电解液、电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统的制作方法

本技术涉及电解液、电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统。

背景技术：

由于锂离子二次电池是轻量的并具有高能量密度，所以广泛地将锂离子二次电池用作用于移动式电话、便携式计算机、电动工具、电动汽车等的电源。由于锂离子二次电池的特征很大程度上取决于使用的非水电解液，所以已经提出了添加到非水电解液中的各种添加剂。

例如，专利文献1描述了通过将环状二磺酸酐添加到电解液中来抑制由于重复充电和放电引起的电池电阻升高的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：特开2012-199172号公报

技术实现要素：

技术问题

本技术的一个目的是提供在存储期间能够抑制电池电阻升高的电解液、电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统。

问题的解决方案

为了解决上述问题，本技术是电解液，包含：由下式(1)和(2)表示的化合物的至少一种。

[化1]

(在式(1)中，f表示氟基。a表示一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。rfa形成环并包含至少一个-cra2-基团，其中ra表示氢基、氟基、一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。)

[化2]

(在式(2)中，f表示氟基。b表示二价饱和烃基、二价不饱和烃基、二价卤代饱和烃基或二价卤代不饱和烃基。rfb形成环并包含至少一个-crb2-基团，其中rb表示氢基、氟基、一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。)

根据本技术的电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统包含上述电解液。

发明的效果

如上所述，根据本技术，可以抑制存储期间电池电阻的升高。

附图说明

[图1]是示出了根据本技术的第二实施方式的非水电解质二次电池的构造实例的截面图。

[图2]是示出了图1所示的卷绕电极体的一部分的放大截面图。

[图3]是示出了根据本技术的第三实施方式的非水电解质二次电池的构造实例的分解透视图。

[图4]是沿图3所示的卷绕电极体的iv-iv线截取的截面图。

[图5]是示出了根据本技术的第四实施方式的电池组和电子设备的构造实例的框图。

[图6]是示出了根据本技术的第五实施方式的电力存储系统的构造实例的示意图。

[图7]是示出了根据本技术的第六实施方式的电动车辆的构造的示意图。

具体实施方式

将按照下列顺序描述本技术的实施方式。

1第一实施方式(电解液的实例)

2第二实施方式(圆柱形电池的实例)

3第三实施方式(扁平型电池的实例)

4第四实施方式(电池组和电子设备的实例)

5第五实施方式(电力存储系统的实例)

6第六实施方式(电动车辆的实例)

<1第一实施方式>

[电解液的组成]

作为液体电解质的电解液包含非水溶剂、电解质盐和第一添加剂，并且电解质盐溶解在非水溶剂中。有利的是电解液进一步包含除了上述第一添加剂之外的第二添加剂。

(溶剂)

作为非水溶剂，可以使用例如碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸亚丁酯、碳酸二甲酯(dmc)、碳酸乙甲酯(emc)、γ-丁内酯、γ-戊内酯、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、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、n-甲基噁唑啉酮、n,n’-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环砜烷、磷酸三甲酯、二甲亚砜等。可以单独使用这些或可以混合并使用它们中的多个。

(电解质盐)

电解质盐包含例如以下所描述的一种或两种或更多种锂盐。然而，电解质盐可以包含除锂盐之外的另一种盐(例如除锂盐之外的轻金属盐)。

作为锂盐，电解质盐的实例包括六氟磷酸锂(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)、双(草酸硼酸)锂、二氟草酸硼酸锂、甲磺酸锂(lich3so3)、三氟甲磺酸锂(licf3so3)、双(三氟甲基磺酰基)酰胺锂、双(氟甲基磺酰基)酰胺锂、四氯铝酸锂(lialcl4)、六氟硅酸二锂(li2sif6)、氯化锂(licl)和溴化锂(libr)。

(第一添加剂)

第一添加剂包含由下式(1)表示的化合物(在下文中称为“化合物(1)”)和由下式(2)表示的化合物(在下文中称为“化合物(2)”)中的至少一种。由于电解液包含第一添加剂，所以可以抑制存储期间电池电阻的升高。认为表现出这种效果是因为在电极上形成了源自化合物(1)和化合物(2)中的至少一种的涂层。应注意电极是指正极和负极中的至少一种。

第一添加剂有利地包含至少化合物(2)。这是因为化合物(2)在抑制电池电阻升高上比化合物(1)更有效。认为这种效果的区别是由于在电极上的成膜能力方面，包含化合物(2)的电解液优于包含化合物(1)的电解液。

[化3]

(在式(1)中，f表示氟基。a表示一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。rfa形成环并包含至少一个-cra2-基团。应注意ra表示氢基、氟基、一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。因此，芳环例如苯环不包括在上述由rfa形成的“环”中。)

[化4]

(在式(2)中，f表示氟基。b表示二价饱和烃基、二价不饱和烃基、二价卤代饱和烃基或二价卤代不饱和烃基。rfb形成环并包含至少一个-crb2-基团。应注意rb表示氢基、氟基、一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。因此，芳环例如苯环不包括在上述由rfb形成的“环”中。)

“烃基”是由碳(c)和氢(h)形成的基团的通用术语，并可以是直链的、具有一个或多个侧链的支链的、或环状的。“饱和烃基”是不具有碳碳重键的脂肪族烃基。应注意“脂肪族烃基”还包括具有环的脂环烃基。“不饱和烃基”是具有碳碳重键(碳碳双键或碳碳三键)的脂肪族烃基。

“卤代饱和烃基”表示其中饱和烃基的至少一部分氢基(-h)被卤素基团取代(卤代)的基团。卤素基团包括例如氟基(-f)、氯基(-cl)、溴基(-br)和碘基(-i)中的一种或两种或更多种。“卤代不饱和烃基”表示其中不饱和烃基的至少一部分氢基被卤素基团取代(卤代)的基团，并且卤素基团的种类是如上所述的。

从进一步抑制存储期间电池电阻升高的角度，式(1)中的a有利地是一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。由于包含其中a是这些基团的化合物(1)的电解液具有在电极上优异的成膜能力，所以认为在存储期间抑制电池电阻升高的作用是特别高的。

包含在式(1)中的rfa中的氟基的数目越多越有利。包含在rfa中的氟基的数目有利地不小于2且不大于12、更有利地不小于4且不大于12、仍更有利地不小于6且不大于12。这是因为包含在rfa中的氟基的数目越多，在存储期间抑制电池电阻升高的作用越高。认为这是因为包含在rfa中的氟基的数目越多，则形成在电极上的涂层的绝缘性质越高。从增加氟基的数目的角度，rfa有利地是全氟代的。全氟代rfa的实例包括-(cf2)m-基团。应注意m有利地是1至6、更有利地2至6、以及仍更有利地3至6的整数。

类似地，从进一步抑制存储期间电池电阻的升高的角度，式(2)中的b也有利地是二价不饱和烃基或二价卤代不饱和烃基。由于包含其中b是这种基团的化合物(2)的电解液具有在电极上优异的成膜能力，所以认为在存储期间抑制电池电阻升高的作用是特别高的。

包含在式(2)中的rfb中的氟基的数目越多越有利。具体地，包含在rfb中的氟基的数目有利地不小于2且不大于12、更有利地不小于4且不大于12、仍更有利地不小于6且不大于12。这是因为包含在rfb中的氟基的数目越多，在存储期间抑制电池电阻升高的作用越高。认为这是因为包含在rfb中的氟基的数目越多，则形成在电极上的涂层的绝缘性质越高。从增加氟基的数目的角度，rfb有利地是全氟代的。全氟代rfb的实例包括-(cf2)m-基团。应注意n有利地是1至6、更有利地2至6、以及仍更有利地3至6的整数。

从通过增加分子量来抑制电解液的挥发的角度，更具体地从抑制电解液泄露期间的蒸发的角度，第一添加剂有利地包含二聚化合物(2)。

化合物(1)例如是由下式(1-1)至(1-10)表示的化合物中的至少一种(在下文中称为“化合物(1-1)至(1-10)”)。

[化5]

化合物(2)例如是由下式(2-1)至(2-3)表示的化合物中的至少一种(在下文中称为“化合物(2-1)至(2-3)”)。

[化6]

电解液中的第一添加剂的含量，即化合物(1)和化合物(2)中的至少一种的含量有利地不小于按质量计0.01％且不大于按质量计30％，以及更有利地不小于按质量计0.1％且不大于按质量计5质量％。这是因为在其在上述数值范围内的情况下，存储期间抑制电池电阻升高的作用进一步改善。应注意电解液中的第一添加剂的含量是指相对于电解液的总质量的质量百分比。

例如如下可以得到包含在电池的电解液中的第一添加剂的含量。首先，在惰性气氛如手套箱中拆解电池，并使用dmc或重溶剂提取电解液组分。接下来，通过对得到的提取溶液进行gc-ms(气相色谱-质谱)测量和nmr(核磁共振)测量来确定电解液中的第一添加剂的含量。

(第二添加剂)

第二添加剂包含选自由卤代碳酸酯、不饱和的环状碳酸酯、磺内酯(环状磺酸酯)、二氟磷酸锂(lipf2o2)、单氟磷酸锂(li2pfo3)和腈化合物组成的组中的至少一种。由于电解液包含第一添加剂和第二添加剂两者，所以可以进一步抑制存储期间电池电阻的升高。认为这是因为使用包含第一添加剂和第二添加剂两者的电解液导致在电极上形成源自两种添加剂的涂层。

(卤代碳酸酯)

卤代碳酸酯是包含一种或多种卤素作为组成元素的碳酸酯。卤代碳酸酯的实例包括由下式(3)和(4)表示的卤代碳酸酯中的至少一种。

[化7]

(在式(3)中，r11至r14各自独立地表示氢基、卤素基团、一价烃基或一价卤代烃基，以及r11至r14中的至少一种是卤素基团或一价卤代烃基。)

[化8]

(在式(4)中，r15至r20各自独立地表示氢基、卤素基团、一价烃基或一价卤代烃基，以及r15至r20中的至少一个是卤素基团或一价卤代烃基。)

由式(3)表示的卤代碳酸酯是包含一个或多个卤素作为组成元素的环状的碳酸酯(卤代环状碳酸酯)。由式(4)表示的卤代碳酸酯是包含一个或多个卤素作为组成元素的链状的碳酸酯(卤代链状碳酸酯)。

一价烃基的实例包括烷基基团。一价卤代烃基的实例包括卤代烷基基团。尽管卤素的种类不受特别的限制，但是有利的是氟(f)、氯(cl)或溴(br)，以及更有利地是氟。这是因为与其他卤素相比可以实现更高的效果。应注意卤素的数目有利地是两个而不是一个，并且可以是三个或更多个。这是因为形成保护膜的能力改善且形成了更强且更稳定的保护膜，从而进一步抑制电解液的分解反应。

由式(3)表示的卤代环状碳酸酯的实例包括4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮(fec)、4-氯-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、四氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氯-5-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氯-1,3-氧戊环-2-酮、四氯-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-双三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二氟-5-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氟-5-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-甲基-5-三氟甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-氟-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、5-(1,1-二氟乙基)-4,4-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氯-4,5-二甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-5-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4,5,5-三氟-1,3-二氧戊环-2-酮和4-氟-4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮。可以单独使用这些或可以组合使用它们中的多种。该卤代环状碳酸酯包括几何异构体。例如，在4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮的情况下，它们的反式异构体比它们的顺式异构体更有利。这是因为其可以容易地得到且可以实现高效果。由式(4)表示的卤代链状碳酸酯的实例包括氟甲基甲基碳酸酯、双(氟甲基)碳酸酯和二氟甲基甲基碳酸酯。可以单独使用这些或可以组合使用它们中的多种。

(不饱和的环状碳酸酯)

不饱和的环状碳酸酯是包含一个或多个不饱和的碳键(碳碳双键)的环状碳酸酯。不饱和的环状碳酸酯的实例包括由式(5)表示的化合物如亚甲基亚乙基碳酸酯(4mec：4-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)、碳酸亚乙烯酯(vc)和乙烯基亚乙基碳酸酯。

[化9]

(在式(5)中，r21和r22各自独立地表示氢基、卤素基团、一价烃基或一价卤代烃基。)

(磺内酯(环状磺酸酯))

磺内酯的实例包括由式(6)表示的化合物。由式(6)表示的化合物的实例包括丙磺酸内酯(ps：1,3-丙磺酸内酯)和丙烯磺内酯(prs：1,3-丙烯磺内酯)。

[化10]

(在式(6)中，rn是具有n个碳原子的二价烃，环是由二价烃基与s(硫)和o(氧)一起形成的。n代表2至5。环可以包含不饱和的双键。)

(腈化合物)

腈化合物仅需要是在分子中具有腈基的化合物，并且可以使用具有一个腈基的化合物、具有两个腈基的化合物或具有三个或更多个腈基的化合物。可以单独使用这些或可以混合它们中的多个。

具有一个腈基的化合物的实例包括乙腈、丙腈、丁腈、异丁腈、戊腈、异戊腈、辛腈、月桂腈、硬脂腈、2-甲基丁腈、三甲基乙腈、已腈、环戊腈、环己腈、丙烯腈、甲基丙烯腈、巴豆腈、3-甲基巴豆腈、2-甲基-2-丁烯腈、2-戊烯腈、2-甲基-2-戊烯腈、3-甲基-2-戊烯腈、2-己烯腈、氟乙腈、二氟乙腈、三氟乙腈、2-氟丙腈、3-氟丙腈、2,2-二氟丙腈、2,3-二氟丙腈、3,3-二氟丙腈、2,2,3-三氟丙腈、3,3,3-三氟丙腈和五氟丙腈。

具有两个腈基的化合物的实例包括丙二腈、丁二腈、戊二腈、己二腈、庚二腈、辛二腈、壬二腈、癸二腈、十一烷二腈、十二烷二腈、甲基丙二腈、乙基丙二腈、异丙基丙二腈、叔丁基丙二腈、甲基丁二腈、2,2-二甲基丁二腈、2,3-二甲基丁二腈、2,3,3-三甲基丁二腈、2,2,3,3-四甲基丁二腈、2,3-二乙基-2,3-二甲基丁二腈、2,2-二乙基-3,3-二甲基丁二腈、二环己基-1,1-二甲腈、二环己基-2,2-二甲腈、二环己基-3,3-二甲腈、2,5-二甲基-2,5-己烷二甲腈、2,3-二异丁基-2,3-二甲基丁二腈、2,2-二异丁基-3,3-二甲基丁二腈、2-甲基戊二腈、2,3-二甲基戊二腈、2,4-二甲基戊二腈、2,2,3,3-四甲基戊二腈、2,2,4,4-四甲基戊二腈、2,2,3,4-四甲基戊二腈、2,3,3,4-四甲基戊二腈、丁烯二腈、富马腈、1,4-二氰基戊烷、2,6-二氰基庚烷、2,7-二氰基辛烷、2,8-二氰基壬烷、1,6-二氰基癸烷、1,2-二氰基苯、1,3-二氰基苯、1,4-二氰基苯、3,3’-(亚乙基二氧基)二丙腈、3,3’-(亚乙基二硫基)二丙腈、3,3’-氧基二丙腈和3,3’-硫代二丙腈。

具有三个或更多个腈基的化合物的实例包括1,2,3-丙烷三腈、1,3,5-戊烷三腈、1,3,6-己烷三腈、1,2,3-三(2-氰基乙氧基)丙烷、三(2-氰乙基)胺、1,3,5-环己烷三腈、7,7,8,8-四氰基醌二甲烷、2,5-二甲基-7,7,7,8-四氰基醌二甲烷、2,5-二氟-7,7,8,8-四氰基醌二甲烷和聚丙烯腈。

[效果]

根据第一实施方式的电解液包含化合物(1)和化合物(2)中的至少一种作为第一添加剂。通过将这种电解液用于电池如锂离子二次电池，可以抑制存储期间电池电阻的升高。

<2第二实施方式>

在第二实施方式中，将描述包含根据第一实施方式的上述电解液的非水电解质二次电池。

[电池的构造]

在下文中，将参考图1描述根据本技术的第二实施方式的非水电解质二次电池的构造实例。这种非水电解质二次电池是例如所谓的锂离子二次电池，其中由于锂(li)的吸收和释放，负极的容量由容量组分表示，锂是电极反应材料。这种非水电解质二次电池是所谓的圆柱型电池，并在基本中空的圆柱形电池壳11中具有卷绕电极体20，其中一对板条形正极21和板条形负极22层压并经由隔膜23卷绕。电池壳11由镀镍(ni)的铁(fe)形成，其一端闭合，以及另一端打开。将电解液作为电解质注入到电池壳11中，并使其浸透到正极21、负极22和隔膜23中。进一步地，一对绝缘板12和13垂直于卷绕外周表面布置以夹住卷绕电极体20。

电池盖14以及设置在该电池盖14内的安全阀机构15和热敏电阻元件(正温度系数；ptc元件)16经由密封垫片17嵌塞至电池壳11的开口端并附接。结果，电池壳11的内部被密封。电池盖14由例如与电池壳11的那些相同的材料形成。安全阀机构15电连接至电池盖14。在安全阀机构15中，在由于内部短路、外部热等电池的内部压力不低于某个水平的情况下，圆盘板15a转动且电池盖14和卷绕电极体20之间的电连接切断。密封垫片17由例如绝缘材料形成，以及将沥青应用于垫圈17的表面。

例如，中心轴24插入到卷绕电极体20的中心。由铝(al)等形成的正极引线25连接到卷绕电极体20的正极21，以及由镍等形成的负极引线26连接到负极22。将正极引线25焊接至安全阀机构15以电连接至电池盖14，并将负极引线26焊接至电池壳11并电连接至其。

在下文中，将参考图2顺序描述组成非水电解质二次电池的正极21、负极22、隔膜23和电解液。

(正极)

正极21具有例如其中正极活性物质层21b设置在正极集电体21a的两个表面上的结构。应注意尽管未示出，但是可以仅将正极活性物质层21b设置在正极集电体21a的一侧。正极集电体21a由金属箔如铝箔、镍箔和不锈钢箔形成。正极活性物质层21b包括例如能够吸收和释放锂离子的正极活性物质，锂离子是电极反应材料。正极活性物质层21b可以根据需要进一步包含添加剂。例如，可以将导电试剂和粘合剂中的至少一种用作添加剂。

对于能够吸收和释放锂离子的正极材料，含锂化合物如氧化锂、锂磷氧化物、硫化锂和包含锂的夹层化合物是适当的，且可以混合和使用它们中的两种或更多种。为了增加能量密度，包含锂、过渡金属元素和氧(o)的含锂化合物是有利的。这种含锂化合物的实例包括具有层状岩盐类结构并由式(a)表示的锂复合氧化物和具有橄榄石型结构并由式(b)表示的锂复合磷酸盐。对于含锂化合物，包含选自由钴(co)、镍、锰(mn)和铁组成的组中的至少一种作为过渡金属元素的那些是更有利的。这种含锂化合物的实例包括具有层状岩盐型结构并由式(c)、式(d)或式(e)表示的锂复合氧化物，具有类晶石型结构并由式(f)表示的锂复合氧化物，具有橄榄石型结构并由式(g)表示的锂复合磷酸盐，以及具体地lini0.50co0.20mn0.30o2、liacoo2(a≈1)、libnio2(b≈1)、lic1nic2co1-c2o2(c1≈1，0<c2<1)、lidmn2o4(d≈1)和liefepo4(e≈1)。

(式a)

lipni(1-q-r)mnqm1ro(2-y)xz···(a)

(在式(a)中，m1表示除了镍和锰之外选自第2族元素至第15族元素的至少一种元素。x表示除氧之外第16族元素和第17族元素中的至少一种。p、q、y和z表示满足以下关系的值，0≤p≤1.5，0≤q≤1.0，0≤r≤1.0，-0.10≤y≤0.20和0≤z≤0.2)

(式b)

liam2bpoq···(b)

(在式(b)中，m2表示选自第2族元素至第15族元素中的至少一种元素)。a和b表示满足以下关系的值，0≤a≤2.0和0.5≤b≤2.0。)

(式c)

lifmn(1-g-h)nigm3ho(2-j)fk···(c)

(在式(c)中，m3表示选自由钴、镁(mg)、铝、硼(b)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、铁、铜(cu)、锌(zn)、锆(zr)、钼(mo)、锡(sn)、钙(ca)、锶(sr)和钨(w)组成的组中的至少一种元素。f、g、h、j和k表示满足以下关系的值，0.8≤f≤1.2，0<g<0.5，0≤h≤0.5，g+h<1，-0.1≤j≤0.2和0≤k≤0.1。应注意锂的组合物根据充电和放电状态是不同的，以及f的值表示完全放电状态的值。)

(式d)

limni(1-n)m4no(2-p)fq···(d)

(在式(d)中，m4表示选自由钴、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶和钨组成的组中的至少一种元素。m、n、p和q表示满足以下关系的值，0.8≤m≤1.2，0.005≤n≤0.5，-0.1≤p≤0.2和0≤q≤0.1。应注意锂的组合物根据充电和放电状态是不同的，并且m的值表示完全放电状态的值。)

(式e)

lirco(1-s)m5so(2-t)fu···(e)

(在式(e)中，m5表示选自由镍、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶和钨组成的组中的至少一种元素。r、s、t和u表示满足以下关系的值，0.8≤r≤1.2，0≤s<0.5，-0.1≤t≤0.2和0≤u≤0.1。应注意锂的组合物根据充电和放电状态是不同的，并且m的值表示完全放电状态的值。)

(式f)

livmn2-wm6woxfy···(f)

(在式(f)中，m6表示选自由钴、镍、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶和钨组成的组中的至少一种元素。v、w、x和y表示满足以下关系的值，0.9≤v≤1.1，0≤w≤0.6，3.7≤x≤4.1和0≤y≤0.1。应注意锂的组合物根据充电和放电状态是不同的，并且v的值表示完全放电状态的值。)

(式g)

lizm7po4···(g)

(在式(g)中，m7表示选自由钴、锰、铁、镍、镁、铝、硼、钛、钒、铌(nb)、铜、锌、钼、钙、锶、钨和锆组成的组中的至少一种元素。z表示满足以下关系的值，0.9≤z≤1.1。应注意锂的组合物根据充电和放电状态是不同的，并且z的值表示完全放电状态的值。)

能够吸收和释放锂离子的正极材料的其他实例包括不包含锂的无机化合物如mno2、v2o5、v6o13、nis和mos。

能够吸收和释放锂离子的正极材料可以是除了以上之外的其他材料。进一步地，可以以任意组合混合以上举例说明的正极活性物质中的两种或更多种。

例如，将选自树脂材料如聚偏二氟乙烯(pvdf)、聚四氟乙烯(ptfe)、聚丙烯腈(pan)、苯乙烯丁二烯橡胶(sbr)、和羧甲基纤维素(cmc)以及主要由这些树脂材料形成的共聚物中的至少一种用作粘合剂。

导电试剂的实例包括碳材料如石墨、炭黑和ketchen黑，以及在混合物中使用了它们中的一种或两种或更多种。进一步地，除碳材料之外，还可以使用金属材料、导电聚合物材料等，只要该材料具有导电性。

(负极)

负极22具有例如其中负极活性物质层22b设置在负极集电体22a的两个表面上的结构。应注意尽管未示出，但是可以仅将负极活性物质层22b设置在负极集电体22a的一侧。负极集电体22a由例如金属箔如铜箔、镍箔和不锈钢箔形成。

负极活性物质层22b包含能够吸收和释放锂离子的一种或两种或更多种负极活性物质。根据需要，负极活性物质层22b可以进一步包含添加剂如粘合剂和导电试剂。

应注意在该非水电解质电池中，负极54或负极活性物质的电化学当量大于正极21的电化学当量，并且理论上有利的是金属锂在充电期间不在负极22上沉淀。

负极活性物质的实例包括碳材料如非石墨化的碳、容易石墨化的碳、石墨、热解碳、焦炭、玻璃碳、烘烤有机聚合物化合物、碳纤维、和活性炭。这些材料中的焦炭的实例可以包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦炭。烘烤有机聚合物化合物是在适当的温度下烘烤聚合物材料如酚醛树脂和呋喃树脂并使其碳化的材料。还可以将一些烘烤有机聚合物化合物分为非石墨化的碳或容易石墨化的碳。这些碳材料是有利的，因为在充电和放电中这种材料的晶体结构的可能改变是非常小的，所以可以实现高充电-放电容量和良好的循环特征。特别地，石墨由于其大的电化学当量和提供高能量密度的能力是有利的。进一步地，非石墨化的碳由于其提供优异的循环特征的能力而是有利的。进一步地，示出低充电-放电电势的碳材料、具体地示出接近金属锂示出的那些的充电-放电电势的那些是有利的，因为这些材料使得容易实现电池的高能量密度。

进一步地，能够增加容量的另一种负极活性物质的实例包括包含金属元素和类金属元素中的至少一种作为组成元素的材料(例如合金、化合物或混合物)。这是因为当使用这种材料时可以实现高能量密度。特别地，更有利的是与碳材料一起使用这种材料，因为可以实现高能量密度以及优异的循环特征。应注意在本技术中，术语“合金”涵盖包含两种或更多种金属元素的合金以及包含一种或多种金属元素和一种或多种类金属元素的合金。进一步地，这些合金还可以包含非金属元素。这些合金的组织包括固溶液、共晶体(共晶混合物)或金属间化合物，且它们中的两种或更多种可以共存。

这种负极活性物质的实例包括能够与锂形成合金的金属元素和类金属元素。金属元素和类金属元素的具体实例可以包括镁、硼、铝、钛、镓(ga)、铟(in)、硅(si)、锗(ge)、锡、铅(pb)、铋(bi)、镉(cd)、银(ag)、锌、铪(hf)、锆、钇(y)、钯(pd)和铂(pt)。这些材料可以是晶体或无定形的。

有利地，负极活性物质可以是包含属于短周期型元素周期表中的第4b族中的金属元素或类金属元素作为组成元素的一种。包含硅和锡中的至少一种作为组成元素的那些是更有利的。这是因为硅和锡具有高的吸收和释放锂的能力并可以实现高能量密度。这种负极活性物质的实例包括硅的单质、合金和化合物，锡的单质、合金和化合物，以及其至少一部分包含这些形式中的一种或多种的材料。

硅的合金的实例包括除硅之外包含选自由以下各项组成的组中的至少一种元素作为其第二组成元素的合金：锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑(sb)和铬。锡的合金的实例包括除锡之外包含选自由以下各项组成的组中的至少一种元素作为其第二组成元素的合金：硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑和铬。

锡的化合物或硅的化合物的实例包括包含氧或碳的化合物。除锡或硅之外，这种化合物还可以包含上述第二组成元素中的任一种。

在这些材料中，包含钴、锡和碳作为组成元素的含sncoc材料作为sn类负极活性物质是有利的，其中碳的含量不小于按质量计9.9％且不大于按质量计29.7％，以及钴占锡和钴的总和的比例不小于按质量计30％且不大于按质量计70％。这是因为在这种组成范围内可以实现高能量密度和优异的循环特征。

根据需要，该含sncoc的材料可以进一步包含其他构成元素。可以包含例如硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷(p)、镓和铋以及它们中的两种或更多种作为这些其他组成元素。这是因为可以进一步改善容量特征或循环特征。

应注意有利的是含sncoc的材料具有包含锡、钴和碳的相，其中该相具有低结晶或无定形结构。进一步地，在含sncoc的材料中，有利的是将作为组成元素的碳的至少一部分结合至作为其它组成元素的金属元素或半金属元素。这是因为循环特征降低可能是由于锡的聚集或结晶等，并且将碳结合至其他元素，使得可以抑制这种聚集或结晶。

用于检查元素的结合状态的测量方法的实例包括x射线光电子光谱(xps)。在这种xps中，只要涉及石墨，碳1s轨道(c1s)的峰在能量校准装置中在284.5ev处出现，使得在在84.0ev处得到金原子4f轨道(au4f)的峰。同样，只要涉及表面污染的碳，其在284.8ev处出现。同时，当碳元素的电荷密度高时，例如，当碳结合至金属元素或类金属元素时，在小于284.5ev的区域中出现c1s的峰。即，当关于含sncoc材料得到的c1s的组合波的峰出现在低于284.5ev的区域中时，包含在含sncoc的材料中的碳的至少一部分结合至作为其他构成元素的金属元素或类金属元素。

应注意在xps测量中，例如将c1s的峰用于校正光谱的能量轴。在大多数情况下，因为表面上存在一些表面污染的碳，所以可以将表面污染的碳的c1s的峰固定在284.8ev，并可以将该峰用作能量参照。在xps测量中，因为可以例如通过使用商业软件程序分析作为包括来自含sncoc材料的表面污染的碳的峰和碳的峰两者的形式得到c1s的峰，所以可以使含sncoc材料的表面污染的碳的峰与碳的峰彼此分离。在波形的分析中，将存在于最低结合能附近的主峰的位置用作能量参照(284.8ev)。

另一种负极活性物质的实例包括金属氧化物和聚合物化合物，其每种都能够吸收和释放锂。金属氧化物的实例包括包含锂和钛的锂钛氧化物如钛酸锂(li4ti5o12)、氧化铁、氧化钌和氧化钼。聚合物化合物的实例可以包括聚乙炔、聚苯胺和聚吡咯。

例如，将选自树脂材料如聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、苯乙烯丁二烯橡胶和羧甲基纤维素、主要由这些树脂材料形成的共聚物等中的至少一种用作粘合剂。可以将与正极活性物质层21b的那些类似的材料等用作导电试剂。

(隔膜)

隔膜23分隔正极21和负极22，并允许锂离子通过，同时防止由两个电极之间的接触引起的电流短路。隔膜23包括由树脂如聚四氟乙烯、聚丙烯和聚乙烯形成的多孔膜，并可以具有其中两个或更多个的这些多孔薄膜层压的结构。其中，由聚烯烃形成的多孔膜是有利的，因为其具有优异的防止短路的效果且由于停机效应而能够改善电池安全性。特别地，聚乙烯作为组成隔膜23的材料是有利的，因为其在不小于100℃和不大于160℃的范围内实现停机效应并具有优异的电化学稳定性。另外，可以使用通过共聚或共混具有化学稳定性的树脂与聚乙烯或聚丙烯得到的材料。可替换地，多孔膜可以具有三层或更多层的结构，其中聚丙烯层、聚乙烯层和聚丙烯层连续地层压。

进一步地，在隔膜23中，可以将树脂层设置在多孔膜的一侧或两侧，多孔膜是基础材料。树脂层是携带无机材料的多孔基体树脂层。结果，可以实现抗氧化性，且可以抑制隔膜23的劣化。例如，可以将聚偏二氟乙烯、六氟丙烯(hfp)、聚四氟乙烯等用作基体树脂，以及也可以使用它们的共聚物。

无机材料的实例包括金属、半导体和这些材料的氧化物和氮化物。金属的实例包括铝和钛，以及半导体的实例包括硅和硼。进一步地，作为无机材料，基本上不具有导电性且具有大热容量的一种是有利的。这是因为当热容量大时，在电流生热时其可用作散热片，且其可以更好地抑制电池的热耗散。这种无机材料的实例包括氧化物或氮化物，氧化铝(al2o3)、勃姆石(氧化铝的一水合物)、滑石、氮化硼(bn)、氮化铝(aln)、二氧化钛(tio2)、氧化硅(siox)等。

无机材料的粒径有利地在1nm至10μm的范围内。在其小于1nm的情况下，其难以得到，且即使可利用，从成本方面也是不适合的。在其大于10μm的情况下，电极之间的距离变大，使得不能将活性物质的填充量充分保证在有限的空间中，且电池容量变低。

至于形成树脂层的方法，例如可以通过以下形成树脂层：将包含基体树脂、溶剂和无机材料的浆料施加到基础材料(多孔膜)，使其通过基体树脂的不良溶剂和上述溶剂的母体溶剂浴来引起相分离，然后干燥。

进一步地，隔膜23的穿透强度有利地在100gf至1000gf的范围内。更有利地，在100gf至480gf的范围内。这是因为在穿透强度低的情况下可以发生短路，以及在穿透强度高的情况下的离子导电性降低。

进一步地，隔膜23的透气性有利地在30秒/100cc至1000秒/100cc的范围内。更有利地，在30秒/100cc至680秒/100cc的范围内。这是因为在透气性低的情况下可以发生短路，以及在透气性高的情况下的离子导电性降低。

应注意上述无机材料可以作为基础材料被包含在多孔膜中。

(电解液)

电解液是根据上述第一实施方式的一种。

[电池电压]

对于该非水电解质电池，可以将完全充电时的开路电压(即电池电压)设定为例如不小于2.80v且不大于6.00v、不小于3.60v且不大于6.00v，有利地不小于4.25v且不大于6.00v、不小于4.20v且不大于4.50v、更有利地不小于4.30v且不大于4.55v。在将使用层状岩盐型锂复合氧化物等作为正极活性物质的电池中的完全充电时的开路电压设定为不小于4.25v的情况下，因为与开路电压为4.20v的电池相比，甚至在相同的正极活性物质下，每单位质量释放的锂的量升高，所以据此调节正极活性物质和负极活性物质的量，从而得到高能量密度。

[电池的操作]

在具有上述构造的非水电解质二次电池中，当进行充电时，例如锂离子从正极活性物质层21b释放并经由电解液被吸收到负极活性物质层22b中。进一步地，当进行放电时，例如锂离子从负极活性物质层22b释放并经由电解液被吸收到正极活性物质层21b中。

[生产电池的方法]

接下来，将对生产根据本技术的第二实施方式的非水电解质二次电池的方法的实例进行描述。

首先，例如，通过混合正极活性物质、导电试剂和粘合剂制备正极混合物，并将得到的正极混合物分散在溶剂如n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)中，从而制备糊状正极混合物浆料。接下来，将该正极混合物浆料应用于正极集电体21a，干燥溶剂，以及通过辊式压制机等压缩模制以形成正极活性物质层21b，从而形成正极21。

进一步地，例如，混合负极活性物质和粘合剂来制备负极混合物，并将该负极混合物分散在溶剂如n-甲基-2-吡咯烷酮中来制备糊状负极混合物浆料。接下来，将该负极混合物浆料应用于负极集电体22a，干燥溶剂，以及通过辊式压制机等进行压缩模制以形成负极活性物质层22b，从而形成负极22。

接下来，通过焊接等将正极引线25附接至正极集电体21a，以及通过焊接等将负极引线26附接至负极集电体22a。接下来，经由隔膜23卷绕正极21和负极22。接下来，将正极引线25的尖端部分焊接至安全阀机构15，以及将负极引线26的尖端部分焊接至电池壳11，并将卷绕正极21和卷绕负极22夹在一对绝缘板12和13之间且容纳在电池壳11内。接下来，在将正极21和负极22容纳在电池壳11内之后，将电解液注入到电池壳11内并使其浸透隔膜23。接下来，经由密封垫圈17嵌塞电池盖14、安全阀机构15和热敏电阻元件16以将其固定到电池壳11的开口端部。因此得到图2所示的二次电池。

<3.第三实施方式>

[电池的构造]

图3是示出了根据本技术的第三实施方式的非水电解质二次电池的构造实例的分解透视图。该非水电解质二次电池是所谓的扁平型电池(flattypebattery)或方型电池(squaretypebattery)，其中附接了正极引线31和负极引线32的卷绕电极体30容纳在膜状外部构件40内，使得可以降低其尺寸、重量和厚度。

例如，将正极引线31和负极引线32以相同的方向从外部构件40的内部向外部引出。正极引线31和负极引线32中的每种由金属材料如铝、铜、镍和不锈钢形成，并具有薄板形状或网状形状。

外部构件40包括例如矩形的铝层压膜，该矩形的铝层压膜由所陈述的顺序层压尼龙膜、铝箔和聚乙烯膜得到。设置外部构件40使得例如聚乙烯膜侧面和卷绕电极体30彼此相对，且通过熔合或胶黏剂使其外缘部分彼此紧密接触。在外部构件40与正极引线31和负极引线32之间，插入了防止外界空气侵入的粘附膜41。粘附膜41由对正极引线31和负极引线32具有粘附性的材料形成，例如聚烯烃树脂如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯和改性聚丙烯。

应注意外部构件40可以由具有另一种结构的层压膜形成，聚合物膜如聚丙烯、或金属膜代替上述的铝层压膜。可替换地，可以使用通过在充当核心材料的铝膜的一侧或两侧层压聚合物膜得到的层压膜。

图4是沿图3所示的卷绕电极体30的iv-iv线截取的截面图。通过经由隔膜35和电解质层36层压和卷绕正极33和负极34得到卷绕电极体30，并通过保护带37保护它们的最外围部分。

正极33具有其中正极活性物质层33b设置在正极集电体33a的一侧或两侧的结构。负极34具有其中负极活性物质层34b设置在负极集电体34a的一侧或两侧的结构，并且设置为使得负极活性物质层34b与正极活性物质层33b彼此面对。正极集电体33a、正极活性物质层33b、负极集电体34a、负极活性物质层34b和隔膜35的构造分别与根据第二实施方式的正极集电体21a、正极活性物质层21b、负极集电体22a、负极活性物质层22b和隔膜23的那些类似。

电解质层36包含电解液和聚合物化合物并处于所谓的凝胶状态，该聚合物化合物充当保持该电解液的支撑体。凝胶电解质层36是有利的，因为可以实现高离子导电性并预防电池的泄露。电解液是根据第一实施方式的电解液。聚合物化合物的实例包括聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚氟乙烯、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、腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯和聚碳酸酯。特别地，从电化学稳定性的角度，聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯或聚环氧乙烷是有利的。

应注意可以将与在第二实施方式的隔膜23的树脂层的描述中所描述的无机材料类似的无机材料包含在电解质层36中。这是因为耐热性可以进一步改善。

[生产电池的方法]

接下来，将描述生产根据本技术的第三实施方式的非水电解质二次电池的方法的实例。

首先，将包含溶剂、电解质盐、聚合物化合物和混合溶剂的前体溶液施加至正极33和负极34中的每一个，并挥发混合的溶剂以形成电解质层36。接下来，通过焊接将正极引线31附接至正极集电体33a的端部，并通过焊接将负极引线32附接至负极集电体34a的端部。接下来，在经由隔膜35在正极33和负极34上层压形成的电解质层36以形成层压体之后，在它们的纵向上卷绕该层压体，并将保护带37粘附至最外周部分以形成卷绕电极体30。最后，例如，将卷绕电极体30夹在外部构件40之间，以及通过热熔合等使外部构件40的外缘部分彼此紧密接触并密封。在那时，将粘附膜41插入到正极引线31和负极引线32与外部构件40之间。从而，得到图4和图4所示的二次电池。

可替换地，可以如下生产该二次电池。首先，如上所述制备正极33和负极34，并将正极引线31和负极引线32附接至正极33和负极34。接下来，经由隔膜35层压正极33和负极34并卷绕，以及将保护带37粘附至最外周部分以形成卷绕体。接下来，将该卷绕体夹在外部构件40之间，并热熔合除一侧之外的外缘部分以形成袋子并将其容纳在外部构件40中。接下来，制备用于包含溶剂、电解质盐、作为聚合物化合物的原材料的单体、聚合引发剂和如果需要其他材料如聚合抑制剂的电解质的组合物，并注入到外部构件40中。

接下来，在将用于电解质的组合物注入外部构件40之后，在真空气氛中热熔合外部构件40的开口并密封。接下来，应用热来聚合单体以得到聚合物化合物，从而形成凝胶电解质层36。因此得到图4所示的二次电池。

<4.第四实施方式>

在第四实施方式中，将描述包含根据第二或第三实施方式的非水电解质二次电池的电池组和电子设备。

[电池组和电子设备的构造]

在下文中，将参考图5描述根据本技术的第四实施方式的电池组300和电子设备400的构造实例。电子设备400包括电子设备主体的电子电路401和电池组300。电池组300通过正极端子331a和负极端子331b电连接至电子电路401。例如，电子设备400具有使用者可以可拆卸地附接电池组300的构造。应注意电子设备400的构造不限于此，以及可以将电池组300建立在电子设备400中使得使用者可以将电池组300从电子设备400中移除。

当电池组300充电时，将电池组300的正极端子331a和负极端子331b分别地连接至充电器(未示出)的正极端子和负极端子。同时，当电池组300放电时(当使用电子设备400时)，将电池组300的正极端子331a和负极端子331b分别地连接至电子电路401的正极端子和负极端子。

电子设备400的实例包括但不限于膝上型个人电脑、平板电脑、移动式电话(智能手机等)、个人数字助理(pda)、显示装置(lcd，el显示器、电子纸等)、成像装置(数字静态照相机、数字视频摄像机等)、音频设备(便携式音频播放器等)、游戏设备、无线电话、电子图书、电子辞典、收音机、头戴耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动刮胡刀、冰箱、空调、电视机、立体声系统、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、干燥器、灯光器具、玩具、医疗设备、机器人、道路调整器和交通信号灯。

(电子电路)

电子电路401包括例如cpu、外围逻辑单元、接口单元、存储单元等，并且控制整个电子设备400。

(电池组)

电池组300包括组装的电池301以及充电放电电路302。通过串联地和/或并联地连接多个二次电池301配置组装的电池301。多个二次电池301a以例如n个电池并联以及m个电池串联的形式彼此联接(n和m各自表示正整数)。应注意在图6中，示出了其中六个二次电池301a以2个电池并联以及3个电池串联(2p3s)的形式彼此联接的实例。将根据第二或第三实施方式的非水电解质二次电池用作二次电池301a。

充电放电电路302是控制组装的电池301的充电和放电的控制单元。具体地，在充电时，充电放电电路302控制组装的电池301的充电。同时，在放电时(即当使用电子设备400时)，充电放电电路302控制电子设备400的放电。

[变形例]

在上述的第四实施方式中，已经作为实施例描述了电池组300包括组装的电池301的情形，组装的电池包括多个二次电池301a。然而，可以采用电池组300包括一个二次电池301a代替组装的电池301的构造。

<5.第五实施方式>

在第五实施方式中，将描述电力存储装置中包括根据第二或第三实施方式的非水电解质二次电池的电力存储系统。该电力存储系统可以是任何类型，只要其利用电力且仅包括电力装置。该电力系统包括例如智能电网、家庭能源管理系统(hems)、车辆等，且也可以存储电力供给。

[电力存储系统的构造]

在下文中，将参考图6描述根据第五实施方式的电力存储系统(电力系统)100的构造实例。该电力存储系统100是用于房屋的电力存储系统，以及从集中电力系统102如火力发电厂102a、核发电厂102b和水力发电厂102c经由电力网络109、信息网络112、智能电表107、电力枢纽108等将电力供给至电力存储装置103。另外，从独立的电源如家用发电装置104将电力供给至电力存储装置103。存储供给到电力存储装置103的电能。电力存储装置103用于供给在房屋101中使用的电力。其不限于房屋101，且可以将类似的电力存储系统用于建筑物。

在房屋101中，提供家用发电装置104、耗电装置105、电力存储装置103、控制各个装置的控制装置110、智能电表107、电力枢纽108和获取各种类型的信息的传感器111。各个装置经由电力网络109和信息网络112彼此连接。将太阳能电池、燃料电池等用作家用发电装置104。生成的电力供给至耗电装置105和/或电力存储装置103。耗电装置105包括例如冰箱105a、空调105b、电视接收机105c和浴室105d。进一步地，耗电装置105包括电动车辆106。电动车辆106是电动汽车106a、混合动力轿车106b或电动摩托车106c。

电力存储装置103包括根据第二或第三实施方式的非水电解质二次电池。智能电表107具有监测商业电力的使用量并向电力公司传输测量的使用量的功能。电力网络109的电力供给可以是直流电力供给、交流电力供给和非接触电力供给或它们的组合中的任一种。

各种传感器111的实例包括运动传感器、亮度传感器、目标检测传感器、耗电传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器和红外传感器。将通过各种传感器111获取的信息传输至控制装置110。基于来自传感器111的信息，掌握气象状态、个人状态等，并可以最小化自动控制耗电装置105的电力消耗。进一步地，控制装置110能够经由互联网将房屋101的信息传输至外部电力公司等。

电力枢纽108执行处理如电线的分支和直流电/交流电的转换。连接到控制装置110的信息网络112的通信系统的实例包括使用通信接口如uart(universalasynchronousreceiver-transceiver：传输/接收电路用于异步串行通信)的方法和使用符合无线通信标准如bluetooth(注册商标)、zigbee和wi-fi的传感器网络的方法。蓝牙(注册商标)系统应用于多媒体通信，且可以进行一对多连接通信。zigbee使用ieee(电气与电子工程师学会)的物理层802.15.4。ieee802.15.4是称为pan(个人区域网)或w(无线)pan的短范围无线网络标准的名称。

控制装置110连接至外部服务器113。该服务器113可以由房屋101、电力公司和服务器提供商中的任意一个管理。传输至服务器113的信息或从服务器113接收的信息是例如耗电信息、生活模式信息、电费、气象信息、自然灾害信息或电力交易信息。这些信息可以传输至家用耗电装置(例如电视接收机)或从家用耗电装置(例如电视接收机)接收这些信息。然而，其可以传输至房屋外的装置(例如移动式电话)或接收自房屋外的装置(例如移动式电话)。这些信息可以在具有显示功能的装置如电视机、移动式电话和pda上显示。

控制各个块体的控制装置110包括cpu(中央处理器)、ram(随机存取存储器)、rom(只读存储器)等，并且存储在该实施例的电力存储装置103中。控制装置110经由信息网络112连接至电力存储装置103、家用发电装置104、耗电装置105、各个传感器111和服务器113。控制装置110具有调节例如商业电力的使用量和发电量的功能。应注意控制装置110可以例如另外具有在电力市场中进行电力交易的功能。

如上所述，不仅由集中电力系统102如火力发电厂102a、核发电厂102b和水力发电102c而且由家用发电装置104(太阳能发电，风力发电)产生的电力可以存储在电力存储装置103中。因此，甚至当通过家用发电装置104产生的电力量波动时，可以进行控制，例如保持被传输到外部的电力的量恒定或仅将必需量的电力排出。例如，一种可能的方法是将通过太阳能发电得到的电力存储在电力存储装置103中，以及在晚上存储廉价的午夜电力于电力存储装置103中并在白天当电力更贵时通过放电使用存储在电力存储装置103中的电力。

应注意尽管在该实例中已经描述了将控制装置110容纳在电力存储装置103中的实例，但是控制装置110可以容纳在智能电表107中或可以独立配置。进一步地，电力存储系统100可以用于公寓大楼中的多个房屋或用于多个独立式房屋。

<6.第六实施方式>

在第六实施方式中，将描述包括根据第二或第三实施方式的非水电解质二次电池的电动车辆。

[电动车辆的构造]

将参考图7描述根据本技术的第六实施方式的电动车辆的构造实例。该混合动力车辆200是使用串联混合动力系统的混合动力车辆。通过使用由发动机驱动的发电机产生的电力或暂时存储在电池中的电力，串联混合动力系统的车辆通过电力/驱动力转换装置203运行。

混合动力车辆200包括发动机201、发电机202、电力/驱动力转换装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、轮205a、轮205b、电池208、车辆控制装置209、各种传感器210和充电口211。将根据第二或第三实施方式的非水电解质二次电池用作电池208。

混合动力车辆200通过使用电力/驱动力转换装置203作为动力源来运行。电力/驱动力转换装置203的一个实例是电动机。电力/驱动力转换装置203由于电池208的电力致动且电力/驱动力转换装置203的转矩被传输到驱动轮204a和204b。应注意可以通过使用直流电-交流电(dc-ac)或在必需部分反向转换(ac-dc转换)作为交流电电动机和直流电电动机两者应用电力/驱动力转换装置203。各种传感器210经由车辆控制装置209、节流阀(未示出)的开口(开节流阀)等控制发动机的转速。各种传感器210包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。

发动机201的转矩被传输到发电机202，以及由发电机202通过转矩生成的电力可以存储在电池208中。

当通过制动机构(未示出)使混合动力车辆200减速时，减速时的阻力作为转矩被添加到电力/驱动力转换装置203，且通过该转矩由电力/驱动力转换装置203产生的再生电力存储在电池208中。

通过经由充电口211连接到混合动力车辆200外的电源，电池208还能够通过使用充电口211作为输入口接收来自外部电源的电力供给，并存储接收的电力。

尽管在附图中未示出，但是可以设置信息处理装置，其基于非水电解质二次电池的信息执行与车辆控制有关的信息处理。这种信息处理装置的实例包括基于剩余的非水电解质二次电池的容量的信息显示电池的剩余容量的信息处理装置。

应注意已经作为实例描述了通过使用由发电机(通过发动机驱动)产生的电力或暂时存储在电池中的电力经由电动机运行的串联混合动力车辆。然而，还可以有效地将本技术应用于并联混合动力车辆，其使用发动机的输出和电动机的输出作为驱动源并适当地切换使用的三个系统：仅通过发动机运行、仅通过电动机运行、以及通过发动机和电动机运行。进一步地，还可以将本技术有效地应用于所谓的电动车辆，其不使用发动机并通过驱动仅仅驱动电动机运行。

实施例

在下文中，将通过示例具体描述本技术。然而，本技术并不限于这些实施例。

将按以下顺序描述这些实施例。

i具有4.4v开路电压、使用碳材料作为负极活性物质的层压型电池

ii具有4.2v开路电压、使用碳材料作为负极活性物质的层压型电池

iii具有4.2v开路电压、使用碳材料和硅材料作为负极活性物质的层压型电池

<i具有4.4v开路电压、使用碳材料作为负极活性物质的层压型电池>

<实施例1-1至1-15>

(正极的制造过程)

如下制备正极。首先，以0.5:1的摩尔比混合碳酸锂(li2co3)和碳酸钴(coco3)，然后在900℃的空气中燃烧5小时以得到作为正极活性物质的锂钴复合氧化物(licoo2)。接下来，将91质量份的如上所述得到的锂钴复合氧化物、6质量份作为导电试剂的石墨和3质量份作为粘合剂的聚偏二氟乙烯混合以得到正极混合物，然后将得到的正极混合物分散在n-甲基-2-吡咯烷酮中，从而得到糊状正极混合物浆料。接下来，将正极混合物浆料施加到由板条形铝箔(具有12μm的厚度)形成的正极集电体的两侧，干燥，然后通过辊式压制机压缩模制以形成正极活性物质层。接下来，将由铝形成的正极引线焊接并附接至正极集电体的一端。

(负极的制造过程)

如下制备负极。首先，将97质量份作为负极活性物质的人造石墨粉末和3质量份作为粘合剂的聚偏二氟乙烯混合以得到负极材料混合物，然后将得到的负极材料混合物分散在n-甲基-2-吡咯烷酮中，从而得到糊状负极混合物浆料。接下来，将负极混合物浆料施加到由板条形铜箔(具有12μm的厚度)形成的负极集电体的两侧，干燥，然后通过辊式压制机压缩模制以形成负极活性物质层。接下来，将由镍形成的负极引线焊接并附接至负极集电体的一端。

(层压型电池的制造过程)

如下制备层压型电池。首先，通过由具有25μm厚度的微孔聚乙烯膜形成的隔膜使制备的正极和负极彼此紧密接触，以及在纵向上卷绕，且将保护带附接至最外周部分，从而制备具有平面形状的卷绕电极体。接下来，将该卷绕电极体负载在外部构件之间，以及热熔合外部构件的三个侧面，使得外部构件的一侧没有热熔合并具有开口。将防潮的铝层压膜用作外部构件，在铝层压膜中具有25μm厚度的尼龙膜、具有40μm厚度的铝箔和具有30μm厚度的聚丙烯膜从最外层按顺序层压。

(制备电解液和倾倒过程)

首先，混合碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)、碳酸甲乙酯(emc)和碳酸亚乙烯酯(vc)使得质量比满足以下关系：ec:pc:emc:vc＝39:39:20:2，以制备混合溶剂。接下来，通过将作为电解质盐的六氟磷酸锂(lipf6)溶解在混合溶剂中至1mol/l来制备电解液。接下来，如表1所示，将用于各个样品的不同种类的第一添加剂即化合物(1-1)至(1-11)和(2-1)至(2-4)添加到制备的电解液中，使得电解液中的第一添加剂的含量是按质量计1％。应注意电解液中的第一添加剂的含量是指相对于电解液的总质量(即混合溶剂、电解质盐和第一添加剂的总质量)的质量百分比。从外部构件的开口注射电解液，在降低的压力下热熔合外部构件的剩余侧并密封。因此得到期望的层压型电池。应注意将层压型电池设计为使得通过调节正极活性物质的量和负极活性物质的量，完全充电时的开路电压(即电池电压)变为4.4v。

<实施例1-16至1-21>

如表1所示，以与实施例1-1的那些类似的方式得到层压型电池，区别在于电解液中的第一添加剂的含量在按质量计0.001％至按质量计30％的范围内改变。

<实施例1-28至1-32>

如表1所示，以与实施例1-17至1-21中的那些类似的方式得到层压型电池，区别在于将化合物(1-11)用作第一添加剂。

<实施例1-39至1-43>

如表2所示，以与实施例1-17至1-21中的那些类似的方式得到层压型电池，区别在于将化合物(2-1)用作第一添加剂。

<实施例1-22至1-27>

如表1所示，添加用于各个样品的不同种类的第二添加剂，即4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮(fec)、4-甲基-1,3-二氧戊环-2-酮(4mec)、丙磺酸内酯(ps)、二氟磷酸锂(lipf2o2)、单氟磷酸锂(li2pfo3)和丁二腈(sn)。在这种情况下，调节第二添加剂的添加量使得电解液中的第二添加剂的含量在按质量计0.2％至按质量计1％的范围内。应注意电解液中的第二添加剂的含量是指相对于电解液的总质量(即混合溶剂、电解质盐、第一添加剂和第二的总质量)的质量百分比。除此之外，以与实施例1-1类似的方式得到层压型电池。

<实施例1-33至1-38>

如表1所示，以与实施例1-22至1-27中的那些类似的方式得到层压型电池，区别在于将化合物(1-11)用作第一添加剂。

<实施例1-44至1-49>

如表2所示，以与实施例1-22至1-27中的那些类似的方式得到层压型电池，区别在于将化合物(2-1)用作第一添加剂。

<实施例1-5>

如表2所示，以与实施例1-1类似的方式得到层压型电池，除了使用通过以下得到的混合溶剂：制备碳酸亚乙酯(ec)、碳酸亚丙酯(pc)和碳酸甲乙酯(emc)作为溶剂使得质量比满足以下关系：ec:pc:emc＝40:40:20。

<实施例1-51>

如表2所示，以与实施例1-1类似的方式得到层压电池，区别在于使用通过以下得到的混合溶剂：制备碳酸亚乙酯(ec)和碳酸甲乙酯(emc)作为溶剂使得质量比满足以下关系：ec:emc＝50:50。

<比较例1-1>

如表2所示，以与实施例1-1类似的方式得到层压型电池，区别在于使用不添加第一添加剂制备的电解液。

<比较例1-2至1-6>

如表2所示，以与实施例1-22至1-27类似的方式得到层压型电池，区别在于使用不添加第一添加剂制备的电解液。

<比较例1-8>

如表2所示，以与实施例1-1中的那些类似的方式得到层压型电池，区别在于将五氟苯甲醚用作第一添加剂。

(4.4v充电期间的电阻测量)

如下测量如上所述得到的实施例1-1至1-51和比较例1-1至1-8的层压型电池的电池电阻。首先，在条件23℃的周围温度、4.4v的充电电压、0.5ma的充电电流和10小时的充电时间下使电池充电，然后将其存储在70℃高温的环境中300小时。存储之后，允许电池静置直到其冷却至室温，并使用内阻测量设备作为电池电阻(cellresistance)测量1khz频率下的电阻值。结果示于表1和2中。

表1和2示出了实施例1-1至1-51和比较例1-1至1-8的层压型电池的构造和评估结果。

[表1]

[表2]

应注意表1和2中的化合物(1-1)至(1-11)是以下所示的化合物(1)的具体实例。

化合物(1-1)、(1-2)以及(1-4)至(1-9)：其中a是一价饱和烃基的化合物(1)的具体实例

化合物(1-3)和(1-11)：其中化合物(1)中的a是一价不饱和烃基的化合物(1)的具体实例

化合物(1-10)：其中a是一价卤代饱和烃基的化合物(1)的具体实例

进一步地，表1和2中的化合物(2-1)至(2-4)是以下所示的化合物(2)的具体实例。

化合物(2-1)：其中b是二价饱和烃基的化合物(2)的具体实例

化合物(2-2)和(2-4)：其中b是二价不饱和烃基的化合物(2)的具体实例

化合物(2-3)：其中b是二价卤代饱和烃基的化合物(2)的具体实例

从表1和2可以看出以下各项。

通过使用包含化合物(1)或化合物(2)的电解液，可以抑制高温存储期间电池电阻的升高。应注意在使用包含化合物(1)和化合物(2)两者的电解液的情况下，可以类似地抑制电池电阻的升高。

在使用包含作为二聚体的化合物(2)的电解液的情况下，可以比使用包含作为单体的化合物(1)的电解液的情况更好地抑制高温存储期间电池电阻的升高。认为这是因为在电极上的成膜能力方面，包含化合物(2)的电解液优于包含化合物(1)的电解液。

在包含作为单体的化合物(1)的电解液中，在a是一价不饱和烃基(例如化合物(1-3)和(1-11)或一价卤代饱和烃基(例如化合物(1-10))的情况下，可以特别地抑制电池电阻升高。认为这是因为在a是不饱和烃基或卤代饱和烃基的情况下，实现了电极上优异的成膜能力。应注意在a是一价卤代不饱和烃基的情况下，也如上所述类似实现了好的效果。

在包含作为二聚体的化合物(2)的电解液中，在b是二价不饱和烃基(例如化合物(2-2)和(2-4))的情况下，可以特别抑制电池电阻的升高。认为这是因为在b是不饱和烃基的情况下，实现了电极上优异的成膜能力。应注意在a是二价卤代不饱和烃基的情况下，也如上所述类似实现了好的效果。

随着包含在化合物(1)中的rfa中的氟基的数目增多，可以抑制电池电阻升高(例如化合物(1-1)、(1-2)、(1-4)以及(1-7)至(1-9))。为了得到对电池电阻升高特别高的抑制效果，全氟代的化合物(1)中的rfa是有利的(化合物(1-1)、(1-2)、(1-7)和(1-8))。

从抑制电池电阻升高的角度，电解液中的第一添加剂的含量有利地不小于按质量计0.01％且不大于按质量计30％，以及更有利地不小于按质量计0.1％且不大于按质量计5％。

由于电解液包含第一添加剂和第二添加剂两者，所以可以进一步抑制存储期间的电池电阻的升高。通过第一添加剂和第二添加剂的组合进一步改善存储时的电池电阻升高抑制效果的原因不清楚。然而，假设这是因为在电极上形成了源自第一添加剂和第二添加剂两者的涂层。

<ii具有4.2v开路电压、使用碳材料作为负极活性物质的层压型电池>

(实施例2-1)

调节正极活性物质的量和负极活性物质的量使得完全充电时的开路电压(即电池电压)是4.2v。除此之外，以与实施例1-1类似的方式得到层压型电池。

(比较例2-1)

以与实施例2-1类似的方式得到层压型电池，区别在于使用不添加第一添加剂制备的电解液。

(4.2v充电期间的电阻测量)

以与上述“4.4v充电期间的电阻测量”类似的方式作为槽电阻测量如上所述得到的实施例2-1和比较例2-1的层压型电池的电池电阻，区别在于将充电电压改变至4.2v。结果如表3所示。

表3示出了实施例2-1和比较例2-1的层压型电池的构造和评估结果。

[表3]

从表3可以看出以下各项。

通过使用包含化合物(1)的电解液，在具有4.2v开路电压的电池中，也可以抑制高温存储期间电池电阻的升高。应注意在使用包含化合物(2)的电解液或包含化合物(1)和化合物(2)两者的电解液的情况下，也可以如上所述类似地实现对电阻升高的抑制作用。

<iii具有4.2v开路电压、使用碳材料和硅材料作为负极活性物质的层压型电池>

(实施例3-1)

在制备负极的过程中，混合10质量份的硅粉和按质量计90％的炭粉以得到负极混合物，然后将得到的负极混合物分散在n-甲基-2-吡咯烷酮中以得到糊状负极混合物浆料。除此之外，以与实施例2-1类似的方式得到层压型电池。

(比较例3-1)

以与实施例3-1类似的方式得到层压型电池，区别在于使用没有添加第一添加剂制备的电解液。

(4.2v充电期间的电阻测量)

以与上述的“4.4v充电期间的电阻测量”类似的方式作为槽电阻测量如上所述得到的实施例3-1和比较例3-1的层压型电池的电池电阻，区别在于将充电电压改变至4.2v。结果示于表4中。

表4示出了实施例3-1和比较例3-1的层压型电池的构造和评估结果。

[表4]

从表4可以看出以下各项。

在包含硅作为负极活性物质的电池中，通过使用包含化合物(1)的电解液，也可以抑制高温存储期间电阻的升高。应注意在使用包含化合物(2)的电解液或包含化合物(1)和化合物(2)两者的电解液的情况下，也可以如上所述类似地得到对电阻升高的抑制作用。

尽管迄今已经具体描述了本技术的实施方式、其变形例和实施例，但是本技术不限于上述实施方式、其变形例和实施例，且可以基于本技术的技术思想进行各种修改。

例如，在上述实施方式、其变形例和实施例中提到的构造、方法、过程、形状、材料、数值等仅仅是实例，并且根据需要可以使用不同的构造、方法、过程、形状、材料、数值等。

进一步地，可以将上述实施方式、变形例和实施例中的构造、方法、过程、形状、材料、数值等彼此组合，只要它们不背离本技术的精神。

进一步地，在上述实施方式和实施例中，描述了将本技术应用于圆柱型电池、扁平型电池、矩形类型电池和硬币类型电池的实例，但是电池的形状不受特别的限制。例如，本技术还适用于安装在可佩带的终端如智能腕表、头戴式显示器和iglass(注册商标)上的柔性电池等。

进一步地，在上述实施方式和实施例中，描述了将本技术应用于具有卷绕结构的电池的实例。然而，电池的结构不限于此，且本技术还适用于具有正极和负极这些或堆叠的结构的电池。

进一步地，在上述实施方式和实施例中，已经作为实例描述了其中电极包括集流体和活性物质层的构造，但是电极的构造不受其限制。例如，电极可以仅包括活性物质层。

进一步地，本技术可以采用以下构造。

(1)

一种电解液，包含：

由下式(1)和下式(2)表示的化合物的至少一种。

[化1]

(在式(1)中，f表示氟基。a表示一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。rfa形成环并包含至少一个-cra2-基团，其中ra表示氢基、氟基、一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。)

[化2]

(在式(2)中，f表示氟基。b表示二价饱和烃基、二价不饱和烃基、二价卤代饱和烃基或二价卤代不饱和烃基。rfb形成环并包含至少一个-crb2-基团，其中rb表示氢基、氟基、一价饱和烃基、一价不饱和烃基、一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基。)

(2)

根据(1)的电解液，进一步包含：

选自由卤代碳酸酯、不饱和环状碳酸酯、磺内酯、二氟磷酸锂、单氟磷酸锂和腈化合物组成的组的至少一种。

(3)

根据(2)的电解液，其中，

卤代碳酸酯是由式(3)表示的化合物中的至少一种，

不饱和环状碳酸酯是由式(5)表示的化合物中的至少一种，以及

磺内酯是由式(6)表示的化合物中的至少一种。

[化7]

(在式(3)中，r11至r14各自独立地表示氢基、卤素基团、一价烃基或一价卤代烃基，并且r11至r14中的至少一个是卤素基团或一价卤代烃基。)

[化9]

(在式(5)中，r21和r22各自独立地表示氢基、卤素基团、一价烃基或一价卤代烃基。)

[化10]

(在式(6)中，rn是具有n个碳原子的二价烃基，环是由二价烃基与s(硫)和o(氧)一起形成的。n代表2至5。环可以包含不饱和的双键。)

(4)

根据(1)至(3)中任一项的电解液，其中，

由式(1)和式(2)表示的化合物的至少一种的含量不小于按质量计0.01％以及不大于按质量计30％。

(5)

根据(1)至(4)中任一项的电解液，其中，

a表示一价不饱和烃基，并且

b表示二价不饱和烃基。

(6)

根据(1)至(4)中任一项的电解液，其中，

a是一价卤代饱和烃基或一价卤代不饱和烃基，并且

b是二价卤代不饱和烃基。

(7)

根据(1)至(6)中任一项的电解液，其中，

rfa和rfb是全氟代的。

(8)

一种电池，包括：

正极；

负极；和

根据(1)至(7)中任一项的电解液。

(9)

根据(8)的电池，其中，

负极包含硅作为负极活性物质。

(10)

一种电池组，包括：

根据(8)或(9)的电池；和

控制电池的控制单元。

(11)

一种电子设备，接收来自根据(8)或(9)的电池的电力供给。

(12)

一种电动车辆，包括：

根据(8)或(9)的电池；

转换装置，接收来自电池的电力供给并将接收的电力转换为用于车辆的驱动力；以及

控制装置，基于电池的信息进行与车辆控制有关的信息处理。

(13)

一种电力存储装置，包括：

根据(8)或(9)的电池，其中

电力存储装置向连接到电池的电子设备供给电力。

(14)

根据(13)的电力存储装置，进一步包括

电力信息控制装置，经由网络将信号发送至另一个装置或从另一个装置接受信号，其中，

电力存储装置基于通过电力信息控制装置接收的信息控制电池的充电和放电。

(15)

一种电力系统，接收来自根据(8)或(9)的电池的电力供给。

(16)

根据(15)的电力系统，其中，

由发电装置或电力网络将电力供给至电池。

参考标号列表

11电池壳

12,13绝缘板

14电池盖

15安全阀机构

15a圆盘板

16热敏电阻元件

17垫圈

20卷绕电极体

21正极

21a正极集电体

21b正极活性物质层

22负极

22a负极集电体

22b负极活性物质层

23隔膜

24中心轴

25正极引线

26负极引线。