(57)【要約】【課題】高温環境中のサイクル特性を向上できる二次電池、並びにこれを用いた電池パック、電子機器、電動車両および電力システムを提供する。【解決手段】二次電池は、正極と、負極と、イオンが移動可能な絶縁層とを備え、正極、負極および絶縁層のうちの少なくとも何れかは、特定構造の繰り返し単位のうちの１種以上が連結した重合体の中から選ばれた少なくとも１種を含むものである。【選択図】図１
2013161657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
イオンが移動可能な絶縁層と
を備え、
上記正極、上記負極および上記絶縁層のうちの少なくとも何れかは、式（１）〜式（６）の繰り返し単位のうちの１種以上が連結した重合体の中から選ばれた少なくとも１種を含む二次電池。
【化１】
2013161657.tif 000047
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｍは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ１は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ１は、すべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化２】
2013161657.tif 000048
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｎは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ２は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ２はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化３】
2013161657.tif 000049
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｏは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ３は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）並びにハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ３はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化４】
2013161657.tif 000050
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｐは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ４は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ４はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化５】
2013161657.tif 000051
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｑは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ５は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ５はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化６】
2013161657.tif 000052
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ６は、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ６は、少なくとも１つ以上のシアノ基を有する。）
【請求項２】
上記重合体の含有量は、上記重合体を含有する電池部材に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である請求項１に記載の二次電池。
【請求項３】
電解液をさらに備え、
上記電解液は、非水溶媒および電解質塩を含む請求項１に記載の二次電池。
【請求項４】
上記電解液は、シアノ基を分子内に有する脂肪族化合物、およびシアノ基を分子内に有する芳香族化合物のうちの少なくとも何れかを含有する請求項３に記載の二次電池。
【請求項５】
上記シアノ基を分子内に有する脂肪族化合物は、２個以上のシアノ基を分子内に有する脂肪族化合物である請求項４に記載の二次電池。
【請求項６】
上記電解液は、上記ハロゲン原子を含む環状炭酸エステル誘導体をさらに含み、
上記ハロゲン原子を含む環状炭酸エステル誘導体の含有量は、上記非水溶媒に対して、０．０１質量％以上３０質量％以下である請求項３に記載の二次電池。
【請求項７】
上記ハロゲン原子を有する環状炭酸エステル誘導体は、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンのうちの少なくとも何れかである請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
上記絶縁層は、上記正極と上記負極との間にある請求項１に記載の二次電池。
【請求項９】
上記絶縁層は、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニア、およびジルコニアの中から選ばれた少なくとも１種の絶縁性酸化物をさらに含む請求項８に記載の二次電池。
【請求項１０】
上記絶縁層は、セパレータ、ゲル状電解質および固体電解質のうちの少なくとも何れかである請求項８に記載の二次電池。
【請求項１１】
上記セパレータは、樹脂材料を含む層を、上記正極および上記負極に対して垂直方向に２種以上積層した多層構造を有し、
上記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミドおよびポリアクリロニトリルの中から選ばれた１種以上である請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１２】
上記セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミドおよびポリアクリロニトリルの中から選ばれた２種以上の樹脂材料を含み、
上記正極および上記負極に対する垂直方向において、上記樹脂材料の組成が変化する請求項１０に記載の二次電池。
【請求項１３】
一対の上記正極および上記負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下である請求項１に記載の二次電池。
【請求項１４】
請求項１に記載の二次電池と、
上記二次電池について制御する制御部と、
上記二次電池を内包する外装と
を有する電池パック。
【請求項１５】
請求項１に記載の二次電池を有し、
上記二次電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１６】
請求項１に記載の二次電池を有し、
上記二次電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
【請求項１７】
請求項１に記載の二次電池を有し、
上記二次電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
【請求項１８】
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記二次電池の充放電制御を行う請求項１７に記載の蓄電装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の二次電池から電力の供給を受け、または、発電装置若しくは電力網から上記二次電池に電力が供給される電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、二次電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機または携帯情報端末機器などに代表される電子機器が広く普及しており、そのさらなる小型化、軽量化および長寿命化が強く求められている。これに伴い、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。この二次電池は、最近では、上記した電子機器に限らず、電動ドリルなどの電動工具、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に代表される多様な用途への適用も検討されている。
【０００３】
二次電池としては、さまざまな充放電原理を利用するものが広く提案されているが、中でも、リチウムイオンの吸蔵放出を利用するリチウムイオン二次電池が有望視されている。鉛電池およびニッケルカドミウム電池などよりも高いエネルギー密度が得られるからである。二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えており、その正極および負極は、それぞれ正極活物質および負極活物質を含んでいる。高い電池容量を得るために、正極活物質としてはＬｉＣｏＯ2などのリチウム複合酸化物を用いると共に、負極活物質としては黒鉛などの炭素材料が用いる。
【０００４】
ところで、二次電池のさらなる性能向上および用途拡大などを目的として、電池容量をより増加させるために、充電電圧を４．２Ｖよりも高くして正極活物質を高エネルギー密度化することが検討されている。
【０００５】
しかしながら、充電電圧を４．２Ｖよりも高くすると、特に高温環境中において、正極の表面近傍で電解液が酸化分解されやすくなるため、二次電池の重要な特性であるサイクル特性が低下してしまう。この場合には、電解液の分解反応に起因して電池内にガスが発生し、電池膨れや漏液、場合によっては電池破裂などが生じるため、安全性も低下する可能性がある。
【０００６】
従来では、サイクル特性などの電池特性を改善するために、以下の技術が提案されている。特許文献１〜２では、正極の表面または正極活物質の表面を金属酸化物で被覆する技術が提案されている。この技術では、正極の表面または正極活物質の表面を金属酸化物で被覆することによって、正極から電解液中への遷移金属の溶出を抑制することで、電池寿命を改善できる。
【０００７】
特許文献３〜４では、高温特性などを改善するために、電極中にフタルイミド化合物またはニトリル誘導体などを添加する技術が提案されている。特許文献３の技術では、電解液中に溶出されたフタルイミド化合物が正極または負極の表面に吸着するため、正極では遷移金属の溶出が抑制されると共に、負極では遷移金属の析出が抑制される。特許文献４の技術では、電池膨れを抑制するために、ニトリル誘導体と一緒に環状または鎖状のエステルとラクトンとの混合溶媒などを用いる。
【０００８】
特許文献５〜７では、高温環境中におけるサイクル特性、保存特性および膨れ特性などを改善するために、電解液に含窒素芳香族化合物を添加する技術が提案されている。含窒素芳香族化合物としては、ビピリジンや、トリエチルアミンや、１，８−ビス（ジメチルアミノ）ナフタレンまたはその誘導体などを用いる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特許第３１７２３８８号公報
【特許文献２】特開２０００−１９５５１７号公報
【特許文献３】特開２００２−２７０１８１号公報
【特許文献４】特開２００５−０７２００３号公報
【特許文献５】特開２００１−０９３５７１号公報
【特許文献６】特開平０７−００３１０１号公報
【特許文献７】特開平０５−０２９０１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
二次電池では、高温環境中のサイクル特性を向上できる技術が求められている。
【００１１】
したがって、本技術の目的は、高温環境中のサイクル特性を向上できる二次電池、並びにこれを用いた電池パック、電子機器、電動車両および電力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上述した課題を解決するために、正極と、負極と、イオンが移動可能な絶縁層とを備え、正極、負極および絶縁層のうちの少なくとも何れかは、式（１）〜式（６）の繰り返し単位のうちの１種以上が連結した重合体の中から選ばれた少なくとも１種を含む二次電池である。
【化１】
2013161657.tif 000003
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｍは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ１は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ１は、すべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化２】
2013161657.tif 000004
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｎは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ２は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ２はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化３】
2013161657.tif 000005
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｏは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ３は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）並びにハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ３はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化４】
2013161657.tif 000006
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｐは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ４は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ４はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化５】
2013161657.tif 000007
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｑは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ５は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ５はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化６】
2013161657.tif 000008
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ６は、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ６は、少なくとも１つ以上のシアノ基を有する。）
【００１３】
本技術では、正極、負極および絶縁層のうちの少なくとも何れかは、式（１）〜式（６）の繰り返し単位のうちの１種以上が連結した重合体の中から選ばれた少なくとも１種を含む。これにより、高温環境中で正極、負極近傍の副反応を抑制し、電池内部の抵抗増加を抑制することで、高温環境中のサイクル特性を向上できる。
【発明の効果】
【００１４】
本技術によれば、高温環境中のサイクル特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は、本技術の実施の形態による二次電池の構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、図１における巻回電極体の一部を拡大した断面図である
【図３】図３は、本技術の実施の形態による二次電池の構成例を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、図３における巻回電極体のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。
【図５】図５は、本技術の実施の形態による電池パックの構成例を示すブロック図である。
【図６】図６は、本技術の二次電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。
【図７】図７は、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本技術の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．第１の実施の形態（円筒型の二次電池の例）
２．第２の実施の形態（ラミネートフィルム型の二次電池の例）
３．第３の実施の形態（二次電池を用いた電池パックの例）
４．第４の実施の形態（二次電池を用いた蓄電システムなどの例）
５．他の実施の形態（変形例）
【００１７】
１．第１の実施の形態
（二次電池の第１の構成例）
本技術の第１の実施の形態による二次電池の第１の構成例について、図１および図２を参照しながら説明する。図１は、本技術の第１の実施の形態による二次電池の断面構成を表す断面図である。図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大した拡大断面図である。
【００１８】
（二次電池の全体構成）
本技術の第１の実施の形態による二次電池は、例えば、リチウムイオンの吸蔵および放出により電池容量が得られるリチウムイオン二次電池である。また、この二次電池は、イオン伝導体として電解質塩および非水溶媒を含む電解液を備えた非水電解質二次電池である。
【００１９】
図１に示すように、二次電池は、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に巻回電極体２０（電解液を含む）と一対の絶縁板１２、１３とが収納されたものであり、いわゆる円筒型の二次電池である。巻回電極体２０では、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層および巻回されている。
【００２０】
電池缶１１は、一端部が閉鎖されると共に他端部が開放された中空構造を有していると共に、例えば、Ｆｅ、Ａｌまたはそれらの合金などにより形成されている。なお、電池缶１１の表面にＮｉなどが鍍金されていてもよい。一対の絶縁板１２、１３は、巻回電極体２０を上下から挟むと共にその巻回周面に対して垂直に延在するように配置されている。
【００２１】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子（positive temperature coefficient：ＰＴＣ素子）１６がガスケット１７を介してかしめられている。これにより、電池缶１１は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により形成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６は、電池蓋１４の内側に設けられており、その安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されている。この安全弁機構１５では、内部短絡、または外部からの加熱などに起因して内圧が一定以上になると、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との間の電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、大電流に起因する異常な発熱を防止するものである。この熱感抵抗素子１６では、温度が上昇すると、それに応じて抵抗が増加するようになっている。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により形成されており、その表面には、アスファルトが塗布されていてもよい。
【００２２】
巻回電極体２０の中心には、センターピン２４が挿入されていてもよい。正極２１には、例えば、Ａｌなどの導電性材料により形成された正極リード２５が接続されていると共に、負極２２には、例えば、Ｎｉなどの導電性材料により形成された負極リード２６が接続されている。正極リード２５は、安全弁機構１５に溶接などされ、電池蓋１４と電気的に接続されていると共に、負極リード２６は、電池缶１１に溶接などされ、その電池缶１１と電気的に接続されている。
【００２３】
（正極）
正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａの片面または両面に正極活物質層２１Ｂが設けられたものである。正極集電体２１Ａは、例えば、Ａｌ、Ｎｉまたはステンレスなどの導電性材料により形成されている。
【００２４】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出する正極材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤の少なくとも何れかなどを含んでいてもよい。また、正極活物質層２１は、重合体を含有している。
【００２５】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このリチウム含有化合物は、例えば、Ｌｉと遷移金属元素とを構成元素として含む複合酸化物や、Ｌｉと遷移金属元素とを構成元素として含むリン酸化合物などである。中でも、遷移金属元素は、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎおよびＦｅのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より高い電圧が得られるからである。その化学式は、典型的には、例えば、ＬｉxＭＩＯ2またはＬｉyＭIIＰＯ4で表される。式中、ＭＩおよびＭIIは、それぞれ１種類以上の遷移金属元素を表す。ｘおよびｙの値は、充放電状態に応じて異なるが、通常、０．０５≦ｘ≦１．１０、０．０５≦ｙ≦１．１０である。このようなリチウム含有化合物としては、具体的には、例えば、式（Ｉ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（II）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（III）、式（IV−１）、式（IV−２）もしくは式（Ｖ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（VI）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（VII）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、より具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉＦｅＰＯ4またはＬｉＦｅ1-eＭｎeＰＯ4（ｅ＜１）などがある。
【００２６】
Ｌｉf1Ｎｉ(1-f2-f3)Ｍｎf2Ｍ１f3Ｏ(2-f4)Ｘf5・・・（Ｉ）
（式中、Ｍ１は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）を除く２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素（Ｏ）以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５は、０≦ｆ１≦１．５、０≦ｆ２≦１．０、０≦ｆ３≦１．０、−０．１０≦ｆ４≦０．２０、０≦ｆ５≦０．２の範囲内の値である。）
【００２７】
Ｌｉg1Ｍ２g2ＰＯ4・・・（II）
（式中、Ｍ２は、２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ｇ１、ｇ２は、０≦ｇ１≦２．０、０．５≦ｇ２≦２．０の範囲内の値である。）
【００２８】
Ｌｉh1Ｍｎ(1-h2-h3)Ｎｉh2Ｍ３h3Ｏ(2-h4)Ｆh5・・・（III）
（式中、Ｍ３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）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｈ１、ｈ２、ｈ３、ｈ４およびｈ５は、０．８≦ｈ１≦１．２、０＜ｈ２＜０．５、０≦ｈ３≦０．５、ｈ２＋ｈ３＜１、−０．１≦ｈ４≦０．２、０≦ｈ５≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｈ１の値は完全放電状態における値を表している。）
【００２９】
Ｌｉi1Ｎｉ(1-i2)Ｍ４i2Ｏ(2-i3)Ｆi4・・・（IV−１）
（式中、Ｍ４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）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｉ１、ｉ２、ｉ３およびｉ４は、０．８≦ｉ１≦１．２、０．００５≦ｉ２≦０．５、−０．１≦ｉ３≦０．２、０≦ｉ４≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｉ１の値は完全放電状態における値を表している。）
【００３０】
ＬｉＮｉ1-jＭjＯ2    ・・・（IV−２）
（式中、Ｍは、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、スズ（Ｓｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、カルシウム（Ｃａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、テクネチウム（Ｔｃ）、ルテニウム（Ｒｕ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、レニウム（Ｒｅ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、バリウム（Ｂａ）、ホウ素（Ｂ）、クロム（Ｃｒ）、ケイ素（Ｓｉ）、ガリウム（Ｇａ）、リン（Ｐ）、アンチモン（Ｓｂ）、およびニオブ（Ｎｂ）のうちの少なくとも１種である。ｊは０．００５＜ｊ＜０．５である。）
【００３１】
Ｌｉk1Ｃｏ(1-k2)Ｍ５k2Ｏ(2-k3)Ｆk4・・・（Ｖ）
（式中、Ｍ５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）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｋ１、ｋ２、ｋ３およびｋ４は、０．８≦ｋ１≦１．２、０≦ｋ２＜０．５、−０．１≦ｋ３≦０．２、０≦ｋ４≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｋ１の値は完全放電状態における値を表している。）
【００３２】
Ｌｉl1Ｍｎ2-l2Ｍ６l2Ｏl3Ｆl4・・・（VI）
（式中、Ｍ６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）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｌ１、ｌ２、ｌ３およびｌ４は、０．９≦ｌ１≦１．１、０≦ｌ２≦０．６、３．７≦ｌ３≦４．１、０≦ｌ４≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｌ１の値は完全放電状態における値を表している。）
【００３３】
ＬｉmＭ７ＰＯ4・・・（VII）
（式中、Ｍ７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）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍは、０．９≦ｍ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３４】
この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物または導電性高分子などでもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンまたは硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンまたはポリチオフェンなどである。
【００３５】
なお、正極材料は前記材料以外の種類の材料も使用可能で、複数の材料を混合して用いても良く、特定材料よりなる芯粒子の表面を、別の材料で被覆した複合粒子として用いても良い。高い電極充填性とサイクル特性が得られるからである。
【００３６】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムまたは高分子材料などのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエンなどである。高分子材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデンまたはポリイミドなどである。
【００３７】
正極導電剤は、例えば、炭素材料などのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックまたはケチェンブラック、気相成長炭素繊維などである。なお、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料または導電性高分子などでもよい。
【００３８】
（重合体）
重合体としては、式（１）〜式（６）のうちの１種以上の繰り返し単位が連結した重合体（以下、一般式で表される重合体と称することもある）のうちの少なくとも１種が挙げられる。なお、一般式で表される重合体は、式（１）〜式（６）の繰り返し単位のうちの１種以上が連結していることを必須とするが、式（１）〜式（６）の繰り返し単位以外の他の繰り返し単位が連結したものを含んでいてもよい。
【００３９】
【化７】
2013161657.tif 000009
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｍは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ１は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ１は、すべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【００４０】
【化８】
2013161657.tif 000010
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｎは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ２は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ２はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【００４１】
【化９】
2013161657.tif 000011
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｏは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ３は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）並びにハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ３はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【００４２】
【化１０】
2013161657.tif 000012
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｐは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ４は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ４はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【００４３】
【化１１】
2013161657.tif 000013
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｑは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ５は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ５はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【００４４】
【化１２】
2013161657.tif 000014
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ６は、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ６は、少なくとも１つ以上のシアノ基を有する。）
【００４５】
一般式で表される重合体として、より具体的には、例えば、以下の重合体などが挙げられる。
【００４６】
一般式で表される重合体としては、より具体的には、例えば、式（７）で表される繰り返し単位を含む重合体などが挙げられる。
【００４７】
【化１３】
2013161657.tif 000015
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｍは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。）
【００４８】
一般式で表される重合体としては、より具体的には、例えば、式（８）〜式（１４）で表される重合体のうちの少なくとも１種などが挙げられる。
【００４９】
【化１４】
2013161657.tif 000016
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｎ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【００５０】
【化１５】
2013161657.tif 000017
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｏ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【００５１】
【化１６】
2013161657.tif 000018
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｐ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【００５２】
【化１７】
2013161657.tif 000019
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｑ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【００５３】
【化１８】
2013161657.tif 000020
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｓ、ｔは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【００５４】
【化１９】
2013161657.tif 000021
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｕ、ｖは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【００５５】
【化２０】
2013161657.tif 000022
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｗ、ｘは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【００５６】
一般式で表される重合体は、例えば、以下の技術文献１〜技術文献３に記載の報告例に従い製造することが可能である。
技術文献１：D.Wohrle, Makromol. Chem., 160, 83(1972)
技術文献２：D.Wohrle, Makromol. Chem., 161, 121(1972)
技術文献３：R.Liepins, D.Campbell, C.Walker, J. Polym. Sci. A-1, 6, 3059(1968)
【００５７】
一般式で表される重合体は、赤外分光法（infrared spectroscopy）により得られる赤外線吸収スペクトルで２１８０ｃｍ-1以上２２２０ｃｍ-1以下の範囲、特に２１８５ｃｍ-1以上２２１５ｃｍ-1以下の範囲に吸収帯を有する。類する化合物の分光学的測定に関する報告例として、以下の技術文献４〜５が挙げられる。
技術文献４：H.C.Barany, E.A.Braude, and M.Pianka, J. Chem. Soc., 1949, 1898
技術文献５：Y.Tabata, H.Sobue, and H.Hara, Kogyo Kagaku Zasshi, 65, 735(1962)
【００５８】
赤外分光法（infrared spectroscopy）により得られる赤外線吸収スペクトルで２１８０ｃｍ-1以上２２２０ｃｍ-1以下の範囲、特に２１８５ｃｍ-1以上２２１５ｃｍ-1以下の範囲に吸収帯を有する化合物は、無機化合物では報告例はほとんどなく、膨大な種類の化合物が報告されている有機化合物群の中でも珍しく、分子内の炭素（Ｃ）および窒素（Ｎ）間の結合が共役系の一部となっている含窒素化合物のうち、さらにそのごく一部といってよい。
【００５９】
また、下記技術文献６によれば、一般にシアノ化合物が有する特徴的な吸収帯は、脂肪族化合物の場合で２２６０〜２２４０ｃｍ-1、芳香族化合物の場合で２２４０〜２２２２ｃｍ-1付近に吸収帯を有することが報告されている。
【００６０】
技術文献６：R.M.SILVERSTEIN, F.X.WEBSTER著、『有機化合物のスペクトルによる同定法』、東京化学同人
【００６１】
（重合体の含有量）
一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種の含有量は、より優れた効果が得られる点から、正極活物質層２１Ｂに対して、０．００００１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．０００１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
【００６２】
（負極）
負極２２は、例えば、負極集電体２２Ａの片面または両面に負極活物質層２２Ｂが設けられたものである。
【００６３】
負極集電体２２Ａは、例えば、Ｃｕ、Ｎｉまたはステンレスなどの導電性材料により形成されている。この負極集電体２２Ａの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果により、負極集電体２２Ａに対する負極活物質層２２Ｂの密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層２２Ｂと対向する領域で、負極集電体２２Ａの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法としては、例えば、電解処理で微粒子を形成する方法などが挙げられる。この電解処理とは、電解槽中で電解法により負極集電体２２Ａの表面に微粒子を形成して凹凸を設ける方法である。電解法で作製された銅箔は、一般に電解銅箔と呼ばれている。
【００６４】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出する負極材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。また、負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて負極結着剤および負極導電剤の少なくとも何れかなどを含んでいてもよい。この負極活物質層２２Ｂでは、例えば、充放電時において意図せずにリチウム金属が析出することを防止するために、負極材料の充電可能な容量は正極２１の放電容量よりも大きくなっていることが好ましい。
【００６５】
負極材料は、例えば、炭素材料である。リチウムイオンの吸蔵放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度および優れたサイクル特性が得られるからである。また、負極導電剤としても機能するからである。この炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上の難黒鉛化性炭素、または（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下の黒鉛などである。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭またはカーボンブラック類などである。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂またはフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）されたものである。この他、炭素材料は、約１０００℃以下で熱処理された低結晶性炭素または非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状または鱗片状のいずれでもよい。
【００６６】
また、負極材料は、例えば、金属元素および半金属元素のいずれか１種類または２種類を構成元素として含む材料（金属系材料）である。高いエネルギー密度が得られるからである。この金属系材料は、金属元素または半金属元素の単体、合金または化合物でもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含むものでもよい。なお、合金には、２種類以上の金属元素からなる材料に加えて、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、またはそれらの２種類以上の共存物などがある。
【００６７】
上記した金属元素または半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素であり、具体的には、以下の元素の１種類または２種類以上である。Ｍｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、ＰｄまたはＰｔである。中でも、ＳｉおよびＳｎのうちの少なくとも一方が好ましい。リチウムイオンを吸蔵放出する能力が優れているため、高いエネルギー密度が得られるからである。
【００６８】
ＳｉおよびＳｎのうちの少なくとも一方を含む材料は、ＳｉまたはＳｎの単体、合金または化合物でもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含むものでもよい。なお、単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体（微量の不純物を含んでいてもよい）であり、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
【００６９】
Ｓｉの合金は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として以下の元素の１種類または２種類以上を含む材料である。Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂまたはＣｒである。Ｓｉの化合物としては、例えば、Ｓｉ以外の構成元素としてＯまたはＣを含むものが挙げられる。なお、Ｓｉの化合物は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として、Ｓｉの合金について説明した元素のいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００７０】
Ｓｉの合金または化合物は、例えば、以下の材料などである。ＳｉＢ4、ＳｉＢ6、Ｍｇ2Ｓｉ、Ｎｉ2Ｓｉ、ＴｉＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＣｏＳｉ2、ＮｉＳｉ2、ＣａＳｉ2、ＣｒＳｉ2、Ｃｕ5Ｓｉ、ＦｅＳｉ2、ＭｎＳｉ2、ＮｂＳｉ2またはＴａＳｉ2である。ＶＳｉ2、ＷＳｉ2、ＺｎＳｉ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＳｉＯv（０＜ｖ≦２）またはＬｉＳｉＯである。なお、ＳｉＯvにおけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
【００７１】
Ｓｎの合金は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素として以下の元素の１種類または２種類以上を含む材料などである。Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂまたはＣｒである。Ｓｎの化合物としては、例えば、ＯまたはＣを構成元素として含む材料などが挙げられる。なお、Ｓｎの化合物は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素としてＳｎの合金について説明した元素のいずれか１種類または２種類以上を有していてもよい。Ｓｎの合金または化合物としては、例えば、ＳｎＯw（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3、ＬｉＳｎＯまたはＭｇ2Ｓｎなどが挙げられる。
【００７２】
また、Ｓｎを有する材料としては、例えば、Ｓｎを第１構成元素とし、それに加えて第２および第３構成元素を含む材料が好ましい。第２構成元素は、例えば、以下の元素の１種類または２種類以上である。Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、ＢｉまたはＳｉである。第３構成元素は、例えば、Ｂ、Ｃ、ＡｌおよびＰの１種類または２種類以上である。第２および第３構成元素を含むと、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。
【００７３】
中でも、Ｓｎ、ＣｏおよびＣを含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）が好ましい。ＳｎＣｏＣ含有材料の組成としては、例えば、Ｃの含有量が９．９質量％〜２９．７質量％であり、ＳｎおよびＣｏの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が２０質量％〜７０質量％である。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。
【００７４】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、Ｓｎ、ＣｏおよびＣを含む相を有しており、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、Ｌｉと反応可能な反応相であり、その反応相の存在により優れた特性が得られる。この相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとした場合に、回折角２θで１．０°以上であることが好ましい。リチウムイオンがより円滑に吸蔵放出されると共に、電解液との反応性が低減するからである。なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、低結晶性または非晶質の相に加えて、各構成元素の単体または一部を含む相を含んでいる場合もある。
【００７５】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがＬｉと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、Ｌｉとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較すれば容易に判断できる。例えば、Ｌｉとの電気化学的反応の前後で回折ピークの位置が変化すれば、Ｌｉと反応可能な反応相に対応するものである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０°〜５０°の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記した各構成元素を有しており、主に、Ｃの存在に起因して低結晶化または非晶質化しているものと考えられる。
【００７６】
ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素であるＣの少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。Ｓｎなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態については、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：x-ray photoelectron spectroscopy）で確認できる。市販の装置では、例えば、軟Ｘ線としてＡｌ−Ｋα線またはＭｇ−Ｋα線などが用いられる。Ｃの少なくとも一部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、Ｃの１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークは２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。なお、Ａｕ原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正されているものとする。この際、通常、物質表面には表面汚染炭素が存在しているため、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、それをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形が表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中のＣのピークとを含んだ形で得られるため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析して、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。
【００７７】
なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて、さらに他の構成元素を含んでいてもよい。このような他の構成元素としては、Ｓｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐ、ＧａまたはＢｉなどが好ましく、それらの２種以上を含んでいてもよい。容量特性またはサイクル特性がさらに向上するからである。
【００７８】
このＳｎＣｏＣ含有材料の他、Ｓｎ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣを含む材料（ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料）も好ましい。このＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の組成は、任意に設定可能である。例えば、Ｆｅの含有量を少なめに設定する場合の組成は、以下の通りである。Ｃの含有量は９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、Ｆｅの含有量は０．３質量％以上５．９質量％以下であり、ＳｎおよびＣｏの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））は３０質量％以上７０質量％以下である。また、例えば、Ｆｅの含有量を多めに設定する場合の組成は、以下の通りである。Ｃの含有量は１１．９質量％以上２９．７質量％以下、Ｓｎ、ＣｏおよびＦｅの含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））は２６．４質量％以上４８．５質量％以下、ＣｏおよびＦｅの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））は９．９質量％以上７９．５質量％以下である。このような組成範囲で高いエネルギー密度が得られるからである。このＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料と同様である。
【００７９】
また、他の負極材料は、例えば、金属酸化物または高分子化合物などでもよい。金属酸化物は、例えば酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデン、Ｌｉ4Ｔ5Ｏ12などのチタン酸リチウムなどである。高分子化合物は、例えばポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどである。
【００８０】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法または焼成法（焼結法）、あるいはそれらの２種類以上の方法により形成されている。塗布法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤などと混合したのち、有機溶剤などの溶媒に分散させて塗布する方法である。気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法などが挙げられる。具体的には、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長（ＣＶＤ）法またはプラズマ化学気相成長法などである。液相法としては、例えば、電解鍍金法または無電解鍍金法などが挙げられる。溶射法とは、負極活物質を溶融状態または半溶融状態で吹き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法と同様の手順で塗布したのち、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。焼成法については、公知の手法を用いることができる。一例としては、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法などが挙げられる。
【００８１】
（セパレータ）
セパレータ２３は、高分子化合物からなる多孔質膜であり、液状の電解質（電解液）が含浸されている。セパレータ２３は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミドまたはポリアクリロニトリルなどの高分子化合物を含んでいる。これらの高分子化合物は、単独でもよいし、２種類以上が混合されてもよい。セパレータ２３は、正極と負極の間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層である。
【００８２】
（正極と負極の間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層）
正極２１と負極２２の間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層とは、狭義の意味では、上述したセパレータ２３のような、正極２１と負極２２とを電気的絶縁性で隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらイオンを通過させる層をいう。
【００８３】
なお、正極２１と負極２２の間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層は、セパレータ２３の他にも、単独種または複数種のイオンのみを選択的に透過するガラスセラミックスなどの固体電解質も含まれる。セパレータ２３の代わりに、固体電解質を使用してもよい。この場合、固体電解質は、多孔質膜である必要はなく、液状の電解質（電解液）も必要ない。セパレータ２３の代わりに固体電解質を用いた電池は、いわゆる、全固体電池といわれるものである。
【００８４】
また、正極２１と負極２２の間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層は、より広義の意味では正極活物質および負極活物質と液状、半固体状、固体状の電解質との界面で形成される固体電解質界面層（ＳＥＩ；solid electrolyte interface）も、本技術の正極と負極の間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層の範疇である。
【００８５】
なお、セパレータ２３は、必要に応じて無機微粒子を含んでいてもよい。この無機微粒子は、例えば、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＭｇＯ、ＴｉＯ2またはＺｒＯ2などの酸化物である。これらの無機微粒子は、単独でもよいし、２種類以上が混合されてもよい。
【００８６】
特に、セパレータ２３は、１種類の高分子化合物により形成されていてもよいし、２種類以上の高分子化合物により形成されていてもよい。１種類の高分子化合物により形成されるセパレータ２３は、例えば、ポリエチレンなどの多孔質膜により形成された単層膜である。
【００８７】
一方、２種類以上の高分子化合物により形成されるセパレータ２３は、例えば、厚さ方向に異なる材料組成比の分布を有していてもよい。具体的には、セパレータ２３は、例えば、厚さ方向において高分子化合物が２種類以上積層された多層構造（積層型）を有していてもよいし、厚さ方向において高分子化合物の組成が２種類以上に異なる単層構造（混合型）を有していてもよい。積層型のセパレータ２３は、例えば、２種類以上の高分子化合物膜が厚さ方向に積層されたものであり、一例を挙げると、ポリプロピレン膜／ポリエチレン膜／ポリプロピレン膜などである。混合型のセパレータ２３は、例えば、厚さ方向において高分子化合物の組成がポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレンなどのように層状に変化する複合膜などである。この場合には、各階層において特定の種類の高分子化合物がリッチになる。
【００８８】
（セパレータの製造方法）
上述のセパレータ２３は、例えば、以下のように製造できる。すなわち、例えば、押出機を用いて無機粒子、可塑剤、各種添加剤などを含んでいてもよい樹脂組成物を溶融混練し、Ｔダイから押出し、キャストロールで冷却固化してシート状に成形したものを高倍率に少なくとも一軸延伸するという方法が挙げられる。また、チューブラー法により製造したフィルムを切り開いて平面状とする方法も適用できる。得られた膜状物の延伸方法については、ロール延伸法、圧延法、テンター延伸法、同時二軸延伸法などの手法があり、これらを単独あるいは２つ以上組み合わせて一軸延伸あるいは二軸延伸を行う。中でも、多孔構造制御の観点から二軸延伸が好ましい。また塗工機を用いて、帯状の既製樹脂多孔質膜を走行させ、これに機能性物質を含有する塗液（スラリー）を塗布し乾燥させることで製造することも可能である。なお、セパレータ２３の製造方法は、上述した製造方法に限定されるものではない。
【００８９】
（電解液）
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、溶媒と、電解質塩とを含んでおり、必要に応じて各種添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【００９０】
（溶媒）
溶媒は、例えば、有機溶剤などの非水溶媒のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタンまたはテトラヒドロフランである。２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサンまたは１，４−ジオキサンである。酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルまたはトリメチル酢酸エチルなどが挙げられる。非水溶媒としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、スベロニトリル、ドデカンジニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノンまたはＮ−メチルオキサゾリジノンである。Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチルまたはジメチルスルホキシドなどが挙げられる。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。
【００９１】
中でも、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルのうちの少なくとも１種が好ましい。より優れた特性が得られるからである。この場合には、炭酸エチレンまたは炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば比誘電率ε≧３０）と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルまたは炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
【００９２】
特に、溶媒は、１または２以上のハロゲンを構成元素として有する鎖状炭酸エステル（ハロゲン化鎖状炭酸エステル誘導体）、および環状炭酸エステル（ハロゲン化環状炭酸エステル誘導体）のうちの少なくとも一方を含んでいることが好ましい。充放電時において負極２２の表面に安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応が抑制されるからである。ハロゲン基の種類は、特に限定されないが、中でも、フッ素基、塩素基または臭素基が好ましく、フッ素基がより好ましい。高い効果が得られるからである。ただし、ハロゲン基の数は、１つよりも２つが好ましく、さらに３つ以上でもよい。より強固で安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応がより抑制されるからである。ハロゲン化鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）または炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。ハロゲン化環状炭酸エステル誘導体としては、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンまたは４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが挙げられる。なお、非水溶媒中におけるハロゲン化鎖状炭酸エステルおよびハロゲン化環状炭酸エステルの少なくとも一方の含有量は、例えば、０．０１質量％以上５０質量％以下であり、好ましくは０．０１質量％以上３０質量％以下である。電池容量を低下させすぎずに、電解液の分解反応が抑制されるからである。
【００９３】
また、溶媒は、１または２以上の不飽和炭素結合を有する環状炭酸エステル（不飽和炭素結合環状炭酸エステル）を含んでいることが好ましい。充放電時において負極２２の表面に安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応が抑制されるからである。不飽和炭素結合環状炭酸エステルとしては、例えば、炭酸ビニレンまたは炭酸ビニルエチレンなどが挙げられる。なお、非水溶媒中における不飽和炭素結合環状炭酸エステルの含有量は、例えば、０．０１質量％以上１０質量％以下である。電池容量を低下させすぎずに、電解液の分解反応が抑制されるからである。
【００９４】
（シアノ基含有化合物）
電解液は、さらに分子中にシアノ基を有するシアノ基含有化合物を含有することが好ましい。より優れた電池特性が得られるからである。シアノ基含有化合物としてアセトニトリル、プロピオニトリル、アクリロニトリル、フマロニトリル、マレオニトリル、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、スベロニトリル、ドデカンジニトリル、シクロヘキサントリカルボニトリル、１，２，３-プロパントリカルボニトリル、１，３，５−ペンタントリカルボニトリル、１，２，３−トリス（２−シアノエトキシ）プロパン、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、７，７，８，８−テトラシアノキノジメタンなどのシアノ基を有する直鎖状、分岐状または環状構造を有する脂肪族化合物や、ベンゾニトリル、フタロニトリル、２−シアノフェニルアセトニトリル、１，２，４，５−テトラシアノベンゼンなどのシアノ基を有する芳香族化合物が挙げられ、なかでも分子内に２つ以上のシアノ基を有する脂肪族化合物が特に好ましい。
【００９５】
また、電解液は、スルトン（環状スルホン酸エステル）を含んでいてもよい。電解液の化学的安定性が向上するからである。スルトンは、例えば、プロパンスルトンまたはプロペンスルトンなどである。なお、非水溶媒中におけるスルトンの含有量は、例えば、電解液に対して、０．５質量％以上５質量％以下である。電池容量を低下させすぎずに、電解液の分解反応が抑制されるからである。
【００９６】
さらに、電解液は、直鎖状および／または環状の酸無水物を含んでいてもよい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。酸無水物は、例えば、例えば、ジカルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物またはカルボン酸スルホン酸無水物などである。ジカルボン酸無水物は、例えば、無水コハク酸、無水グルタル酸または無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物は、例えば、無水エタンジスルホン酸または無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物は、例えば、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸または無水スルホ酪酸などである。なお、非水溶媒中における酸無水物の含有量は、電解液に対して、例えば、０．５質量％以上５質量％以下である。電池容量を低下させすぎずに、電解液の分解反応が抑制されるからである。
【００９７】
（電解質塩）
電解質塩は、例えば、以下で説明するリチウム塩のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、電解質塩は、リチウム塩以外の他の塩（例えばリチウム塩以外の軽金属塩）でもよい。
【００９８】
リチウム塩は、例えば、以下の化合物などである。ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＡｌＣ1ｌ4、Ｌｉ2ＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、またはＬｉＢｒである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
【００９９】
中でも、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣｌＯ4およびＬｉＡｓＦ6のうちの少なくとも１種が好ましく、ＬｉＰＦ6がより好ましい。内部抵抗が低下するため、より高い効果が得られるからである。
【０１００】
また、リチウム塩は、例えば、下記の式（１５）および式（１６）で表される化合物のうちの少なくとも１種でもよい。より高い効果が得られるからである。
【０１０１】
ＬｉＰＦa（ＣmＦ2m+1）6-a・・・（１５）
（ａは０〜５の整数、ｎは１以上の整数である。）
【０１０２】
ＬｉＢＦb（ＣnＦ2n+1）4-b・・・（１６）
（ｂは０〜３の整数、ｎは１以上の整数である。）
【０１０３】
式（１５）に示したリチウム塩は、ＬｉＰＦ6のうちのＦの一部がパーフルオロアルキル基に置換された化合物である。このリチウム塩の具体例は、ＬｉＰＦ3（ＣＦ3）3、ＬｉＰＦ3（Ｃ2Ｆ5）3、ＬｉＰＦ3（ｎ−Ｃ3Ｆ7）3、ＬｉＰＦ3（ｉ−Ｃ3Ｆ7）3、ＬｉＰＦ3（ｎ−Ｃ4Ｆ9）3、ＬｉＰＦ3（ｉ−Ｃ4Ｆ9）3、ＬｉＰＦ4（ＣＦ3）2、ＬｉＰＦ4（Ｃ2Ｆ5）2、ＬｉＰＦ4（ｎ−Ｃ3Ｆ7）2、ＬｉＰＦ4（ｉ−Ｃ3Ｆ7）2、ＬｉＰＦ4（ｎ−Ｃ4Ｆ9）2、またはＬｉＰＦ4（ｉ−Ｃ4Ｆ9）2などである。
【０１０４】
式（１６）に示したリチウム塩は、ＬｉＢＦ4のうちのフッ素の一部がパーフルオロアルキル基に置換された化合物である。このリチウム塩の具体例は、ＬｉＢＦ3（ＣＦ3）、ＬｉＢＦ3（Ｃ2Ｆ5）、ＬｉＢＦ3（Ｃ3Ｆ7）、ＬｉＢＦ2（Ｃ2Ｆ5）2、またはＬｉＢ（ＣＦ3）4などである。
【０１０５】
また、リチウム塩は、例えば、下記の式（１７）、式（１８）で表される化合物でもよい。より高い効果が得られるからである。
【０１０６】
式（１７）について説明する。
ＬｉＮ（ＣcＦ2c+1ＳＯ2）e（ＣdＦ2d+1ＳＯ2）2-e・・・（１７）
（式１７中、ｃ及びｄは、０〜６の整数であり、好ましくは、０〜４の整数である。ただし、式中ＣcＦ2c+1、ＣdＦ2d+1で表される炭化水素基は、直鎖、分岐構造のいずれでも良い。ｅは０〜２の整数である。）
【０１０７】
式（１７）で表される電解質塩は、鎖状のイミド構造の対アニオンを有するリチウム塩である。このリチウム塩の具体的な例としては、ＬｉＮ（ＦＳＯ2）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ3Ｆ7ＳＯ2）2、ＬｉＮ（Ｃ4Ｆ9ＳＯ2）2、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ3Ｆ7ＳＯ2）、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ4Ｆ9ＳＯ2）、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）（Ｃ3Ｆ7ＳＯ2）、ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）（Ｃ4Ｆ9ＳＯ2）、またはＬｉＮ（Ｃ3Ｆ7ＳＯ2）（Ｃ4Ｆ9ＳＯ2）などである。
【０１０８】
式（１８）について説明する。式（１８）の化合物は、環状のイミド構造の対アニオンを有するリチウム塩である。
【０１０９】
【化２１】
2013161657.tif 000023
（Ｒ７は炭素数＝２〜４の直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキレン基である。）
【０１１０】
式（１８）に示した化合物は、環状のイミド化合物である。この化合物の具体例は、下記の式（１８−１）〜式（１８−４）で表される化合物などである。
【０１１１】
【化２２】
2013161657.tif 000024
【０１１２】
電解質塩の含有量は、溶媒に対して、０．３ｍｏｌ／ｋｇ以上３．０ｍｏｌ／ｋｇ以下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。
【０１１３】
［二次電池の動作］
本技術の二次電池では、充電時において、例えば、正極２１から放出されたリチウムイオンが電解液を介して負極２２に吸蔵される。この場合には、高い電池容量を得るために、充電終止電圧（完全充電状態における開回路電圧）を４．２５Ｖ以上、好ましくは４．２５Ｖ〜６．００Ｖとすることが好ましい。一方、放電時において、例えば、負極２２から放出されたリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１１４】
本技術の二次電池では、一対の正極および負極当たり完全充電状態における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、４．２０Ｖ以下でもよいが、４．２０Ｖよりも高く、好ましくは、４．２５Ｖ以上、４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下、より好ましくは、４．２５Ｖ以上４．５０Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。電池電圧を４．２０Ｖより高くすることにより、完全充電時における開回路電圧が４．２０Ｖの電池よりも、同じ正極活物質であっても、単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、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。
【０１１５】
［二次電池の製造方法］
上述した二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。
【０１１６】
（正極の作製）
正極２１を作製する場合には、正極活物質と、一般式で表される重合体と、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤の少なくとも何れかなどとを混合して正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させて、ペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布してから乾燥させて、正極活物質層２１Ｂを形成する。続いて、必要に応じて加熱しながら、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂ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。
【０１１７】
（負極の作製）
負極２２を作製する手順は、例えば、上記した正極２１の作製手順と同様である。具体的には、負極活物質と、必要に応じて負極結着剤および負極導電剤などとを混合した負極合剤を有機溶剤などに分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布してから乾燥させて負極活物質層２２Ｂを形成したのち、必要に応じて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型する。
【０１１８】
なお、正極２１とは異なる手順により、負極２２を作製してもよい。例えば、蒸着法などの気相法を用いて負極集電体２２Ａの両面に負極材料を堆積させて、負極活物質層２２Ｂを形成することも可能である。
【０１１９】
（電池の組み立て）
二次電池を組み立てる場合には、溶接法などを用いて、正極集電体２１Ａに正極リード２５を取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を取り付ける。続いて、高分子化合物を含むセパレータ２３を準備し、そのセパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層してから巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回中心にセンターピン２４を挿入する。続いて、一対の絶縁板１２、１３で挟みながら、巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に取り付けると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に取り付ける。続いて、電池缶１１の内部に電解液を注入してセパレータ２３に含浸させる。続いて、ガスケット１７を介して電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をかしめる。以上により、本技術の二次電池を製造できる。
【０１２０】
（第１の実施の形態の変形例）
上述した二次電池の第１の構成例では、正極２１が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含む構成について説明したが、正極２１が一般式で表される重合体を含まずに、正極２１以外の電池部材が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。また、正極２１が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むと共に正極２１以外の電池部材が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。すなわち、以下に説明する二次電池の第２〜第５の構成例のように、正極２１が一般式で表される重合体を含まずに、負極２２若しくはセパレータ２３（絶縁層）、または負極２２およびセパレータ２３が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。また、正極２１が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むと共に、負極２２若しくはセパレータ２３、または負極２２およびセパレータ２３が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。
【０１２１】
（二次電池の第２の構成例：負極が重合体を含む構成例）
二次電池の第２の構成例は、正極２１に一般式で表される重合体を含まずに、負極２２に一般式で表される重合体を含有すること以外は、上述した第１の構成例と同様である。
【０１２２】
（負極）
第２の構成例では、負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出する負極材料のいずれか１種類または２種類以上と、一般式で表される重合体の少なくとも１種とを含んでいる。なお、負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて負極結着剤および負極導電剤の少なくとも何れかを含んでいてもよい。また、負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて負極結着剤および負極導電剤以外の他の材料を含んでいてもよい。負極材料、負極結着剤、負極導電剤および一般式で表される重合体の詳細については、第１の構成例と同様である。一般式で表される重合体は、例えば、負極の製造工程における、負極合剤を調製する際に重合体を添加するなどにより負極２２に含有させることができる。
【０１２３】
また、例えば、蒸着法により負極２２を形成し、一般式で表される重合体を負極２２に含有させる場合、該重合体を含む塗料（以下、塗料Ａ）を調製し、これを電極表面に塗布し、その塗膜を乾燥することで、重合体を負極２２に含有させることができる。塗料Ａは、当該重合体と、分散媒または溶媒とを混合することにより得られる。他に無機酸化物フィラー、膜結着剤等を含むことも可能である。分散媒、希釈溶剤には、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等の有機溶媒や水が好ましく用いられるが、これらに限定されない。当該重合体、分散媒あるいは溶媒の混合は、プラネタリミキサ等の双腕式攪拌機やビーズミル等の湿式分散機を用いて行うことができる。塗料Ａを電極表面に塗布する方法としては、コンマロール法、グラビアロール法、ダイコート法等を挙げることができる。なお、上述した、塗料Ａを電極表面に塗布し、その塗膜を乾燥することにより、重合体を含有させる方法は、蒸着法により形成した負極２２以外の負極２２に重合体を含有させる場合も適用可能である。
【０１２４】
（負極中の重合体の含有量）
一般式で表される重合体の少なくとも１種の含有量は、より優れた効果が得られる点から、負極活物質層２２Ｂに対して、０．００００１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．０００１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。
【０１２５】
（二次電池の第３の構成例：セパレータが重合体を含む例）
二次電池の第３の構成例は、正極２１が一般式で表される重合体を含まずに、セパレータ２３が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むこと以外は、上述した第１の構成例と同様である。
【０１２６】
（セパレータ）
第３の構成例では、セパレータ２３が一般式で表される重合体の少なくとも１種を含有する。一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種の含有量は、より優れた効果が得られる点から、セパレータ２３に対して、０．００００１質量％以上１０質量％以下が好ましく、０．０００１質量％以上５質量％以下であることがより好ましい。セパレータ２３に一般式で表される重合体を含有させる方法としては、例えば、一般式で表される重合体を溶剤に溶解した溶液にセパレータ２３を浸漬させた後、乾燥するなどの方法、シート状に成形する前の樹脂組成物に一般式で表される重合体を混合するなどが挙げられる。
【０１２７】
（二次電池の第４の構成例：正極および負極が重合体を含む例）
二次電池の第４の構成例は、正極２１が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むと共に、負極２２が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むこと以外は、上述した第１の構成例と同様である。負極２２の構成の詳細は、第２の構成例と同様である。
【０１２８】
（二次電池の第５の構成例：正極およびセパレータが重合体を含む）
二次電池の第５の構成例は、正極２１が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むと共に、セパレータ２３が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むこと以外は、上述した第１の構成例と同様である。セパレータ２３の構成の詳細は、第３の構成例と同様である。
【０１２９】
（二次電池の第６の構成例：正極、負極およびセパレータが重合体を含む例）
二次電池の第６の構成例は、正極２１が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むと共に、負極２２およびセパレータ２３が一般式で表される重合体のうちのの少なくとも１種を含むこと以外は、上述した第１の構成例と同様である。負極２２の詳細は、第２の構成例と同様である。セパレータ２３の構成の詳細は、第３の構成例と同様である。
【０１３０】
［二次電池の作用および効果］
本技術の円筒型の二次電池によれば、電池構成部材（電池構成要素）のうち、少なくとも正極と、負極と、正極と負極の間に設置されるセパレータのいずれかが、一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいる。これにより、高エネルギー密度な条件下でも、高温環境中で正極、負極近傍の副反応を抑制し、電池内部の抵抗増加を抑制する。よって、優れた高温特性、サイクル特性が実現できる。充電終止電圧を４．２５Ｖ以上にしても同様の効果を得ることができるため、高エネルギー密度の二次電池を実現できる。
【０１３１】
なお、従来では、高エネルギー密度化のために充電電圧を高くした場合に生じる問題を改善する目的で、さまざまな検討がなされているにもかかわらず、未だ十分な対策がなされているとはいえない。特に安全性を考慮して電極および電解液などに添加剤を加えると、その添加剤が電池内で反応して抵抗体を形成するため、サイクル特性が低下しやすくなる。このようにサイクル特性が低下する傾向は、特に高温環境中で顕著になる。そこで，高温特性、すなわち、高温環境中でもサイクル特性を確保できる対策が強く望まれている。
【０１３２】
本技術の二次電池では、電解液中、分子内にシアノ基を有する化合物、特に脂肪族化合物、かつシアノ基を２以上有する化合物を含むと特に好ましい。また、電解液の溶媒がハロゲン化環状炭酸エステルを０．０１質量％以上３０質量％以下含有していれば、より高い効果を得ることができる。さらに、セパレータ２３が２種類以上の高分子化合物により形成された積層型または混合型であれば、より高い効果を得ることができる。
【０１３３】
本技術の第１の実施の形態による二次電池は、第１〜第６の構成例のうち、より優れた効果が得られる点から、第１の構成例、第３の構成例、第４の構成例、第５の構成例、第６の構成例が好ましい。
【０１３４】
２．第２の実施の形態
本技術の第２の実施の形態による二次電池について説明する。図３は、本技術の第２の実施の形態による二次電池の分解斜視構成を示す。図４は、図３に示した巻回電極体３０のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面を拡大して示す。以下では、既に説明した円筒型の二次電池の構成要素を随時引用する。
【０１３５】
［二次電池の全体構成］
ここで説明する二次電池は、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されたものであり、いわゆるラミネートフィルム型である。この巻回電極体３０では、セパレータ３５および電解質層３６を介して正極３３と負極３４とが積層および巻回されている。正極３３には正極リード３１が取り付けられていると共に、負極３４には負極リード３２が取り付けられている。この巻回電極体３０の最外周部は、保護テープ３７により保護されている。
【０１３６】
正極リード３１および負極リード３２は、例えば、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード３１は、例えば、Ａｌなどの導電性材料により形成されていると共に、負極リード３２は、例えば、Ｃｕ、Ｎｉまたはステンレスなどの導電性材料により形成されている。これらの材料は、例えば、薄板状または網目状になっている。
【０１３７】
外装部材４０は、例えば、融着層、金属層および表面保護層がこの順に積層されたラミネートフィルムである。このラミネートフィルムでは、例えば、融着層が巻回電極体３０と対向するように、２枚のフィルムの融着層における外周縁部同士が融着、または接着剤などにより貼り合わされている。融着層は、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのフィルムである。金属層は、例えば、Ａｌ箔などである。表面保護層は、例えば、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレートなどのフィルムである。
【０１３８】
中でも、外装部材４０としては、ポリエチレンフィルム、アルミニウム箔およびナイロンフィルムがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムが好ましい。ただし、外装部材４０は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルム、または金属フィルムでもよい。
【０１３９】
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に密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２に対して密着性を有する材料により形成されている。このような材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂である。
【０１４０】
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂが設けられたものである。正極３３は、第１の実施の形態の第１の構成例と同様、一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含む。負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂが設けられたものである。正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂの構成は、それぞれ正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂの構成と同様である。また、セパレータ３５の構成は、セパレータ２３の構成と同様である。
【０１４１】
（電解質層）
電解質層３６は、高分子化合物により電解液が保持されたものであり、必要に応じて添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。この電解質層３６は、いわゆるゲル状の電解質である。高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）が得られると共に、電解液の漏液が防止されるからである。電解質層３６は、リチウムイオン伝導性を有すると共に、正極３３および負極３４の接触を抑制するものでもある。すなわち、電解質層３６は、セパレータ３５と共に、正極３３および負極３４の接触を抑制するイオンが移動可能な絶縁層である。電解質層３６およびセパレータ３５は、共にイオンが移動可能な絶縁層である。なお、セパレータ３５を省略して電解質３６のみを正極３３および負極３４の接触を抑制するイオンが移動可能な絶縁層としてもよい。
【０１４２】
（高分子化合物）
高分子化合物は、例えば、以下の高分子材料などのいずれか１種類または２種類以上である。ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサンまたはポリフッ化ビニルである。ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンまたはポリカーボネートである。フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体である。中でも、ポリフッ化ビニリデン、またはフッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体が好ましく、ポリフッ化ビニリデンがより好ましい。電気化学的に安定だからである。
【０１４３】
（電解液）
電解液の組成は、第１の実施の形態と同様である。電解液は、第三級アミノ芳香族化合物を含んでいてもよい。ただし、ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液の非水溶媒とは、液状の溶媒だけでなく、電解質塩を解離させることが可能なイオン伝導性を有する材料まで含む広い概念である。よって、イオン伝導性を有する高分子化合物を用いる場合には、その高分子化合物も溶媒に含まれる。
【０１４４】
なお、ゲル状の電解質層３６に代えて、電解液をそのまま用いてもよい。この場合には、電解液がセパレータ３５に含浸される。
【０１４５】
［二次電池の動作］
この二次電池では、充電時において、例えば、正極３３から放出されたリチウムイオンが電解質層３６を介して負極３４に吸蔵される。この場合には、第１の実施の形態と同様に、高い電池容量を得るために充電時の電圧を４．２５Ｖ以上、好ましくは４．２５Ｖ〜６．００Ｖとすることが好ましい。一方、放電時において、例えば、負極３４から放出されたリチウムイオンが電解質層３６を介して正極３３に吸蔵される。
【０１４６】
本技術の二次電池では、一対の正極３３および負極３４当たり完全充電状態における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、４．２０Ｖ以下でもよいが、４．２０Ｖよりも高く、好ましくは、４．２５Ｖ以上、４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下、より好ましくは４．２５Ｖ以上４．５０Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。電池電圧を４．２０Ｖより高くすることにより、完全充電時における開回路電圧が４．２０Ｖの電池よりも、同じ正極活物質であっても、単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、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。
【０１４７】
［二次電池の製造方法］
このゲル状の電解質層３６を備えた二次電池は、例えば、以下の３種類の手順により製造される。
【０１４８】
第１手順では、正極２１および負極２２と同様の作製手順により、正極３３および負極３４を作製する。この場合には、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成して正極３３を作製すると共に、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成して負極３４を作製する。続いて、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などの溶媒とを含む前駆溶液を調製したのち、その前駆溶液を正極３３および負極３４に塗布してゲル状の電解質層３６を形成する。続いて、溶接法などを用いて、正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。続いて、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を介して積層してから巻回させて巻回電極体３０を作製したのち、その最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の外周縁部同士を接着させて巻回電極体３０を封入する。この場合には、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入する。
【０１４９】
第２手順では、正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３および負極３４を積層してから巻回させて巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製したのち、その最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を挟み込んだのち、熱融着法などを用いて一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させて、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０を密封する。続いて、モノマーを熱重合させる。これにより、高分子化合物が形成されるため、ゲル状の電解質層３６が形成される。
【０１５０】
第３手順では、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２手順と同様に、巻回体を作製して袋状の外装部材４０の内部に収納する。このセパレータ３５に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体（単独重合体、共重合体または多元共重合体など）が挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体、またはフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体などである。なお、フッ化ビニリデンを成分とする重合体と一緒に、他の１種または２種以上の高分子化合物を用いてもよい。続いて、電解液を調製して外装部材４０の内部に注入したのち、熱融着法などで外装部材４０の開口部を密封する。続いて、外装部材４０に加重をかけながら加熱して、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸するため、その高分子化合物がゲル化して電解質層３６が形成される。
【０１５１】
この第３手順では、第１手順よりも二次電池の膨れが抑制される。また、第３手順では、第２手順よりも高分子化合物の原料であるモノマーまたは溶媒などが電解質層３６中にほとんど残らないため、高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極３３、負極３４およびセパレータ３５と電解質層３６との間において十分な密着性が得られる。
【０１５２】
（変形例）
上述した第２の実施の形態の二次電池の第１の構成例では、正極３３が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含有している例について説明したが、第２〜第６の構成例と同様の電池部材が、一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。すなわち、正極３３が一般式で表される重合体を含まずに、負極３４若しくはセパレータ３５、または負極３４およびセパレータ３５が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。また、正極３３が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むと共に、負極３４若しくはセパレータ３５、または負極３４およびセパレータ３５が一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。
【０１５３】
（ゲル状電解質層が重合体を含む例）
第２の実施の形態では、正極３３、負極３４およびセパレータ３５の少なくとも何れかが、一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含むと共に、ゲル状の電解質層３６が、一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。また、第２の実施の形態では、正極３３、負極３４およびセパレータ３５が、一般式で表される重合体を含まずに、ゲル状の電解質層３６（絶縁層）が、一般式で表される重合体のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。
【０１５４】
［二次電池の作用および効果］
このラミネートフィルム型の二次電池によれば、正極３３、負極３４、絶縁層の少なくともいずれかが一般式で表される重合体を含んでいる。これにより、高エネルギー密度な条件下でも、高温環境中で正極、負極近傍の副反応が抑制され、電池内部の抵抗増加が抑制される。よって、優れた高温特性、サイクル特性が実現できる。特にラミネートフィルム型では、電解液の分解反応に起因して発生するガスの影響を受けて電池膨れが生じやすいため、その電池膨れを抑制できる。
【０１５５】
３．第３の実施の形態
（電池パックの例）
図５は、本技術の二次電池を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
【０１５６】
また、電池パックは、正極端子３２１および負極端子３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
【０１５７】
組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図５では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
【０１５８】
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部を設けているが、−側に設けても良い。
【０１５９】
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０１６０】
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０１６１】
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、３０１組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
【０１６２】
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。
【０１６３】
ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【０１６４】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
【０１６５】
そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
【０１６６】
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）などからなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値などが予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。（また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
【０１６７】
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
【０１６８】
４．第４の実施の形態
上述した二次電池およびこれを用いた電池パック、バッテリユニットおよびバッテリモジュールは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置などの機器に搭載又は電力を供給するために使用することができる。
【０１６９】
電子機器として、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機などが挙げられる。
【０１７０】
また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などが挙げられ、これらの駆動用電源又は補助用電源として用いられる。
【０１７１】
蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用又は発電設備用の電力貯蔵用電源などが挙げられる。
【０１７２】
以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の二次電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。
【０１７３】
この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
【０１７４】
さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。
【０１７５】
（４−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の二次電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図６を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃなどの集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８などを介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置４０４などの独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【０１７６】
住宅４０１には、発電装置４０４、電力消費装置４０５、蓄電装置４０３、各装置を制御する制御装置４１０、スマートメータ４０７、各種情報を取得するセンサ４１１が設けられている。各装置は、電力網４０９および情報網４１２によって接続されている。発電装置４０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置４０５および／または蓄電装置４０３に供給される。電力消費装置４０５は、冷蔵庫４０５ａ、空調装置４０５ｂ、テレビジョン受信機４０５ｃ、風呂４０５ｄなどである。さらに、電力消費装置４０５には、電動車両４０６が含まれる。電動車両４０６は、電気自動車４０６ａ、ハイブリッドカー４０６ｂ、電気バイク４０６ｃである。
【０１７７】
蓄電装置４０３に対して、本技術の二次電池が適用される。本技術の二次電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ４０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網４０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【０１７８】
各種のセンサ４１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ４１１により取得された情報は、制御装置４１０に送信される。センサ４１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置４０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置４１０は、住宅４０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。
【０１７９】
パワーハブ４０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置４１０と接続される情報網４１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【０１８０】
制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ４１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などに、表示されても良い。
【０１８１】
各部を制御する制御装置４１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成され、この例では、蓄電装置４０３に格納されている。制御装置４１０は、蓄電装置４０３、家庭内発電装置４０４、電力消費装置４０５、各種のセンサ４１１、サーバ４１３と情報網４１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていても良い。
【０１８２】
以上のように、電力が火力４０２ａ、原子力４０２ｂ、水力４０２ｃなどの集中型電力系統４０２のみならず、家庭内発電装置４０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置４０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置４０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置４０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置４０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置４０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０１８３】
なお、この例では、制御装置４１０が蓄電装置４０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ４０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム４００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０１８４】
（４−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図７を参照して説明する。図７に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【０１８５】
このハイブリッド車両５００には、エンジン５０１、発電機５０２、電力駆動力変換装置５０３、駆動輪５０４ａ、駆動輪５０４ｂ、車輪５０５ａ、車輪５０５ｂ、バッテリー５０８、車両制御装置５０９、各種センサ５１０、充電口５１１が搭載されている。バッテリー５０８に対して、上述した本技術の二次電池が適用される。
【０１８６】
ハイブリッド車両５００は、電力駆動力変換装置５０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置５０３の一例は、モータである。バッテリー５０８の電力によって電力駆動力変換装置５０３が作動し、この電力駆動力変換装置５０３の回転力が駆動輪５０４ａ、５０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置５０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ５１０は、車両制御装置５０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ５１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【０１８７】
エンジン５０１の回転力は発電機５０２に伝えられ、その回転力によって発電機５０２により生成された電力をバッテリー５０８に蓄積することが可能である。
【０１８８】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両５００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置５０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置５０３により生成された回生電力がバッテリー５０８に蓄積される。
【０１８９】
バッテリー５０８は、ハイブリッド車両５００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口５１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【０１９０】
図示しないが、二次電池に関する情報に基いて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
【０１９１】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【実施例】
【０１９２】
本技術の具体的な実施例について詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。
【０１９３】
＜実施例１−１＞
以下の手順により、図１および図２に示した円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０１９４】
（正極の作製）
正極２１を作製する場合には、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2）９４質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン：ＰＶＤＦ）２質量部と、正極導電剤（ケッチェンブラック）３質量部と、式（７）で表される重合体１質量部を混合して、正極合剤とした。続いて、正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて、ペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置で正極集電体２１Ａ（帯状のアルミニウム箔：厚さ＝２０μｍ）の両面に正極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、正極活物質層２１Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機で正極活物質層２１Ｂを圧縮成型した。なお、式（７）で表される重合体の正極２１（正極活物質層２１Ｂ）に対する含有量は、１質量％である。なお、正極２１は、赤外分光法（infrared spectroscopy）により得られる赤外線吸収スペクトルにおいて２１９５ｃｍ-1に吸収帯を有していた。
【０１９５】
【化２３】
2013161657.tif 000025
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｍは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。）
【０１９６】
（負極の作製）
負極２２を作製する場合には、負極活物質（人造黒鉛）９０質量部と、負極結着剤（ＰＶＤＦ）１０質量部とを混合して、負極合剤とした。続いて、負極合剤をＮＭＰに分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置で負極集電体２２Ａ（帯状の電解銅箔：厚さ＝１５μｍ）の両面に負極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、負極活物質層２２Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機で負極活物質層２２Ｂを圧縮成型した。この負極２２を作製する場合には、充電途中で負極２２にリチウム金属が析出しないように負極活物質の充填量を調整した。
【０１９７】
（電解液の調製）
電解液は、混合溶媒に電解質塩を溶解させて調製した。混合溶媒の組成は、炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝２０：５：６０：５：１０（質量比）とした。電解液中における電解質塩の濃度は１．２ｍｏｌ／ｋｇとした。
【０１９８】
（二次電池の組み立て）
二次電池を組み立てる場合には、正極集電体２１ＡにＡｌ製の正極リード２５を溶接すると共に、負極集電体２２ＡにＮｉ製の負極リード２６を溶接した。続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層および巻回したのち、粘着テープで巻き終わり部分を固定して、ジェリーロール型の巻回電極体２０（外径＝１７．５ｍｍ）を作製した。このセパレータ２３としては、ポリエチレン（ＰＥ）の単層多孔質膜（厚さ＝１８μｍ）を用いた。続いて、巻回電極体２０の巻回中心にセンターピン２４を挿入した。続いて、一対の絶縁板１２、１３で挟みながら、Ｎｉ鍍金されたＦｅ製の電池缶１１の内部に巻回電極体２０を収納した。この場合には、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に溶接した。続いて、減圧方式で電池缶１１の内部に電解液を注入してセパレータ２３に含浸させた。最後に、ガスケット１７を介して電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をかしめた。これにより、円筒型の二次電池（直径＝１８ｍｍ×高さ＝６５ｍｍ）が完成した。
【０１９９】
＜実施例１−２＞
正極２１に式（７）で表される重合体を含有させる代わりに、負極２２に式（７）で表される重合体を含有させた。すなわち、正極２１の作製において、式（７）で表される重合体１質量部の代わりにＰＶＤＦ１質量部（すなわち、ＰＶＤＦ３質量部）を混合して正極合剤を作製した。負極２２の作製において、ＰＶＤＦ１０質量部の代わりに、ＰＶＤＦ９質量部および式（７）で表される重合体１質量部を混合して負極合剤を作製した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、負極活物質層２２Ｂに対して、１質量％である。なお、負極２２は、赤外分光法（infrared spectroscopy）により得られる赤外線吸収スペクトルにおいて２１９５ｃｍ-1に吸収帯を有していた。
【０２００】
＜実施例１−３＞
正極２１に式（７）で表される重合体を含有させる代わりに、絶縁層であるセパレータ２３に式（７）で表される重合体を含有させた。すなわち、セパレータ２３として式（７）で表される重合体をポリエチレンと混合して作製した厚さ１８μｍのセパレータを用いた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）の重合体の含有量は、セパレータ２３に対して、１質量％以下である。なお、セパレータ２３は、赤外分光法（infrared spectroscopy）により得られる赤外線吸収スペクトルにおいて２１９５ｃｍ-1に吸収帯を有していた。
【０２０１】
＜実施例１−４＞
正極２１に式（７）で表される重合体を含有させると共に、負極２２に式（７）で表される重合体を含有させた。すなわち、負極２２の作製において、ＰＶＤＦ１０質量部の代わりに、ＰＶＤＦ９質量部および式（７）で表される重合体１質量部を混合して負極合剤を作製した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
【０２０２】
＜実施例１−５＞
正極２１に式（７）で表される重合体を含有させると共に、式（７）で表される重合体をセパレータ２３に含有させた。すなわち、セパレータ２３として、式（７）で表される重合体をポリエチレンと混合して作製した厚さ１８μｍのセパレータを用いた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
【０２０３】
＜実施例１−６＞
式（７）で表される重合体を正極２１に含有させず、負極２２およびセパレータ２３に式（７）で表される重合体を含有させた。すなわち、正極２１の作製において、式（７）の代わりにＰＶＤＦを混合して正極合剤を作製した。負極２２の作製において、ＰＶＤＦ１０質量部の代わりに、ＰＶＤＦ９質量部および式（７）で表される重合体１質量部を混合して負極合剤を作製した。セパレータ２３として式（７）で表される重合体をポリエチレンと混合して作製した厚さ１８μｍのセパレータを用いた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
【０２０４】
＜実施例１−７＞
正極２１に式（７）で表される重合体を含有させると共に、式（７）で表される重合体を正極２１および負極２２に含有させた。すなわち、負極２２の作製において、ＰＶＤＦ１０質量部の代わりに、ＰＶＤＦ９質量部および式（７）で表される重合体１質量部を混合して負極合剤を作製した。セパレータ２３として、式（７）で表される重合体をポリエチレンと混合して作製した厚さ１８μｍのセパレータを用いた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
【０２０５】
＜実施例１−８＞
正極２１に対する式（７）で表される重合体の含有量を０．００００１質量部に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層２１Ｂに対して、０．００００１質量％である。
【０２０６】
＜実施例１−９＞
正極２１に対する式（７）で表される重合体の含有量を０．０００１質量部に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層２１Ｂに対して、０．０００１質量％である。
【０２０７】
＜実施例１−１０＞
正極２１に対する式（７）で表される重合体の含有量を０．００１質量部に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層２１Ｂに対して、０．００１質量％である。
【０２０８】
＜実施例１−１１＞
正極２１に対する式（７）で表される重合体の含有量を０．０１質量部に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層２１Ｂに対して、０．０１質量％である。
【０２０９】
＜実施例１−１２＞
正極２１に対する式（７）で表される重合体の含有量を０．１質量部に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層２１Ｂに対して、０．１質量％である。
【０２１０】
＜実施例１−１３＞
実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
【０２１１】
＜実施例１−１４＞
正極２１に対する式（７）で表される重合体の含有量を５質量部に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層２１Ｂに対して、５質量％である。
【０２１２】
＜実施例１−１５＞
正極２１に対する式（７）で表される重合体の含有量を１０質量部に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。なお、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層２１Ｂに対して、１０質量％である。
【０２１３】
＜比較例１−１＞
正極２１に式（７）で表される重合体を含有させなかった。すなわち、正極２１の作製において、式（７）で表される重合体１質量部の代わりにＰＶＤＦ１質量部を混合して正極合剤を作製した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
【０２１４】
（評価）
作製した二次電池について、以下のように、高温特性として、高温環境中におけるサイクル特性を測定した。表１に測定結果を示す。
【０２１５】
（高温環境中のサイクル特性の測定）
サイクル特性を調べる場合には、高温環境中（５０℃）で二次電池を１サイクル充放電させて放電容量を測定したのち、同環境中で二次電池を２００サイクル充放電させて放電容量を測定した。この結果から、容量維持率（％）＝（２００サイクル目の放電容量／１サイクル目の放電容量）×１００を算出した。充電時には、１ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電したのち、さらに４．２Ｖの電圧で１２時間定電圧充電した。放電時には、１ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で電圧が３．０Ｖに達するまで定電流放電した。
【０２１６】
【表１】
2013161657.tif 000026
【０２１７】
表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−１５と比較例１−１との比較によれば、正極、負極およびセパレータ（絶縁層）のうちの少なくとも何れかが、式（７）で表される重合体を含むため、高い電池性能（高温特性）を得られた。実施例１−８〜実施例１−１５によれば、式（７）で表される重合体の含有量は、正極活物質層に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である場合、より優れた効果が得られた
【０２１８】
＜実施例２−１〜実施例２−３＞
式（７）で表される重合体の代わりに式（８）で表される重合体を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして二次電池を作製した。
【０２１９】
【化２４】
2013161657.tif 000027
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｎ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【０２２０】
＜実施例２−４〜実施例２−６＞
式（７）で表される重合体の代わりに式（９）で表される重合体を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして二次電池を作製した。
【０２２１】
【化２５】
2013161657.tif 000028
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｏ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【０２２２】
＜実施例２−７〜実施例２−９＞
式（７）で表される重合体の代わりに式（１０）で表される重合体を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして二次電池を作製した。
【０２２３】
【化２６】
2013161657.tif 000029
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｐ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【０２２４】
＜実施例２−１０〜実施例２−１２＞
式（７）で表される重合体の代わりに式（１１）で表される重合体を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして二次電池を作製した。
【０２２５】
【化２７】
2013161657.tif 000030
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｑ、ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【０２２６】
＜実施例２−１３〜実施例２−１５＞
式（７）で表される重合体の代わりに式（１２）で表される重合体を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして二次電池を作製した。
【０２２７】
【化２８】
2013161657.tif 000031
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｓ、ｔは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【０２２８】
＜実施例２−１６〜実施例２−１８＞
式（７）で表される重合体の代わりに式（１３）で表される重合体を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして二次電池を作製した。
【０２２９】
【化２９】
2013161657.tif 000032
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｕ、ｖは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【０２３０】
＜実施例２−１９〜実施例２−２１＞
式（７）で表される重合体の代わりに式（１４）で表される重合体を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして二次電池を作製した。
【０２３１】
【化３０】
2013161657.tif 000033
（式中、括弧の内部はそれぞれが重合体の繰り返し単位であることを意味する。添え字ｗ、ｘは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。重合体中の繰り返し単位の順列はランダムであっても良い。）
【０２３２】
＜比較例２−１＞
比較例１−１と同様の構成の二次電池を作製した。
【０２３３】
（評価）
作製した実施例２−１〜実施例２−２１および比較例２−１の二次電池について、上記の「高温環境中のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表２に示す。
【０２３４】
【表２】
2013161657.tif 000034
【０２３５】
実施例２−１〜実施例２−２１と比較例２−１との比較によれば、以下のことがわかった。すなわち、式（７）で表される重合体の代わりに、式（８）で表される重合体〜式（１４）で表される重合体のうちの何れかを、それぞれ正極、負極およびセパレータのうちの何れかに含有させた場合でも、同様に、高温特性を向上させることができることがわかった。
【０２３６】
＜実施例３−１〜実施例３−３０、比較例３−１〜比較例３−１０＞
以下のように調製した電解液を用いた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３と同様にして、二次電池を作製した。
【０２３７】
（電解液の調製）
電解液は、混合溶媒に電解質塩を溶解させて調製した。混合溶媒の組成は、炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）：シアノ基含有化合物＝２０：５：６０：５：１０：１（質量比）とした。電解液中における電解質塩の濃度は１．２ｍｏｌ／ｋｇとした。
【０２３８】
各実施例のシアノ基含有化合物は、以下の通りである。
実施例３−１〜実施例３−３：アセトニトリル
実施例３−４〜実施例３−６：フマロニトリル
実施例３−７〜実施例３−９：マロノニトリル
実施例３−１０〜実施例３−１２：スクシノニトリル
実施例３−１３〜実施例３−１５：アジポニトリル
実施例３−１６〜実施例３−１８：１，２，３−プロパントリカルボニトリル
実施例３−１９〜実施例３−２１：７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン
実施例３−２２〜実施例３−２４：ベンゾニトリル
実施例３−２５〜実施例３−２７：フタロニトリル
実施例３−２８〜実施例３−３０：１，２，４，５−テトラシアノベンゼン
【０２３９】
＜比較例３−１＞〜＜比較例３−１０＞
以下のように調製した電解液を用いた。以上のこと以外は、比較例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２４０】
（電解液の調製）
電解液は、混合溶媒に電解質塩を溶解させて調製した。混合溶媒の組成は、炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）：シアノ基含有化合物＝２０：５：６０：５：１０：１（質量比）とした。電解液中における電解質塩の濃度は１．２ｍｏｌ／ｋｇとした。
【０２４１】
各比較例のシアノ基含有化合物は、以下の通りである。
比較例３−１：アセトニトリル
比較例３−２：フマロニトリル
比較例３−３：マロノニトリル
比較例３−４：スクシノニトリル
比較例３−５：アジポニトリル
比較例３−６：１，２，３−プロパントリカルボニトリル
比較例３−７：７，７，８，８−テトラシアノキノジメタン
比較例３−８：ベンゾニトリル
比較例３−９：フタロニトリル
比較例３−１０：１，２，４，５−テトラシアノベンゼン
【０２４２】
（評価）
作製した実施例３−１〜実施例３−３０および比較例３−１〜比較例３−１０の二次電池について、上記の「高温環境中のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表３に示す。
【０２４３】
【表３】
2013161657.tif 000035
【０２４４】
実施例３−１〜実施例３−３０および比較例３−１〜比較例３−１０によれば、正極、負極およびセパレータのうちの何れかに式（７）で表される重合体を含有していると共に、電解液中にシアノ基含有化合物を添加させることで、高温特性をより向上できることがわかった。
【０２４５】
＜実施例４−１〜実施例４−８＞
電解液の組成を以下のように変更した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
実施例４−１  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）＝３０：５：６０：５（質量比）
実施例４−２  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝２９：５：６０：５：１（質量比）
実施例４−３  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝２５：５：６０：５：５（質量比）
実施例４−４  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝２０：５：６０：５：１０（質量比）
実施例４−５  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝１０：５：６０：５：２０（質量比）
実施例４−６  炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝５：６０：５：３０（質量比）
実施例４−７  炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝６０：５：３５（質量比）
実施例４−８  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＤＦＥＣ）＝２５：５：６０：５：１０（質量比）
【０２４６】
＜比較例４−１〜比較例４−８＞
電解液の組成を以下のように変更した。以上のこと以外は、比較例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
比較例４−１  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）＝３０：５：６０：５（質量比）
比較例４−２  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝２９：５：６０：５：１（質量比）
比較例４−３  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝２５：５：６０：５：５（質量比）
比較例４−４  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝２０：５：６０：５：１０（質量比）
比較例４−５  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝１０：５：６０：５：２０（質量比）
比較例４−６  炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝５：６０：５：３０（質量比）
比較例４−７  炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）＝６０：５：３５（質量比）
比較例４−８  炭酸エチレン（ＥＣ）：炭酸プロピレン（ＰＣ）：炭酸ジメチル（ＤＭＣ）：炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）：４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＤＦＥＣ）＝２５：５：６０：５：１０（質量比）
【０２４７】
（評価）
作製した実施例４−１〜実施例４−８および比較例４−１〜比較例４−８の二次電池について、上記の「高温環境中のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表４に示す。
【０２４８】
【表４】
2013161657.tif 000036
【０２４９】
表４に示すように、実施例４−１〜実施例４−８と比較例４−１〜比較例４−８との比較によれば、電解液の組成を変更しても、正極、負極およびセパレータのうちの何れかが、式（７）で表される重合体を含有していることで、高温特性を向上することができた。また、実施例４−１〜実施例４−８によれば、ハロゲン化環状炭酸エステル誘導体（ＦＥＣまたはＤＦＥＣ）を含む電解液を用いることで、高温特性をより向上することができた。
【０２５０】
＜実施例５−１〜実施例５−４＞
セパレータ２３の構成を以下のように変更した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２５１】
実施例５−１では、セパレータ２３として、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレンの積層型セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、実施例５−１では、セパレータ２３として、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムおよびポリプロピレンフィルムを貼り合わせて、多層構造（ポリプロピレンフィルム／ポリエチレンフィルム／ポリプロピレンフィルム）を有する積層型セパレータを作製した。この積層型セパレータをセパレータ２３として用いた。
【０２５２】
実施例５−２では、セパレータ２３として、ポリフッ化ビニリデン／ポリエチレン／ポリフッ化ビニリデンの３層積層セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、実施例５−２では、ポリフッ化ビニリデンフィルム、ポリエチレンフィルムおよびポリフッ化ビニリデンフィルムを貼り合わせて、多層構造（ポリプロピレンフィルム／ポリエチレンフィルム／ポリプロピレンフィルム）を有する積層型セパレータとした。
【０２５３】
実施例５−３では、セパレータ２３として、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリプロピレンの混合型セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、実施例５−３では、各階層において各成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。具体的には、正極側にポリプロピレン成分がリッチとなり、中央部にポリエチレン成分がリッチとなり、負極側にポリプロピレン成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。
【０２５４】
実施例５−４では、セパレータ２３として、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンおよびポリフッ化ビニリデンの混合型セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、実施例５−４では、各階層において各成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。具体的には、正極側にポリフッ化ビニリデン成分がリッチとなり、中央部にポリエチレン成分がリッチとなり、負極側にポリフッ化ビニリデン成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。
【０２５５】
＜比較例５−１〜比較例５−４＞
セパレータ２３の構成を以下のように変更した。以上のこと以外は、比較例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２５６】
比較例５−１では、セパレータ２３として、ポリプロピレン／ポリエチレン／ポリプロピレンの積層型セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、比較例５−１では、セパレータ２３として、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンフィルムおよびポリプロピレンフィルムを貼り合わせて、多層構造（ポリプロピレンフィルム／ポリエチレンフィルム／ポリプロピレンフィルム）を有する積層型セパレータを作製した。この積層型セパレータをセパレータ２３として用いた。
【０２５７】
比較例５−２では、セパレータ２３として、ポリフッ化ビニリデン／ポリエチレン／ポリフッ化ビニリデンの３層積層セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、比較例５−２では、ポリフッ化ビニリデンフィルム、ポリエチレンフィルムおよびポリフッ化ビニリデンフィルムを貼り合わせて、多層構造（ポリプロピレンフィルム／ポリエチレンフィルム／ポリプロピレンフィルム）を有する積層型セパレータとした。
【０２５８】
比較例５−３では、セパレータ２３として、ポリプロピレン、ポリエチレンおよびポリプロピレンの混合型セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、比較例５−３では、各階層において各成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。具体的には、正極側にポリプロピレン成分がリッチとなり、中央部にポリエチレン成分がリッチとなり、負極側にポリプロピレン成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。
【０２５９】
比較例５−４では、セパレータ２３として、ポリフッ化ビニリデン、ポリエチレンおよびポリフッ化ビニリデンの混合型セパレータ（厚み１８μｍ）を用いた。すなわち、比較例５−４では、各階層において各成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。具体的には、正極側にポリフッ化ビニリデン成分がリッチとなり、中央部にポリエチレン成分がリッチとなり、負極側にポリフッ化ビニリデン成分がリッチとなるように組成分布を制御したセパレータを用いた。
【０２６０】
（評価）
作製した実施例５−１〜実施例５−４および比較例５−１〜比較例５−４の二次電池について、上記の「高温環境中のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表５に示す。
【０２６１】
【表５】
2013161657.tif 000037
【０２６２】
表５に示すように、セパレータ２３の構成を変更しても、正極に式（７）で表される重合体を含有させることで、高温特性を向上できることが確認できた。また、セパレータ２３の構成を積層型および混合型にすると、セパレータ２３の構成を単層型にした場合に比べて、より高温特性を向上することができた。
【０２６３】
＜実施例６−１〜実施例６−７＞
正極活物質および負極活物質の量を調整して、一対の正極および負極当たりの完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）を以下のように変更した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
実施例６−１：４．２５Ｖ
実施例６−２：４．３０Ｖ
実施例６−３：４．３５Ｖ
実施例６−４：４．４０Ｖ
実施例６−５：４．４５Ｖ
実施例６−６：４．５０Ｖ
実施例６−７：４．５５Ｖ
【０２６４】
＜比較例６−１〜比較例６−７＞
正極活物質および負極活物質の量を調整して、一対の正極および負極当たりの完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）を以下のように変更した。以上のこと以外は、比較例１−１と同様にして二次電池を作製した。
比較例６−１：４．２５Ｖ
比較例６−２：４．３０Ｖ
比較例６−３：４．３５Ｖ
比較例６−４：４．４０Ｖ
比較例６−５：４．４５Ｖ
比較例６−６：４．５０Ｖ
比較例６−７：４．５５Ｖ
【０２６５】
（評価）
作製した実施例６−１〜実施例６−７および比較例６−１〜比較例６−７の二次電池について、上記の「高温環境中のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表６に示す。
なお、測定の際の充放電において、各実施例および比較例の充電終止電圧は以下の通りである。
実施例６−１、比較例６−１：４．２５Ｖ
実施例６−２、比較例６−２：４．３０Ｖ
実施例６−３、比較例６−３：４．３５Ｖ
実施例６−４、比較例６−４：４．４０Ｖ
実施例６−５、比較例６−５：４．４５Ｖ
実施例６−６、比較例６−６：４．５０Ｖ
実施例６−７、比較例６−７：４．５５Ｖ
【０２６６】
【表６】
2013161657.tif 000038
【０２６７】
表６に示すように、充電終止電圧を変更しても、表１と同様の結果が得られた。特に充電終止電圧を高い場合でも、高温特性を得ることができた。
【０２６８】
＜実施例７−１＞
負極活物質の種類および負極活物質層２２Ｂの形成方法を変更した。すなわち、以下のように負極を作製した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２６９】
（負極の作製）
（蒸着Ｓｉ負極（蒸着法により作製したＳｉ負極））
負極活物質としてＳｉを用いる場合には、電子ビーム蒸着法を用いて負極集電体２２Ａ（電解銅箔：厚さ＝１５μｍ）の両面にケイ素を堆積させて負極活物質層２２Ｂを形成した。この場合には、堆積工程を１０回を繰り返して、負極活物質層２２Ｂの片面側厚さを６μｍとした。
【０２７０】
＜実施例７−２＞
負極活物質の種類および負極活物質層２２Ｂの形成方法を変更した。すなわち、以下のように負極を作製した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２７１】
（負極の作製）
（塗布Ｓｉ負極（塗布法により作製したＳｉ負極））
また、塗布法を用いて負極活物質層２２Ｂを形成した。この場合には、負極活物質（メジアン径＝１μｍのケイ素）９０質量部と、負極結着剤（ＰＶＤＦ）１０質量部とを混合して負極合剤としたことを除き、黒鉛を用いた場合と同様の手順を経た。
【０２７２】
＜実施例７−３＞
負極活物質の種類および負極活物質層２２Ｂの形成方法を変更した。すなわち、以下のように負極を作製した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２７３】
（負極の作製）
（ＳｎＣｏＣ含有材料負極）
負極活物質としてＳｎＣｏＣ含有材料（ＳｎＣｏＣ）を用いる場合には、塗布法を用いて負極活物質層２２Ｂを形成した。この場合には、Ｃｏ粉末とＳｎ粉末とを合金化してＣｏＳｎ合金粉末としたのち、Ｃ粉末を加えて乾式混合した。続いて、伊藤製作所製の遊星ボールミルの反応容器中に混合物１０ｇを直径９ｍｍの鋼玉約４００ｇと一緒にセットした。続いて、反応容器中をアルゴン雰囲気に置換したのち、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２０時間になるまで繰り返した。続いて、反応容器を室温まで冷却して反応物（ＳｎＣｏＣ）を取り出したのち、２８０メッシュのふるいを通して粗粉を取り除いた。
【０２７４】
得られたＳｎＣｏＣの組成を分析したところ、Ｓｎの含有量は４９．５質量％、Ｃｏの含有量は２９．７質量％、Ｃの含有量は１９．８質量％、ＳｎおよびＣｏの割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））は３７．５質量％であった。この際、ＳｎおよびＣｏの含有量については誘導結合プラズマ（Inductively Coupled Plasma：ＩＣＰ）発光分析で測定し、Ｃの含有量については炭素・硫黄分析装置で測定した。また、Ｘ線回折法によりＳｎＣｏＣ含有材料を分析したところ、２θ＝２０°〜５０°の範囲に半値幅を有する回折ピークが観察された。さらに、ＸＰＳによりＳｎＣｏＣを分析したところ、図５に示したように、ピークＰ１が得られた。このピークＰ１を解析すると、表面汚染炭素のピークＰ２と、それよりも低エネルギー側（２８４．５ｅＶよりも低い領域）にＳｎＣｏＣ中におけるＣ１ｓのピークＰ３とが得られた。この結果から、ＳｎＣｏＣ中のＣは他の元素と結合していることが確認された。
【０２７５】
ＳｎＣｏＣを得たのち、負極活物質（ＳｎＣｏＣ）８０質量部と、負極結着剤（ＰＶＤＦ）８質量部と、負極導電剤（黒鉛およびアセチレンブラック）１２質量部（黒鉛＝１１質量部およびアセチレンブラック＝１質量部）とを混合して、負極合剤とした。続いて、ＮＭＰに負極合剤を分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーとした。最後に、コーティング装置で負極集電体２２Ａ（電解銅箔：厚さ＝１５μｍ）の両面に負極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて負極活物質層２２Ｂを形成したのち、ロールプレス機を用いて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型した。
【０２７６】
＜比較例７−１〜比較例７−３＞
負極活物質の種類および負極活物質層２２Ｂの形成方法を変更した。すなわち、実施例７−１〜実施例７−３のそれぞれと同様にして負極２２を作製した。以上のこと以外は、比較例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２７７】
（評価）
作製した実施例７−１〜実施例７−３および比較例７−１〜比較例７−３の二次電池について、上記の「高温環境中のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表７に示す。なお、比較対象とするため、実施例１−１、比較例１−１について行った「高温環境中のサイクル特性の測定」の測定結果も併せて表７に示す。
【０２７８】
【表７】
2013161657.tif 000039
【０２７９】
表７に示すように、実施例７−１〜実施例７−３と比較例７−１〜比較例７−３との比較によれば、負極活物質として、リチウムと合金を形成可能な元素を含む負極材料（ＳｉおよびＳｎＣｏＣ）を用いても、炭素材料を用いた場合と同様、正極に式（７）で表される重合体を含有させることによって、高温特性を向上できた。
【０２８０】
＜実施例８−１＞〜＜実施例８−４＞
＜実施例８−１＞
（正極の作製）
実施例１−１と同様にして、式（７）で表される重合体を含有した正極を作製した。
【０２８１】
（負極の作製）
実施例１−１と同様にして負極を作製した。
【０２８２】
（ゲル状電解質層の形成）
正極および負極のそれぞれの上に以下のようにゲル状電解質層を形成した。すなわち、まず、ヘキサフルオロプロピレンが６．９％の割合で共重合されたポリフッ化ビニリデンと、電解液と、ジメチルカーボネートとを混合し、攪拌、溶解させ、ゾル状の電解質溶液を得た。電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）とを質量比（ＥＣ：ＰＣ）＝１：１で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ6を０．６ｍｏｌ／ｋｇの割合で溶解させて調製した。
【０２８３】
次に、得られたゾル状の電解質溶液を正極及び負極の両面に均一に塗布した。その後、乾燥させて溶剤を除去した。このようにして、正極及び負極の両面にゲル状電解質層を形成した。
【０２８４】
（巻回電極体の作製）
次に、上述のようにして作製された、両面にゲル状電解質層が形成された帯状の正極と、両面にゲル状電解質層が形成された帯状の負極とを積層して積層体とし、さらにこの積層体をその長手方向に巻回することにより巻回電極体を得た。
【０２８５】
（電池の組み立て）
最後に、この巻回電極体を、アルミニウム箔が一対の樹脂フィルムで挟まれてなる外装フィルムで挟み、外装フィルムの外周縁部を減圧下で熱融着することによって封口し、巻回電極体を外装フィルム中に密閉した。なお、このとき、正極端子と負極端子に樹脂片をあてがった部分を外装フィルムの封口部に挟み込んだ。以上のようにして、実施例８−１のゲル状電解質電池を得た。
【０２８６】
＜実施例８−２＞
正極に式（７）で表される重合体を混合する代わりに、負極に式（７）で表される重合体を混合した。すなわち、正極２１の作製において、式（７）で表される重合体１質量部の代わりにＰＶＤＦ１質量部（すなわち、ＰＶＤＦ３質量部）を混合して正極合剤を作製した。負極２２の作製において、ＰＶＤＦ１０質量部の代わりに、ＰＶＤＦ９質量部および式（７）で表される重合体１質量部を混合して負極合剤を作製した。以上のこと以外は、実施例８−１と同様にしてゲル状電解質電池を作製した。
【０２８７】
＜実施例８−３＞
正極に式（７）で表される重合体を混合すると共に、負極に式（７）で表される重合体を混合した。すなわち、負極２２の作製において、ＰＶＤＦ１０質量部の代わりに、ＰＶＤＦ９質量部および式（７）で表される重合体１質量部を混合して負極合剤を作製した。以上のこと以外は、実施例８−１と同様にしてゲル状電解質電池を作製した。
【０２８８】
＜実施例８−４＞
正極に式（７）で表される重合体を混合する代わりに、ゲル状電解質層に式（７）で表される重合体を混合した。すなわち、正極２１の作製において、式（７）で表される重合体１質量部の代わりにＰＶＤＦ１質量部（すなわち、ＰＶＤＦ３質量部）を混合して正極合剤を作製した。更に、ゾル状の電解液に式（７）で表される重合体を混合し分散させ、正極及び負極の両面に均一に塗布した。その後、乾燥させて溶剤を除去した。このようにして、正極及び負極の両面に式（７）で表される重合体を含むゲル状電解質層を形成した。以上のこと以外は、実施例８−１と同様にしてゲル状電解質電池を作製した。
【０２８９】
＜比較例８−１＞
正極２１に式（７）で表される重合体を混合しなかった。すなわち、正極２１の作製において、式（７）で表される重合体１質量部の代わりにＰＶＤＦ１質量部を混合して正極合剤を作製した。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にして二次電池を作製した。
【０２９０】
（評価）
作製した実施例８−１〜実施例８−４および比較例８−１の二次電池について、上記の「高温環境中のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表８に示す。
【０２９１】
【表８】
2013161657.tif 000040
【０２９２】
表８に示すように、実施例８−１〜実施例８−４と比較例８−１との比較によれば、ゲル状電解質電池においても、式（７）で表される重合体を、正極、負極、セパレータおよびゲル状電解質層のうちの少なくとも何れかに含有させたため、高温特性を向上できた。
【０２９３】
５．他の実施の形態
以上、実施の形態および実施例を挙げて本技術を説明したが、本技術は、実施の形態および実施例で説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、本技術の正極活物質は、負極の容量がリチウムイオンの吸蔵放出による容量とリチウム金属の析出溶解に伴う容量とを含み、それらの容量の和により表されるリチウムイオン二次電池についても、同様に適用可能である。この場合には、負極材料の充電可能な容量が正極の放電容量よりも小さくなるように設定される。
【０２９４】
上述し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電池について説明したが、ナトリウム（Ｎａ）あるいはカリウム（Ｋ）などの他のアルカリ金属、またはマグネシウムあるいはカルシウム（Ｃａ）などのアルカリ土類金属、またはアルミニウムなどの他の軽金属を用いる場合についても、本発明を適用することができる。
【０２９５】
上述した実施の形態および実施例では、電池構造が円筒型またはラミネートフィルム型である場合、あるいは電池素子が巻回構造を有する場合を例に挙げて説明したが、これに限られない。本技術のリチウムイオン二次電池は、コイン型、角型またはボタン型などの他の電池構造を有する場合も、同様に適用可能である。また、本技術のリチウムイオン二次電池は、１または複数の正極と負極とを積層しつづら折りにした電池素子を備える場合、または１または複数の正極および負極を積層した他の積層構造を有する電池素子を備える場合についても、同様に適用可能である。また、例えば、上述した塗料Ａを塗布、乾燥することにより、重合体を含有させる方法は、正極やセパレータに重合体を含有させる場合にも適用可能である。
【０２９６】
本技術は、以下の構成をとることもできる。
【０２９７】
［１］
正極と、
負極と、
イオンが移動可能な絶縁層と
を備え、
上記正極、上記負極および上記絶縁層のうちの少なくとも何れかは、式（１）〜式（６）の繰り返し単位のうちの１種以上が連結した重合体の中から選ばれた少なくとも１種を含む二次電池。
【化３１】
2013161657.tif 000041
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｍは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ１は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ１は、すべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化３２】
2013161657.tif 000042
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｎは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ２は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）およびハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ２はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化３３】
2013161657.tif 000043
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｏは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ３は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）並びにハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ３はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化３４】
2013161657.tif 000044
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｐは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ４は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ４はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化３５】
2013161657.tif 000045
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｑは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ５は水素原子（Ｈ）、または水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ５はすべて同一であってもなくてもよく、互いに連結して環状構造を有していても良い。）
【化３６】
2013161657.tif 000046
（式中、括弧の内部はそれぞれが繰り返し単位であることを意味する。添え字ｒは繰り返し単位の１分子内での総数を表す。Ｒ６は、水素（Ｈ）、炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、ハロゲン（Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉ）からなる元素群のうち、少なくとも一つの元素を用いて表される原子団（官能基）を表す。Ｒ６は、少なくとも１つ以上のシアノ基を有する。）
［２］
上記重合体の含有量は、上記重合体を含有する電池部材に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である［１］に記載の二次電池。
なお、重合体を含有する電池部材に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下であるとは、以下のことをいう。電池部材である正極のみが重合体を含有する場合は、正極活物質層の質量に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である。電池部材である負極のみが重合体を含有する場合、負極活物質層の質量に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である。電池部材である絶縁層のみが重合体を含有する場合、絶縁層の質量に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である。電池部材である正極および負極が重合体を含有する場合、正極活物質層および負極活物質層の合計質量に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である。電池部材である正極および絶縁層が重合体を含有する場合、正極活物質層および絶縁層の合計質量に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である。電池部材である負極および絶縁層が重合体を含有する場合、負極活物質層および絶縁層の合計質量に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である。電池部材である正極、負極および絶縁層が重合体を含有する場合、正極活物質層、負極活物質層および絶縁層の合計質量に対して、０．０００１質量％以上５質量％以下である。
［３］
電解液をさらに備え、
上記電解液は、非水溶媒および電解質塩を含む［１］〜［２］の何れかに記載の二次電池。
［４］
上記電解液は、シアノ基を分子内に有する脂肪族化合物、およびシアノ基を分子内に有する芳香族化合物のうちの少なくとも何れかを含有する［３］に記載の二次電池。
［５］
上記シアノ基を分子内に有する脂肪族化合物は、２個以上のシアノ基を分子内に有する脂肪族化合物である［４］に記載の二次電池。
［６］
上記電解液は、上記ハロゲン原子を含む環状炭酸エステル誘導体をさらに含み、
上記ハロゲン原子を含む環状炭酸エステル誘導体の含有量は、上記非水溶媒に対して、０．０１質量％以上３０質量％以下である［３］〜［５］の何れかに記載の二次電池。
［７］
上記ハロゲン原子を有する環状炭酸エステル誘導体は、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンのうちの少なくとも何れかである［６］に記載の二次電池。
［８］
上記絶縁層は、上記正極と上記負極との間にある［１］〜［７］の何れかに記載の二次電池。
［９］
上記絶縁層は、アルミナ、シリカ、マグネシア、チタニア、およびジルコニアの中から選ばれた少なくとも１種の絶縁性酸化物をさらに含む［１］〜［８］の何れかに記載の二次電池。
［１０］
上記絶縁層は、セパレータ、ゲル状電解質および固体電解質のうちの少なくとも何れかである［１］〜［９］の何れかに記載の二次電池。
［１１］
上記セパレータは、樹脂材料を含む層を、上記正極および上記負極に対して垂直方向に２種以上積層した多層構造を有し、
上記樹脂材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミドおよびポリアクリロニトリルの中から選ばれた１種以上である［１０］に記載の二次電池。
［１２］
上記セパレータは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、アラミド、ポリアミドイミド、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミドおよびポリアクリロニトリルの中から選ばれた２種以上の樹脂材料を含み、
上記正極および上記負極に対する垂直方向において、上記樹脂材料の組成が変化する［１０］に記載の二次電池。
［１３］
一対の上記正極および上記負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下である［１］〜［１２］の何れかに記載の二次電池。
［１４］
［１］に記載の二次電池と、
上記二次電池について制御する制御部と、
上記二次電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１５］
［１］に記載の二次電池を有し、
上記二次電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１６］
［１］に記載の二次電池を有し、
上記二次電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
［１７］
［１］に記載の二次電池を有し、
上記二次電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
［１８］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記二次電池の充放電制御を行う［１７］に記載の蓄電装置。
［１９］
［１］に記載の二次電池から電力の供給を受け、または、発電装置若しくは電力網から上記二次電池に電力が供給される電力システム。
【符号の説明】
【０２９８】
１１・・・電池缶、１２，１３・・・絶縁板、１４・・・電池蓋、１５Ａ・・・ディスク板、１５・・・安全弁機構、１６・・・熱感抵抗素子、１７・・・ガスケット、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極活物質層、２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極活物質層、２３・・・セパレータ、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、３０・・・巻回電極体、３１・・・正極リード、３２・・・負極リード、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、３７・・・保護テープ、４０・・・外装部材、４１・・・密着フィルム、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２・・・充電制御スイッチ、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・空調装置、４０５ｃ・・・テレビジョン受信機、４０５ｄ・・・風呂、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・各種センサ、５１１・・・充電口
【図１】
2013161657.tif 000053
【図２】
2013161657.tif 000054
【図３】
2013161657.tif 000055
【図４】
2013161657.tif 000056
【図５】
2013161657.tif 000057
【図６】
2013161657.tif 000058
【図７】
2013161657.tif 000059