用于二次电池的活性物质、用于二次电池的电极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、以及电子装置

摘要

这种二次电池设置有正极、负极、以及电解液；并且正极包含能够嵌入和脱嵌电极反应物质的活性物质。通过使用飞行时间二次离子质谱法对活性物质的负离子分析获得的分配给SO2-的峰值强度(IS)与分配给LiF2-的峰值强度(IF)的比，即，IS/IF为0.04以上。因为根据本发明的二次电池具有通过使用飞行时间二次离子质谱法对活性物质的负离子分析而获得的0.04以上的强度比IS/IF，二次电池能够实现优异的电池特性。

说明书

技术领域

本技术涉及能够嵌入和脱嵌电极反应物的二次电池用活性物质，涉及 使用二次电池用活性物质的二次电池用电极与二次电池，并且涉及电池 组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、以及使用二次电池的电子装置。

背景技术

已经广泛使用诸如移动电话和个人数字助理(PDA)的电子装置，并 且已经要求进一步减少电子装置的尺寸和重量并且要求实现它们的长寿 命。因此，已经开发了作为用于电子装置的电源的电池，具体地，能够提 供高能量密度的小型且轻质的二次电池。

当今，已经考虑不仅将这样的二次电池应用于上述电子装置，而且还 应用于各种应用。这种其他应用的实例可包括可附接并且可拆卸地安装在 电子装置等上的电池组，诸如电动汽车的电动车辆、诸如家用电力服务器 的电力存储系统、及诸如电钻的电动工具，并且考虑除上述应用之外的各 种应用。

已经提出利用各种充电-放电原理获得电池容量的二次电池。具体地， 因为这样的二次电池提供比铅电池、镍-镉电池等更高的能量密度，所以 利用电极反应物的嵌入和脱嵌的二次电池或者利用电极反应物的析出与 溶解的二次电池已经引起关注。

二次电池包括正极、负极、以及电解液。正极包含能够嵌入和脱嵌电 极反应物的活性物质(正极活性物质)。通常，广泛使用包含锂(Li)和 一种或者多种过渡金属元素作为成分的氧化物(锂复合氧化物)作为正极 活性物质。

已经对根据各种目的的包含正极活性物质的正极的构造进行了各种 各样的研究。具体地，为了改善充电-放电循环特性，使诸如氧化镁(MgO) 的金属氧化物的涂层形成在包含锂过渡金属复合氧化物(Li_xNi_1-yCo_yO_z) 的正极的表面上(例如，参见专利文献1)。为了改善正极活性物质的结构 稳定性和热稳定性，使用诸如镁(Mg)的氧化物的金属氧化物涂覆正极 活性物质(LiA_1-x-yB_xC_yO₂：A代表Co等，B代表Ni等，并且C代表Mg 等)的表面(例如，参见专利文献2)。为了改善容量、充电-放电循环持 续时间、安全性等，将锂-镍-锰-M复合氧化物(Li_xNi_yMn_1-y-zM_zO₂：M是 Fe等)与锂-钴复合氧化物(Li_xCoO₂)混合(例如，参见专利文献3)。

除此之外，已经对二次电池的构造进行了各种研究。具体地，为了在 暴露于高温的过程中或者在存储过程中获得高安全性，使用双(氟磺酰基) 酰亚胺锂(LiFSI)作为电解液的溶剂(例如，参见专利文献4和5)。为 了易于制造包括聚醚/锂盐电解质的电化学系统，使用非溶剂化聚合物和诸 如磺酰胺的极性非质子化合物作为粘合剂(例如，参见专利文献6)。

而且，已经采取了各种措施来改善二次电池的特性。具体地，为了改 善充电-放电循环特性等，在充电状态下存储完整的二次电池(例如，参 见专利文献7和8)。为了制造具有成本效益和环境友好的电极，在用于电 极形成的水溶液/悬浮液中包含双(三氟甲烷磺酰基)酰亚胺锂(LiTFSI) (例如，参见专利文献9)。为了提高在高温和高湿度环境中的可靠性，使 正极活性物质(氧化锰)与导电剂的混合物在包含咪唑和LiFSI的有机溶 剂中经受热处理(例如，参见专利文献10)。为了提高电解液在高电势等 下的分解，将电极浸泡在其中锂盐(LiTFSI)溶解在包含腈化合物的有机 溶剂中的预处理电解液中，然后，向处于浸泡状态的电极施加正电压(例 如，参见专利文献1)。为了改善循环特性等，电解液包含LiTFSI(例如， 参见专利文献12和13)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第3172388号

专利文献2：日本专利第3691279号

专利文献3：日本未审查专利申请公开第2002-100357号

专利文献4：日本未审查专利申请公开第2004-165151号

专利文献5：日本未审查专利申请公开第2010-129449号

专利文献6：日本未审查专利申请公开第2007-522616号

专利文献7：日本未审查专利申请公开第H10-289733号

专利文献8：日本未审查专利申请公开第2002-352864号

专利文献9：日本未审查专利申请公开第2011-513924号

专利文献10：日本未审查专利申请公开第2010-225498号

专利文献11：日本未审查专利申请公开第2010-245017号

专利文献12：日本未审查专利申请公开第2011-150958号

专利文献13：日本未审查专利申请公开第2006-294375号

发明内容

因为已经逐渐实现了应用二次电池的电子装置等的高性能和多功能， 并且在使用电子装置等时的频率也已经逐渐增加，所以希望进一步改善二 次电池的电池特性。

因此，希望提供能够获得优异的电池特性的二次电池用活性物质、二 次电池用电极、二次电池、电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、 以及电子装置。

根据本技术的实施方式的二次电池用活性物质能够嵌入和脱嵌电极 反应物，并且由SO₂^-引起的峰值强度IS与由LiF₂^-引起的峰值强度IF的 比IS/IF为0.04以上，峰值强度IS和峰值强度IF通过使用飞行时间二次 离子质谱法(飞行时间次级离子质谱法，time-of-flight secondary ion mass  spectrometry)对活性物质的负离子分析获得。

根据本技术的实施方式的二次电池用电极包括能够嵌入和脱嵌电极 反应物的活性物质，并且活性物质与根据本技术的上述实施方式的二次电 池用活性物质具有相似的构造。根据本技术的实施方式的二次电池包括： 正极、负极、以及电解液，并且正极与根据本技术的上述实施方式的二次 电池用电极具有相似的构造。根据本技术的实施方式的电池组、电动车辆、 电力存储系统、电动工具、以及电子装置中各自包括二次电池，并且二次 电池与根据本技术的上述实施方式的二次电池具有相似的构造。

根据本技术的实施方式的二次电池用活性物质、二次电池用电极、或 者二次电池，通过使用飞行时间二次离子质谱法对活性物质的负离子分析 获得的强度比IS/IF为0.04以上；因此，可获得优异的电池特性。而且在 根据本技术的实施方式的电池组、电动车辆、电力存储系统、电动工具、 或者电子装置中，可以获得相似的效果。

附图说明

[图1]是示出了根据本技术的实施方式的二次电池用活性物质的构造 的截面图。

[图2]是示出了使用根据本技术实施方式的二次电池用活性物质的二 次电池用电极和二次电池(圆柱型)的构造的截面图。

[图3]是示出了图2中所示的螺旋卷绕电极体的放大部分的截面图。

[图4]是示出了使用根据本技术实施方式的二次电池用活性物质的另 外的二次电池用电极和另外的二次电池(层压膜型)的构造的透视图。

[图5]是沿着图4中所示的螺旋卷绕电极体的线V-V截取的截面图。

[图6]是示出了二次电池的应用例(电池组)的构造的框图。

[图7]是示出了二次电池的应用例(电动车辆)的构造的框图。

[图8]是示出了二次电池的应用例(电力存储系统)的构造的框图。

[图9]是示出了二次电池的应用例(电动工具)的构造的框图。

具体实施方式

下面将参考附图详细描述本技术的一些实施方式。应注意，将按照下 列顺序进行描述。

1.二次电池用活性物质

2.二次电池用活性物质的应用例

2-1.二次电池用电极和二次电池(圆柱型锂离子二次电池)

2-2.二次电池用电极和二次电池(层压膜型锂离子二次电池)

2-3.二次电池用电极和二次电池(锂金属二次电池)

3.二次电池的应用

3-1.电池组

3-2.电动车辆

3-3.电力存储系统

3-4.电动工具

(1.二次电池用活性物质)

使用根据本技术实施方式的二次电池用活性物质(以下也被简称为 “活性物质”)用于二次电池的电极。例如，二次电池可以是锂二次电池等。 例如，可以使用此处所描述的活性物质作为正极活性物质或者作为负极活 性物质。

[活性物质的物理性能]

活性物质能够嵌入和脱嵌电极反应物。这种电极反应物是在电极反应 时在电极之间可移动的材料，并且例如，电极反应物可以是锂二次电池中 的锂等。

具体地，当使用飞行时间二次离子质谱法对活性物质进行负离子分析 时，由特定的两种负离子引起的并且通过负离子分析获得的峰值强度比满 足特定条件。飞行时间二次离子质谱法是所谓的TOF-SIMS。

更具体地，将注意力集中于由包含硫(S)作为组成元素的负离子 (SO₂^-)引起的峰值和由包含氟(F)作为组成元素的负离子(LiF₂^-)引 起的峰值。在这种情况下，这两个峰值的强度比IS/IF为0.04以上，其中， 由SO₂^-引起的峰值强度表示为IS，并且由LiF₂^-引起的峰值强度表示为IF。

由SO₂^-引起的峰值主要是由活性物质的表面上及其附近存在的磺酰 基(>SO₂)引起的峰值，并且峰值强度IS越大，二次电池中使用的电解 液连同活性物质的分解反应被抑制越多。此原因之一在于，在活性物质中， 使用包括磺酰基的表面部涂覆嵌入和脱嵌电极反应物的主要部分(中心 部)；因此，即使在电极反应时激活中心部，也可化学保护主要部分。因 此，改善了活性物质的化学稳定性；因此，即使重复电极反应，电解液也 较不可能被分解。

在TOF-SIMS中，测量测试样品(此处，活性物质)的表面附近的成 分(离子种类及其比率)。因此，通过对活性物质的负离子分析检测由SO₂^-引起的峰值指活性物质的表面附近存在从其中引起SO₂^-的磺酰基。

另一方面，由LiF₂^-引起的峰值主要是从二次电池中使用的另外的材 料(例如，电解质盐及其分解产物)等以及活性物质引起的峰值，并且峰 值强度IF越小，活性物质的电阻减少越多。此原因之一在于，因为活性 物质表面及其附近中的氟的丰度降低，所以较不可能产生诸如致使电阻增 加的氟化锂(LiF)的惰性材料。惰性材料可削弱电极反应物的嵌入和脱 嵌，当氟的丰度降低时，则较不可能削弱电极反应物的嵌入和脱嵌。

强度比IS/IF为0.04以上的原因之一在于，因为上述两个峰值的强度 IS与IF之间的平衡变得适当，所以实现了抑制电解液的分解反应和抑制 活性物质的电阻增加。具体地，当强度比IS/IF太小时(IS/IF<0.04)，涂 覆有具有磺酰基的表面部的中心部的量不足，或者，致使产生惰性材料的 氟的丰度过多。因此，即使活性物质的表面及其附近存在磺酰基，也不能 实现抑制电解液的分解的功能，或者，活性物质的电阻大幅度地增加。另 一方面，当强度比IS/IF在适当范围(IS/IF≥0.04)时，确保了涂覆有具有 磺酰基的表面部的中心部的量，并且氟的丰度下降。因此，较不可能发生 电解液的分解反应，并且较不可能使活性物质的电阻增加。

通过使用TOF-SIMS装置对负离子分析的分析结果确定这种强度比 IS/IF。具体地，首先，对活性物质进行负离子分析，以获得包括由负离子 引起的多个峰值的TOF-SIMS光谱(水平轴＝质量，并且竖直轴＝强度)。 随后，从多个峰值中指定由SO₂^-引起的峰值和由LiF₂^-引起的峰值，并且 确定相应峰值的强度IS和IF。最后，通过计算确定强度比IS/IF＝由SO₂^-引起的峰值强度IS/由LiF₂^-引起的峰值强度IF。

此处用于测量强度IS和IF的TOF-SIMS装置可以是通过ION-TOF  GmbH制造的TOF-SIMS V。而且，作为测量条件，主要离子种类是Bi³⁺， 离子枪加速电压是25kV，离子电流是0.3pA，脉冲宽度是15.2ns，脉冲频 率是10kHz(高质量分辨率测量)或者20kHz(高空间分辨率测量)，并 且扫描范围是200μm²(高质量分辨率测量)或者60μm²(高空间分辨率 测量)。

[活性物质的构造]

只要这种活性物质能够嵌入和脱嵌电极反应物并且具有满足上述条 件的强度比IS/IF，则活性物质可具有任意构造。

图1示出了活性物质100的截面构造。例如，这种活性物质100可包 括能够嵌入和脱嵌电极反应物的中心部101和设置在中心部101上的涂覆 部102。

[中心部]

中心部101是存在于活性物质100内部的主要部分(内部)并且包括 能够嵌入和脱嵌电极反应物的一种或者多种电极材料。

只要电极材料能够嵌入和脱嵌电极活性物质，则电极材料的种类不受 特别限制。因为由此获得高能量密度，所以，电极材料可优选为包含锂(Li) 作为组成元素的化合物(含锂化合物)。除了锂复合氧化物、锂磷酸盐化 合物、以及锂硫化物之外，含锂化合物的实例可包括含锂的夹层化合物 (intercalation compound)。锂复合氧化物是包含锂和一种或者多种过渡金 属元素作为组成元素的氧化物，并且锂磷酸盐化合物是包含锂和一种或者 多种过渡金属元素作为组成元素的磷酸盐化合物。

具体地，因为由此可稳定地获得更高的能量密度，所以含锂化合物可 优选为锂复合氧化物和锂磷酸盐化合物。

锂复合氧化物可以是具有由下列式(11)至(13)中的一个表示的具 有平均组成的化合物，并且可具有所谓的层状岩盐晶体结构(layered  rock-salt crystal structure)。

Li_a1Ni_(1-b1-c1)Mn_b1M1_c1O_(2-d1)X_e1...(11)

其中，M1是选自由长周期型元素周期表中的第2族至第15族元素(Ni 和Mn除外)构成的组中的一种或者多种，X是选自由长周期型元素周期 表中的第16族和第17族元素(O除外)构成的组中的一种或者多种，a1、 b1、c1、d1、以及e1满足0≤a1≤1.5、0≤b1≤1、0≤c1≤1、-0.1≤d1≤0.2、以 及0≤e1≤0.2，并且Li的组成(摩尔比)根据充电和放电状态而变化，并 且a1值是完全放电状态下的值。

Li_a2Co_(1-b2)M2_b2O_(2-c2)...(12)

其中，M2是选自由V、Cu、Zr、Zn、Mg、Al、Ga、Y、以及Fe构 成的组中的一种或者多种，a2、b2、以及c2满足0.9≤a2≤1.1、0≤b2≤0.3、 以及-0.1≤c2≤0.1，并且应注意，Li的组成(摩尔比)根据充电和放电状态 而变化，并且a2值是完全放电状态下的值。

Li_a3Ni_b3Co_c3Mn_d3M3_(1-b3-c3-d3)O_(2-e3)...(13)

其中，M3是选自由V、Cu、Zr、Zn、Mg、Al、Ga,Y、以及Fe构成 的组中的一种或者多种，a3、b3、c3、d3、以及e3满足0.9≤a3≤1.1、0<b3<1、 0<c3<1、0<d3<0.5、-0.1≤e3≤0.1、以及0≤1-b3-c3-d3，并且应注意，Li 的组成(摩尔比)根据充电和放电状态而变化，并且a3值是完全放电状 态下的值。

具有层状岩盐晶体结构的锂复合氧化物的具体实例可包括锂钴氧化 物(LiCoO₂)、锂镍氧化物(LiNiO₂)、以及镍钴锰锂复合氧化物(LiCoNiO₂) 并且可包括除它们之外的化合物。具体地，因为由此获得高放电电压，所 以锂复合氧化物可优选包括钴(Co)作为过渡金属元素。

而且，例如，锂复合氧化物可以是由下列式(14)表示的具有平均组 成的化合物并且可具有所谓的尖晶石晶体结构。

Li_a4Mn_(2-b4)M4_b4O_c4F_d4...(14)

其中，M4是选自由Co、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、 Mo、Sn、Ca、Sr、以及W构成的组中的一种或者多种，a4、b4、c4、以 及d4满足0.9≤a4≤1.1、0≤b4≤0.6、3.7≤c4≤4.1、以及0≤d4≤0.1，并且应注 意，Li的组成(摩尔比)根据充电和放电状态而变化，并且a4值是完全 放电状态下的值。

具有尖晶石晶体结构的锂复合氧化物的具体实例可包括锂锰氧化物 (LiMn₂O₄)并且可包括除锂锰氧化物之外的化合物。

锂磷酸盐化合物可以是由下列式(15)和(16)中的一个表示的具有 平均组成的化合物并且可具有橄榄石晶体结构。

Li_a5M5_b5PO₄...(15)

其中，M5是选自由长周期型元素周期表中的第2族至第15族元素构 成的组中的一种或者多种，并且a5和b5满足0≤a5≤2并且0.5≤b5≤2。

Li_a6M6PO₄...(16)

其中，M6是选自由Co、Mn、Fe、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Nb、 Cu、Zn、Mo、Ca、Sr、W、以及Zr构成的组中的一种或者多种，a6满足 0.9≤a6≤1.1，并且应注意，Li的组成(摩尔比)根据充电和放电状态而变 化，并且a6值是完全放电状态下的值。

具有橄榄石晶体结构的锂磷酸盐化合物的具体实例可包括磷酸锂铁 (LiFePO₄)并且可包括除磷酸锂铁之外的化合物。

在锂复合氧化物和锂磷酸盐化合物中，因为由此获得高能量密度，所 以可优选为具有层状岩盐晶体结构的锂复合氧化物。

在上述含锂化合物中，组成元素的部分可被选自由长周期型元素周期 表中的第2族至第15族元素构成的组中的一种或者多种取代，或者，可 使上述含锂化合物经受氟化处理。

除此之外，电极材料的实例可包括氧化物、二硫化物、硫族化物、以 及导电聚合物中的一种或者多种。氧化物的实例可包括氧化钛、氧化钒、 以及二氧化锰。二硫化物的实例可包括二硫化钛和硫化钼。硫族元素的实 例可包括硒化铌。导电聚合物的实例可包括硫磺、聚苯胺、以及聚噻吩。

应注意，因为由此改进了活性物质100的电化学稳定性，所以中心部 101(例如，上述含锂化合物)在其表面上可包括不同于构成含锂化合物 的过渡金属元素的一种或者多种元素(以下称之为“涂覆元素”)。

涂覆元素的种类不受特别限制，但是，可优选为不同于含锂化合物中 包含的过渡金属元素(所谓的主要过渡金属元素)的元素。主要过渡金属 元素是含锂化合物中包含的过渡金属元素中以最大含量比(摩尔比)包含 的一种过渡金属元素。例如，在含锂化合物是LiCo_0.98Al_0.01Mg_0.01O₂的情况 下，主要过渡金属元素是Co。因此，涂覆元素可以是除Co之外的一种或 者多种元素。涂覆元素的具体实例可包括镍(Ni)、锰(Mn)、以及磷(P)。

[涂覆部]

涂覆部(覆盖部)102设置在中心部101的表面的至少一部分上。因 此，涂覆部102可设置在中心部101的整个表面上或者仅设置在中心部101 的表面的一部分上。在后者情况下，涂覆部102可分散在中心部101的表 面的多个位置中。

例如，涂覆部102可包括具有磺酰基(>SO₂)的一种或者多种化合物 (以下称之为“磺酰基化合物”)。此原因之一在于，当中心部101的表面 上存在磺酰基时，如上所述化学地保护中心部101，从而改进活性物质100 的化学稳定性。这种磺酰基化合物可具有仅一个磺酰基、或者两个或更多 个磺酰基。

如上所述，只要这种磺酰基化合物具有一个或者多个磺酰基，则可采 用任何磺酰基化合物。具体地，磺酰基化合物可包括选自由下列式(1) 至(4)表示的化合物构成的组中的一种或者多种。

[化学式1]

其中，R1至R4中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、卤 代烃基、卤代含氧烃基、以及通过键合它们的两种以上获得的基团中的一 种，并且可使R1至R4中的两个以上彼此键合。

[化学式2]

其中，R5和R6中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、卤 代烃基、卤代含氧烃基、以及通过键合它们中的两种以上而获得的基团中 的一种，可以使R5和R6彼此键合，并且M是金属元素。

[化学式3]

其中，R7至R12中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、 卤代烃基、卤代含氧烃基、以及通过键合它们中的两种以上而获得的基团 中的一种，并且可以使R7至R12中的任何两个以上彼此键合。

[化学式4]

其中，R13至R16中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、 卤代烃基、卤代含氧烃基、以及通过键合它们中的两种以上而获得的基团 中的一种，并且可以使R13至R16中的任何两个以上彼此键合。

由式(1)表示的化合物是具有一个磺酰基的链化合物。由式(2)表 示的化合物是具有两个磺酰基的链化合物。由式(3)表示的化合物是具 有一个磺酰基并且在环上不具有不饱和键(碳碳双键)的环状化合物。由 式(4)表示的化合物是具有一个磺酰基并且在环上具有不饱和键(碳碳 双键)的环状化合物。

具体地，由式(1)和(2)表示的化合物各自具有氮键(>N-)以及 磺酰基。磺酰基中硫原子(S)和氮键(氮原子(N))可彼此键合(结合) 或者可不彼此键合。具体地，因为由此获得更高的效果，所以可优选为使 硫原子与氮键彼此键合。

式(1)至(4)中表示的R1至R16以及M的细节如下。

只要式(1)中R1至R4中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素 基团、卤代烃基、卤代含氧烃基、以及通过键合它们中的两种以上获得的 基团中的一种，则R1至R4不受特别限制。此原因之一在于，只要磺酰 基化合物具有由式(1)表示的化学结构，则可获得上述优点，而与R1至 R4的种类无关。

应注意，R1至R4可以是相同种类的基团或者不同种类的基团，并且 R1至R4中的任何两个以上可以是相同种类的基团。而且，R1至R4中的 任何两个以上可彼此结合，并且利用键合基团可形成环。

烃基是由碳(C)和氢(H)构成的单价基团的总称，并且可具有直 链结构或者带一个或者多个侧链的支化结构。烃基可以是具有碳碳多重键 (碳碳双键或者碳碳三键)的不饱和烃基或者不具有碳碳多重键的饱和烃 基。

因为由此可获得上述优点，而与碳原子的数目无关，所以烃基的具体 实例可包括烷基、烯基、炔基、芳基、以及环烷基，并且碳原子的数目不 受特别限制。

具体地，烷基中的碳原子的数目可优选为1至12，烯基和炔基中的碳 原子的数目可优选为2至12，芳基中的碳原子的数目可优选为6至18， 并且环烷基中的碳原子的数目可优选为3至18。而且，因为由此确保优异 的溶解性、优异的相容性等，所以烷基、烯基、以及炔基中的碳原子的数 目可更优选为6以下，并且可进一步优选为4以下。

烷基的实例可包括甲基(-CH₃)、乙基(-C₂H₅)、以及丙基(-C₃H₇)。 烯基的实例可包括乙烯基(-CH＝CH₂)和烯丙基(-CH₂-CH＝CH₂)。炔基 的实例可包括乙炔基(-C≡CH)。芳基的实例可包括苯基和萘基。环烷基 的实例可包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、以及环辛基。

卤素基团的实例可包括氟基团、氯基团、溴基团、以及碘基团，具体 地，因为由此可获得更高的效果，所以可优选为氟基团。

卤代烃基是其中上述烃基中包含的氢基团的至少一部分被卤素基团 取代(卤代)的基团。卤素基团的种类如上所述。卤代烃基的实例可包括 三氟甲基(-CF₃)和五氟乙基(-C₂F₅)。

含氧烃基是由碳、氢、以及氧(O)构成的单价基团的总称。如同上 述烃基一样，含氧烃基可具有直链结构或者支化结构并且可具有或者可不 具有碳碳多重键。

因为由此可获得上述优点，而与碳原子的数目无关，所以含氧烃基的 具体实例可包括烷氧基，并且含氧烃基中的碳原子的数目不受特别限制。 具体地，因为由此确保优异的溶解性和优异的相容性等，所以烷氧基中的 碳原子的数目可优选为1至18，更优选为6以下，并且进一步优选为4 以下。烷氧基的实例可包括甲氧基(-OCH₃)、乙氧基(-OC₂H₅)、以及丙 氧基(-OC₃H₇)。

卤代含氧烃基是其中上述含氧烃基中包含的氢基团的至少一部分被 卤素基团取代的基团。卤素基团的种类如上所述。卤代含氧烃基的实例可 包括三氟甲氧基(-OCF₃)和五氟乙氧基(-OC₂F₅)。

通过使其两种以上键合而获得的基团是其中将上述氢基团、上述烃 基、上述含氧烃基、上述卤素基团、上述卤代烃基、以及上述卤代含氧烃 基中的任何两种以上如此键合以整体形成单价基团的基团。

通过使其两种以上键合而获得的基团的种类不受特别限制。该基团的 实例可包括其中芳基与烷基键合的基团(苯甲基)、其中环烷基与烷基键 合的基团、其中烷氧基与烷基键合的基团、以及其中两个烷基之间键合有 一个醚基的基团。

除此之外，R1至R4中的每个可以是除上述基团之外的基团。更具体 地，R1至R4中的每个可以是上述基团中的一种的衍生物。衍生物是其中 将一个或者多个取代基引入上述基团中的一种的基团，并且可任意选择取 代基的种类。

应注意，式(1)中的R1至R4的描述也适用于式(2)中的R5和 R6、式(3)中的R7至R12、以及式(4)中的R13至R16。

只要M是金属元素，则式(2)中的M的种类不受特别限制。具体地， 因为由此获得更高的效果，所以M可优选为碱金属元素。碱金属元素的 实例可包括锂(Li)、钠(Na)、以及钾(K)，并且具体地，可优选锂。

由式(1)表示的化合物的具体实例可包括选自由下列式(1-1)至(1-13) 表示的化合物构成的组中的一种或者多种。由式(2)表示的化合物的具 体实例可包括由下列式(2-1)至(2-11)表示的化合物构成的组中的一种 或者多种。

[化学式5]

[化学式6]

由式(3)表示的化合物的具体实例可包括选自由下列式(3-1)至(3-11) 表示的化合物构成的组中的一种或者多种。由式(4)表示的化合物的具 体实例可包括由下列式(4-1)至(4-11)表示的化合物构成的组中的一种 或者多种。

[化学式7]

[化学式8]

然而，只要磺酰基化合物具有由式(1)至(4)表示的化学结构中的 一种，则磺酰基化合物可以是除上述化合物之外的化合物。而且，只要磺 酰基化合物具有一个或者多个磺酰基，则磺酰基化合物可以是具有除由式 (1)至(4)表示的化学结构之外的结构的化合物。

应注意，涂覆有涂覆部102的中心部101的量不受特别限制；然而， 例如，因为由此完成涂覆部102的涂覆功能，而不削弱中心部101中的电 极反应物的嵌入和脱嵌，所以量可以优选为中心部101的0.1wt％以上至 5wt％以下，并且更优选为中心部101的0.2wt％以上至3wt％以下。更具体 地，当该量小于0.1wt％时，中心部101不能被充分地涂覆有涂覆部102； 因此，难以改进活性物质100的化学稳定性。另一方面，当该量大于5wt％ 时，中心部101难以嵌入和脱嵌电极反应物，并且更为可能使能量密度降 低。

[活性物质的另外的物理性能]

具体地，由两个负离子引起的并且通过使用上述TOF-SIMS对活性物 质的负离子分析获得的峰值强度比可优选满足其他条件。

更具体地，除由负离子(LiF₂^-)引起的上述峰值之外，将注意力集中 于由包含硫和氮作为组成元素的负离子(SNO₂^-)引起的峰值。在这种情 况下，两个峰值的强度比IN/IF可优选为0.03以上，其中，由SNO₂^-引起 的峰值强度表示为IN。确定强度比IN/IF的程序细节以及用于确定强度比 IN/IF的装置与上述强度比IS/IF的情况相似。

由SNO₂^-引起的峰值主要是由活性物质的表面及其附近存在的磺酰 基、氮键等引起的峰值。该峰值的强度IN越大，抑制的电解液的分解反 应越多，并且抑制由电解液等的分解反应引起的气体产生越多。此原因之 一在于，即使产生电解液的分解产物，也较不可能使分解产物气化。因此， 产生的气体的量减少；因此，即使重复电极反应，也可以阻止使用活性物 质的二次电池膨胀。

强度比IN/IF为0.03以上的原因之一在于，因为上述两个峰值的强度 IN与IF之间的平衡适当，所以实现了抑制气体产生和抑制活性物质的电 阻增加。具体地，当强度比IN/IF太小时(IS/IF<0.03)，完成抑制气体产 生的功能的组分(作为SNO₂^-生成来源的官能团)的量不足。因此，当强 度比IS/IF满足上述条件时，允许抑制电解液的分解反应；然而，难以抑 制气体产生。另一方面，当强度比IN/IF在适当范围内(IN/IF≥0.03)时， 确保了完成抑制气体产生的功能的组分的量。因此，当强度比IS/IF满足 上述条件时，除抑制电解液的分解反应之外，则较不可能产生气体，并且 较不可能使活性物质的电阻增加。

在这种情况下，只要活性物质能够嵌入和脱嵌电极反应物，并且强度 比IS/IF和IN/IF满足上述条件，则活性物质可具有任何结构。

现在，再次提及图1中所示的活性物质100的截面构造。在强度比 IN/IF满足上述条件的情况下，涂覆部102可优选为包括具有氮键以及磺 酰基(以下称之为“含氮磺酰基化合物(nitrogen-containing sulfonyl  compound)”)的一种或者多种化合物。此原因之一在于，如上所述，当 中心部101的表面及其附近存在磺酰基和氮键时，改进了活性物质100的 化学稳定性，并且抑制了气体产生。

如上所述，只要含氮磺酰基化合物具有磺酰基和氮键，则含氮磺酰基 化合物可以是任何化合物。具体地，含氮磺酰基化合物可优选具有选自由 式(1)和式(2)表示的化合物构成的组中的一种或者多种。含氮磺酰基 化合物的具体实例可包括选自由式(1-1)至(1-13)和式(2-1)至(2-11) 表示的化合物构成的组中的一种或者多种。

然而，只要含氮磺酰基化合物具有由式(1)和式(2)表示的化学结 构中的一种，则含氮磺酰基化合物可以是除上述化合物之外的化合物。而 且，只要含氮磺酰基化合物具有氮键以及磺酰基，则含氮磺酰基化合物可 以是具有除由式(1)和式(2)表示的化学结构之外的结构的化合物。

[活性物质的其他构造]

活性物质的平均颗粒直径(中值直径)不受特别限制，但是，具体地， 因为由此抑制了能量密度下降，并且使发生短路的可能性减少，所以活性 物质的平均颗粒直径可优选为2μm以上至50μm以下。

具体地，当平均直径小于2μm时，活性物质的表面积太大；因此， 当形成包含活性物质的活性物质层时，需要增加额外量的导电剂、粘合剂 等。因此，使每单位质量的活性物质的量减少；因此，更为可能使能量密 度降低。而且，在需要将活性物质层压缩模制的情况下，活性物质层较为 可能从作为基底(base)的集电体剥落或者在压缩模制时从集电体剥落。 另一方面，当平均颗粒直径大于50μm时，活性物质容易穿透隔膜等；因 为，发生短路的可能性增加。

[制造活性物质的方法]

例如，可以通过下列程序制造活性物质。应注意，下面将描述其中制 造图1中所示的包括中心部101和涂覆部102的负极活性物质100的情况。

首先，制备由能够嵌入和脱嵌电极反应物的电极材料制成的中心部 101。中心部101可包含位于中心部101的表面上的涂覆元素(涂覆要素， coating element)，诸如含锂化合物。

例如，在涂覆元素设置在中心部101的表面上的情况下，可以制备包 含涂覆元素作为组成元素的化合物(涂覆用原材料)，然后，可以将涂覆 用原材料研磨成粉并且与中心部101混合，以使涂覆用原材料中的涂覆元 素粘附于中心部101。研磨成粉和混合方法的实例可包括球磨机、喷磨机、 研磨机、粉碎机等中的一种或者多种。在这种情况下，可将诸如水的液体 添加到中心部101与涂覆用原材料的混合物中。

除此之外，为了将涂覆元素设置在中心部101的表面上，可以使用诸 如机械熔合的机械化学处理、或者诸如溅射方法以及化学气相沉积(CVD) 法的气相沉积法。可替代地，可以使用将中心部101和涂覆用原材料混合 在诸如水或乙醇的溶剂中的方法、中和滴定法、或者诸如使用金属醇盐作 为原材料的溶胶-凝胶方法的湿法。

进行粘附过程的次数不受特别限制，并且可以是一次或者多次。例如， 在进行粘附过程两次或更多次的情况下，在相应的粘附过程中可以使用不 同种类的涂覆元素。

应注意，在将涂覆元素粘附至中心部101的表面之后，可以在氧化气 氛(空气、纯氧等中)进行烧成工艺。例如，烧成温度不受特别限制，但 是，可以从300℃以上至1000℃以下。在这种烧成工艺之后，可以通过 进行光粉碎工艺、调整大小操作等进行颗粒大小调整。

接着，使涂覆部102形成在中心部101的表面上。形成涂覆部102的 方法的实例可包括选自由液相法和气相法构成的组中的一种或者多种。液 相法的实例可包括涂覆法、浸泡法、以及浸涂法，并且气相法的实例可包 括蒸发法、溅射法、以及CVD法。

具体地，因为由此允许在不对中心部101进行加热的情况下容易形成 涂覆部102，所以可优选为使用包含磺酰基化合物的溶液(处理溶液)的 液相法。例如，在形成涂覆部102的情况下，可以使用处理溶液涂覆中心 部101的表面，之后，可干燥处理溶液，或者可将中心部101浸泡在处理 溶液中，之后，可从处理溶液中取出中心部101，并且可以将处理溶液干 燥。在这些情况下，使得通过改变诸如处理溶液的浓度、涂覆量、浸泡时 间的条件而调整形成的涂覆部102的量。

最后，存储涂覆部102形成在其上的中心部101，并且调整强度比IS/IF 以满足上述条件。在这种情况下，使得通过改变存储条件(诸如，存储温 度和存储时间)将强度比IS/IF调整至希望值。允许通过相似方式根据存 储条件调整强度比IN/IF。因此，完成活性物质100。

[活性物质的功能和效果]

根据活性物质，通过使用TOF-SIMS的负离子分析确定的强度比IS/IF 为0.04以上。在这种情况下，如上所述，使由贡献于进行电极反应物的嵌 入和脱嵌的中心部的化学保护的SO2-引起的峰值强度IS与由对电阻具有 影响的LiF₂^-引起的峰值强度IF之间的平衡适当。因此，抑制了电解液的 分解并且较不可能使活性物质的电阻增加；因此，允许改善使用活性物质 的二次电池的电池特性。

具体地，在活性物质100包括中心部101和涂覆部102的情况下，当 涂覆部102包含磺酰基化合物时，允许容易并且稳定地将强度比IS/IF设 置为满足上述条件。在这种情况下，磺酰基化合物具有由式(1)至(4) 表示的化学结构中的一种。更具体地，通过由式(1-1)、式(2-1)、式(3-1)、 以及式(4-1)中的一个表示的化合物可获得更高的效果。

而且，当通过使用TOF-SIMS的负离子分析确定的强度比IN/IF为0.03 以上时，抑制了气体产生；因此，允许进一步改善使用活性物质的二次电 池的电池特性。

具体地，在活性物质100包括中心部101和涂覆部102的情况下，当 涂覆部包含含氮磺酰基化合物时，允许容易并且稳定地将强度比IN/IF设 置为满足上述条件。在这种情况下，含氮磺酰基化合物具有由式(1)和 式(2)表示的化学结构中的一种。更具体地，通过由式(1-1)、式(2-1) 等表示的化合物可获得更高的效果。

(2.二次电池用活性物质的应用例)

接着，下面将描述上述二次电池用活性物质的应用例。二次电池用活 性物质可通过下列方式用于二次电池用电极和二次电池。

(2-1.二次电池用电极和二次电池(圆柱型锂离子二次电池))

图2和图3示出了二次电池的截面构造。图3示出了图2中所示的螺 旋卷绕电极体20的放大部分。在该实例中，例如，将二次电池用电极应 用于正极21。

[二次电池的整体构造]

此处所描述的二次电池是锂二次电池(锂离子二次电池)，其中，通 过作为电极反应物的锂(锂离子)的嵌入和脱嵌获得负极22的容量，并 且该锂二次电池是所谓的圆柱型二次电池。

例如，如图2所示，二次电池可包含一对绝缘板12和13以及位于大 致中空圆柱体形状的电池壳11内部的螺旋卷绕电极体20。例如，在螺旋 卷绕电极体20中，通过隔膜23介于其间的方式使正极21与负极22层压 并且螺旋卷绕。

例如，电池壳11可具有其中电池壳11的一端封闭并且电池壳11的 另一端开放的中空结构。例如，电池壳11可由铁、铝、及其合金等中一 种或者多种制成。电池壳11的表面可镀有镍等。该对绝缘板12和13被 布置成将螺旋卷绕电极体20夹在其间，并且垂直延伸至螺旋卷绕电极体 20的螺旋卷绕外围表面。

在电池壳11的开口端，通过利用垫圈17嵌塞(caulk)将电池盖14、 安全阀机构15、以及正温度系数元件(PTC元件)而连接。因此，将电 池壳11密闭密封。例如，电池盖14可由与电池壳11相似的材料制成。 安全阀机构15和PTC元件16设置在电池盖14内部。安全阀机构15通 过PTC元件16电连接至电池盖14。在安全阀机构15中，在由于内部短 路、外部加热等而使内部压力变成特定水平以上的情况下，圆盘板15A翻 转，以使电池盖14与螺旋卷绕电极体20之间的电连接断开。PTC元件 16防止因大电流产生的异常热生成。随着温度上升，PTC元件16的电阻 相应地增加。例如，垫圈17可由绝缘材料制成。垫圈17的表面可涂覆有 沥青。

例如，可将中心销24插入在螺旋卷绕电极体20的中心处。例如，由 诸如铝的导电材料制成的正极引线25可连接至正极21。例如，由诸如镍 的导电材料制成的负极引线26可连接至负极22。例如，正极引线25可通 过焊接而附接至安全阀机构15并且可电连接至电池盖14。例如，负极引 线26可通过焊接附接至电池壳11并且可电连接至电池壳11。

[正极]

作为二次使用电极的正极21具有位于正极集电体21A的单个表面或 者两个表面上的正极活性物质层21B。例如，正极集电体21A可由诸如铝、 镍、以及不锈钢的一种或者多种导电材料制成。正极活性物质层21B包含 能够使锂嵌入和脱嵌的一种或者多种正极材料作为正极活性物质。正极材 料包含上述二次电池用活性物质。然而，正极活性物质层21B可进一步包 含诸如正极粘合剂和正极导电剂的其他材料。

正极粘合剂可包含合成橡胶、聚合物材料等中的一种或者多种。合成 橡胶的实例可包括苯乙烯-丁二烯类橡胶、氟类橡胶、以及乙烯丙烯二烯。 聚合物材料的实例可包括聚偏氟乙烯和聚酰亚胺。

正极导电剂可包含一种或者多种碳材料等。碳材料的实例可包括石 墨、炭黑、乙炔黑、以及科琴黑。应注意，只要材料具有电导率，则正极 导电剂可以是金属材料、导电聚合物等。

应注意，只要正极活性物质层21B包含作为正极材料的上述二次电池 用活性物质，则正极活性物质层21B可进一步包含其他正极材料。这种其 他正极材料的实例可包括锂复合氧化物、锂磷酸盐化合物等中的一种或者 多种(不包括对应于二次电池用活性物质的化合物)。

锂复合氧化物的实例可包括LiCoO₂、LiNiO₂、以及由下列式(20)表 示的锂镍类复合氧化物。因为由此获得了高电池容量，并且获得了优异的 循环特性，所以锂磷酸盐化合物的实例可包括LiFePO₄和LiFe_1-uMn_uPO₄(u<1)。

LiNi_1-zM_zO₂...(20)

其中，M是Co、Mn、Fe、Al、V、Sn、Mg、Ti、Sr、Ca、Zr、Mo、 Tc、Ru、Ta、W、Re、Yb、Cu、Zn、Ba、B、Cr、Si、Ga、P、Sb、以及 Nb中的一种或者多种，并且z满足0.005<z<0.5。

除此之外，例如，正极材料可以是氧化物、二硫化物、硫族化物、导 电聚合物等中的一种或者多种。氧化物的实例可包括氧化钛、氧化钒、以 及二氧化锰。二硫化物的实例可包括二硫化钛和硫化钼。硫族化物的实例 可包括硒化铌。导电聚合物的实例可包括硫磺、聚苯胺、以及聚噻吩。然 而，正极材料并不局限于上述材料中的任一种，并且可以是其他材料。

[负极]

负极22具有位于负极集电体22A的单个表面或者两个表面上的负极 活性物质层22B。

例如，负极集电体22A可由诸如铜、镍、以及不锈钢的一种或者多种 导电材料制成。可优选为将负极集电体22A的表面粗糙化。因此，由于所 谓的锚固效果，提高了负极活性物质层22B相对于负极集电体22A的粘 附力。在这种情况下，足以使与负极活性物质层22B相对的区域中的负极 集电体22A的表面被最小程度地粗糙化。粗糙化方法的实例可包括通过使 用电解处理形成精细颗粒的方法。电解处理是一种通过使用电解浴中的电 解方法在负极集电体22A的表面上设置凹度和凸度而在负极集电体22A 的表面上形成精细颗粒的方法。通过电解方法制备的铜箔通常被称为“电 解铜箔”。

负极活性物质层22B包含能够嵌入和脱嵌锂的一种或者多种负极材 料作为负极活性物质。负极活性物质层22B可进一步包含诸如负极粘合剂 和负极导电剂的其他材料。例如，负极粘合剂和负极导电剂的细节可以与 正极粘合剂和正极导电剂的细节相似。然而，负极材料的充电容量可优选 为大于正极21的放电容量，以防止锂金属在充电过程中意外地析出在负 极22上。换言之，能够使锂嵌入和脱嵌的负极材料的电化学当量可优选 为大于正极21的电化学当量。

负极材料的实例可包括一种或者多种碳材料。在碳材料中，其晶体结 构在锂嵌入和脱嵌时的变化极小，因此，碳材料提供高能量密度和优异的 循环特性。此外，碳材料也用作负极导电剂。碳材料的实例可包括石墨化 碳、非石墨化碳、以及石墨。然而，非石墨化碳中(002)面的间距可优 选为等于或者大于0.37nm，并且石墨中(002)面的间距可优选为等于或 者小于0.34nm。更具体地，碳材料的实例可包括热解碳、焦炭、玻璃化碳 纤维、有机高分子化合物烧成体、活性炭、以及炭黑。焦炭的实例可包括 沥青焦炭、针状焦炭、以及石油焦炭。通过在适当的温度下烧成(碳化) 诸如酚醛树脂和呋喃树脂的高分子化合物获得有机高分子化合物烧成体。 除此之外，碳材料可以是在约1000℃或更低的温度下经过热处理的低结 晶碳或者无定形碳。应注意，碳材料的形状可以是纤维形状、球形形状、 粒状形状、以及鳞状形状中的任一种。

此外，例如，因为由此获得更高的能量密度，所以负极材料可以是包 含一种或者多种金属元素和准金属元素作为组成元素的材料(金属类材 料)。这种金属类材料可以是单质、合金、或者化合物，可以是其中的两 种或者更多种，或者可以在其部分或全部中具有其一种或者多种相。应注 意，除由两种以上金属元素构成的材料之外，“合金”包括包含一种或者多 种金属元素和一种或者多种准金属元素的材料。此外，“合金”可包含非金 属元素。其结构实例可包括固溶体、共晶(低共熔混合物)、金属间化合 物、以及其中它们的两种或者更多种共存的结构。

上述金属元素和上述准金属元素的实例可包括能够与锂形成合金的 一种或者多种金属元素和准金属元素。其具体实例可包括Mg、B、Al、 Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd、以及Pt。 具体地，可优选Si或Sn或者两者。此原因之一在于，Si和Sn具有嵌入 和脱嵌锂的优异能力并且由此提供高能量密度。

包含Si或Sn或者两者作为组成元素的材料可以是Si的单质、合金、 化合物中的任一种，可以是Sn的单质、合金、和化合物中的任一种，可 以是其中的两种或者更多种，或者在其部分或全部中具有其一种或多种 相。应注意，单质仅指通常的单质(其中可包含少量的杂质)并且不一定 必须指纯度100％的单质。

例如，Si的合金可包含诸如Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、 Ti、Ge、Bi、Sb、以及Cr的一种或者多种元素作为除Si之外的组成元素。 例如，Si的化合物可包含C、O等中的一种或者多种作为除Si之外的组 成元素。应注意，例如，Si的化合物可包含针对Si的合金描述的一种或 者多种元素作为除Si之外的组成元素。

Si的合金和Si的化合物的实例可包括SiB₄、SiB₆、Mg₂Si、Ni₂Si、TiSi₂、 MoSi₂、CoSi₂、NiSi₂、CaSi₂、CrSi₂、Cu₅Si、FeSi₂、MnSi₂、NbSi₂、TaSi₂、 VSi₂、WSi₂、ZnSi₂、SiC、Si₃N₄、Si₂N₂O、SiO_v(0<v≤2)、以及LiSiO， 其中，SiO_v中的v可以在0.2<v<1.4的范围内。

例如，Sn的合金可包含诸如Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、 Ti、Ge、Bi、Sb、以及Cr中的一种或者多种元素作为除Sn之外的组成元 素。例如，Sn的化合物可包含诸如C和O的一种或者多种元素作为除Sn 之外的组成元素。应注意，例如，Sn的化合物可包含针对Sn的合金而描 述的一种或者多种元素作为除Sn之外的组成元素。Sn的合金和Sn的化 合物的实例可包括SnO_w(0<w≤2)、SnSiO₃、LiSnO、以及Mg₂Sn。

此外，例如，除作为第一组成元素的Sn之外，可优选为包含第二组 成元素和第三组成元素的材料作为包含Sn作为组成元素的材料。第二组 成元素的实例可包括诸如Co、Fe、Mg、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、 Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Ce、Hf、Ta、W、Bi、以及Si的一种或者多 种元素。第三组成元素的实例可包括诸如B、C、Al、以及P的一种或者 多种元素。在包含第二组成元素和第三组成元素的情况下，获得高电池容 量、优异的循环特性等。

具体地，可优选包含Sn、Co、以及C作为组成元素的材料(含SnCoC 的材料)。例如，含SnCoC的材料的组成如下。即，因为在该组成范围内 获得高能量密度，所以C含量可以为9.9质量％以上至29.7质量％以下， 并且Sn与Co含量的比(Co/(Sn+Co))可以为20质量％以上至70质量％ 以下。

可优选为含SnCoC的材料具有包含Sn、Co、以及C的相。该相可优 选为低结晶或者无定形。该相是能够与锂反应的相(反应相)。由于存在 反应相，所以获得优异的特性。在使用CuKα射线作为特定X射线并且插 入速度为1°/min的情况下，基于2θ衍射角，通过该相的X射线衍射而获 得的衍射峰值的半带宽可优选为等于或者大于1°。因此，更为顺利地嵌入 和脱嵌锂，并且与电解液的反应性降低。应注意，在一些情况下，除低结 晶相或者无定形相之外，含SnCoC的材料包括包含相应组成元素的单质 或者一部分的相。

通过在与锂的电化学反应之前与之后的X射线衍射图之间进行比较 允许容易确定通过X射线衍射获得的衍射峰值是否对应于能够与锂反应 的反应相。例如，如果与锂的电化学反应之后的衍射峰的位置从与锂的电 化学反应之前的衍射峰位置改变，则所获得的衍射峰对应于能够与锂反应 的反应相。在这种情况下，例如，看出低结晶反应相或者无定形反应相的 衍射峰在2θ＝20°以上至50°以下的范围内。例如，该反应相可具有上述相 应的组成元素，并且其低结晶结构或者无定形结构可能主要由存在C而引 起。

因为相应地抑制了Sn等的内聚力或者结晶化，所以在含SnCoC的材 料中，可优选为使作为组成元素的C的部分或者全部与作为其他组成元素 的金属元素或者准金属元素结合。例如，通过X射线光电子光谱法(XPS) 允许检查元素的结合状态。例如，在商购设备中，可以使用Al-Kα射线、 Mg-Kα射线等作为软X射线。在C的部分或者全部与金属元素、准金属 元素等结合的情况下，示出了低于284.5eV的区域中的C的1s轨道(C1s) 的合成波的峰。应注意，在该设备中，进行能量校准，以在84.0eV处获 得Au原子的4f轨道(Au4f)的峰。总之，此时，因为表面污染碳存在于 材料表面上，所以表面污染碳的C1s的峰被视为284.8eV，其用作能量标 准。在XPS测量中，获得C1s的峰波形作为包括表面污染碳的峰和含 SnCoC材料中的碳的峰的形式。因此，例如，可以使用商购软件使两个峰 值彼此分开而进行分析。在波形分析中，存在于最低结合能侧的主峰值的 位置是能量标准(284.8eV)。

应注意，含SnCoC的材料并不局限于仅由作为组成元素的Sn、Co、 以及C形成的材料(SnCoC)。换言之，例如，除Sn、Co、以及C之外， 含SnCoC的材料可进一步包含Si、Fe、Ni、Cr、In、Nb、Ge、Ti、Mo、 Al、P、Ga、Bi等中的一种或者多种作为组成元素。

除含SnCoC的材料之外，还可优选包含Sn、Co、Fe、以及C作为组 成元素的材料(含SnCoFeC的材料)。含SnCoFeC的材料的组成可以是任 何组成。例如，其中将Fe的含量设置得较小的组成可以如下。即，C含 量可以为9.9质量％以上至29.7质量％以下，Fe的含量可以为0.3质量％ 以上至5.9质量％以下，并且Sn与Co的含量的比(Co/(Sn+Co))可以为 30质量％以上至70质量％以下。此外，其中将Fe的含量设置得较大的组 成如下。即，C含量为11.9质量％以上至29.7质量％以下，Sn、Co、以及 Fe的含量比((Co+Fe)/(Sn+Co+Fe))为26.4质量％以上至48.5质量％以下， 并且Co和Fe的含量的比(Co/(Co+Fe))为9.9质量％以上至79.5质量％ 以下。在该组合物范围内，获得高能量密度。含SnCoFeC的材料的物理 性能(诸如，半宽度)与上述含SnCoC的材料的物理性能相似。

除此之外，例如，负极材料可以是金属氧化物、高分子化合物等中的 一种或者多种。金属氧化物的实例可包括氧化铁、氧化钌、以及氧化钼。 高分子化合物的实例可包括聚乙炔、聚苯胺、以及聚吡咯。然而，负极材 料并不局限于上述材料并且可以是其他材料。

例如，可通过涂覆法、气相法、液相法、溅射法、以及烧成法(烧结 法)中的一种或者多种形成负极活性物质层22B。例如，涂覆法可以是下 述方法，即，例如在将颗粒(粉末)负极活性物质与负极粘合剂等混合之 后，将混合物分散在诸如有机溶剂的溶剂中，并且使用生成物涂覆负极集 电体22A。气相法的实例可包括物理沉积法和化学沉积法。更具体地，其 实例可包括真空蒸发法、溅射法、离子电镀法、激光消融法、热化学气相 沉积法、化学气相沉积(CVD)法、以及等离子体化学气相沉积法。液相 法的实例可包括电镀法和无电电镀法。溅射法是其中将处于熔融状态或者 半熔融状态的负极活性物质溅射至负极集电体22A的方法。例如，烧成法 可以是例如其中在通过涂覆法涂覆负极集电体22A之后，在比负极粘合剂 等的熔点更高的温度下进行热处理。烧成法的实例可包括大气烧成法、反 应烧成法、以及热压烧成法。

如上所述，在二次电池中，为了防止锂金属在充电中间过程中意外析 出在负极22上，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量可优选为大 于正极的电化学当量。此外，在完全充电状态时的开路电压(即，电池电 压)等于或者大于4.25V的情况下，每单位质量的锂离子的脱嵌量大于即 使使用相同正极活性物质时的开路电压为4.2V的情况下的锂离子脱嵌量。 因此，相应地调整正极活性物质与负极活性物质的量。因此，可获得高能 量密度。

[隔膜]

隔膜23使正极21与负极22分离并且在防止因两个电极接触而发生 电流短路的同时使锂离子通过。例如，隔膜23可以是由合成树脂、陶瓷 制品等制成的多孔膜。隔膜23可以是其中将两种或者更多种多孔膜层压 的层压膜。合成树脂的实例可包括聚四氟乙烯、聚丙烯、以及聚乙烯。

具体地，例如，隔膜23可包括设置在上述多孔膜的一个表面或者两 个表面上的高分子化合物层(基极材料层)。此原因之一在于，由此提高 了隔膜23相对于正极21和负极22的粘附力，并且因此抑制螺旋卷绕电 极体20的扭曲。因此，抑制电解液的分解反应，并且抑制浸渍有基极材 料层的电解液的液漏。因此，即使重复充电和放电，也较不可能使电阻增 加，并且抑制电池膨胀。

例如，因为该聚合物材料具有优异的物理强度并且具有电化学稳定 性，所以高分子化合物层可包含诸如聚偏氟乙烯的聚合物材料。然而，该 聚合物材料可以是除聚偏氟乙烯之外的聚合物材料。例如，高分子化合物 层可形成如下。即，在制备将聚合物材料溶解在其中的溶液之后，使用该 溶液涂覆基极材料层，并且随后干燥生成物。可替代地，可将基极材料层 浸泡在该溶液中并且随后干燥。

[电解液]

使用作为液体电解质的电解液浸渍隔膜23。电解液包含溶剂和电解质 盐，并且可进一步包含诸如添加剂的其他材料。

该溶剂包含诸如有机溶剂的一种或者多种非水溶剂。因为由此获得优 异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等，所以非水溶剂的实 例可包括环状碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链状羧酸酯、以及腈。环状碳 酸酯的实例可包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、以及碳酸亚丁酯。链状碳酸 酯的实例可包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、以及碳酸甲丙酯。 内酯的实例可包括γ-丁内酯和γ-戊内酯。羧酸酯的实例可包括乙酸甲酯、 乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲 酯、以及三甲基乙酸乙酯。腈的实例可包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧 基乙腈、以及3-甲氧基丙腈。

除此之外，因为由此获得相似的优点，所以非水溶剂可以是例如1,2- 二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、 4-甲基-1,3-二氧戊环、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、N,N-二甲基甲酰胺、N- 甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N'-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基 乙烷、环丁砜、磷酸三甲基酯、或者二甲亚砜。

具体地，因为由此获得进一步的优异电池容量、进一步的优异循环特 性、进一步的优异的保存特性等，所以可优选为碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、 碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、以及碳酸甲乙酯中的一种或者多种。在这种情 况下，可更为优选诸如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯的高粘度(高介电常数) 溶剂(例如，比介电常数ε≥30)与诸如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、以及碳 酸二乙酯的低粘度溶剂(例如，粘度≤1mPa·s)的组合。此原因之一在于， 由此改善了电解质盐的离解性能和离子迁移率。

具体地，溶剂可优选包含不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺内酯(环 状磺酸酯)、酸酐等中的一种或者多种。此原因之一在于，在这种情况下， 改进了电解液的化学稳定性。不饱和环状碳酸酯是包括一个或者多个不饱 和碳键(碳碳双键)的环状碳酸酯。不饱和环状碳酸酯的实例可包括碳酸 亚乙烯酯、碳酸乙烯亚乙酯、以及碳酸亚甲基亚乙酯。卤代碳酸酯是具有 一种或者多种卤素作为组成元素的环状碳酸酯或者具有一种或者多种卤 素作为组成元素的链状碳酸酯。环状卤代碳酸酯的实例可包括4-氟-1,3- 二氧戊环-2-酮和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮。链状卤代碳酸酯的实例可包 括碳酸氟甲基甲酯、碳酸二(氟甲基)酯、以及碳酸二氟甲基甲酯。磺内酯 的实例可包括丙烷内酯和丙烯磺内酯。酸酐的实例可包括琥珀酸酐、乙烷 二磺酸酐、以及磺基苯甲酸酐。然而，溶剂并不局限于上述材料并且可以 是其他材料。

例如，电解质盐可包含诸如锂盐的一种或者多种盐。然而，电解质盐 可包含除锂盐之外的盐。除锂盐之外的盐的实例可包括除锂盐之外的轻金 属盐。

锂盐的实例可包括六氟磷酸锂(LiPF₆)、四氟硼酸锂(LiBF₄)、高氯 酸锂(LiClO₄)、六氟砷酸锂(LiAsF₆)、四苯基硼酸锂(LiB(C₆H₅)₄)、甲 烷磺酸锂(LiCH₃SO₃)、三氟甲烷磺酸锂(LiCF₃SO₃)、四氯铝酸锂 (LiAlCl₄)、六氟硅酸二锂(Li₂SiF₆)、氯化锂(LiCl)、以及溴化锂(LiBr)。 因此，获得优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等。

具体地，因为由此使内部电阻减少，并且由此获得更高的效果，所以 可优选为LiPF₆、LiBF₄、LiClO₄、以及LiAsF₆中的一种或者多种，并且可 更优选为LiPF₆。然而，电解质盐并不局限于上述材料并且可以是其他材 料。

尽管电解质盐的含量不受具体限制，然而，因为由此获得高离子电导 率，所以其相对于溶剂的含量可优选为0.3mol/kg以上至3.0mol/kg以下。

[二次电池的操作]

例如，二次电池可操作如下。在充电时，通过电解液使从正极21脱 嵌的锂离子嵌入到负极22中。相反，在放电时，通过电解液使从负极22 脱嵌的锂离子嵌入到正极21中。

具体地，在充电时，可优选为将充电电压(正极电势：到锂金属的标 准电势)设置为高电压。更具体地，因为由此在充电时从正极活性物质脱 嵌足够量的锂，所以可优选为将充电电压的上限设置为4.2以上，并且可 更优选为设置成4.4V以上。然而，为了抑制正极活性物质的分解反应， 可优选为使充电电压不过分高。具体地，充电电压可优选为4.8V或更小， 并且可更优选为4.6V或更小。

更具体地，当将二次电池充电至4.2V或更高的高电压时，产生高电 动势(electromotive force)；因此，可以与正极活性物质接触的电解液暴 露于强烈的氧化环境。在这种情况下，因为大量的锂从其中脱嵌的正极活 性物质变得不稳定，所以正极活性物质容易因金属成分的洗提而劣化，并 且电解液容易被氧化分解。而且，当从正极活性物质洗提的金属成分因还 原而沉积在负极上时，则削弱了锂的嵌入和脱嵌；因此，诸如循环特性等 电池特性容易劣化。此外，当正极21上的电解液被氧化分解时，产生气 体，并且形成因电解液的分解产物而产生的涂覆膜；因此，二次电池容易 膨胀，并且阻抗容易增加。

基于这一点，当正极活性物质包含上述二次电池用活性物质时，正极 活性物质相对于正极的高电动势稳定；因此，抑制了正极21与电解液之 间的反应。因此，抑制了电解液的分解反应，并且较不可能形成具有低锂 离子渗透率的涂覆膜诸如，LIF。因此，当将二次电池充电至4.2V或更高 的高电压时，实现了容量随着充电电压的增加而增加，并且确保诸如循环 特性的电池特性。

另一方面，在放电时，可优选为将放电电压(正极电势：到锂金属的 标准电势)设置为低电压。具体地，因为在放电时可使足够量的锂嵌入在 正极活性物质中，所以可优选为将放电电压的下限设置为3.3V或更小。 然而，可优选为放电电压不过分低。更具体地，放电电压可优选为2.0V 以上。

[制造二次电池的方法]

例如，通过下列程序可制造二次电池。

首先，制备正极21。在这种情况下，将正极活性物质(包含上述二次 电池用活性物质)与正极粘合剂、正极导电剂等混合，以制备正极混合物。 随后，将正极混合物分散在有机溶剂等中，以获得膏状正极混合浆料。随 后，使用正极混合浆料涂覆正极集电体21A的两个表面，正极混合浆料被 干燥，以形成正极活性物质层21B。随后，使用辊压机等将正极活性物质 层21B压缩模制。在这种情况下，可以在加热的同时进行压缩模制，或者 可以重复压缩模制多次。

此外，通过与上述正极21的程序相似的程序制备负极22。在这种情 况下，将负极活性物质与负极粘合剂、负极导电剂等混合，以制备负极混 合物，随后，将负极混合物分散在有机溶剂等中，以形成糊状负极混合浆 料。随后，使用负极混合浆料涂覆负极集电体22A的两个表面，负极混合 浆料被干燥，以形成负极活性物质层22B。之后，将负极活性物质层22B 压缩模制。

最后，使用正极21与负极22组装二次电池。通过焊接方法等使正极 引线25附接至正极集电体21A，并且通过焊接方法等使负极引线26附接 至负极集电体22A。随后，通过隔膜23介于其间的方式使正极21与负极 22层压并且螺旋卷绕，并且由此制备螺旋卷绕电极体20。之后，将中心 销24嵌入在螺旋卷绕电极体20的中心处。随后，将螺旋卷绕电极体20 夹在该对绝缘板12与13之间并且容纳在电池壳11中。在这种情况下， 通过焊接方法等使正极引线25的末端附接至安全阀机构15，并且通过焊 接方法等使负极引线26的末端附接至电池壳11。随后，将电解质盐分散 在溶剂中的电解液注入到电池壳11中，并且使用电解液浸渍隔膜23。随 后，通过利用垫圈17嵌塞而将电池盖14、安全阀机构15、以及PTC元 件16固定在电池壳11的开口端。

[二次电池的功能与效果]

根据圆柱型二次电池，正极21的正极活性物质层21B包含作为正极 活性物质的上述二次电池用活性物质。因此，如上所述，抑制了电解液的 分解，并且使正极21的电阻降低，并且相应地获得优异的电池特性。其 他功能与其他效果与二次电池用活性物质的功能和效果相似。

(2-2.二次电池用电极和二次电池(层压膜型锂离子二次电池))

图4示出了另外的二次电池的分解透视构造。图5示出了沿着图4中 所示的螺旋卷绕电极体30的线V-V截取的放大截面。然而，图4示出了 螺旋卷绕电极体30与两个外部包装件40分离的状态。在下列描述中，将 根据需要使用上述圆柱型二次电池的元件。

[二次电池的整体构造]

此处所描述的二次电池是所谓的层压膜型锂离子二次电池。例如，如 图4所示，可将螺旋卷绕电极体30容纳在膜状外部包装件40中。例如， 在螺旋卷绕电极体30中，可通过使隔膜35与电解质层36介于其间的方 式将正极33与负极34层压并且可以螺旋卷绕。使正极引线31附接至正 极33，并且使负极引线32附接至负极34。通过保护带37保护螺旋卷绕 电极体30的最外周部。

例如，可在同一方向上将正极引线31与负极引线32从外部包装件40 的内部引出至外部。例如，正极引线31可由诸如铝的导电材料制成，并 且例如，负极引线32可由诸如铜、镍、以及不锈钢的导电材料制成。例 如，这些导电材料可以是薄板或者网孔的形状。

例如，外部包装件40可以是其中将熔融粘合层、金属层、以及表面 保护层按该顺序层压的层压膜。例如，通过将两个层压膜层压可获得外部 包装件40，以使得熔融粘合层与螺旋卷绕电极体30相对，并且随后，与 相应熔融粘合层的熔融粘合外边缘相对。然而，通过粘附剂等可使两个层 压膜彼此结合。熔融粘合层的实例可包括由聚乙烯、聚丙烯等制成的膜。 金属层的实例可包括铝箔。表面保护层的实例可包括由尼龙、聚对苯二甲 酸乙二醇酯等制成的膜。

具体地，外部包装件40可优选为其中将聚乙烯膜、铝箔、以及尼龙 膜按该顺序层压的铝层压膜。然而，外部包装件40可以是具有其他层压 结构的层压膜、诸如聚丙烯的聚合物膜、或者金属膜。

例如，可将防止外部空气侵入的粘附膜41嵌入在外部包装件40与正 极引线31之间以及外部包装件40与负极引线32之间。粘附膜41由相对 于正极引线31和负极引线32具有粘附特性的材料制成。具有粘附特性的 材料的实例可包括聚烯烃树脂。其更为具体的实例可包括聚乙烯、聚丙烯、 改性的聚乙烯、以及改性的聚丙烯。

例如，正极33可具有位于正极集电体33A的两个表面上的正极活性 物质层33B。例如，负极34可具有位于负极集电体34A的两个表面上的 负极活性物质层34B。正极集电体33A、正极活性物质层33B、负极集电 体34A、以及负极活性物质层34B的构造分别与正极集电体21A、正极活 性物质层21B、负极集电体22A、以及负极活性物质层22B的构造相似。 换言之，作为二次电池用电极的正极33的正极活性物质层33B包含作为 正极活性物质的上述二次电池用活性物质。隔膜35的构造与隔膜23的构 造相似。

[电解质层]

在电解质层36中，通过高分子化合物保持电解液。因为由此获得高 离子电导率(例如，室温下为1mS/cm以上)并且防止电解液发生液漏， 所以电解质层36是所谓的凝胶电解质。电解质层36可进一步包含诸如添 加剂的其他材料。

高分子化合物包含一种或者多种聚合物材料。聚合物材料的实例可包 括聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚氧化乙烯、聚氧 化丙烯、聚磷腈、聚硅氧烷、聚氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲 基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶、丁腈橡 胶、聚苯乙烯、以及聚碳酸酯。除此之外，聚合物材料可以是共聚物。例 如，共聚物可以是偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物。具体地，因为这样的 高分子化合物具有电化学稳定性，所以可优选为聚偏氟乙烯或者偏氟乙烯 与六氟丙烯的共聚物，并且可更优选为聚偏氟乙烯。

例如，电解液的组成可以与圆柱型二次电池的电解液的组成相似。然 而，在作为凝胶电解质的电解质层36中，电解液的溶剂指不仅包括液体 溶剂而且还包括能够离解电解质盐的具有离子传导性材料的宽泛概念。因 此，在使用具有离子传导性的高分子化合物的情况下，溶剂中还包括高分 子化合物。

应注意，可以按原样使用电解液替代凝胶电解质层36。在这种情况下， 使用电解液浸渍隔膜35。

[二次电池的操作]

例如，二次电池可如下操作。在充电时，通过电解质层36可以使从 正极33脱嵌的锂离子嵌入在负极34中。相反，在放电时，通过电解质层 36可以使从负极34脱嵌的锂离子嵌入在正极33中。这种情况下的充电- 放电条件(充电电压的上限与放电电压的下限)与圆柱型二次电池的充电 -放电条件相似。

[制造二次电池的方法]

例如，通过下列三种程序中的一种可以制造包括凝胶电解质层36的 二次电池。

在第一程序中，通过与正极21和负极22的程序相似的制备程序制备 正极33与负极34。在这种情况下，通过在正极集电体33A的两个表面上 形成正极活性物质层33B而制备正极33，并且通过在负极集电体34A的 两个表面上形成负极活性物质层34B而制备负极34。随后，制备包含电 解液、高分子化合物、以及诸如有机溶剂的溶剂的前体溶液。之后，使用 前体溶液涂覆正极33和负极34，以形成凝胶电解质层36。随后，通过焊 接方法等使正极引线31附接至正极集电体33A，并且通过焊接方法等使 负极引线32附接至负极集电体34A。随后，通过使隔膜35介于其间的方 式将正极33与负极34层压并且螺旋卷绕，以制备螺旋卷绕电极体30。之 后，将保护带37粘附至其最外周部。随后，在将螺旋卷绕电极体30夹在 两件膜状外部包装件40之间之后，通过热熔融粘合方法等使外部包装件 40的外边缘结合，以将螺旋卷绕电极体30封闭到外部包装件40中。在这 种情况下，将粘附膜41嵌入在正极引线31与外部包装件40之间以及负 极引线32与外部包装件40之间。

在第二程序中，使正极引线31附接至正极33，并且使负极引线32 附接至负极34。随后，通过使隔膜35介于其间的方式将正极33与负极 34层压并且螺旋卷绕，以制备作为螺旋卷绕电极体30的前体的螺旋卷绕 体。之后，将保护带37粘附至其最外周部。随后，在将螺旋卷绕体夹在 两件膜状外部包装件40之间之后，通过热熔融粘合方法等将除外部包装 件40的一边之外的外部边缘结合，并且将螺旋卷绕体容纳在袋状外部包 装件40中。随后，将电解液、作为用于高分子化合物的原材料的单体、 聚合引发剂、以及诸如聚合引发剂的其他材料混合，以制备用于电解的组 合物。随后，将用于电解质的组合物注入到袋状外部包装件40中。之后， 通过热熔融粘合方法等封闭地密封外部包装件40。随后，使单体热聚合， 并且由此形成高分子化合物。因此，使用电解液浸渍高分子化合物，并且 使聚合器凝胶化，并且因此形成电解质层36。

在第三程序中，通过与上述第二程序相似的方式制备螺旋卷绕体，并 且将其容纳在袋状外部包装件40中，不同之处在于，使用了利用高分子 化合物涂覆两个表面的隔膜35。隔膜35被涂覆的高分子化合物的实例可 包括包含偏二氟乙烯作为成分的聚合物(均聚物、共聚物、或者多元共聚 物)。均聚物的具体实例可包括聚偏氟乙烯。共聚物的实例可包括包含偏 二氟乙烯和六氟丙烯作为成分的二元共聚物。多元共聚物的实例可包括包 含偏二氟乙烯、六氟丙烯、以及三氟氯乙烯作为成分的三元共聚物。应注 意，除包含偏二氟乙烯作为成分的聚合物之外，可以使用其他的一种或者 多种高分子化合物。随后，制备电介质溶液，并且将电解液注入到外部包 装件40中。之后，通过热熔融粘合方法等密闭地密封外部包装件40的开 口。随后，在对外部包装件40施加重量的同时加热生成物，并且通过高 分子化合物介于其间的方式使隔膜35粘附至正极33和负极34。因此，使 用电解液浸渍高分子化合物，使高分子化合物凝胶化，并且相应地形成电 解质层36。

在第三程序中，比第一程序中更加抑制二次电池发生膨胀。此外，在 第三程序中，与第二程序相比较，电解质层36中较不可能残留作为高分 子化合物的原材料的单体、溶剂等。因此，有利于控制高分子化合物的形 成步骤。因此，获得正极33、负极34、与隔膜35、以及电解质层36之间 的充分粘附特性。

[二次电池的功能与效果]

根据层压膜型二次电池，因为正极33的正极活性物质层33B包含作 为正极活性物质的上述二次电池用活性物质。因此，出于与圆柱型二次电 池相似的原因，可实现优异的电池特性。其他功能和其他效果与圆柱型二 次电池的功能和效果相似。

(2-3.二次电池用电极和二次电池(锂金属二次电池))

此处所描述的二次电池是其中通过锂金属的析出和溶解而获得负极 22的容量的锂二次电池(锂金属二次电池)。二次电池具有与上述圆柱型 锂离子二次电池相似的构造，不同之处在于，负极活性物质层22B由锂金 属形成，并且通过与圆柱型锂离子二次电池相似的程序制造。

在二次电池中，使用锂金属作为负极活性物质，并且由此可获得高能 量密度。在组装时，负极活性物质层22B可存在，或者在组装时，负极活 性物质层22B不一定必须存在，并且可由充电时析出的锂金属形成。此外， 可以使用负极活性物质层22B作为集电体，并且由此可省去负极集电体 22A。

例如，二次电池可操作如下。在充电时，从正极21释放锂离子，并 且锂离子通过电解液作为锂金属析出在负极集电体22A的表面上。相反， 在放电时，锂金属作为锂离子从负极活性物质层22B被洗提并且通过电解 液嵌入在正极21中。这种情况下的充电-放电条件(充电电压的上限与放 电电压的下限)与圆柱型锂离子二次电池的充电-放电条件相似。

根据锂金属二次电池，因为正极21的正极活性物质层21B包含作为 正极活性物质的上述二次电池用活性物质，所以出于与锂离子二次电池相 似的原因，可获得优异的电池特性。其他功能和其他效果与锂离子二次电 池的功能和效果相似。应注意，此处描述的二次电池并不局限于圆柱型二 次电池，并且可以是层压膜型二次电池。

(3.二次电池的应用)

接着，将对上述二次电池的应用例进行描述。

只要二次电池适用于允许使用二次电池作为驱动电源、用于电力存储 的电力存储源的机器、设备、仪器、装置、系统(多个设备等的统一实体) 等，则二次电池的应用不受具体限制。用作电源的二次电池可以是主电源 (优选使用的电源)或者可以是辅助电源(替代主电源使用的电源或者从 主电源切换使用的电源)。在使用二次电池作为辅助电源的情况下，主电 源类型并不局限于二次电池。

二次电池的应用的实例可包括电子装置(包括便携式电子装置)，诸 如，可携式摄像机、数字静态照相机、移动电话、笔记本个人电脑、无线 电话、透视声耳机、便携式收音机、便携式电视、以及个人数字助理。其 进一步的实例可包括诸如电动剃须刀等移动生活电器；诸如备用电源和记 忆卡等存储设备；诸如电钻和电锯等电动工具；用作可笔记本个人电脑等 的可移动和可代替式电源的电池组；诸如起搏器和助听器等医疗电子装 置；诸如电动汽车(包括混合动力汽车)等电动车辆；以及诸如存储用于 紧急情况等的电源的家用电池系统等电力存储系统。不言而喻，可采用除 上述应用之外的应用。

具体地，二次电池有效果用于电池组、电动车辆、电力存储系统、电 动工具、电子装置等。此原因之一在于，在这些应用中，因为需要优异的 电池特性，所以使用根据本技术的实施方式的二次电池有效地改善了性 能。应注意，电池组是使用二次电池的电源并且是所谓的组装电池等。电 动车辆是使用二次电池作为驱动电源而工作(运行)的车辆。如上所述， 电动车辆可以是包括除二次电池之外的驱动源的汽车(诸如，混合动力汽 车)。电力存储系统是使用二次电池作为电力存储源的系统。例如，在家 用电力存储系统中，将电力作为电力存储源存储在二次电池中，因此，通 过使用电力，家用电子产品等变得可用。电动工具是一种通过使用二次电 池作为驱动电源而使可移动部(诸如，钻)移动的工具。电子装置是一种 通过使用二次电池作为驱动电源(电力供应源)而进行各种功能的装置。

将对二次电池的一些应用例进行具体描述。应注意，下面说明的相应 应用例的构造仅是实例并且可根据需要而改变。

(3-1.电池组)

图6示出了电池组的框图构造。例如，电池组可包括由塑料材料等制 成的外壳60内的控制部61、电源62、开关部63、电流测量部分64、温 度检测部分65、电压检测部分66、开关控制部67、存储器68、温度检测 元件69、电流检测电阻70、正极端子71、以及负极端子72。

例如，控制部61控制整个电池组(包括电源62的使用状态)的操作 并且可包括中央处理单元(CPU)等。电源62包括一个或者多个二次电 池(未示出)。例如，电源62可以是包括两个或者多个二次电池的组装电 池。二次电池的连接类型可以是串联连接类型、可以是并联连接类型、或 者可以是串联与并联的混合类型。例如，电源62可包括通过双并联和三 串联的方式连接的六个二次电池。

开关部63根据控制部61的指令切换电源62的使用状态(无论电源 62是否可连接至外部设备)。例如，开关部63可包括充电控制开关、放电 控制开关、充电二极管、放电二极管等(未示出)。例如，充电控制开关 和放电控制开关中的每个均可以是诸如使用金属氧化物半导体的场效果 晶体管(MOSFET)等半导体开关。

电流测量部分64使用电流检测电阻70测量电流并且将测量结果输出 至控制部61。温度检测部分65使用温度检测元件69测量温度并且将测量 结果输出至控制部61。例如，控制部61在异常热产生时控制充电和放电 的情况下，或者控制部61在计算剩余容量时进行校正处理的情况下，可 以使用温度测量结果。电压检测部分66测量电源62中的二次电池的电压、 对测量电压进行模数转换、并且将生成量供应至控制部61。

开关控制部67根据从电流测量部分64和电压检测部分66输入的信 号控制开关部63的操作。

开关控制部67进行控制，以使得例如在电池电压达到过充电检测电 压的情况下，通过使开关部63(充电控制开关)断开，而防止充电电流流 入电源62的电流路径。因此，在电源62中，仅允许通过放电二极管进行 放电。应注意，例如，在充电时流入较大电流的情况下，开关控制部67 阻止充电电路。

此外，开关控制部67进行控制，以使得例如在电池电压达到过放电 检测电压的情况下，通过使开关部63(放电控制开关)断开，防止放电电 流流入电源62的电流路径。因此，在电源62中，仅允许通过充电二极管 进行充电。应注意，例如，在放电时流入较大电流的情况下，开关控制部 67阻止放电电流。

应注意，例如，在二次电池中，过充电检测电压可以是4.20V±0.05V， 并且过放电检测电压可以是2.4V±0.1V。

例如，存储器68可以是作为非易失性存储器的EEPROM等。例如， 存储器68可以保存通过控制部61计算的数值和在制造步骤中测量的二次 电池的信息(诸如，初始化状态下的内部电阻)。应注意，在将二次电池 的全部充电容量存储在存储器68中的情况下，允许控制部61领会诸如剩 余容量的信息。

温度检测元件69测量电源62的温度并且将测量结果输出至控制部 61。例如，温度检测元件69可以是热敏电阻器等。

正极端子71和负极端子72是连接至使用电池组驱动的外部设备(诸 如，笔记本个人电脑)或者用于对电池组进行充电的外部设备(诸如，电 池充电器)的端子。通过正极端子71和负极端子72对电源62进行充电 和放电。

(3-2.电动车辆)

图7示出了作为电动车辆的实例的混合动力汽车的框图构造。例如， 电动车辆可包括由金属制成的外壳73内的控制部74、发动机75、电源76、 驱动马达77、差速器78、发电机79、变速器80、离合器81、变换器82 和83、以及各个传感器84。除此之外，例如，电动车辆可包括连接至差 速器78和变速器80的前驱动轴85和前胎86、后驱动轴87、以及后胎88。

例如，电动车辆可使用发动机75和马达77中的一个作为驱动源而运 行。例如，发动机75是主电源并且可以是汽油发动机。例如，在使用发 动机75作为电源的情况下，通过作为驱动部的差速器78、变速器80、以 及离合器81可将发动机75的驱动力(扭矩)传输至前胎86或者后胎85。 还可将发动机75的扭矩传输至发电机79。通过使用扭矩，发电机79产生 交流电流电力。通过变换器83将交流电流电力转换成直流电流电力，并 且将转换的功率存储在电源76中。相反，在使用作为转换部的马达77作 为动力源的情况下，通过变换器82将从电源76供应的电力(直流电流电 力)转换成交流电流电力。使用交流电流电力驱动马达77。例如，通过作 为驱动部的差速器78、变速器80、以及离合器81可将通过马达77转换 电力而获得的驱动力(扭矩)传输至前胎86或者后胎88。

应注意，可替代地，可采用下列机构。在该机构中，当通过未示出的 制动机构使电动车辆的速度减少时，将速度减少时的阻力作为扭矩传输至 马达77，并且马达77通过扭矩产生交流电流电力。可优选为通过变换器 82将交流电流电力转换成直流电流电力，并且可将直流电流再生电力存储 在电源76中。

例如，控制部74控制整个电动车辆的操作并且可包括CPU等。电源 76包括一个或者多个二次电池(未示出)。可替代地，电源76可连接至外 部电源，并且通过从外部电源接收电力可存储电力。例如，可以使用各个 传感器84控制发动机75的转数或者控制未示出的节流阀的开度(节流开 度)。例如，各个传感器84可包括速度传感器、加速度传感器、发动机频 率传感器等。

上面已经对作为电动车辆的混合动力汽车进行了描述。然而，电动车 辆的实例可包括仅使用电源76和马达77、而不使用发动机75工作的车辆 (电动汽车)。

(3-3.电力存储系统)

图8示出了电力存储系统的框图构造。例如，电力存储系统可包括诸 如一般居住和商用建筑物的房屋89内的控制部90、电源91、智能仪表92、 以及电力枢纽93。

在这种情况下，例如，电源91可连接至设置在房屋89内的电气装置 94并且可以连接至停放在房屋89的外部的电动车辆96。此外，例如，电 源91可通过电力枢纽93连接至设置在房屋89内部的私人发电机95，并 且可通过智能仪表92和电力枢纽93连接至外部集中电力系统97。

应注意，例如，电气装置94可包括诸如电冰箱、空调、电视、以及 热水器等一种或者多种家用电器。例如，私人发电机95可以是太阳能发 电机、风力发电机等中的一种或者多种。例如，电动车辆96可以是电动 汽车、电动摩托车、混合动力汽车等中的一种或者多种。例如，集中电力 系统97火力发电厂、核发电厂、水力发电厂、风力发电厂等中的一种或 者多种。

例如，控制部90控制整个电力存储系统(包括电源91的使用状态) 的操作并且可包括CPU等。电源91包括一个或者多个二次电池(未示出)。 例如，智能仪表92可以是与设置在电力需求者的房屋89内的网络兼容的 电力表并且可以与电力供应商通信。因此，例如，当智能仪表92与外部 通信时，智能仪表92控制房屋89内的供应与需求之间的平衡，并且由此 允许有效和稳定的能量供应。

例如，在电力存储系统中，通过智能仪表92和电力枢纽93可将来自 集中电力系统97的电力作为外部电力存储在电源91中，并且通过电力枢 纽93将来自太阳能发电机95的电力作为独立电源存储在电源91中。根 据控制部90的指令将存储在电源91中的电力供应至电动车辆94或者电 动车辆96。因此，电气装置94变得可操作，并且电动车辆96变得可充电。 换言之，电力存储系统是一种能够使用电源91存储电力并且向房屋89内 供应电力的系统。

可任意使用存储在电源91中的电力。因此，例如，在电费率便宜的 午夜，允许将来自集中电力系统97的电力存储在电源91中，并且在电费 率昂贵的白天时间，允许使用存储在电源91中的电力。

应注意，可以为每个住户(家庭单元)提供上述电力存储系统，或者 可以为多个住户(家庭单元)提供上述电力存储系统。

(3-4.电动工具)

图9示出了电动工具的框图构造。例如，电动工具可以是电钻并且可 包括控制部99和由塑料材料等制成的工具体98中的电源100。例如，通 过操作(转动)方式可将作为可移动部的钻头部101附接至工具体98。

例如，控制部99控制整个电动工具(包括电源100的使用状态)的 操作并且可包括CPU等。电源100包括一个或者多个二次电池(未示出)。 控制部99允许根据未示出的操作开关的操作将电力从电源100供应至钻 头部101，以操作钻头部101。

实施例

将详细描述根据本技术的具体实施例。

(实验例1至30)

使用图1中所示的活性物质100作为正极活性物质通过下列程序制备 图4和图5中所示的层压膜型二次电池。

首先，如下制备正极33。在这种情况下，制备具有由 LiCo_0.98Al_0.01Mg_0.01O₂(LiCAMO)表示的平均组成的锂复合氧化物粉末作 为中心部101。通过激光散射法测量的中心部101的平均颗粒直径为约 13μm。

随后，制备包含涂覆部102的表1和表2中示出的形成材料(磺酰基 化合物)中的一种的处理溶液。处理溶液的溶剂是4-氯酚，并且其浓度为 1wt％。随后，在将中心部101浸泡在处理溶液中几秒之后，搅拌处理溶 液。随后，从处理溶液中取出中心部101，并且在60℃的减压环境中干 燥中心部101。因此，在中心部101的表面上形成包含磺酰基化合物的涂 覆部102，从而获得正极活性物质。

应注意，为了获得正极活性物质，出于比较，按原样使用中心部101， 而不在其上形成涂覆部102。而且，代替形成涂覆部102，电解液中包含 磺酰基化合物。在这种情况下，电解液中的磺酰基化合物的含量等于电解 质盐的重量的10wt％。

随后，将按质量计为98份的正极活性物质、按质量计为1.2份的正极 粘合剂(聚偏氟乙烯)、以及按质量计为0.8份的正极导电剂(作为无定形 碳粉末的科琴黑)混合，以获得正极混合物。随后，将正极混合物分散在 有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中，以获得正极混合浆料。随后，使用正 极混合浆料均匀地涂覆正极集电体33A的两个表面(具有20μm厚度的带 状铝箔)，通过热空气干燥正极混合浆料，以形成正极活性物质层33B。 最后，使用辊压机将正极活性物质层33B压缩模制。

随后，如下制备负极34。在这种情况下，通过电子束蒸发法使负极活 性物质(碳)沉积在带状负极集电体34A(具有10μm厚度的铜箔)的两 个表面上，以形成负极活性物质层34B。在这种情况下，位于负极集电体 34A的一个表面上的负极活性物质层34B的厚度为5μm。应注意，为了防 止锂金属在充电中间时析出在负极34上，负极活性物质的充电容量大于 正极21的充电容量。

随后，将电解质盐(LiPF₆)溶解在溶剂(碳酸亚乙酯和碳酸二乙酯) 中，以制备电解液。在这种情况下，溶剂的组成(重量比)为碳酸亚乙酯: 碳酸二乙酯＝30:70，并且电解液中的电解质盐的浓度为1mol/kg。

随后，如下组装二次电池。将由铝制成的正极引线31焊接至正极33 的正极集电体33A，并且将由镍制成的负极引线26焊接至负极34的负极 集电体34A。随后，通过隔膜35(具有25μm厚度的多微孔聚乙烯膜)介 于其间的方式层压正极33与负极34，并且使生成的层压体在纵向方向上 螺旋卷绕，以制备螺旋卷绕电极体30。之后，将保护带37粘附至螺旋卷 绕电极体30的最外周部。随后，将螺旋卷绕电极体30放置在两个膜状的 外部包装件40之间。之后，使位于外部包装件40的三个边上的外部边缘 热熔融结合，以获得袋状形状。外部包装件40是抗湿的铝层压膜，其中， 从外部层压尼龙膜(具有30μm的厚度)、铝箔(具有40μm的厚度)、以 及聚丙烯膜(具有30μm的厚度)。最后，将电解液注入到外部包装件40 中，并且使用电解液浸渍隔膜35。之后，在减压环境下使位于外部包装件 40的剩余一个边上的外部边缘彼此热熔融结合。因此，完成二次电池。

最后，将二次电池充电。之后，在表1和表2中所示的存储条件下存 储处于充电状态的二次电池。在充电时，以1mA/cm²的电流密度进行充 电，直至电压达到表1和表2中所示的充电电压(V)中的一个。而且， 改变存储条件(存储温度和存储时间)，以改变强度比IS/IF和IN/IF。

检查作为二次电池的电池特性的循环特性、高输出特征、以及膨胀特 征。获得表1和表2中所示的结果。应注意，通过上述程序使用TOF-SIMS 装置对负离子分析的分析结果确定表1和表2中所示的强度比IS/IF和 IN/IF。

当检查循环特性时，在周围温度环境(23℃)下对二次电池进行充电 和放电两次循环，以测量第二次循环时的放电容量(mAh)。随后，使二 次电池重复充电和放电，直至在相同环境下的总循环次数达到100次循环， 以测量第100次循环时的放电容量(mAh)。从其测量结果计算放电容量 保持率(％)＝(第100次循环时的放电容量/第二次循环时的放电容量)×100。 在充电时，以1mA/cm²的电流密度进行充电，直至电池电压达到表1和表 2中所示的充电电压(V)中的一个，并且在相同电压下进一步进行充电， 直至电流密度达到0.02mA/cm²。在放电时，以1mA/cm²的电流密度进行 放电，直至电池电压达到2.5V。

当检查高输出特性时，在周围温度环境(23℃)下使二次电池充电和 放电，以测量放电容量(mAh)。之后，基于正极活性物质的重量(g)， 计算高输出放电容量(mAh/g)＝放电容量/正极活性物质的重量。在充电 时，以10C的电流进行充电，直至电池电压达到表1和表2中所示的充 电电压(V)中的一个，并且在相同电压下进一步进行充电，直至电流密 度达到0.02mA/cm²。在放电时，以10C的电流进行放电，直至电池电压 达到2.5V。应注意，“10C”指在0.1小时内使电池容量(理论容量)完全 放电的电流值。

当检查膨胀特征时，在周围温度环境(23℃)下测量二次电池充电和 放电之前的厚度(mm)以后，对二次电池进行充电和放电100次循环， 之后，测量充电和放电之后的厚度(mm)。从其测量结果计算膨胀率 (％)＝[充电和放电之后的厚度-充电和放电之前的厚度)/充电和放电之前的 厚度]×100。充电和放电条件与检查循环特性的情况时的条件相似。

为了使用TOF-SIMS装置进行负离子分析，制备用于分析的样品的程 序如下。为了防止正极活性物质的表面状态(表面成分)因与空气反应而 改变，在氩手套箱内拆卸二次电池。首先，将处于充电状态的二次电池放 置在氩手套箱内，并且拆卸二次电池，以重新得到正极33。随后，使用陶 瓷剪刀切割正极33，以获得具有约1cm²的大小的样品。随后，为了防止 电解液中的成分等滞留，将样品浸泡在碳酸二甲酯中约30秒，以清洁样 品。最后，在氩气氛中将样品转移至TOF-SIMS装置内部，并且整个晚上 使TOF-SIMS装置的内部为真空。因此，不必要的碳酸二甲酯挥发，并且 由此获得用于分析的样品。

[表1]

[表2]

在强度比IS/IF为0.04以上的情况下，与强度比IS/IF小于0.04的情 况相比较，放电容量保持率和高输出放电容量明显增加，并且膨胀率明显 下降。具体地，在强度比IS/IF为0.04以上的情况下，即使充电电压增加， 也获得较高的放电容量保持率和较高的高输出放电容量。

而且，在强度比IS/IF为0.04以上并且强度比IN/IF为0.03以上的情 况下，与强度比IN/IF小于0.03的情况相比较，在保持了较高的放电容量 保持率与较高的高输出放电容量的同时，膨胀率下降。

这些结果表明，在使用涂覆部102的情况下，仅通过在中心部101上 设置涂覆部102不能改善放电容量保持率和高输出放电容量。为了改善放 电容量保持率和高输出放电容量，需要使强度比IS/IF适当。

而且，上述结果表明，可以优选磺酰基化合物作为涂覆部102的形成 材料，以改善放电容量保持率和高输出放电容量，并且可更优选为含氮的 磺酰基化合物，从而也改善膨胀率。

应注意，在强度比IS/IF小于0.04的情况下，即使电解液中包含磺酰 基化合物，也很难改善放电容量保持率、高输出放电容量、以及膨胀率。

基于表1和表2中的结果，在能够嵌入和脱嵌电极反应物的活性物质 中，当通过使用TOF-SIMS对活性物质的负离子分析确定的强度比IS/IF 为0.04以上时，获得优异的电池特性。

已经参考实施方式和实施例描述了本技术。然而，本技术并不局限于 实施方式和实施例中描述的实例，并且可以做出各种变形。例如，已经对 其中电池结构是圆柱型或者层压膜型并且电池设备具有螺旋卷绕结构的 情况的具体实例进行了描述。然而，适用结构不局限于此。本技术的二次 电池同样适用于诸如正方形类型电池、硬币型电池、以及纽扣型电池的具 有其他电池结构的电池或者适用于其中电池设备具有诸如层压结构的其 他结构的电池。

而且，本技术的二次电池用活性物质和二次电池用电极不仅可应用于 二次电池，而且还应用于其他电化学设备。其他电化学设备的实例可包括 电容器。

此外，已经对从用于强度比IS/IF的范围的实例的结果得出的适当范 围进行了描述。然而，该描述并未完全否定强度比IS/IF在上述范围之外 的可能性。即，上述适当范围是获得本技术的效果的具体优选范围。因此， 只要可获得本技术的效果，则强度比可在一定程度上位于上述范围之外。 同样适用于强度比IN/IF。

从上述示例性实施方式和本技术的变形可以实现至少下列构造。

(1)一种二次电池，包括：

正极；

负极；以及

电解液；其中，

正极包含能够嵌入和脱嵌电极反应物的活性物质；并且

由SO₂^-引起的峰值强度IS与由LiF₂^-引起的峰值强度IF的比IS/IF为 0.04以上，峰值强度IS和峰值强度IF通过使用飞行时间二次离子质谱法 对活性物质的负离子分析获得。

(2)根据(1)所述的二次电池，其中，

活性物质包括中心部和涂覆部(覆盖部)，中心部能够嵌入和脱嵌电 极反应物，并且涂覆部设置在中心部上；并且

涂覆部包含具有磺酰基(>SO₂)的化合物。

(3)根据(2)所述的二次电池，其中，具有磺酰基的化合物包含由 下列式(1)至(4)表示的一种或者多种化合物；

[化学式9]

其中，R1至R4中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、卤 代烃基、卤代含氧烃基、以及通过使它们中两种以上键合获得的基团中的 一种，并且可使R1至R4中的任何两个以上彼此键合；

[化学式10]

其中，R5和R6中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、卤 代烃基、卤代含氧烃基、以及通过使它们中两种以上键合获得的基团中的 一种，可使R5和R6彼此键合，并且M是金属元素；

[化学式11]

其中，R7至R12中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、 卤代烃基、卤代含氧烃基、以及通过使它们中两种以上键合获得的基团中 的一种，并且可使R7至R12中的任何两个以上彼此键合；以及

[化学式12]

其中，R13至R16中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、 卤代烃基、卤代含氧烃基、以及通过使它们中的两种以上键合获得的基团 中的一种，并且可使R13至R16中的任何两个以上彼此键合。

(4)根据(3)所述的二次电池，其中，

由式(1)表示的化合物包含由下列式(1-1)至(1-13)表示的化合 物中的一种或者多种；

由式(2)表示的化合物包含由下列式(2-1)至(2-11)表示的化合 物中的一种或者多种；

由式(3)表示的化合物包含由下列式(3-1)至(3-11)表示的化合 物中的一种或者多种；并且

由式(4)表示的化合物包含由下列式(4-1)至(4-11)表示的化合 物中的一种或者多种。

[化学式13]

[化学式14]

[化学式15]

[化学式16]

(5)根据(1)所述的二次电池，其中，由SNO₂^-引起的峰值强度IN 与由LiF₂^-引起的峰值强度IF的比IN/IF为0.03以上，峰值强度IN和峰值 强度IF通过使用飞行时间二次离子质谱法对活性物质的负离子分析获得。

(6)根据(5)所述的二次电池，其中，

活性物质包括中心部和涂覆部，中心部能够嵌入和脱嵌电极反应物， 并且涂覆部设置在中心部上；并且

涂覆部包含具有磺酰基(>SO₂)和氮键(>N-)的化合物。

(7)根据(6)所述的二次电池，其中，具有磺酰基和氮键的化合物 包含由下列式(1)和(2)表示的一种或者多种化合物；

[化学式17]

其中，R1至R4中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、卤 代烃基、卤代含氧烃基、以及通过使它们中的两种以上键合获得的基团中 的一种，并且可使R1至R4中的任何两个以上彼此键合；以及

[化学式18]

其中，R5至R6中的每个是氢基团、烃基、含氧烃基、卤素基团、卤 代烃基、卤代含氧烃基、以及通过使它们中的两种以上键合获得的基团中 的一种，并且可选地，使R5和R6彼此键合，并且M是金属元素。

(8)根据(7)所述的二次电池，其中，

由式(1)表示的化合物包含由下列式(1-1)至(1-13)表示的化合 物中的一种或者多种；并且

由式(2)表示的化合物包含由下列式(2-1)至(2-11)表示的化合 物中的一种或者多种。

[化学式19]

[化学式20]

(9)根据(1)至(8)中任一项所述的二次电池，其中，

活性物质包含锂复合氧化物；并且

锂复合氧化物包含锂(Li)和一种或多种过渡金属元素作为组成元素。

(10)根据(9)所述的二次电池，其中，锂复合氧化物包含钴(Co) 作为过渡金属元素并且具有层状岩盐晶体结构。

(11)根据(9)或(10)所述的二次电池，其中，锂复合氧化物在 其表面上包含不同于该过渡金属元素的一种或者多种元素。

(12)根据(1)至(11)中任一项所述的二次电池，其中，

充电电压的上限为4.2V以上至4.8V以下；并且

放电电压的下限为2.0V以上至3.3V以下。

(13)根据(1)至(12)中任一项所述的二次电池，其中，二次电 池是锂二次电池。

(14)一种包括能够嵌入和脱嵌电极反应物的活性物质的二次电池用 电极，其中，

由SO₂^-引起的峰值强度IS与由LiF₂^-引起的峰值强度IF的比IS/IF为 0.04以上，峰值强度IS和峰值强度IF通过使用飞行时间二次离子质谱法 对活性物质的负离子分析获得。

(15)一种二次电池用活性物质，其中，

二次电池用活性物质能够嵌入和脱嵌电极反应物；并且

由SO₂^-引起的峰值强度IS与由LiF₂^-引起的峰值强度IF的比IS/IF为 0.04以上，峰值强度IS和峰值强度IF通过使用飞行时间二次离子质谱法 对活性物质的负离子分析获得。

(16)一种电池组，包括：

根据(1)至(13)中任一项所述的二次电池；

控制部，控制部被构造为控制二次电池的使用状态；以及

开关部，开关部被构造为根据控制部的指令切换二次电池的使用状 态。

(17)一种电动车辆，包括：

根据(1)至(13)中任一项所述的二次电池；

转换部，被构造为将从二次电池供应的电力转换成驱动力；

驱动部，被构造为根据驱动力进行操作；以及

控制部，被构造为控制二次电池的使用状态。

(18)一种电力存储系统，包括：

根据(1)至(13)中任一项所述的二次电池；

一个或者多个电气装置，被构造为从二次电池向该电气装置供应电 力；以及

控制部，被构造为控制从二次电池到该一个或者多个电气装置的电力 的供应。

(19)一种电动工具，包括：

根据(1)至(13)中任一项所述的二次电池；和

可移动部，被构造为从二次电池向可移动部供应电力。

(20)一种包括根据(1)至(13)中任一项所述的二次电池作为电 力供应源的电子装置。

本申请包含与在2013年1月17日提交给日本专利局的日本优先权专 利申请JP 2013-006293和在2013年11月26日提交给日本专利局的日本 优先权专利申请JP 2013-243806中公开的有关主题，通过引用将其全部内 容结合在此。

本领域技术人员应当理解的是，可以根据设计需求和其他因素做出各 种修改、组合、子组合、以及改变，只要它们在所附权利要求或其等同物 的范围内。