覆盖部分102。
[0146] [2、二次电池]
[0147] 上述的本技术的活性材料和电极可以用于例如如下电化学装置。下面具体参照作 为电化学装置的实例的二次电池描述活性材料和电极的应用例。
[0148] [2-1、锂离子二次电池（圆柱型）]
[0149] 图11和图12分别示出了二次电池的剖面配置。图13示意性地示出了图12中所 示的正极21和负极22的平面配置。应注意，图12中放大了图11中所示的螺旋卷绕电极 体20的部分。
[0150][二次电池的整体配置]
[0151] 这里描述的二次电池是其中负极22的容量通过作为电极反应物的锂（锂离子） 的插入和提取而得到的锂离子二次电池，并且是所谓的圆柱型。
[0152] 在该二次电池中，如图11所示，例如，具有中空圆柱形状的电池壳11内可以包含 螺旋卷绕电极体20和一对绝缘板12和13。在螺旋卷绕电极体20中，例如，正极21和负极 22隔着隔膜23层叠并螺旋卷绕。这里，本技术的活性材料和电极例如可以应用于负极22。
[0153] 电池壳11例如可具有中空结构，其中电池壳11的一端封闭，而电池壳11的另一 端敞开。此外，电池壳11可以由铁、铝、其合金等制成。电池壳11的表面可以镀有镍等。一 对绝缘板12和13被布置为将螺旋卷绕电极体20夹在绝缘板12和13之间，并垂直于螺旋 卷绕电极体20的螺旋卷绕的外围表面延伸。
[0154] 在电池壳11的开口端，利用垫圈17扣压（swage)而附接电池盖14、安全阀机构 15和正温度系数装置（PTC装置）16。因此，将电池壳11气密地密封。电池盖14例如可以 由类似于电池壳11的材料制成。安全阀机构15和PTC装置16设置在电池盖14内部。安 全阀机构15通过PTC装置16与电池盖14电连接。在安全阀机构15中，在内部压力由于 内部短路、外部加热等而达到特定水平以上的情况下，盘状板15A翻转以切断电池盖14与 螺旋卷绕电极体20之间的电连接。PTC装置16防止大电流造成的异常发热。当温度升高 时，PTC装置16的电阻相应增大。垫圈17例如可以由绝缘材料制成。垫圈17的表面可以 涂布沥青等。
[0155] 在螺旋卷绕电极体20的中心，例如可以插入中心销24。然而，中心销24不一定插 入螺旋卷绕电极体20的中心。例如，由导电材料（比如铝）等制成的正极引线25可以与 正极21连接。例如，由导电材料（比如镍）等制成的负极引线26可以与负极22连接。例 如，正极引线25可以被焊接至安全阀机构15,由此可以与电池盖14电连接。例如，负极引 线26可以被焊接至电池壳11，从而可以与电池壳11电连接。
[0156][正极]
[0157] 如图12所示，正极21在正极集电体21A的一个表面或两个表面上可以具有正极 活性材料层21B。正极集电体21A例如可以由导电材料如铝、镍及不锈钢制成。
[0158] 正极活性材料层21B包括一种或多种能够插入和提取锂离子的正极材料作为正 极活性材料。正极活性材料层21B还可包括一种或多种其他材料，比如正极粘结剂和正极 导体。应注意，正极粘结剂和正极导体的详情类似于用于本技术的电极的粘结剂和导体的 详情。
[0159] 正极材料可优选为含锂的化合物，因为由此获得了高能量密度。含锂的化合物的 实例可包括锂过渡金属复合氧化物和锂过渡金属磷酸盐化合物。锂过渡金属复合氧化物是 包括锂和一个或多个过渡金属元素作为组成元素的氧化物。锂过渡金属磷酸盐化合物是包 括锂和一个或多个过渡金属元素作为组成元素的磷酸盐化合物。特别地，过渡金属元素可 以优选是钴、镍、锰和铁等中的任意一种或多种，因为由此实现了较高的电压。其化学式例 如可表示为1^，10 2或LiyM2P04。在公式中，Ml和M2是一种或多种过渡金属元素。x和y 的值根据充放电状态而变化，但是例如可以在〇. 05 <x< 1. 10和0. 05 <y< 1. 10的范 围内。
[0160] 锂过渡金属复合氧化物的实例可包括LiC〇02、LiNi02以及由下面的公式（1)表示 的锂镍复合氧化物。锂过渡金属磷酸盐化合物的实例可包括LiFePOjPLiFe(u〈l)， 因为由此实现了高电池容量并且也实现了优异的循环特性等。
[0161] LiNDA(1)
[0162] (M是Co、Mn、Fe、A1、V、Sn、Mg、Ti、Sr、Ca、Zr、Mo、Tc、Ru、Ta、W、Re、Yb、Cu、Zn、Ba、 8、0、51、6&、卩、513和吣中的一种或多种。2满足0.005〈2〈0.5。）
[0163] 除此之外，正极材料例如可以是氧化物、二硫化物、硫族化物、导电聚合物等中的 一种或多种。氧化物的实例可包括二氧化钛、氧化f凡和二氧化猛。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 胺和聚噻吩。然而，正极材料不限于上述的这一系列材料，还可以是其他材料。
[0164][负极]
[0165] 负极22的配置类似于本技术的电极的配置。具体地，如图12所示，负极22例如可 以具有负极集电体22A的一个表面或两个表面上的负极活性材料层22B。负极集电体22A 和负极活性材料层22B的配置可以分别类似于集电体1和活性材料层2的配置。
[0166] 在此二次电池中，为了防止锂金属在充电中间意外沉积在负极22上，能够插入和 提取锂离子的负极材料的电化学当量可优选大于正极的电化学当量。进一步地，在完全充 电状态时开路电压（即电池电压）等于或大于4. 25V的情况下，每单位质量的锂离子提取 量大于开路电压为4. 20V的情况下的提取量，即使使用相同的正极活性材料也如此。因此， 相应调整正极活性材料和负极活性材料的量。由此可实现高能量密度。
[0167] 这里，如图13所示，正极活性材料层21B例如可以设置在正极集电体21A的表面 的一部分（例如纵向方向上的中间区域）上。相反，负极活性材料层22B例如可以设置在 负极集电体22A的整个表面上。相应地，负极活性材料层22B可以设置在负极集电体22A 的与正极活性材料层21B相对的区域（相对区域R1)和不与正极活性材料层21B相对的区 域（非相对区域R2)中。在这种情况下，负极活性材料层22B中，设置在相对区域R1中的 部分有助于充放电，但设置在非相对区域R2中的部分几乎无助于充放电。应注意，正极活 性材料层21B和负极活性材料层22B在图13中画上阴影。
[0168] 如上所述，负极活性材料层22B中包括的负极活性材料包括多个纤维状碳材料， 并且在一些情况下网状结构可以由纤维状碳材料形成。在这种情况下，负极活性材料层22B 由于在充放电时膨胀和收缩而可能变形或损坏。负极活性材料的配置（比如纤维状碳材料 的状态）因此可能从形成负极活性材料层22B时的状态改变。然而，在相对区域R2中，几 乎可以保持负极活性材料层22B的形成状态，而不受非充放电的影响。相应地，针对负极活 性材料的配置，可以优选检查非相对区域R2中的负极活性材料层22B，因为可以具有良好 再现性地准确检查负极活性材料的配置，无论是否有充放电史（比如是否进行充放电以及 充放电的次数）。
[0169][隔膜]
[0170] 隔膜23将正极21与负极22隔开，并在防止由两个电极的接触所引起的电流短路 的同时使锂离子通过。隔膜23例如可以是由合成树脂或陶瓷等制成的多孔膜。隔膜23可 以是其中层压了两个以上多孔膜的层压膜。合成树脂的实例可包括聚四氟乙烯、聚丙烯和 聚乙烯。
[0171][电解液]
[0172] 用作为液体电解质的电解液浸渍隔膜23。电解液可以包括溶剂和电解质盐。应注 意，电解液可以包括一种或多种其他材料比如添加剂。
[0173] 溶剂可以包括一种或多种非水溶剂比如有机溶剂。非水溶剂的实例可以包括环状 碳酸酯、链状碳酸酯、内酯、链状羧酸酯和腈，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。环状碳酸酯的实例可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯和碳酸亚丁 酯。链状碳酸酯的实例可以包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯和碳酸甲丙酯。内酯 的实例可以包括Y-丁内酯和Y-戊内酯。羧酸酯的实例可以包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙 酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯和三甲基乙酸乙酯。腈的实例可 以包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈和3-甲氧基丙腈。
[0174] 除此之外，非水溶剂例如可以是1，2-二甲氧基乙烧、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、 四氢P比喃、1，3-二氧戊环、4-甲基-1，3-二氧戊环、1，3-二噁烧、1，4-二噁烧、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、磷酸三甲酯和二甲亚砜等，因为由此实现了类似的优点。
[0175] 特别地，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯和碳酸甲乙酯中的一 种或多种可以是优选的，因为由此实现了进一步的优异的电池特性、优异的循环特性、优异 的保存特性等。在这种情况下，高粘度（高介电常数）溶剂（例如，比介电常数e多30) 比如碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯与低粘度溶剂（例如，粘度彡ImPa*s)比如碳酸二甲酯、碳 酸甲乙酯或碳酸二乙酯的组合可以是更优选的。这样的一个原因是，由此提高了电解质盐 的离解性能和离子迀移率。
[0176]特别地，溶剂可以包括不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺内酯（环状磺酸酯）、 酸酐等中的一种或多种，因为由此提高了电解液的化学稳定性。不饱和环状碳酸酯是包括 一个或多个不饱和键（碳碳双键）的环状碳酸酯。不饱和环状碳酸酯的实例可以包括碳 酸亚乙烯酯、碳酸乙烯基亚乙酯和碳酸亚甲基亚乙酯。卤代碳酸酯是具有一个或多个卤素 作为组成元素的环状或链状碳酸酯。环状卤代碳酸酯的实例可以包括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以包括碳酸氟甲 酯甲酯，碳酸双（氟甲酯）和碳酸二氟甲酯甲酯。磺内酯的实例可以包括丙烷磺内酯和丙 烯磺内酯。酸酐的实例可以包括琥珀酸酐、乙烷二磺酸酐和磺基苯甲酸酐。
[0177] 电解质盐可以包括例如一种或多种诸如锂盐的盐。然而。电解质盐可以包括例如 除锂盐之外的盐。"除锂盐之外的盐"的实例可以包括除锂盐之外的轻金属盐。
[0178] 锂盐的实例可以包括六氟磷酸锂（LiPF6)、四氟硼酸锂（LiBF4)、高氯酸锂 (LiC104)、六氟砷酸锂（LiAsF6)、四苯基硼酸锂（LiB(C6H5)4)、甲烷磺酸锂（LiCH3S03)、三氟 甲烷磺酸锂（LiCF3S03)、四氯铝酸锂（LiAlCl4)、六氟硅酸二锂（Li2SiF6)、氯化锂（LiCl)和 溴化锂（LiBr)，因为由此实现了优异的电池容量、优异的循环特性、优异的保存特性等。应 注意，锂盐的具体实例并不限于上述化合物。
[0179]特别地，LiPF6、LiBF4、LiC10JPLiAsF6中的一种或多种可以是优选的，LiPF6可以 是更优选的，因为由此降低了内阻，这导致实现了更高的效果。
[0180] 电解质盐相对于溶剂的含量不受特别限制，但特别地，优选可以为〇.3mol/kg以 上至3.Omol/kg以下，因为由此实现了高离子传导性。
[0181][二次电池的操作]
[0182] 二次电池例如可以如下地操作。在充电时，从正极21提取的锂离子可以通过电解 液被插入到负极22中。另一方面，在放电时，从负极22提取的锂离子可以通过电解液被插 入到正极21中。
[0183][二次电池的制造方法]
[0184] 二次电池例如可以通过下述过程来制造。
[0185] 首先，制造正极21。将正极活性材料根据需要与正极粘结剂和/或类似物质混合 以获得正极混合物。随后，将正极混合物分散在有机溶剂等中以获得糊状正极混合物浆料。 随后，利用正极混合物浆料涂布正极集电体21A的两个表面，将正极混合物进行干燥以形 成正极活性材料层21B。此后，正极活性材料层21B可以利用辊压机和/或类似装置进行压 制成型。在形成正极活性材料层21B的情况下，在加热的同时对正极活性材料层21B进行 压制成型，或可以重复压制成型数次。
[0186] 进一步地，通过与本技术对电极的过程类似的过程在负极集电体22A的两个表面 上形成负极活性材料层22B，由此制造负极22。
[0187] 最后，通过使用正极21和负极22来组装二次电池。通过焊接方法和/或类似方 法将正极引线25连接至正极集电体21A，并通过焊接方法和/或类似方法将负极引线26连 接至负极集电体22A。随后，将正极21和负极22与它们之间的隔膜23进行层压，并螺旋 卷绕，由此制造螺旋卷绕电极体20。之后，将中心销24插入到螺旋卷绕电极体20的中心。 随后，将螺旋卷绕电极体20夹在一对绝缘板12和13之间，并容纳在电池壳11内部。在这 种情况下，通过焊接方法和/或类似方法将正极引线25的端部连接至安全阀机构15,并通 过焊接方法和/或类似方法将负极引线26的端部连接至电池壳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内部，并利用电解液浸渍隔膜23。最后，在电池壳11 的开口端，电池盖14、安全阀机构15和PTC装置16利用垫圈17扣压。
[0188][二次电池的功能和效果]
[0189] 根据圆柱型二次电池，负极22的配置类似于本技术的电极的配置。这抑制了负极 活性材料的降解和电解液的分解反应，并提高了负极活性材料的电导性。因此，即使重复执 行充放电，也可使放电容量不太可能降低，因此实现了优异的电池特性。除上述之外的功能 和效果类似于本技术的活性材料、电极等的功能和效果。
[0190] [2-2、锂离子二次电池（层压膜型）]
[0191] 图14示出了另一个二次电池的分解透视配置。图15放大了沿图14中所示的螺 旋卷绕电极体30的XV-XV线截取的剖面。在适当的情况下，在下文中引用已经描述的圆柱 型二次电池的组成。
[0192][二次电池的整体配置]
[0193] 此处所述的二次电池是所谓的层压膜型锂离子二次电池。如图14所示，螺旋卷绕 电极体30例如可以容纳在膜状外部封装构件40中。在螺旋卷绕电极体30中，例如，将正 极33和负极34与它们之间的隔膜35和电解质层36层压并且可以螺旋卷绕。将正极引线 31附接至正极33,并将负极引线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。
[0194] 正极引线31