(57)【要約】  二次電池は、正極と、負極と、不飽和環状化合物を含む電解液とを備える。
2019021885.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む電解液と
を備えた、二次電池。
【化１】
2019021885.tif 000031
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合（−Ｏ−）が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合（＞Ｃ＝Ｃ＜）を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【請求項２】
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種類以上が互いに結合された２価の基のうちのいずれかであり、
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種類以上が互いに結合された１価の基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つの水素基がハロゲン基により置換された基であり、
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２価のハロゲン化炭化水素基、前記１価のハロゲン化炭化水素基および前記１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれに含まれる前記ハロゲン基は、フッ素基、塩素基、臭素基およびヨウ素基のうちの少なくとも１つを含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記アルキレン基の炭素数は、１以上３以下であり、
前記アルケニレン基および前記アルキニレン基のそれぞれの炭素数は、２または３であり、
前記シクロアルキレン基および前記アリーレン基のそれぞれの炭素数は、６以上１０以下であり、
前記アルキル基および前記アルコキシ基のそれぞれの炭素数は、１以上４以下であり、
前記アルケニル基および前記アルキニル基のそれぞれの炭素数は、２以上４以下であり、
前記シクロアルキル基および前記アリール基のそれぞれの炭素数は、６以上１０以下である、
請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記Ｒ１は、パーフルオロアルキレン基である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記不飽和環状化合物は、下記の式（２）で表される化合物を含む、
請求項１記載の二次電池。
【化２】
2019021885.tif 000032
（Ｒ４およびＲ５のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ４が水素基である場合、Ｒ５は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ４がハロゲン基である場合、Ｒ５は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ４およびＲ５は、互いに結合されていてもよい。）
【請求項６】
前記電解液中における前記不飽和環状化合物の含有量は、０．０１重量％以上５重量％以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
電解液は、さらに、炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルを含み、
前記炭酸エステルの含有量と前記鎖状カルボン酸エステルの含有量との総和に対して前記鎖状カルボン酸エステルの含有量が占める割合は、１０重量％以上６０重量％以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記電解液は、さらに、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物および多価ニトリル化合物のうちの少なくとも１種を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
前記負極は、炭素材料およびケイ素を構成元素として含む材料のうちの少なくとも一方を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１０】
リチウムイオン二次電池である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１１】
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む、
二次電池用電解液。
【化３】
2019021885.tif 000033
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【請求項１２】
二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記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、
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む電解液と
を備えた、電池パック。
【化４】
2019021885.tif 000034
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【請求項１３】
二次電池と、
前記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、
前記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、
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む電解液と
を備えた、電動車両。
【化５】
2019021885.tif 000035
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【請求項１４】
二次電池と、
前記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、
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む電解液と
を備えた、電力貯蔵システム。
【化６】
2019021885.tif 000036
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【請求項１５】
二次電池と、
前記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、
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む電解液と
を備えた、電動工具。
【化７】
2019021885.tif 000037
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【請求項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、
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む電解液と
を備えた、電子機器。
【化８】
2019021885.tif 000038
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。そこで、電源として、小型かつ軽量であると共に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。【０００３】
二次電池は、電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。一例を挙げると、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。【０００４】
この二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えている。電解液の構成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その電解液の構成に関しては、さまざまな検討がなされている。【０００５】
具体的には、保存時における電池抵抗の上昇を抑制するために、電解液の添加剤として、含フッ素不飽和環状化合物が用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１６２５５３号公報
【発明の概要】
【０００７】
二次電池が搭載される電子機器などは、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と共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。そこで、二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
【０００８】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、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にある。
【０００９】
本技術の二次電池用電解液は、下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含むものである。
【００１０】
【化１】
2019021885.tif 000003
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合（−Ｏ−）が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合（＞Ｃ＝Ｃ＜）を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【００１１】
本技術の二次電池は、正極と負極と電解液とを備え、その電解液が上記した本技術の二次電池用電解液と同様の構成を有するものである。
【００１２】
本技術の電池パック、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二次電池と同様の構成を有するものである。
【００１３】
本技術の二次電池用電解液および二次電池のそれぞれによれば、電解液が上記した不飽和環状化合物を含んでいるので、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においても、同様の効果を得ることができる。
【００１４】
なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】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２】図１に示した巻回電極体の構成のうちの一部を拡大して表す断面図である。
【図３】本技術の一実施形態の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。
【図４】図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った巻回電極体の構成を表す断面図である。
【図５】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６】図５に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図７】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。
【図８】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。
【図９】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。
【図１０】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。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
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
１−１．構成
１−２．製造方法
１−３．作用および効果
２．二次電池（リチウムイオン二次電池）
２−１．円筒型
２−２．ラミネートフィルム型
３．二次電池（リチウム金属二次電池）
４．二次電池の用途
４−１．電池パック（単電池）
４−２．電池パック（組電池）
４−３．電動車両
４−４．電力貯蔵システム
４−５．電動工具
【００１７】
＜１．二次電池用電解液＞
まず、本技術の一実施形態の二次電池用電解液（以下、単に「電解液」と呼称する。）に関して説明する。
【００１８】
ここで説明する電解液は、主に、二次電池に用いられる。二次電池の種類は、特に限定されないが、例えば、リチウムイオン二次電池およびリチウム金属二次電池などである。リチウムイオン二次電池およびリチウム金属二次電池のそれぞれの詳細に関しては、後述する。
【００１９】
＜１−１．構成＞
まず、電解液の構成に関して説明する。
【００２０】
［不飽和環状化合物］
電解液は、不飽和環状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。具体的には、不飽和環状化合物は、下記の式（１）で表される化合物である。
【００２１】
【化２】
2019021885.tif 000004
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
【００２２】
ここで説明する不飽和環状化合物は、式（１）から明らかなように、Ｒ１および炭素間二重結合を含む非芳香族環に２個の置換基（Ｒ２およびＲ３）が導入された化合物である。
【００２３】
ただし、上記した炭素間二重結合を＞Ｃ１＝Ｃ２＜（Ｃ１は、炭素間二重結合を形成する２個の炭素原子のうちの一方の炭素原子であると共に、Ｃ２は、その２個の炭素原子のうちの他方の炭素原子である。）で表した場合、Ｒ２は一方の炭素原子（Ｃ１）に結合されていると共に、Ｒ３は他方の炭素原子（Ｃ２）に結合されている。
【００２４】
電解液が不飽和環状化合物を含んでいるのは、電解液の化学的安定性が向上するため、その電解液の分解反応が抑制されるからである。この場合には、電解液の分解反応が抑制されるため、その電解液の分解反応に起因するガスの発生も抑制される。よって、電解液を用いた二次電池の電池特性が向上する。この場合には、特に、高温環境および低温環境などの厳しい環境中において二次電池が使用（充放電）されると共に、その厳しい環境中において二次電池が保存されても、電解液の分解反応が十分に抑制される。よって、電池特性が大幅に改善される。
【００２５】
（Ｒ１）
Ｒ１は、上記したように、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価のエーテル導入炭化水素基、２価のエーテル導入ハロゲン化炭化水素基、２価のカルボニル導入炭化水素基、２価のカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基、２価のエーテルカルボニル導入炭化水素基および２価のエーテルカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基のうちのいずれかである。
【００２６】
「２価のエーテル導入炭化水素基」とは、２価の炭化水素基に１個または２個以上のエーテル結合が導入された基である。「２価のエーテル導入ハロゲン化炭化水素基」とは、２価のハロゲン化炭化水素基に１個または２個以上のエーテル結合が導入された基である。「２価のカルボニル導入炭化水素基」とは、２価の炭化水素基に１個または２個以上のカルボニル基が導入された基である。「２価のカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基」とは、２価のハロゲン化炭化水素基に１個または２個以上のカルボニル基が導入された基である。「２価のエーテルカルボニル導入化炭化水素基」とは、２価の炭化水素基に１個または２個以上のエーテル結合と１個または２個以上カルボニル基とが導入された基である。「２価のエーテルカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基」とは、２価のハロゲン化炭化水素基に１個または２個以上のエーテル結合と１個または２個以上のカルボニル基とが導入された基である。
【００２７】
（２価の炭化水素基）
２価の炭化水素基は、炭素および水素により形成されている２価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。この２価の炭化水素基は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。この炭素間不飽和結合は、例えば、炭素間二重結合および炭素間三重結合（−Ｃ≡Ｃ−）である。
【００２８】
具体的には、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第１結合基などである。この「第１結合基」とは、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およびアリーレン基のうちの２種類以上が互いに結合された２価の基である。
【００２９】
アルキレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、ヘプチレン基、オクチレン基、ノニレン基およびデシレン基などである。
【００３０】
アルケニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基、ノネニレン基およびデセニレン基などである。
【００３１】
アルキニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、ヘプチニレン基、オクチニレン基、ノニリレン基およびデシニレン基などである。
【００３２】
シクロアルキレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、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およびシクロデシレン基などである。
【００３３】
アリーレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、フェニレン基およびナフチレン基などである。
【００３４】
アルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、１〜３である。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、特に限定されないが、例えば、２または３である。シクロアルキレン基およびアリールレンのそれぞれの炭素数は、特に限定されないが、例えば、６〜１０である。不飽和環状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。
【００３５】
第１結合基は、例えば、アルキレン基とアルケニレン基とが互いに結合された２価の基、アルキレン基とアルキニレン基とが互いに結合された２価の基、アルキレン基とシクロアルキレン基とが互いに結合された２価の基、アルキレン基とアリーレン基とが互いに結合された２価の基、およびシクロアルキレン基とアリーレン基とが互いに結合された２価の基などである。
【００３６】
第１結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、ベンジレン基などである。
【００３７】
（２価のハロゲン化炭化水素基）
２価のハロゲン化炭化水素基は、上記した２価の炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換された基である。
【００３８】
２価のハロゲン化炭化水素基に含まれる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、臭素基およびヨウ素基のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００３９】
中でも、２価のハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基は、フッ素基であることが好ましい。不飽和環状化合物を含んでいる電解液の化学的安定性がより向上するからである。
【００４０】
また、中でも、２価のハロゲン化炭化水素基は、２価の炭化水素基のうちの全ての水素基がフッ素基により置換されているパーフルオロ基であることが好ましい。不飽和環状化合物を含んでいる電解液の化学的安定性がさらに向上するからである。
【００４１】
（２価のエーテル導入炭化水素基）
２価の炭化水素基に導入されるエーテル結合の数は、１個だけでもよいし、２個以上でもよい。２価の炭化水素基に導入されるエーテル結合の数が２個以上である場合、互いに隣り合う２個のエーテル結合は、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介さずに互いに直接的に結合されてもよいし、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介して互いに間接的に結合されてもよい。
【００４２】
また、２価の炭化水素基にエーテル結合が導入される位置は、２価の炭化水素基の末端でもよいし、その２価の炭化水素基のうちの途中でもよい。
【００４３】
具体的には、２価の炭化水素基であるプロピレン基（−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −）に１個のエーテル結合が導入される場合を例に挙げると、その１個のエーテル結合は、プロピレン基の末端に導入されてもよいし（−Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −）、プロピレン基の途中に導入されてもよい（−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −）。
【００４４】
また、２価の炭化水素基であるプロピレン基に２個のエーテル結合が導入される場合を例に挙げると、その２個のエーテル結合は、プロピレン基の両末端に導入されてもよいし（−Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−）、プロピレン基の途中に導入されてもよいし、（−ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −）。プロピレン基の末端および途中に導入されてもよい（−Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −）。
【００４５】
（２価のエーテル導入ハロゲン化炭化水素基）
２価のハロゲン化炭化水素基に導入されるエーテル結合の数および位置に関する詳細は、２価の炭化水素基に導入されるエーテル結合の数および位置に関する詳細と同様である。
【００４６】
中でも、上記した２価のハロゲン化炭化水素基に関して説明した場合と同様に、２価のエーテル導入ハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基はフッ素基であることが好ましいと共に、２価のエーテル導入ハロゲン化炭化水素基はパーフルオロ基であることが好ましい。
【００４７】
（２価のカルボニル導入炭化水素基）
２価の炭化水素基に導入されるカルボニル基の数は、１個だけでもよいし、２個以上でもよい。２価の炭化水素基に導入されるカルボニル基の数が２個以上である場合、互いに隣り合う２個のカルボニル基は、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介さずに互いに直接的に結合されてもよいし、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介して互いに間接的に結合されてもよい。
【００４８】
また、２価の炭化水素基にカルボニル基が導入される位置は、２価の炭化水素基の末端でもよいし、その２価の炭化水素基のうちの途中でもよい。
【００４９】
具体的には、２価の炭化水素基であるプロピレン基（−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −）に１個のカルボニル基が導入される場合を例に挙げると、その１個のカルボニル基は、プロピレン基の末端に導入されてもよいし（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −）、プロピレン基の途中に導入されてもよい（−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −）。
【００５０】
また、２価の炭化水素基であるプロピレン基に２個のカルボニル基が導入される場合を例に挙げると、その２個のカルボニル基は、プロピレン基の両末端に導入されてもよいし（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−）、プロピレン基の途中に導入されてもよいし、（−ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −）。プロピレン基の末端および途中に導入されてもよい（−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −）。
【００５１】
（２価のカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基）
２価のハロゲン化炭化水素基に導入されるカルボニル基の数および位置に関する詳細は、２価の炭化水素基に導入されるカルボニル基の数および位置に関する詳細と同様である。
【００５２】
中でも、上記した２価のハロゲン化炭化水素基に関して説明した場合と同様に、２価のカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基はフッ素基であることが好ましいと共に、２価のカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基はパーフルオロ基であることが好ましい。
【００５３】
（２価のエーテルカルボニル導入化炭化水素基）
２価の炭化水素基に導入されるエーテル結合の数は、１個だけでもよいし、２個以上でもよいと共に、２価の炭化水素基に導入されるカルボニル基の数は、１個だけでもよいし、２個以上でもよい。２価の炭化水素基に導入されるエーテル結合の数が２個以上である場合、互いに隣り合う２個のエーテル結合は、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介さずに互いに直接的に結合されてもよいし、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介して互いに間接的に結合されてもよい。同様に、２価の炭化水素基に導入されるカルボニル基の数が２個以上である場合、互いに隣り合う２個のカルボニル基は、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介さずに互いに直接的に結合されてもよいし、２価の炭化水素基のうちの一部または全部を介して互いに間接的に結合されてもよい。
【００５４】
また、２価の炭化水素基にエーテル結合が導入される位置は、２価の炭化水素基の末端でもよいし、２価の炭化水素基のうちの途中でもよい。同様に、２価の炭化水素基にカルボニル基が導入される位置は、２価の炭化水素基のうちの末端でもよいし、２価の炭化水素基のうちの途中でもよい。
【００５５】
具体的には、２価の炭化水素基であるプロピレン基に１個のエーテル結合および１個のカルボニル基が導入される場合を例に挙げると、その１個のエーテル結合および１個のカルボニル基は、プロピレン基の両末端に導入されてもよいし（−Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−）、プロピレン基の途中に導入されてもよい（−ＣＨ2 −Ｏ−ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −）でもよいし、プロピレン基の末端および途中に導入されてもよい（−Ｏ−ＣＨ2 −ＣＨ2 −Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ2 −）。
【００５６】
（２価のエーテルカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基）
２価のハロゲン化炭化水素基に導入されるエーテル結合の数および位置に関する詳細は、２価の炭化水素基に導入されるエーテル結合の数および位置に関する詳細と同様である。また、２価のハロゲン化炭化水素基に導入されるカルボニル基の数および位置に関する詳細は、２価の炭化水素基に導入されるカルボニル基の数および位置に関する詳細と同様である。
【００５７】
中でも、上記した２価のハロゲン化炭化水素基に関して説明した場合と同様に、２価のエーテルカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基はフッ素基であることが好ましいと共に、２価のエーテルカルボニル導入ハロゲン化炭化水素基はパーフルオロ基であることが好ましい。
【００５８】
（非芳香族環）
ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含んでいる環、すなわち２個の置換基（Ｒ２およびＲ３）が導入されている環は、上記したように、共役不飽和環構造を有している芳香族環ではなく、その共役不飽和環構造を有していない非芳香族環である。このため、Ｒ１および炭素間二重結合を含んでいる環は、２個以上の炭素間二重結合を有していてもよいが、その環を形成している複数の炭素原子は、１個または２個以上のｓｐ3 混成軌道の炭素原子を含んでいる。
【００５９】
（好適なＲ１）
中でも、Ｒ１は、２価のハロゲン化炭化水素基であることが好ましく、パーフルオロアルキレン基であることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。
【００６０】
パーフルオロアルキレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、パーフルオロメチレン基、パーフルオロエチレン基、パーフルオロプロピレン基、パーフルオロブチレン基、パーフルオロペンチレン基、パーフルオロヘキシレン基、パーフルオロヘプチレン基、パーフルオロオクチレン基、パーフルオロノニレン基およびパーフルオロデシレン基などである。
【００６１】
（Ｒ２およびＲ３）
Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、上記したように、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および第２結合基のうちのいずれかである。この「第２結合基」とは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のうちの２種類以上が互いに結合された１価の基である。
【００６２】
なお、Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。また、Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されることにより、環を形成していてもよい。Ｒ３と結合されるＲ２中の位置は、Ｒ２の末端でもよいし、Ｒ２の途中でもよい。同様に、Ｒ２と結合されるＲ３中の位置は、Ｒ３の末端でもよいし、Ｒ３の途中でもよい。
【００６３】
（ハロゲン基）
ハロゲン基は、例えば、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る。もちろん、ハロゲン基は、上記した一連の基以外の基でもよい。
【００６４】
中でも、ハロゲン基は、フッ素基であることが好ましい。不飽和環状化合物を含んでいる電解液の化学的安定性がより向上するからである。
【００６５】
（１価の炭化水素基）
１価の炭化水素基は、炭素および水素により形成されている１価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。この１価の炭化水素基は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。
【００６６】
具体的には、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、アリール基および第３結合基などである。この「第３結合基」とは、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基およびアリール基のうちの２種類以上が互いに結合された１価の基である。
【００６７】
アルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基およびデシル基などである。
【００６８】
アルケニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニル基、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基およびデセニル基などである。
【００６９】
アルキニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニリル基およびデシニル基などである。
【００７０】
シクロアルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基およびシクロデシル基などである。
【００７１】
アリール基の種類は、特に限定されないが、例えば、フェニル基およびナフチル基などである。
【００７２】
アルキル基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、１〜４である。アルケニル基およびアルキニル基のそれぞれの炭素数は、特に限定されないが、例えば、２〜４である。シクロアルキル基およびアリール基のそれぞれの炭素数は、特に限定されないが、例えば、６〜１０である。不飽和環状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。
【００７３】
第３結合基は、例えば、アルキル基とアルケニル基とが互いに結合された１価の基、アルキル基とアルキニル基とが互いに結合された１価の基、アルキル基とシクロアルキル基とが互いに結合された１価の基、アルキル基とアリール基とが互いに結合された１価の基、およびシクロアルキル基とアリール基とが互いに結合された１価の基などである。
【００７４】
第３結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、ベンジル基などである。
【００７５】
（１価のハロゲン化炭化水素基）
１価のハロゲン化炭化水素基は、上記した１価の炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基（−Ｈ）がハロゲン基により置換された基である。１価のハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基に関する詳細は、例えば、上記した２価のハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基に関する詳細と同様である。
【００７６】
中でも、上記した２価のハロゲン化炭化水素基に関して説明した場合と同様に、１価のハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基はフッ素基であることが好ましいと共に、１価のハロゲン化炭化水素基はパーフルオロ基であることが好ましい。
【００７７】
（１価の酸素含有炭化水素基）
１価の酸素含有炭化水素基は、炭素、水素および酸素（Ｏ）により形成されている１価の基の総称であり、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。この１価の酸素含有炭化水素基は、１個または２個以上の炭素間不飽和結合を含んでいてもよいし、その炭素間不飽和結合を含んでいなくてもよい。
【００７８】
具体的には、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る。アルコキシ基の種類は、特に限定されないが、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基およびブトキシ基などである。
【００７９】
アルコキシ基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、１〜４である。不飽和環状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。
【００８０】
（１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基）
１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基は、上記した１価の酸素含有炭化水素基のうちの１個または２個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価のハロゲン化酸素含有炭化水素基に含まれるハロゲン基に関する詳細は、例えば、上記した２価のハロゲン化炭化水素基に含まれるハロゲン基に関する詳細と同様である。
【００８１】
中でも、上記した２価のハロゲン化炭化水素基に関して説明した場合と同様に、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基に含まれるハロゲン基はフッ素基であることが好ましいと共に、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基はパーフルオロ基であることが好ましい。
【００８２】
（第２価結合基）
第２結合基は、例えば、１価の炭化水素基と１価のハロゲン化炭化水素基とが互いに結合された１価の基、１価の炭化水素基と１価の酸素含有炭化水素基とが互いに結合された１価の基、１価の炭化水素基と１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基とが互いに結合された１価の基、１価のハロゲン化炭化水素基と１価の酸素含有炭化水素基とが互いに結合された１価の基、１価のハロゲン化炭化水素基と１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基とが互いに結合された１価の基、および１価の酸素含有炭化水素基と１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基とが互いに結合された１価の基などである。
【００８３】
（Ｒ２およびＲ３のそれぞれに関する条件）
ただし、Ｒ３の種類は、上記したように、Ｒ２の種類に応じて制限される。
【００８４】
具体的には、Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基である。すなわち、Ｒ３は、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基および第２結合基のうちのいずれかである。
【００８５】
また、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は、水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。すなわち、Ｒ３は、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基および第２結合基のうちのいずれかである。
【００８６】
Ｒ２の種類に応じてＲ３の種類が制限されるのは、電解液の化学的安定性が向上するため、電解液の分解反応が抑制されるからである。
【００８７】
（好適な不飽和環状化合物）
中でも、不飽和環状化合物は、下記の式（２）で表される化合物であることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するため、電解液の分解反応がより抑制されるからである。ここで説明する化合物は、式（１）に示したＲ１が直鎖状のパーフルオロプロピレン基である化合物である。
【００８８】
【化３】
2019021885.tif 000005
（Ｒ４およびＲ５のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ４が水素基である場合、Ｒ５は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ４がハロゲン基である場合、Ｒ５は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ４およびＲ５は、互いに結合されていてもよい。）
【００８９】
（Ｒ４およびＲ５）
Ｒ４およびＲ５のそれぞれに関する詳細は、上記したＲ２およびＲ３のそれぞれに関する詳細と同様である。
【００９０】
（不飽和環状化合物の具体例）
不飽和環状化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、下記の式（１−１）〜式（１−４０）のそれぞれで表される化合物などである。
【００９１】
【化４】
2019021885.tif 000006
【００９２】
【化５】
2019021885.tif 000007
【００９３】
【化６】
2019021885.tif 000008
【００９４】
（不飽和環状化合物の含有量）
電解液中における不飽和環状化合物の含有量は、特に限定されないが、中でも、０．０１重量％〜５重量％であることが好ましく、０．１重量％〜３重量％であることがより好まし。不飽和環状族化合物の溶解性および相溶性などが担保されながら、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。
【００９５】
なお、電解液が２種類以上の不飽和環状化合物を含んでいる場合、上記した「不飽和環状化合物の含有量」とは、各不飽和環状化合物の含有量の総和である。
【００９６】
［他の材料］
なお、電解液は、上記した不飽和環状族化合物と共に、さらに、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。
【００９７】
（溶媒）
他の材料は、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種類以上である。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
【００９８】
（炭酸エステル，鎖状カルボン酸炭酸エステル，ラクトン，ニトリル化合物）
非水溶媒は、例えば、炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、ラクトンおよびニトリル（モノニトリル）化合物などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
【００９９】
炭酸エステルは、例えば、環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステルのうちの一方または双方を含んでいる。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。鎖状炭酸エステルの具体例は、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。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、プロピオン酸プロピル、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。ラクトンの具体例は、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどである。ニトリル化合物の具体例は、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよび３−メトキシプロピオニトリルなどである。
【０１００】
この他、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、スルホラン、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。
【０１０１】
中でも、非水溶媒は、炭酸エステルを含んでいることが好ましく、具体的には、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチル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とがより好ましい。高い電池容量、優れたサイクル特性および優れた保存特性などが得られるからである。
【０１０２】
より具体的には、炭酸エステルは、環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステルの双方を含んでいることが好ましい。この場合には、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば比誘電率ε≧３０）と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度などが向上するからである。
【０１０３】
または、非水溶媒は、炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルを含んでいることが好ましい。この場合には、炭酸エステルの含有量と鎖状カルボン酸エステルの含有量との総和に対して鎖状カルボン酸エステルの含有量が占める割合は、特に限定されないが、例えば、１０重量％〜６０重量％である。電解質塩の解離性およびイオンの移動度などがより向上するからである。
【０１０４】
特に、非水溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物、多価ニトリル化合物、ジイソシアネート化合物およびリン酸エステルのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。
【０１０５】
（不飽和環状炭酸エステル）
不飽和環状炭酸エステルは、１個または２個以上の炭素間不飽和結合（炭素間二重結合）を有する環状の炭酸エステルであり、例えば、下記の式（４）〜式（６）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。非水溶媒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、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１０６】
【化７】
2019021885.tif 000009
（Ｒ１１およびＲ１２のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。Ｒ１３〜Ｒ１６のそれぞれは、水素基、アルキル基、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかであり、Ｒ１３〜Ｒ１６のうちの少なくとも１つは、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかである。Ｒ１７は、＞ＣＲ１７１Ｒ１７２で表される基であり、Ｒ１７１およびＲ１７２のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。）
【０１０７】
式（４）に示した化合物は、炭酸ビニレン系化合物である。Ｒ１１およびＲ１２のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。アルキル基に関する詳細は、上記した通りである。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−オンおよび４，５−ジエチル−１，３−ジオキソール−２−オンなどである。この他、炭酸ビニレン系化合物は、例えば、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−オンなどでもよい。
【０１０８】
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。Ｒ１３〜Ｒ１６のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ１３〜Ｒ１６のうちの一部だけが互いに同じ種類の基でもよい。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。
【０１０９】
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。Ｒ１７１およびＲ１７２のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。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。
【０１１０】
この他、不飽和環状炭酸エステルは、ベンゼン環を有する炭酸カテコール（カテコールカーボネート）などでもよい。
【０１１１】
（ハロゲン化炭酸エステル）
ハロゲン化炭酸エステルは、１個または２個以上のハロゲンを構成元素として含む炭酸エステルであり、例えば、下記の式（７）および式（８）のそれぞれで表される化合物のうちの一方または双方である。非水溶媒中におけるハロゲン化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重量％〜１０重量％である。
【０１１２】
【化８】
2019021885.tif 000010
（Ｒ１８〜Ｒ２１のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ１８〜Ｒ２１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。Ｒ２２〜Ｒ２７のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ２２〜Ｒ２７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。）
【０１１３】
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。Ｒ１８〜Ｒ２１のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ１８〜Ｒ２１のうちの一部だけが互いに同じ種類の基でもよい。
【０１１４】
ハロゲン基の種類は、特に限定されないが、中でも、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１種類または２種類以上であることが好ましく、フッ素基がより好ましい。なお、ハロゲン基の数は、１個だけでもよいし、２個以上でもよい。
【０１１５】
アルキル基に関する詳細は、上記した通りである。ハロゲン化アルキル基とは、アルキル基のうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換（ハロゲン化）された基である。ハロゲン基に関する詳細は、上記した通りである。
【０１１６】
ハロゲン化環状炭酸エステルの具体例は、下記の式（７−１）〜式（７−２１）のそれぞれで表される化合物などであり、それらの化合物には、幾何異性体も含まれる。中でも、式（７−１）に示した４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび式（７−３）に示した４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが好ましい。なお、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンとしては、シス異性体よりもトランス異性体が好ましい。容易に入手できると共に、高い効果が得られるからである。
【０１１７】
【化９】
2019021885.tif 000011
【０１１８】
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。Ｒ２２〜Ｒ２７のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ２２〜Ｒ２７のうちの一部だけが互いに同じ種類の基でもよい。
【０１１９】
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。
【０１２０】
（スルホン酸エステル）
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である。非水溶媒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、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１２１】
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、１，３−プロパンスルトンおよび１，３−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化合物などである。
【０１２２】
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、下記の式（９−１）〜式（９−３）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の具体例は、環状ジスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。
【０１２３】
【化１０】
2019021885.tif 000012
【０１２４】
（酸無水物）
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。非水溶媒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、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１２５】
カルボン酸無水物の具体例は、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物の具体例は、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物の具体例は、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などである。
【０１２６】
（多価ニトリル化合物）
多価ニトリル化合物は、２個以上のニトリル基（−ＣＮ）を有する化合物である。具体的には、例えば、Ｒ２８−（ＣＮ）n （Ｒ２８は、ｎ価の炭化水素基およびｎ価の酸素含有炭化水素基のうちのいずれかである。ｎは、２以上の整数である。）で表される化合物である。非水溶媒中における多価ニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％であり、好ましくは０．５重量％〜５重量％である。
【０１２７】
ｎ価の炭化水素基は、例えば、アルカン、アルケン、アルキン、脂環式炭化水素、芳香族炭化水素および結合化合物のそれぞれからｎ個の水素基が脱離した基である。アルカンの種類は、特に限定されないが、例えば、メタン、エタン、プロパンおよびブタンなどである。アルケンの種類は、特に限定されないが、例えば、エチレン（エテン）、プロピレン（プロペン）およびブテンなどである。アルキンの種類は、特に限定されないが、例えば、エチン（アセチレン）、プロピンおよびブチンなどである。脂環式炭化水素の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタンおよびシクロヘキサンなどである。芳香族炭化水素の種類は、特に限定されないが、例えば、ベンゼン、ナフタレン、アントラセン、ビフェニルおよびターフェニルなどである。
【０１２８】
ｎ価の酸素含有炭化水素基は、上記したｎ価の炭化水素基に１個または２個以上のエーテル結合が導入された基である。ｎ価の炭化水素基にエーテル結合が導入される位置に関する詳細は、上記した２価の炭化水素基にエーテル結合が導入される位置に関する詳細と同様である。
【０１２９】
多価ニトリル化合物の具体例は、スクシノニトリル（ＮＣ−Ｃ2 Ｈ4 −ＣＮ）、グルタロニトリル（ＮＣ−Ｃ3 Ｈ6 −ＣＮ）、アジポニトリル（ＮＣ−Ｃ4 Ｈ8 −ＣＮ）、セバコニトリル（ＮＣ−Ｃ8 Ｈ10−ＣＮ）、フタロニトリル（ＮＣ−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＮ）、３，３’−オキシジプロピオニトリル（ＮＣ−Ｃ2 Ｈ4 −Ｏ−Ｃ2 Ｈ4 −ＣＮ）、エチレングリコールビス（プロピオニトリル）エーテル（ＮＣ−Ｃ2 Ｈ4 −Ｏ−Ｃ2 Ｈ4 −Ｏ−Ｃ2 Ｈ4 −ＣＮ）、１，３，６−ヘキサントリカルボニトリルおよび１，３，５−ペンタントリカルボニトリルなどである。
【０１３０】
（ジイソシアネート化合物）
ジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｒ２９−ＮＣＯ（Ｒ２９は、アルキレン基およびアリーレン基のうちのいずれかである。）で表される化合物である。非水溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．１重量％〜１０重量％である。
【０１３１】
アルキレン基およびアリーレン基のそれぞれに関する詳細は、例えば、上記した通りである。アルキレン基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、１〜１８であると共に、アリーレン基の炭素数は、特に限定されないが、例えば、６〜１８である。ジイソシアネート化合物の具体例は、ＯＣＮ−Ｃ6 Ｈ12−ＮＣＯなどである。
【０１３２】
（リン酸エステル）
リン酸エステルの具体例は、リン酸トリメチル、リン酸トリエチルおよびリン酸トリアリルなどである。非水溶媒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、０．５重量％〜５重量％である。
【０１３３】
（電解質塩）
また、他の材料は、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種類以上である。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。リチウム塩以外の塩とは、例えば、リチウム以外の軽金属の塩などである。
【０１３４】
リチウム塩の具体例は、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。
【０１３５】
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種類以上が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。内部抵抗が低下するからである。
【０１３６】
また、電解質塩は、下記の式（１０）〜式（１２）のそれぞれで表される化合物でもよい。Ｒ４１およびＲ４３のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。Ｒ５１〜Ｒ５３のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに種類の異なる基でもよい。もちろん、Ｒ５１〜Ｒ５３のうちの一部だけが互いに同じ種類の基でもよい。Ｒ６１およびＲ６２のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。
【０１３７】
【化１１】
2019021885.tif 000013
（Ｘ４１は、長周期型周期表における１族元素および２族元素、ならびにアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれかである。Ｍ４１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。Ｒ４１は、ハロゲン基である。Ｙ４１は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ４２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＲ４３2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（＝Ｏ）−のうちのいずれかである。ただし、Ｒ４２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。Ｒ４３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。ａ４は１〜４の整数であり、ｂ４は０、２または４の整数であり、ｃ４、ｄ４、ｍ４およびｎ４のそれぞれは１〜３の整数である。）
【０１３８】
【化１２】
2019021885.tif 000014
（Ｘ５１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。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。Ｙ５１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ５１2 ）b5−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ５３2 Ｃ−（ＣＲ５２2 ）c5−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ５３2 Ｃ−（ＣＲ５２2 ）c5−ＣＲ５３2 −、−Ｒ５３2 Ｃ−（ＣＲ５２2 ）c5−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−Ｓ（＝Ｏ）2 −（ＣＲ５２2 ）d5−Ｓ（＝Ｏ）2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ５２2 ）d5−Ｓ（＝Ｏ）2 −のうちのいずれかである。Ｒ５１およびＲ５３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、Ｒ５１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り、Ｒ５３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。Ｒ５２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。ａ５、ｅ５およびｎ５のそれぞれは１または２の整数であり、ｂ５およびｄ５のそれぞれは１〜４の整数であり、ｃ５は０〜４の整数であり、ｆ５およびｍ５のそれぞれは１〜３の整数である。）
【０１３９】
【化１３】
2019021885.tif 000015
（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。Ｒｆは、フッ素化アルキル基およびフッ素化アリール基のうちのいずれかであり、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。Ｙ６１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１2 ）d6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６２2 Ｃ−（ＣＲ６１2 ）d6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６２2 Ｃ−（ＣＲ６１2 ）d6−ＣＲ６２2 −、−Ｒ６２2 Ｃ−（ＣＲ６１2 ）d6−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−Ｓ（＝Ｏ）2 −（ＣＲ６１2 ）e6−Ｓ（＝Ｏ）2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１2 ）e6−Ｓ（＝Ｏ）2 −のうちのいずれかである。ただし、Ｒ６１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。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り、Ｒ６２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。ａ６、ｆ６およびｎ６のそれぞれは１または２の整数であり、ｂ６、ｃ６およびｅ６のそれぞれは１〜４の整数であり、ｄ６は０〜４の整数であり、ｇ６およびｍ６のそれぞれは１〜３の整数である。）
【０１４０】
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。
【０１４１】
式（１０）に示した化合物の具体例は、下記の式（１０−１）〜式（１０−６）のそれぞれで表される化合物などである。式（１１）に示した化合物の具体例は、下記の式（１１−１）〜式（１１−８）のそれぞれで表される化合物などである。式（１２）に示した化合物の具体例は、下記の式（１２−１）で表される化合物などである。
【０１４２】
【化１４】
2019021885.tif 000016
【０１４３】
【化１５】
2019021885.tif 000017
【０１４４】
【化１６】
2019021885.tif 000018
【０１４５】
また、電解質塩は、下記の式（１３）〜式（１５）のそれぞれで表される化合物でもよい。ｍおよびｎのそれぞれは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。ｐ、ｑおよびｒのそれぞれは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。もちろん、ｐ、ｑおよびｒのうちの一部だけが互いに同じ値でもよい。
【０１４６】
ＬｉＮ（Ｃm Ｆ2m+1ＳＯ2 ）（Ｃn Ｆ2n+1 ＳＯ2 ）  …（１３）
（ｍおよびｎのそれぞれは、１以上の整数である。）
【０１４７】
【化１７】
2019021885.tif 000019
（Ｒ７１は、炭素数が２〜４である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。）
【０１４８】
ＬｉＣ（Ｃp Ｆ2p+1ＳＯ2 ）（Ｃq Ｆ2q+1ＳＯ2 ）（Ｃr Ｆ2r+1ＳＯ2 ）  …（１５）（ｐ、ｑおよびｒのそれぞれは、１以上の整数である。）
【０１４９】
式（１３）に示した化合物は、鎖状アミド化合物である。鎖状アミド化合物の具体例は、ビス（フルオロスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ2 Ｆ）2 ）、（フルオロスルホニル）（トリフルオロメタンスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ2 Ｆ）（ＣＦ3 ＳＯ2 ））、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＮ（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ）2 ）、（トリフルオロメタンスルホニル）（ペンタフルオロエタンスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ2 Ｆ5 ＳＯ2 ））、（トリフルオロメタンスルホニル）（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ3 Ｆ7 ＳＯ2 ））および（トリフルオロメタンスルホニル）（ノナフルオロブタンスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ））などである。
【０１５０】
式（１４）に示した化合物は、環状イミド化合物である。環状イミド化合物の具体例は、下記の式（１４−１）〜式（１４−４）のそれぞれで表される化合物などである。
【０１５１】
【化１８】
2019021885.tif 000020
【０１５２】
式（１５）に示した化合物は、鎖状メチド化合物である。鎖状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。
【０１５３】
また、電解質塩は、ジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ2 Ｏ2 ）およびフルオロリン酸リチウム（Ｌｉ2 ＰＦＯ3 ）などのリンフッ素含有塩でもよい。
【０１５４】
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。
【０１５５】
＜１−２．製造方法＞
次に、電解液の製造方法に関して説明する。この電解液は、例えば、以下の手順により製造される。
【０１５６】
電解液を製造する場合には、溶媒に電解質塩を加えたのち、その溶媒を撹拌する。これにより、電解質塩が溶媒中に溶解または分散される。続いて、電解質塩が溶解または分散された溶媒に不飽和環状化合物を加えたのち、その溶媒を撹拌する。これにより、不飽和環状化合物が溶媒中に溶解または分散される。よって、不飽和環状化合物を含む電解液が得られる。
【０１５７】
＜１−３．作用および効果＞
この電解液によれば、上記した不飽和環状化合物を含んでいる。この場合には、電解液が不飽和環状化合物を含んでいない場合および電解液が不飽和環状化合物の代わりに他の化合物を含んでいる場合と比較して、上記したように、電解液の化学的安定性が向上する。この「他の化合物」とは、例えば、下記の式（１６−１）〜式（１６−３）のそれぞれで表される化合物などである。式（１６−１）に示した化合物は、上記した式（２）において、Ｒ４がメトキシ基であると共にＲ５がハロゲン基（フッ素基）である化合物である。式（１６−２）に示した化合物は、式（２）において、Ｒ４およびＲ５のそれぞれが水素基である化合物である。式（１６−３）に示した化合物は、式（２）において、Ｒ４がハロゲン基（フッ素基）であると共にＲ５が水素基である化合物である。よって、電解液の分解反応が抑制されるため、電解液を用いた二次電池の電池特性を向上させることができる。
【０１５８】
【化１９】
2019021885.tif 000021
【０１５９】
特に、式（１）に示したＲ２およびＲ３に関して、２価の炭化水素基がアルキレン基などであり、２価のハロゲン化炭化水素基が２価の炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基がフッ素基などにより置換された基であり、ハロゲン基がフッ素基などであり、１価の炭化水素基がアルキル基などであり、１価のハロゲン化炭化水素基が１価の炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基がフッ素基などにより置換された基であり、１価の酸素含有炭化水素基がアルコキシ基であり、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基が１価の酸素含有炭化水素基のうちの１個または２個以上の水素基がフッ素基などにより置換された基であれば、電解液の化学的安定性が十分に向上するため、より高い効果を得ることができる。この場合には、アルキレン基の炭素数が１〜３であり、アルケニレン基などの炭素数が２または３であり、シクロアルキレン基などの炭素数が６〜１０であり、アルキル基などの炭素素数が１〜４であり、アルケニル基などの炭素数が２〜４であり、シクロアルキル基などの炭素数が６〜１０であれば、不飽和環状化合物の溶解性および相溶性などが向上するため、さらに高い効果を得ることができる。また、Ｒ１がパーフルオロアルキレン基であれば、電解液の化学的安定性がさらに向上するため、さらに高い効果を得ることができる。
【０１６０】
また、不飽和環状化合物が式（２）に示した化合物であれば、電解液の化学的安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。
【０１６１】
また、電解液中における不飽和環状化合物の含有量が０．０１重量％〜５重量％であれば、電解液の化学的安定性が十分に向上するため、より高い効果を得ることができる。
【０１６２】
また、電解液が炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルを含んでおり、炭酸エステルの含有量と鎖状カルボン酸エステルの含有量との総和に対して鎖状カルボン酸エステルの含有量が占める割合が１０重量％〜６０重量％であれば、電解質塩の解離性およびイオンの移動度などがより向上するため、より高い効果を得ることができる。
【０１６３】
また、電解液が不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物および多価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れば、電解液の化学的安定性がより向上するため、より高い効果を得ることができる。
【０１６４】
＜２．二次電池（リチウムイオン二次電池）＞
次に、上記した本技術の電解液を用いた二次電池に関して説明する。
【０１６５】
＜２−１．円筒型＞
図１は、二次電池の断面構成を表しており、図２は、図１に示した巻回電極体２０の断面構成のうちの一部を拡大している。
【０１６６】
ここで説明する二次電池は、例えば、リチウムの吸蔵現象およびリチウムの放出現象を利用して電池容量（負極２２の容量）が得られるリチウムイオン二次電池である。
【０１６７】
［全体構成］
この二次電池は、図１に示したように、中空円筒状の電池缶１１の内部に、電池素子である巻回電極体２０が収納された円筒型の二次電池である。
【０１６８】
具体的には、二次電池は、例えば、電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３と、巻回電極体２０とを備えている。この巻回電極体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、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３が巻回されることにより形成されている。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。
【０１６９】
電池缶１１は、例えば、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、アルミニウム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種類以上を含んでいる。電池缶１１の表面には、例えば、ニッケルなどが鍍金されていてもよい。一対の絶縁板１２，１３のそれぞれは、互いに巻回電極体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。
【０１７０】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、安全弁機構１５と、熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）１６とがガスケット１７を介してかしめられているため、その電池缶１１は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１の形成材料と同様の材料を含んでいる。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加熱などに起因して電池缶１１の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、絶縁材料を含んでおり、そのガスケット１７の表面には、例えば、アスファルトなどが塗布されていてもよい。
【０１７１】
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、巻回電極体２０の巻回中心に挿入されていなくてもよい。正極２１には、正極リード２５が取り付けられていると共に、負極２２には、負極リード２６が取り付けられている。正極リード２５は、例えば、アルミニウムなどの導電性材料を含んでいる。この正極リード２５は、例えば、安全弁機構１５に取り付けられているため、電池蓋１４と電気的に接続されている。負極リード２６は、例えば、ニッケルなどの導電性材料を含んでいる。この負極リード２６は、例えば、電池缶１１に取り付けられているため、その電池缶１１と電気的に接続されている。
【０１７２】
（正極）
正極２１は、例えば、図２に示したように、正極集電体２１Ａと、その正極集電体２１Ａの両面に設けられた２つの正極活物質層２１Ｂとを含んでいる。ただし、正極集電体２１Ａの片面に１つの正極活物質層２１Ｂだけが設けられていてもよい。
【０１７３】
（正極集電体）
正極集電体２１Ａは、例えば、導電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。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この正極集電体２１Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【０１７４】
（正極活物質層）
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが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。
【０１７５】
（正極活物質（正極材料））
正極材料は、リチウム含有化合物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。リチウム含有化合物の種類は、特に限定されないが、例えば、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などである。
【０１７６】
リチウム含有複合酸化物は、リチウムと１種類または２種類以上の他元素とを構成元素として含む酸化物であり、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれかの結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物は、リチウムと１種類または２種類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、例えば、オリビン型などの結晶構造を有している。なお、「他元素」とは、リチウム以外の元素である。
【０１７７】
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）など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。
【０１７８】
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、例えば、下記の式（２１）〜式（２３）のそれぞれで表される化合物などである。
【０１７９】
Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１１c Ｏ(2-d) Ｆe   ・・・（２１）
（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。）
【０１８０】
Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ１２b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２２）
（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。）
【０１８１】
Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ１３b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２３）
（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。）
【０１８２】
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。
【０１８３】
なお、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がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、５０原子％以上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。
【０１８４】
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、例えば、下記の式（２４）で表される化合物などである。
【０１８５】
Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ１４b Ｏc Ｆd   ・・・（２４）
（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。）
【０１８６】
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。
【０１８７】
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、例えば、下記の式（２５）で表される化合物などである。
【０１８８】
Ｌｉa Ｍ１５ＰＯ4   ・・・（２５）
（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。）
【０１８９】
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。
【０１９０】
なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（２６）で表される化合物などでもよい。
【０１９１】
（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x   ・・・（２６）
（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。）
【０１９２】
（他の正極材料）
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。
【０１９３】
（正極結着剤）
正極結着剤は、例えば、合成ゴム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。高分子化合物は、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。
【０１９４】
（正極導電剤）
正極導電剤は、例えば、炭素材料などの導電性材料うちのいずれか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ッチェンブラックなどである。ただし、正極導電剤は、導電性材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
【０１９５】
（負極）
負極２２は、例えば、図２に示したように、負極集電体２２Ａと、その負極集電体２２Ａの両面に設けられた２つの負極活物質層２２Ｂとを含んでいる。ただし、負極集電体２２Ａの片面に１つの負極活物質層２２Ｂだけが設けられていてもよい。
【０１９６】
（負極集電体）
負極集電体２２Ａは、例えば、導電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。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この負極集電体２２Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【０１９７】
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を利用して、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。電解処理では、電解槽中において電解法を用いて負極集電体２２Ａの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体２２Ａの表面に凹凸が設けられる。電解法を用いて作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
【０１９８】
（負極活物質層）
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが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。
【０１９９】
充電途中において意図せずにリチウム金属が負極２２の表面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、リチウムを吸蔵および放出することが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。
【０２００】
（負極活物質（負極材料））
負極材料の種類は、リチウムを吸蔵および放出することが可能である材料であれば、特に限定されない。この負極材料は、例えば、炭素材料および金属系材料などである。
【０２０１】
（炭素材料）
炭素材料は、炭素を構成元素として含む材料の総称である。リチウムの吸蔵時およびリチウムの放出時において炭素材料の結晶構造が非常に変化しにくいため、高いエネルギー密度が安定に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。
【０２０２】
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、難黒鉛化性炭素に関する（００２）面の面間隔は、０．３７ｎｍ以上であることが好ましいと共に、黒鉛に関する（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を含む。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）された焼成物である。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うちのいずれでもよい。
【０２０３】
（金属系材料）
金属系材料は、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である。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０２０４】
この金属系材料は、単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの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。
【０２０５】
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することが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、金属元素および半金属元素は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、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。
【０２０６】
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く、ケイ素がより好ましい。リチウムを吸蔵および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。
【０２０７】
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、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの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。ここで説明する単体とは、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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
ケイ素の合金およびケイ素の化合物のそれぞれの具体例は、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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第１構成元素であるスズと共に第２構成元素および第３構成元素を含む材料（スズ含有材料）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。スズ含有材料が第２および第３構成元素を含んでいることで、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。
【０２１３】
中でも、スズ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料（スズコバルト炭素含有材料）であることが好ましい。このスズコバルト炭素含有材料では、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。
【０２１４】
スズコバルト炭素含有材料は、スズとコバルトと炭素と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、リチウムと反応することが可能な相（反応相）であるため、その反応相の存在に起因して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および放出されると共に、電解液との反応性が低減するからである。なお、スズコバルト炭素含有材料は、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。
【０２１５】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応することが可能な反応相に対応する回折ピークであるか否かに関しては、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回折ピークである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相に起因する回折ピークが２θ＝２０°〜５０°の範囲に見られる。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。
【０２１６】
スズコバルト炭素含有材料では、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、物質の表面には表面汚染炭素が存在しているため、その表面汚染炭素に起因するＣ１ｓのピークのエネルギーを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、表面汚染炭素に起因するピークとスズコバルト炭素含有材料中の炭素に起因するピークとを含んでいる。このため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することにより、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。
【０２１７】
このスズコバルト炭素含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料に限られない。このスズコバルト炭素含有材料は、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。
【０２１８】
スズコバルト炭素含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素とを構成元素として含む材料（スズコバルト鉄炭素含有材料）も好ましい。このスズコバルト鉄炭素含有材料の組成は、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、スズコバルト鉄炭素含有材料の物性（半値幅など）は、上記したスズコバルト炭素含有材料の物性と同様である。
【０２１９】
（他の負極材料）
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。
【０２２０】
中でも、負極材料は、以下で説明する理由により、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。
【０２２１】
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により、高い理論容量（すなわち電池容量）が担保されながら、充放電時の膨張収縮が抑制される。
【０２２２】
（負極結着剤および負極導電剤）
負極結着剤に関する詳細は、例えば、上記した正極結着剤に関する詳細と同様である。また、負極導電剤に関する詳細は、例えば、上記した負極導電剤に関する詳細と同様である。
【０２２３】
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の表面にリチウム金属が意図せずに析出することを防止するために、リチウムを吸蔵および放出することが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、４．２０Ｖ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ことを考慮して、正極活物質の量と負極活物質の量とが互いに調整されている。これにより、高いエネルギー密度が得られる。
【０２２４】
［セパレータ］
セパレータ２３は、例えば、図２に示したように、正極２１と負極２２との間に配置されており、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。
【０２２５】
このセパレータ２３は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、２種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
【０２２６】
特に、セパレータ２３は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）と、その基材層の片面または両面に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。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、巻回電極体２０の歪みが抑制されるからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、基材層に含浸された電解液の漏液も抑制されるため、充放電を繰り返しても抵抗が上昇しにくくなると共に、電池膨れが抑制される。
【０２２７】
高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物を含んでいる。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。ただし、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン以外でもよい。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などに高分子化合物が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。
【０２２８】
この高分子化合物層は、例えば、無機粒子などの絶縁性粒子のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。安全性が向上するからである。無機粒子の種類は、例えば、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムなどである。
【０２２９】
（電解液）
巻回電極体２０には、上記したように、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。すなわち、電解液は、不飽和環状化合物を含んでいる。
【０２３０】
［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
【０２３１】
充電時には、正極２１からリチウムイオンが放出されると共に、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共に、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。
【０２３２】
［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。
【０２３３】
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することにより、正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとする。最後に、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ることにより、正極活物質層２１Ｂを形成する。こののち、必要に応じて、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、正極活物質層２１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。
【０２３４】
負極２２を作製する場合には、上記した正極２１の作製手順と同様の手順により、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層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することにより、負極合剤としたのち、有機溶剤などに負極合剤を分散させることにより、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ることにより、負極活物質層２２Ｂを形成する。こののち、必要に応じて、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。
【０２３５】
ここで、負極活物質層２２Ｂの形成方法は、特に限定されないが、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種類以上である。塗布法は、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、その混合物が有機溶剤などにより溶解または分散された溶液を負極集電体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、気相法は、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。焼成法は、例えば、塗布法を用いて負極集電体２２Ａに溶液を塗布したのち、その負極集電体２２Ａに塗布された溶液を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である。
【０２３６】
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とを積層させたのち、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３を巻回させることにより、巻回電極体２０を形成する。続いて、巻回電極体２０の巻回中心にセンターピン２４を挿入する。
【０２３７】
続いて、一対の絶縁板１２，１３により巻回電極体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することにより、その電解液を巻回電極体２０に含浸させる。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をかしめる。これにより、電池缶１１の内部に巻回電極体２０が封入されるため、円筒型の二次電池が完成する。
【０２３８】
［作用および効果］
この円筒型の二次電池によれば、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ので、上記したように、その電解液の化学的安定性が向上する。よって、電解液の分解反応が抑制されるため、電池特性を向上させることができる。
【０２３９】
特に、負極がリチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料を含んでおり、その負極材料が炭素材料および金属系材料のうちの一方または双方を含んでいれば、高いエネルギー密度が担保されながら、不飽和環状化合物による電解液の分解抑制機能が効果的に発揮されるため、より高い効果を得ることができる。
【０２４０】
これ以外の作用および効果は、本技術の電解液に関する作用および効果と同様である。
【０２４１】
＜２−２．ラミネートフィルム型＞
図３は、他の二次電池の斜視構成を表しており、図４は、図３に示したＩＶ−ＩＶ線に沿った巻回電極体３０の断面構成を表している。なお、図３では、巻回電極体３０と外装部材４０とを互いに離間させた状態を示している。
【０２４２】
以下の説明では、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。
【０２４３】
［構成］
この二次電池は、例えば、図３に示したように、柔軟性（または可撓性）を有するフィルム状の外装部材４０の内部に、電池素子である巻回電極体３０が収納されたラミネートフィルム型の二次電池（リチウムイオン二次電池）である。
【０２４４】
具体的には、二次電池は、例えば、外装部材４０の内部に巻回電極体３０を備えている。巻回電極体３０は、例えば、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とが互いに積層されたのち、その正極３３、負極３４、セパレータ３５および電解質層３６が巻回されることにより形成されている。この電解質層３６は、例えば、正極３３とセパレータ３５との間に配置されていると共に、負極３４とセパレータ３５との間に配置されている。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。
【０２４５】
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（Ａｌ）などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。負極リード３２は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）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種類以上を含んでいる。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。
【０２４６】
外装部材４０は、例えば、図３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、例えば、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、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ていてもよい。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フィルムのうちのいずれか１種類または２種類以上である。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フィルムのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【０２４７】
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。
【０２４８】
外装部材４０と正極リード３１との間には、例えば、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。また、外装部材４０と負極リード３２との間には、例えば、上記した密着フィルム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の双方に対して密着性を有する材料を含んでいる。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。
【０２４９】
（正極、負極およびセパレータ）
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａおよび正極活物質層３３Ｂを含んでいると共に、負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂを含んでいる。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、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。また、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。
【０２５０】
（電解質層）
電解質層３６は、電解液と、高分子化合物とを含んでおり、その電解液は、上記した本技術の電解液と同様の構成を有している。すなわち、電解液は、不飽和環状化合物を含んでいる。ここで説明する電解質層３６は、いわゆるゲル状の電解質であり、高分子化合物により電解液が保持されている。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。なお、電解質層３６は、さらに、添加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。
【０２５１】
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、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、単独重合体は、ポリフッ化ビニリデンであることが好ましいと共に、共重合体は、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であることが好ましい。電気化学的に安定だからである。
【０２５２】
ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液に含まれる「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も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。
【０２５３】
なお、電解質層３６の代わりに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（正極３３、負極３４およびセパレータ３５）に含浸される。
【０２５４】
［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
【０２５５】
充電時には、正極３３からリチウムイオンが放出されると共に、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共に、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。
【０２５６】
［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。
【０２５７】
第１手順では、最初に、正極２１および負極２２のそれぞれの作製手順と同様の手順により、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、有機溶剤などとを混合することにより、前駆溶液を調製する。続いて、正極３３に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成する。また、負極３４に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成する。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とを積層させたのち、その正極３３、負極３４およびセパレータ３５を巻回させることにより、巻回電極体３０を形成する。続いて、巻回電極体３０の最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。最後に、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ることにより、その外装部材４０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と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入すると共に、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。
【０２５８】
第２手順では、最初に、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とを互いに積層させたのち、その正極３３、負極３４およびセパレータ３５を巻回させることにより、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を形成したのち、その巻回体の最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、巻回体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ることにより、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することにより、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。最後に、モノマーを熱重合させることにより、高分子化合物を形成する。これにより、高分子化合物により電解液が保持されるため、ゲル状の電解質層３６が形成される。
【０２５９】
第３手順では、最初に、高分子化合物層が形成されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２手順と同様の手順により、巻回体を作製したのち、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、外装部材４０の内部に電解液を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の開口部を密封する。最後に、外装部材４０に加重をかけながら加熱することにより、高分子化合物層を介してセパレータ３５を正極３３に密着させると共に、高分子化合物層を介してセパレータ３５を負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物層のそれぞれに含浸すると共に、その高分子化合物層のそれぞれがゲル化するため、電解質層３６が形成される。
【０２６０】
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、非水溶媒およびモノマー（高分子化合物の原料）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のそれぞれと電解質層３６とが十分に密着する。
【０２６１】
［作用および効果］
このラミネートフィルム型の二次電池によれば、電解質層３６が電解液を含んでおり、その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。よって、上記した円筒型の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。これ以外の作用および効果は、円筒型の二次電池に関する作用および効果と同様である。
【０２６２】
＜３．二次電池（リチウム金属二次電池）＞
次に、本技術の電解液を用いた他の二次電池に関して説明する。ここで説明する二次電池は、リチウム金属の溶解現象およびリチウムの析出現象を利用して電池容量（負極２２の容量）が得られる円筒型のリチウム金属二次電池である。
【０２６３】
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いて、上記した円筒型のリチウムイオン二次電池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。
【０２６４】
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、二次電池の組み立て時から既に存在してもよいが、二次電池の組み立て時には未だ存在しておらず、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、負極活物質層２２Ｂを集電体として利用することにより、負極集電体２２Ａを省略してもよい。
【０２６５】
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共に、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。一方、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共に、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。
【０２６６】
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、上記した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。これ以外の作用および効果は、リチウムイオン二次電池に関する作用および効果と同様である。
【０２６７】
なお、ここで説明したリチウム金属二次電池は、円筒型の二次電池に代えて、ラミネートフィルム型の二次電池でもよい。この場合においても、同様の効果を得ることができる。
【０２６８】
＜４．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
【０２６９】
二次電池の用途は、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二次電池を利用可能である機械、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。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０２７０】
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搭載さ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、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。
【０２７１】
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。これらの用途では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により、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る。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。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することが可能である。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。
【０２７２】
ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。
【０２７３】
＜４−１．電池パック（単電池）＞
図５は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図６は、図５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５では、電池パックが分解された状態を示している。
【０２７４】
ここで説明する電池パックは、１個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５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。
【０２７５】
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により保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
【０２７６】
また、電池パックは、例えば、図６に示したように、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、ＰＴＣ素子１２３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されることが可能であるため、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する。
【０２７７】
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。この制御部１２１は、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。
【０２７８】
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を切断させることにより、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を切断させることにより、充電電流を遮断する。
【０２７９】
一方、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を切断させることにより、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を切断させることにより、放電電流を遮断する。
【０２８０】
なお、過充電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２８１】
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、すなわち電源１１１と外部機器との接続の有無を切り換える。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。
【０２８２】
温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部１２１に出力する。この温度検出部１２４は、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により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部１２１が補正処理を行う場合などに用いられる。
【０２８３】
なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ素子１２３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。
【０２８４】
＜４−２．電池パック（組電池）＞
図７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。
【０２８５】
この電池パックは、例えば、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。この筐体６０は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。
【０２８６】
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。この制御部６１は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、２個以上の二次電池を含む組電池であり、その２個以上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個の二次電池を含んでいる。
【０２８７】
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、すなわち電源６２と外部機器との接続の有無を切り換える。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。
【０２８８】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部６１に出力する。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度の測定結果は、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、残容量の算出時において制御部６１が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すると共に、アナログ−デジタル変換された電圧の測定結果を制御部６１に供給する。
【０２８９】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６のそれぞれ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。
【０２９０】
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すると、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。
【０２９１】
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すると、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断することにより、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だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。
【０２９２】
なお、過充電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、特に限定されないが、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２９３】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどを含んでいる。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、製造工程段階において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できる。
【０２９４】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度検出素子６９は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。
【０２９５】
正極端子７１および負極端子７２のそれぞれは、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）、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は、正極端子７１および負極端子７２を介して充放電される。
【０２９６】
＜４−３．電動車両＞
図８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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
この電動車両は、例えば、エンジン７５およびモータ７７のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行することが可能である。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には、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、エンジン７５の駆動力（回転力）が前輪８６および後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力が発電機７９に伝達されるため、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ８３を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源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には、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るため、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および後輪８８に伝達される。
【０２９９】
なお、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るため、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るため、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。
【０３００】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部７４は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１個または２個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ていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。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、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。
【０３０１】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、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。
【０３０２】
＜４−４．電力貯蔵システム＞
図９は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。
【０３０３】
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。
【０３０４】
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に接続されることが可能である。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に接続されることが可能である。
【０３０５】
なお、電気機器９４は、例えば、１種類または２種類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種類以上を含んでいる。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種類以上を含んでいる。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種類以上を含んでいる。
【０３０６】
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。この制御部９０は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１個または２個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、電力供給側と通信することが可能である。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における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０３０７】
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９０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、その電動車両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。
【０３０８】
電源９１に蓄積された電力は、必要に応じて使用することが可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜において、集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、電気使用料が高い日中において、その電源９１に蓄積された電力を用いることができる。
【０３０９】
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。
【０３１０】
＜４−５．電動工具＞
図１０は、電動工具のブロック構成を表している。
【０３１１】
ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、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。
【０３１２】
工具本体９８は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。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。この制御部９９は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１個または２個以上の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、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。
【実施例】
【０３１３】
以下では、本技術の実施例に関して説明する。【０３１４】
（実験例１−１〜１−４９）
以下の手順により、図３および図４に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。【０３１５】
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質（コバルト酸リチウム（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質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製した。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体３３Ａ（帯状のアルミニウム箔，厚さ＝１２μｍ）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ることにより、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。【０３１６】
負極３４を作製する場合には、最初に、負極活物質（炭素材料である黒鉛，メジアン径Ｄ５０＝１５μｍ）９６質量部と、負極結着剤（スチレン−ブタジエンゴム共重合体のアクリル酸変性体）１．５質量部と、増粘剤（カルボキシメチルセルロース）１．５質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、水性溶媒（純水）に負極合剤を投入したのち、その純水を撹拌することにより、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負極集電体３４Ａ（帯状の銅箔，厚さ＝１５μｍ）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ることにより、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。【０３１７】
電解液を調製する場合には、溶媒（炭酸エチレン（ＥＣ）および炭酸エチルメチル（ＥＭＣ））に電解質塩（六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ））を加えることにより、その溶媒を撹拌したのち、その溶媒にさらに不飽和環状化合物を加えることにより、その溶媒を撹拌した。溶媒の混合比（重量％）と、電解質塩の含有量（ｍｏｌ／ｋｇ）と、不飽和環状化合物の種類および含有量（重量％）とは、表１および表２に示した通りである。【０３１８】
この場合には、比較のために、不飽和環状化合物を用いなかったことを除いて同様の手順により、電解液を調製した。また、比較のために、不飽和環状化合物の代わりに他の化合物を用いたことを除いて同様の手順により、電解液を調製した。他の化合物の種類および含有量（重量％）は、表２に示した通りである。【０３１９】
なお、不飽和環状化合物の一部および他の化合物の一部のそれぞれに関して計算科学的手法を用いて算出された最低空軌道（ＬＵＭＯ）のエネルギー（ｅＶ）は、表１および表２に示した通りである。この計算科学的手法とは、密度汎関数法（Density Functional Theory ）を用いた量子化学計算、いわゆるＤＦＴ計算である。この場合には、ガウシアン社製の量子化学計算プログラム  Ｇａｕｓｓｉａｎ０３を用いて、Ｂ３ＬＹＰ密度汎関数と６−３１＋Ｇ＊基底関数との組み合わせ（Ｂ３ＬＹＰ／６−３１＋Ｇ＊）を利用することにより、不飽和環状化合物などの構造最適化とＬＵＭＯのエネルギーの計算とを行った。【０３２０】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、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（微多孔性ポリエチレンフィルム，厚さ＝１５μｍ）を介して正極３３と負極３４とを互いに積層させることにより、積層体を得た。続いて、積層体を長手方向に巻回させたのち、その積層体の最外周部に保護テープ３７を貼り付けることにより、巻回体を形成した。最後に、巻回体を挟むように外装部材４０（外側：ナイロンフィルム，厚さ＝２５μｍ／アルミニウム箔，厚さ＝４０μｍ，／ポリプロピレンフィルム，厚さ＝３０μｍ：内側）を折り畳んだのち、その外装部材４０のうちの３辺の外周縁部同士を熱融着した。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を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４２を挿入した。最後に、外装部材４０の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回体に含浸させたのち、減圧環境中において外装部材４０の残りの１辺の外周縁部同士を熱融着した。【０３２１】
これにより、巻回電極体３０が形成されたと共に、その巻回電極体３０が外装部材４０の内部に封入されたため、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池が完成した。この二次電池を作製する場合には、完全充電時における開回路電圧（いわゆる電池電圧）が４．２Ｖとなるように、正極活物質の量と負極活物質の量とを互いに調整した。【０３２２】
二次電池の電池特性を評価するために、その二次電池の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。【０３２３】
サイクル特性を調べる場合には、最初に、二次電池の状態を安定化させるために、常温環境中（温度＝２０℃）において二次電池を３サイクル充放電させた。続いて、高温環境中（温度＝５０℃）において二次電池を充放電させることにより、４サイクル目の放電容量を測定した。続いて、同環境中において二次電池を５００サイクル充放電させることにより、５０４サイクル目の放電容量を測定した。最後に、容量維持率（％）＝（５０４サイクル目の放電容量／４サイクル目の放電容量）×１００を算出した。【０３２４】
なお、充電時には、１ｍＡ／ｃｍ2 の電流密度で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電したのち、４．２Ｖの電圧で電流密度が０．０２ｍＡ／ｃｍ2 に到達するまで定電圧充電した。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。【０３２５】
【表１】
2019021885.tif 000022
【０３２６】
【表２】
2019021885.tif 000023
【０３２７】
容量維持率は、不飽和環状化合物の有無に応じて大きく変動した。以下では、電解液が不飽和環状化合物も他の化合物も含んでいない場合（実験例１−４６）の容量維持率を比較基準とする。【０３２８】
具体的には、電解液が他の化合物を含んでいる場合（実験例１−４７〜１−４９）には、容量維持率が同等以下であった。これに対して、電解液が不飽和環状化合物を含んでいる場合（実験例１−１〜１−４５）には、不飽和環状化合物の種類および含有量に依存せずに、容量維持率が増加した。【０３２９】
特に、電解液が不飽和環状化合物を含んでいる場合には、その電解液中における不飽和環状化合物の含有量が０．０１重量％〜５重量％であると、十分な容量維持率が得られた。【０３３０】
なお、ＬＵＭＯのエネルギーの比較から明らかなように（実験例１−６，１−２３，１−４２，１−４３，１−４７）、ＬＵＭＯのエネルギーが低いため、還元されやすい不飽和環状化合物を用いた場合（実験例１−４２，１−４３）においても、容量維持率が増加した。【０３３１】
（実験例２−１〜２−３０）
表３および表４に示したように、溶媒の組成を変更すると共に充電電圧を４．４５Ｖに変更したことを除いて同様の手順により、二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。【０３３２】
新たに用いた溶媒の種類および混合比（重量％）は、表３および表４に示した通りである。具体的には、炭酸エステルとして、環状炭酸エステルである炭酸プロピレン（ＰＣ）と、鎖状炭酸エステルである炭酸ジエチル（ＤＥＣ）とを用いた。鎖状カルボン酸エステルとしてプロピオン酸プロピル（ＰＰ）を用いた。不飽和環状炭酸エステルとして炭酸ビニレン（ＶＣ）を用いた。ハロゲン化炭酸エステルとして４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）を用いた。スルホン酸エステルとしてプロパンスルトン（ＰＳ）およびプロペンスルトン（ＰＲＳ）を用いた。酸無水物として、無水コハク酸（ＳＡＨ）、無水マレイン酸（ＭＡＨ）および無水スルホプロピオン酸（ＰＳＡＨ）を用いた。多価ニトリル化合物としてスクシノニトリル（ＳＮ）およびアジポニトリル（ＡＮ）を用いた。【０３３３】
【表３】
2019021885.tif 000024
【０３３４】
【表４】
2019021885.tif 000025
【０３３５】
溶媒の組成を変更した場合（表３および表４）においても、表１および表２と同様の結果が得られた。【０３３６】
すなわち、電解液が不飽和環状化合物を含んでいる場合（実験例２−１〜２−１６）には、電解液が不飽和環状化合物を含んでいない場合（実験例２−１７〜２−３０）と比較して、容量維持率が増加した。【０３３７】
特に、電解液が不飽和環状化合物を含んでいる場合には、以下の傾向が得られた。【０３３８】
第１に、電解液が不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物および多価ニトリル化合物のうちのいずれかを含んでいると（実験例２−４〜２−１２）、容量維持率がより増加した。【０３３９】
第２に、電解液が炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルを含んでおり、その鎖状カルボン酸エステルの割合（混合比）が１０重量％〜６０重量％であると（実験例２−１３〜２−１６）、十分な容量維持率が得られた。【０３４０】
（実験例３−１〜３−１４）
表５に示したように、電解質塩の組成を変更すると共に充電電圧を４．４５Ｖに変更したことを除いて同様の手順により、二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。【０３４１】
新たに用いた電解質塩の種類および含有量比（重量％）は、表５に示した通りである。具体的には、電解質塩として、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、式（１０−１）に示した化合物（ＬｉＤＦＯＢ）、式（１０−２）に示した化合物（ＬｉＤＦＯＰ）、式（１０−６）に示した化合物（ＬｉＢＯＢ）、ビス（フルオロスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＦＳＡ）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミドリチウム（ＬｉＴＦＳＡ）およびジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ2 Ｏ2 ）を用いた。この場合には、既存の電解質塩の一部を新たな電解質塩に置き換えた。【０３４２】
【表５】
2019021885.tif 000026
【０３４３】
電解質塩の組成を変更した場合（表５）においても、表１および表２と同様の結果が得られた。【０３４４】
すなわち、電解液が不飽和環状化合物を含んでいる場合（実験例３−１〜３−７）には、電解液が不飽和環状化合物を含んでいない場合（実験例３−８〜３−１４）と比較して、容量維持率が増加した。特に、電解液が不飽和環状化合物を含んでいる場合には、新たに用いた電解質塩の種類によっては、容量維持率がより増加した。【０３４５】
（実験例４−１〜４−７）
表６に示したように、負極活物質の種類を変更したことを除いて同様の手順により、二次電池を作製すると共に電池特性を調べた。【０３４６】
負極活物質としては、炭素材料（黒鉛）と金属系材料（ケイ素，メジアン径Ｄ５０＝５μｍ）との混合物を用いた。この場合には、炭素材料と金属系材料との混合比（重量比）を炭素材料：金属系材料＝９０：１０とした。【０３４７】
【表６】
2019021885.tif 000027
【０３４８】
負極活物質の種類を変更した場合（表６）においても、表１および表２と同様の結果が得られた。【０３４９】
すなわち、電解液が不飽和環状化合物も他の化合物も含んでいない場合（実験例４−４）の容量維持率を比較基準とすると、電解液が他の化合物を含んでいる場合（実験例４−５〜４−７）には容量維持率が同等以下であったが、電解液が不飽和環状化合物を含んでいる場合（実験例４−１〜４−３）には容量維持率が増加した。【０３５０】
表１〜表６に示した結果から、電解液が不飽和環状化合物を含んでいると、サイクル特性が改善された。よって、二次電池において優れた電池特性が得られた。【０３５１】
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、その本技術に関しては、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。【０３５２】
具体的には、円筒型の二次電池およびラミネートフィルム型の二次電池に関して説明したが、これに限られない。例えば、角型の二次電池およびコイン型の二次電池などでもよい。【０３５３】
また、電池素子が巻回構造を有する場合に関して説明したが、これに限られない。例えば、電池素子が積層構造などの他の構造を有していてもよい。【０３５４】
また、リチウムの吸蔵現象およびリチウムの放出現象を利用して負極の容量が得られるリチウムイオン二次電池と、リチウムの析出現象およびリチウムの溶解現象を利用して負極の容量が得られるリチウムイオン二次電池とに関して説明したが、これに限られない。例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極活物質の容量を正極の容量よりも小さくすることにより、リチウムの吸蔵現象およびリチウムの放出現象に起因する容量とリチウムの析出現象およびリチウムの溶解現象に起因する容量との和に基づいて負極の容量が得られる二次電池でもよい。【０３５５】
また、電極反応物質としてリチウムを用いた二次電池に関して説明したが、これに限られない。この電極活物質は、例えば、ナトリウムおよびカリウムどの長周期型周期表における他の１族の元素でもよいし、マグネシウムおよびカルシウムなどの長周期型周期表における２族の元素でもよいし、アルミニウムなどの他の軽金属でもよい。【０３５６】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。【０３５７】
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、
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む電解液と
を備えた、二次電池。
【化２０】
2019021885.tif 000028
（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合（−Ｏ−）が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基（−Ｃ（＝Ｏ）−）が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合（＞Ｃ＝Ｃ＜）を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
（２）
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種類以上が互いに結合された２価の基のうちのいずれかであり、
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種類以上が互いに結合された１価の基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つの水素基がハロゲン基により置換された基であり、
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２価のハロゲン化炭化水素基、前記１価のハロゲン化炭化水素基および前記１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれに含まれる前記ハロゲン基は、フッ素基、塩素基、臭素基およびヨウ素基のうちの少なくとも１つを含む、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記アルキレン基の炭素数は、１以上３以下であり、
前記アルケニレン基および前記アルキニレン基のそれぞれの炭素数は、２または３であり、
前記シクロアルキレン基および前記アリーレン基のそれぞれの炭素数は、６以上１０以下であり、
前記アルキル基および前記アルコキシ基のそれぞれの炭素数は、１以上４以下であり、
前記アルケニル基および前記アルキニル基のそれぞれの炭素数は、２以上４以下であり、
前記シクロアルキル基および前記アリール基のそれぞれの炭素数は、６以上１０以下である、
上記（２）に記載の二次電池。
（４）
前記Ｒ１は、パーフルオロアルキレン基である、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
前記不飽和環状化合物は、下記の式（２）で表される化合物を含む、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の二次電池。
【化２１】
2019021885.tif 000029
（Ｒ４およびＲ５のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ４が水素基である場合、Ｒ５は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ４がハロゲン基である場合、Ｒ５は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ４およびＲ５は、互いに結合されていてもよい。）
（６）
前記電解液中における前記不飽和環状化合物の含有量は、０．０１重量％以上５重量％以下である、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
電解液は、さらに、炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルを含み、
前記炭酸エステルの含有量と前記鎖状カルボン酸エステルの含有量との総和に対して前記鎖状カルボン酸エステルの含有量が占める割合は、１０重量％以上６０重量％以下である、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
前記電解液は、さらに、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物および多価ニトリル化合物のうちの少なくとも１種を含む、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二次電池。
（９）
前記負極は、炭素材料およびケイ素を構成元素として含む材料のうちの少なくとも一方を含む、
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池。
（１０）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池。
（１１）
下記の式（１）で表される不飽和環状化合物を含む、
二次電池用電解液。
【化２２】
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（Ｒ１は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のカルボニル基が導入された基、２価の炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上カルボニル基とが導入された基、および２価のハロゲン化炭化水素基に１つまたは２つ以上のエーテル結合と１つまたは２つ以上のカルボニル基とが導入された基のうちのいずれかである。Ｒ２およびＲ３のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基およびそれらの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１および炭素間二重結合を含む環は、非芳香族環である。Ｒ２が水素基である場合、Ｒ３は水素基およびハロゲン基のそれぞれ以外の基であると共に、Ｒ２がハロゲン基である場合、Ｒ３は水素基、１価の酸素含有炭化水素基および１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基のそれぞれ以外の基である。Ｒ２およびＲ３は、互いに結合されていてもよい。）
（１２）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記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、
前記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、
前記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、
前記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、
前記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。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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