(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
非水二次電池。
【化１】
0005978787.tif 000110
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化２】
0005978787.tif 000111
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【請求項２】
前記シアノ基含有基は、飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基、または不飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基である、
請求項１記載の非水二次電池。
【請求項３】
前記飽和炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基であり、
前記不飽和炭化水素基は、炭素数＝６〜１８のアリール基である、
請求項２記載の非水二次電池。
【請求項４】
前記飽和炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基または炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基であり、
前記不飽和炭化水素基は、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基または炭素数＝６〜１８のアリール基であり、
前記酸素含有飽和炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルコキシ基であり
前記ハロゲン化基は、ハロゲン基として、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種を含む、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の非水二次電池。
【請求項５】
前記式（１）に示した化合物は、下記の式（１−１）〜式（１−１６）、式（１−１８）〜式（１−２３）および式（１−２５）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（２）に示した化合物は、下記の式（２−１）〜式（２−１４）、式（２−１６）〜式（２−１９）および式（２−２１）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種である、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の非水二次電池。
【化３】
0005978787.tif 000112
【化４】
0005978787.tif 000113
【化５】
0005978787.tif 000114
【化６】
0005978787.tif 000115
【請求項６】
前記電解液中における前記シアノ化合物の含有量は、０．０１重量％〜２０重量％である、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の非水二次電池。
【請求項７】
前記電解液は、非シアノ化合物を含み、
前記非シアノ化合物は、下記の式（３）で表される化合物、式（４）で表される化合物、式（５）で表される化合物、式（６）で表される化合物および式（７）で表される化合物のうちの少なくとも１種を含む、
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の非水二次電池。
【化７】
0005978787.tif 000116
（Ｒ１１およびＲ１３は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１２は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
【化８】
0005978787.tif 000117
（Ｒ１４およびＲ１６は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１５は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。ｎは、１以上の整数である。）
【化９】
0005978787.tif 000118
（Ｒ１７およびＲ１９は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１８は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
ＬｉＰＦ2 Ｏ2   …（６）
Ｌｉ2 ＰＦＯ3   …（７）
【請求項８】
前記１価の炭化水素基または１価の酸素含有炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基、炭素数＝６〜１８のアリール基、炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基、または炭素数＝１〜１２のアルコキシ基であり、
前記２価の炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキレン基、炭素数＝２〜１２のアルケニレン基、炭素数＝２〜１２のアルキニレン基、炭素数＝６〜１８のアリーレン基、炭素数＝３〜１８のシクロアルキレン基、それらの２種類以上が結合された基、またはそれらの１種類以上とエーテル結合（−Ｏ−）とを含む基であり、
前記ハロゲン化基は、ハロゲン基として、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種を含む、
請求項７記載の非水二次電池。
【請求項９】
前記式（３）に示した化合物は、下記の式（３−１）〜式（３−１２）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（４）に示した化合物は、下記の式（４−１）〜式（４−１７）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（５）に示した化合物は、下記の式（５−１）〜式（５−９）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種である、
請求項７または請求項８に記載の非水二次電池。
【化１０】
0005978787.tif 000119
【化１１】
0005978787.tif 000120
【化１２】
0005978787.tif 000121
【化１３】
0005978787.tif 000122
【請求項１０】
前記電解液中における前記非シアノ化合物の含有量は、０．００１重量％〜２重量％である、
請求項７ないし請求項９のいずれか１項に記載の非水二次電池。
【請求項１１】
リチウム二次電池である、
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の非水二次電池。
【請求項１２】
シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
非水二次電池用電解液。
【化１４】
0005978787.tif 000123
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化１５】
0005978787.tif 000124
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【請求項１３】
非水二次電池と、
その非水二次電池の使用状態を制御する制御部と、
その制御部の指示に応じて前記非水二次電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と
を備え、
前記非水二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
電池パック。
【化１６】
0005978787.tif 000125
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化１７】
0005978787.tif 000126
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【請求項１４】
非水二次電池と、
その非水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、
その駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記非水二次電池の使用状態を制御する制御部と
を備え、
前記非水二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
電動車両。
【化１８】
0005978787.tif 000127
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化１９】
0005978787.tif 000128
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【請求項１５】
非水二次電池と、
その非水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、
前記非水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、
前記非水二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
電力貯蔵システム。
【化２０】
0005978787.tif 000129
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化２１】
0005978787.tif 000130
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【請求項１６】
非水二次電池と、
その非水二次電池から電力を供給される可動部と
を備え、
前記非水二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
電動工具。
【化２２】
0005978787.tif 000131
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化２３】
0005978787.tif 000132
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【請求項１７】
非水二次電池を電力供給源として備え、
前記非水二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
電子機器。
【化２４】
0005978787.tif 000133
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化２５】
0005978787.tif 000134
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、非水二次電池用電解液、その非水二次電池用電解液を用いた非水二次電池、ならびにその非水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】
近年、携帯電話機または携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などの多様な電子機器が広く普及しており、その電気機器のさらなる小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。これに伴い、電源として、電池、特に小型かつ軽量で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。この二次電池は、最近では、上記した電子機器に限らず、多様な他の用途への適用も検討されている。他の用途の代表例は、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、または電動ドリルなどの電動工具である。
【０００３】
電池容量を得るためにさまざまな充放電原理を利用する二次電池が提案されており、中でも、電極反応物質の吸蔵放出を利用する二次電池、または電極反応物質の析出溶解を利用する二次電池が注目されている。鉛電池およびニッケルカドミウム電池などよりも高いエネルギー密度が得られるからである。
【０００４】
二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えており、その電解液は、溶媒および電解質塩を含んでいる。充放電反応の媒介として機能する電解液は、二次電池の性能に大きな影響を及ぼすため、電池特性を向上させるために、電解液にさまざまな添加剤を加えることが検討されている。
【０００５】
具体的には、酸化物系の正極活物質を用いた場合において、充電時に正極の過電圧が高くなっても電解液の分解を抑制するために、シアノ酢酸メチルなどのシアノ酢酸エステルを用いている（例えば、特許文献１参照。）。サイクル特性を向上させるために、スクシノニトリルまたは１，６−ジシアノヘキサンなどを用いている（例えば、特許文献２参照。）。イオン伝導性などを向上させるために、シアノエステルまたはシアノ鎖状炭酸エステルを用いている（例えば、特許文献３参照。）。このシアノエステルは、ＣＮ−Ｃ（ＣＨ3 ）2 −Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＨ3 などであると共に、シアノ鎖状炭酸エステルは、ＣＮ−Ｃ（ＣＨ3 ）2 −Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ3 などである。電解質の安定な溶解状態を保つために、鎖式飽和炭化水素化合物の両末端にニトリル基が結合された鎖式飽和炭化水素ジニトリル化合物などを用いている（例えば、特許文献４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−０７１０８３号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２５５２２号公報
【特許文献３】米国特許出願公開第２００５／０１２３８３５号公報
【特許文献４】特開２０１１−１５４７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
近年、二次電池が適用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おり、その電子機器などの使用頻度も高まっているため、二次電池の電池特性についてさらなる改善が求められている。
【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非水二次電池用電解液、非水二次電池、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。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の非水二次電池用電解液は、シアノ化合物を含み、そのシアノ化合物が下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含むものである。
【００１０】
【化１】
0005978787.tif 000002
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【００１１】
【化２】
0005978787.tif 000003
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【００１２】
また、本技術の非水二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、その電解液が上記した本技術の非水二次電池用電解液と同様の組成を有するものである。さらに、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は、非水二次電池を備え、その非水二次電池が上記した本技術の非水二次電池と同様の構成を有するものである。
【００１３】
ここで、「シアノ基含有基」とは、１または２以上のシアノ基を一部として含む基の総称である。この「シアノ基含有基」におけるシアノ基は、上記したように、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合または−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して間接的に結合されている。これに伴い、シアノ基（−ＣＮ）自体は、末端の酸素原子に対して直接的に結合されることになるため、ここで説明する「シアノ基含有基」に含まれない。
【００１４】
また、「ハロゲン化基」とは、飽和炭化水素基などのうちの少なくとも一部の水素基がハロゲン基により置換された基である。
【発明の効果】
【００１５】
本技術の非水二次電池用電解液または非水二次電池によれば、電解液が上記したシアノ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、本技術の非水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でも同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本技術の第１実施形態の非水二次電池用電解液を備えた非水二次電池（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一部を拡大して表す断面図である。
【図３】本技術の第１実施形態の非水二次電池用電解液を備えた他の非水二次電池（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に示した巻回電極体のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】非水二次電池の適用例（電池パック）の構成を表すブロック図である。
【図６】非水二次電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図である。
【図７】非水二次電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図である。
【図８】非水二次電池の適用例（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】
【００１７】
以下、本技術の実施形態について、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．第１実施形態／非水二次電池用電解液および非水二次電池
（シアノ化合物：シアノ基の数に制限あり）
１−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）
１−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）
１−３．リチウム金属二次電池（円筒型，ラミネートフィルム型）
２．第２実施形態／非水二次電池
（シアノ化合物：シアノ基の数に制限なし＋金属系材料）
２−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）
２−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）
３．第３実施形態／非水二次電池用電解液および非水二次電池
（シアノ化合物：シアノ基の数に制限なし＋分解物）
３−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）
３−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）
３−３．リチウム金属二次電池（円筒型，ラミネートフィルム型）
４．非水二次電池の用途
４−１．電池パック
４−２．電動車両
４−３．電力貯蔵システム
４−４．電動工具
【００１８】
＜１．第１実施形態／非水二次電池用電解液および非水二次電池（シアノ化合物：シアノ基の数に制限あり）＞
まず、本技術の第１実施形態の非水二次電池用電解液および非水二次電池について説明する。
【００１９】
＜１−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）＞
図１および図２は、本実施形態の非水二次電池用電解液（以下、単に「電解液」ともいう。）を用いた非水二次電池（以下、単に「二次電池」ともいう。）の断面構成を表している。なお、図２では、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大している。
【００２０】
［二次電池の全体構成］
ここで説明する二次電池は、電極反応物質であるＬｉの吸蔵放出により負極２２の容量が得られるリチウム二次電池（リチウムイオン二次電池）であり、いわゆる円筒型である。
【００２１】
この二次電池では、例えば、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、巻回電極体２０と、一対の絶縁板１２，１３とが収納されている。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、その積層体が巻回されたものである。
【００２２】
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いると共に、鉄、アルミニウムまたはそれらの合金などにより形成されている。この電池缶１１の表面には、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は、巻回電極体２０を挟むように配置されていると共に、その巻回電極体２０の巻回周面に対して垂直に延在している。
【００２３】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）１６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と同様の材料により形成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６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、または外部からの加熱などに起因して内圧が一定以上になると、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、大電流に起因する異常な発熱を防止するものであり、その熱感抵抗素子１６の抵抗は、温度の上昇に応じて増加するようになっている。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により形成されており、その表面にアスファルトが塗布されていてもよい。
【００２４】
巻回電極体２０の巻回中心には、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は挿入されていなくてもよい。正極２１には、例えば、アルミニウムなどの導電性材料により形成された正極リード２５が接続されていると共に、負極２２には、例えば、ニッケルなどの導電性材料により形成された負極リード２６が接続されている。正極リード２５は、例えば、安全弁機構１５に溶接されていると共に、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、電池缶１１に溶接されることで、その電池缶１１と電気的に接続されている。
【００２５】
［正極］
正極２１は、正極集電体２１Ａの片面または両面に正極活物質層２１Ｂを有している。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム、ニッケルまたはステンレスなどの導電性材料により形成されている。
【００２６】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出可能である正極材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、必要に応じて、正極結着剤または正極導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【００２７】
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。このリチウム含有化合物は、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物またはリチウム遷移金属リン酸化合物などである。リチウム遷移金属複合酸化物とは、Ｌｉと１または２以上の遷移金属元素とを構成元素として含む酸化物であり、リチウム遷移金属リン酸化合物とは、Ｌｉと１または２以上の遷移金属元素とを構成元素として含むリン酸化合物である。中でも、遷移金属元素は、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎまたはＦｅなどのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より高い電圧が得られるからである。その化学式は、例えば、Ｌｉx Ｍ１Ｏ2 またはＬｉy Ｍ２ＰＯ4 で表される。式中、Ｍ１およびＭ２は、１種類以上の遷移金属元素である。ｘおよびｙの値は、充放電状態に応じて異なるが、例えば、０．０５≦ｘ≦１．１０、０．０５≦ｙ≦１．１０である。
【００２８】
リチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、または下記の式（３０）で表されるリチウムニッケル系複合酸化物などである。リチウム遷移金属リン酸化合物は、例えば、ＬｉＦｅＰＯ4 またはＬｉＦｅ1-u Ｍｎu ＰＯ4 （ｕ＜１）などである。高い電池容量が得られると共に、優れたサイクル特性も得られるからである。
【００２９】
ＬｉＮｉ1-z Ｍz Ｏ2   …（３０）
（ＭはＣｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｖ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｙｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｂ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｐ、ＳｂおよびＮｂのうちの少なくとも１種、ｚは０．００５＜ｚ＜０．５を満たす。）
【００３０】
この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物または導電性高分子などでもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンまたは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、ポリアニリンまたはポリチオフェンなどである。ただし、正極材料は、上記以外の他の材料でもよい。
【００３１】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムまたは高分子材料などのいずれか１種類または２種類以上である。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエンなどである。高分子材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデンまたはポリイミドなどである。
【００３２】
正極導電剤は、例えば、炭素材料などのいずれか１種類または２種類以上である。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またはケチェンブラックなどである。なお、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料または導電性高分子などでもよい。
【００３３】
［負極］
負極２２は、負極集電体２２Ａの片面または両面に負極活物質層２２Ｂを有している。
【００３４】
負極集電体２２Ａは、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなどの導電性材料により形成されている。この負極集電体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により、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。この電解処理とは、電解槽中で電解法を用いて負極集電体２２Ａの表面に微粒子を形成することで、その負極集電体２２Ａの表面に凹凸を設ける方法である。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
【００３５】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出可能である負極材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、必要に応じて、負極結着剤または負極導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。負極結着剤および負極導電剤の詳細は、例えば、正極結着剤および正極導電剤と同様である。ただし、充電途中に意図せずにリチウム金属が負極２２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、リチウムイオンを吸蔵放出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。
【００３６】
負極材料は、例えば、炭素材料である。リチウムイオンの吸蔵放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度および優れたサイクル特性が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からである。この炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上である難黒鉛化性炭素、または（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下である黒鉛などである。より具体的には、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、活性炭または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、ニードルコークスまたは石油コークスなどを含む。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂または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）されたものである。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または非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状または鱗片状などである。
【００３７】
また、負極材料は、例えば、金属元素または半金属元素のいずれか１種類または２種類を構成元素として含む材料（金属系材料）である。高いエネルギー密度が得られるからである。この金属系材料は、単体、合金または化合物でもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの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ものでもよい。この「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。その組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、またはそれらの２種類以上の共存物などがある。
【００３８】
上記した金属元素または半金属元素は、例えば、Ｌｉと合金を形成可能である金属元素または半金属元素のいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、例えば、Ｍｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、ＰｄまたはＰｔなどである。中でも、ＳｉおよびＳｎのうちの少なくとも一方が好ましい。リチウムイオンを吸蔵放出する能力が優れているため、高いエネルギー密度が得られるからである。
【００３９】
ＳｉおよびＳｎのうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料は、ＳｉまたはＳｎの単体、合金または化合物でもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの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、ここでいう「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）であり、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
【００４０】
Ｓｉの合金は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂまたはＣｒなどのいずれか１種類または２種類以上の元素を含んでいる。Ｓｉの化合物は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として、ＣまたはＯなどのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、Ｓｉの化合物は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として、Ｓｉの合金について説明した元素のいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００４１】
Ｓｉの合金または化合物の具体例は、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）、またはＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯv におけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
【００４２】
Ｓｎの合金は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素として、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂまたはＣｒなどのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｎの化合物は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素として、ＣまたはＯなどのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、Ｓｎの化合物は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素として、Ｓｎの合金について説明した元素のいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。Ｓｎの合金または化合物の具体例は、ＳｎＯw （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3 、ＬｉＳｎＯまたはＭｇ2 Ｓｎなどである。
【００４３】
また、Ｓｎを構成元素として含む材料としては、例えば、Ｓｎを第１構成元素とし、それに加えて第２および第３構成元素を含む材料が好ましい。第２構成元素は、例えば、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、ＢｉまたはＳｉなどのいずれか１種類または２種類以上である。第３構成元素は、例えば、Ｂ、Ｃ、ＡｌおよびＰなどのいずれか１種類または２種類以上である。第２および第３構成元素を含むことで、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。
【００４４】
中でも、Ｓｎ、ＣｏおよびＣを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）が好ましい。このＳｎＣｏＣ含有材料では、例えば、Ｃの含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、ＳｎおよびＣｏ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。
【００４５】
ＳｎＣｏＣ含有材料は、Ｓｎ、ＣｏおよびＣ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Ｌｉと反応可能な反応相であるため、その反応相の存在により優れた特性が得られる。この相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅は、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、回折角２θで１°以上であることが好ましい。リチウムイオンがより円滑に吸蔵放出されると共に、電解液との反応性が低減するからである。なお、ＳｎＣｏＣ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を含む相を含んでいる場合もある。
【００４６】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがＬｉと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、Ｌｉ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、Ｌｉとの電気化学的反応の前後で回折ピークの位置が変化すれば、Ｌｉと反応可能な反応相に対応するものである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０°〜５０°の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記した各構成元素を有しており、主に、Ｃ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。
【００４７】
ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素であるＣ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。Ｓｎなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態については、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認できる。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。Ｃ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、Ｃの１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークは２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。なお、Ａｕ原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが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、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、それをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形が表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形で得られるため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することで、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。
【００４８】
なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がＳｎ、ＣｏおよびＣだけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。このＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、Ｓｎ、ＣｏおよびＣに加えて、さらにＳｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐ、ＧａまたはＢｉなどのいずれか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。
【００４９】
ＳｎＣｏＣ含有材料の他、Ｓｎ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料）も好ましい。このＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の組成は、任意である。一例を挙げると、Ｆｅの含有量を少なめに設定する場合は、Ｃの含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、Ｆｅの含有量が０．３質量％〜５．９質量％、ＳｎおよびＣｏの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％〜７０質量％である。また、Ｆｅの含有量を多めに設定する場合は、Ｃの含有量が１１．９質量％〜２９．７質量％、Ｓｎ、ＣｏおよびＦｅの含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））が２６．４質量％〜４８．５質量％、ＣｏおよびＦｅ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、ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料と同様である。
【００５０】
この他、負極材料は、例えば、金属酸化物または高分子化合物などでもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは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、ポリアニリンまたはポリピロールなどである。
【００５１】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法、焼成法（焼結法）、またはそれらの２種類以上の方法により形成されている。塗布法とは、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、その混合物を有機溶剤などの溶媒に分散させてから負極集電体２２Ａに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法または化学堆積法などである。より具体的には、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）法またはプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法または無電解鍍金法などである。溶射法とは、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。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて負極集電体２２Ａに塗布したのち、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。この焼成法としては、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法などを用いることができる。
【００５２】
この二次電池では、上記したように、充電途中に意図せずにリチウム金属が負極２２に析出することを防止するために、リチウムイオンを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量が正極の電気化学当量よりも大きくなっている。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イオンの放出量が多くなるため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより、高いエネルギー密度が得られるようになっている。
【００５３】
［セパレータ］
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離することで、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ものである。このセパレータ２３は、例えば、合成樹脂またはセラミックなどの多孔質膜であり、２種類以上の多孔質膜が積層された積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどである。
【００５４】
特に、セパレータ２３は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）の片面または両面に高分子化合物層を有していてもよい。正極２１および負極２２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。
【００５５】
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材料を含んでいる。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、高分子材料は、ポリフッ化ビニリデンに限られない。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、高分子材料が溶解された溶液を準備したのち、その溶液を基材層に塗布してから乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させてから乾燥させてもよい。
【００５６】
［電解液］
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されており、その電解液は、シアノ化合物のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。このシアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含んでいる。ただし、電解液は、溶媒および電解質塩などの他の材料を含んでいてもよい。
【００５７】
【化３】
0005978787.tif 000004
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【００５８】
【化４】
0005978787.tif 000005
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
【００５９】
ここで、「シアノ基含有基」とは、上記したように、１または２以上のシアノ基を一部として含む基の総称であり、シアノ基（−ＣＮ）は、ここで説明する「シアノ基含有基」に含まれない。また、「ハロゲン化基」とは、飽和炭化水素基などのうちの少なくとも一部の水素基がハロゲン基により置換された基である。
【００６０】
このシアノ化合物は、１または２以上のシアノ基（−ＣＮ）を含む化合物の総称である。より具体的には、式（１）に示した化合物は、炭酸エステル型の結合（−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−）を骨格として含んでいると共に、式（２）に示した化合物は、エステル型の結合（−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−）を骨格として含んでいる。以下では、前者の化合物を「炭酸エステル型シアノ化合物」、後者の化合物を「エステル型シアノ化合物」とそれぞれ呼称すると共に、必要に応じて両者を「シアノ化合物」と総称する。
【００６１】
電解液がシアノ化合物を含んでいるのは、そのシアノ化合物を含んでいない場合と比較して化学的安定性が向上するため、分解反応が抑制されるからである。詳細には、充放電時にシアノ化合物に起因する強固な被膜が主に負極２２の表面に形成されるため、高反応性の負極２２の存在に起因する電解液の分解反応が抑制される。これにより、二次電池を繰り返して充放電させると共に保存しても、放電容量の低下が抑制される。このような傾向は、特に、高温などの厳しい温度環境中で二次電池を充放電または保存させた場合に顕著となる。
【００６２】
式（１）において、Ｒ１およびＲ２の種類は、上記したように、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であれば、特に限定されない。なお、Ｒ１およびＲ２は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよい。また、Ｒ１とＲ２とが互いに結合されており、その結合されたＲ１およびＲ２により環が形成されていてもよい。
【００６３】
ただし、下記の２つの条件を要する。１つ目の条件は、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方がシアノ基含有基（すなわちシアノ基）を含んでいることである。このため、Ｒ１だけがシアノ基を含んでいてもよいし、Ｒ２だけがシアノ基を含んでいてもよいし、Ｒ１およびＲ２の双方がシアノ基を含んでいてもよい。２つ目の条件は、シアノ基含有基におけるシアノ基が、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されていることである。すなわち、シアノ基は、酸素原子に対して直接的に結合されておらず、炭素原子を介して間接的に結合されている。後述するように、炭酸エステル型シアノ化合物が所定数のシアノ基を含んでいると共に、そのシアノ基が炭素原子を介して酸素原子に対して間接的に結合されていることで、Ｒ１およびＲ２の種類に依存せずに上記した利点が得られるからである。このシアノ基と酸素原子との間に介在する炭素原子の数は、特に限定されないが、多すぎないことが好ましい。シアノ化合物の溶解性および相溶性などが確保されるからである。より具体的には、炭素原子の数は、２０以下であることが好ましい。
【００６４】
さらに、上記したシアノ基の数については、下記の場合分け（場合Ａ〜Ｃ）による制限を受ける。すなわち、Ｒ１およびＲ２の双方がシアノ基を含んでいる場合には、そのシアノ基の数（総数）に制限はない。一方、Ｒ１またはＲ２のいずれか一方だけがシアノ基を含んでいる場合、そのシアノ基の数（総数）は、場合Ａ〜Ｃで異なる。
【００６５】
場合Ａとして、Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基を含んでいないが不飽和炭素結合（１または２以上の炭素間二重結合または炭素間三重結合）を含んでいる場合には、シアノ基を含んでいる他方におけるシアノ基の数は１以上である。一方が不飽和炭素結合を含んでいると、シアノ化合物に起因する被膜が本来的に形成されやすくなるため、そのシアノ化合物の反応性に寄与するシアノ基が少なくとも１つあれば済むからである。この場合における一方の種類は、例えば、不飽和炭化水素基、そのハロゲン化基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。シアノ基を含んでいる他方は、不飽和炭素結合を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
【００６６】
場合Ｂとして、Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基および不飽和炭素結合を含んでいないと共に、シアノ基を含んでいる他方が不飽和炭素結合を含んでいる場合には、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。一方が不飽和炭素結合を含んでいなくても、他方が不飽和炭素結合を含んでいると、シアノ化合物に起因する被膜が本来的に形成されやすくなるため、そのシアノ化合物の反応性に寄与するシアノ基が少なくとも１つあれば済むからである。この場合における一方の種類は、例えば、飽和炭化水素基、酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。シアノ基および不飽和炭素結合を含んでいる他方の種類については、後述する。
【００６７】
場合Ｃとして、Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基および不飽和炭素結合を含んでいないと共に、シアノ基を含んでいる他方が不飽和炭素結合を含んでいない場合には、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。一方および他方がいずれも不飽和炭素結合を含んでいないと、シアノ化合物に起因する被膜が本来的に形成されにくくなるため、そのシアノ化合物の反応性に寄与するシアノ基を２つ以上要するからである。この場合における一方の種類は、例えば、飽和炭化水素基、酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。シアノ基を含んでいるが不飽和炭素結合を含んでいない他方の種類については、後述する。
【００６８】
式（２）において、Ｒ３の種類は、上記したように、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であれば、特に限定されない。また、Ｒ４の種類は、上記したように、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であれば、特に限定されない。なお、Ｒ３とＲ４とが互いに結合されており、その結合されたＲ３およびＲ４により環が形成されていてもよい。
【００６９】
ただし、炭酸エステル型シアノ化合物と同様に、シアノ基含有基におけるシアノ基が−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して１または２以上の炭素原子を介して結合されていることを条件とする。後述するように、エステル型シアノ化合物が所定数のシアノ基を含んでいると共に、そのシアノ基が炭素原子を介して酸素原子に対して間接的に結合されていることで、Ｒ３の種類に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【００７０】
さらに、上記したシアノ基の数については、下記の場合分け（場合Ｄ〜Ｆ）による制限を受ける。すなわち、シアノ基を含んでいるＲ４におけるシアノ基の数（総数）は、場合Ｄ〜Ｆで異なる。
【００７１】
場合Ｄとして、Ｒ３が不飽和炭素結合（１または２以上の炭素間二重結合または炭素間三重結合）を含んでいる場合には、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。Ｒ３が不飽和炭素結合を含んでいると、シアノ化合物に起因する被膜が本来的に形成されやすくなるため、そのシアノ化合物の反応性に寄与するシアノ基が少なくとも１つあれば済むからである。この場合におけるＲ３の種類は、例えば、不飽和炭化水素基、そのハロゲン化基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。シアノ基を含んでいるＲ４は、不飽和炭素結合を含んでいてもよいし、含んでいなくてもよい。
【００７２】
場合Ｅとして、Ｒ３が不飽和炭素結合を含んでいないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含んでいる場合には、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。Ｒ３が不飽和炭素結合を含んでいなくても、Ｒ４が不飽和炭素結合を含んでいると、シアノ化合物に起因する被膜が本来的に形成されやすくなるため、そのシアノ化合物の反応性に寄与するシアノ基が少なくとも１つあれば済むからである。この場合におけるＲ３の種類は、例えば、飽和炭化水素基、酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。シアノ基および不飽和炭素結合を含んでいるＲ４の種類については、後述する。
【００７３】
場合Ｆとして、Ｒ３が不飽和炭素結合を含んでいないと共に、Ｒ４も不飽和炭素結合を含んでいない場合には、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。Ｒ３およびＲ４がいずれも不飽和炭素結合を含んでいない場合には、シアノ化合物に起因する被膜が本来的に形成されにくくなるため、そのシアノ化合物の反応性に寄与するシアノ基を２つ以上要するからである。この場合におけるＲ３の種類は、例えば、飽和炭化水素基、酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。シアノ基を含んでいるが不飽和炭素結合を含んでいないＲ４の種類については、後述する。
【００７４】
ここで、Ｒ１〜Ｒ３の詳細は、以下の通りである。「炭化水素基」とは、炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）により構成される基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよい。このうち、「不飽和炭化水素基」とは、１または２以上の不飽和炭素結合（炭素間二重結合または炭素間三重結合）を有する炭化水素基であり、「飽和炭化水素基」とは、上記した不飽和炭素結合を有していない炭化水素基である。
【００７５】
「酸素含有炭化水素基」とは、炭素および水素と共に酸素（Ｏ）により構成される基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよい。
【００７６】
「ハロゲン化基」におけ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（−Ｆ）、塩素基（−Ｃｌ）、臭素基（−Ｂｒ）またはヨウ素基（−Ｉ）などのいずれか１種類または２種類以上であり、中でも、フッ素基が好ましい。シアノ化合物に起因する被膜が形成されやすくなるからである。
【００７７】
「それらの２種類以上が結合された基」とは、上記した飽和炭化水素基などの１価の基のうちの２種類以上が全体として１価となるように結合された基である。
【００７８】
飽和炭化水素基の具体例は、アルキル基、シクロアルキル基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。中でも、アルキル基の炭素数は１〜１２、シクロアルキル基の炭素数は３〜１８であることが好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。
【００７９】
不飽和炭化水素基の具体例は、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基などである。中でも、アルケニル基の炭素数は２〜１２、アルキニル基の炭素数は２〜１２、アリール基の炭素数は６〜１８であることが好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。
【００８０】
酸素含有飽和炭化水素基の具体例は、アルコキシ基、またはそれを含む２種類以上が結合された基などである。中でも、アルコキシ基の炭素数は１〜１２であることが好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。
【００８１】
ハロゲン化基の具体例は、上記したアルキル基、シクロアルキル基、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、アルコキシ基、またはそれらを含む２種類以上が結合された基のうちの少なくとも一部の水素基がハロゲン基により置換された基である。
【００８２】
２種類以上が結合された基の具体例は、アルキル基とアリール基とが結合された基（ベンジル基）などである。
【００８３】
より具体的には、アルキル基は、例えば、メチル基（−ＣＨ3 ）、エチル基（−Ｃ2 Ｈ5 ）またはプロピル基（−Ｃ3 Ｈ7 ）などである。アルケニル基は、例えば、ビニル基（−Ｃ2 Ｈ3 ）またはアリル基（−Ｃ3 Ｈ5 ）などである。アルキニル基は、例えば、エチニル基（−Ｃ2 Ｈ1 ）などである。アリール基は、例えば、フェニル基またはナフチル基などである。シクロアルキル基は、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、シクロヘプチル基またはシクロオクチル基などである。アルコキシ基は、例えば、メトキシ基（−ＯＣＨ3 ）またはエトキシ基（−ＯＣ2 Ｈ5 ）などである。ハロゲン化基は、例えば、トリフルオロメチル基（−ＣＦ3 ）またはペンタフルオロエチル基（−Ｃ2 Ｆ5 ）などである。
【００８４】
なお、Ｒ１〜Ｒ３は、上記した一連の基の誘導体でもよい。この誘導体とは、一連の基に１または２以上の置換基が導入されたものであり、その置換基の種類は、任意でよい。
【００８５】
シアノ基含有基の種類は、上記したように、１または２以上のシアノ基を含んでいると共に、そのシアノ基が−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合または−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して炭素原子を介して結合されていれば、特に限定されない。上記した条件を満たしていれば、シアノ基含有基の化学的構造に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【００８６】
このシアノ基含有基の具体例は、飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基、または不飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基などである。中でも、上記した飽和炭化水素基はアルキル基であると共に、不飽和炭化水素基はアリール基であることが好ましい。また、アルキル基の炭素数は１〜１２であると共に、アリール基の炭素数は６〜１８であることが好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。ただし、シアノ基含有基は、上記以外の他の基でもよい。
【００８７】
シアノ化合物の具体例は、以下の通りである。炭酸エステル型シアノ化合物は、例えば、下記の式（１−１）〜式（１−２５）で表される化合物などである。また、エステル型シアノ化合物は、例えば、下記の式（２−１）〜式（２−２１）で表される化合物などである。ただし、シアノ化合物は、式（１）または式（２）に示した条件を満たす他の化合物でもよい。
【００８８】
【化５】
0005978787.tif 000006
【００８９】
【化６】
0005978787.tif 000007
【００９０】
【化７】
0005978787.tif 000008
【００９１】
【化８】
0005978787.tif 000009
【００９２】
電解液中におけるシアノ化合物の含有量は、特に限定されないが、中でも、０．０１重量％〜２０重量％であることが好ましく、０．１重量％〜１０重量％であることがより好ましい。より高い効果が得られるからである。
【００９３】
［非シアノ化合物］
電解液は、シアノ化合物と一緒に非シアノ化合物を含んでいることが好ましい。この非シアノ化合物は、例えば、下記の式（３）で表される化合物、式（４）で表される化合物、式（５）で表される化合物、式（６）で表される化合物および式（７）で表される化合物のうちの少なくとも１種を含んでいる。電解液の化学的安定性がより向上するため、その電解液の分解反応がより抑制されるからである。
【００９４】
【化９】
0005978787.tif 000010
（Ｒ１１およびＲ１３は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１２は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
【００９５】
【化１０】
0005978787.tif 000011
（Ｒ１４およびＲ１６は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１５は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。ｎは、１以上の整数である。）
【００９６】
【化１１】
0005978787.tif 000012
（Ｒ１７およびＲ１９は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１８は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
【００９７】
ＬｉＰＦ2 Ｏ2   …（６）
【００９８】
Ｌｉ2 ＰＦＯ3   …（７）
【００９９】
式（３）に示した化合物は、両末端に炭酸エステル基（−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ１１および−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｒ１３）を有するジ炭酸エステル化合物である。Ｒ１１およびＲ１３は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよい。
【０１００】
Ｒ１１およびＲ１３の種類は、上記したように、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であれば、特に限定されない。「炭化水素基」、「酸素含有炭化水素基」、「ハロゲン化基」および「それらの２種類以上が結合された基」の意味するところは、シアノ化合物について説明した場合と同様である。ジ炭酸エステル化合物が上記した炭酸エステル基を有していることで、Ｒ１１およびＲ１３の種類に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【０１０１】
１価の炭化水素基は、例えば、炭素数＝１〜１２のアルキル基、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基、炭素数＝６〜１８のアリール基、炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基、炭素数＝１〜１２のアルコキシ基、またはそれらの２種類以上が結合された基などである。ジ炭酸エステル化合物の溶解性および相溶性などを確保しつつ、上記した利点が得られるからである。なお、上記したアルキル基などの詳細は、シアノ化合物について説明した場合と同様である。
【０１０２】
Ｒ１２の種類は、上記したように、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基であれば、特に限定されない。「ハロゲン化基」の意味するところは、シアノ化合物について説明した場合と同様である。上記したＲ１１およびＲ１３と同様の理由により、Ｒ１２の種類に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【０１０３】
２価の炭化水素基は、例えば、炭素数＝１〜１２のアルキレン基、炭素数＝２〜１２のアルケニレン基、炭素数＝２〜１２のアルキニレン基、炭素数＝６〜１８のアリーレン基、炭素数＝３〜１８のシクロアルキレン基、それらの２種類以上が結合された基、またはそれらの１種類以上とエーテル結合（−Ｏ−）とが結合された基などである。ジ炭酸エステル化合物の溶解性および相溶性などを確保しつつ、上記した利点が得られるからである。
【０１０４】
「それらの２種類以上が結合された基」とは、上記したアルキレン基などのうちの２種類以上が全体として２価となるように結合された基であり、例えば、アルキレン基とアリーレン基とが結合された基である。このアルキレン基とアリーレン基とが結合された基は、１つのアリーレン基と１つのアルキレン基とが結合された基でもよいし、２つのアルキレン基がアリーレン基を介して結合された基（アラルキレン基）でもよい。
【０１０５】
「それらの１種類以上とエーテル結合とが結合された基」とは、上記したアルキレン基などのうちの１種類以上と１または２以上のエーテル結合とが全体として２価となるように結合された基である。例えば、アルキレン基とエーテル結合とが結合された基などである。このアルキレン基とエーテル結合とが結合された基は、１つのアルキレン基と１つのエーテル結合とが結合された基でもよいし、２つのアルキレン基が１つのエーテル結合を介して結合された基でもよいし、複数のアルキレン基がエーテル結合を介して交互に結合された基でもよい。
【０１０６】
Ｒ１２の具体例は、下記の式（３−１３）〜式（３−１９）で表される直鎖状のアルキレン基、式（３−２０）〜式（３−２８）で表される分岐状のアルキレン基、式（３−２９）〜式（３−３１）で表されるアリーレン基、または式（３−３２）〜式（３−３４）で表されるベンジリデン基などである。
【０１０７】
【化１２】
0005978787.tif 000013
【０１０８】
【化１３】
0005978787.tif 000014
【０１０９】
【化１４】
0005978787.tif 000015
【０１１０】
なお、アルキレン基とエーテル結合とが結合された２価の基としては、少なくとも２つのアルキレン基がエーテル結合を介して交互に連結されると共に両末端が炭素原子である基が好ましい。このような基の炭素数は、４〜１２であることが好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。ただし、エーテル結合の数などは、任意でよい。
【０１１１】
この場合におけるＲ１２の具体例は、例えば、下記の式（３−３５）〜式（３−４７）で表される２価の基などである。また、式（３−３５）〜式（３−４７）に示した２価の基がフッ素化された場合には、例えば、式（３−４８）〜式（３−５６）で表される基などでもよい。中でも、式（３−４０）〜式（３−４２）に示した基が好ましい。
【０１１２】
【化１５】
0005978787.tif 000016
【０１１３】
【化１６】
0005978787.tif 000017
【０１１４】
ジ炭酸エステル化合物の分子量は、特に限定されないが、中でも、２００〜８００が好ましく、２００〜６００がより好ましく、２００〜４５０がさらに好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。
【０１１５】
ジ炭酸エステル化合物の具体例は、下記の式（３−１）〜式（３−１２）で表される化合物などである。十分な溶解性および相溶性が得られると共に、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。ただし、ジ炭酸エステル化合物は、式（３）に示した化学式の条件を満たす他の化合物でもよい。
【０１１６】
【化１７】
0005978787.tif 000018
【０１１７】
式（４）に示した化合物は、両末端にカルボン酸基（−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ１４および−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ１６）を有するジカルボン酸化合物である。ｎの値は、１以上の整数であれば、特に限定されない。Ｒ１４およびＲ１６は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよい。Ｒ１４〜Ｒ１６の詳細は、例えば、それぞれ上記したＲ１１〜Ｒ１３と同様である。
【０１１８】
ジカルボン酸化合物の分子量は、特に限定されないが、中でも、１６２〜１０００が好ましく、１６２〜５００がより好ましく、１６２〜３００がさらに好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。
【０１１９】
ジカルボン酸化合物の具体例は、下記の式（４−１）〜式（４−１７）で表される化合物などである。十分な溶解性および相溶性が得られると共に、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。ただし、ジカルボン酸化合物は、式（４）に示した化学式の条件を満たす他の化合物でもよい。
【０１２０】
【化１８】
0005978787.tif 000019
【０１２１】
【化１９】
0005978787.tif 000020
【０１２２】
式（５）に示した化合物は、両末端にスルホン酸基（−Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｒ１７および−Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｒ１９）を有するジスルホン酸化合物である。Ｒ１７およびＲ１９は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよい。Ｒ１７〜Ｒ１９の詳細は、例えば、それぞれＲ１１〜Ｒ１３と同様である。
【０１２３】
ジスルホン酸化合物の分子量は、特に限定されないが、中でも、２００〜８００が好ましく、２００〜６００がより好ましく、２００〜４５０がさらに好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。
【０１２４】
ジスルホン酸化合物の具体例は、下記の式（５−１）〜式（５−９）で表される化合物などである。十分な溶解性および相溶性が得られると共に、電解液の化学的安定性が十分に向上するからである。ただし、ジスルホン酸化合物は、式（５）に示した化学式の条件を満たす他の化合物でもよい。
【０１２５】
【化２０】
0005978787.tif 000021
【０１２６】
式（６）に示した化合物は、ジフルオロリン酸リチウムであると共に、式（７）に示した化合物は、モノフルオロリン酸リチウムである。
【０１２７】
電解液中における非シアノ化合物の含有量は、特に限定されないが、中でも、０．００１重量％〜２重量％であることが好ましい。より高い効果が得られるからである。
【０１２８】
［溶媒］
溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒のいずれか１種類または２種類以上（上記したシアノ化合物および非シアノ化合物を除く）を含んでいる。
【０１２９】
この非水溶媒は、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステルまたはニトリルなどである。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。環状炭酸エステルは、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレンまたは炭酸ブチレンなどであると共に、鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルまたは炭酸メチルプロピルなどである。ラクトンは、例えば、γ−ブチロラクトンまたはγ−バレロラクトンなどである。カルボン酸エステルは、例えば、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、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルまたはトリメチル酢酸エチルなどである。ニトリルは、例えば、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリルまたは３−メトキシプロピオニトリルなどである。
【０１３０】
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、または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。
【０１３１】
中でも、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のうちの少なくとも１種が好ましい。より優れた電池容量、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。この場合には、炭酸エチレンまたは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、炭酸エチルメチルまたは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が向上するからである。
【０１３２】
特に、溶媒は、不飽和環状炭酸エステルのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。充放電時に主に負極２２の表面に安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応が抑制されるからである。この不飽和環状炭酸エステルとは、１または２以上の不飽和結合（炭素間二重結合）を有する環状炭酸エステルである。より具体的には、下記の式（８）で表される炭酸ビニレン系化合物、式（９）で表される炭酸ビニルエチレン系化合物、および式（１０）で表される炭酸メチレンエチレン系化合物のうちの少なくとも１種である。Ｒ２１およびＲ２２は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよい。このことは、Ｒ２３〜Ｒ２６についても同様である。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。なお、不飽和環状炭酸エステルの具体例は、以下で説明する化合物に限られない。
【０１３３】
【化２１】
0005978787.tif 000022
（Ｒ２１およびＲ２２は水素基またはアルキル基である。）
【０１３４】
【化２２】
0005978787.tif 000023
（Ｒ２３〜Ｒ２６は水素基、アルキル基、ビニル基またはアリル基であり、Ｒ２３〜Ｒ２６のうちの少なくとも１つはビニル基またはアリル基である。）
【０１３５】
【化２３】
0005978787.tif 000024
（Ｒ２７はアルキレン基である。）
【０１３６】
炭酸ビニレン系化合物は、例えば、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、４，５−ジエチル−１，３−ジオキソール−２−オン、４−フルオロ−１，３−ジオキソール−２−オン、または４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソール−２−オンなどである。中でも、炭酸ビニレンが好ましい。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。
【０１３７】
炭酸ビニルエチレン系化合物は、例えば、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、または４，５−ジビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。中でも、炭酸ビニルエチレンが好ましい。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。もちろん、Ｒ３２〜Ｒ３５としては、全てがビニル基でもよいし、全てがアリル基でもよいし、ビニル基とアリル基とが混在してもよい。
【０１３８】
炭酸メチレンエチレン系化合物は、例えば、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、または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。この炭酸メチレンエチレン系化合物は、式（１０）に示したように１つのメチレン基を有する化合物の他、２つのメチレン基を有する化合物でもよい。
【０１３９】
なお、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。
【０１４０】
また、溶媒は、ハロゲン化炭酸エステルのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。充放電時に主に負極２２の表面に安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応が抑制されるからである。このハロゲン化炭酸エステルとは、１または２以上のハロゲンを構成元素として含む環状または鎖状の炭酸エステルである。より具体的には、環状のハロゲン化炭酸エステルは下記の式（１１）で表されると共に、鎖状のハロゲン化炭酸エステルは下記の式（１２）で表される。Ｒ２８〜Ｒ３１は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよいし、Ｒ２８〜Ｒ３１のうちの一部が同じ種類の基でもよい。このことは、Ｒ３２〜Ｒ３７についても同様である。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％〜５０重量％である。なお、ハロゲン化炭酸エステルの具体例は、以下で説明する化合物に限られない。
【０１４１】
【化２４】
0005978787.tif 000025
（Ｒ２８〜Ｒ３１は水素基、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基であり、Ｒ２８〜Ｒ３１のうちの少なくとも１つはハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。）
【０１４２】
【化２５】
0005978787.tif 000026
（Ｒ３２〜Ｒ３７は水素基、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基であり、Ｒ３２〜Ｒ３７のうちの少なくとも１つはハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。）
【０１４３】
ハロゲンの種類は、特に限定されないが、中でも、フッ素、塩素、臭素またはヨウ素が好ましく、フッ素がより好ましい。他のハロゲンよりも高い効果が得られるからである。ただし、ハロゲンの数は、１つよりも２つが好ましく、さらに３つ以上でもよい。保護膜を形成する能力が高くなり、より強固で安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応がより抑制されるからである。
【０１４４】
環状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、下記の式（１１−１）〜式（１１−２１）で表される化合物などであり、その環状のハロゲン化炭酸エステルには、幾何異性体も含まれる。中でも、式（１１−１）に示した４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンまたは式（１１−３）に示した４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンが好ましく、後者がより好ましい。または、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。一方、ハロゲン化鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）または炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。
【０１４５】
【化２６】
0005978787.tif 000027
【０１４６】
また、溶媒は、スルトン（環状スルホン酸エステル）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。このスルトンは、例えば、プロパンスルトンまたはプロペンスルトンなどである。溶媒中におけるスルトンの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。なお、スルトンの具体例は、上記した化合物に限られない。
【０１４７】
さらに、溶媒は、酸無水物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。この酸無水物は、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物、またはカルボン酸スルホン酸無水物などである。カルボン酸無水物は、例えば、無水コハク酸、無水グルタル酸または無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物は、例えば、無水エタンジスルホン酸または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は、例えば、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸または無水スルホ酪酸などである。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、０．５重量％〜５重量％である。なお、酸無水物の具体例は、上記した化合物に限られない。
【０１４８】
［電解質塩］
電解質塩は、例えば、リチウム塩などの塩のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、電解質塩は、例えば、リチウム塩以外の他の塩を含んでいてもよい。この「他の塩」とは、例えば、リチウム塩以外の軽金属塩などである。
【０１４９】
このリチウム塩は、例えば、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）、または臭化リチウム（ＬｉＢｒ）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。ただし、リチウム塩の具体例は、上記した化合物に限られない。
【０１５０】
中でも、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 およびＬｉＡｓＦ6 のうちの少なくとも１種類が好ましく、ＬｉＰＦ6 がより好ましい。内部抵抗が低下するため、より高い効果が得られるからである。
【０１５１】
特に、電解質塩は、下記の式（１３）で表される化合物、式（１４）で表される化合物、および式（１５）で表される化合物のいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。より高い効果が得られるからである。なお、Ｒ４１およびＲ４３は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよい。このことは、Ｒ５１〜Ｒ５３、Ｒ６１およびＲ６２についても同様である。なお、式（１３）〜式（１５）に示した化合物の具体例は、以下で説明する化合物に限られない。
【０１５２】
【化２７】
0005978787.tif 000028
（Ｘ４１は長周期型周期表における１族元素または２族元素、またはアルミニウムである。Ｍ４１は遷移金属、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素または１５族元素である。Ｒ４１はハロゲン基である。Ｙ４１は−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ４２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＲ４３2 −、または−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（＝Ｏ）−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、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基である。Ｒ４３はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基である。なお、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は１〜３の整数である。）
【０１５３】
【化２８】
0005978787.tif 000029
（Ｘ５１は長周期型周期表における１族元素または２族元素である。Ｍ５１は遷移金属、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素または１５族元素である。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 −、または−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ５２2 ）d5−Ｓ（＝Ｏ）2 −である。ただし、Ｒ５１およびＲ５３は水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基であり、それぞれのうちの少なくとも１つはハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。Ｒ５２は水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。なお、ａ５、ｅ５およびｎ５は１または２の整数であり、ｂ５およびｄ５は１〜４の整数であり、ｃ５は０〜４の整数であり、ｆ５およびｍ５は１〜３の整数である。）
【０１５４】
【化２９】
0005978787.tif 000030
（Ｘ６１は長周期型周期表における１族元素または２族元素である。Ｍ６１は遷移金属、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素または１５族元素である。Ｒｆはフッ素化アルキル基またはフッ素化アリール基であり、いずれの炭素数も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 −、または−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１2 ）e6−Ｓ（＝Ｏ）2 −である。ただし、Ｒ６１は水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。Ｒ６２は水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基であり、そのうちの少なくとも１つはハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。なお、ａ６、ｆ６およびｎ６は１または２の整数であり、ｂ６、ｃ６およびｅ６は１〜４の整数であり、ｄ６は０〜４の整数であり、ｇ６およびｍ６は１〜３の整数である。）
【０１５５】
なお、１族元素とは、Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、ＣｓおよびＦｒである。２族元素とは、Ｂｅ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、ＢａおよびＲａである。１３族元素とは、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、ＩｎおよびＴｌである。１４族元素とは、Ｃ、Ｓｉ、Ｇｅ、ＳｎおよびＰｂである。１５族元素とは、Ｎ、Ｐ、Ａｓ、ＳｂおよびＢｉである。
【０１５６】
式（１３）に示した化合物は、例えば、式（１３−１）〜式（１３−６）で表される化合物などである。式（１４）に示した化合物は、例えば、式（１４−１）〜式（１４−８）で表される化合物などである。式（１５）に示した化合物は、例えば、式（１５−１）で表される化合物などである。
【０１５７】
【化３０】
0005978787.tif 000031
【０１５８】
【化３１】
0005978787.tif 000032
【０１５９】
【化３２】
0005978787.tif 000033
【０１６０】
また、電解質塩は、下記の式（１６）で表される鎖状イミド化合物、式（１７）で表される環状イミド化合物、および式（１８）で表される鎖状メチド化合物のいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。より高い効果が得られるからである。なお、ｍおよびｎは、同じ値でもよいし、異なる値でもよい。このことは、ｐ、ｑおよびｒについても、同様である。なお、式（１６）〜式（１８）に示した化合物の具体例は、以下で説明する化合物に限られない。
【０１６１】
ＬｉＮ（Ｃm Ｆ2m+1ＳＯ2 ）（Ｃn Ｆ2n+1 ＳＯ2 ）  …（１６）
（ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【０１６２】
【化３３】
0005978787.tif 000034
（Ｒ７１は炭素数＝２〜４の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。）
【０１６３】
ＬｉＣ（Ｃp Ｆ2p+1ＳＯ2 ）（Ｃq Ｆ2q+1ＳＯ2 ）（Ｃr Ｆ2r+1ＳＯ2 ）  …（１８）
（ｐ、ｑおよびｒは１以上の整数である。）
【０１６４】
鎖状イミド化合物は、例えば、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（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）イミドリチウム（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）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ3 Ｆ7 ＳＯ2 ））、または（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）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ））などである。
【０１６５】
環状イミド化合物は、例えば、式（１７−１）〜式（１７−４）で表される化合物などである。
【０１６６】
【化３４】
0005978787.tif 000035
【０１６７】
鎖状メチド化合物は、例えば、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。
【０１６８】
電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、非水溶媒に対して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。
【０１６９】
［二次電池の動作］
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から放出された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から放出されたリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１７０】
［二次電池の製造方法］
この二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。
【０１７１】
最初に、正極２１を作製する。正極活物質と、必要に応じて正極結着剤などとを混合して、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て、ペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布してから乾燥させて、正極活物質層２１Ｂを形成する。続いて、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を加熱しながら圧縮成型してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。
【０１７２】
また、上記した正極２１と同様の手順により、負極２２を作製する。負極活物質と、必要に応じて負極結着剤などとが混合された負極合剤を有機溶剤などに分散させて、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てから乾燥させて負極活物質層２２Ｂを形成したのち、必要に応じて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型する。
【０１７３】
また、溶媒に電解質塩を分散させたのち、シアノ化合物を加えて電解液を調製する。この場合には、必要に応じて非シアノ化合物を加えてもよい。
【０１７４】
最後に、正極２１および負極２２を用いて二次電池を組み立てる。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、同様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とを積層してから巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回中心の空洞にセンターピン２４を挿入する。続いて、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら巻回電極体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、同様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してセパレータ２３に含浸させる。続いて、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。
【０１７５】
［二次電池の作用および効果］
この円筒型の二次電池によれば、電解液が上記したシアノ化合物を含んでいる。この場合には、電解液がシアノ化合物を含んでいない場合、または他のシアノ化合物を含んでいる場合と比較して、特に高温などの厳しい温度環境中でも電解液の分解反応が抑制される。この「他のシアノ化合物」とは、例えば、下記の式（１８−１）で表される炭酸エステル型シアノ化合物、または式（１８−２）で表されるエステル型シアノ化合物である。式（１８−１）に示した化合物では、式（１）のうち、Ｒ１が飽和炭化水素基（メチル基）、Ｒ２がシアノ基含有基であるにもかかわらず、そのＲ２におけるシアノ基の数が１つである。式（１８−２）に示した化合物では、式（２）のうち、Ｒ３が飽和炭化水素基（メチル基）であるにもかかわらず、Ｒ４におけるシアノ基の数が１つである。よって、厳しい温度環境中で二次電池が充放電または保存されても電解液が分解しにくくなるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０１７６】
【化３５】
0005978787.tif 000036
【０１７７】
特に、電解液中におけるシアノ化合物の含有量が０．０１重量％〜２０重量％であれば、より高い効果を得ることができる。
【０１７８】
また、電解液が非シアノ化合物を含んでいれば、より高い効果を得ることができる。この場合には、電解液中における非シアノ化合物の含有量が０．００１重量％〜２重量％であれば、さらに高い効果を得ることができる。
【０１７９】
＜１−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）＞
図３は、本実施形態における他の二次電池の分解斜視構成を表しており、図４は、図３に示した巻回電極体３０のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を拡大して示している。以下では、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。
【０１８０】
［二次電池の全体構成］
ここで説明する二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池であり、例えば、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されている。この巻回電極体３０は、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とが積層されたのち、その積層体が巻回されたものである。正極３３に正極リード３１が取り付けられていると共に、負極３４に負極リード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。
【０１８１】
正極リード３１および負極リード３２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、アルミニウムなどの導電性材料により形成されていると共に、負極リード３２は、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなどの導電性材料により形成されている。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。
【０１８２】
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。この外装部材４０は、例えば、融着層が巻回電極体３０と対向するように２枚のラミネートフィルムが重ねられたのち、各融着層の外周縁部同士が融着されたものである。ただし、２枚のラミネートフィルムは、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、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのフィルムである。金属層は、例えば、アルミニウム箔などである。表面保護層は、例えば、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレートなどのフィルムである。
【０１８３】
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、または金属フィルムでもよい。
【０１８４】
外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２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。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に対して密着性を有する材料により形成されている。この密着性材料は、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、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどである。
【０１８５】
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａの片面または両面に正極活物質層３３Ｂを有していると共に、負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａの片面または両面に負極活物質層３４Ｂを有している。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の構成は、それぞれ正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂの構成と同様である。また、セパレータ３５の構成は、セパレータ２３の構成と同様である。
【０１８６】
電解質層３６は、高分子化合物により電解液が保持されたものであり、いわゆるゲル状の電解質である。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。この電解質層３６は、必要に応じて、添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【０１８７】
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、ポリカーボネート、また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などのいずれか１種類または２種類以上である。中でも、ポリフッ化ビニリデン、また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が好ましく、ポリフッ化ビニリデンがより好ましい。電気化学的に安定だからである。
【０１８８】
電解液の組成は、円筒型の場合と同様であり、その電解液は、上記したシアノ化合物を含んでいる。ただし、ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液の「溶媒」とは、液状の溶媒だけでなく、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まで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。
【０１８９】
なお、ゲル状の電解質層３６に代えて、電解液をそのまま用いてもよい。この場合には、電解液がセパレータ３５に含浸される。
【０１９０】
［二次電池の動作］
この二次電池では、例えば、以下のように動作する。充電時には、正極３３から放出された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から放出された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。
【０１９１】
［二次電池の製造方法］
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。
【０１９２】
第１手順では、正極２１および負極２２と同様の作製手順により、正極３３および負極３４を作製する。すなわち、正極集電体３３Ａの片面または両面に正極活物質層３３Ｂを形成して正極３３を作製すると共に、負極集電体３４Ａの片面または両面に負極活物質層３４Ｂを形成して負極３４を作製する。続いて、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などの溶媒とを含む前駆溶液を調製したのち、その前駆溶液を正極３３および負極３４に塗布して、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、同様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とを積層してから巻回させて巻回電極体３０を作製したのち、その最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込んだのち、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て、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および負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入する。
【０１９３】
第２手順では、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とを積層してから巻回させて、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製したのち、その最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を配置したのち、熱融着法などを用いて一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させて、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含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０を密封する。続いて、モノマーを熱重合させて高分子化合物を形成する。これにより、高分子化合物に電解液が含浸され、その高分子化合物がゲル化するため、電解質層３６が形成される。
【０１９４】
第３手順では、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２手順と同様に、巻回体を作製して袋状の外装部材４０の内部に収納する。このセパレータ３５に塗布する高分子化合物は、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体（単独重合体、共重合体または多元共重合体）などである。具体的には、単独重合体は、ポリフッ化ビニリデンである。共重合体は、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを成分とする二元系の共重合体などである。多元共重合体は、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとクロロトリフルオロエチレンとを成分とする三元系の共重合体などである。なお、フッ化ビニリデンを成分とする重合体と一緒に、他の１種類または２種類以上の高分子化合物を用いてもよい。続いて、電解液を調製して外装部材４０の内部に注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の開口部を密封する。続いて、外装部材４０に加重をかけながら加熱して、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、高分子化合物に電解液が含浸され、その高分子化合物がゲル化するため、電解質層３６が形成される。
【０１９５】
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手順よりも高分子化合物の原料であるモノマーまたは溶媒などが電解質層３６中にほとんど残らないため、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と電解質層３６との間で十分な密着性が得られる。
【０１９６】
［二次電池の作用および効果］
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の電解液が上記したシアノ化合物を含んでいるので、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、円筒型と同様である。
【０１９７】
＜１−３．リチウム金属二次電池（円筒型，ラミネートフィルム型）＞
ここで説明する二次電池は、負極２２の容量がリチウム金属の析出溶解により表されるリチウム二次電池（リチウム金属二次電池）である。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き、上記したリチウムイオン二次電池（円筒型）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。
【０１９８】
この二次電池では、負極活物質としてリチウム金属を用いているため、高いエネルギー密度が得られるようになっている。負極活物質層２２Ｂは、組み立て時から既に存在してもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により形成されるようにしてもよい。また、負極活物質層２２Ｂを集電体として利用することで、負極集電体２２Ａを省略してもよい。
【０１９９】
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、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し、その電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０２００】
このリチウム金属二次電池によれば、電解液が上記したシアノ化合物を含んでいるので、リチウムイオン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、円筒型と同様である。なお、上記したリチウム金属二次電池は、円筒型に限らず、ラミネートフィルム型でもよい。この場合でも同様の効果を得ることができる。
【０２０１】
＜２．第２実施形態／非水二次電池（シアノ化合物：シアノ基の数に制限なし＋金属系材料）＞
次に、本技術の第２実施形態の非水二次電池について説明する。
【０２０２】
＜２−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）＞
本実施形態の二次電池は、負極２２の構成および電解液の組成が異なることを除き、第１実施形態の二次電池と同様の構成を有している。すなわち、ここで説明する二次電池は、円筒型のリチウムイオン二次電池である。以下では、既に説明した第１実施形態の二次電池の構成要素を随時引用する。
【０２０３】
負極２２の負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として金属系材料を含んでおり、その金属系材料の詳細は、第１実施形態と同様である。中でも、金属系材料は、ＳｉおよびＳｎのうちの少なくとも一方を構成元素として含んでいることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０２０４】
なお、負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として上記した負極材料（金属系材料）を含んでいれば、さらにリチウムイオンを吸蔵放出可能である他の負極材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。他の負極材料は、例えば、炭素材料、金属酸化物または高分子化合物などであり、それらの詳細は、第１実施形態と同様である。
【０２０５】
電解液は、シアノ化合物を含んでおり、そのシアノ化合物は、下記の式（１９）で表される化合物および式（２０）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含んでいる。ただし、電解液は、溶媒（上記したシアノ化合物を除く。）および電解質塩などの他の材料を含んでいてもよい。溶媒および電解質塩の詳細は、第１実施形態と同様である。
【０２０６】
【化３６】
0005978787.tif 000037
（Ｒ５およびＲ６は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。ただし、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。）
【０２０７】
【化３７】
0005978787.tif 000038
（Ｒ７は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ８は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。ただし、Ｒ８のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。）
【０２０８】
ここで説明するシアノ化合物は、式（１）および式（２）により規定される第１実施形態の化合物とは異なり、式（１９）および式（２０）により規定される化合物である。式（１９）に示した化合物は、炭酸エステル型の結合（−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−）を骨格として含む化合物（炭酸エステル型シアノ化合物）である。また、式（２０）に示した化合物は、エステル型の結合（−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−）を骨格として含む化合物（エステル型シアノ化合物）である。
【０２０９】
電解液がシアノ化合物を含んでいるのは、負極２２が負極活物質として金属系材料を含んでいても、電解液の化学的安定性が飛躍的に向上するからである。これにより、電解液の分解反応が著しく抑制されるため、二次電池を繰り返して充放電させると共に保存しても、放電容量の低下が抑制される。
【０２１０】
詳細には、負極活物質が低反応性の非金属系材料（例えば炭素材料）である場合には、充放電時に炭素材料の反応性に起因する電解液の分解反応が生じにくい傾向にあるため、放電容量は、電解液中におけるシアノ化合物の有無に応じて影響を受けにくい。
【０２１１】
これに対して、負極活物質が高反応性の金属系材料である場合には、高いエネルギー密度が得られる反面、充放電時に金属系材料の反応性に起因する電解液の分解反応が顕著になる。このため、放電容量は、電解液中におけるシアノ化合物の有無に応じて大きく変化する。すなわち、金属系材料を用いた場合には、電解液がシアノ化合物を含んでいないと、負極活物質の反応性に起因する電解液の分解反応が進行しやすいため、放電容量も低下しやすくなる。この傾向は、特に、高温環境などの厳しい条件下で顕著になる。しかしながら、電解液がシアノ化合物を含んでいると、充放電時にシアノ化合物に起因する強固な被膜が負極２２の表面に形成されるため、その負極２２が電解液から保護される。これにより、負極活物質の反応性に起因する電解液の分解反応が進行しにくくなるため、放電容量が維持されやすくなる。このような傾向は、特に、高温などの厳しい温度環境中で二次電池を充放電および保存させた場合に顕著となる。
【０２１２】
式（１９）において、Ｒ５およびＲ６の種類は、上記したように、炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であれば、特に限定されない。
【０２１３】
ただし、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基（すなわちシアノ基）を含んでいることを条件とする。Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方がシアノ基を含んでいることで、Ｒ５およびＲ６の種類に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【０２１４】
また、シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されていることを条件とする。すなわち、シアノ基は、酸素原子に対して直接的に結合されておらず、炭素原子を介して間接的に結合されていなければならない。シアノ基が酸素原子に対して間接的に結合されていることで、Ｒ５およびＲ６の種類に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【０２１５】
なお、Ｒ５およびＲ６は、同じ種類の基でもよいし、異なる種類の基でもよい。また、Ｒ５とＲ６とが互いに結合されており、その結合されたＲ５およびＲ６により環が形成されていてもよい。
【０２１６】
式（２０）において、Ｒ７の種類は、上記したように、炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であれば、特に限定されない。また、Ｒ８の種類は、上記したように、シアノ基含有基、ハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であれば、特に限定されない。
【０２１７】
ただし、炭酸エステル型シアノ化合物と同様に、シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されていることを条件とする。シアノ基が酸素原子に対して間接的に結合されていることで、Ｒ７の種類に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【０２１８】
なお、Ｒ７とＲ８とが互いに結合されており、その結合されたＲ７およびＲ８により環が形成されていてもよい。
【０２１９】
ここで、Ｒ５〜Ｒ８の詳細、すなわち「炭化水素基」、「酸素含有炭化水素基」、「シアノ基含有基」、「ハロゲン化基」および「それらの２種類以上が結合された基」の意味するところは、第１実施形態におけるＲ１〜Ｒ４と同様である。このうち、炭化水素基が飽和炭化水素基および不飽和炭化水素基を含むと共に、酸素含有炭化水素基が酸素含有飽和炭化水素基に該当することは、言うまでもない。
【０２２０】
シアノ化合物の具体例は、以下の通りである。炭酸エステル型シアノ化合物は、例えば、下記の式（１９−１）〜式（１９−３１）で表される化合物などである。また、エステル型シアノ化合物は、例えば、下記の式（２０−１）〜式（２０−２８）で表される化合物などである。ただし、シアノ化合物は、式（１９）または式（２０）に示した条件を満たす他の化合物でもよい。
【０２２１】
【化３８】
0005978787.tif 000039
【０２２２】
【化３９】
0005978787.tif 000040
【０２２３】
【化４０】
0005978787.tif 000041
【０２２４】
【化４１】
0005978787.tif 000042
【０２２５】
【化４２】
0005978787.tif 000043
【０２２６】
【化４３】
0005978787.tif 000044
【０２２７】
電解液中におけるシアノ化合物の含有量は、特に限定されないが、中でも、０．０１重量％〜２０重量％であることが好ましく、０．５重量％〜２０重量％であることがより好ましい。より高い効果が得られるからである。
【０２２８】
この二次電池の動作および製造方法の詳細は、例えば、電解液の組成が異なることを除き、第１実施形態（円筒型）と同様である。
【０２２９】
この円筒型の二次電池によれば、負極２２の負極活物質層２２Ｂが金属系材料を含んでいると共に、電解液がシアノ化合物を含んでいる。この場合には、上記したように、電解液の化学的安定性が特異的に向上するため、負極活物質として高反応性の金属系材料を用いても電解液の分解反応が著しく抑制される。よって、二次電池が充放電または保存されても電解液が分解しにくくなるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０２３０】
特に、金属系材料がＳｉの単体、合金および化合物、ならびにＳｎの単体、合金および化合物のうちの少なくとも１種であれば、より高い効果を得ることができる。また、電解液中におけるシアノ化合物の含有量が０．０１重量％〜２０重量％であれば、より高い効果を得ることができる。
【０２３１】
＜２−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）＞
なお、本実施形態の二次電池は、上記した円筒型に代えて、ラミネートフィルム型でもよい。このラミネートフィルム型の二次電池の構成は、電解液の組成が異なることを除き、第１実施形態と同様である。この場合でも優れた電池特性を得ることができる。
【０２３２】
＜３．第３実施形態／非水二次電池用電解液および非水二次電池（シアノ化合物：シアノ基の数に制限なし＋分解物）＞
次に、本技術の第３実施形態の非水二次電池用電解液および非水二次電池について説明する。
【０２３３】
＜３−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）＞
本実施形態の二次電池は、電解液の組成が異なることを除き、第１実施形態の二次電池と同様の構成を有している。すなわち、ここで説明する二次電池は、円筒型のリチウムイオン二次電池である。以下では、既に説明した第１実施形態の二次電池の構成要素を随時引用する。
【０２３４】
電解液は、シアノ化合物のいずれか１種類または２種類以上と、非シアノ化合物のいずれか１種類または２種類以上とを含んでいる。シアノ化合物の詳細は、第２実施形態のシアノ化合物と同様であると共に、非シアノ化合物の詳細は、第１実施形態の非シアノ化合物と同様であるため、それらの説明を省略する。ただし、電解液は、溶媒および電解質塩などの他の材料を含んでいてもよい。
【０２３５】
電解液がシアノ化合物と非シアノ化合物とを一緒に含んでいるのは、両者の相乗作用により、いずれか一方だけを含む場合と比較して化学的安定性が向上するため、分解反応が抑制されるからである。詳細には、充放電時にシアノ化合物および非シアノ化合物に起因する強固な被膜が主に負極２２の表面に形成されるため、高反応性の負極２２の存在に起因する電解液の分解反応が抑制される。これにより、二次電池を繰り返して充放電または保存しても、放電容量の低下が抑制される。このような傾向は、特に、高温などの厳しい温度環境中で二次電池を充放電または保存させた場合に顕著となる。
【０２３６】
電解液中におけるシアノ化合物の含有量は、特に限定されないが、中でも、０．０１重量％〜２０重量％であることが好ましく、０．５重量％〜２０重量％であることがより好ましい。より高い効果が得られるからである。
【０２３７】
電解液中における非シアノ化合物の含有量は、特に限定されないが、中でも、０．００１重量％〜２重量％であることが好ましい。より高い効果が得られるからである。
【０２３８】
この二次電池の動作および製造方法の詳細は、例えば、電解液の組成が異なることを除き、第１実施形態（円筒型）と同様である。
【０２３９】
この円筒型の二次電池によれば、電解液がシアノ化合物と非シアノ化合物とを一緒に含んでいる。この場合には、上記したように、シアノ化合物と非シアノ化合物との相乗作用により、特に高温などの厳しい温度環境中でも電解液の分解反応が抑制される。よって、厳しい温度環境中で二次電池が充放電または保存されても電解液が分解しにくくなるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０２４０】
特に、電解液中におけるシアノ化合物の含有量が０．０１重量％〜２０重量％であり、または電解液中における非シアノ化合物の含有量が０．００１重量％〜２重量％であれば、より高い効果を得ることができる。
【０２４１】
＜３−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）＞
なお、本実施形態の二次電池は、上記した円筒型に代えて、ラミネートフィルム型でもよい。このラミネートフィルム型の二次電池の構成は、電解液の組成が異なることを除き、第１実施形態と同様である。この場合でも優れた電池特性を得ることができる。
【０２４２】
＜３−３．リチウム金属二次電池（円筒型，ラミネートフィルム型）＞
また、本実施形態の二次電池は、上記したリチウムイオン二次電池に代えて、リチウム金属二次電池でもよい。この場合の電池構造は、円筒型またはラミネートフィルム型のいずれでもよい。このリチウム金属二次電池の構成は、負極の構成および電解液の組成が異なることを除き、第１実施形態と同様である。この場合でも優れた電池特性を得ることができる。
【０２４３】
＜４．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例について説明する。
【０２４４】
二次電池の用途は、その二次電池を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使用可能な機械、機器、器具、装置またはシステム（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。なお、電源として使用される二次電池は、主電源（優先的に使用される電源）でもよいし、補助電源（主電源に代えて、または主電源から切り換えて使用される電源）でもよい。二次電池を補助電源として使用する場合、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０２４５】
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、携帯用テレビまたは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。バックアップ電源またはメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルまたは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用いられる電池パックである。ペースメーカまたは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、上記以外の用途でもよい。
【０２４６】
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、電動工具または電子機器などに適用されることが有効である。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で、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り、いわゆる組電池などである。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おり、その電力が必要に応じて消費されるため、家庭用の電気製品などが使用可能になる。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。
【０２４７】
ここで、二次電池のいくつかの適用例について具体的に説明する。なお、以下で説明する各適用例の構成はあくまで一例であるため、適宜変更可能である。
【０２４８】
＜４−１．電池パック＞
図５は、電池パックのブロック構成を表している。この電池パックは、例えば、プラスチック材料などにより形成された筐体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。
【０２４９】
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）を制御するものであり、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを含んでいる。電源６２は、１または２以上の二次電池（図示せず）を含んでいる。この電源６２は、例えば、２以上の二次電池を含む組電池であり、それら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つの二次電池を含んでいる。
【０２５０】
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（電源６２と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。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（いずれも図示せず）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。
【０２５１】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するものである。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するようになっている。この温度測定結果は、例えば、異常発熱時に制御部６１が充放電制御を行う場合や、制御部６１が残容量の算出時に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して、その測定電圧をアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換して制御部６１に供給するものである。
【０２５２】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６から入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御するものである。
【０２５３】
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した場合に、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に充電電流が流れないように制御する。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れた場合に、充電電流を遮断するようになっている。
【０２５４】
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した場合に、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に放電電流が流れないように制御する。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れた場合に、放電電流を遮断するようになっている。
【０２５５】
なお、二次電池では、例えば、過充電検出電圧は４．２０Ｖ±０．０５Ｖであり、過放電検出電圧は２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２５６】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどである。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や、製造工程段階で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可能になる。
【０２５７】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共にその測定結果を制御部６１に出力するものであり、例えば、サーミスタなどである。
【０２５８】
正極端子７１および負極端子７２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）や、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の充放電は、正極端子７１および負極端子７２を介して行われる。
【０２５９】
＜４−２．電動車両＞
図６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。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。
【０２６０】
この電動車両は、エンジン７５またはモータ７７のいずれか一方を駆動源として走行可能である。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、エンジン７５の駆動力（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または後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力は発電機７９にも伝達され、その回転力により発電機７９が交流電力を発生させると共に、その交流電力はインバータ８３を介して直流電力に変換され、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、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、その交流電力によりモータ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または後輪８８に伝達される。
【０２６１】
なお、図示しない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、その回転力によりモータ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、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。
【０２６２】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１または２以上の二次電池（図示せず）を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続され、その外部電源から電力供給を受けることで電力を蓄積可能になっていてもよい。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御したり、図示しない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、エンジン回転数センサなどを含んでいる。
【０２６３】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合について説明したが、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。
【０２６４】
＜４−３．電力貯蔵システム＞
図７は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅または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。
【０２６５】
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に接続可能になっている。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に接続可能になっている。
【０２６６】
なお、電気機器９４は、例えば、１または２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、テレビまたは給湯器などである。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機または風力発電機などの１種類または２種類以上である。電動車両９６は、例えば、電気自動車、電気バイクまたはハイブリッド自動車などの１種類または２種類以上である。集中型電力系統９７は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所または風力発電所などの１種類または２種類以上である。
【０２６７】
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）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１または２以上の二次電池（図示せず）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、電力供給側と通信可能になっている。これに伴い、スマートメータ９２は、例えば、必要に応じて外部と通信しながら、家屋８９における需要・供給のバランスを制御することで、効率的で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０２６８】
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、必要に応じて電気機器９４または電動車両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、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。
【０２６９】
電源９１に蓄積された電力は、任意に利用可能である。このため、例えば、電気使用量が安い深夜に集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、その電源９１に蓄積しておいた電力を電気使用量が高い日中に用いることができる。
【０２７０】
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。
【０２７１】
＜４−４．電動工具＞
図８は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体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。
【０２７２】
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）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の二次電池（図示せず）を含んでいる。この制御物９９は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、必要に応じて電源１００からドリル部１０１に電力を供給して可動させるようになっている。
【実施例】
【０２７３】
本技術の具体的な実施例について、詳細に説明する。
【０２７４】
（１）第１実施形態の実施例
まず、第１実施形態の二次電池の諸特性を調べた。
【０２７５】
（実験例１−１〜１−２６）
以下の手順により、図１および図２に示した円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０２７６】
正極２１を作製する場合には、最初に、炭酸リチウム（Ｌｉ2 ＣＯ3 ）と炭酸コバルト（ＣｏＣＯ3 ）とをモル比でＬｉ2 ＣＯ3 ：ＣｏＣＯ3 ＝０．５：１となるように混合した。続いて、空気中で混合物を焼成（９００℃×５時間）して、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2 ）を得た。続いて、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９１質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ））３質量部と、正極導電剤（黒鉛）６質量部とを混合して、正極合剤とした。続いて、正極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ））に分散させて、ペースト状の正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帯状の正極集電体２１Ａ（２０μｍ厚のアルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、正極活物質層２１Ｂ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２１Ｂを圧縮成型した。
【０２７７】
負極２２を作製する場合には、最初に、負極活物質（人造黒鉛）９０質量部と、負極結着剤（ＰＶＤＦ）１０質量部とを混合して、負極合剤とした。続いて、負極合剤を有機溶剤（ＮＭＰ）に分散させて、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帯状の負極集電体２２Ａ（１５μｍ厚の電解銅箔）の両面に負極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、負極活物質層２２Ｂ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２２Ｂを圧縮成型した。
【０２７８】
電解液を調製する場合には、溶媒（炭酸エチレン（ＥＣ）および炭酸ジメチル（ＤＭＣ））に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を溶解させたのち、表１に示したように、必要に応じてシアノ化合物を加えた。この場合には、溶媒の組成を重量比でＥＣ：ＤＭＣ＝５０：５０、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｋｇとした。なお、比較のために、式（１８−１）または式（１８−２）に示した他のシアノ化合物も用いた。
【０２７９】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体２１Ａにアルミニウム製の正極リード２５を溶接すると共に、負極集電体２２Ａにニッケル製の負極リード２６を溶接した。続いて、セパレータ２３（２５μｍ厚の微多孔性ポリプロピレンフィルム）を介して正極２１と負極２２とを積層してから巻回させたのち、粘着テープを用いて巻回物の巻き終わり部分を固定して、巻回電極体２０を作製した。続いて、巻回電極体２０の巻回中心の空洞にセンターピン２４を挿入した。続いて、ニッケル鍍金された鉄製の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら巻回電極体２０を収納した。この場合には、正極リード２５の一端部を安全弁機構１５に溶接すると共に、負極リード２６の一端部を電池缶１１に溶接した。続いて、減圧方式により電池缶１１の内部に電解液を注入してセパレータ２３に含浸させた。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をかしめた。これにより、円筒型の二次電池が完成した。なお、二次電池を作製する場合には、満充電時にリチウム金属が負極２２に析出しないように正極活物質層２１Ｂの厚さを調節した。
【０２８０】
二次電池の諸特性（サイクル特性および保存特性）を調べたところ、表１に示した結果が得られた。
【０２８１】
サイクル特性を調べる場合には、電池状態を安定化させるために常温環境中（２３℃）で二次電池を１サイクル充放電させたのち、同環境中で二次電池をさらに１サイクル充放電させて放電容量を測定した。続いて、同環境中でサイクル数の合計が３００サイクルになるまで充放電を繰り返して放電容量を測定した。この結果から、サイクル維持率（％）＝（３００サイクル目の放電容量／２サイクル目の放電容量）×１００を算出した。充電時には、０．２Ｃの電流で上限電圧４．２Ｖまで充電したのち、４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、０．２Ｃの電流で終止電圧２．５Ｖに到達するまで放電した。「０．２Ｃ」および「０．０５Ｃ」とは、それぞれ電池容量（理論容量）を５時間および２０時間で放電しきる電流値である。
【０２８２】
保存特性を調べる場合には、サイクル特性を調べた場合と同様の手順により電池状態を安定化した二次電池を用いて、常温環境中（２３℃）で二次電池を１サイクル充放電させて放電容量を測定した。続いて、二次電池を再び充電させた状態で恒温槽中（８０℃）に１０日間保存したのち、常温環境中（２３℃）で二次電池を放電させて放電容量を測定した。この結果から、保存維持率（％）＝（保存後の放電容量／保存前の放電容量）×１００を算出した。充放電条件は、サイクル特性を調べた場合と同様である。
【０２８３】
【表１】
0005978787.tif 000045
【０２８４】
負極活物質として炭素材料（人造黒鉛）を用いた場合には、電解液中におけるシアノ化合物の有無に応じて、電池特性が大きく変動した。
【０２８５】
詳細には、シアノ化合物および他のシアノ化合物を用いていない場合（実験例１−２４）を基準とする。他のシアノ化合物を用いた場合（実験例１−２５，１−２６）には、サイクル維持率および保存維持率がいずれも減少した。これに対して、シアノ化合物を用いた場合（実験例１−１〜１−２３）には、保存維持率が維持されつつサイクル維持率が増加した。
【０２８６】
この結果は、式（１）に示した炭酸エステル型シアノ化合物を用いる場合には、Ｒ１（シアノ基含有基以外の基）の種類に応じて、Ｒ２（シアノ基含有基）におけるシアノ基の数が適正化されていると、電解液の分解反応が特異的に抑制されることを表している。
【０２８７】
すなわち、Ｒ１が不飽和炭素結合を含んでいない飽和炭化水素基（−ＣＨ3 ）であると共に、Ｒ２が不飽和炭素結合を含んでいないシアノ基含有基（−ＣＨ2 −ＣＮ）である場合には、そのＲ２におけるシアノ基の数に応じて電池特性が変化する。この場合には、シアノ基の数が１つであると、電解液の分解反応が抑制されないため、サイクル維持率および保存維持率がかえって減少する。これに対して、シアノ基の数が２つ以上（ここでは２つ）であると、電解液の分解反応が特異的に抑制されるため、保存維持率の低下を抑えつつ、サイクル維持率が増加する。
【０２８８】
また、Ｒ２だけがシアノ基含有基を含んでいると共に、Ｒ１またはＲ２が不飽和炭素結合を含んでいる場合には、そのＲ２におけるシアノ基の数が１つでも電解液の分解反応が特異的に抑制されるため、やはりサイクル維持率が増加する。
【０２８９】
なお、炭酸エステル型シアノ化合物について上記した傾向は、式（２）に示したエステル型シアノ化合物を用いた場合でも同様に得られた。
【０２９０】
特に、シアノ化合物を用いた場合には、電解液中におけるシアノ化合物の含有量が０．０１重量％〜２０重量％であると、高いサイクル維持率および保存維持率が得られた。
【０２９１】
（実験例２−１〜２−２３）
表２に示したように、電解液に非シアノ化合物を加えたことを除き、実験例１−１〜１−２４と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０２９２】
【表２】
0005978787.tif 000046
【０２９３】
電解液がシアノ化合物と共に非シアノ化合物を含んでいても、高いサイクル維持率および保存維持率が得られた。特に、電解液がシアノ化合物を含んでいる場合には、さらに非シアノ化合物を含んでいると、保存維持率がより増加した。この場合には、電解液中における非シアノ化合物の含有量が０．００１重量％〜２重量％であると、高い保存維持率が得られた。
【０２９４】
（実験例３−１〜３−２４）
表３に示したように、溶媒の組成を変更したことを除き、実験例１−１〜１−２４と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０２９５】
溶媒の種類は、以下の通りである。ＥＣと組み合わせた溶媒は、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）または炭酸プロピル（ＰＣ）である。不飽和環状炭酸エステルは、炭酸ビニレン（ＶＣ）である。ハロゲン化炭酸エステルは、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）、トランス−４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ｔ−ＤＦＥＣ）、または炭酸ビス（フルオロメチル）（ＤＦＤＭＣ）である。スルトンは、プロペンスルトン（ＰＲＳ）である。酸無水物は、無水コハク酸（ＳＣＡＨ）または無水スルホプロピオン酸（ＰＳＡＨ）である。
【０２９６】
溶媒の組成は、重量比でＥＣ：ＰＣ：ＤＭＣ＝１０：２０：７０とした。また、溶媒中の含有量は、ＶＣを２重量％、ＦＥＣ、ｔ−ＤＦＥＣまたはＤＦＤＭＣを５重量％、ＰＲＳ、ＳＣＡＨまたはＰＳＡＨを１重量％とした。
【０２９７】
【表３】
0005978787.tif 000047
【０２９８】
溶媒の組成を変更しても、電解液がシアノ化合物を含んでいると、高いサイクル維持率および保存維持率が得られた。特に、溶媒の組成によっては、サイクル維持率および保存維持率がより増加した。
【０２９９】
（実験例４−１〜４−６）
表４に示したように、電解質塩の組成を変更したことを除き、実験例１−１〜１−２３と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０３００】
電解質塩の種類は、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、式（１３−６）に示したビス［オキソラト−Ｏ，Ｏ’］ホウ酸リチウム（ＬｉＢＯＢ）、またはビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）2 ：ＬｉＴＦＳＩ）である。溶媒に対する含有量は、ＬｉＰＦ6 を０．９ｍｏｌ／ｋｇ、ＬｉＢＦ4 などを０．１ｍｏｌ／ｋｇとした。
【０３０１】
【表４】
0005978787.tif 000048
【０３０２】
電解質塩の組成を変更しても、電解液がシアノ化合物を含んでいると、高いサイクル維持率および保存維持率が得られた。特に、電解液がＬｉＢＦ4 などを含んでいると、保存維持率がより増加した。
【０３０３】
（実験例５−１〜５−２６，６−１〜６−２３，７−１〜７−２４，８−１〜８−６）
表５〜表８に示したように、負極活物質として金属系材料（ケイ素）を用いたことを除き、実験例１−１〜１−２６、２−１〜２−２３，３−１〜３−２４，４−１〜４−６と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０３０４】
負極２２を作製する場合には、電子ビーム蒸着法を用いて負極集電体２２Ａの両面にケイ素を堆積させて、負極活物質層２２Ｂを形成した。この場合には、堆積工程を１０回繰り返して、負極集電体２２Ａの片面側における負極活物質層２２Ｂの厚さを６μｍとした。
【０３０５】
【表５】
0005978787.tif 000049
【０３０６】
【表６】
0005978787.tif 000050
【０３０７】
【表７】
0005978787.tif 000051
【０３０８】
【表８】
0005978787.tif 000052
【０３０９】
負極活物質として金属系材料（ケイ素）を用いても、非金属系材料（炭素材料である人造黒鉛）を用いた場合（表１〜表４）と同様の結果が得られた。すなわち、電解液がシアノ化合物を含んでいると、高いサイクル維持率および保存維持率が得られた。これ以外の傾向は、非金属系材料を用いた場合と同様である。
【０３１０】
表１〜表８の結果から、電解液がシアノ化合物を含んでいると、優れた電池特性が得られた。
【０３１１】
（２）第２実施形態の実施例
次に、第２実施形態の二次電池の諸特性を調べた。
【０３１２】
（実験例９−１〜９−３０）
以下の手順を変更したことを除き、第１実施形態の実施例と同様の手順により円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０３１３】
負極２２を作製する場合には、負極活物質として金属系材料（ケイ素）を用いた。
【０３１４】
比較のために、負極活物質として非金属系材料（炭素材料である人造黒鉛）を用いて負極活物質層２２Ｂを形成した。この場合には、負極活物質（人造黒鉛）９０質量部と、負極結着剤（ＰＶＤＦ）１０質量部とを混合して、負極合剤とした。続いて、負極合剤を有機溶剤（ＮＭＰ）に分散させて、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帯状の負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、負極活物質層２２Ｂ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２２Ｂを圧縮成型した。
【０３１５】
電解液を調製する場合には、溶媒（ＥＣおよびＤＭＣ）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を溶解させたのち、表９および表１０に示したように、必要に応じてシアノ化合物を加えた。
【０３１６】
第１実施形態の実施例と同様の手順により二次電池の諸特性（サイクル特性および保存特性）を調べたところ、表９および表１０に示した結果が得られた。
【０３１７】
【表９】
0005978787.tif 000053
【０３１８】
【表１０】
0005978787.tif 000054
【０３１９】
負極活物質として非金属系材料（人造黒鉛）を用いた場合には、電解液中におけるシアノ化合物の有無にかかわらず、良好な電池特性が得られた。具体的には、電解液がシアノ化合物を含んでいると、そのシアノ化合物を含んでいない場合と比較して、サイクル維持率は減少したが、保存維持率は同等であった。
【０３２０】
これに対して、金属系材料（ケイ素）を用いた場合には、電解液中におけるシアノ化合物の有無に応じて、電池特性が大きく変動した。具体的には、電解液がシアノ化合物を含んでいると、そのシアノ化合物を含んでいない場合と比較して、サイクル維持率および保存維持率がいずれも増加した。
【０３２１】
これらの結果は、以下の傾向を表している。負極活物質として低反応性の非金属系材料（炭素材料）を用いた場合には、その非金属系材料が電解液の化学的安定性（または分解反応の進行性）に影響を与えにくい。これにより、シアノ化合物の有無の影響をほとんど受けずに本来的に高いサイクル維持率および保存維持率が得られるため、そのシアノ化合物を用いてもサイクル維持率および保存維持率が改善されにくい。これに対して、高反応性の金属系材料を用いた場合には、その金属系材料が電解液の化学的安定性に大きな影響を及ぼす。これにより、シアノ化合物を用いないと低いサイクル維持率および保存維持率しか得られないのに対して、シアノ化合物を用いるとサイクル維持率および保存維持率が大幅に改善される。
【０３２２】
特に、金属系材料およびシアノ化合物を用いた場合には、電解液中におけるシアノ化合物の含有量が０．０１重量％〜２０重量％であると、高いサイクル維持率および保存維持率が得られた。
【０３２３】
（実験例１０−１〜１０−２６）
表１１に示したように、第１実施形態の実施例と同様に溶媒の組成を変更したことを除き、実験例９−１〜９−２７と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０３２４】
【表１１】
0005978787.tif 000055
【０３２５】
溶媒の組成を変更しても、電解液がシアノ化合物を含んでいると、高いサイクル維持率および高い保存維持率が得られた。特に、溶媒の組成によってはサイクル維持率および保存維持率がより増加した。
【０３２６】
（実験例１１−１〜１１−６）
表１２に示したように、第１実施形態の実施例と同様に電解質塩の組成を変更したことを除き、実験例９−１〜９−２６と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０３２７】
【表１２】
0005978787.tif 000056
【０３２８】
電解質塩の組成を変更しても、電解液がシアノ化合物を含んでいると、高いサイクル維持率および高い保存維持率が得られた。特に、電解液がＬｉＢＦ4 などを含んでいると、保存維持率がより増加した。
【０３２９】
表９〜表１２の結果から、負極が金属系材料を含んでいると共に電解液がシアノ化合物を含んでいると、優れた電池特性が得られた。
【０３３０】
（３）第３実施形態の実施例
次に、第３実施形態の二次電池の諸特性を調べた。
【０３３１】
（実験例１２−１〜１２−５０）
以下の手順を変更したことを除き、第１実施形態の実施例と同様の手順により円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０３３２】
電解液を調製する場合には、溶媒（ＥＣおよびＤＭＣ）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を溶解させたのち、表１３〜表１５に示したように、必要に応じてシアノ化合物および非シアノ化合物を加えた。
【０３３３】
二次電池の諸特性（サイクル特性および負荷特性）を調べたところ、表１３〜表１５に示した結果が得られた。
【０３３４】
サイクル特性を調べる場合には、高温環境中（４５℃）で二次電池を２サイクル充放電させて、２サイクル目の放電容量を測定した。続いて、同環境中でサイクル数の合計が３００サイクルになるまで充放電を繰り返して、３００サイクル目の放電容量を測定した。この結果から、容量維持率（％）＝（３００サイクル目の放電容量／２サイクル目の放電容量）×１００を算出した。充放電条件は、第１実施形態の実施例と同様である。
【０３３５】
負荷特性を調べる場合には、常温環境中（２３℃）で二次電池を充電させたのち、その充電状態の二次電池を恒温器中（０℃）で２時間冷却した。充電時には、０．５Ｃの電流で上限電圧４．２Ｖまで充電したのち、４．２Ｖの電圧で４時間充電した。「０．５Ｃ」とは、電池容量を２時間で放電しきる電流値である。続いて、１５Ｗの電力で終止電圧３．０Ｖに到達するまで放電した。この際、放電開始時から放電開始後５分経過時までの電圧を測定して、その最小値（最小電圧（Ｖ））を求めた。
【０３３６】
【表１３】
0005978787.tif 000057
【０３３７】
【表１４】
0005978787.tif 000058
【０３３８】
【表１５】
0005978787.tif 000059
【０３３９】
負極活物質として炭素材料（人造黒鉛）を用いた場合には、電解液がシアノ化合物および非シアノ化合物を一緒に含んでいると、高い容量維持率が得られると共に、最小電圧が上昇した。
【０３４０】
詳細には、シアノ化合物も非シアノ化合物も用いていない場合（実験例１２−４３）を基準とする。シアノ化合物だけを用いた場合（実験例１２−４４，１２−４５）には、最小電圧は同等であったが、容量維持率は減少した。一方、非シアノ化合物だけを用いた場合（実験例１２−４６〜１２−５０）には、容量維持率が増加すると共に、最小電圧も非シアノ化合物の種類によっては僅かに増加した。これらの結果から、シアノ化合物と非シアノ化合物とを組み合わせると、容量維持率は増加するが、その値は非シアノ化合物だけを用いた場合よりも低くなると共に、最小電圧は非シアノ化合物の種類によって僅かに増加するにすぎないと予想される。
【０３４１】
しかしながら、シアノ化合物と非シアノ化合物とを組み合わせると（実験例１２−１〜１２−４２）、容量維持率は著しく増加し、その値は非シアノ化合物だけを用いた場合を遙かに上回った。また、最小電圧も増加し、その値は非シアノ化合物だけを用いた場合よりも高くなった。この結果は、シアノ化合物と非シアノ化合物とを組み合わせると、両者の相乗作用により、電解液の分解反応が特異的に抑制されることを表している。すなわち、シアノ化合物および非シアノ化合物のそれぞれの有無が容量維持率および最小電圧に及ぼす影響を実際に調べてみると、双方を組み合わせることで、いずれか一方だけを単独で用いた場合に得られる傾向からは予測できない有利な傾向を見出すことができた。
【０３４２】
特に、シアノ化合物の含有量が０．０１重量％〜２０重量％であり、または非シアノ化合物の含有量が０．００１重量％〜２重量％であると、高い容量維持率および最小電圧が得られた。この場合には、シアノ化合物の含有量が０．５重量％〜２０重量であり、または非シアノ化合物の含有量が０．１重量％〜２重量％であると、より良好な結果が得られた。
【０３４３】
（実験例１３−１〜１３−２４）
表１６に示したように、第１実施形態の実施例と同様に溶媒の組成を変更したことを除き、実験例１２−１〜１２−５０と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０３４４】
【表１６】
0005978787.tif 000060
【０３４５】
溶媒の組成を変更しても、電解液がシアノ化合物および非シアノ化合物を含んでいると、高いサイクル維持率および最小電圧が得られた。特に、溶媒の組成によっては、サイクル維持率および最小電圧がより増加した。
【０３４６】
（実験例１４−１〜１４−６）
表１７に示したように、第１実施形態の実施例と同様に電解質塩の組成を変更したことを除き、実験例１２−１〜１２−５０と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。
【０３４７】
【表１７】
0005978787.tif 000061
【０３４８】
電解質塩の組成を変更しても、電解液がシアノ化合物および非シアノ化合物を含んでいると、高いサイクル維持率および最小電圧が得られた。特に、電解液がＬｉＢＦ4 などを含んでいると、サイクル維持率および最小電圧がより高くなった。
【０３４９】
（実験例１５−１〜１５−５０，１６−１〜１６−２４，１７−１〜１７−６）
表１８〜表２０に示したように、負極活物質として金属系材料（ケイ素）を用いたことを除き、実験例１２−１〜１２−５０、１３−１〜１３−２４，１４−１〜１４−６と同様の手順により二次電池を作製して諸特性を調べた。負極２２の作製手順は、第１実施形態の実施例と同様である。
【０３５０】
【表１８】
0005978787.tif 000062
【０３５１】
【表１９】
0005978787.tif 000063
【０３５２】
【表２０】
0005978787.tif 000064
【０３５３】
【表２１】
0005978787.tif 000065
【０３５４】
【表２２】
0005978787.tif 000066
【０３５５】
負極活物質として金属系材料（ケイ素）を用いても、非金属系材料（炭素材料である人造黒鉛）を用いた場合（表１３〜表１７）と同様の結果が得られた。すなわち、電解液がシアノ化合物と非シアノ化合物とを一緒に含んでいると、高いサイクル維持率および最小電圧が得られた。これ以外の傾向は、非金属系材料を用いた場合と同様である。
【０３５６】
表１３〜表２２の結果から、電解液がシアノ化合物および非シアノ化合物の双方を含んでいると、優れた電池特性が得られた。
【０３５７】
以上、実施形態および実施例を挙げて本技術を説明したが、本技術は実施形態および実施例で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、電池構造が円筒型またはラミネートフィルム型であると共に、電池素子が巻回構造を有する場合を例に挙げたが、これに限られない。本技術の非水二次電池は、角型、コイン型またはボタン型などの他の電池構造を有する場合や、電池素子が積層構造などの他の構造を有する場合についても、同様に適用可能である。
【０３５８】
また、電極反応物質としてＬｉを用いる場合について説明したが、これに限られない。この電極反応物質は、例えば、ＮａまたはＫなどの他の１族元素でもよいし、ＭｇまたはＣａなどの２族元素でもよいし、Ａｌなどの他の軽金属でもよい。本技術の効果は、電極反応物質の種類に依存せずに得られるはずであるため、その電極反応物質の種類を変更しても同様の効果を得ることができる。
【０３５９】
また、シアノ化合物の含有量について、実施例の結果から導き出された適正範囲を説明している。しかしながら、その説明は、含有量が上記した範囲外となる可能性を完全に否定するものではない。すなわち、上記した適正範囲は、あくまで本技術の効果を得る上で特に好ましい範囲であるため、本技術の効果が得られるのであれば、上記した範囲から含有量が多少外れてもよい。このことは、非シアノ化合物の含有量についても同様である。
【０３６０】
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．第１実施形態／非水二次電池用電解液および非水二次電池（シアノ化合物：シアノ基の数に制限あり）
（１）
正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
非水二次電池。
【化４４】
0005978787.tif 000067
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化４５】
0005978787.tif 000068
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
（２）
前記シアノ基含有基は、飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基、または不飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基である、
上記（１）に記載の非水二次電池。
（３）
前記飽和炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基であり、
前記不飽和炭化水素基は、炭素数＝６〜１８のアリール基である、
上記（２）に記載の非水二次電池。
（４）
前記飽和炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基または炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基であり、
前記不飽和炭化水素基は、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基または炭素数＝６〜１８のアリール基であり、
前記酸素含有飽和炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルコキシ基であり
前記ハロゲン化基は、ハロゲン基として、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種を含む、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の非水二次電池。
（５）
前記式（１）に示した化合物は、下記の式（１−１）〜式（１−２５）で表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（２）に示した化合物は、下記の式（２−１）〜式（２−２１）で表される化合物のうちの少なくとも１種である、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の非水二次電池。
【化４６】
0005978787.tif 000069
【化４７】
0005978787.tif 000070
【化４８】
0005978787.tif 000071
【化４９】
0005978787.tif 000072
（６）
前記電解液中における前記シアノ化合物の含有量は、０．０１重量％〜２０重量％である、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の非水二次電池。
（７）
前記電解液は、非シアノ化合物を含み、
前記非シアノ化合物は、下記の式（３）で表される化合物、式（４）で表される化合物、式（５）で表される化合物、式（６）で表される化合物および式（７）で表される化合物のうちの少なくとも１種を含む、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の非水二次電池。
【化５０】
0005978787.tif 000073
（Ｒ１１およびＲ１３は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１２は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
【化５１】
0005978787.tif 000074
（Ｒ１４およびＲ１６は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１５は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。ｎは、１以上の整数である。）
【化５２】
0005978787.tif 000075
（Ｒ１７およびＲ１９は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１８は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
ＬｉＰＦ2 Ｏ2   …（６）
Ｌｉ2 ＰＦＯ3   …（７）
（８）
前記１価の炭化水素基または１価の酸素含有炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基、炭素数＝６〜１８のアリール基、炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基、または炭素数＝１〜１２のアルコキシ基であり、
前記２価の炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキレン基、炭素数＝２〜１２のアルケニレン基、炭素数＝２〜１２のアルキニレン基、炭素数＝６〜１８のアリーレン基、炭素数＝３〜１８のシクロアルキレン基、それらの２種類以上が結合された基、またはそれらの１種類以上とエーテル結合（−Ｏ−）とを含む基であり、
前記ハロゲン化基は、ハロゲン基として、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種を含む、
上記（７）に記載の非水二次電池。
（９）
前記式（３）に示した化合物は、下記の式（３−１）〜式（３−１２）で表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（４）に示した化合物は、下記の式（４−１）〜式（４−１７）で表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（５）に示した化合物は、下記の式（５−１）〜式（５−９）で表される化合物のうちの少なくとも１種である、
上記（７）または（８）に記載の非水二次電池。
【化５３】
0005978787.tif 000076
【化５４】
0005978787.tif 000077
【化５５】
0005978787.tif 000078
【化５６】
0005978787.tif 000079
（１０）
前記電解液中における前記非シアノ化合物の含有量は、０．００１重量％〜２重量％である、
上記（７）ないし（９）のいずれかに記載の非水二次電池。
（１１）
リチウム二次電池である、
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の非水二次電池。
（１２）
シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
非水二次電池用電解液。
【化５７】
0005978787.tif 000080
（Ｒ１およびＲ２は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。ただし、（Ａ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基を含まないが不飽和炭素結合を含むと共に、他方がシアノ基含有基を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｂ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含む場合、その他方におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｃ）Ｒ１またはＲ２のいずれか一方がシアノ基含有基および不飽和炭素結合を含まないと共に、他方がシアノ基含有基を含むが不飽和炭素結合を含まない場合、その他方におけるシアノ基の数は２以上である。）
【化５８】
0005978787.tif 000081
（Ｒ３は、飽和炭化水素基、不飽和炭化水素基、酸素含有飽和炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ４は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。シアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。ただし、（Ｄ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含む場合、Ｒ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｅ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含む場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は１以上である。（Ｆ）Ｒ３が不飽和炭素結合を含まないと共に、Ｒ４が不飽和炭素結合を含まない場合、そのＲ４におけるシアノ基の数は２以上である。）
（１３）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の非水二次電池と、
その非水二次電池の使用状態を制御する制御部と、
その制御部の指示に応じて前記非水二次電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１４）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の非水二次電池と、
その非水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、
その駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記非水二次電池の使用状態を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１５）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の非水二次電池と、
その非水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、
前記非水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。
（１６）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の非水二次電池と、
その非水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。
（１７）
上記（１）ないし（１１）のいずれかに記載の非水二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
２．第２実施形態／非水二次電池（シアノ化合物：シアノ基の数に制限なし＋金属系材料）
（１）
正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、金属系材料を含み、
前記金属系材料は、ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一方を構成元素として含み、
前記電解液は、シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１９）で表される化合物および式（２０）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含む、
非水二次電池。
【化５９】
0005978787.tif 000082
（Ｒ５およびＲ６は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。）
【化６０】
0005978787.tif 000083
（Ｒ７は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ８は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。Ｒ８のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。）
（２）
前記シアノ基含有基は、炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基である、
上記（１）に記載の非水二次電池。
（３）
前記炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基または炭素数＝６〜１８のアリール基である、
上記（２）に記載の非水二次電池。
（４）
前記炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基、炭素数＝６〜１８のアリール基、または炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基であり、
前記酸素含有炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルコキシ基であり、
前記ハロゲン化基は、ハロゲン基として、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種を含む、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の非水二次電池。
（５）
前記式（１９）に示した化合物は、下記の式（１９−１）〜式（１９−３１）で表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（２０）に示した化合物は、下記の式（２０−１）〜式（２０−２８）で表される化合物のうちの少なくとも１種である、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の非水二次電池。
【化６１】
0005978787.tif 000084
【化６２】
0005978787.tif 000085
【化６３】
0005978787.tif 000086
【化６４】
0005978787.tif 000087
【化６５】
0005978787.tif 000088
【化６６】
0005978787.tif 000089
（６）
前記電解液中における前記シアノ化合物の含有量は、０．０１重量％〜２０重量％である、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の非水二次電池。
（７）
前記金属系材料は、Ｓｉの単体、合金および化合物、ならびにＳｎの単体、合金および化合物のうちの少なくとも１種である、
上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の非水二次電池。
（８）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の非水二次電池。
（９）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の非水二次電池と、
その非水二次電池の使用状態を制御する制御部と、
その制御部の指示に応じて前記非水二次電池の使用状態を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１０）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の非水二次電池と、
その非水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、
その駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記非水二次電池の使用状態を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１１）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の非水二次電池と、
その非水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、
前記非水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。
（１２）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の非水二次電池と、
その非水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。
（１３）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の非水二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
３．第３実施形態／非水二次電池用電解液および非水二次電池（シアノ化合物：シアノ基の数に制限なし＋分解物）
（１）
正極および負極と共に電解液を備え、
前記電解液は、シアノ化合物および非シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１９）で表される化合物および式（２０）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含み、
前記非シアノ化合物は、下記の式（３）で表される化合物、式（４）で表される化合物、式（５）で表される化合物、式（６）で表される化合物および式（７）で表される化合物のうちの少なくとも１種を含む、
非水二次電池。
【化６７】
0005978787.tif 000090
（Ｒ５およびＲ６は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。）
【化６８】
0005978787.tif 000091
（Ｒ７は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ８は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。Ｒ８のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。）
【化６９】
0005978787.tif 000092
（Ｒ１１およびＲ１３は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１２は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
【化７０】
0005978787.tif 000093
（Ｒ１４およびＲ１６は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１５は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。ｎは、１以上の整数である。）
【化７１】
0005978787.tif 000094
（Ｒ１７およびＲ１９は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１８は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
ＬｉＰＦ2 Ｏ2   …（６）
Ｌｉ2 ＰＦＯ3   …（７）
（２）
前記シアノ基含有基は、炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基がシアノ基により置換された基である、
上記（１）に記載の非水二次電池。
（３）
前記炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基または炭素数＝６〜１８のアリール基である、
上記（２）に記載の非水二次電池。
（４）
前記式（１９）および式（２０）において、
前記炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基、炭素数＝６〜１８のアリール基、または炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基であり、
前記酸素含有炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルコキシ基であり、
前記ハロゲン化基は、ハロゲン基として、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種を含む、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の非水二次電池。
（５）
前記式（３）〜式（５）において、
前記１価の炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキル基、炭素数＝２〜１２のアルケニル基、炭素数＝２〜１２のアルキニル基、炭素数＝６〜１８のアリール基、または炭素数＝３〜１８のシクロアルキル基であり、
前記１価の酸素含有炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルコキシ基であり、
前記２価の炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキレン基、炭素数＝２〜１２のアルケニレン基、炭素数＝２〜１２のアルキニレン基、炭素数＝６〜１８のアリーレン基、または炭素数＝３〜１８のシクロアルキレン基であり、
前記２価の酸素含有炭化水素基は、炭素数＝１〜１２のアルキレン基、炭素数＝２〜１２のアルケニレン基、炭素数＝２〜１２のアルキニレン基、炭素数＝６〜１８のアリーレン基、または炭素数＝３〜１８のシクロアルキレン基のうちの１種類以上と１または２以上のエーテル結合（−Ｏ−）とを含む基である、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の非水二次電池。
（６）
前記式（１９）に示した化合物は、下記の式（１９−１）〜式（１９−３１）で表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（２０）に示した化合物は、下記の式（２０−１）〜式（２０−２８）で表される化合物のうちの少なくとも１種である、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の非水二次電池。
【化７２】
0005978787.tif 000095
【化７３】
0005978787.tif 000096
【化７４】
0005978787.tif 000097
【化７５】
0005978787.tif 000098
【化７６】
0005978787.tif 000099
【化７７】
0005978787.tif 000100
（７）
前記式（３）に示した化合物は、下記の式（３−１）〜式（３−１２）で表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（４）に示した化合物は、下記の式（４−１）〜式（４−１７）で表される化合物のうちの少なくとも１種であり、
前記式（５）に示した化合物は、下記の式（５−１）〜式（５−９）で表される化合物のうちの少なくとも１種である、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の非水二次電池。
【化７８】
0005978787.tif 000101
【化７９】
0005978787.tif 000102
【化８０】
0005978787.tif 000103
【化８１】
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（８）
前記電解液中における前記シアノ化合物の含有量は、０．０１重量％〜２０重量％である、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の非水二次電池。
（９）
前記電解液中における前記非シアノ化合物の含有量は、０．００１重量％〜２重量％である、
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の非水二次電池。
（１０）
リチウム二次電池である、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の非水二次電池。
（１１）
シアノ化合物および非シアノ化合物を含み、
前記シアノ化合物は、下記の式（１９）で表される化合物および式（２０）で表される化合物のうちの少なくとも一方を含み、
前記非シアノ化合物は、下記の式（３）で表される化合物、式（４）で表される化合物、式（５）で表される化合物、式（６）で表される化合物および式（７）で表される化合物のうちの少なくとも１種を含む、
非水二次電池用電解液。
【化８２】
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（Ｒ５およびＲ６は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方は、シアノ基含有基を含む。Ｒ５およびＲ６のうちの少なくとも一方のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子（Ｏ）に対して、１または２以上の炭素原子（Ｃ）を介して結合されている。）
【化８３】
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（Ｒ７は、炭化水素基、酸素含有炭化水素基、シアノ基含有基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ８は、シアノ基含有基、そのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基である。Ｒ８のシアノ基含有基におけるシアノ基は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−結合における末端の酸素原子に対して、１または２以上の炭素原子を介して結合されている。）
【化８４】
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（Ｒ１１およびＲ１３は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１２は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
【化８５】
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（Ｒ１４およびＲ１６は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１５は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。ｎは、１以上の整数である。）
【化８６】
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（Ｒ１７およびＲ１９は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、それらのハロゲン化基、またはそれらの２種類以上が結合された基であり、Ｒ１８は、２価の炭化水素基またはそのハロゲン化基である。）
ＬｉＰＦ2 Ｏ2   …（６）
Ｌｉ2 ＰＦＯ3   …（７）
（１２）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の非水二次電池と、
その非水二次電池の使用状態を制御する制御部と、
その制御部の指示に応じて前記非水二次電池の使用状態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非水二次電池と、
その非水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、
その駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記非水二次電池の使用状態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非水二次電池と、
その非水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、
前記非水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非水二次電池と、
その非水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非水二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
【符号の説明】
【０３６１】
１１…電池缶、２０，３０…巻回電極体、２１，３３…正極、２１Ａ，３３Ａ…正極集電体、２１Ｂ，３３Ｂ…正極活物質層、２２，３４…負極、２２Ａ，３４Ａ…負極集電体、２２Ｂ，３４Ｂ…負極活物質層、２３，３５…セパレータ、３６…電解質層、４０…外装部材。
【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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