【手続補正書】
【提出日】平成23年1月7日(2011.1.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を有する材料、を含有する負極活物質を含み、
前記電解液は、化１で表されるスルホン化合物、を含有する非水溶媒を含む、
二次電池。
【化１】
2009224223.tif 000001
（Ｒ１〜Ｒ４は水素基、ハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基あるいはハロゲン化アルコキシ基である。）
【請求項２】
前記電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を有する材料は、ケイ素（Ｓｉ）の単体、合金および化合物、ならびにスズ（Ｓｎ）の単体、合金および化合物からなる群のうちの少なくとも１種である、請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記化１中のアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基あるいはハロゲン化アルコキシ基の炭素数は、１あるいは２である、請求項１記載の二次電池。
【請求項４】
前記化１中のハロゲン基は、フッ素基であり、ハロゲン化アルキル基あるいはハロゲン化アルコキシ基は、フッ素化アルキル基あるいはフッ素化アルコキシ基である、請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記化１に示したスルホン化合物は、化２の（１）〜（６）、化３の（１）〜（７）または化４の（１）〜（５）で表される化合物である、請求項１記載の二次電池。
【化２】
2009224223.tif 000002
【化３】
2009224223.tif 000003
【化４】
2009224223.tif 000004
【請求項６】
前記非水溶媒中における前記化１に示したスルホン化合物の含有量は、０．０１重量％以上５重量％以下である、請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
前記非水溶媒は、化５で表されるハロゲンを有する鎖状炭酸エステル、化６で表されるハロゲンを有する環状炭酸エステル、化７〜化９で表される不飽和結合を有する環状炭酸エステル、スルトン、および酸無水物のうちの少なくとも１種を含有する、請求項１記載の二次電池。
【化５】
2009224223.tif 000005
（Ｒ１１〜Ｒ１６は水素基、ハロゲン基、アルキル基あるいはハロゲン化アルキル基であり、それらのうちの少なくとも１つはハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基である。）
【化６】
2009224223.tif 000006
（Ｒ１７〜Ｒ２０は水素基、ハロゲン基、アルキル基あるいはハロゲン化アルキル基であり、それらのうちの少なくとも１つはハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基である。）
【化７】
2009224223.tif 000007
（Ｒ２１およびＲ２２は水素基あるいはアルキル基である。）
【化８】
2009224223.tif 000008
（Ｒ２３〜Ｒ２６は水素基、アルキル基、ビニル基あるいはアリル基であり、それらのうちの少なくとも１つはビニル基あるいはアリル基である。）
【化９】
2009224223.tif 000009
（Ｒ２７はアルキレン基である。）
【請求項８】
前記化５に示したハロゲンを有する鎖状炭酸エステルは、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）あるいは炭酸ジフルオロメチルメチルであり、
前記化６に示したハロゲンを有する環状炭酸エステルは、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンあるいは４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンであり、
前記化７に示した不飽和結合を有する環状炭酸エステルは、炭酸ビニレンであり、前記化８に示した不飽和結合を有する環状炭酸エステルは、炭酸ビニルエチレンであり、前記化９に示した不飽和結合を有する環状炭酸エステルは、炭酸メチレンエチレンである、
請求項７記載の二次電池。
【請求項９】
前記電解液は、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、および化１０〜化１５で表される化合物１のうちの少なくとも１種、を含有する電解質塩を含む、請求項１記載の二次電池。
【化１０】
2009224223.tif 000010
（Ｘ３１は長周期型周期表における１族元素あるいは２族元素、またはアルミニウム（Ａｌ）である。Ｍ３１は遷移金属元素、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素あるいは１５族元素である。Ｒ３１はハロゲン基である。Ｙ３１は−（Ｏ＝）Ｃ−Ｒ３２−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｏ＝）Ｃ−Ｃ（Ｒ３３）2 −あるいは−（Ｏ＝）Ｃ−Ｃ（＝Ｏ）−である。ただし、Ｒ３２はアルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基あるいはハロゲン化アリーレン基である。Ｒ３３はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基あるいはハロゲン化アリール基である。なお、ａ３は１〜４の整数であり、ｂ３は０、２あるいは４であり、ｃ３、ｄ３、ｍ３およびｎ３は１〜３の整数である。）
【化１１】
2009224223.tif 000011
（Ｘ４１は長周期型周期表における１族元素あるいは２族元素である。Ｍ４１は遷移金属元素、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素あるいは１５族元素である。Ｙ４１は−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ４１）2 ）b4−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ４３）2 Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2 ）c4−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ４３）2 Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2 ）c4−Ｃ（Ｒ４３）2 −、−（Ｒ４３）2 Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2 ）c4−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−（Ｏ＝）2 Ｓ−（Ｃ（Ｒ４２）2 ）d4−Ｓ（＝Ｏ）2 −あるいは−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2 ）d4−Ｓ（＝Ｏ）2 −である。ただし、Ｒ４１およびＲ４３は水素基、アルキル基、ハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基であり、それぞれのうちの少なくとも１つはハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基である。Ｒ４２は水素基、アルキル基、ハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基である。なお、ａ４、ｅ４およびｎ４は１あるいは２であり、ｂ４およびｄ４は１〜４の整数であり、ｃ４は０〜４の整数であり、ｆ４およびｍ４は１〜３の整数である。）
【化１２】
2009224223.tif 000012
（Ｘ５１は長周期型周期表における１族元素あるいは２族元素である。Ｍ５１は遷移金属元素、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素あるいは１５族元素である。Ｒｆはフッ素化アルキル基あるいはフッ素化アリール基であり、いずれの炭素数も１〜１０である。Ｙ５１は−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2 ）d5−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ５２）2 Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2 ）d5−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ５２）2 Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2 ）d5−Ｃ（Ｒ５２）2 −、−（Ｒ５２）2 Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2 ）d5−Ｓ（＝Ｏ）2 −、−（Ｏ＝）2 Ｓ−（Ｃ（Ｒ５１）2 ）e5−Ｓ（＝Ｏ）2 −あるいは−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2 ）e5−Ｓ（＝Ｏ）2 −である。ただし、Ｒ５１は水素基、アルキル基、ハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基である。Ｒ５２は水素基、アルキル基、ハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基であり、そのうちの少なくとも１つはハロゲン基あるいはハロゲン化アルキル基である。なお、ａ５、ｆ５およびｎ５は１あるいは２であり、ｂ５、ｃ５およびｅ５は１〜４の整数であり、ｄ５は０〜４の整数であり、ｇ５およびｍ５は１〜３の整数である。）
【化１３】
2009224223.tif 000013
（ｍおよびｎは１以上の整数である。）
【化１４】
2009224223.tif 000014
（Ｒ６１は炭素数２以上４以下の直鎖状あるいは分岐状のパーフルオロアルキレン基である。）
【化１５】
2009224223.tif 000015
（ｐ、ｑおよびｒは１以上の整数である。）
【請求項１０】
前記化１０に示した化合物は、化１６の（１）〜（６）で表される化合物であり、前記化１１に示した化合物は、化１７の（１）〜（８）で表される化合物であり、前記化１２に示した化合物は、化１８で表される化合物である、請求項９記載の二次電池。
【化１６】
2009224223.tif 000016
【化１７】
2009224223.tif 000017
【化１８】
2009224223.tif 000018
【請求項１１】
前記負極は、負極集電体上に、前記負極活物質を含む負極活物質層を有し、前記負極活物質層は、気相法、液相法および焼成法からなる群のうち少なくとも１種の方法によって形成されている、請求項１記載の二次電池。
【請求項１２】
前記負極は、複数の粒子状の前記負極活物質を含む負極活物質層を有し、前記負極活物質層は、前記負極活物質の粒子の表面を被覆する酸化物含有膜を含む、請求項１記載の二次電池。
【請求項１３】
前記酸化物含有膜は、ケイ素、ゲルマニウム（Ｇｅ）およびスズからなる群のうちの少なくとも１種の酸化物を含有する、請求項１２記載の二次電池。
【請求項１４】
前記負極は、複数の粒子状の前記負極活物質を含む負極活物質層を有し、前記負極活物質層は、その内部の隙間に設けられた電極反応物質と合金化しない金属材料を含む、請求項１記載の二次電池。
【請求項１５】
前記金属材料は、前記負極活物質の粒子間の隙間に設けられている、請求項１４記載の二次電池。
【請求項１６】
前記負極活物質の粒子は、多層構造を有し、前記金属材料は、前記負極活物質の粒子内の隙間に設けられている、請求項１４記載の二次電池。
【請求項１７】
前記金属材料は、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、亜鉛（Ｚｎ）および銅（Ｃｕ）のうちの少なくとも１種を含有する、請求項１４記載の二次電池。
【請求項１８】
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１９】
請求項１ないし請求項１８のいずれか１項に記載の二次電池を用いた電子機器。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】発明の名称
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の名称】二次電池および電子機器
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、正極および負極と共に電解液を備えた二次電池、ならびにそれを用いた電子機器に関する。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、サイクル特性および保存特性を向上させることが可能な二次電池および電子機器を提供することにある。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、負極が、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を有する材料を含有する負極活物質を含み、電解液が、化１で表されるスルホン化合物を含有する非水溶媒を含むものである。また、本発明の電子機器は、上記した本発明の二次電池を用いたものである。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
本発明の二次電池または電子機器によれば、負極の負極活物質が、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を有する材料を含有し、電解液の非水溶媒が、化１に示したスルホン化合物を含有する。これにより、高いエネルギー密度が得られると共に、電解液の化学的安定性が向上する。したがって、高容量が得られると共に、充放電時において電解液の分解反応が抑制されるため、サイクル特性および保存特性を向上させることができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１４８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１４８】
また、電解質液の電解質塩が、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムからなる群のうちの少なくとも１種や、化１３〜化１５に示した化合物からなる群のうちの少なくとも１種や、化１９〜化２１に示した化合物からなる群のうちの少なくも１種を含有していれば、より高い効果を得ることができる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２０１】
さらに、ＰＲＳやＳＢＡＨを加えた実施例２−１２，２−１３では、実施例１−４と比較して、同等以上の常温サイクル放電容量維持率および高温保存放電容量維持率が得られた。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２４９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２４９】
（比較例８−１）
負極活物質として、ケイ素に代えて、炭素材料である人造黒鉛を用いたことを除き、実施例１−４と同様の手順を経た。この人造黒鉛を用いて負極活物質層を形成する場合には、最初に、負極活物質として人造黒鉛９０質量部と、負極結着剤としてポリフッ化ビニリデン１０質量部とを混合して負極合剤とし、Ｎ−メチル−２−ピロリドン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、バーコータによって帯状の電解銅箔（厚さ＝１５μｍ）からなる負極集電体３４Ａの両面に負極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させたのち、ロールプレス機によって圧縮成形した。この際、負極集電体３４Ａの片面側における負極活物質層３４Ｂの厚さが７５μｍとなるようにした。