质层22B相对于负极集电体22A的粘附性。在这种情况下，至少在与负极活性物质层22B 相对的区域内的负极集电体22A的表面粗糙化即可。粗糙化方法的实例可包括通过利用电 解处理从而形成细颗粒的方法。电解处理为如下的方法：在电解槽内使用电解法，在负极集 电体22A的表面上形成细颗粒，从而在负极集电体22A的表面提供凹凸。通过电解法制造 的铜箱通常称为"电解铜箱"。
[0137] 负极活性物质层22B包含能够嵌入和脱嵌锂离子的负极材料中的一种或多种作 为负极活性物质。负极活性物质层22B可以进一步包含一种或多种其他材料，例如，负极粘 合剂和负极导电体。负极粘合剂和负极导电体的细节例如可以与正极粘合剂和正极导电体 的细节相似。然而，负极材料的充电容量可优选地大于正极21的放电容量，从而防止在充 电时在负极22上无意中析出锂金属。换言之，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量 可优选地大于正极21的电化学当量。
[0138] 负极材料的实例可以包括一种或多种碳材料。在碳材料中，在嵌入和脱嵌锂时，其 晶体结构的变化极小，因此，碳材料提供高能量密度和优异的循环特征。而且，碳材料也用 作负极导电体。碳材料的实例可包括易石墨化碳、难石墨化碳以及石墨。然而，在难石墨化 碳内的（002)面的间隔可以优选地等于或大于0.37nm，并且在石墨内的（002)面的间隔可 以优选等于或小于〇. 34nm的石墨。更具体而言你，碳材料的实例可包括热解碳、焦炭、玻璃 碳纤维、有机高分子化合物烧制体、活性炭以及碳黑。焦炭的实例可包括沥青焦炭、针状焦 以及石油焦。通过在适当的温度下烧制（碳化）高分子化合物（例如，酚醛树脂和呋喃树 脂），获得有机高分子化合物烧制体。除此以外，碳材料可在大约l〇〇〇°C以下的温度热处理 后的低结晶碳或非晶碳。要注意的是，碳材料的形状可为纤维形状、球形、颗粒形状以及鳞 片状形状中的任何形状。
[0139] 而且，由于因此获得更高的能量密度，所以负极材料可为例如包含作为构成元素 的金属元素和准金属元素中的一种或多种的材料（金属类材料）。这种金属类材料可为单 质、合金或化合物，可为其中的两种或更多种，或者可以在其部分或所有内具有其一种或多 种相。要注意的是，除了包括由两种或更多种金属元素配置成的材料，"合金"还包括包含一 种或多种金属元素和一种或多种准金属元素的材料。而且，"合金"可包含非金属元素。其 结构的实例可包括固溶体、共晶（共晶混合物）、金属间化合物以及其中的两种个或更多种 共存的结构。
[0140] 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金属元素和 准金属元素中的一种或多种。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。特别地，可以优选Si和/或Sn。其中的一个原因在于，Si和 Sn具有嵌入和脱嵌锂离子的优异能力，因此，提供高能量密度。
[0141] 包含作为构成元素的Si和/或Sn的材料可为Si的单质、合金以及化合物中的任 一个，可以是Sn的单质、合金以及化合物中的任一个，可为其中的两个或多个，或者可以在 其部分或所有内具有其一个或多个相。要注意的是，"单质"仅仅表示普通单质（在其内可 包含少量杂质），不一定表示纯度100%的单质。
[0142] Si合金可包含例如除了Si以外的Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、 Sb以及Cr等元素中的一种或多种作为构成元素。Si化合物可包含例如除了Si以外的C、 〇等中的一种或多种作为构成元素。要注意的是，例如，Si化合物可包含除了Si以外的为 Si合金所描述的元素中的一种或多种作为构成元素。
[0143] Si合金和Si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、Si2N20、 Si0v(0〈v< 2)以及LiSiO,其中，在SiOv中的v可在0.2〈v〈l.4的范围内。
[0144] Sn合金可包含例如除了Sn以外的Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、 Sb以及Cr等元素中的一种或多种作为构成元素。Sn化合物可包含例如除了Sn以外的C、 0等元素中的一种或多种作为构成元素。要注意的是，例如，Sn化合物可包含除了Sn以外 的为Sn合金所描述的元素中的一种或多种作为构成元素。Sn合金和Sn化合物的实例可包 括Sn0w(0〈w彡 2)、SnSi03、LiSnO以及Mg2Sn。
[0145] 进一步地，作为包含Sn作为构成元素的材料，例如，除了作为第一构成元素的Sn， 还可优选包含第二构成元素以及第三构成元素的材料。第二构成元素的实例可包括Co、Fe、 Mg、Ti、V、Cr、Mn、Ni、Cu、Zn、Ga、Zr、Nb、Mo、Ag、In、Ce、Hf、Ta、W、Bi以及Si等元素中的一 种或多种。第三构成元素的实例可包括B、C、A1以及P元素中的一种或多种。在包含第二 构成元素和第三构成元素的情况下，获得高电池容量、优异的循环特征等。
[0146] 特别地，可优选包含Sn、Co以及C作为构成元素的材料（包含SnCoC的材料）。例 如，包含SnCoC的材料的成分可以如下。即，C含量可从9. 9质量％到29. 7质量％并且Sn 和Co含量的比率（CcV(Sn+C〇))可从20质量％到70质量％，因为在这种组成范围内获得 高能量密度。
[0147] 包含SnCoC的材料可以优选地具有包含Sn、Co以及C的相。这种相可优选地为低 结晶或非结晶。该相为能够与锂起反应的反应相。由于存在反应相，所以获得优异的特性。 在CuKa射线用作特定的X射线并且插入速度为1° /分钟的情况下，由该相的X射线衍射 获得的衍射峰值的半带宽可优选地等于或大于基于衍射角2 0的1°。因此，更顺利地嵌入 和脱嵌锂离子，并且与电解液的反应性降低。要注意的是，在某些情况下，除了低结晶相位 或非结晶相，包含SnCoC的材料还包括包含各个构成元素的单质或一部分的相。
[0148] 通过比较与锂起电化学反应之前和之后的X射线衍射图，可容易地确定由X射线 衍射获得的衍射峰值是否与能够与锂起反应的反应相对应。例如，如果在与锂起电化学反 应之后的衍射峰值的位置从与锂起电化学反应之前的衍射峰值的位置变化，那么所获得的 衍射峰值与能够与锂起反应的反应相对应。在这种情况下，例如，在2 0 =从20°到50° 的范围内看到低结晶反应相或非结晶反应相的衍射峰。这样的反应相可具有例如上述各个 构成元素，并且可能主要由于存在C导致其低结晶或非结晶结构。
[0149] 在包含SnCoC的材料中，作为构成元素的所有或部分C可优选地结合至作为其他 构成元素的金属元素或准金属元素，因为由此抑制Sn等的凝聚或结晶化。通过例如X射线 光电子能谱法（XPS)，可检查元素的结合状态。在市场上可购买的装置中，例如，Al-Ka射 线、Mg-Ka射线等可用作软X射线。在部分或所有C结合至金属元素、准金属元素等的情况 下，在低于284. 5eV的区域内，显示C的Is轨道（Cls)的合成波的峰。要注意的是，进行能 量校准，使得在84.OeV获得Au原子的4f轨道（Au4f)的峰。此时，通常，由于在材料表面 上存在表面污染碳，所以表面污染碳的Cls的峰被视为284. 8eV，其用作能量标准。在XPS 测量中，Cls的峰的波形以包括表面污染碳的峰和在包含SnCoC的材料内的碳的峰的形式 获得。因此，例如，可使用市场上可购买到的软件使这两个峰彼此分离来进行分析。在波形 分析中，在最低结合能侧上存在的主峰的位置为能量标准（284. 8eV)。
[0150] 要注意的是，包含SnCoC的材料不限于仅仅由Sn、Co以及C作为构成元素构成的 材料（SnCoC)。换言之，除了Sn、Co以及C以外，包含SnCoC的材料还可进一步包含例如Si、 Fe、Ni、Cr、In、Nb、Ge、Ti、Mo、Al、P、Ga、Bi等中的一种或多种作为构成元素。
[0151] 除了包含SnCoC的材料以外，还可优选包含Sn、Co、Fe以及C作为构成元素的材料 (包含SnCoFeC的材料）。包含SnCoFeC的材料的组成可以是任何组成。例如，将Fe含量设 置为较小的组成可以如下。即，C含量可从9. 9质量％到29. 7质量％，Fe含量可从0. 3质 量％到5. 9质量％，并且Sn和Co含量的比率（CcV(Sn+Co))可从30质量％到70质量％。 此外，Fe含量设置为较大的组成如下。即，C含量可从11. 9质量％到29. 7质量％，Sn、Co以及Fe含量的比率（(Co+Fe)ASn+Co+Fe))可从26. 4质量％到48. 5质量％，并且Co和Fe 含量的比率（CoACo+Fe))可从9.9质量％到79.5质量％。在这种组成范围内，获得高能 量密度。要注意的是，包含SnCoFeC的材料的物理性能（例如，半带宽）与上述包含SnCoC 的材料的物理性能相似。
[0152] 除此以外，负极材料可为例如金属氧化物、高分子化合物等中的一种或多种。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。
[0153]通过例如涂布法、气相法、液相法、喷雾法以及烧制法（烧结法）中的一种或多种， 可形成负极活性物质层22B。涂布法可是如下方法：例如，在微粒（粉末）负极活性物质和 负极粘合剂等混合之后，该混合物分散在诸如有机溶剂的溶剂内，并且用所得物涂布负极 集电体22A。气相法的实例可以包括物理沉积法和化学沉积法。更具体而言，其实例可以包 括真空蒸法、溅射法、离子电镀法、激光烧蚀法、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。液相法的实例可以包括电解电镀法和化学镀法。喷雾法是 如下的方法：在熔融状态或半熔融状态下的负极活性物质喷雾到负极集电体22A。烧制法 可为例如如下的方法：在负极集电体22A用涂布法涂布被分散在溶剂内的混合物之后，在 温度高于负极粘合剂等的熔点下进行热处理。烧制法的实例可包括气氛烧制法、反应烧制 法、以及热压烧制法。
[0154]在二次电池中，如上所述，为了防止在充电中途在负极22上无意中析出锂金属， 能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量可以优选地大于正极的电化学当量。而且，即 使使用相同的正极活性物质，与在开路电压为4. 20V的情况下的脱嵌量相比，在处于完全 充电的状态时的开路电压（即，电池电压）等于或大于4. 25V的情况下，每单位质量的锂离 子的脱嵌量也更大。因此，相应地调节正极活性物质和负极活性物质的量。由此，可获得高 能量密度。
[0155]【隔膜】
[0156] 隔膜23分隔正极21和负极22,并且使锂离子穿过，同时防止这两个电极的接触造 成电流短路。隔膜23可为例如由合成树脂、陶瓷等制成的多孔膜。隔膜23可为层压膜，在 该层压膜中两个或更多个多孔膜层压。合成树脂的实例可包括聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙 稀。
[0157] 隔膜23尤其可以包括例如高分子化合物层，其位于上述多孔膜（基础材料层）的 单个表面或两个表面上。其中的一个原因在于，由此提高了隔膜23对于正极21和负极22 的粘附性，因此，抑制螺旋卷绕的电极体20变形。因此，抑制电解液的分解反应，并且抑制 浸渍基础材料层的电解液的液体泄漏。因此，即使重复充电和放电，电阻不太可能增大，并 且抑制电池膨胀。
[0158]例如，高分子化合物层可以包含诸如聚偏二氟乙烯的高分子材料，因为这样的高 分子材料具有优异的物理强度并且是电化学稳定的。然而，高分子材料可以是除了聚偏二 氟乙烯以外的高分子材料。例如，可以如下形成高分子化合物层。即，在制备溶解有高分子 材料的溶液之后，用该溶液涂布基础材料层，然后，干燥生成物。或者，基础材料可以浸泡在 溶液内，然后干燥。
[0159]【电解液】
[0160] 隔膜23浸渍有作为液体电解质的电解液。电解液包含溶剂和电解质盐，并且可以 进一步包含其他材料，例如，添加剂。
[0161] 溶剂包含一种或多种非水溶剂，例如，有机溶剂。非水溶剂的实例可包括环状碳酸 酯、链式碳酸酯、内酯、链式羧酸酯以及腈，因为由此可获得优异的电池容量、优异的循环特 征、优异的保存特性等。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。链式碳酸酯的实例可包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、以及碳酸甲基丙基。内 酯的实例可包括y-丁内酯和y-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-甲氧基丙睛。
[0162] 除此以外，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、1，3-二氧杂环乙烷、1，4-二氧杂环乙 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、硝基乙烧、环丁砜、磷酸三甲酯以及二甲亚砜，因为由此获得相似的优点。
[0163] 特别地，可优选碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、以及碳酸甲乙 酯，因此由此获得更优异的电池容量、更优异的循环特征、更优异的保存特性等。在这种 情况下，可更优选高粘度（高介电常数）溶剂（例如，比介电常数（specificdielectric constant)e多30)(例如，碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯）以及低粘度溶剂（例如，粘度 彡ImPa*s)(例如，碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯以及碳酸二乙酯）的组合。其中的一个原因在 于，由此提高了电解质盐的离解性质和离子迀移率。
[0164] 特别地，该溶剂可优选地包含一种或多种不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺内酯 (环状磺酸酯）、酸酐等。其中的一个原因在于，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、碳酸乙烯基亚乙酯、以及碳酸亚甲基亚乙酯。卤化碳酸酯为具有一 个或多个卤素作为构成元素的环状碳酸酯或者具有一个或多个卤素作为构成元素的链式 碳酸酯。环状卤化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。链式卤化碳酸酯的实例可包括碳酸氟甲酯甲酯、碳酸双（氟甲酯）以及碳 酸二氟甲酯甲酯。磺内酯的实例可以包括丙磺酸内酯和丙烯磺酸内酯。酸酐的实例可以包 括琥珀酸酐、乙烷二磺酸酐以及磺基苯甲酸酐。然而，溶剂不限于上述材料，并且可以是其 他材料。
[0165] 电解质盐可包含一种或多种盐，例如，锂盐。然而，电解质盐可包含锂盐以外的盐。 锂盐以外的盐的实例可以包括锂盐以外的轻金属盐。
[0166] 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)、甲磺酸锂（LiCH3SO3)、三氟甲基磺酸锂 (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、优异的循环特征、优异的保存特性等。
[0167] 尤其，可优选LiPF6、LiBF4、LiClO4以及LiAsF6中的一种或多种，可更优选LiPF6, 因为由此降低了内电阻，并且因此，获得更高的效果。然而，电解质盐不限于上材料，并且可 以是其他材料。
[0168] 虽然不特别限制电解质盐的含量，但是其含量可以相对于溶剂可优选地为从 0? 3mol/kg到3.Omol/kg，因为由此获得高离子导电性。
[0169] 【二次电池的运作】
[0170] 二次电池例如可以如下地运作。在充电时，从正极21中脱嵌的锂离子通过电解液 嵌入负极22内。相反，在放电时，从负极22脱嵌的锂离子通过电解液嵌入正极21中内。
[0171] 【制造二次电池的方法】
[0172] 例如，可通过以下过程制造二次电池。
[0173] 首先，制造正极21。在这种情况下，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、正极导电体等混合，以制备正极混合物。随后，将正极混合物分散在有 机溶剂等内，以获得糊状正极混合物浆体。随后，在正极集电体21A的两个表面涂布正极混 合物浆体，使该浆体干燥，以形成正极活性物质层21B。随后，使用辊式压制机等压缩模制正 极活性物质层21B。在这种情况下，在加热的同时进行压缩模制，或者压缩模制可重复进行 几次。
[0174] 而且，通过与上述正极21的步骤相似的步骤制造负极22。在这种情况下，负极活 性物质和负极粘合剂、负极导电体等混合，以制备负极混合物