(57)【要約】【課題】  高容量で、サイクル特性に優れた電池、およびそれに用いられる負極活物質を提供する。【解決手段】  負極２２は、リチウムと反応可能な負極活物質を含んでいる。この負極活物質は、スズと、コバルトと、炭素とを含んで構成されている。また、この負極活物質では、炭素の含有量は９．９質量％以上２９．７質量％以下、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合は３０質量％以上７０質量％以下である。更に、Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数は、０．２以上である。【選択図】        図４
2006261072.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構成元素として、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含み、
炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、
Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出される前記コバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数が、０．２以上である
ことを特徴とする負極活物質。
【請求項２】
構成元素として、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含み、
炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、
前記コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度が、１Å-4以上である
ことを特徴とする負極活物質。
【請求項３】
構成元素として、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含み、
炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、
前記コバルト周りの動径構造関数おいて、第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうち近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比が、０．３以上である
ことを特徴とする負極活物質。
【請求項４】
正極および負極と共に電解質を備えた電池であって、
前記負極は、構成元素として、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含む負極活物質を含有し、
前記負極活物質における炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、
Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出される前記コバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数が、０．２以上である
ことを特徴とする電池。
【請求項５】
前記電解質は、ハロゲン原子を有する環状の炭酸エステル誘導体を含むことを特徴とする請求項４記載の電池。
【請求項６】
正極および負極と共に電解質を備えた電池であって、
前記負極は、構成元素として、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含む負極活物質を含有し、
前記負極活物質における炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、
前記コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度が、１Å-4以上である
ことを特徴とする電池。
【請求項７】
正極および負極と共に電解質を備えた電池であって、
前記負極は、構成元素として、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含む負極活物質を含有し、
前記負極活物質における炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、
前記コバルト周りの動径構造関数おいて、第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうち近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比が、０．３以上である
ことを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スズ（Ｓｎ）とコバルト（Ｃｏ）と炭素（Ｃ）とを含む負極活物質およびそれを用いた電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ（ビデオテープレコーダ），携帯電話あるいはノートパソコンなどのポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。これらの電子機器のポータブル電源として用いられている電池、特に二次電池はキーデバイスとして、エネルギー密度の向上を図る研究開発が活発に進められている。中でも、非水電解質二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）は、従来の水系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、その改良に関する検討が各方面で行われている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池に使用される負極材料としては、比較的高容量を示し良好なサイクル特性を有する難黒鉛化性炭素あるいは黒鉛などの炭素材料が広く用いられている。ただし、近年の高容量化の要求を考えると、炭素材料の更なる高容量化が課題となっている。
【０００４】
このような背景から、炭素化原料と作成条件とを選ぶことにより炭素材料で高容量を達成する技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、かかる炭素材料を用いた場合には、負極放電電位が対リチウム（Ｌｉ）で０．８Ｖ〜１．０Ｖであり、電池を構成したときの電池放電電圧が低くなることから、電池エネルギー密度の点では大きな向上が見込めない。さらには、充放電曲線形状にヒステリシスが大きく、各充放電サイクルでのエネルギー効率が低いという欠点もある。
【０００５】
一方で、炭素材料を上回る高容量負極として、ある種の金属がリチウムと電気化学的に合金化し、これが可逆的に生成・分解することを応用した合金材料に関する研究も進められている。例えば、Ｌｉ−Ａｌ合金あるいはＳｎ合金を用いた高容量負極が開発され、さらには、Ｓｉ合金からなる高容量負極が開発されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００６】
しかしながら、Ｌｉ−Ａｌ合金，Ｓｎ合金あるいはＳｉ合金は、充放電に伴って膨張収縮し、充放電を繰り返すたびに負極が微粉化するので、サイクル特性が極めて悪いという大きな問題がある。
【０００７】
そこで、サイクル特性を改善する手法として、スズやケイ素（Ｓｉ）を合金化することによりこれらの膨張を抑制することが検討されており、例えば鉄（Ｆｅ）とスズとを合金化することが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。また、Ｍｇ2 Ｓｉなども提案されている（例えば、非特許文献２参照）。
【０００８】
しかしながら、これらの手法を用いた場合においても、サイクル特性改善の効果は十分とは言えず、合金材料における高容量負極の特長を十分に活かしきれていないのが実状である。
【特許文献１】特開平８−３１５８２５号公報
【特許文献２】米国特許第４９５０５６６号明細書等
【非特許文献１】「ジャーナル  オブ  ザ  エレクトロケミカル  ソサエティ（Journal of The Electrochemical Society）」、１９９９年、第１４６号、ｐ４１４
【非特許文献２】「ジャーナル  オブ  ザ  エレクトロケミカル  ソサエティ（Journal of The Electrochemical Society）」、１９９９年、第１４６号、ｐ４４０１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
そこで、スズと、コバルトと、炭素とを含み、炭素の含有量が９．９質量％以上、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下である負極活物質を開発するに至った。これにより、サイクル特性は飛躍的に向上した。
【００１０】
しかしながら、サイクルを重ねるごとに金属元素などの結晶化が生じ、サイクル劣化の原因となっていた。よって、この結晶化を抑制して、サイクル特性をより向上させることが求められていた。
【００１１】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたもので、その目的は、高容量で、サイクル特性に優れた電池およびそれに用いられる負極活物質を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明の第１の負極活物質は、構成元素として、スズと、コバルトと、炭素とを含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数が、０．２以上のものである。
【００１３】
本発明の第２の負極活物質は、構成元素として、スズと、コバルトと、炭素とを含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度が、１Å-4以上のものである。
【００１４】
本発明の第３の負極活物質は、構成元素として、スズと、コバルトと、炭素とを含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、コバルト周りの動径構造関数おいて、第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうち近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比が、０．３以上のものである。
【００１５】
本発明の第１の電池は、正極および負極と共に電解質を備えたものであって、負極は、構成元素として、スズと、コバルトと、炭素とを含む負極活物質を含有し、負極活物質における炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数が、０．２以上のものである。
【００１６】
本発明の第２の電池は、正極および負極と共に電解質を備えたものであって、負極は、構成元素として、スズと、コバルトと、炭素とを含む負極活物質を含有し、負極活物質における炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度が、１Å-4以上のものである。
【００１７】
本発明の第３の電池は、正極および負極と共に電解質を備えたものであって、負極は、構成元素として、スズと、コバルトと、炭素とを含む負極活物質を含有し、負極活物質における炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下で、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であり、コバルト周りの動径構造関数おいて、第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうち近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比が、０．３以上のものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の第１ないし第３の負極活物質によれば、構成元素として、スズを含むようにしたので、高容量を得ることができる。また、構成元素としてコバルトを含み、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合を３０質量％以上７０質量％以下とするようにしたので、高容量を保ちつつ、サイクル特性を向上させることができる。更に、構成元素として炭素を９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内で含むようにしたので、サイクル特性をより向上させることができる。更にまた、Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数を０．２以上とするように、または、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度を１Å-4以上とするように、または、コバルト周りの動径構造関数において、第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうち近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比を、０．３以上とするようにしたので、サイクル後の結晶化を抑制することができる。よって、これらの負極活物質を用いた本発明の第１ないし第３の電池によれば、高容量を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができる。
【００１９】
特に、電解質にハロゲン原子を有する環状炭酸エステル誘導体を含むようにすれば、負極における溶媒の分解反応を抑制することができ、サイクル特性をより向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２１】
本発明の一実施の形態に係る負極活物質は、リチウムなどと反応可能なものであり、構成元素として、スズとコバルトとを含んでいる。スズは単位質量あたりのリチウムの反応量が高く、高い容量を得ることができるからである。また、スズ単体では十分なサイクル特性を得ることは難しいが、コバルトを含むことによりサイクル特性を向上させることができるからである。
【００２２】
コバルトの含有量は、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合で、３０質量％以上７０質量％以下の範囲内であることが好ましく、３０質量％以上６０％質量以下の範囲内であればより好ましい。割合が低いとコバルトの含有量が低下し十分なサイクル特性が得られず、また、割合が高いとスズの含有量が低下し、従来の負極材料、例えば炭素材料を上回る容量が得られないからである。
【００２３】
この負極活物質は、また、構成元素として、スズおよびコバルトに加えて炭素を含んでいる。炭素を含むことによりサイクル特性をより向上させることができるからである。炭素の含有量は、９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内であることが好ましく、１４．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、特に１６．８質量％以上２４．８質量％以下の範囲内であればより好ましい。この範囲内において高い効果を得ることができるからである。
【００２４】
この負極活物質は、更に、構成元素として、これらに加えてケイ素を含んだ方が好ましい場合もある。ケイ素は単位質量あたりのリチウムの反応量が高く、容量をより向上させることができるからである。ケイ素の含有量は、０．５質量％以上７．９質量％以下の範囲内であることが好ましい。少ないと容量を高くする効果が十分でなく、多いと充放電に伴い微粉化してサイクル特性を低下させてしまうからである。
【００２５】
この負極活物質は、また、構成元素として、鉄，ニッケル（Ｎｉ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含んだ方が好ましい場合もある。サイクル特性をより向上させることができるからである。鉄の含有量は、０．３質量％以上５．９質量％以下の範囲内であることが好ましい。また、ニッケルおよびクロムの含有量は、０．１質量％以上３．０質量％以下の範囲内であることが好ましい。少ないとサイクル特性を向上させる効果が十分ではなく、また、多いとスズの含有量が低下し十分な容量が得られないからである。これらの元素は、ケイ素と共に含まれていてもよい。
【００２６】
この負極活物質は、更にまた、構成元素として、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からなる群のうちの少なくとも１種を含んだ方が好ましい場合もある。サイクル特性をより向上させることができるからである。これらの含有量は、１４．９質量％以下の範囲内であることが好ましく、２．４質量％以上１４．９質量％以下の範囲内、特に４．０質量％以上１２．９質量％以下の範囲内であればより好ましい。少ないと十分な効果が得られず、多いとスズの含有量が低下して十分な容量が得られず、またサイクル特性も低下してしまうからである。これらの元素は、ケイ素，鉄，ニッケルあるいはクロムと共に含まれていてもよい。
【００２７】
この負極活物質は、コバルトに炭素が結合することにより、結晶性が低下している。
【００２８】
結晶性を調べる方法としては、例えば、Ｘ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ：X-ray absorption fine structure ）分析が挙げられる。具体的に以下に説明する。
【００２９】
まず、負極活物質に対してコバルト原子のＫ殻の吸収端（エネルギー７．７ｋｅＶ）前後でエネルギーを変化させながらＸ線を入射させる。その際、Ｘ線を負極活物質に対して垂直に入射させ、入射するＸ線の強度（Ｉ0 ）と、透過したＸ線の強度（Ｉ）とを電離箱により測定し、これらの強度比ｌｎ（Ｉ0 ／Ｉ）からＸＡＦＳスペクトルを計算する。Ｘ線の線源には、エネルギーを変化させることができ、高輝度なシンクロトロン放射光が好ましく用いられるが、実験室で用いられるようなＸ線発生装置の線源も用いることができる。
【００３０】
得られたＸＡＦＳスペクトルに対して、吸収端よりも低エネルギー側の領域を一次関数により、また、高エネルギー側の領域を二次関数によりフィッティングする。続いて、スペクトル全体から一次関数を差し引き、二次関数の強度が１になるように規格化して、バックグラウンド処理を行う。図１は、そのＸＡＦＳスペクトルの一例を表すものである。なお、図１では、横軸は入射させるＸ線のエネルギーを表し、縦軸はスペクトル強度比ｌｎを表している。
【００３１】
図１では、吸収端よりも高エネルギー側の領域に振動構造（広域Ｘ線吸収微細構造；ＥＸＡＦＳ：extended X-ray absorption fine structure）が認められる。このＥＸＡＦＳは、吸収原子であるコバルトから放出された光電子波が、吸収原子に配位している原子によって散乱されることにより生じる干渉現象を反映している。すなわち、このＥＸＡＦＳは、コバルト周りの局所的な構造の情報を含んでいる。
【００３２】
次いで、孤立原子の吸収係数、すなわち、ＥＸＡＦＳの振動中心を、例えば、３次スプライン（cubic spline）法により推定し、これをＸＡＦＳスペクトルから差し引き、ＥＸＡＦＳ成分χ（ｋ）を抽出する。図２は、横軸を光電子の波数ｋとし、縦軸をχ（ｋ）に対する重みｋ3 にχ（ｋ）を乗じたｋ3 χ（ｋ）として表したものである。なお、光電子の波数ｋは、数１で表される。
【００３３】
【数１】
2006261072.tif 000003
（式中、ＥはＸ線の入射エネルギーを表し、Ｅ0 は吸収端のエネルギーを表す。ｍは電子の質量を表し、ｈはプランク定数を表す。）
【００３４】
続いて、ｋ3 χ（ｋ）を複素フーリエ変換することにより、種々の振動成分を分離して実空間で表示する動径構造関数が得られる。フーリエ変換の際には、ハニング窓（Hanning window）を設定する。図３は、この動径構造関数の一例を表したものである。横軸は、吸収原子であるコバルトからの距離ｒ（但し、位相因子の補正はしていない）を表し、縦軸は、ｋ3 χ（ｋ）の３Å-1〜１３Å-1の範囲を複素フーリエ変換し、実数部と虚数部との絶対値をとったもの、すなわち、コバルト周りの動径構造関数の絶対値強度Ｆ（ｒ）を表している。
【００３５】
図３では、１．６Å〜２．８Å付近の２つのピークが第１近接原子としてのスズあるいはコバルトに起因するピークを表している。２つのピークのうち、いずれがコバルトあるいはスズに対応するというものではない。また、１．４Å付近のピーク（裾の範囲は１Å〜１．６Å）が第１近接原子としての炭素に起因するピークを表している。この炭素に起因するピークは、スズあるいはコバルトに起因するピークよりも、短距離側に位置しており、負極活物質中の１種の金属間化合物よりなる相であるＳｎＣｏ相におけるスズとコバルトとの結合を切断してコバルトと炭素とが結合していることを表している。また、この炭素に起因するピーク強度が大きいほど、言い換えれば、スズあるいはコバルトに起因するピーク強度が小さいほど、コバルトと、第１近接原子としてのスズあるいはコバルトとの局所構造における秩序性が乱れている、すなわち結晶性が低下していることを表している。
【００３６】
また、このようにして得られた動径構造関数に対して、Ｘ線吸収分光における通常の一回散乱理論に基づき理論的に計算された動径構造関数を、非線形最小二乗法によりフィッティングすることにより、最適なフィッティングを実現する結果としてコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数が求められる。理論計算の際には、光電子の後方散乱振幅の値および位相因子の値は、例えばＦＥＦＦというプログラムを用いて計算した値を用いる（ジェイ．ジェイ．レア（J.J.Rehr），アール．シー．アルバーツ（R.C.Albers）著、「レビュース  オブ  モダン  フィジックス（Reviews of Modern Physics ）」、２００１年、第７２巻、ｐ６２１）。また、負極活物質中にはＳｎＣｏよりなる微結晶相が主として存在するので、コバルト周りの局所構造としては、（エル．エー．パンテレイモノフ（L. A. Panteleimonov ），ジー．エフ．ポルトノワ（G.F.Portnova），オー．ピー．ネストロワ（ O. P.Nesterova ）著、「モスクワ  ユニバーシティ  ケミストリー  ブレチン（ Moscow University Chemistry Bulletin ）」、１９７１年、第２６巻、ｐ７９）の記載に基づきＳｎＣｏ結晶構造を仮定した。更に、コバルト周りの第１近接原子であるスズの配位数と、別途求めたスズ周りの第１近接元素であるコバルトとの配位数が等しいという束縛条件を課した。コバルト周りの第１近接原子としての炭素数は、多いほど結晶性が低下していることを表している。
【００３７】
この負極活物質では、具体的には、コバルト周りの動径構造関数におけるコバルトの第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度が、１Å-4以上であることが好ましい。また、コバルト周りの動径構造関数において、第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうちの近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比（炭素に起因するピーク強度／コバルトおよびスズに起因するピーク強度のうちの近距離側に位置するピーク強度）が、０．３以上であることが好ましい。更に、Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数が０．２以上であることが好ましい。これらの範囲であれば、結晶性が十分に低下しており、サイクルを重ねるごとに金属元素などが結晶化することが抑制されるからである。
【００３８】
この負極活物質は、例えば各構成元素の原料を混合して電気炉，高周波誘導炉あるいはアーク溶解炉などにより溶解しその後凝固することにより、また、ガスアトマイズあるいは水アトマイズなどの各種アトマイズ法、各種ロール法、またはメカニカルアロイング法あるいはメカニカルミリング法などのメカノケミカル反応を利用した方法により製造することができる。中でも、メカノケミカル反応を利用した方法により製造することが好ましい。負極活物質を低結晶化あるいは非晶質な構造とすることができるからである。この方法には、例えば、遊星ボールミル装置を用いることができる。
【００３９】
また、この負極活物質を製造する際に、処理条件を適宜変化させることにより、例えば、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素，コバルトあるいはスズに起因するピーク強度、あるいはＸ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数、すなわち結晶性を変化させることができる。
【００４０】
原料には、各構成元素の単体を混合して用いてもよいが、炭素以外の構成元素の一部については合金を用いることが好ましい。このような合金に炭素を加えてメカニカルアロイング法により合成することにより、低結晶化あるいは非晶質な構造を有するようにすることができ、反応時間の短縮も図ることができるからである。なお、原料の形態は粉体であってもよいし、塊状であってもよい。
【００４１】
原料として用いる炭素には、難黒鉛化炭素，易黒鉛化炭素，グラファイト，熱分解炭素類，コークス，ガラス状炭素類，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などの炭素材料のいずれか１種または２種以上を用いることができる。このうち、コークス類には、ピッチコークス，ニードルコークスあるいは石油コークスなどがあり、有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子化合物を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。これらの炭素材料の形状は、繊維状，球状，粒状あるいは鱗片状のいずれでもよい。
【００４２】
この負極活物質は、例えば次のようにして二次電池に用いられる。
【００４３】
（第１の電池）
図４は第１の二次電池の断面構造を表すものである。この二次電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、帯状の正極２１と帯状の負極２２とがセパレータ２３を介して積層し巻回された巻回電極体２０を有している。電池缶１１は、例えばニッケルのめっきがされた鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、液状の電解質である電解液が注入され、セパレータ２３に含浸されている。また、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２，１３がそれぞれ配置されている。
【００４４】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。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おり、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板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、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００４５】
巻回電極体２０は、例えば、センターピン２４を中心に巻回されている。巻回電極体２０の正極２１にはアルミニウムなどよりなる正極リード２５が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる負極リード２６が接続されている。正極リード２５は安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。
【００４６】
図５は図４に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表すものである。正極２１は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体２１Ａの両面あるいは片面に正極活物質層２１Ｂが設けられた構造を有している。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて炭素材料などの導電剤およびポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。
【００４７】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質としては、例えば、硫化チタン（ＴｉＳ2 ），硫化モリブデン（ＭｏＳ2 ），セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2 ）あるいは酸化バナジウム（Ｖ2 Ｏ5 ）などのリチウムを含有しない金属硫化物あるいは金属酸化物などが挙げられる。また、Ｌｉx ＭＯ2 （式中、Ｍは１種以上の遷移金属を表し、ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０である）を主体とするリチウム複合酸化物なども挙げられる。このリチウム複合酸化物を構成する遷移金属Ｍとしては、コバルト，ニッケルあるいはマンガン（Ｍｎ）が好ましい。このようなリチウム複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ2 ，ＬｉＮｉＯ2 ，Ｌｉx Ｎｉy Ｃｏ1-y Ｏ2 （式中、ｘ，ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ＜１，０＜ｙ＜１．０である）、スピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物等を挙げることができる。
【００４８】
負極２２は、例えば、正極２１と同様に、対向する一対の面を有する負極集電体２２Ａの両面あるいは片面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。
【００４９】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、本実施の形態に係る負極活物質を含み、必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んで構成されている。このように本実施の形態に係る負極活物質を含むことにより、この二次電池では、高容量が得られると共に、サイクル特性を向上させることができるようになっている。負極活物質層２２Ｂは、また、本実施の形態に係る負極活物質に加えて他の負極活物質、または導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。他の負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な炭素材料が挙げられる。この炭素材料は、充放電サイクル特性を向上させることができると共に、導電剤としても機能するので好ましい。炭素材料としては、例えば、負極活物質を製造する際に用いたものと同様のものが挙げられる。
【００５０】
この炭素材料の割合は、本実施の形態の負極活物質に対して、１質量％以上９５質量％以下の範囲内であることが好ましい。炭素材料が少ないと負極２２の導電率が低下し、多いと電池容量が低下してしまうからである。
【００５１】
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、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、ポリテトラフルオロエチレン，ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。
【００５２】
セパレータ２３に含浸された電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。溶媒としては、炭酸プロピレン、炭酸エチレン、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピオニトリル、アニソール、酢酸エステル、酪酸エステルあるいはプロピオン酸エステルなどが挙げられる。溶媒は、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５３】
溶媒は、また、ハロゲン原子を有する環状の炭酸エステル誘導体を含んでいればより好ましい。負極２２における溶媒の分解反応を抑制することができ、サイクル特性を向上させることができるからである。このような炭酸エステル誘導体について具体的に例を挙げれば、化１に示した４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、化２に示した４−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、化３に示した４，５−ジフルオロ−１, ３−ジオキソラン−２−オン、化４に示した４−ジフルオロ−５−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、化５に示した４−クロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、化６に示した４，５−ジクロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、化７に示した４−ブロモ−１，３−ジオキソラン−２−オン、化８に示した４−ヨード−１，３−ジオキソラン−２−オン、化９に示した４−フルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、あるいは化１０に示した４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどがあり、中でも、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンが望ましい。より高い効果を得ることができるからである。
【００５４】
【化１】
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【００５５】
【化２】
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【００５６】
【化３】
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【００５７】
【化４】
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【００５８】
【化５】
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【００５９】
【化６】
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【００６０】
【化７】
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【００６１】
【化８】
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【００６２】
【化９】
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【００６３】
【化１０】
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【００６４】
溶媒は、この炭酸エステル誘導体のみにより構成するようにしてもよいが、大気圧（１．０１３２５×１０5 Ｐａ）において沸点が１５０℃以下である低沸点溶媒と混合して用いることが好ましい。イオン伝導性を高くすることができるからである。この炭酸エステル誘導体の含有量は、溶媒全体に対して０．１質量％以上８０質量％以下の範囲内であることが好ましい。少ないと負極２２における溶媒の分解反応を抑制する効果が十分ではなく、多いと粘度が高くなりイオン伝導性が低くなるからである。
【００６５】
電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＣｌＯ4 ，ＬｉＡｓＦ6 ，ＬｉＰＦ6 ，ＬｉＢＦ4 ，ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 ，ＣＨ3 ＳＯ3 Ｌｉ，ＣＦ3 ＳＯ3 Ｌｉ，ＬｉＣｌあるいはＬｉＢｒなどが挙げられる。なお、電解質塩としては、リチウム塩を用いることが好ましいが、リチウム塩でなくてもよい。充放電に寄与するリチウムイオンは、正極２１などから供給されれば足りるからである。
【００６６】
この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００６７】
まず、例えば、正極活物質と必要に応じて導電剤および結着剤とを混合して正極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの混合溶剤に分散させて正極合剤スラリーを作製する。次いで、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し乾燥させ圧縮して正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を作製する。続いて、正極２１に正極リード２５を溶接する。
【００６８】
また、例えば、本実施の形態に係る負極活物質と必要に応じて他の負極活物質と結着剤とを混合して負極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの混合溶剤に分散させて負極合剤スラリーを作製する。次いで、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し乾燥させ圧縮して負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。続いて、負極２２に負極リード２６を溶接する。
【００６９】
そののち、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回し、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接すると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接して、巻回した正極２１および負極２２を一対の絶縁板１２，１３で挟み電池缶１１の内部に収納する。次いで、電解液を電池缶１１の内部に注入する。そののち、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をガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図４に示した二次電池が完成する。
【００７０】
この二次電池では、充電を行うと、例えば、正極２１からリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極２２に吸蔵される。放電を行うと、例えば、負極２２からリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極２１に吸蔵される。ここでは、負極２２が、スズ，コバルトおよび炭素を上述した割合で含み、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度，コバルトあるいはスズに起因するピークに対する炭素のピーク強度比、またはＸ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数が上述した範囲である負極活物質を含有しているので、高い容量を保ちつつ、サイクル特性が改善される。
【００７１】
このように本実施の形態に係る負極活物質によれば、構成元素として、スズを含むようにしたので、高容量を得ることができる。また、構成元素としてコバルトを含み、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合を３０質量％以上７０質量％以下とするようにしたので、高容量を保ちつつ、サイクル特性を向上させることができる。更に、構成元素として炭素を９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内で含むようにしたので、サイクル特性をより向上させることができる。更にまた、Ｘ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されるコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数を０．２以上とするように、または、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度を１Å-4以上とするように、または、コバルト周りの動径構造関数において、第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうちの近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比を０．３以上とするようにしたので、サイクル後の結晶化を抑制することができる。よって、この負極活物質を用いた本実施の形態に係る二次電池によれば、高容量を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができる。
【００７２】
特に、電解液にハロゲン原子を有する環状炭酸エステル誘導体を含むようにすれば、サイクル特性をより向上させることができる。
【００７３】
（第２の電池）
図６は、第２の二次電池の構成を表すものである。この二次電池は、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられた巻回電極体３０をフィルム状の外装部材４０の内部に収容したものであり、小型化，軽量化および薄型化が可能となっている。
【００７４】
正極リード３１，負極リード３２は、それぞれ、外装部材４０の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード３１および負極リード３２は、例えば、アルミニウム，銅，ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。
【００７５】
外装部材４０は、例えば、ナイロンフィルム，アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材４０は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体３０とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。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、外気の侵入を防止するための密着フィルム４１が挿入されている。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、例えば、ポリエチレン，ポリプロピレン，変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。
【００７６】
なお、外装部材４０は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム，ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。
【００７７】
図７は、図６に示した巻回電極体３０のＩ−Ｉ線に沿った断面構造を表すものである。巻回電極体３０は、正極３３と負極３４とをセパレータ３５および電解質層３６を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ３７により保護されている。
【００７８】
正極３３は、正極集電体３３Ａの片面あるいは両面に正極活物質層３３Ｂが設けられた構造を有している。負極３４は、負極集電体３４Ａの片面あるいは両面に負極活物質層３４Ｂが設けられた構造を有しており、負極活物質層３４Ｂの側が正極活物質層３３Ｂと対向するように配置されている。正極集電体３３Ａ，正極活物質層３３Ｂ，負極集電体３４Ａ，負極活物質層３４Ｂおよびセパレータ３５の構成は、それぞれ上述した正極集電体２１Ａ，正極活物質層２１Ｂ，負極集電体２２Ａ，負極活物質層２２Ｂおよびセパレータ２３と同様である。
【００７９】
電解質層３６は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層３６は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液（すなわち溶媒および電解質塩など）の構成は、図４に示した円筒型の二次電池と同様である。高分子化合物は、例えばポリフッ化ビニリデンあるいはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、またはポリアクリロニトリルなどが挙げられる。特に、酸化還元安定性の観点からは、フッ素系高分子化合物が望ましい。
【００８０】
この二次電池は、例えば、次のようにして製造することができる。
【００８１】
まず、正極３３および負極３４のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層３６を形成する。そののち、正極集電体３３Ａの端部に正極リード３１を溶接により取り付けると共に、負極集電体３４Ａの端部に負極リード３２を溶接により取り付ける。次いで、電解質層３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ３７を接着して巻回電極体３０を形成する。最後に、例えば、外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込み、外装部材４０の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間には密着フィルム４１を挿入する。これにより、図６および図７に示した二次電池が完成する。
【００８２】
また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極３３および負極３４を作製し、正極３３および負極３４に正極リード３１および負極リード３２を取り付けたのち、正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ３７を接着して、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を形成する。次いで、この巻回体を外装部材４０で挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材４０の内部に収納する。続いて、溶媒と、電解質塩と、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とを用意し、外装部材４０の内部に注入する。
【００８３】
電解質用組成物を注入したのち、外装部材４０の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次いで、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層３６を形成し、図６に示した二次電池を組み立てる。
【００８４】
この二次電池は、第１の二次電池と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。
【００８５】
（第３の電池）
図８は、第３の二次電池の断面構成を表すものである。この二次電池は、正極リード５１が取り付けられた正極５２と、負極リード５３が取り付けられた負極５４とを、電解質層５５を介して対向配置させた平板状の電極体５０をフィルム状の外装部材５６に収容したものである。外装部材５６の構成は、上述した外装部材４０と同様である。
【００８６】
正極５２は、正極集電体５２Ａに正極活物質層５２Ｂが設けられた構造を有している。負極５４は、負極集電体５４Ａに負極活物質層５４Ｂが設けられた構造を有しており、負極活物質層５４Ｂの側が正極活物質層５２Ｂと対向するように配置されている。正極集電体５２Ａ，正極活物質層５２Ｂ，負極集電体５４Ａ，負極活物質層５４Ｂの構成は、それぞれ上述した正極集電体２１Ａ，正極活物質層２１Ｂ，負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂと同様である。
【００８７】
電解質層５５は、例えば、固体電解質により構成されている。固体電解質には、例えば、リチウムイオン導電性を有する材料であれば無機固体電解質、高分子固体電解質のいずれも用いることができる。無機固体電解質としては、窒化リチウムあるいはヨウ化リチウムなどを含むものなどが挙げられる。高分子固体電解質は、主に、電解質塩と電解質塩を溶解する高分子化合物とからなるものである。高分子固体電解質の高分子化合物としては、例えば、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリメタクリレートなどのエステル系高分子化合物、アクリレート系高分子化合物を単独あるいは混合して、または共重合させて用いることができる。
【００８８】
高分子固体電解質は、例えば、高分子化合物と、電解質塩と、混合溶剤とを混合したのち、混合溶剤を揮発させて形成することができる。また、電解質塩と、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、混合溶剤に溶解させ、混合溶剤を揮発させたのち、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることにより形成することもできる。
【００８９】
無機固体電解質は、例えば、正極５２あるいは負極５４の表面にスパッタリング法，真空蒸着法，レーザーアブレーション法，イオンプレーティング法，あるいはＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition ）法などの気相法、またはゾルゲル法などの液相法により形成することができる。
【００９０】
この二次電池は、第１または第２の二次電池と同様に作用し、同様の効果を得ることができる。
【実施例】
【００９１】
更に、本発明の具体的な実施例について詳細に説明する。
【００９２】
（実施例１−１〜１−８）
まず、負極活物質を作製した。原料としてコバルト粉末とスズ粉末と炭素粉末とを用意し、コバルト粉末とスズ粉末とを合金化してコバルト・スズ合金粉末を作製したのち、この合金粉末に炭素粉末を加えて乾式混合した。その際、原料の割合は、表１に示したように、スズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合（以下、Co／(Sn+Co) 比という）を３７質量％で一定とし、炭素を１０質量％以上３０質量％以下の範囲内で変化させた。続いて、この混合物２０ｇを直径９ｍｍの鋼玉約４００ｇと共に、伊藤製作所製の遊星ボールミルの反応容器中にセットした。次いで、反応容器中をアルゴン雰囲気に置換し、毎分２５０回転の回転速度による１０分間の運転と、１０分間の休止とを運転時間の合計が３０時間になるまで繰り返した。そののち、反応容器を室温まで冷却して合成された負極活物質粉末を取り出し、２８０メッシュのふるいを通して粗粉を取り除いた。
【００９３】
【表１】
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【００９４】
得られた負極活物質について組成の分析を行った。炭素の含有量は、炭素・硫黄分析装置により測定し、コバルトおよびスズの含有量は、ＩＣＰ（Inductively Coupled Plasma：誘導結合プラズマ）発光分析により測定した。これらの分析値を表１に示す。表１に示した原料比および分析値は小数点以下２桁の数値を四捨五入したものである。なお、以下の実施例においても同じようにして示した。
【００９５】
次に、実施例１−１〜１−８の負極活物質粉末を用いて、図９に示したようなコイン型の二次電池を作製して初回充電容量およびサイクル特性を調べた。このコイン型電池は、本実施例の負極活物質を用いた試験極６１を外装部材６２に収容すると共に、対極６３を外装部材６４に貼り付け、電解液が含浸させたセパレータ６５を介して積層したのち、ガスケット６６を介してかしめたものである。
【００９６】
試験極６１は次のようにして作製した。まず、得られた負極活物質粉末と、導電剤および他の負極活物質である黒鉛と、導電剤であるアセチレンブラックと、結着剤であるポリフッ化ビニリデンとを混合し、適当な混合溶剤に分散させてスラリーとしたのち、これを銅箔集電体上に塗布、乾燥して直径１５．２ｍｍのペレットに打ち抜いた。
【００９７】
対極６３には、直径１５．５ｍｍに打ち抜いた金属リチウム板を用いた。電解液には炭酸エチレンと、炭酸プロピレンと、炭酸ジエチルとの混合溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ6 を溶解させたものを用いた。
【００９８】
初回充電容量は、１ｍＡの定電流で電池電圧が０．２ｍＶに達するまで定電流充電を行ったのち、０．２ｍＶの定電圧で電流が１０μＡに達するまで定電圧充電を行い、試験極６１の質量から銅箔集電体および結着剤の質量を除いた単位質量あたりの充電容量を求めた。なお、ここでいう充電は負極活物質へのリチウム挿入反応を意味する。結果を表１および図１０に示す。
【００９９】
また、サイクル特性は次にようして測定した。まず、１ｍＡの定電流で電池電圧が０．２ｍＶに達するまで定電流充電を行ったのち、０．２ｍＶの定電圧で電流が１０μＡに達するまで定電圧充電を行い、引き続き、１ｍＡの定電流で電池電圧が１２００ｍＶに達するまで定電流放電を行うことにより、１サイクル目の充放電を行った。
【０１００】
２サイクル目以降は、２ｍＡの定電流で電池電圧が０．２ｍＶに達するまで定電流充電を行ったのち、０．２ｍＶの定電圧で電流が１０μＡに達するまで定電圧充電を行い、引き続き、２ｍＡの定電流で電池電圧が１２００ｍＶに達するまで定電流放電を行った。サイクル特性は、１サイクル目の放電容量に対する６０サイクル目の容量維持率（６０サイクル目の放電容量／１サイクル目の放電容量）×１００（％）を求めた。
【０１０１】
また、電池を組み立てる前の試験極６１および同様の条件で１サイクル目の充放電を行った電池を解体して取り出した試験極６１について、上述したようにして、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度（以下、炭素ピーク強度（ＩCo-C）という）、コバルト周りの動径構造関数における第１近接原子としてのコバルトおよびスズに起因するピーク強度のうち近距離側に位置するピーク強度に対する第１近接原子としての炭素に起因するピーク強度比（以下、ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）という）、およびＸ線吸収分光法の一回散乱理論に基づいて計算される動径構造関数により算出されたコバルト周りの第１近接原子としての炭素の配位数（以下、炭素配位数という）を求めた。その際、電池を解体して取り出した試験極６１は、真空中、６０℃で１時間乾燥させたものを用いた。１サイクル後の試験極６１についての結果を表１に示す。また、実施例１−５の電池を組み立てる前の試験極６１および解体して取り出した試験電６１についてのＸ線吸収微細構造スペクトルを図１１に、Ｘ線吸収微細構造スペクトルから算出されるχ（ｋ）と、ｋ3 χ（ｋ）との関係を表す特性図を図１２に、Ｘ線吸収微細構造スペクトルから算出される動径構造関数をそれぞれ図１３，１４に示す。なお、図１３，１４における動径構造関数は、ＥＸＡＦＳ成分χ（ｋ）を抽出する際に推定する３次スプライン（cubic spline）関数の節点の数をそれぞれ８，または１２としたものであり、図１４では電池を組み立てる前の試験極６１の動径構造関数について表したものである。更に、炭素の含有量と、炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）あるいは炭素配位数との関係を図１５に示す。
【０１０２】
実施例１−１〜１−８に対する比較例１−１として、原料として炭素粉末を用いなかったことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にして負極活物質を合成し、二次電池を作製した。また、比較例１−２〜１−４として、炭素粉末の原料比を表１に示したように変化させたことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にして負極活物質を合成し、二次電池を作製した。比較例１−１〜１−４の電池についても実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。結果を表１および図１０に示す。また、電池を組み立てる前の試験極６１および１サイクル後の試験極６１についても、同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C）、ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めた。１サイクル後の試験極についての結果を表１に示す。また、比較例１−３の電池を組み立てる前の試験極についてのＸ線吸収微細構造スペクトル，Ｘ線吸収微細構造スペクトルから算出されるχ（ｋ）とｋ3 χ（ｋ）との関係を表す特性図およびＸ線吸収微細構造スペクトルから算出される動径構造関数を図１１〜１４に併せて示す。更に、炭素の含有量と、炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）あるいは炭素配位数との関係を図１５に示す。
【０１０３】
図１３，１４からから分かるように、１．３Å〜１．４Å付近に観られる第１近接原子としての炭素に起因するピークは、実施例１−５では、３次スプライン（cubic spline）関数の節点の数を変えてもほとんど変化しなかったのに対し、比較例１−３では著しく変化した。すなわち、比較例１−３についての１．３Å〜１．４Å付近に観られるピークは偽ピークであることが確認された。なお、このように１．３Å〜１．４Å付近に観られるピークが偽ピークである場合には、炭素ピーク強度（ＩCo-C）は０とした。
【０１０４】
また、図１５から分かるように、炭素の含有量が多くなるに伴い炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）あるいは炭素の配位数が大きくなった。
【０１０５】
更にまた、表１および図１０から分かるように、負極活物質における炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内であり、炭素配位数が０．２以上、炭素ピーク強度（ＩCo-C）が１Å-4以上、ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）が０．３以上である実施例１−１〜１−８によれば、炭素の含有量がこの範囲外である比較例１−１〜１−４よりも容量維持率を飛躍的に向上させることができた。また、初回充電容量も向上させることができた。
【０１０６】
加えて、負極活物質における炭素の含有量が１４．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、更には１６．８質量％以上２４．８質量％以下の範囲内においてより高い値が得られた。
【０１０７】
すなわち、炭素配位数を０．２以上、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上とし、炭素の含有量を９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内とすれば、容量およびサイクル特性を向上させることができ、１４．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、更には１６．８質量％以上２４．８質量％以下の範囲内とすればより好ましいことが分かった。
【０１０８】
（実施例２−１〜２−６）
コバルトとスズと炭素との原料比を表２に示したように変化させて負極活物質を合成したことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を１０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下の範囲内で変化させた。
【０１０９】
また、実施例２−１〜２−６に対する比較例２−１，２−２として、Co／(Sn+Co) 比を７６質量％、または２８質量％としたことを除き、他は実施例２−１〜２−６と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
【０１１０】
得られた実施例２−１〜２−６および比較例２−１，２−２の負極活物質についても、実施例１−１〜１−８と同様にして組成の分析を行った。結果を表２に示す。また、二次電池についても、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表３および図１６に示す。更に、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めた。結果を表２および図１７に示す。
【０１１１】
【表２】
2006261072.tif 000015
【０１１２】
【表３】
2006261072.tif 000016
【０１１３】
図１７から分かるように、炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数は、Co／(Sn+Co) 比が増大するに伴い大きくなった。
【０１１４】
また、表２，３および図１６から分かるように、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下とした実施例２−１〜２−６によれば、３０質量％未満である比較例２−２よりも容量維持率を飛躍的に向上させることができ、７０質量％超である比較例２−１よりも初回充電容量を飛躍的に高くすることができた。特に、Co／(Sn+Co) 比を６０質量％以下とすれば、高い初回充電容量が得られた。
【０１１５】
すなわち、炭素配位数を０．２以上、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下とすれば、容量およびサイクル特性を向上させることができることが分かった。また、Co／(Sn+Co) 比を６０質量％以下とすればより好ましいことが分かった。
【０１１６】
（実施例３−１〜３−６）
コバルトとスズと炭素との原料比を表４に示したように変化させて負極活物質を合成したことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を２０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下の範囲内で変化させた。また、負極活物質を合成する際に、運転時間および回転数を変化させた。
【０１１７】
実施例３−１〜３−６に対する比較例３−１，３−２として、Co／(Sn+Co) 比を７２．５質量％、または２８質量％としたことを除き、他は実施例３−１〜３−６と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
【０１１８】
実施例３−１〜３−６および比較例３−１，３−２の負極活物質についても、実施例１−１〜１−８と同様にして組成の分析を行った。結果を表４に示す。また、二次電池についても、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表５および図１８に示す。更に、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めた。結果を表４および図１９に示す。
【０１１９】
【表４】
2006261072.tif 000017
【０１２０】
【表５】
2006261072.tif 000018
【０１２１】
表４，５および図１８，１９から分かるように、実施例２−１〜２−６と同様の結果が得られた。すなわち、炭素配位数を０．２以上、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下とすれば、炭素の含有量が１９．８質量％の場合にも、容量およびサイクル特性を向上させることができることが分かった。
【０１２２】
（実施例４−１〜４−６）
コバルトとスズと炭素との原料比を表６に示したように変化させて負極活物質を合成したことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にして二次電池を作製した。具体的には、炭素の原料比を３０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上６６質量％以下の範囲内で変化させた。
【０１２３】
また、実施例４−１〜４−６に対する比較例４−１，４−２として、Co／(Sn+Co) 比を７１質量％、または２８質量％としたことを除き、他は実施例４−１〜４−６と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
【０１２４】
得られた実施例４−１〜４−６および比較例４−１，４−２の負極活物質についても、実施例１−１〜１−８と同様にして組成の分析を行った。結果を表６に示す。また、二次電池についても、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表７および図２０に示す。更に、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めた。結果を表６および図２１に示す。
【０１２５】
【表６】
2006261072.tif 000019
【０１２６】
【表７】
2006261072.tif 000020
【０１２７】
表６，７および図２０，２１から分かるように、実施例２−１〜２−６と同様の結果が得られた。すなわち、炭素配位数を０．２以上、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下とすれば、炭素の含有量が２９．７質量％の場合にも、容量およびサイクル特性を向上させることができることが分かった。
【０１２８】
（実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４）
負極活物質を合成する際の運転時間を変えて炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上，ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上、炭素配位数を０．２以上としたことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。その際、表８〜１０に示すように、炭素の原料比を１０質量％，２０質量％、または３０質量％とし、Co／(Sn+Co) 比は３６質量％で一定とした。
【０１２９】
【表８】
2006261072.tif 000021
【０１３０】
【表９】
2006261072.tif 000022
【０１３１】
【表１０】
2006261072.tif 000023
【０１３２】
また、実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４に対する比較例５−１，６−１，７−１として、負極活物質を合成する際の運転時間を変えて炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4未満，ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３未満、炭素配位数を０．２未満としたことを除き、他は実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４と同様にして負極活物質および二次電池を作製した。
【０１３３】
実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４および比較例５−１，６−１，７−１の負極活物質についても、実施例１−１〜１−８と同様にして組成の分析を行った。結果を表８〜１０に示す。また、Ｘ線回折測定を行った。実施例６−４および比較例６−１の結果を図２２に示す。更に、二次電池についても、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を測定した。それらの結果を表８〜１０および図２３〜２５に示す。更に、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めた。結果を表８〜１０および図２３〜２５に示す。
【０１３４】
図２２から分かるように、実施例６−４と比較例６−１とのＸ線回折チャートについて、ほとんど違いは観られなかった。
【０１３５】
また、表８〜１０および図２３〜２５から分かるように、炭素の含有量が９．９質量％、１９．８質量％および２９．７質量％のいずれの場合においても、炭素配位数が大きくなるに伴い、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）が大きくなるに伴い、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）が大きくなるに伴い、初回充電容量および容量維持率が向上した。すなわち、炭素配位数を大きくするように、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）を大きくするように、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を大きくするようにすれば、容量およびサイクル特性を向上させることができることが分かった。
【０１３６】
（実施例８−１〜８−２０）
溶媒として４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン，炭酸エチレン，炭酸プロピレンおよび炭酸ジメチルのうちの２種以上を用い、各溶媒の組成を表１１に示したように変化させたことを除き、他は実施例６−４と同様にして二次電池を作製した。実施例８−１〜８−２０の二次電池についても、実施例１−１〜１−８と同様にしてサイクル特性を調べた。結果を表１１に示す。
【０１３７】
【表１１】
2006261072.tif 000024
【０１３８】
表１１から分かるように、容量維持率は４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンの含有量が増加するに伴い大きくなり、極大値を示したのち低下した。
【０１３９】
すなわち、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンを含むようにすれば、溶媒の組成に関わらず、サイクル特性を向上させることができ、特に０．１質量％以上８０質量％以下の範囲内で含むようにすれば、高い効果を得ることができることが分かった。
【０１４０】
（実施例９−１〜９−８）
液状の電解液に代えて、ゲル状の電解質よりなる電解質層を試験極６１および対極６３の表面に形成したことを除き、他は実施例１−１〜１−８と同様にしてコイン型の二次電池を作製した。すなわち、試験極６１には、表１２に示したようにコバルトとスズと炭素とを実施例１−１〜１−８と同様の割合で混合して合成した負極活物質を用いた。また、電解質層は次のように作製した。まず、溶媒として炭酸エチレンと炭酸プロピレンとを混合した溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ6 を溶解させた電解液と、高分子化合物としてフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体と、混合溶剤として炭酸ジエチルとを混合して前駆溶液を作製した。得られた前駆溶液を試験極６１と対極６３とが対向するそれぞれの面に均一に塗布し、常温で６時間放置することにより炭酸ジエチルを揮発させゲル状の電解質層を形成した。
【０１４１】
【表１２】
2006261072.tif 000025
【０１４２】
実施例９−１〜９−８に対する比較例９−１〜９−４として、コバルトとスズと炭素とを表１２に示した割合で混合して合成した負極活物質を用いたことを除き、すなわち、比較例１−１〜１−４と同様にして合成した負極活物質を用いたことを除き、他は実施例９−１〜９−８と同様にして二次電池を作製した。
【０１４３】
作製した二次電池について、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。結果を表１２および図２６に示す。また、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めところ、実施例１−１〜１−８および比較例１−１〜１−４と同様の結果が得られた。
【０１４４】
表１２および図２６から分かるように、実施例１−１〜１−８と同様の結果が得られた。すなわち、ゲル状の電解質を用いても、炭素配位数を０．２以上、またはピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上、または炭素ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上とし、炭素の含有量を９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内とすれば、容量およびサイクル特性を向上させることができ、炭素の含有量を１４．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、更には１６．８質量％以上２４．８質量％以下の範囲内とすればより好ましいことが分かった。
【０１４５】
（実施例１０−１〜１０−６，１１−１〜１１−６，１２−１〜１２−６）
実施例１０−１〜１０−６として、表１３に示したように、炭素の原料比を１０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下の範囲内で変化させて合成した負極活物質を用いたことを除き、すなわち、実施例２−１〜２−６と同様にして合成した負極活物質を用いたことを除き、他は実施例９−１〜９−８と同様にして二次電池を作製した。また、実施例１０−１〜１０−６に対する比較例１０−１，１０−２として、表１３に示したように、炭素の原料比を１０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を、それぞれ７６質量％または２８質量％として合成した負極活物質を用いたことを除き、すなわち、比較例２−１，２−２と同様にして合成した負極活物質を用いたことを除き、他は実施例１０−１〜１０−６と同様にして二次電池を作製した。作製した二次電池について、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。結果を表１４および図２７に示す。また、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めところ、実施例２−１〜２−６および比較例２−１，２−２と同様の結果が得られた。
【０１４６】
【表１３】
2006261072.tif 000026
【０１４７】
【表１４】
2006261072.tif 000027
【０１４８】
実施例１１−１〜１１−６として、表１５に示したように、炭素の原料比を２０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下の範囲内で変化させて合成した負極活物質を用いたことを除き、すなわち、実施例３−１〜３−６と同様にして合成した負極活物質を用いたことを除き、他は実施例９−１〜９−８と同様にして二次電池を作製した。また、実施例１１−１〜１１−６に対する比較例１１−１，１１−２として、表１５に示したように、炭素の原料比を２０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を、それぞれ７２．５質量％または２８質量％として合成した負極活物質を用いたことを除き、すなわち、比較例３−１，３−２と同様にして合成した負極活物質を用いたことを除き、他は実施例１１−１〜１１−６と同様にして二次電池を作製した。作製した二次電池について、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。結果を表１６および図２７に示す。また、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めところ、実施例３−１〜３−６および比較例３−１，３−２と同様の結果が得られた。
【０１４９】
【表１５】
2006261072.tif 000028
【０１５０】
【表１６】
2006261072.tif 000029
【０１５１】
実施例１２−１〜１２−６として、表１７に示したように、炭素の原料比を３０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下の範囲内で変化させて合成した負極活物質を用いたことを除き、すなわち、実施例４−１〜４−６と同様にして合成した負極活物質を用いたことを除き、他は実施例９−１〜９−８と同様にして二次電池を作製した。また、実施例１２−１〜１２−６に対する比較例１２−１，１２−２として、表１７に示したように、炭素の原料比を３０質量％で一定とし、Co／(Sn+Co) 比を、それぞれ７１質量％または２８質量％として合成した負極活物質を用いたことを除き、すなわち、比較例４−１，４−２と同様にして合成した負極活物質を用いたことを除き、他は実施例１２−１〜１２−６と同様にして二次電池を作製した。作製した二次電池について、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を調べた。結果を表１８および図２７に示す。また、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めところ、実施例４−１〜４−６および比較例４−１，４−２と同様の結果が得られた。
【０１５２】
【表１７】
2006261072.tif 000030
【０１５３】
【表１８】
2006261072.tif 000031
【０１５４】
表１３〜１８および図２７から分かるように、実施例２−１〜２−６，３−１〜３−６，４−１〜４−６と同様の結果が得られた。すなわち、炭素配位数を０．２以上、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上とし、Co／(Sn+Co) 比を３０質量％以上７０質量％以下とすれば、ゲル状の電解質を用いた場合にも、容量およびサイクル特性を向上させることができることが分かった。また、Co／(Sn+Co) 比を６０質量％以下とすればより好ましいことが分かった。
【０１５５】
（実施例１３−１〜１３−４，１４−１〜１４−４，１５−１〜１５−５）
負極活物質を合成する際の運転時間を実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４と同条件にして炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4以上，ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３以上、炭素配位数を０．２以上として負極活物質を合成したことを除き、他は実施例９−１〜９−８と同様にして二次電池を作製した。その際、表１９〜２１に示すように、実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４と同様に、炭素の原料比を１０質量％，２０質量％、または３０質量％とすると共に、Co／(Sn+Co) 比は３６質量％で一定とした。
【０１５６】
【表１９】
2006261072.tif 000032
【０１５７】
【表２０】
2006261072.tif 000033
【０１５８】
【表２１】
2006261072.tif 000034
【０１５９】
また、実施例１３−１〜１３−４，１４−１〜１４−４，１５−１〜１５−４に対する比較例１３−１，１４−１，１５−１として、負極活物質を合成する際の運転時間を比較例５−１，６−１，７−１と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C）を１Å-4未満，ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を０．３未満、炭素配位数を０．２未満としたことを除き、すなわち、比較例５−１，６−１，７−１と同様の負極活物質を用いたことを除き、他は実施例１３−１〜１３−４，１４−１〜１４−４，１５−１〜１５−４と同様にして二次電池を作製した。
【０１６０】
得られた実施例１３−１〜１３−４，１４−１〜１４−４，１５−１〜１５−４および比較例１３−１，１４−１，１５−１の二次電池についても、実施例１−１〜１−８と同様にして初回充電容量およびサイクル特性を測定した。また、１サイクル後の試験極６１についても、実施例１−１〜１−８と同様にして炭素ピーク強度（ＩCo-C），ピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）および炭素配位数を求めところ、実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４および比較例５−１，６−１，７−１と同様の結果が得られた。それらの結果を表１９〜２１および図２８〜３０に示す。
【０１６１】
表１９〜２１および図２８〜３０から分かるように、実施例５−１〜５−４，６−１〜６−４，７−１〜７−４と同様の結果が得られた。すなわち、ゲル状の電解質を用いた場合にも、炭素配位数を大きくするように、または炭素ピーク強度（ＩCo-C）を大きくするように、またはピーク強度比（ＩCo-C/ ＩCo-Co,Sn）を大きくするようにすれば、容量およびサイクル特性を向上させることができることが分かった。
【０１６２】
以上、実施の形態および実施例を挙げて本発明を説明したが、本発明は実施の形態および実施例に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、上記実施の形態および実施例では、シート型，コイン型および巻回構造を有する二次電池を具体的に挙げて説明したが、本発明は、ボタン型あるいは角型などの外装部材を用いた他の形状を有する二次電池、または正極および負極を複数積層した積層構造を有する二次電池についても同様に適用することができる。
【０１６３】
また、実施の形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明したが、負極活物質と反応可能であればナトリウム（Ｎａ）あるいはカリウム（Ｋ）などの長周期型周期表における他の１族の元素、またはマグネシウムあるいはカルシウム（Ｃａ）などの長周期型周期表における２族の元素、またはアルミニウムなどの他の軽金属、またはリチウムあるいはこれらの合金を用いる場合についても、本発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。その際、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能な正極活物質あるいは非水溶媒などは、その電極反応物質に応じて選択される。
【図面の簡単な説明】
【０１６４】
【図１】本発明の一実施の形態に係る負極活物質のＸ線吸収微細構造スペクトルを表す特性図である。
【図２】図１に示したＸ線吸収微細構造スペクトルから算出されるχ（ｋ）にｋ3 を乗じたｋ3 χ（ｋ）と、光電子の波数ｋとの関係を表す特性図である。
【図３】図１に示したＸ線吸収微細構造スペクトルから算出される動径構造関数を表す特性図である。
【図４】本発明の一実施の形態に係る二次電池の構成を表す断面図である。
【図５】図４に示した二次電池における巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。
【図６】本発明の一実施の形態に係る他の二次電池の構成を表す分解斜視図である。
【図７】図６に示した巻回電極体のＩ−Ｉ線に沿った構成を表す断面図である。
【図８】本発明の一実施の形態に係る他の二次電池の構成を表す断面図である。
【図９】実施例で作製したコイン形の二次電池の構成を表す断面図である。
【図１０】実施例で作製した負極活物質における炭素の含有量と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す特性図である。
【図１１】実施例で作製した負極活物質のＸ線吸収微細構造スペクトルを表す特性図である。
【図１２】図１１に示したＸ線吸収微細構造スペクトルから算出されるχ（ｋ）にｋ3 を乗じたｋ3 χ（ｋ）と、光電子の波数ｋとの関係を表す特性図である。
【図１３】図１１に示したＸ線吸収微細構造スペクトルから算出される動径構造関数を表す特性図である。
【図１４】図１１に示したＸ線吸収微細構造スペクトルから算出される動径構造関数を表す他の特性図である。
【図１５】実施例で作製した負極活物質における炭素の含有量と、Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性との関係を表す特性図である。
【図１６】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す特性図である。
【図１７】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性との関係を表す特性図である。
【図１８】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図１９】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性との関係を表す他の特性図である。
【図２０】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図２１】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性との関係を表す他の特性図である。
【図２２】実施例で作製した負極活物質のＸ線回折チャートを表す図である。
【図２３】Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図２４】Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図２５】Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図２６】実施例で作製した負極活物質における炭素の含有量と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図２７】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図２８】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性との関係を表す他の特性図である。
【図２９】実施例で作製した負極活物質におけるスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【図３０】Ｘ線吸収微細構造スペクトルから求められる特性と、容量維持率および初回充電容量との関係を表す他の特性図である。
【０１６５】
１１…電池缶、１２，１３…絶縁板、１４…電池蓋、１５…安全弁機構、１５Ａ…ディスク板、１６…熱感抵抗素子、１７…ガスケット、２０，３０…巻回電極体、２１，３３，５２…正極、２１Ａ, ３３Ａ，５２Ａ…正極集電体、２１Ｂ，３３Ｂ，５２Ｂ…正極活物質層、２２，３４，５４…負極、２２Ａ，３４Ａ，５４Ａ…負極集電体、２２Ｂ，３４Ｂ，５４Ｂ…負極活物質層、２３，３５…セパレータ、２４…センターピン、２５，３１，５１…正極リード、２６，３２，５３…負極リード、３６，５５…電解質層、３７…保護テープ、４０，５６…外装部材、４１…密着フィルム、５０…電極体。
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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