(57)【要約】【課題】優れた電池特性を得ることが可能な二次電池を提供する。【解決手段】二次電池は、正極と、負極と、（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、その溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）溶媒中における炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）電解質塩のモル数Ｍ１に対する炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）スルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む電解液とを備えている。【選択図】図１
2018129169.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）前記電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、電解液と
を備えた、二次電池。
【化１】
2018129169.tif 000027
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【請求項２】
前記１価の飽和炭化水素基は、アルキル基、シクロアルキル基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかであり、
前記１価の不飽和炭化水素基は、アルケニル基、アルキニル基、アリール基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価のうちのいずれかであり、
前記２価の不飽和炭化水素基は、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された基のうちのいずれかである、
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記式（１）に示した化合物は、下記の式（１−１）〜式（１−４）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種を含み、
前記式（２）に示した化合物は、下記の式（２−１）〜式（２−３）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種を含み、
前記式（３）に示した化合物は、下記の式（３−１）〜式（３−３）のそれぞれ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記載の二次電池。
【化２】
2018129169.tif 000028
【請求項４】
前記電解液中における前記スルホン化合物の含有量は、０．０１重量％以上１０重量％以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記溶媒は、環状炭酸エステルと、鎖状炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルのうちの少なくとも一方とを含み、
前記環状炭酸エステルは、前記炭酸エチレンを含み、
前記鎖状炭酸エステルは、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一方を含み、
前記鎖状カルボン酸エステルは、プロピオン酸エチルおよびプロピオン酸プロピルのうちの少なくとも一方を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記環状炭酸エステルは、さらに、炭酸プロピレンを含み、
前記溶媒中における前記炭酸プロピレンの含有量は、３０重量％以下である、
請求項５記載の二次電池。
【請求項７】
前記電解質塩は、リチウム塩のうちの少なくとも１種を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記正極、前記負極および前記電解液のそれぞれは、フィルム状の外装部材の内部に収納されている、
請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
リチウムイオン二次電池である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１０】
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒は炭酸エチレンを含み、
（Ｂ）前記電解質塩の含有量は０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、
（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量は１０重量％以上３０重量％以下であり、
（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１は０．４以上２．４以下であり、
（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、
二次電池用電解液。
【化３】
2018129169.tif 000029
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
二次電池用電解液。
【請求項１１】
二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備え、
前記二次電池は、
正極と、
負極と、
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）前記電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、電解液と
を備えた、電池パック。
【化４】
2018129169.tif 000030
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【請求項１２】
二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、
正極と、
負極と、
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）前記電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、電解液と
を備えた、電動車両。
【化５】
2018129169.tif 000031
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【請求項１３】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、
正極と、
負極と、
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）前記電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、電解液と
を備えた、電力貯蔵システム。
【化６】
2018129169.tif 000032
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【請求項１４】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備え、
前記二次電池は、
正極と、
負極と、
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）前記電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、電解液と
を備えた、電動工具。
【化７】
2018129169.tif 000033
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【請求項１５】
二次電池を電力供給源として備え、
前記二次電池は、
正極と、
負極と、
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）前記電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、電解液と
を備えた、電子機器。
【化８】
2018129169.tif 000034
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、二次電池に用いられる電解液、その電解液を用いた二次電池、ならびにその二次電池を用いた電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機および携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。そこで、電源として、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である二次電池の開発が進められている。
【０００３】
二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。一例を挙げると、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、および電動ドリルなどの電動工具である。
【０００４】
この二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えている。電解液の組成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その電解液の組成に関しては、さまざまな検討がなされている。
【０００５】
具体的には、電解液の分解反応を抑制するために、その電解液に１，３−プロペンスルトン、２−スルホ安息香酸無水物およびメチル−２−プロピニルサルファイトなどが含有されている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４１９０１６２号明細書
【特許文献２】特許第４５５７３８１号明細書
【特許文献３】特許第３８２３７１２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
電子機器などは、益々、高性能化および多機能化している。このため、電子機器などの使用頻度は増加していると共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。よって、二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
【０００８】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、優れた電池特性を得ることが可能な二次電池用電解液、二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本技術の二次電池用電解液は、（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、その溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）溶媒中における炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）電解質塩のモル数Ｍ１に対する炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含むものである。
【００１０】
【化１】
2018129169.tif 000003
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【００１１】
本技術の二次電池は、正極と負極と電解液とを備え、その電解液が上記した本技術の二次電池用電解液と同様の構成を有するものである。
【００１２】
本技術の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、二次電池を備え、その二次電池が上記した本技術の二次電池と同様の構成を有するものである。
【００１３】
ここで、「１価の飽和炭化水素基」とは、炭素（Ｃ）および水素（Ｈ）により構成されていると共に不飽和炭素結合を含んでいない１価の基の総称である。「１価の不飽和炭化水素基」とは、炭素および水素により構成されていると共に１個または２個以上の不飽和炭素結合を含んでいる１価の基の総称である。「２価の不飽和炭化水素基」とは、炭素および水素により構成されていると共に１個または２個以上の不飽和炭素結合を含んでいる２価の基の総称である。この不飽和炭素結合は、炭素間二重結合（＞Ｃ＝Ｃ＜）および炭素間三重結合（−Ｃ≡Ｃ−）である。なお、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基および２価の不飽和炭化水素基のそれぞれは、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
【００１４】
モル比Ｍ２／Ｍ１の値は、小数点第二位の値を四捨五入した値である。
【発明の効果】
【００１５】
本技術の二次電池用電解液または二次電池によれば、電解液が（Ａ）〜（Ｅ）のそれぞれに示した条件を同時に満たしているので、優れた電池特性を得ることができる。また、本技術の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具または電子機器においても、同様の効果を得ることができる。
【００１６】
なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本技術の一実施形態の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。
【図２】図１に示した巻回電極体の構成のうちの一部を表す断面図である。
【図３】二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。
【図４】図３に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図５】二次電池の適用例（電池パック：組電池）の構成を表すブロック図である。
【図６】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】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】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】
【００１８】
以下、本技術の一実施形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．二次電池用電解液
２．二次電池
３．二次電池の用途
３−１．電池パック（単電池）
３−２．電池パック（組電池）
３−３．電動車両
３−４．電力貯蔵システム
３−５．電動工具
【００１９】
＜１．二次電池用電解液＞
まず、本技術の一実施形態の二次電池用電解液に関して説明する。
【００２０】
ここで説明する二次電池用電解液（以下、単に「電解液」と呼称する。）は、例えば、リチウムイオン二次電池などの二次電池に用いられる。ただし、電解液が用いられる二次電池の種類は、リチウムイオン二次電池に限定されない。
【００２１】
［全体構成］
電解液は、溶媒および電解質塩を含んでいる。この電解質塩は、溶媒中において溶解されていてもよいし、溶媒中において分散されていてもよい。
【００２２】
溶媒は、後述する環状炭酸エステルである炭酸エチレンと、後述するスルホン化合物とを含んでいる。なお、溶媒は、炭酸エチレンおよびスルホン化合物と共に、他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。「他の材料」の詳細に関しては、後述する。非水溶媒（有機溶剤）である炭酸エチレンを含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
【００２３】
電解質塩の種類は、特に限定されない。電解質塩の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。中でも、電解質塩は、電極反応物質と同じ種類の金属元素を構成元素として含む金属塩であることが好ましい。電極反応が進行しやすくなるからである。
【００２４】
この「電極反応物質」とは、電解液が用いられた二次電池において、電極反応（充放電反応）を進行させるために用いられる物質である。例えば、リチウムイオン二次電池などにおいて用いられる電極反応物質は、リチウムである。これに伴い、電極反応物質としてリチウムが用いられるリチウムイオン二次電池などに電解液が用いられる場合には、電解質塩はリチウム塩であることが好ましい。
【００２５】
［電解質塩と炭酸エチレンとの混合比］
この電解液では、電解質塩を用いて電極反応を十分に進行させながら、電解液（主に、炭酸エチレン）の分解反応に起因するガス（主に、二酸化炭素）の発生を抑制するために、電解質塩と炭酸エチレンとの混合比が適正化されている。
【００２６】
具体的には、電解液中における電解質塩の含有量（いわゆる濃度：ｍｏｌ／ｋｇ）と、溶媒中における炭酸エチレンの含有量（いわゆる溶媒組成比：重量％）と、電解質塩のモル数Ｍ１に対する炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比（いわゆるモル比）Ｍ２／Ｍ１とは、下記の３つの条件を同時に満たしている。
【００２７】
第１に、モル比Ｍ２／Ｍ１は、２．４以下であり、好ましくは０．４〜２．４である。
【００２８】
第２に、電解液中における電解質塩の含有量（ｍｏｌ／ｋｇ）は、０．８ｍｏｌ／ｋｇ〜２．０ｍｏｌ／ｋｇであり、好ましくは０．９ｍｏｌ／ｋｇ〜１．５ｍｏｌ／ｋｇである。言い替えれば、電解液中における電解質塩の含有量（重量％）は、１２重量％〜３０重量％であり、好ましくは１４重量％〜２３重量％である。
【００２９】
第３に、溶媒中における炭酸エチレンの含有量（重量％）は、１０重量％〜３０重量％である。
【００３０】
上記した３つの条件が同時に満たされているのは、上記したように、電解液が用いられた二次電池の使用時（充放電時）において、電解質塩を用いて電極反応（充放電反応）を十分に進行させながら、電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制されるからである。これにより、二次電池を繰り返して使用しても、放電容量が低下しにくくなると共に、その二次電池が膨れにくくなる。
【００３１】
特に、後述するラミネートフィルム型の二次電池（図１参照）は、外力に応じて変形しやすいフィルム状の外装部材４０を用いているため、ガスの発生（内圧の上昇）に起因して膨らみやすい傾向にある。よって、ラミネートフィルム型の二次電池に用いられる電解液に関して上記した３つの条件が同時に満たされていれば、二次電池が本質的に膨れやすい場合においても、その二次電池が効果的に膨れにくくなる。
【００３２】
なお、電解液の分解反応に起因するガスの発生を抑制するために、溶媒の一成分（炭酸エチレン）に着目しているのは、その炭酸エチレンがガスの発生に大きな影響を及ぼすからである。
【００３３】
詳細には、電解液が二次電池に用いられた場合において、その二次電池の使用時（充放電時）においてガスを発生させる要因としては、複数の要因が考えられる。中でも、ガスの発生要因のうちの主要な要因は、溶媒の分解反応であり、特に、炭酸エチレンの酸化分解反応である。この炭酸エチレンは、電解質塩を溶解させるための高誘電率溶媒としての役割を果たすと共に、二次電池の初回の使用時において負極の表面に安定な被膜（ＳＥＩ：Solid Electrolyte Interphase）を形成する役割を果たすため、電解液用の溶媒として広く用いられている。しかしながら、炭酸エチレンは、上記した有用な役割を果たす反面、二次電池に搭載されている部品（例えば、正極など）の材質との相性および充放電条件などによっては、主要なガスの発生源になる。そこで、炭酸エチレンの有用な役割に基づく利点を活用しながら、二次電池の使用時においてガスが発生することを抑制するためには、上記したように、溶媒の一成分である炭酸エチレンに着目する必要がある。
【００３４】
また、上記した３つの条件が同時に満たされていると二次電池が膨れにくくなるのは、電解液中において、電解質塩を構成するカチオンに対して炭酸エチレンが十分に溶媒和するため、その炭酸エチレンの電子状態が脱炭酸されにくい電子状態になるからであると考えられる。この「カチオン」とは、例えば、電解質塩がリチウム塩である場合には、リチウムイオンである。
【００３５】
ここで、電解液中における電解質塩の含有量（ｍｏｌ／ｋｇ）を特定する手順は、例えば、以下の通りである。電解液中における電解質塩の含有量を特定するためには、例えば、遠心分離法および溶媒抽出法などのうちのいずれか１種類または２種類以上を用いて電解液を採取したのち、核磁気共鳴分光分析法（ＮＭＲ）、原子吸光分析法（ＡＡＳ）およびイオンクロマトグラフ法（ＩＣ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上を用いて電解液を分析することにより、その電解液中における電解質塩の含有量を定量する。なお、溶媒抽出法を用いる場合には、電解液中に含まれている溶媒とは異なる種類の溶媒を用いることが好ましい。また、電解液を採取したのち、その電解液を取り扱う場合には、低粘度の溶媒が揮発することに注意する必要がある。
【００３６】
溶媒中における炭酸エチレンの含有量（重量％）を特定する手順は、例えば、以下の通りである。溶媒中における炭酸エチレンの含有量を特定するためには、例えば、上記した電解質塩の含有量を特定する場合と同様の手順により、炭酸エチレンを含む電解液を採取したのち、ガスクロマトグラフ質量分析法（ＧＣ／ＭＳ）およびＮＭＲなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を用いて電解液を分析することにより、その電解液に含まれている各溶媒成分を定量する。この定量結果に基づいて、溶媒中における炭酸エチレンの含有量を特定する。
【００３７】
モル比Ｍ２／Ｍ１を特定する手順は、例えば、以下の通りである。モル比Ｍ２／Ｍ１を特定するためには、例えば、上記した電解質塩の含有量を特定する場合と同様の手順により、電解液を採取したのち、ＮＭＲ、ＡＡＳ、ＩＣおよびＧＣ／ＭＳなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を用いて電解液を分析することにより、その電解液に含まれている全成分の組成比を求める。この組成比に基づいて、電解液中における炭酸エチレンのモル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）と、電解液中における電解質塩のモル濃度（ｍｏｌ／ｋｇ）とを求めることにより、モル比Ｍ２／Ｍ１＝炭酸エチレンのモル濃度／電解質塩のモル濃度を算出する。なお、電解液を分析する場合には、さらに、ガスクロマトグラフ法（ＧＣ）を用いてもよい。
【００３８】
［スルホン化合物］
スルホン化合物は、下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表される化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００３９】
【化２】
2018129169.tif 000004
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
【００４０】
以下では、式（１）に示した化合物を「第１スルホン化合物」、式（２）に示した化合物を「第２スルホン化合物」、式（３）に示した化合物を「第３スルホン化合物」とそれぞれ呼称する。また、必要に応じて、第１スルホン化合物、第２スルホン化合物および第３スルホン化合物をまとめて「スルホン化合物」と総称する。
【００４１】
電解液がスルホン化合物を含んでいるのは、電極反応時においてスルホン化合物に起因する被膜が形成されるため、その被膜を利用して電解液の分解反応が抑制されるからである。すなわち、電解液が二次電池に用いられた場合には、充放電時においてスルホン化合物に起因する被膜が負極などの表面に形成されるため、その被膜を利用して電解液の分解反応が抑制される。
【００４２】
電解液中におけるスルホン化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。十分な量の被膜が形成されるため、電解液の分解反応が十分に抑制されるからである。
【００４３】
なお、スルホン化合物が第１スルホン化合物、第２スルホン化合物および第３スルホン化合物のうちの２種類以上を含んでいる場合には、上記した「スルホン化合物の含有量」は、その２種類以上の含有量の総和である。
【００４４】
［第１スルホン化合物］
第１スルホン化合物は、式（１）から明らかなように、スルホン酸結合（−Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−）を含んでいる鎖状の化合物である。
【００４５】
Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、上記したように、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。この１価の結合基は、１価の飽和炭化水素基および１価の不飽和炭化水素基のうちの２種類以上が１価となるように互いに結合された基である。
【００４６】
１価の飽和炭化水素基は、上記したように、炭素および水素により構成されていると共に不飽和炭素結合を含んでいない１価の基の総称である。この不飽和炭素結合は、炭素間二重結合および炭素間三重結合である。なお、１価の飽和炭化水素基は、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
【００４７】
１価の飽和炭化水素基は、例えば、アルキル基、シクロアルキル基および１価の飽和結合基などである。この１価の飽和結合基は、アルキル基およびシクロアルキル基のうちの２種類以上が１価となるように互いに結合された基である。
【００４８】
１価の飽和結合基は、例えば、アルキル基とシクロアルキル基とが１価となるように互いに結合された基などである。
【００４９】
アルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基、ノニル基およびデシル基などであり、それら以外の基でもよい。
【００５０】
シクロアルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基およびシクロデシル基などであり、それら以外の基でもよい。
【００５１】
１価の飽和結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基とシクロヘキシル基とが１価となるように互いに結合された基などである。
【００５２】
１価の不飽和炭化水素基は、上記したように、炭素および水素により構成されていると共に１個または２個以上の不飽和炭素結合を含んでいる１価の基の総称である。なお、１価の不飽和炭化水素基は、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
【００５３】
１価の不飽和炭化水素基は、例えば、アルケニル基、アルキニル基、アリール基および１価の不飽和結合基などである。この１価の不飽和結合基は、アルケニル基、アルキニル基およびアリール基のうちの２種類以上が１価となるように互いに結合された基である。
【００５４】
１価の不飽和結合基は、例えば、アルケニル基とアルキニル基とが１価となるように互いに結合された基、アルケニル基とアリール基とが１価となるように互いに結合された基、およびアルキニル基とアリール基とが１価となるように互いに結合された基などである。
【００５５】
アルケニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニル基（ビニル基）、プロペニル基、ブテニル基、ペンテニル基、ヘキセニル基、ヘプテニル基、オクテニル基、ノネニル基およびデセニル基などであり、それら以外の基でもよい。
【００５６】
アルキニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、エチニル基、プロピニル基、ブチニル基、ペンチニル基、ヘキシニル基、ヘプチニル基、オクチニル基、ノニリル基およびデシニル基などであり、それら以外の基でもよい。
【００５７】
アリール基の種類は、特に限定されないが、例えば、フェニル基およびナフチル基などであり、それら以外の基でもよい。
【００５８】
１価の不飽和結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニル基とフェニル基とが１価となるように互いに結合された基およびエチニル基とフェニル基とが１価となるように互いに結合された基などである。
【００５９】
１価の結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基とフェニル基とが１価となるように互いに結合された基およびシクロヘキシル基とフェニル基とが１価となるように互いに結合された基などである。
【００６０】
ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの一方または双方は、上記したように、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。すなわち、Ｒ１が１価の飽和炭化水素基である場合、Ｒ２は１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。また、Ｒ１が１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである場合、Ｒ２は、１価の飽和炭化水素基でもよいし、１価の不飽和炭化水素基でもよいし、１価の結合基でもよい。
【００６１】
なお、Ｒ１の炭素数は、特に限定されないと共に、Ｒ２の炭素数は、特に限定されない。中でも、Ｒ１の炭素数とＲ２の炭素数との総和は、２〜８であることが好ましい。第１スルホン化合物の溶解性および相溶性などを担保しつつ、上記した第１スルホン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。
【００６２】
［第２スルホン化合物］
第２スルホン化合物は、式（２）から明らかなように、スルホン酸結合（−Ｓ（＝Ｏ）2 −Ｏ−）を含んでいる環状の化合物である。
【００６３】
Ｘは、上記したように、２価の不飽和炭化水素基である。この２価の不飽和炭化水素基は、上記したように、炭素および水素により構成されていると共に１個または２個以上の不飽和炭素結合を含んでいる２価の基の総称である。なお、２価の不飽和炭化水素基は、直鎖状でもよいし、１個または２個以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。
【００６４】
２価の不飽和炭化水素基は、例えば、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基および２価の不飽和結合基などである。この２価の不飽和結合基は、アルケニレン基、アルキニレン基およびアリーレン基のうちの２種類以上が２価となるように互いに結合された基である。
【００６５】
アルケニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニレン基、プロペニレン基、ブテニレン基、ペンテニレン基、ヘキセニレン基、ヘプテニレン基、オクテニレン基、ノネニレン基およびデセニレン基などであり、それら以外の基でもよい。
【００６６】
アルキニレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、アルキニル基の種類は、特に限定されないが、例えば、エチニレン基、プロピニレン基、ブチニレン基、ペンチニレン基、ヘキシニレン基、ヘプチニレン基、オクチニレン基、ノニリレン基およびデシニレン基などであり、それら以外の基でもよい。
【００６７】
アリーレン基の種類は、特に限定されないが、例えば、フェニレン基およびナフチレン基などであり、それら以外の基でもよい。
【００６８】
２価の不飽和結合基の種類は、特に限定されないが、例えば、エテニレン基とエチニレン基とが２価となるように互いに結合された基、エテニレン基とフェニレン基とが２価となるように互いに結合された基およびエチニレン基とフェニレン基とが２価となるように互いに結合された基などである。
【００６９】
なお、Ｘの炭素数は、特に限定されないが、中でも、２〜８であることが好ましい。第２スルホン化合物の溶解性および相溶性などを担保しつつ、その第２スルホン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。
【００７０】
［第３スルホン化合物］
第３スルホン化合物は、式（３）から明らかなように、スルホン酸カルボン酸無水物結合（−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −）を含んでいる環状の化合物である。
【００７１】
Ｙは、上記したように、２価の不飽和炭化水素基である。２価の不飽和炭化水素基に関する詳細は、上記した通りである。
【００７２】
なお、Ｙの炭素数は、特に限定されないが、中でも、２〜１０であることが好ましい。第３スルホン化合物の溶解性および相溶性などを担保しつつ、その第３スルホン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。
【００７３】
［スルホン化合物の具体例］
第１スルホン化合物の具体例は、例えば、下記の式（１−１）〜式（１−４）のそれぞれで表される化合物などである。第１スルホン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。
【００７４】
もちろん、式（１−１）〜式（１−４）のそれぞれに示した化合物は、あくまで一例にすぎないため、第１スルホン化合物は、他の化合物でもよい。
【００７５】
第２スルホン化合物の具体例は、例えば、下記の式（２−１）〜式（２−３）のそれぞれで表される化合物などである。第２スルホン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。
【００７６】
もちろん、式（２−１）〜式（２−３）のそれぞれに示した化合物は、あくまで一例にすぎないため、第２スルホン化合物は、他の化合物でもよい。
【００７７】
第３スルホン化合物の具体例は、例えば、下記の式（３−１）〜式（３−３）のそれぞれで表される化合物などである。第３スルホン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。
【００７８】
もちろん、式（３−１）〜式（３−３）のそれぞれに示した化合物は、あくまで一例にすぎないため、第３スルホン化合物は、他の化合物でもよい。
【００７９】
【化３】
2018129169.tif 000005
【００８０】
［溶媒の詳細］
なお、溶媒は、上記したように、炭酸エチレンおよびスルホン化合物と共に、他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００８１】
具体的には、溶媒は、高粘度（高誘電率）溶媒と低粘度（低誘電率）溶媒とを一緒に含んでいることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度などが向上するからである。高粘度溶媒の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。同様に、低粘度溶媒の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。
【００８２】
高粘度溶媒の種類は、特に限定されないが、例えば、環状炭酸エステルなどである。環状炭酸エステルは、上記した炭酸エチレンの他、炭酸プロピレンなどである。
【００８３】
低粘度溶媒の種類は、特に限定されないが、例えば、鎖状炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルなどである。この低粘度溶媒は、鎖状炭酸エステルだけを含んでいてもよいし、鎖状カルボン酸エステルだけを含んでいてもよいし、鎖状炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルの双方を含んでいてもよい。
【００８４】
鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルなどである。鎖状カルボン酸エステルは、例えば、プロピオン酸エチルおよびプロピオン酸プロピルなどである。
【００８５】
なお、環状炭酸エステルは、上記した炭酸エチレンと共に、炭酸プロピレンを含んでいることが好ましい。電解液の分解反応に起因するガスの発生がより抑制されるからである。
【００８６】
ここで、溶媒は、炭酸エチレンと共に炭酸プロピレンを含んでいてもよいし、炭酸エチレンと共に炭酸プロピレンを含んでいなくてもよい。溶媒が炭酸エチレンと共に炭酸プロピレンを含んでいる場合、その溶媒中における炭酸プロピレンの含有量（重量％）は、特に限定されないが、中でも、３０重量％以下であることが好ましい。なお、溶媒中における炭酸プロピレンの含有量の下限値は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％である。電解液の分解反応に起因するガスの発生が十分に抑制されるからである。
【００８７】
なお、電解液は、上記した溶媒と共に、他の溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。他の溶媒は、例えば、非水溶媒（有機溶剤）などの溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【００８８】
他の溶媒は、例えば、ラクトンおよびニトリル（モノニトリル）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。
【００８９】
ラクトンは、例えば、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどである。ニトリルは、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよび３−メトキシプロピオニトリルなどである。
【００９０】
また、他の溶媒は、例えば、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、スルホラン、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。
【００９１】
さらに、他の溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物、ジニトリル化合物およびジイソシアネート化合物などでもよい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。
【００９２】
不飽和環状炭酸エステルは、１個または２個以上の炭素間不飽和結合（炭素間二重結合）を含んでいる環状炭酸エステルであり、例えば、下記の式（４）〜式（６）のそれぞれで表される化合物などである。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。
【００９３】
【化４】
2018129169.tif 000006
（Ｒ１１およびＲ１２のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。Ｒ１３〜Ｒ１６のそれぞれは、水素基、アルキル基、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかであり、Ｒ１３〜Ｒ１６のうちの少なくとも１つは、ビニル基およびアリル基のうちのいずれかである。Ｒ１７は、＞ＣＲ１７１Ｒ１７２で表される基であり、Ｒ１７１およびＲ１７２のそれぞれは、水素基およびアルキル基のうちのいずれかである。）
【００９４】
式（４）に示した化合物は、炭酸ビニレン型の化合物である。Ｒ１１およびＲ１２のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。アルキル基の種類は、特に限定されないが、例えば、メチル基、エチル基およびプロピル基などである。炭酸ビニレン型の化合物の具体例は、炭酸ビニレン（１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸メチルビニレン（４−メチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸エチルビニレン（４−エチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソール−２−オン、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−オンおよび４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソール−２−オンなどである。
【００９５】
式（５）に示した化合物は、炭酸ビニルエチレン型の化合物である。Ｒ１３〜Ｒ１６のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ１３〜Ｒ１６のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。炭酸ビニルエチレン型の化合物の具体例は、炭酸ビニルエチレン（４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン）、４−メチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ｎ−プロピル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、５−メチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，５−ジビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。
【００９６】
式（６）に示した化合物は、炭酸メチレンエチレン型の化合物である。Ｒ１７１およびＲ１７２のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。炭酸メチレンエチレン型の化合物の具体例は、炭酸メチレンエチレン（４−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン）、４，４−ジメチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，４−ジエチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。
【００９７】
この他、不飽和環状炭酸エステルは、ベンゼン環を有する炭酸カテコール（カテコールカーボネート）などでもよい。
【００９８】
ハロゲン化炭酸エステルは、１個または２個以上のハロゲンを構成元素として含んでいる環状または鎖状の炭酸エステルであり、例えば、下記の式（７）および式（８）のそれぞれで表される化合物である。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％〜１０重量％である。
【００９９】
【化５】
2018129169.tif 000007
（Ｒ１８〜Ｒ２１のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ１８〜Ｒ２１のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。Ｒ２２〜Ｒ２７のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、アルキル基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ２２〜Ｒ２７のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。）
【０１００】
式（７）に示した化合物は、環状ハロゲン化炭酸エステルである。Ｒ１８〜Ｒ２１のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ１８〜Ｒ２１のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。
【０１０１】
ハロゲン基の種類は、特に限定されないが、例えば、フッ素基、塩素基、臭素基およびヨウ素基などであり、中でも、フッ素基が好ましい。
【０１０２】
アルキル基に関する詳細は、上記した通りである。ハロゲン化アルキル基とは、アルキル基のうちの１個または２個以上の水素基がハロゲン基により置換（ハロゲン化）された基である。ハロゲン基に関する詳細は、上記した通りである。ただし、ハロゲン化アルキル基に含まれるハロゲン基の種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。
【０１０３】
環状ハロゲン化炭酸エステルの具体例は、下記の式（７−１）〜式（７−２１）のそれぞれで表される化合物などであり、それらの化合物には、幾何異性体も含まれる。中でも、式（７−１）に示した４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび式（７−３）に示した４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが好ましい。なお、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンとしては、シス異性体よりもトランス異性体が好ましい。容易に入手できると共に、高い効果が得られるからである。
【０１０４】
【化６】
2018129169.tif 000008
【０１０５】
式（８）に示した化合物は、鎖状ハロゲン化炭酸エステルである。Ｒ２２〜Ｒ２７のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。もちろん、Ｒ２２〜Ｒ２７の一部が互いに同じ種類の基でもよい。
【０１０６】
鎖状ハロゲン化炭酸エステルの具体例は、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）および炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。
【０１０７】
スルホン酸エステルは、例えば、モノスルホン酸エステルおよびジスルホン酸エステルを含む。溶媒中におけるスルホン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。ただし、上記したスルホン化合物は、ここで説明するスルホン酸エステルから除かれる。
【０１０８】
モノスルホン酸エステルは、環状モノスルホン酸エステルでもよいし、鎖状モノスルホン酸エステルでもよい。環状モノスルホン酸エステルの具体例は、１，３−プロパンスルトンなどのスルトンである。鎖状モノスルホン酸エステルの具体例は、環状モノスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。
【０１０９】
ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルでもよいし、鎖状ジスルホン酸エステルでもよい。環状ジスルホン酸エステルの具体例は、下記の式（９−１）〜式（９−３）のそれぞれで表される化合物などである。鎖状ジスルホン酸エステルの具体例は、環状ジスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。
【０１１０】
【化７】
2018129169.tif 000009
【０１１１】
酸無水物は、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物およびカルボン酸スルホン酸無水物などである。溶媒中における酸無水物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１１２】
カルボン酸無水物の具体例は、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物の具体例は、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物の具体例は、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などである。
【０１１３】
ジニトリル化合物は、例えば、ＮＣ−Ｒ８１−ＣＮ（Ｒ８１は、アルキレン基およびアリーレン基のうちのいずれかである。）で表される化合物である。このジニトリル化合物は、例えば、スクシノニトリル（ＮＣ−Ｃ2 Ｈ4 −ＣＮ）、グルタロニトリル（ＮＣ−Ｃ3 Ｈ6 −ＣＮ）、アジポニトリル（ＮＣ−Ｃ4 Ｈ8 −ＣＮ）およびフタロニトリル（ＮＣ−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＮ）などである。溶媒中におけるジニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１１４】
ジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｒ８２−ＮＣＯ（Ｒ８２は、アルキレン基およびアリーレン基のうちのいずれかである。）で表される化合物である。溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．１重量％〜１０重量％である。ジイソシアネート化合物の具体例は、ＯＣＮ−Ｃ6 Ｈ12−ＮＣＯなどである。
【０１１５】
［電解質塩の詳細］
電解質塩は、例えば、リチウム塩などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、電解質塩は、例えば、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。
【０１１６】
リチウム塩の種類は、特に限定されないが、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 ）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 ）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3 ＳＯ3 ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4 ）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2 ＳｉＦ6 ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などである。
【０１１７】
中でも、六フッ化リン酸リチウムおよび四フッ化ホウ酸リチウムが好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。電解液が用いられた二次電池において、内部抵抗が低下するからである。
【０１１８】
なお、電解液は、上記した電解質塩と共に、他の電解質塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１１９】
他の電解質塩は、例えば、下記の式（１０）〜式（１２）のそれぞれで表される化合物などである。Ｒ４１およびＲ４３のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。Ｒ５１〜Ｒ５３のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに種類の異なる基でもよい。もちろん、Ｒ５１〜Ｒ５３のうちの一部が互いに同じ種類の基でもよい。Ｒ６１およびＲ６２のそれぞれは、互いに同じ種類の基でもよいし、互いに異なる種類の基でもよい。
【０１２０】
【化８】
2018129169.tif 000010
（Ｘ４１は、長周期型周期表における１族元素および２族元素、ならびにアルミニウム（Ａｌ）のうちのいずれかである。Ｍ４１は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における１３族元素、１４族元素および１５族元素のうちのいずれかである。Ｒ４１は、ハロゲン基である。Ｙ４１は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ４２−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＲ４３2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（＝Ｏ）−のうちのいずれかである。ただし、Ｒ４２は、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基およびハロゲン化アリーレン基のうちのいずれかである。Ｒ４３は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基およびハロゲン化アリール基のうちのいずれかである。ａ４は１〜４の整数であり、ｂ４は０、２または４の整数であり、ｃ４、ｄ４、ｍ４およびｎ４のそれぞれは１〜３の整数である。）
【０１２１】
【化９】
2018129169.tif 000011
（Ｘ５１は、長周期型周期表における１族元素および２族元素のうちのいずれかである。Ｍ５１は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における１３族元素、１４族元素および１５族元素のうちのいずれかである。Ｙ５１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ５１2 ）b5−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ５３2 Ｃ−（ＣＲ５２2 ）c5−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ５３2 Ｃ−（ＣＲ５２2 ）c5−ＣＲ５３2 −、−Ｒ５３2 Ｃ−（ＣＲ５２2 ）c5−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−Ｓ（＝Ｏ）2 −（ＣＲ５２2 ）d5−Ｓ（＝Ｏ）2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ５２2 ）d5−Ｓ（＝Ｏ）2 −のうちのいずれかである。Ｒ５１およびＲ５３のそれぞれは、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ５１のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ５３のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。Ｒ５２は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。ａ５、ｅ５およびｎ５のそれぞれは１または２の整数であり、ｂ５およびｄ５のそれぞれは１〜４の整数であり、ｃ５は０〜４の整数であり、ｆ５およびｍ５のそれぞれは１〜３の整数である。）
【０１２２】
【化１０】
2018129169.tif 000012
（Ｘ６１は、長周期型周期表における１族元素および２族元素のうちのいずれかである。Ｍ６１は、遷移金属、ならびに長周期型周期表における１３族元素、１４族元素および１５族元素のうちのいずれかである。Ｒｆは、フッ素化アルキル基およびフッ素化アリール基のうちのいずれかであり、フッ素化アルキル基およびフッ素化アリール基のそれぞれの炭素数は、１〜１０である。Ｙ６１は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１2 ）d6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６２2 Ｃ−（ＣＲ６１2 ）d6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ６２2 Ｃ−（ＣＲ６１2 ）d6−ＣＲ６２2 −、−Ｒ６２2 Ｃ−（ＣＲ６１2 ）d6−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−Ｓ（＝Ｏ）2 −（ＣＲ６１2 ）e6−Ｓ（＝Ｏ）2 −および−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ６１2 ）e6−Ｓ（＝Ｏ）2 −のうちのいずれかである。ただし、Ｒ６１は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。Ｒ６２は、水素基、アルキル基、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかであり、Ｒ６２のうちの少なくとも１つは、ハロゲン基およびハロゲン化アルキル基のうちのいずれかである。ａ６、ｆ６およびｎ６のそれぞれは１または２の整数であり、ｂ６、ｃ６およびｅ６のそれぞれは１〜４の整数であり、ｄ６は０〜４の整数であり、ｇ６およびｍ６のそれぞれは１〜３の整数である。）
【０１２３】
なお、１族元素とは、水素（Ｈ）、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）およびフランシウム（Ｆｒ）である。２族元素とは、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）およびラジウム（Ｒａ）である。１３族元素とは、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）およびタリウム（Ｔｌ）である。１４族元素とは、炭素（Ｃ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）である。１５族元素とは、窒素（Ｎ）、リン（Ｐ）、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）およびビスマス（Ｂｉ）である。
【０１２４】
式（１０）に示した化合物の具体例は、下記の式（１０−１）〜式（１０−６）のそれぞれで表される化合物などである。式（１１）に示した化合物の具体例は、下記の式（１１−１）〜式（１１−８）のそれぞれで１表される化合物などである。式（１２）に示した化合物の具体例は、下記の式（１２−１）で表される化合物などである。
【０１２５】
【化１１】
2018129169.tif 000013
【０１２６】
【化１２】
2018129169.tif 000014
【０１２７】
【化１３】
2018129169.tif 000015
【０１２８】
また、他の電解質塩は、下記の式（１３）〜式（１５）のそれぞれで表される化合物などでもよい。ｍおよびｎのそれぞれは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。また、ｐ、ｑおよびｒのそれぞれは、互いに同じ値でもよいし、互いに異なる値でもよい。もちろん、ｐ、ｑおよびｒのうちの一部が互いに同じ値でもよい。
【０１２９】
ＬｉＮ（Ｃm Ｆ2m+1ＳＯ2 ）（Ｃn Ｆ2n+1 ＳＯ2 ）  …（１３）
（ｍおよびｎのそれぞれは、１以上の整数である。）
【０１３０】
【化１４】
2018129169.tif 000016
（Ｒ７１は、炭素数＝２〜４である直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキレン基である。）
【０１３１】
ＬｉＣ（Ｃp Ｆ2p+1ＳＯ2 ）（Ｃq Ｆ2q+1ＳＯ2 ）（Ｃr Ｆ2r+1ＳＯ2 ）  …（１５）
（ｐ、ｑおよびｒのそれぞれは、１以上の整数である。）
【０１３２】
式（１３）に示した化合物は、鎖状イミド化合物である。鎖状イミド化合物の具体例は、ビス（フルオロスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ2 Ｆ）2 ）、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 ））および（トリフルオロメタンスルホニル）（ノナフルオロブタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）（Ｃ4 Ｆ9 ＳＯ2 ））などである。
【０１３３】
式（１４）に示した化合物は、環状イミド化合物である。環状イミド化合物の具体例は、下記の式（１４−１）〜式（１４−４）のそれぞれで表される化合物などである。
【０１３４】
【化１５】
2018129169.tif 000017
【０１３５】
式（１５）に示した化合物は、鎖状メチド化合物である。鎖状メチド化合物の具体例は、リチウムトリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチド（ＬｉＣ（ＣＦ3 ＳＯ2 ）3 ）などである。
【０１３６】
さらに、他の電解質塩は、例えば、ジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＦ2 Ｏ2 ）およびフルオロリン酸リチウム（Ｌｉ2 ＰＦＯ3 ）などのリンフッ素含有塩でもよい。
【０１３７】
電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、溶媒に対して０．８ｍｏｌ／ｋｇ〜２．０ｍｏｌ／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。ここで説明する「電解質塩」とは、上記した電解質塩の含有量および他の電解質塩の含有量の総和である。
【０１３８】
［製造方法］
この電解液は、例えば、以下の手順により製造される。
【０１３９】
電解液を製造する場合には、例えば、炭酸エチレンを含む溶媒に電解質塩およびスルホン化合物を加えたのち、その溶媒を撹拌することにより、その溶媒中において電解質塩およびスルホン化合物を溶解または分散させる。この場合には、電解質塩および炭酸エチレンのそれぞれの混合比などを調整することにより、電解液中における電解質塩の含有量（ｍｏｌ／ｋｇ）、溶媒中における炭酸エチレンの含有量（重量％）およびモル比Ｍ２／Ｍ１のそれぞれに関して、上記した３つの条件が同時に満たされるようにする。これにより、溶媒（炭酸エチレン）と共に電解質塩およびスルホン化合物を含む電解液が完成する。
【０１４０】
［作用および効果］
この電解液によれば、溶媒（炭酸エチレン）およびスルホン化合物を含んでおり、電解液中における電解質塩の含有量、溶媒中における炭酸エチレンの含有量およびモル比Ｍ２／Ｍ１のそれぞれに関して上記した３つの条件が同時に満たされている。
【０１４１】
この場合には、上記したように、電解質塩と炭酸エチレンとの混合比が適正化されるため、電解質塩を用いて電極反応を十分に進行させながら、電解液の分解反応が抑制される。しかも、電極反応時においてスルホン化合物に起因する被膜が形成されるため、その被膜を利用して電解液の分解反応がより抑制される。これにより、電解液の分解反応に起因するガスの発生も抑制される。
【０１４２】
よって、電解液を用いた二次電池において、放電容量が低下しにくくなると共に二次電池が膨れにくくなるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０１４３】
特に、式（１）に関して、１価の飽和炭化水素基がアルキル基などであると共に、１価の不飽和炭化水素基がアルケニル基などであれば、スルホン化合物に起因する被膜が形成されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。また、式（２）および式（３）のそれぞれに関して、２価の不飽和炭化水素基がアルケニレン基などであれば、スルホン化合物に起因する被膜が形成されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１４４】
また、第１スルホン化合物が式（１−１）などに示した化合物を含んでおり、第２スルホン化合物が式（２−１）などに示した化合物を含んでおり、第３スルホン化合物が式（３−１）などに示した化合物を含んでいれば、被膜が形成されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１４５】
また、電解液中におけるスルホン化合物の含有量が０．０１重量％〜１０重量％であれば、十分な量の被膜が形成されるため、より高い効果を得ることができる。
【０１４６】
また、溶媒が環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルのうちの一方または双方とを含んでおり、環状炭酸エステルが炭酸エチレンを含んでおり、鎖状炭酸エステルが炭酸ジエチルなどを含んでおり、鎖状カルボン酸エステルがプロピオン酸エチルなどを含んでいれば、電解液の分解反応に起因するガスの発生が十分に抑制されるため、より高い効果を得ることができる。
【０１４７】
また、溶媒が炭酸プロピレンを含んでおり、溶媒中における炭酸プロピレンの含有量が３０重量％以下であれば、二次電池がより膨れにくくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１４８】
また、電解質塩がリチウム塩を含んでいれば、電解質塩を構成するカチオン（リチウムイオン）に対して炭酸エチレンが溶媒和しやすくなる。これにより、二次電池がより膨れにくくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１４９】
＜２．二次電池＞
次に、上記した電解液を用いた二次電池に関して説明する。
【０１５０】
図１は、二次電池の断面構成を表しており、図２は、図１に示した巻回電極体３０のうちの一部の断面構成を拡大している。なお、図１では、巻回電極体３０と外装部材４０とが互いに離間された状態を示している。
【０１５１】
ここで説明する二次電池は、例えば、電極反応物質であるリチウムの吸蔵放出により負極２２の容量が得られるリチウムイオン二次電池である。
【０１５２】
［全体構成］
この二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型の電池構造を有するリチウムイオン二次電池である。すなわち、例えば、図１に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池では、フィルム状の外装部材４０の内部に、電池素子である巻回電極体３０が収納されている。
【０１５３】
この巻回電極体３０では、例えば、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とが積層されたのち、その正極３３、負極３４およびセパレータ３５が巻回されている。この巻回電極体３０には、液状の電解質である電解液が含浸されている。すなわち、フィルム状の外装部材４０の内部に収納されている巻回電極体３０は、正極３３、負極３４および電解液を含んでいる。
【０１５４】
正極３３には、正極リード３１が取り付けられていると共に、負極３４には、負極リード３２が取り付けられている。巻回電極体３０の最外周部は、保護テープにより保護されている。
【０１５５】
正極リード３１および負極リード３２のそれぞれは、例えば、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード３１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。負極リード３２は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびステンレスなどの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。これらの導電性材料は、例えば、薄板状または網目状である。
【０１５６】
外装部材４０は、例えば、図１に示した矢印Ｒの方向に折り畳み可能な１枚のフィルムであり、その外装部材４０の一部には、巻回電極体３０を収納するための窪みが設けられている。この外装部材４０は、例えば、融着層と、金属層と、表面保護層とがこの順に積層されたラミネートフィルムである。二次電池の製造工程では、融着層同士が巻回電極体３０を介して対向するように外装部材４０が折り畳まれたのち、その融着層の外周縁部同士が融着される。ただし、外装部材４０は、２枚のラミネートフィルムが接着剤などを介して貼り合わされたものでもよい。融着層は、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上のフィルムである。金属層は、例えば、アルミニウム箔などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。表面保護層は、例えば、ナイロンおよびポリエチレンテレフタレートなどのうちのいずれか１種類または２種類以上のフィルムである。
【０１５７】
中でも、外装部材４０は、ポリエチレンフィルムと、アルミニウム箔と、ナイロンフィルムとがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。ただし、外装部材４０は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムでもよいし、金属フィルムでもよい。
【０１５８】
外装部材４０と正極リード３１との間には、例えば、外気の侵入を防止するために密着フィルム４１が挿入されている。また、外装部材４０と負極リード３２との間には、例えば、上記した密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２の双方に対して密着性を有する材料を含んでいる。この密着性を有する材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂などであり、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンおよび変性ポリプロピレンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【０１５９】
［正極］
正極３３は、例えば、図２に示したように、正極集電体３３Ａと、その正極集電体３３Ａの両面に設けられた正極活物質層３３Ｂとを含んでいる。ただし、正極活物質層３３Ｂは、正極集電体３３Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【０１６０】
正極集電体３３Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この正極集電体３３Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【０１６１】
正極活物質層３３Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵放出可能である正極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層３３Ｂは、正極活物質に加えて、正極結着剤および正極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１６２】
正極材料は、リチウム含有化合物であることが好ましく、より具体的には、リチウム含有複合酸化物およびリチウム含有リン酸化合物のうちのいずれか一方または双方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。
【０１６３】
リチウム含有複合酸化物は、リチウムと１または２以上の他元素（リチウム以外の元素）とを構成元素として含む酸化物であり、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれかの結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物は、リチウムと１または２以上の他元素とを構成元素として含むリン酸化合物であり、例えば、オリビン型などの結晶構造を有している。
【０１６４】
他元素の種類は、任意の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であれば、特に限定されない。中でも、他元素は、長周期型周期表における２族〜１５族に属する元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より具体的には、他元素は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）のうちのいずれか１種類または２種類以上の金属元素を含んでいることがより好ましい。高い電圧が得られるからである。
【０１６５】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（２１）〜式（２３）のそれぞれで表される化合物などである。
【０１６６】
Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１１c Ｏ(2-d) Ｆe   ・・・（２１）
（Ｍ１１は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｅは、０．８≦ａ≦１．２、０＜ｂ＜０.５、０≦ｃ≦０.５、（ｂ＋ｃ）＜１、−０．１≦ｄ≦０．２および０≦ｅ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１６７】
Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ１２b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２２）
（Ｍ１２は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０．００５≦ｂ≦０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１６８】
Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ１３b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２３）
（Ｍ１３は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０≦ｂ＜０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１６９】
なお、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（２４）で表される化合物などでもよい。この化合物は、ニッケルを構成元素として含んでいると共に、そのニッケルの含有割合が相対的に大きいリチウムニッケル含有複合酸化物である。
【０１７０】
Ｌｉx Ｃｏy Ｎｉz Ｍ1-y-z Ｏb-a Ｘe   ・・・（２４）
（Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）およびアンチモン（Ｓｂ）のうちの少なくとも１種である。Ｘは、ハロゲン元素である。ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂは、０．８＜ｘ≦１．２、０≦ｙ≦１．０、０．５≦ｚ≦１．０、０≦ａ≦１．０、１．８≦ｂ≦２．２およびｙ＜ｚを満たす。
【０１７１】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2 、Ｌｉ1.2 Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175 Ｎｉ0.1 Ｏ2 およびＬｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2 などである。
【０１７２】
なお、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、５０原子％以上であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１７３】
スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（２５）で表される化合物などである。
【０１７４】
Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ１４b Ｏc Ｆd   ・・・（２５）
（Ｍ１４は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．９≦ａ≦１．１、０≦ｂ≦０．６、３．７≦ｃ≦４．１および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１７５】
スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物の具体例は、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 などである。
【０１７６】
オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、下記の式（２６）で表される化合物などである。
【０１７７】
Ｌｉa Ｍ１５ＰＯ4   ・・・（２６）
（Ｍ１５は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）のうちの少なくとも１種である。ａは、０．９≦ａ≦１．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１７８】
オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ4 、ＬｉＭｎＰＯ4 、ＬｉＦｅ0.5 Ｍｎ0.5 ＰＯ4 およびＬｉＦｅ0.3 Ｍｎ0.7 ＰＯ4 などである。
【０１７９】
なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（２７）で表される化合物などでもよい。
【０１８０】
（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x   ・・・（２７）
（ｘは、０≦ｘ≦１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ｘは完全放電状態の値である。）
【０１８１】
この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物および導電性高分子などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンおよびポリチオフェンなどである。ただし、正極材料は、上記以外の他の材料でもよい。
【０１８２】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムおよびエチレンプロピレンジエンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリフッ化ビニリデンおよびポリイミドなどである。
【０１８３】
正極導電剤は、例えば、炭素材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
【０１８４】
［負極］
負極３４は、例えば、図２に示したように、負極集電体３４Ａと、その負極集電体３４Ａの両面に設けられた負極活物質層３４Ｂとを含んでいる。ただし、負極活物質層３４Ｂは、負極集電体３４Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【０１８５】
負極集電体３４Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この負極集電体３４Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【０１８６】
負極集電体３４Ａ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３４Ａに対する負極活物質層３４Ｂ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３４Ｂと対向する領域において、負極集電体３４Ａの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法などである。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体３４Ａの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体３４Ａの表面に凹凸が設けられる。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。
【０１８７】
負極活物質層３４Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層３４Ｂは、負極活物質に加えて、負極結着剤および負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１８８】
充電途中において意図せずにリチウム金属が負極３４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３３の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極３３の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。
【０１８９】
負極材料は、例えば、炭素材料のうちのいずれか１種類または２種類以上である。リチウム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が安定して得られるからである。また、炭素材料は負極導電剤としても機能するため、負極活物質層３４Ｂの導電性が向上するからである。
【０１９０】
炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛などである。ただし、難黒鉛化性炭素における（００２）面の面間隔は、０．３７ｎｍ以上であることが好ましいと共に、黒鉛における（００２）面の面間隔は、０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料は、例えば、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭およびカーボンブラック類などである。このコークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂およびフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）されたものである。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でもよいし、非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状のうちのいずれでもよい。
【０１９１】
また、負極材料は、例えば、金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料（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。
【０１９２】
金属系材料は、単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ただし、合金には、２種類以上の金属元素からなる材料に加えて、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。この金属系材料の組織は、例えば、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物およびそれらの２種類以上の共存物などである。
【０１９３】
上記した金属元素および半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）などである。
【０１９４】
中でも、ケイ素およびスズのうちの一方または双方が好ましい。リチウムを吸蔵放出する能力が優れているため、著しく高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１９５】
ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、ケイ素の単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、スズの単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ここで説明する単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体（微量の不純物を含んでいてもよい）を意味しており、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
【０１９６】
ケイ素の合金は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、ケイ素の合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１９７】
ケイ素の合金およびケイ素の化合物のそれぞれの具体例は、ＳｉＢ4 、ＳｉＢ6 、Ｍｇ2 Ｓｉ、Ｎｉ2 Ｓｉ、ＴｉＳｉ2 、ＭｏＳｉ2 、ＣｏＳｉ2 、ＮｉＳｉ2 、ＣａＳｉ2 、ＣｒＳｉ2 、Ｃｕ5 Ｓｉ、ＦｅＳｉ2 、ＭｎＳｉ2 、ＮｂＳｉ2 、ＴａＳｉ2 、ＶＳｉ2 、ＷＳｉ2 、ＺｎＳｉ2 、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ、ＳｉＯv （０＜ｖ≦２）、およびＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯv におけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
【０１９８】
スズの合金は、例えば、スズ以外の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、スズの合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１９９】
スズの合金およびスズの化合物の具体例は、ＳｎＯw （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3 、ＬｉＳｎＯおよびＭｇ2 Ｓｎなどである。
【０２００】
特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第１構成元素であるスズと共に第２構成元素および第３構成元素を含む材料（Ｓｎ含有材料）であることが好ましい。第２構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、セシウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル、タングステン、ビスマスおよびケイ素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。第３構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウムおよびリンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｎ含有材料が第２および第３構成元素を含んでいることで、高い電池容量および優れたサイクル特性などが得られるからである。
【０２０１】
中でも、Ｓｎ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）であることが好ましい。このＳｎＣｏＣ含有材料では、例えば、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が２０質量％〜７０質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０２０２】
ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを含む相を有しており、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応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。この反応相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとした場合において、１°以上であることが好ましい。リチウムがより円滑に吸蔵放出されると共に、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が含まれている相を含んでいる場合もある。
【０２０３】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較すれば容易に判断できる。例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウムと反応可能な反応相に対応するものである。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含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化または非晶質化しているものと考えられる。
【０２０４】
ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素のうちの少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。スズなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。市販の装置では、例えば、軟Ｘ線としてＡｌ−Ｋα線またはＭｇ−Ｋα線などが用いられる。炭素のうちの少なくとも一部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。なお、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークは、８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正されているものとする。この際、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、その表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとして、そのピークをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定において、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形で得られる。このため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することで、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。
【０２０５】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。このＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、スズ、コバルトおよび炭素に加えて、さらにケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン、ガリウムおよびビスマスなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
【０２０６】
ＳｎＣｏＣ含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素とを構成元素として含む材料（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、鉄の含有量を少なめに設定する場合は、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、鉄の含有量が０．３質量％〜５．９質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％〜７０質量％である。また、鉄の含有量を多めに設定する場合は、炭素の含有量が１１．９質量％〜２９．７質量％、スズ、コバルトおよび鉄の含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））が２６．４質量％〜４８．５質量％、コバルトおよび鉄の含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））が９．９質量％〜７９．５質量％である。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られるからである。なお、ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料の物性と同様である。
【０２０７】
この他、負極材料は、例えば、金属酸化物および高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムおよび酸化モリブデンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンおよびポリピロールなどである。
【０２０８】
中でも、負極材料は、以下の理由により、炭素材料および金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。
【０２０９】
金属系材料、特に、ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張収縮しやすいという懸念点を有する。一方、炭素材料は、理論容量が低いという懸念点を有する反面、充放電時において膨張収縮しにくいという利点を有する。よって、炭素材料および金属系材料の双方を用いることで、高い理論容量（言い替えれば電池容量）を得つつ、充放電時の膨張収縮が抑制される。
【０２１０】
負極活物質層３４Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上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に分散させてから負極集電体３４Ａに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法および化学堆積法などである。より具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長（ＣＶＤ）法およびプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法および無電解鍍金法などである。溶射法とは、溶融状態または半溶融状態の負極活物質を負極集電体３４Ａ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、有機溶剤などに分散された混合物を負極集電体３４Ａ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、反応焼成法およびホットプレス焼成法などを用いることができる。
【０２１１】
この二次電池では、上記したように、充電途中において負極３４にリチウムが意図せずに析出することを防止するために、リチウムを吸蔵および放出することが可能である負極材料の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きくなっている。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、その完全充電時の開回路電圧が４．２０Ｖである場合と比較して、同じ正極活物質を用いても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるため、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。
【０２１２】
完全充電時の開回路電圧（充電終止電圧）は、特に限定されないが、上記したように、４．２Ｖ以上であることが好ましい。中でも、完全充電時の開回路電圧は、４．２５Ｖ以上であることが好ましく、４．３５Ｖ以上であることがより好ましい。完全充電時の開回路電圧を著しく高くしても、上記した電解質塩と炭酸エチレンとの混合比の適正化に基づく利点が得られるため、優れた電池特性が得られるからである。なお、放電終止電圧は、特に限定されないが、例えば、３．０Ｖ以下である。
【０２１３】
［セパレータ］
セパレータ３５は、例えば、図２に示したように、正極３３と負極３４との間に配置されている。このセパレータ３５は、正極３３と負極３４とを隔離すると共に、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。
【０２１４】
このセパレータ３５は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜のうちのいずれか１種類または２種類以上であり、２種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
【０２１５】
特に、セパレータ３５は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）と、その基材層の片面または両面に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。正極３３および負極３４のそれぞれに対するセパレータ３５の密着性が向上するため、巻回電極体３０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。
【０２１６】
高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物を含んでいる。物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。ただし、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン以外でもよい。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などに高分子化合物が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。この高分子化合物層は、例えば、無機粒子などの絶縁性粒子のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。無機粒子の種類は、例えば、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムなどである。
【０２１７】
［電解液］
電解液は、上記した本技術の電解液と同様の構成を有している。すなわち、電解液では、溶媒が炭酸エチレンを含んでいると共に、電解質塩と炭酸エチレンとの混合比が適正化されている。すなわち、電解液中における電解質塩の含有量、溶媒中における炭酸エチレンの含有量およびモル比Ｍ２／Ｍ１のそれぞれに関して、上記した３つの条件が同時に満たされている。
【０２１８】
なお、液状の電解質である電解液の代わりに、ゲル状の電解質である電解質層を用いてもよい。この電解質層は、例えば、正極３３および負極３４のうちの一方または双方の表面に形成される。また、電解質層は、電解液と、その電解液を保持する高分子化合物とを含んでいる。電解液の構成は、上記した通りである。
【０２１９】
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およびポリプロピレンオキサイドなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この他、高分子化合物は、共重合体でもよい。この共重合体は、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体などである。
【０２２０】
［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
【０２２１】
充電時には、正極３３からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して負極３４に吸蔵される。一方、放電時には、負極３４からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して正極３３に吸蔵される。
【０２２２】
［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。
【０２２３】
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質と、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤などとを混合することにより、正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、正極集電体３３Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層３３Ｂを形成する。続いて、必要に応じて正極活物質層３３Ｂを加熱しながら、ロールプレス機などを用いて正極活物質層３３Ｂを圧縮成型する。この場合には、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。
【０２２４】
負極３４を作製する場合には、上記した正極３３と同様の手順により、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成する。具体的には、負極活物質と、負正極結着剤および負極導電剤などとを混合することにより、負極合剤としたのち、有機溶剤などに負極合剤を分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、負極集電体３４Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層３４Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて負極活物質層３４Ｂを圧縮成型する。
【０２２５】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、溶接法などを用いて正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層したのち、その正極３３、負極３４およびセパレータ３５を巻回させることにより、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製する。続いて、巻回体の最外周部に保護テープを貼り付ける。続いて、巻回体を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０のうちの一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させることにより、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。最後に、袋状の外装部材４０の内部に電解液を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０を密封する。これにより、巻回体に電解液が含浸されるため、巻回電極体３０が作製されると共に、その巻回電極体３０が外装部材４０の内部に封入される。この場合には、正極リード３１と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入する。
【０２２６】
これにより、ラミネートフィルム型の二次電池が完成する。
【０２２７】
なお、ゲル状の電解質層を用いる場合には、最初に、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などとを混合することにより、前駆溶液を調製する。続いて、正極３３の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、電解質層を形成する。また、負極３４の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、電解質層を形成する。こののち、巻回体を作製する場合には、セパレータ３５を介して、電解質層が形成された正極３３と電解質層が形成された負極３４とを積層したのち、その正極３３、負極３４、セパレータ３５および電解質層を巻回させる。
【０２２８】
［作用および効果］
このラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池によれば、電解液が本技術の電解液と同様の構成を有している。これにより、上記したように、電解質塩を用いて充放電反応を十分に進行させながら、電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制される。よって、二次電池を繰り返して使用しても、放電容量が低下しにくくなると共に二次電池が膨れにくくなるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０２２９】
特に、柔軟性を有するフィルム状の外装部材４０を用いたラミネートフィルム型の二次電池は、上記したガスの発生に起因する膨れが顕在化しやすい傾向にある。よって、上記した電解液の構成に基づく利点を利用することにより、その二次電池の膨れを効果的に抑制することができる。
【０２３０】
ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池に関する他の作用および効果は、本技術の電解液に関する作用および効果と同様である。
【０２３１】
＜３．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
【０２３２】
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利用可能である機械、機器、器具、装置およびシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０２３３】
二次電池の用途は、例えば、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオ、携帯用テレビおよび携帯用情報端末などの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに搭載される電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。もちろん、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。
【０２３４】
中でも、二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器などに適用されることが有効である。これらの用途では優れた電池特性が要求されるため、本技術の二次電池を用いることにより、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、二次電池を用いた電源である。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。電動車両は、二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車など）でもよい。電力貯蔵システムは、二次電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源である二次電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して家庭用の電気製品などを使用することが可能である。電動工具は、二次電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、二次電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
【０２３５】
ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。
【０２３６】
＜３−１．電池パック（単電池）＞
図３は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図４は、図３に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図３では、電池パックが分解された状態を示している。
【０２３７】
ここで説明する電池パックは、１つの本技術の二次電池を用いた簡易型の電池パック（いわゆるソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。この電池パックは、例えば、図３に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池である電源１１１と、その電源１１１に接続される回路基板１１６とを備えている。この電源１１１には、正極リード１１２および負極リード１１３が取り付けられている。
【０２３８】
電源１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８，１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection・Circuit・Module ）が形成されている。この回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極１１２に接続されていると共に、タブ１１５を介して負極リード１１３に接続されている。また、回路基板１１６は、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１２１により保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
【０２３９】
また、電池パックは、例えば、図４に示したように、電源１１１と、回路基板１１６とを備えている。回路基板１１６は、例えば、制御部１２１と、スイッチ部１２２と、ＰＴＣ素子１２３と、温度検出部１２４とを備えている。電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して外部と接続されることが可能であるため、その電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）１２６を用いて温度を検出する。
【０２４０】
制御部１２１は、電池パック全体の動作（電源１１１の使用状態を含む）を制御する。この制御部１２１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリなどを含んでいる。
【０２４１】
この制御部１２１は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、充電電流を遮断する。
【０２４２】
一方、制御部１２１は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、放電電流を遮断する。
【０２４３】
なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２４４】
スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電源１１１の使用状態、すなわち電源１１１と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部１２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部１２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
【０２４５】
温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部１２１に出力する。この温度検出部１２４は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部１２４により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部１２１が補正処理を行う場合などに用いられる。
【０２４６】
なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ素子１２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。
【０２４７】
＜３−２．電池パック（組電池）＞
図５は、組電池を用いた電池パックのブロック構成を表している。
【０２４８】
この電池パックは、例えば、筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１および負極端子７２とを備えている。この筐体６０は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。
【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。この制御部６１は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、２種類以上の本技術の二次電池を含む組電池であり、その２種類以上の二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６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、すなわち電源６２と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。
【０２５１】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部６１に出力する。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度の測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部６１が補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における二次電池の電圧を測定すると共に、アナログ−デジタル変換された電圧の測定結果を制御部６１に供給する。
【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のそれぞれから入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御する。
【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すると、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。
【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すると、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。
【０２５５】
なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、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などを含んでいる。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値、製造工程段階において測定された二次電池の情報（例えば、初期状態の内部抵抗など）などが記憶されている。なお、メモリ６８に二次電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量などの情報を把握できる。
【０２５７】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度検出素子６９は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。
【０２５８】
正極端子７１および負極端子７２のそれぞれは、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えばノート型のパーソナルコンピュータなど）、電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば充電器など）などに接続される端子である。電源６２は、正極端子７１および負極端子７２を介して充放電される。
【０２５９】
＜３−３．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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
この電動車両は、例えば、エンジン７５およびモータ７７のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行することが可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン７５を動力源とする場合には、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して、エンジン７５の駆動力（回転力）が前輪８６および後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力が発電機７９に伝達されるため、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ８３を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源７６に蓄積される。一方、変換部であるモータ７７を動力源とする場合には、電源７６から供給された電力（直流電力）がインバータ８２を介して交流電力に変換されるため、その交流電力を利用してモータ７７が駆動する。このモータ７７により電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して前輪８６および後輪８８に伝達される。
【０２６２】
なお、制動機構を介して電動車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ７７に回転力として伝達されるため、その回転力を利用してモータ７７が交流電力を発生させるようにしてもよい。この交流電力はインバータ８２を介して直流電力に変換されるため、その直流回生電力は電源７６に蓄積されることが好ましい。
【０２６３】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部７４は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続されていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御すると共に、スロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。この各種センサ８４は、例えば、速度センサ、加速度センサおよびエンジン回転数センサなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２６４】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、その電動車両は、エンジン７５を用いずに電源７６およびモータ７７だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
【０２６５】
＜３−４．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。
【０２６６】
この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋８９の内部に、制御部９０と、電源９１と、スマートメータ９２と、パワーハブ９３とを備えている。
【０２６７】
ここでは、電源９１は、例えば、家屋８９の内部に設置された電気機器９４に接続されていると共に、家屋８９の外部に停車された電動車両９６に接続されることが可能である。また、電源９１は、例えば、家屋８９に設置された自家発電機９５にパワーハブ９３を介して接続されていると共に、スマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して外部の集中型電力系統９７に接続されることが可能である。
【０２６８】
なお、電気機器９４は、例えば、１または２種類以上の家電製品を含んでおり、その家電製品は、例えば、冷蔵庫、エアコン、テレビおよび給湯器などである。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機および風力発電機などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。電動車両９６は、例えば、電気自動車、電気バイクおよびハイブリッド自動車などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。集中型電力系統９７は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所および風力発電所などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２６９】
制御部９０は、電力貯蔵システム全体の動作（電源９１の使用状態を含む）を制御する。この制御部９０は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。スマートメータ９２は、例えば、電力需要側の家屋８９に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信することが可能である。これに伴い、スマートメータ９２は、例えば、外部と通信しながら、家屋８９における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０２７０】
この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統９７からスマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機９５からパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積される。この電源９１に蓄積された電力は、制御部９０の指示に応じて電気機器９４および電動車両９６に供給されるため、その電気機器９４が稼働可能になると共に、その電動車両９６が充電可能になる。すなわち、電力貯蔵システムは、電源９１を用いて、家屋８９内における電力の蓄積および供給を可能にするシステムである。
【０２７１】
電源９１に蓄積された電力は、必要に応じて使用することが可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜において、集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、電気使用料が高い日中において、その電源９１に蓄積された電力を用いることができる。
【０２７２】
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。
【０２７３】
＜３−５．電動工具＞
図８は、電動工具のブロック構成を表している。
【０２７４】
ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
【０２７５】
工具本体９８は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御する。この制御部９９は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給する。
【実施例】
【０２７６】
本技術の実施例に関して説明する。
【０２７７】
（実験例１−１〜１−３７）
以下の手順により、図１および図２に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０２７８】
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2 ，メジアン径Ｄ５０＝１３μｍ）９４質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（アセチレンブラック）３質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体３３Ａ（２０μｍ厚の帯状アルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層３３Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層３３Ｂを圧縮成型した。
【０２７９】
負極３４を作製する場合には、最初に、負極活物質（黒鉛，メジアン径Ｄ５０＝２０μｍ）９５質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）５質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に負極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体３４Ａ（１５μｍ厚の帯状銅箔）の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層３４Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層３４Ｂを圧縮成型した。
【０２８０】
電解液を調製する場合には、溶媒に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を加えることにより、その溶媒を撹拌したのち、さらに溶媒にスルホン化合物を加えることにより、その溶媒を撹拌した。溶媒の種類、溶媒組成（溶媒中における各成分の含有量：重量％）、電解液中における電解質塩の含有量（ｍｏｌ／ｋｇ）、モル比Ｍ２／Ｍ１、スルホン化合物の種類および電解液中におけるスルホン化合物の含有量（重量）のそれぞれは、表１〜表３に示した通りである。この場合には、電解質塩の添加量（電解液中における電解質塩の含有量）および溶媒中における炭酸エチレンの含有量のそれぞれを変更することにより、モル比Ｍ２／Ｍ１を変化させた。
【０２８１】
ここでは、溶媒として、５種類の非水溶媒を用いた。具体的には、環状炭酸エステルである炭酸エチレン（ＥＣ）および炭酸プロピレン（ＰＣ）と、鎖状炭酸エステルである炭酸ジエチル（ＤＥＣ）および炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）と、鎖状カルボン酸エステルであるプロピオン酸プロピル（ＰＲＰ）とを用いた。
【０２８２】
また、スルホン化合物として、第１スルホン化合物である式（１−１）に示した化合物と、第２スルホン化合物である式（２−１）に示した化合物と、第３スルホン化合物である式（３−１）に示した化合物とを用いた。なお、比較のために、必要に応じてスルホン化合物を用いなかった。
【０２８３】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体３３Ａにアルミニウム製の正極リード３１を溶接すると共に、負極集電体３４Ａに銅製の負極リード３２を溶接した。続いて、セパレータ３５（２０μｍ厚の微多孔性ポリエチレン延伸フィルム）を介して正極３３と負極３４とを積層させることにより、積層体を得た。続いて、積層体を長手方向に巻回させたのち、その積層体の最外周部に保護テープを貼り付けることにより、巻回体を作製した。続いて、巻回体を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、その外装部材４０のうちの３辺の外周縁部同士を熱融着した。この外装部材４０は、２５μｍ厚のナイロンフィルムと、４０μｍ厚のアルミニウム箔と、３０μｍ厚のポリプロピレンフィルムとが外側からこの順に積層されたアルミラミネートフィルムである。この場合には、正極リード３１と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入した。最後に、外装部材４０の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回体に含浸させたのち、減圧環境中において外装部材４０の残りの１辺の外周縁部同士を熱融着した。これにより、巻回電極体３０が作製されると共に、外装部材４０の内部に巻回電極体３０が封入されたため、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池が完成した。
【０２８４】
二次電池の電池特性を評価するために、その二次電池の膨れ特性、保存特性およびサイクル特性を調べたところ、表１〜表３に示した結果が得られた。
【０２８５】
膨れ特性を調べる場合には、保存試験を行うことにより、膨れ率（％）を求めた。具体的には、最初に、二次電池の状態を安定化させるために、常温環境中（温度＝２５℃）において二次電池を充放電させた。続いて、同環境中において二次電池を充電させたのち、その充電状態の二次電池の厚さ（保存前の厚さ）を測定した。続いて、高温環境中（温度＝７０℃）において充電状態の二次電池を保存（保存時間＝６月間）したのち、常温環境中（温度＝２５℃）において充電状態の二次電池の厚さ（保存後の厚さ）を測定した。最後に、膨れ率（％）＝［（保存後の厚さ−保存前の厚さ）／保存前の厚さ］×１００を算出した。
【０２８６】
なお、充電時には、０．２Ｃの電流で電圧が４．３Ｖに到達するまで定電流充電したのち、４．３Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで定電圧充電した。放電時には、０．２Ｃの電流で電圧が２．５Ｖに到達するまで定電流放電した。「０．２Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を５時間で放電しきる電流値であると共に、「０．０５Ｃ」とは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。
【０２８７】
保存特性を調べる場合には、上記した保存試験を行う際に、保存維持率（％）を求めた。具体的には、最初に、二次電池の状態を安定化させるために、常温環境中（温度＝２５℃）において二次電池を充放電させた。続いて、同環境中において二次電池を充放電させることにより、放電容量（保存前の放電容量）を測定した。続いて、高温環境中（温度＝７０℃）において二次電池を保存（保存時間＝６月間）したのち、常温環境中（温度＝２５℃）において二次電池を充放電させることにより、放電容量（保存後の放電容量）を測定した。最後に、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。
【０２８８】
なお、充放電条件は、膨れ特性を調べた場合と同様にした。
【０２８９】
サイクル特性を調べる場合には、サイクル試験を行うことにより、サイクル維持率（％）を算出した。具体的には、最初に、二次電池の状態を安定化させるために、常温環境中（温度＝２５℃）において二次電池を充放電（１サイクル）させた。続いて、同環境中（温度＝２５℃）において二次電池を充放電（１サイクル）させることにより、２サイクル目の放電容量を測定した。続いて、同環境中においてサイクル数が１０００サイクルになるまで二次電池を繰り返して充放電させることにより、１０００サイクル目の放電容量を測定した。最後に、サイクル維持率（％）＝（１０００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。
【０２９０】
なお、充電時には、１Ｃの電流で電圧が４．３Ｖに到達するまで定電流充電したのち、４．３Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで定電圧充電した。放電時には、５Ｃの電流で電圧が２．５Ｖに到達するまで定電流放電した。「１Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を１時間で放電しきる電流値であると共に、「５Ｃ」とは、電池容量を０．２時間で放電しきる電流値である。
【０２９１】
【表１】
2018129169.tif 000018
【０２９２】
【表２】
2018129169.tif 000019
【０２９３】
【表３】
2018129169.tif 000020
【０２９４】
溶媒が炭酸エチレンを含んでいる場合において、膨れ率、保存維持率およびサイクル維持率のそれぞれは、炭酸エチレンの含有量、電解質塩の含有量、モル比Ｍ２／Ｍ１およびスルホン化合物の有無などに応じて変動した。
【０２９５】
具体的には、炭酸エチレンの含有量が１０重量％〜３０重量％、電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ〜２．０ｍｏｌ／ｋｇおよびモル比Ｍ２／Ｍ１が０．４〜２．４という３つの条件が同時に満たされている場合において、電解液がスルホン化合物を含んでいると（実験例１−１〜１−２４）、その３つの条件が同時に満されていない場合および電解液がスルホン化合物を含んでいない場合（実験例１−２５〜１−３７）と比較して、膨れ率を十分に減少させながら、保存維持率およびサイクル維持率のそれぞれが十分に増加した。
【０２９６】
特に、３つの条件が満たされていると共に電解液がスルホン化合物を含んでいる場合には、電解液中におけるスルホン化合物の含有量が０．０１重量％〜１０重量％であると、膨れ率が十分に減少すると共に、保存維持率およびサイクル維持率のそれぞれが十分に増加した。
【０２９７】
また、溶媒が炭酸プロピレンを含んでいると、その溶媒が炭酸プロピレンを含んでいない場合と比較して、高い保存維持率および高いサイクル維持率が維持されたまま、膨れ率がより減少した。
【０２９８】
（実験例２−１〜２−３７）
表４〜表６に示したように、正極活物質の種類を変更したことを除いて、実験例１−１〜１−３７と同様の手順により、二次電池を作製すると共に、その二次電池の電池特性（膨れ特性、保存特性およびサイクル特性）を調べた。
【０２９９】
正極３３を作製する場合には、最初に、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）３質量部と、正極導電剤（黒鉛）６質量部とを混合することを除いて、同様の手順を経た。
【０３００】
膨れ特性、保存特性およびサイクル特性のそれぞれを調べる場合の充放電条件は、充電電圧を４．４Ｖに変更すると共に放電電圧を３．０Ｖに変更したことを除いて、同様の条件とした。
【０３０１】
【表４】
2018129169.tif 000021
【０３０２】
【表５】
2018129169.tif 000022
【０３０３】
【表６】
2018129169.tif 000023
【０３０４】
正極活物質の種類を変更した場合（表４〜表６）においても、表１〜表３に示した結果と同様の結果が得られた。
【０３０５】
すなわち、炭酸エチレンの含有量が１０重量％〜３０重量％、電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ〜２．０ｍｏｌ／ｋｇおよびモル比Ｍ２／Ｍ１が０．４〜２．４という３つの条件が満たされている場合において、電解液がスルホン化合物を含んでいると（実験例２−１〜２−２４）、その３つの条件が同時に満されていない場合および電解液がスルホン化合物を含んでいない場合（実験例２−２５〜２−３７）と比較して、膨れ率を十分に減少させながら、保存維持率およびサイクル維持率のそれぞれが十分に増加した。
【０３０６】
表１〜表６に示した結果から、溶媒が炭酸エチレンを含んでおり、溶媒中における炭酸エチレンの含有量、電解液中における電解質塩の含有量およびモル比Ｍ２／Ｍ１に関して上記した３つの条件が同時に満たされていると共に、その電解液がスルホン化合物を含んでいると、膨れ特性、保存特性およびサイクル特性がいずれも改善された。よって、二次電池において優れた電池特性が得られた。
【０３０７】
以上、一実施形態および実施例を挙げながら本技術を説明したが、本技術は、一実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。
【０３０８】
具体的には、電池素子が巻回構造を有する場合に関して説明したが、本技術の二次電池において電池素子が有する構造は、特に限定されない。具体的には、電池素子は、例えば、積層構造などの他の構造を有していてもよい。
【０３０９】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
【０３１０】
なお、本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
正極と、
負極と、
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒が炭酸エチレンを含み、（Ｂ）前記電解質塩の含有量が０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量が１０重量％以上３０重量％以下であり、（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１が０．４以上２．４以下であり、（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、電解液と
を備えた、二次電池。
【化１６】
2018129169.tif 000024
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
（２）
前記１価の飽和炭化水素基は、アルキル基、シクロアルキル基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の基のうちのいずれかであり、
前記１価の不飽和炭化水素基は、アルケニル基、アルキニル基、アリール基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価のうちのいずれかであり、
前記２価の不飽和炭化水素基は、アルケニレン基、アルキニレン基、アリーレン基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された基のうちのいずれかである、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記式（１）に示した化合物は、下記の式（１−１）〜式（１−４）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種を含み、
前記式（２）に示した化合物は、下記の式（２−１）〜式（２−３）のそれぞれで表される化合物のうちの少なくとも１種を含み、
前記式（３）に示した化合物は、下記の式（３−１）〜式（３−３）のそれぞれ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）または（２）に記載の二次電池。
【化１７】
2018129169.tif 000025
（４）
前記電解液中における前記スルホン化合物の含有量は、０．０１重量％以上１０重量％以下である、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
前記溶媒は、環状炭酸エステルと、鎖状炭酸エステルおよび鎖状カルボン酸エステルのうちの少なくとも一方とを含み、
前記環状炭酸エステルは、前記炭酸エチレンを含み、
前記鎖状炭酸エステルは、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一方を含み、
前記鎖状カルボン酸エステルは、プロピオン酸エチルおよびプロピオン酸プロピルのうちの少なくとも一方を含む、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の二次電池。
（６）
前記環状炭酸エステルは、さらに、炭酸プロピレンを含み、
前記溶媒中における前記炭酸プロピレンの含有量は、３０重量％以下である、
上記（５）に記載の二次電池。
（７）
前記電解質塩は、リチウム塩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二次電池。
（８）
前記正極、前記負極および前記電解液のそれぞれは、フィルム状の外装部材の内部に収納されている、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二次電池。
（９）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池。
（１０）
（Ａ）溶媒および電解質塩を含むと共に、前記溶媒は炭酸エチレンを含み、
（Ｂ）前記電解質塩の含有量は０．８ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であり、
（Ｃ）前記溶媒中における前記炭酸エチレンの含有量は１０重量％以上３０重量％以下であり、
（Ｄ）前記電解質塩のモル数Ｍ１に対する前記炭酸エチレンのモル数Ｍ２の比Ｍ２／Ｍ１は０．４以上２．４以下であり、
（Ｅ）下記の式（１）、式（２）および式（３）のそれぞれで表されるスルホン化合物のうちの少なくとも１種を含む、
二次電池用電解液。
【化１８】
2018129169.tif 000026
（Ｒ１およびＲ２のそれぞれは、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基およびそれらのうちの２種類以上が互いに結合された１価の結合基のうちのいずれかである。ただし、Ｒ１およびＲ２のうちの少なくとも一方は、１価の不飽和炭化水素基および１価の結合基のうちのいずれかである。ＸおよびＹのそれぞれは、２価の不飽和炭化水素基である。）
二次電池用電解液。
（１１）
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１２）
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１３）
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
（１４）
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
（１５）
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
【符号の説明】
【０３１１】
３０…巻回電極体、３３…正極、３３Ａ…正極集電体、３３Ｂ…正極活物質層、３４…負極、３４Ａ…負極集電体、３４Ｂ…負極活物質層、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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