子化合物を含んでいると、負極２２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が歪みにくくなる。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、セパレータ２３に含浸されている電解液の漏液も抑制される。よって、充放電を繰り返しても抵抗が上昇しにくくなると共に、二次電池が膨れにくくなる。
第３態様では、例えば、図２および図５に示したように、セパレータ２３の表面に、絶縁性材料を含む層（第３絶縁層であるセパレータ絶縁層２１４）が設けられている。このセパレータ絶縁層２１４は、セパレータ２３のうち、正極２１と対向する面に設けられていてもよいし、負極２２と対向する面に設けられていてもよいし、双方の面に設けられていてもよい。なお、セパレータ絶縁層２１４の被覆状態、層構造および形成材料などに関する詳細は、上記した活物質絶縁層２１２と同様である。
この場合には、特に、セパレータ絶縁層２１４が絶縁性高分子化合物を含んでいると、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、上記した負極絶縁層２１３が高分子化合物を含んでいる場合と同様の利点が得られる。
活物質間領域のうちのいずれかに絶縁性材料が配置されているのは、電池特性と安全性とが両立されるからである。詳細には、活物質間領域に絶縁性材料が配置されていると、二次電池の内部において熱暴走などの異常が発生しにくくなるため、安全性が向上する。しかも、電解液が第１化合物を含んでいると、その第１化合物との反応に起因して絶縁性材料の表面状態が適正化されるため、活物質間領域に絶縁性材料が存在していても、リチウムイオンが円滑に移動しやすくなるため、電池特性が確保される。よって、電池特性を確保しつつ、安全性が向上する。
なお、絶縁性材料の表面状態が適正化されるメカニズムは、例えば、以下の通りであると考えられる。絶縁性材料が酸化アルミニウムなどの絶縁性セラミックスを含んでいる場合には、その絶縁性材料の粒子表面に存在する水酸基（−ＯＨ）に起因して、リチウムイオンが移動しにくくなる傾向にある。しかしながら、電解液に第１化合物が含まれていると、その第１化合物と絶縁性材料とが反応するため、その絶縁性材料の表面に、リチウムイオンの移動を阻害しにくい被膜が形成される。この場合には、例えば、第１化合物がＳＯ2 −Ｆ結合を含んでいると、そのＳＯ2 −Ｆ結合と水酸基とが反応するため、セラミックスの粒子表面にＦ−ＳＯ2 −Ｎ−ＳＯ2 −Ｏ−結合を有する良好な被膜が形成される。この被膜により、セラミックスの表面状態がリチウムイオンの移動を阻害しにくくなるように改質される。
［二次電池の動作］
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、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、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。
なお、二次電池は、例えば、完全充電時の開回路電圧（電池電圧）が４．２Ｖ〜６Ｖ、好ましくは４．２５Ｖ〜６Ｖ、より好ましくは４．３Ｖ〜４．５５Ｖとなるように設計されていてもよい。この場合には、完全充電時の開回路電圧が４．２Ｖとなるように設計されている場合と比較して、同じ種類の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。これにより、正極活物質の量と負極活物質との量を調整することで、高いエネルギー密度が得られる。
［二次電池の製造方法］
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して、正極合剤とする。続いて、正極合剤を有機溶剤などに分散させて、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て、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。
なお、正極活物質２１１の表面に活物質絶縁層２１２を形成する手順は、例えば、以下の通りである。ここでは、例えば、活物質絶縁層２１２が絶縁性セラミックスを含む場合を例に挙げる。
活物質絶縁層２１２を形成する場合には、正極活物質２１１の粒子と絶縁性セラミックスの粒子とを混合する。続いて、ボールミル、ジェットミル、擂潰機および微粉粉砕機などのうちのいずれか１種類または２種類以上を用いて、混合物を粉砕混合する。この場合には、水などの分散媒または溶媒などを混合物に加えてもよい。これにより、正極活物質２１１の表面に絶縁性セラミックスが被着するため、活物質絶縁層２１２が形成される。
この他、メカノフュージョンなどのメカノケミカル処理を用いて、絶縁性セラミックスを被着させてもよい。また、スパッタリング法および化学気相成長（ＣＶＤ）法などの気相法を用いて、正極活物質２１１の表面に絶縁性セラミックスを堆積させてもよい。さらに、ゾルゲル法を用いてもよい。この場合には、アルミニウムおよびケイ素などを含むアルコキシド溶液に正極活物質２１１を浸漬させて、その正極活物質２１１の表面に前駆層を被着させたのち、その前駆層を焼成する。
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して、負極合剤としたのち、その負極合剤を有機溶剤などに分散させて、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て、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。
なお、負極活物質層２２Ｂの表面に負極絶縁層２１３を形成する手順は、例えば、以下の通りである。ここでは、例えば、負極絶縁層２１３が絶縁性セラミックスおよび絶縁性高分子化合物を含む場合を例に挙げる。
負極絶縁層２１３を形成する場合には、絶縁性セラミックスの粒子と、絶縁性高分子化合物と、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの溶媒とを混合して、その絶縁性セラミックスの粒子を溶媒中に分散させると共に、その絶縁性高分子化合物を溶媒に溶解させる。続いて、混合液中に負極２２を浸漬させたのち、その混合液中から負極２２を取り出して乾燥させる。これにより、混合液中の溶媒が揮発すると共に絶縁性高分子化合物が膜化するため、負極活物質層２２Ｂの表面に負極絶縁層２１３が形成される。この場合には、乾燥前に負極２２を加圧して、負極絶縁層２１３の厚さを調整してもよい。なお、混合液中に負極２２を浸漬させる代わりに、その混合液を負極活物質層２２Ｂの表面に塗布してもよい。
電解液を調製する場合には、第１化合物、第２化合物および第３化合物と、必要に応じて非水溶媒および電解質塩とを混合したのち、その混合物を撹拌する。
正極２１および負極２２を用いて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とを積層してから巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回電極体２０の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して、その電解液をセパレータ２３に含浸させる。続いて、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。
なお、セパレータ２３Ｂの表面にセパレータ絶縁層２１４を形成する手順は、例えば、上記した負極絶縁層２１３を形成する手順と同様である。セパレータ絶縁層２１４が絶縁性高分子化合物だけを含む場合には、例えば、絶縁性セラミックスの粒子を用いないことを除き、絶縁性絶縁層２１４が絶縁性セラミックスおよび絶縁性高分子化合物を含む場合と同様の手順を用いればよい。
［二次電池の作用および効果］
この円筒型のリチウムイオン二次電池によれば、電解液が上記した本技術の電解液と同様の構成を有している。これにより、充放電時において電解液の分解反応が抑制されるため、充放電反応を繰り返しても放電容量が減少しにくくなる。よって、優れた電池特性を得ることができる。
特に、活物質間領域に絶縁性材料が配置されていれば、リチウムイオンの移動を阻害せずに、熱暴走などの異常が発生しにくくなるため、電池特性と安全性とを両立させることができる。
これ以外の作用および効果は、本技術の電解液と同様である。
＜２−１−２．ラミネートフィルム型＞
図６は、本技術の一実施形態の他の二次電池の分解斜視構成を表しており、図７は、図３に示した巻回電極体３０のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った断面を拡大している。以下では、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。
［二次電池の全体構成］
ここで説明する二次電池は、例えば、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る。
この二次電池では、例えば、図６に示したように、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されている。この巻回電極体３０は、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、その積層物が巻回されたものである。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種類以上により形成されている。負極リード３２は、例えば、銅、ニッケル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種類以上により形成されている。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６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、外気の侵入を防止するために密着フィルム４１が挿入されていると共に、外装部材４０と負極リード３２との間にも、同様に密着フィルム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に対して密着性を有する材料により形成されている。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］
図７に示したように、正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａの片面または両面に正極活物質層３３Ｂを有していると共に、負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａの片面または両面に負極活物質層３４Ｂを有している。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、それぞれ正極集電体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］
電解質層３６は、電解液および保持用高分子化合物を含んでおり、その電解液は、保持用高分子化合物により保持されている。この電解質層３６は、いわゆるゲル状の電解質である。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。この電解質層３６は、さらに、添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。
保持用高分子化合物は、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、保持用高分子化合物は、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。
電解液の構成は、例えば、円筒型の二次電池に用いられる電解液の構成と同様である。ただし、ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液の溶媒とは、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溶媒に含まれる。
なお、ゲル状の電解質層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。
［絶縁性材料］
この二次電池においても、例えば、図２に示したように、正極３３に含まれている正極活物質と負極２２に含まれている負極活物質との間の領域（活物質間領域）のうちのいずれかに、絶縁性材料を備えていてもよい。この絶縁性材料の配置態様の詳細（活物質絶縁層２１２、負極絶縁層２１３およびセパレータ絶縁層２１４）に関しては既に説明したので、その説明を省略する。なお、図２では、電解質層３６の図示を省略している。
この他、ここで説明する二次電池では、活物質間領域に存在している電解質層３６が絶縁性材料を含んでいてもよい。具体的には、電解質層３６は、上記した電解液および保持用高分子化合物と一緒に、絶縁性材料として、絶縁性セラミックスなどの無機絶縁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てもよい。この無機絶縁性材料に関する詳細は、上記した通りである。この場合においても、電池特性と安全性とが両立される。
［二次電池の動作］
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、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、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。
［二次電池の製造方法］
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。なお、以下では、絶縁層２１２〜２１４の形成手順を省略する。
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、溶媒などとを混合して、ゾル状の前駆溶液を調製する。この溶媒は、例えば、有機溶剤などである。続いて、正極３３および負極３４のそれぞれに前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させて、ゲル状の電解質層３６を形成する。なお、電解質層３６に絶縁性材料を含有させる場合には、例えば、ゾル状の前駆溶液の調製時において、電解液、高分子化合物および溶媒などと一緒に絶縁性材料を混合する。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とを積層してから巻回させて巻回電極体３０を作製したのち、そ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て、その外装部材５９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および負極リード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５２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て、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て、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して、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て、高分子化合物を形成する。これにより、ゲル状の電解質層３６が形成される。
第３手順では、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ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。このセパレータ３５に塗布される高分子化合物は、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体（単独重合体、共重合体または多元共重合体）などである。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体などである。なお、フッ化ビニリデンを成分とする重合体と一緒に、他の１種類または２種類以上の高分子化合物を用いてもよい。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して、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸すると共に、その高分子化合物がゲル化するため、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、溶媒および高分子化合物の原料であるモノマーなどが電解質層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と電解質層３６とが十分に密着する。
［二次電池の作用および効果］
このラミネートフィルム型のリチウム二次電池によれば、電解質層３６に含有されている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、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。
特に、電解質層３６が絶縁性材料を含んでいれば、リチウムイオンの移動を阻害せずに、熱暴走などの異常が発生しにくくなるため、電池特性と安全性とを両立させることができる。
これ以外の作用および効果は、本技術の電解液と同様である。
＜２−２．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の容量が表される円筒型のリチウム二次電池（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、上記したリチウムイオン二次電池（円筒型）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、集電体として負極活物質層２２Ｂを利用して、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、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。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、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、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。
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限らず、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ついて説明する。
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な機械、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。電源として使用される二次電池は、主電源（優先的に使用される電源）でもよいし、補助電源（主電源に代えて、または主電源から切り換えて使用される電源）でもよい。二次電池を補助電源として使用する場合には、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用いら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、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。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で、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り、いわゆる組電池などである。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可能になる。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ついて具体的に説明する。なお、以下で説明する各適用例の構成は、あくまで一例であるため、その構成は、適宜変更可能である。
＜３−１．電池パック（単電池）＞
図８は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表しており、図９は、図８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８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８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により上下から保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることで、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９に示しているように、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、ＰＴＣ１２３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可能である。
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）を制御するものであり、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を切断させることで、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を切断させて、充電電流を遮断する。
この他、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を切断させることで、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を切断させて、放電電流を遮断する。
なお、二次電池の過充電検出電圧は、例えば、４．２０Ｖ±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（電源１１１と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。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の温度を測定して、その測定結果を制御部１２１に出力するものであり、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による測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合や、制御部１２１が残容量の算出時において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、ＰＴＣ１２３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１０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、プラスチック材料などにより形成された筐体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。
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）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、１または２以上の二次電池を含んでいる。この電源６２は、例えば、２以上の二次電池を含む組電池であり、それら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（電源６２と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。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して、その測定結果を制御部６１に出力するものである。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定して、その測定結果を制御部６１に出力する。この温度測定結果は、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や、制御部６１が残容量の算出時において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して、その測定電圧をアナログ−デジタル変換して制御部６１に供給するものである。
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の動作を制御するものである。
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した場合に、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に充電電流が流れないように制御する。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れた場合に、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した場合に、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断して、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のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れた場合に、放電電流を遮断する。
なお、二次電池では、例えば、過充電検出電圧は４．２０Ｖ±０．０５Ｖであり、過放電検出電圧は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などである。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や、製造工程段階で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可能になる。
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共にその測定結果を制御部６１に出力するものであり、例えば、サーミスタなどである。
正極端子７１および負極端子７２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）や、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の充放電は、正極端子７１および負極端子７２を介して行われる。
＜３−３．電動車両＞
図１１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またはモータ７７のいずれか一方を駆動源として走行可能である。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、そのエンジン７５の駆動力（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または後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力は発電機７９にも伝達され、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生させると共に、その交流電力はインバータ８３を介して直流電力に変換され、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、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、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または後輪８８に伝達される。
なお、図示しない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、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、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ものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１または２以上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、その外部電源から電力供給を受けることで電力を蓄積可能になっていてもよい。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、図示しない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について説明したが、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１２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に接続可能である。
なお、電気機器９４は、例えば、１または２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種類以上である。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種類以上である。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種類以上である。
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）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１または２以上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における需要・供給のバランスを制御することで、効率的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９１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、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、任意に利用可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜に集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、その電源９１に蓄積しておいた電力を電気使用料が高い日中に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１３は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体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。
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）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、図示しない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。
本技術の実施例について、詳細に説明する。
（実験例１−１〜１−３０）
以下の手順により、図１および図２に示した円筒型の電池構造を有するリチウムイオン二次電池を作製した。
正極２１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、その混合物を空気中において焼成（９００℃×５時間）して、リチウム含有複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）を得た。この場合には、混合比をモル比でＬｉ2 ＣＯ3 ：ＣｏＯ3 ＝０．５：１とした。続いて、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）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質量部とを混合して、正極合剤とした。続いて、正極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散させて、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帯状の正極集電体２１Ａ（１２μｍ厚のアルミニウム箔）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て、正極活物質層２１Ｂ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２１Ｂを圧縮成型した。
負極２２を作製する場合には、最初に、負極活物質（黒鉛）９７質量部と、負極結着剤３質量部とを混合して、負極合剤とした。この人造黒鉛の平均粒径（Ｄ５０）は、２０μｍとした。また、負極結着剤として、スチレン−ブタジエン共重合体のアクリル変性体１．５質量部と、カルボキシメチルセルロース１．５質量部との混合物を用いた。続いて、負極合剤を水に分散させて、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帯状の負極集電体２２Ａ（１５μｍ厚の銅箔）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て、負極活物質層２２Ｂ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２２Ｂを圧縮成型した。
電解液を調製する場合には、第１化合物と、第２化合物と、第３化合物と、他材料とを混合したのち、その混合物を撹拌した。第１化合物、第２化合物、第３化合物および他材料のそれぞれの種類および含有量は、表１および表２に示した通りである。
第１化合物としては、ビス（フルオロスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＦＳＩ）およびビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＴＦＳＩ）を用いた。
第２化合物としては、非酸素含有モノニトリル化合物であるアセトニトリル（ＡＮ）、プロピオニトリル（ＰＮ）およびブチロニトリル（ＢＮ）と、酸素含有モノニトリル化合物であるメトキシアセトニトリル（ＭＡＮ）を用いた。
第３化合物としては、不飽和環状炭酸エステルである炭酸ビニレン（ＶＣ）、炭酸ビニルエチレン（ＶＥＣ）および炭酸メチレンエチレン（ＭＥＣ）と、ハロゲン化炭酸エステルである４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）および炭酸ビス（フルオロメチル）（ＤＦＤＭＣ）と、ポリニトリル化合物であるスクシノニトリル（ＳＮ）を用いた。
他材料としては、環状炭酸エステルである炭酸エチレン（ＥＣ）と、鎖状炭酸エステルである炭酸ジメチル（ＤＭＣ）と、電解質塩である六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）および四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）とを用いた。
なお、比較のために、第２化合物、第３化合物および他材料のうちの１種類または２種類以上を用いずに電解液を調製した。
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体２１Ａにアルミニウム製の正極リード２５を溶接すると共に、負極集電体２２Ａにニッケル製の負極リード２６を溶接した。続いて、セパレータ２３（２０μｍ厚の微多孔性ポリエチレンフィルム）を介して正極２１と負極２２とを積層させたのち、その積層物を巻回させた。続いて、巻回体の巻き終わり部分を粘着テープで固定して、巻回電極体２０を作製した。続いて、巻回電極体２０の巻回中心にセンターピン２４を挿入したのち、ニッケル鍍金された鉄製の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら巻回電極体２０を収納した。この場合には、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接すると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接した。続いて、減圧方式により電池缶１１の内部に電解液を注入して、その電解液を巻回電極体２０に含浸させた。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をかしめた。これにより、円筒型の二次電池が完成した。
なお、二次電池を作製する場合には、正極活物質の量と負極活物質の量とを調整して、完全充電時の開回路電圧（電池電圧）が所定の電圧（上限電圧）となるように二次電池を設計した。上限電圧（Ｖ）の値は、表１および表２に示した通りである。この場合には、負極２２の充放電容量が正極２１の充放電容量よりも大きくなるように正極活物質層２１Ｂの厚さを調整して、満充電時において負極２２にリチウム金属が析出しないようにした。
二次電池の電池特性としてサイクル特性を調べたところ、表１および表２に示した結果が得られた。
サイクル特性を調べる場合には、最初に、電池状態を安定化させるために、常温環境中（２３℃）において二次電池を１サイクル充放電させた。続いて、高温環境中（６０℃）において二次電池をさらに１サイクル充放電させて、２サイクル目の充電容量を測定した。続いて、同環境中（６０℃）においてサイクル数の合計が５０サイクルになるまで二次電池を充放電させて、５０サイクル目の放電容量を測定した。この結果から、容量維持率（％）＝（５０サイクル目の放電容量／２サイクル目の充電容量）×１００を算出した。なお、充電時には、１ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で電圧が上限電圧に到達するまで充電したのち、その上限電圧の電圧で電流密度が０．０２ｍＡ／ｃｍ2 に到達するまで充電した。放電時には、１ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で電圧が３Ｖに到達するまで放電した。
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容量維持率は、電解液の組成に応じて変動した。この場合には、電解液が第１化合物、第２化合物および第３化合物を一緒に含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が適正な範囲内であると、容量維持率が特異的に高くなった。
詳細には、電解液が第１化合物を含んでいると共に第２化合物および第３化合物を含んでいない場合（実験例１−２４）の容量維持率を基準とする。
第１化合物を含んでいる電解液が第２化合物を含んでいると共に第３化合物を含んでいない場合（実験例１−２５〜１−２７）には、上記した基準と比較して、容量維持率は僅かに増加した。
また、第１化合物を含んでいる電解液が第２化合物を含んでいないと共に第３化合物を含んでいる場合（実験例１−２８）には、上記した基準と比較して、容量維持率は極僅かに増加した。
これらの結果から、第１化合物を含んでいる電解液が第２化合物および第３化合物の双方を含んでいると、上記した基準と比較して、容量維持率は僅かに増加するように予想される。
しかしながら、実際には、第１化合物を含んでいる電解液が第２化合物および第３化合物の双方を含んでいると（実験例１−１〜１−２３）、上記した基準と比較して、容量維持率は大幅に増加した。
ただし、第１化合物を含んでいる電解液が第２化合物および第３化合物の双方を含んでいても、その第１化合物の含有量が所定の範囲内でないと、容量維持率は大幅に増加しなかった。
具体的には、第１化合物の含有量が２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 よりも小さいか、６ｍｏｌ／ｄｍ3 よりも大きい場合（実験例１−２９，１−３０）には、上記した基準と比較して、容量維持率はほとんど増加しなかった。これに対して、第１化合物の含有量が２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 であると（実験例１−１〜１−２３）、上記した基準と比較して、容量維持率は大幅に増加した。
この結果は、電解液が第１化合物、第２化合物および第３化合物を一緒に含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が適正な範囲内であると、第１化合物、第２化合物および第３化合物の相乗作用により、電解液の分解反応が特異的に抑制されることを表している。
（実験例２−１〜２−３０）
表３および表４に示したように、上限電圧（Ｖ）を変更したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。
Figure 0006561982
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上限電圧を変更しても、表１および表２と同様の結果が得られた。すなわち、電解液が第１化合物、第２化合物および第３化合物を一緒に含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が適正な範囲内であると、高い容量維持率が得られた。
（実験例３−１〜３−８）
表５に示したように、電解液の組成を変更したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。
他材料としては、スルホン酸エステルであるプロパンスルトン（ＰＳ）およびプロペンスルトン（ＰＲＳ）、酸無水物である安息香酸無水物（ＢＡＡＨ）およびプロパンジスルホン酸無水物（ＰＳＡＨ）、環状カルボン酸エステルであるγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、ジアルキルスルホキシドであるジメチルスルホキシド（ＤＭＳ）、リン酸エステルであるリン酸トリフルオロエチル（ＰＡＴＦＥ）、ジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ2 Ｆ2 ）を用いた。
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電解液がスルホン酸エステルなどを含んでいると、容量維持率がより高くなった。
（実験例４−１〜４−１２）
表６に示したように、図４に示した負極絶縁層２１３を形成したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。
負極絶縁層２１３を形成する場合には、最初に、粉末状の絶縁性セラミックス８０質量部と、絶縁性高分子化合物（ポリフッ化ビニリデン）２０質量物とを混合したのち、その混合物を有機溶剤に分散させて、処理溶液を調製した。この粉末状の絶縁性セラミックスとしては、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）および酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）を用いると共に、その絶縁性セラミックスの平均粒径（Ｄ５０）は、０．５μｍとした。続いて、処理溶液中に負極２２を浸漬させたのち、グラビアローラを用いて、負極２２の表面に供給された処理溶液の厚さを調整した。最後に、乾燥器を用いて処理溶液を乾燥（１２０℃）させて、その処理溶液中の有機溶剤を揮発させた。これにより、負極活物質層２２Ｂの表面に負極絶縁層２１３が形成された。この負極絶縁層２１３の厚さは、５μｍとした。
なお、表６では、絶縁性セラミックスを単に「セラミックス」、絶縁性高分子化合物を単に「高分子化合物」と表記している。この表記方法は、以降においても同様である。
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負極２２（負極活物質層２２Ｂ）の表面に負極絶縁層２１３が形成されていると、その負極絶縁層２１３が形成されていない場合と比較して、容量維持率がより高くなった。
（実験例５−１〜５−９）
表７に示したように、図５に示したセパレータ絶縁層２１４を形成したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。
セパレータ絶縁層２１４を形成する場合には、最初に、負極絶縁層２１３を調製した場合と同様の手順により、処理溶液を調製した。続いて、処理溶液中にセパレータ２３を浸漬させた。続いて、処理溶液中からセパレータ２３を引き上げたのち、そのセパレータ２３を水で洗浄した。最後に、セパレータ２３の表面に供給された処理溶液を熱風で乾燥（８０℃）させて、その処理溶液中の有機溶剤を揮発させた。これにより、セパレータ２３の両面にセパレータ絶縁層２１４が形成された。このセパレータ２３の両面に形成されたセパレータ絶縁層２１４の厚さ（総厚）は、４．５μｍとした。
Figure 0006561982
セパレータ２３の表面にセパレータ絶縁層２１４が形成されていると、そのセパレータ絶縁層２１４が形成されていない場合と比較して、容量維持率がより高くなった。
（実験例６−１〜６−３３）
以下の手順により、図６および図７に示した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を作製した。
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）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質量部とを混合して、正極合剤とした。続いて、正極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散させて、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帯状の正極集電体３３Ａ（１２μｍ厚のアルミニウム箔）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て、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）９７質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部とを混合して、負極合剤とした。この黒鉛の平均粒径（Ｄ５０）は、２０μｍとした。続いて、負極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散させて、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帯状の負極集電体３４Ａ（１５μｍ厚の銅箔）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て、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。
電解質層３６を形成する場合には、最初に、円筒型の二次電池を作製した場合と同様の手順により、電解液を調製した。この電解液の組成は、表８〜表１０に示した通りでる。続いて、電解液と、保持用高分子化合物と、有機溶剤（炭酸ジメチル）とを混合して、ゾル状の前駆溶液を調製した。この保持用高分子化合物としては、ヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとの共重合体（ヘキサフルオロプロピレンの共重合量＝６．９重量％）を用いた。続いて、正極３３および負極３４のそれぞれに前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させて、ゲル状の電解質層３６を形成した。
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極３３（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３４（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（２５μｍ厚の微孔性プリプロピレンフィルム）を介して正極３３と負極３４とを積層したのち、その積層物を長手方向に巻回させて、巻回電極体３０を作製した。続いて、巻回電極体３０の最外周部に保護テープ３７を貼り付けた。続いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り曲げたのち、その外装部材４０の外周縁部同士を熱融着した。これにより、袋状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納された。この外装部材４０は、ナイロンフィルム（３０μｍ厚）と、アルミニウム箔（４０μｍ厚）と、無延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ厚）とが外側からこの順に積層された耐湿性のアルミラミネートフィルム（総厚１００μｍ）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（５０μｍ厚の酸変性プロピレンフィルム）を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に同様の密着フィルム４１を挿入した。これにより、ラミネートフィルム型の二次電池が完成した。
なお、ラミネートフィルム型の二次電池を作製する場合には、円筒型の二次電池を作製した場合と同様に、完全充電時の開回路電圧が所定の電圧（上限電圧）になると共に、満充電時において負極３４にリチウム金属が析出しないように二次電池を設計した。
二次電池の電池特性として、円筒型の二次電池と同様の手順によりサイクル特性を調べたところ、表８〜表１０に示した結果が得られた。
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電池構造を変更しても、表１および表２と同様の結果が得られた。すなわち、電解質層３６に含有される電解液が第１化合物、第２化合物および第３化合物を一緒に含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が適正な範囲内であると、高い容量維持率が得られた。
（実験例７−１〜７−８）
表１１に示したように、電解質層３６に含有される電解液の組成を変更したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。
Figure 0006561982
電解質層３６に含有される電解液の組成を変更しても、表５と同様の結果が得られた。すなわち、電解液がスルホン酸エステルなどを含んでいると、容量維持率がより高くなった。
（実験例８−１〜８−８）
表１２に示したように、電解質層３６の組成を変更したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。
電解質層３６を形成する場合には、前駆溶液に粉末状の絶縁性セラミックスを含有させたことを除き、同様の手順を経た。この場合には、絶縁性セラミックスの含有量を１質量部とした。
Figure 0006561982
電解質層３６に絶縁性セラミックスを含有させると、その絶縁性セラミックスを含有させない場合と比較して、容量維持率がより高くなった。
（実験例９−１〜９−１１）
表１３に示したように、負極活物質の種類を変更したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。
負極活物質層３４Ｂを形成する場合には、負極活物質（ケイ素）と負極結着剤の前駆体（ポリアミック酸）とを混合して、負極合剤とした。この場合には、混合比を乾燥重量比でケイ素：ポリアミック酸＝８０：２０とした。ケイ素の平均粒径（Ｄ５０）は、１μｍとした。ポリアミック酸の溶媒として、Ｎ−メチル−２−ピロリドンおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを用いた。また、圧縮成型ののち、真空雰囲気中において負極合剤スラリーを加熱（４００℃×１２時間）した。これにより、負極結着剤であるポリイミドが形成された。これ以外の負極活物質層３４Ｂの形成手順は、負極活物質として黒鉛を用いた場合と同様である。
Figure 0006561982
負極活物質の種類を変更しても、表８〜表１０と同様の結果が得られた。すなわち、電解質層３６（電解液）が第１化合物、第２化合物および第３化合物を一緒に含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が適正な範囲内であると、高い容量維持率が得られた。
表１〜表１３の結果から、電解液が第１化合物、第２化合物および第３化合物を含んでいると共に、その電解液中における第１化合物の含有量が２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 であると、優れた電池特性が得られた。
以上、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。
例えば、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を例に挙げると共に、電池素子が巻回構造を有する場合を例に挙げて説明したが、これらに限られない。本技術の二次電池は、角型、コイン型およびボタン型などの他の電池構造を有する場合や、電池素子が積層構造などの他の構造を有する場合に関しても、同様に適用可能である。
また、例えば、電極反応物質は、ナトリウム（Ｎａ）およびカリウム（Ｋ）などの他の１族元素でもよいし、マグネシウムおよびカルシウムなどの２族元素でもよいし、アルミニウムなどの他の軽金属でもよい。本技術の効果は、電極反応物質の種類に依存せずに得られるはずであるため、その電極反応物質の種類を変更しても同様の効果を得ることができる。
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、
非水電解液と
を備え、
前記非水電解液は、
式（１）で表される化合物と、
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と、
式（４）〜式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
を含み、
前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
二次電池。
Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
（Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
（Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
（Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
Figure 0006561982
 （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
Figure 0006561982
 （Ｒ１２〜Ｒ１５のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ１２〜Ｒ１５のうちの少なくとも１つは、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。Ｒ１６〜Ｒ２１のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ１６〜Ｒ２１のうちの少なくとも１つは、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。）
Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
（Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
（２）
前記Ｍは、アルカリ金属元素であり、
前記１価の炭化水素基は、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１価となるように結合された基のうちのいずれかであり、
前記１価のフッ素化炭化水素基は、前記１価の炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がフッ素基により置換された基であり、
前記２価の炭化水素基は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基およびそれらの２種類以上が結合された基のうちのいずれかであり、
前記１価の飽和炭化水素基は、アルキル基、シクロアルキル基およびそれらが１価となるように結合された基のうちのいずれかであり、
前記１価の不飽和炭化水素基は、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、それらの１種類以上を含む基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基のうちのいずれかであり、
前記ハロゲン基は、フッ素基、塩素基（−Ｃｌ）、臭素基（−Ｂｒ）およびヨウ素基（−Ｉ）のうちのいずれかであり、
前記１価のハロゲン化炭化水素基は、前記１価の炭化水素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る、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記Ｍは、リチウム（Ｌｉ）であり、
前記１価のフッ素化炭化水素基は、パーフルオロアルキル基であり、
前記Ｘは、−Ｏ−Ｙ−（Ｙは、２価の炭化水素基である。）で表される基である、
上記（１）または（２）に記載の二次電池。
（４）
前記非水電解液は、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル、ジアルキルスルホキシド、式（１０）〜式（１５）のそれぞれで表される化合物、モノフルオロリン酸リチウム（Ｌｉ2 ＰＯ3 Ｆ）およびジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ2 Ｆ2 ）のうちの少なくとも１種を含む、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
Figure 0006561982
 （Ｒ２３およびＲ２４のそれぞれは、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ２５は、２価の炭化水素基および２価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ２６〜Ｒ３５のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価の窒素含有炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基のうちのいずれかである。Ｒ３６〜Ｒ３９のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４０およびＲ４１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４２およびＲ４３のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４４〜Ｒ４６のそれぞれは、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。）
（５）
前記２価のハロゲン化炭化水素基は、前記２価の炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基により置換された基であり、
前記ハロゲン基は、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であり、
前記１価の酸素含有炭化水素基は、アルコキシ基であり、
前記１価の窒素含有炭化水素基は、アルキルアミノ基であり、
前記１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基は、前記１価の酸素含有炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基により置換された基であり、
前記１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基は、前記１価の窒素含有炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基により置換された基である、
上記（４）に記載の二次電池。
（６）
前記非水電解液は、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）および四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）のうちの少なくとも一方を含む、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
前記正極は、電極反応物質を吸蔵放出可能である正極活物質を含み、
前記負極は、前記電極反応物質を吸蔵放出可能である負極活物質を含み、
前記正極活物質と前記負極活物質との間に絶縁性材料を備え、
前記絶縁性材料は、絶縁性セラミックスおよび絶縁性高分子化合物のうちの少なくとも一方を含む、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
前記絶縁性セラミックスは、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）のうちの少なくとも１種を含み、
前記絶縁性高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちの少なくとも一方を含む、
上記（７）に記載の二次電池。
（９）
（１）前記正極活物質の表面に、前記絶縁性材料を含む第１絶縁層が設けられており、
または、
（２）前記負極の表面に、前記絶縁性材料を含む第２絶縁層が設けられており、
または、
（３）前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータを備え、
前記セパレータの表面に、前記絶縁性材料を含む第３絶縁層が設けられており、
または、
（４）前記非水電解液とその非水電解液を保持する保持用高分子化合物とを含む電解質層を備え、
前記電解質層は、前記絶縁性材料を含む、
上記（７）または（８）に記載の二次電池。
（１０）
リチウム二次電池である、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池。
（１１）
式（１）で表される化合物と、
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と、
式（４）〜式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
を含み、
前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
二次電池用電解液。
Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
（Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
（Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
（Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
Figure 0006561982
 （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
Figure 0006561982
 （Ｒ１２〜Ｒ１５のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ１２〜Ｒ１５のうちの少なくとも１つは、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。Ｒ１６〜Ｒ２１のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ１６〜Ｒ２１のうちの少なくとも１つは、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。）
Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
（Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
（１２）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
その二次電池の動作を制御する制御部と、
その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。
（１３）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
その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、
その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。
（１４）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
その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。
（１５）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
その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。
（１６）
上記（１）ないし（１０）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。
本出願は、日本国特許庁において２０１４年４月２３日に出願された日本特許出願番号第２０１４−０８９１８２号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲の趣旨やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (16)

  1. 正極と、
    負極と、
    非水電解液と
    を備え、
    前記非水電解液は、
    式（１）で表される化合物と、
    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と、
    式（４）、式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
    を含み、
    前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
    二次電池。
    Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
    （Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
    Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
    （Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
    Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
    （Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
    Figure 0006561982
     （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
    Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
    （Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
  2. 前記Ｍは、アルカリ金属元素であり、
    前記１価の炭化水素基は、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１価となるように結合された基のうちのいずれかであり、
    前記１価のフッ素化炭化水素基は、前記１価の炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がフッ素基により置換された基であり、
    前記２価の炭化水素基は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基およびそれらの２種類以上が結合された基のうちのいずれかであり、
    前記１価の飽和炭化水素基は、アルキル基、シクロアルキル基およびそれらが１価となるように結合された基のうちのいずれかであり、
    前記１価の不飽和炭化水素基は、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、それらの１種類以上を含む基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基のうちのいずれかである、
    請求項１記載の二次電池。
  3. 前記Ｍは、リチウム（Ｌｉ）であり、
    前記１価のフッ素化炭化水素基は、パーフルオロアルキル基であり、
    前記Ｘは、−Ｏ−Ｙ−（Ｙは、２価の炭化水素基である。）で表される基である、
    請求項１または請求項２に記載の二次電池。
  4. 前記非水電解液は、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル、ジアルキルスルホキシド、式（１０）〜式（１５）のそれぞれで表される化合物、モノフルオロリン酸リチウム（Ｌｉ2 ＰＯ3 Ｆ）およびジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ2 Ｆ2 ）のうちの少なくとも１種を含む、
    請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の二次電池。
    Figure 0006561982
     （Ｒ２３およびＲ２４のそれぞれは、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ２５は、２価の炭化水素基および２価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ２６〜Ｒ３５のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価の窒素含有炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が１価となるように結合された基のうちのいずれかである。Ｒ３６〜Ｒ３９のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４０およびＲ４１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４２およびＲ４３のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ４４〜Ｒ４６のそれぞれは、１価の炭化水素基および１価のハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。）
  5. 前記２価のハロゲン化炭化水素基は、前記２価の炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基により置換された基であり、
    前記ハロゲン基は、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であり、
    前記１価の酸素含有炭化水素基は、アルコキシ基であり、
    前記１価の窒素含有炭化水素基は、アルキルアミノ基であり、
    前記１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基は、前記１価の酸素含有炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基により置換された基であり、
    前記１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基は、前記１価の窒素含有炭化水素基のうちの少なくとも１つの水素基がハロゲン基により置換された基である、
    請求項４記載の二次電池。
  6. 前記非水電解液は、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）および四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）のうちの少なくとも一方を含む、
    請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。
  7. 前記正極は、電極反応物質を吸蔵放出可能である正極活物質を含み、
    前記負極は、前記電極反応物質を吸蔵放出可能である負極活物質を含み、
    前記正極活物質と前記負極活物質との間に絶縁性材料を備え、
    前記絶縁性材料は、絶縁性セラミックスおよび絶縁性高分子化合物のうちの少なくとも一方を含む、
    請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の二次電池。
  8. 前記絶縁性セラミックスは、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）および酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）のうちの少なくとも１種を含み、
    前記絶縁性高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちの少なくとも一方を含む、
    請求項７記載の二次電池。
  9. （１）前記正極活物質の表面に、前記絶縁性材料を含む第１絶縁層が設けられており、
    または、
    （２）前記負極の表面に、前記絶縁性材料を含む第２絶縁層が設けられており、
    または、
    （３）前記正極と前記負極との間に配置されたセパレータを備え、
    前記セパレータの表面に、前記絶縁性材料を含む第３絶縁層が設けられており、
    または、
    （４）前記非水電解液とその非水電解液を保持する保持用高分子化合物とを含む電解質層を備え、
    前記電解質層は、前記絶縁性材料を含む、
    請求項７または請求項８に記載の二次電池。
  10. リチウム二次電池である、
    請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の二次電池。
  11. 式（１）で表される化合物と、
    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と、
    式（４）、式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
    を含み、
    前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
    二次電池用電解液。
    Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
    （Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
    Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
    （Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
    Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
    （Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
    Figure 0006561982
     （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
    Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
    （Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
  12. 二次電池と、
    その二次電池の動作を制御する制御部と、
    その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、
    非水電解液と
    を備え、
    前記非水電解液は、
    式（１）で表される化合物と、
    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と、
    式（４）、式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
    を含み、
    前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
    電池パック。
    Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
    （Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
    Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
    （Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
    Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
    （Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
    Figure 0006561982
     （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
    Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
    （Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
  13. 二次電池と、
    その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、
    その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、
    非水電解液と
    を備え、
    前記非水電解液は、
    式（１）で表される化合物と、
    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と、
    式（４）、式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
    を含み、
    前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
    電動車両。
    Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
    （Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
    Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
    （Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
    Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
    （Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
    Figure 0006561982
     （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
    Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
    （Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
  14. 二次電池と、
    その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、
    非水電解液と
    を備え、
    前記非水電解液は、
    式（１）で表される化合物と、
    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と、
    式（４）式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
    を含み、
    前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
    電力貯蔵システム。
    Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
    （Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
    Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
    （Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
    Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
    （Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
    Figure 0006561982
     （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
    Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
    （Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
  15. 二次電池と、
    その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、
    非水電解液と
    を備え、
    前記非水電解液は、
    式（１）で表される化合物と、
    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と、
    式（４）、式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
    を含み、
    前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
    電動工具。
    Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
    （Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
    Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
    （Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
    Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
    （Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
    Figure 0006561982
     （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
    Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
    （Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
  16. 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、
    非水電解液と
    を備え、
    前記非水電解液は、
    式（１）で表される化合物と、
    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と、
    式（４）式（５）、式（６）および式（９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種と
    を含み、
    前記非水電解液中における前記式（１）に示した化合物の含有量は、２．５ｍｏｌ／ｄｍ3 〜６ｍｏｌ／ｄｍ3 である、
    電子機器。
    Ｍ+ ［（Ｚ１Ｙ１）（Ｚ２Ｙ２）Ｎ］- ・・・（１）
    （Ｍは、金属元素である。Ｚ１およびＺ２のそれぞれは、フッ素基（−Ｆ）、１価の炭化水素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｚ１およびＺ２のうちの少なくとも一方は、フッ素基および１価のフッ素化炭化水素基のうちのいずれかである。Ｙ１およびＹ２のそれぞれは、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）2 −）およびカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）のうちのいずれかである。）
    Ｒ１−ＣＮ ・・・（２）
    （Ｒ１は、１価の炭化水素基である。）
    Ｒ２−Ｘ−ＣＮ ・・・（３）
    （Ｒ２は、１価の炭化水素基である。Ｘは、１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）と１または２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合された基である。）
    Figure 0006561982
     （Ｒ３およびＲ４のそれぞれは、水素基（−Ｈ）および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。Ｒ５〜Ｒ８のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちのいずれかであり、Ｒ５〜Ｒ８のうちの少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。Ｒ９は、＞ＣＲ１０Ｒ１１で表される基であり、Ｒ１０およびＲ１１のそれぞれは、水素基および１価の炭化水素基のうちのいずれかである。）
    Ｒ２２−（ＣＮ）n ・・・（９）
    （Ｒ２２は、ｎ価の炭化水素基である。ｎは、２以上の整数である。）
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Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6712117B2 (ja) * 2014-09-11 2020-06-17 株式会社日本触媒 非水電解液及びこれを備えたリチウムイオン二次電池
US10290900B2 (en) 2014-03-25 2019-05-14 Nippon Shokubai Co., Ltd. Non-aqueous electrolytic solution and lithium ion secondary battery comprising same
JP6557954B2 (ja) * 2014-09-10 2019-08-14 株式会社リコー 非水電解質蓄電素子
JP6549420B2 (ja) * 2015-06-04 2019-07-24 東ソー・ファインケム株式会社 非水電解液およびそれを用いた非水系二次電池
JP2017108022A (ja) * 2015-12-10 2017-06-15 株式会社キャタラー 導電性補助剤、電極及び蓄電素子
CN105845983B (zh) * 2016-04-15 2020-02-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 一种电解液及含有该电解液的锂离子电池
US11201354B2 (en) 2016-04-15 2021-12-14 Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki Electrolytic solution and lithium ion secondary battery
EP3598558A4 (en) 2017-03-17 2021-09-01 Asahi Kasei Kabushiki Kaisha WATER-FREE ELECTROLYTE, WATER-FREE SECONDARY BATTERY, CELL PACK AND HYBRID SYSTEM
TWI666806B (zh) * 2017-03-17 2019-07-21 日商旭化成股份有限公司 非水系二次電池、單元組及併合系統
JP6769371B2 (ja) * 2017-03-27 2020-10-14 三菱ケミカル株式会社 非水系電解液及びそれを用いたエネルギーデバイス
JP6863413B2 (ja) * 2019-07-12 2021-04-21 株式会社リコー 非水電解液蓄電素子
CN114342147A (zh) * 2019-09-13 2022-04-12 旭化成株式会社 非水系电解液和非水系二次电池
JP7359868B2 (ja) * 2020-05-28 2023-10-11 旭化成株式会社 非水系二次電池及び非水系電解液
WO2023123030A1 (zh) * 2021-12-29 2023-07-06 宁德新能源科技有限公司 电化学装置和电子装置

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5916475A (en) 1994-03-21 1999-06-29 Centre National De La Recherche Scientifique Ionic conducting material having good anticorrosive properties
JP3702318B2 (ja) 1996-02-09 2005-10-05 日本電池株式会社 非水電解質電池用電極及びその電極を用いた非水電解質電池
TW432733B (en) 1997-10-02 2001-05-01 Basf Ag Esters as solvents in electrolyte systems for Li-ion storage cells
JP2001176497A (ja) 1999-12-15 2001-06-29 Sanyo Electric Co Ltd 非水電解質二次電池
JP4847675B2 (ja) 2002-10-23 2011-12-28 パナソニック株式会社 非水電解質二次電池およびそれに用いる電解質
JP5115109B2 (ja) 2007-09-12 2013-01-09 株式会社Ｇｓユアサ 非水電解質電池
JP5287352B2 (ja) 2008-02-29 2013-09-11 株式会社エクォス・リサーチ リチウムイオン電池用電解液
JP5239473B2 (ja) 2008-04-14 2013-07-17 ソニー株式会社 二次電池用電解液、二次電池および電子機器
EP2280444A4 (en) * 2008-05-19 2013-05-01 Nec Corp SECONDARY BATTERY
JP2010097934A (ja) 2008-09-17 2010-04-30 Equos Research Co Ltd リチウムイオン電池用正極及びリチウムイオン電池
JP5339869B2 (ja) 2008-11-28 2013-11-13 三洋電機株式会社 二次電池用非水電解液及び非水電解液二次電池
CN101882696B (zh) * 2009-05-05 2014-11-26 中国科学院物理研究所 一种含氟磺酰亚胺基锂盐的非水电解质材料及其应用
JP5515476B2 (ja) 2009-07-16 2014-06-11 ソニー株式会社 二次電池、負極、正極および電解質
JP2011150958A (ja) * 2010-01-25 2011-08-04 Sony Corp 非水電解質および非水電解質電池
JP5510084B2 (ja) 2010-06-03 2014-06-04 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用負極、リチウムイオン二次電池、電動工具、電気自動車および電力貯蔵システム
JP6065367B2 (ja) * 2011-06-07 2017-01-25 ソニー株式会社 非水電解質電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP5935318B2 (ja) * 2011-12-26 2016-06-15 ソニー株式会社 リチウムイオン二次電池用電解液、リチウムイオン二次電池、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
JP6230149B2 (ja) 2012-10-22 2017-11-15 国立大学法人 東京大学 二次電池、正極活物質、正極材料、及び、その製造方法
KR20150137541A (ko) 2014-05-30 2015-12-09 에스케이이노베이션 주식회사 리튬 이차전지

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