二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具及电子装置的制作方法
本技术涉及用于二次电池的电解液、使用电解液的二次电池、和电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、以及电子装置，其各自使用二次电池。
背景技术：
各种电子装置如手机和个人数字助理(pda)已被广泛使用，并且已被要求进一步减小电子装置的尺寸和重量以及实现它们的更长寿命。因此，已开发了电池，尤其是小型轻质二次电池，其能够实现高能量密度，作为用于电子装置的电源。
二次电池的应用不限于上文描述的电子装置，并且还考虑将二次电池应用于各种其他应用。这种其他应用的实例可以包括：可拆卸地安装在例如电子装置上的电池组；电动车辆如电动汽车；蓄电系统如家用电力服务器；以及电动工具如电钻。
已经提出了二次电池，其利用各种充电和放电原理来获得电池容量。尤其是，已关注二次电池，其利用电极反应物的嵌入(insertion)和脱嵌(extraction)，以及二次电池，其利用电极反应物的沉淀和溶解，其使得可以实现比其他电池如铅酸电池和镍镉电池更高的能量密度。
二次电池包括正极、负极、和电解液。电解液包括溶剂和电解质盐。电解液的组成对电池特性施加很大的影响。因此，已经对电解液的组成进行了各种研究。
更具体地，为了长期稳定地维持容量，氰基硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参考专利文献1)。为了抑制电池性能随着时间的推移的下降，硼酸盐化合物用作电解质盐(例如，参考专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2014-005261号公报
专利文献2：日本特开2014-022291号公报
技术实现要素：
与上文描述的电子装置和其它装置的更高性能和更多的多功能相关联，更频繁地使用电子装置和其它装置，并且其使用环境扩大。为此，仍有改善二次电池的电池特性的余地。
因此，希望提供二次电池用电解液、二次电池、电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、和电子装置，其各自使得可以实现优越的电池特性。
根据本技术的一种实施方式的二次电池用电解液包括由以下式(1)表示的氰基化合物。
[化学式1]
(x1n1+是金属离子和鎓离子的一种，m1是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，rf是氟基和一价氟化烃基中的一种，y1是-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-、-cr22-(cr32)e1-c(＝o)-、-s(＝o)2-(cr32)e1-s(＝o)2-、-cr22-(cr32)e1-s(＝o)2-、-c(＝o)-(cr32)e1-s(＝o)2-、和-cr22-(cr32)e1-cr22-的一种，r1各自是氢基(-h)、氟基(-f)、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，并且r1中的一个或多个是氟基和一价氟化烃基的一种，r2各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，r3各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，a1、f1、和n1各自是1或2的整数，b1和d1各自是1至4的整数，c1是0至3的整数，e1是0至4的整数，以及g1和m1各自是1至3的整数。)
根据本技术的一种实施方式的二次电池包括：正极；负极；和电解液，并且电解液具有与根据本技术的实施方式的前述二次电池用电解液的构成类似的构成。
根据本技术的各种实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、和电子装置各自包括二次电池，并且二次电池具有这样的构成，其类似于根据本技术的实施方式的前述二次电池的构成。
根据本技术的各实施方式的二次电池用电解液和二次电池，电解液包括由式(1)表示的氰基化合物，其使得可以实现优异的电池特性。此外，在本技术的各实施方式的电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、和电子装置中，类似的效果均是可实现的。
注意，这里描述的效果是非限制性的。通过本技术获得的效果可以是在本技术中描述的效果的一种或多种。
附图说明
[图1]是根据本技术的一种实施方式的二次电池(圆柱型)的构成的截面图。
[图2]是图1所示的螺旋卷绕电极体的一部分的截面图。
[图3]是根据本技术的实施方式的另一种二次电池(层压膜型)的构成的透视图。
[图4]是沿图3所示的螺旋卷绕电极体的iv-iv线获取的截面图。
[图5]是二次电池的应用实例(电池组：单电池)的构成的透视图。
[图6]是示出图5所示的电池组的构成的框图。
[图7]是示出二次电池的应用实例(电池组：组装电池(assembledbattery))的构成的框图。
[图8]是示出二次电池的应用实例(电动车辆)的构成的框图。
[图9]是示出二次电池的应用实例(蓄电系统)的构成的框图。
[图10]是示出二次电池的应用实例(电动工具)的构成的框图。
具体实施方式
在下文中，参照附图，详细描述了本技术的一些实施方式。值得注意的是，按以下顺序给出说明。
1.二次电池用电解液
2.二次电池
2-1.锂离子二次电池(圆柱型)
2-2.锂离子二次电池(层压膜型)
2-3.锂金属二次电池
3.二次电池的应用
3-1.电池组(单电池)
3-2.电池组(组装电池)
3-3.电动车辆
3-4.蓄电系统
3-5.电动工具
<1.二次电池用电解液>
首先，描述根据本技术的一种实施方式的二次电池用电解液。
在这里描述的二次电池用电解液(下文中简称为“电解液”)可以用于例如二次电池如锂离子二次电池。然而，使用电解液的二次电池的种类不限于锂离子二次电池。
[氰基化合物]
电解液包括由以下式(1)表示的一种或多种氰基化合物(下文中简称为“氰基化合物”)。氰基化合物还可以作为例如将在后面在电解液中描述的电解质盐的一部分。
[化学式2]
(x1n1+是金属离子和鎓离子的一种，m1是过渡金属元素，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，rf是氟基和一价氟化烃基的一种，y1是-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-、-cr22-(cr32)e1-c(＝o)-、-s(＝o)2-(cr32)e1-s(＝o)2-、-cr22-(cr32)e1-s(＝o)2-、-c(＝o)-(cr32)e1-s(＝o)2-、和-cr22-(cr32)e1-cr22-的一种，r1各自是氢基(-h)、氟基(-f)、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，并且r1中的一个或多个是氟基和一价氟化烃基的一种，r2各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，r3各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，a1、f1、和n1各自是1或2的整数，b1和d1各自是1至4的整数，c1是0至3的整数，e1是0至4的整数，以及g1和m1各自是1至3的整数。)
氰基化合物包括阳离子(x1n1+)和阴离子，并且在阴离子中，氰基(-cn)结合至中心元素(m1)。如可以从b1可能采用的值的范围(b1＝1至4的整数)看出，氰基化合物包括一个或多个氰基。
电解液包括氰基化合物，其改善电解液的化学稳定性，从而在充电和放电期间抑制电解液的分解反应。在这种情况下，即使在恶劣的环境中，如高温环境和低温环境，也会特别抑制电解液的分解反应。
没有特别限定x1n1+的种类，只要x1n1+是金属离子和鎓离子的一种。在其中x1n1+的数量(g1的值)是两个或更多个的情况下，两个或更多个x1n1+可以是相同种类的离子或不同种类的离子。不言而喻的是，两个或更多个x1n1+的一些可以是相同种类的离子。
没有特别限定金属离子的种类，只要金属离子是金属元素的任何离子。尤其是，金属元素可以优选是在长周期型元素周期表中的第1族元素(碱金属元素)和第2族元素(碱土金属元素)的一种，其容易使得氰基化合物可获得(可制造的)并充分改善电解液的化学稳定性。
碱金属元素的实例可以包括锂(li)、钠(na)、钾(k)、铷(rb)、铯(cs)、和钫(fr)。碱土金属元素的实例可以包括铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、钡(ba)、和镭(ra)。
没有特别限定鎓离子的种类，只要鎓离子是通过质子化所获得的任何阳离子。鎓离子的实例可以包括铵离子(nh4+)、鏻离子(ph4+)、氧鎓离子(h3o+)、锍离子(h3s+)、二氢氟阳离子(h2f+)、和氯鎓离子(h2cl+)。
尤其是，x1可以优选是锂，其使得可以达到更高的效果。
没有特别限定m1的种类，只要m1是过渡金属元素，以及在长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种。
第13族元素的实例可以包括硼(b)、铝(al)、镓(ga)、铟(in)、和铊(tl)。第14族元素的实例可以包括碳(c)、硅(si)、锗(ge)、锡(sn)、和铅(pb)。第15族元素的实例可以包括氮(n)、磷(p)、砷(as)、锑(sb)、和铋(bi)。
尤其是，m1可以优选是以下元素之一：如硼、磷、和铝，其容易使得氰基化合物可获得(可制造的)并且充分改善电解液的化学稳定性。
没有特别限定rf的种类，只要rf是氟基和一价氟化烃基的一种。在其中rf的数量(c1的值)是两个或更多个的情况下，两个或更多个rf可以是相同种类的基团或不同种类的基团。不言而喻的是，两个或更多个rf的一些可以是相同种类的基团。如可以从c1可能采用的值的范围(c1＝0至3的整数)看出，氰基化合物可以包括rf或可以不包括rf。
一价氟化烃基是这样的基团，其中在一价烃基中的一个或多个氢基(-h)由氟基(-f)取代。一价烃基是由碳(c)和氢(h)构成的一价基团的类名。
值得注意的是，一价烃基可以具有直链结构或具有一个或多个侧链的分支结构。此外，一价烃基可以是包括碳-碳多重键的不饱和烃基或不包括碳-碳多重键的饱和烃基。碳-碳多重键的实例可以包括碳-碳双键(>c＝c<)和碳-碳三键(-c≡c-)。
一价烃基的实例可以包括烷基，烯基，炔基，环烷基，芳基，以及其中结合烷基、烯基、炔基、环烷基、和芳基中的两种或更多种的一价基团(下文中被称为“一价结合基团”)。一价结合基团的实例可以包括其中结合烷基和烯基的基团、其中结合烷基和炔基的基团、和其中结合烯基和炔基的基团。此外，一价结合基团的实例可以包括这样的基因，其中结合环烷基以及烷基、烯基、和炔基之一，以及这样的基团，其中结合芳基以及烷基、烯基、和炔基之一。
值得注意的是，没有特别限定在一价烃基中的碳数。在烷基中的碳数可以是例如1至10。在烯基中的碳数以及在炔基中的碳数各自可以是例如2至10。在环烷基中的碳数以及在芳基中的碳数各自可以是例如6至18。这使得可以充分改善电解液的化学稳定性，同时确保氰基化合物的溶解性、相容性、和其他性能。
烷基的具体实例可以包括甲基(-ch3)、乙基(-c2h5)、丙基(-c3h7)、和叔丁基(-c(-ch3)2-ch3)。烯基的具体实例可以包括乙烯基(-ch＝ch2)和烯丙基(-ch2-ch＝ch2)。炔基的具体实例可以包括乙炔基(-c≡ch)。环烷基的具体实例可以包括环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环庚基、和环辛基。芳基的具体实例可以包括苯基和萘基。一价结合基团的具体实例可以包括苄基。
尤其是，rf可以优选是一价氟化烃基，以及更优选氟化烷基。此外，在一价氟化烃基中的碳数可以优选是1至10，如上文所描述的，其充分改善电解液的化学稳定性，同时确保氰基化合物的溶解性、相容性、和其他性能。
一价氟化烃基的具体实例可以是这样的基团，其中在上文提到的烷基的具体实例、烯基的具体实例、炔基的具体实例、环烷基的具体实例、芳基的具体实例、一价结合基团的具体实例的每个中的一个或多个氢基由氟基取代。
一价氟化烷基的具体实例可以包括全氟甲基(-cf3)、全氟乙基(-c2f5)、全氟丙基(-c3f7)、和全氟叔丁基(-c(-cf3)2-cf3)。
没有特别限定y1的种类，只要y1是上文提到的六种二价基团的一种。
基团-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-是包括两个羰基(-(c＝o)-)的基团。基团-cr22-(cr32)e1-c(＝o)-是包括一个羰基的基团。基团-s(＝o)2-(cr32)e1-s(＝o)2-是包括两个磺酰基(-s(＝o)2-)的基团。基团-cr22-(cr32)e1-s(＝o)2-是包括一个磺酰基的基团。基团-c(＝o)-(cr32)e1-s(＝o)2-是包括一个羰基和一个磺酰基的基团。基团-r22c-(cr32)e1-cr22-是既不包括羰基也不包括磺酰基的基团。
没有特别限定每个r1的种类，只要每个r1是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种。一价烃基和一价氟化烃基的细节是如上文所描述的。
注意，r1中的一个或多个可以是氟基和一价氟化烃基之一。换句话说，在其中y1是-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-的情况下，r1中的一个或多个可以包括氟(f)作为构成元素，与其中r1中的一个或多个不包括氟作为构成元素的情况相比，其会改善电解液的化学稳定性。
在其中y1是-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-的情况下，y1的具体实例可以包括-c(＝o)-(cf2)-c(＝o)-、-c(＝o)-(cfh)-c(＝o)-、和-c(＝o)-(c2f4)-c(＝o)-。
没有特别限定每个r2的种类，只要每个r2是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种。换句话说，不同于上文提到的r1，r2中的一个或多个可以包括氟作为构成元素或可以不包括氟作为构成元素。
r2的以上描述适用于r3。换句话说，没有特别限定每个r3的种类，只要每个r3是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种。此外，r3中的一个或多个可以包括氟作为构成元素，或可以不包括氟作为构成元素。
氰基化合物的具体实例可以包括以下化合物。
其中y1是-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-的氰基化合物的具体实例可以包括由以下式(1-1)至(1-18)表示的化合物。
[化学式3]
[化学式4]
其中y1是-cr22-(cr32)e1-c(＝o)-的氰基化合物的具体实例可以包括由以下式(1-21)至(1-36)表示的化合物。
[化学式5]
[化学式6]
其中y1是-s(＝o)2-(cr32)e1-s(＝o)2-的氰基化合物的具体实施例可以包括由以下式(1-41)至(1-44)表示的化合物。
[化学式7]
其中y1是-cr22-(cr32)e1-s(＝o)2-的氰基化合物的具体实例可以包括由以下式(1-51)至(1-56)表示的化合物。
[化学式8]
其中y1是-c(＝o)-(cr32)e1-s(＝o)2-的氰基化合物的具体实例可以包括由以下式(1-61)至(1-64)表示的化合物。
[化学式9]
其中y1是-cr22-(cr32)e1-cr22-的氰基化合物的具体实例可以包括由以下式(1-71)至(1-74)表示的化合物。
[化学式10]
没有特别限定在电解液中氰基化合物的含量。尤其是，在电解液中氰基化合物的含量可以优选是0.01mol/kg至1.5mol/kg(包括两端)，并且更优选0.01mol/kg至0.5mol/kg(包括两端)，其会充分改善电解液的化学稳定性。
[其他材料]
值得注意的是，除前述氰基化合物之外，电解液还可以包括一种或多种其他材料。
[溶剂]
其他材料可以是例如一种或多种溶剂如非水溶剂(有机溶剂)。包括非水溶剂的电解液是所谓的非水电解液。
溶剂的实例可以包括环状碳酸酯、链碳酸酯、内酯、链羧酸酯、和腈(单腈)，其使得可以实现例如高电池容量、优越的循环特性、和优越的储存特性。
环状碳酸酯的实例可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、和碳酸亚丁酯。链碳酸酯的实例可以包括碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、和碳酸甲丙酯。内酯的实例可以包括γ-丁内酯和γ-戊内酯。链羧酸酯的实例可以包括乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、异丁酸甲酯、三甲基乙酸甲酯、和三甲基乙酸乙酯。腈的实例可以包括乙腈、甲氧基乙腈、和3-甲氧基丙腈。
此外，溶剂的实例可以包括1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、1,3-二噁烷、1,4-二噁烷、n,n-二甲基甲酰胺、n-甲基吡咯烷酮、n-甲基噁唑烷酮、n,n’-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、磷酸三甲酯、和二甲亚砜，其使得可以实现类似的优点。
尤其是，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、和碳酸甲乙酯的一种或多种可以是优选的，其使得可以实现例如高电池容量、优越的循环特性、和优越的储存特性。在这种情况下，高粘度(高介电常数)溶剂(具有，例如，比介电常数ε≥30)如碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯与低粘度溶剂(具有，例如，粘度≤1mpa·s)如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯、和碳酸二乙酯的组合可以是更优选的。上述组合允许改善电解质盐的解离性能和离子迁移率。
尤其是，溶剂可以含有不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺酸酯、酸酐、二氰基化合物(二腈)、和二异氰酸酯化合物的一种或多种，其使得可以改善电解液的化学稳定性。
不饱和环状碳酸酯是具有一个或多个不饱和键(碳-碳双键)的环状碳酸酯。不饱和环状碳酸酯的实例可以包括由以下式(2)至(4)表示的化合物。没有特别限定不饱和环状碳酸酯在溶剂中的含量，但可以是例如0.01重量％至10重量％(包括两端)。
[化学式11]
(r11和r12各自是氢基和烷基的一种，r13至r16各自是氢基、烷基、乙烯基、和烯丙基的一种，r13至r16中的一个或多个是乙烯基和烯丙基的一种，r17是由>cr171r172表示的基团，并且r171和r172各自是氢基和烷基的一种。)
由式(2)表示的化合物是碳酸亚乙烯酯类化合物(vinylenecarbonate-basedcompound)。r11和r12可以是相同种类的基团或不同种类的基团。烷基的细节是如上所述。碳酸亚乙烯酯类化合物的具体实例可以包括碳酸亚乙烯酯(1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮)(vinylenecarbonate(1,3-dioxol-2-one))、碳酸甲基亚乙烯酯(4-甲基-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸乙基亚乙烯酯(4-乙基-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮)、4,5-二甲基-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮、4,5-二乙基-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮、4-氟-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮、和4-三氟甲基-1,3-间二氧杂环戊烯-2-酮。
由式(3)表示的化合物是碳酸乙烯基亚乙酯类化合物(vinylethylenecarbonate-basedcompound)。r13至r16可以是相同种类的基团或不同种类的基团。不言而喻的是，r13至r16的一些可以是相同种类的基团。碳酸乙烯基亚乙酯类化合物的具体实例可以包括碳酸乙烯基亚乙酯(4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮)、4-甲基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-乙基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4-正丙基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、5-甲基-4-乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、4,4-二乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮、和4,5-二乙烯基-1,3-二氧戊环-2-酮。
由式(4)表示的化合物是碳酸亚甲基亚乙酯类化合物。r171和r172可以是相同种类的基团或不同种类的基团。碳酸亚甲基亚乙酯类化合物的具体实例可以包括碳酸亚甲基亚乙酯(4-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)、4,4-二甲基-5-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮、和4,4-二乙基-5-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮。
此外，不饱和环状碳酸酯可以是具有苯环的儿茶酚碳酸酯。
卤代碳酸酯是含有一个或多个卤素作为构成元素的环状或链碳酸酯，并且是由以下式(5)和(6)之一表示的化合物。没有特别限定卤代碳酸酯在溶剂中的含量，但可以是例如0.01重量％至50重量％(包括两端)。
[化学式12]
(r18至r21各自是氢基、卤素基团、烷基、和卤代烷基的一种，r18至r21中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基的一种，r22至r27各自是氢基、卤素基团、烷基、和卤代烷基的一种，并且r22至r27中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基的一种。)
由式(5)表示的化合物是环状卤代碳酸酯。r18至r21可以是相同种类的基团或不同种类的基因。不言而喻的是，r18至r21的一些可以是相同种类的基团。
没有特别限定卤素基团的种类；然而，尤其是，氟基(-f)、氯基(-cl)、溴基(-br)和碘基(-i)的一种或多种可以是优选的，并且氟基可以是更优选的。与其它卤素基团相比，氟基使得可以容易形成前述保护膜。值得注意的是，与一相比，卤素基团的数量可以更优选是二，并且可以是三或更大。这使得可以达到更高的效果。
烷基的细节是如上文所描述的。卤代烷基是这样的基团，其中在烷基中的一个或多个氢基被卤素基团取代(卤化)。
环状卤代碳酸酯的具体实例可以包括由以下式(5-1)至(5-21)表示的化合物，其包括几何异构体。尤其是，例如，由式(5-1)表示的4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮和由式(5-3)表示的4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮可以是优选的。值得注意的是，作为4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮，反式异构体可以是比顺式异构体更优选的，其是容易可获得的并且使得可以达到更高效果。
[化学式13]
由式(8)表示的化合物是卤化链碳酸酯。r22至r27可以是相同种类的基团或不同种类的基团。不言而喻的是，r22至r27的一些可以是相同种类的基团。
卤化链碳酸酯的具体实例可以包括碳酸氟甲基甲酯、碳酸双(氟甲基)酯、和碳酸二氟甲基甲酯。
磺酸酯的实例可以包括单磺酸酯和二磺酸酯。没有特别限定磺酸酯在溶剂中的含量，但可以是例如0.5重量％至5重量％(包括两端)。
单磺酸酯可以是环状单磺酸酯或链单磺酸酯。环状单磺酸酯的具体实例可以包括磺内酯如1,3-丙烷磺内酯和1,3-丙烯磺内酯。链单磺酸酯的具体实例可以包括其中环状单磺酸酯在中间位置被切割的化合物。
二磺酸酯可以是环状二磺酸酯或链二磺酸酯。环状二磺酸酯的具体实例可以包括由式(7-1)至(7-3)表示的化合物。链二磺酸酯的具体实例可以包括其中环状二磺酸酯在中间位置被切割的化合物。
[化学式14]
酸酐的实例可以包括羧酸酐、二磺酸酐、和羧酸-磺酸酐。没有特别限定酸酐在溶剂中的含量，但可以例如0.5重量％至5重量％(包括两端)。
羧酸酐的具体实例可以包括琥珀酸酐、戊二酸酐、和马来酸酐。二磺酸酐的具体实例可以包括乙烷二磺酸酐和丙烷二磺酸酐。羧酸-磺酸酐的具体实例可以包括磺基苯甲酸酐、磺基丙酸酐、和磺基丁酸酐。
二氰基化合物的实例可以包括由nc-cmh2m-cn(其中m是1或更大的整数)表示的化合物。没有特别限定二氰基化合物在溶剂中的含量，但可以是例如0.5重量％至5重量％(包括两端)。二氰基化合物的具体实例可以包括琥珀腈(nc-c2h4-cn)、戊二腈(nc-c3h6-cn)、己二腈(nc-c4h8-cn)、和酞腈(nc-c6h5-cn)。
二异氰酸酯化合物的实例可以包括由ocn-cnh2n-nco(其中n是1或更大的整数)表示的化合物。没有特别限定二异氰酸酯化合物在溶剂中的含量，但可以是例如0.5重量％至5重量％(包括两端)。二异氰酸酯化合物的具体实例可以包括ocn-c6h12-nco。
[电解质盐]
此外，其他材料可以是例如一种或多种电解质盐如锂盐。然而，电解质盐可以含有不同于锂盐的盐。不同于锂盐的盐的实例可以包括不同于锂盐的轻金属盐。
锂盐的具体实例可以包括六氟磷酸锂(lipf6)、四氟硼酸锂(libf4)、高氯酸锂(liclo4)、六氟砷酸锂(liasf6)、四苯基硼酸锂(lib(c6h5)4)、甲烷磺酸锂(lich3so3)、三氟甲烷磺酸锂(licf3so3)、四氯铝酸锂(lialcl4)、六氟硅酸二锂(li2sif6)、氯化锂(licl)、和溴化锂(libr)。
尤其是，六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、和六氟砷酸锂中的一种或多种可以是优选的，并且六氟磷酸锂可以是更优选的。这些锂盐使得可以减小内阻。
此外，电解质盐可以是由相应的式(8)至(10)表示的化合物的一种或多种。值得注意的是，r41和r43可以是相同种类的基团或不同种类的基团。r51至r53可以是相同种类的基团或不同种类的基团。不言而喻的是，r51至r53的一些可以是相同种类的基团。r61和r62可以是相同种类的基团或不同种类的基团。
[化学式15]
(x41是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素以及铝(al)的一种，m41是过渡金属，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，r41是卤素基团，y41是-c(＝o)-r42-c(＝o)-、-c(＝o)-cr432-、和-c(＝o)-c(＝o)-的一种，r42是亚烷基、卤化亚烷基、亚芳基、和卤化亚芳基的一种，r43是烷基、卤代烷基、芳基、和卤化芳基的一种，a4是1至4的整数，b4是0、2、或4的整数，以及c4、d4、m4、和n4各自是1至3的整数。)
[化学式16]
(x51是长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素的一种，m51是过渡金属，以及长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，y51是-c(＝o)-(cr512)b5-c(＝o)-、-r532c-(cr522)c5-c(＝o)-、-r532c-(cr522)c5-cr532-、-r532c-(cr522)c5-s(＝o)2-、-s(＝o)2-(cr522)d5-s(＝o)2-、和-c(＝o)-(cr522)d5-s(＝o)2-的一种，r51和r53各自是氢基、烷基、卤素基团、和卤代烷基的一种，r51中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基的一种，r53中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基的一种，r52是氢基、烷基、卤素基团、和卤代烷基的一种，a5、e5、和n5各自是1或2的整数，b5和d5各自是1至4的整数，c5是0至4的整数，以及f5和m5各自是1至3的整数。)
[化学式17]
(x61是在长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素的一种，m61是过渡金属，以及在长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，rf是氟化烷基和氟化芳基的一种，在氟化烷基和氟化芳基中各自的碳数是1至10，y61是-c(＝o)-(cr612)d6-c(＝o)-、-r622c-(cr612)d6-c(＝o)-、-r622c-(cr612)d6-cr622-、-r622c-(cr612)d6-s(＝o)2-、-s(＝o)2-(cr612)e6-s(＝o)2-、和-c(＝o)-(cr612)e6-s(＝o)2-的一种，r61是氢基、烷基、卤素基团、和卤代烷基的一种，r62是氢基、烷基、卤素基团、和卤代烷基的一种，r62中的一个或多个是卤素基团和卤代烷基的一种，a6、f6、和n6各自是1或2的整数，b6、c6、和e6各自是1至4的整数，d6是0至4的整数，以及g6和m6各自是1至3的整数。)
值得注意的是，第1族元素包括氢(h)、锂(li)、钠(na)、钾(k)、铷(rb)、铯(cs)、和钫(fr)。第2族元素包括铍(be)、镁(mg)、钙(ca)、锶(sr)、钡(ba)、和镭(ra)。第13族元素包括硼(b)、铝(al)、镓(ga)、铟(in)、和铊(tl)。第14族元素包括碳(c)、硅(si)、锗(ge)、锡(sn)、和铅(pb)。第15族元素包括氮(n)、磷(p)、砷(as)、锑(sb)、和铋(bi)。
由式(8)表示的化合物的具体实例可以包括由各式(8-1)至(8-6)表示的化合物。由式(9)表示的化合物的具体实例可以包括由各式(9-1)至(9-8)表示的化合物。由式(10)表示的化合物的具体实例可以包括由式(10-1)表示的化合物。
[化学式18]
[化学式19]
[化学式20]
此外，电解质盐可以是由以下式(11)至(13)表示的化合物的一种或多种。m和n的值可以是彼此相同或不同。p、q、和r的值可以是彼此相同或不同。不言而喻的是，p、q、和r中的两种的值可以是彼此相同的。
lin(cmf2m+1so2)(cnf2n+1so2)...(11)
(m和n各自是1或更大的整数。)
[化学式21]
(r71是具有2至4个碳的直链或支链全氟亚烷基。)
lic(cpf2p+1so2)(cqf2q+1so2)(crf2r+1so2)...(13)(p、q、和r各自是1或更大的整数。)
由式(11)表示的化合物是链酰亚胺化合物。链酰亚胺化合物的具体实例可以包括双(氟磺酰亚胺)锂(lin(so2f)2)、双(三氟甲烷磺酰亚胺)锂(lin(cf2so2)2)、双(五氟乙烷磺酰亚胺)锂(lin(c2f5so2)2)、(三氟甲烷磺酰基)(五氟乙烷磺酰基)酰亚胺锂(lin(cf3so2)(c2f5so2))、(三氟甲烷磺酰基)(七氟丙烷磺酰)酰亚胺锂(lin(cf3so2)(c3f7so2))、和(三氟甲烷磺酰基)(九氟丁烷磺酰基)酰亚胺锂(lin(cf3so2)(c4f9so2))。
由式(12)表示的化合物是环状酰亚胺化合物。环状酰亚胺化合物的具体实例可以包括由各式(12-1)至(12-4)表示的化合物。
[化学式22]
由式(13)表示的化合物是链甲基化物化合物。链甲基化物化合物的具体实例可以包括三(三氟甲烷磺酰基)甲基化锂(lic(cf3so2)3)。
没有特别限定电解质盐的含量；然而，尤其是，相对于溶剂，电解质盐的含量可以优选是在0.3mol/kg至3.0mol/kg的范围内(包括两端)。这使得可以实现高离子电导率。
[其它]
此外，其他材料可以是不同于上文提到的材料的一种或多种材料。不同于上文提到的材料的材料的实例可以包括含磷-氟的盐如二氟磷酸锂(lipf2o2)和氟磷酸锂(li2pfo3)。没有特别限定在电解液中含磷-氟的盐的含量。
[电解液的作用和效果]
电解液包括前述氰基化合物。在这种情况下，与其中电解液不包括氰基化合物的情况和其中电解液包括任何其他化合物的情况相比，会改善电解液的化学稳定性，如上文所描述的，从而在充电和放电期间抑制电解液的分解反应。因此，在使用电解液的二次电池中，可以改善电池特性。
值得注意的是，前述“其他化合物”的实例可以包括由以下式(14-1)和(14-2)表示的化合物。在由式(14-1)表示的化合物中，在为y1的-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-中的r1中的一个或多个不含有氟作为构成元素。由式(14-2)表示的化合物不含有-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-(d1≥1)作为y1。
[化学式23]
尤其是，在式(1)中x1是碱金属元素和碱土金属元素的一种，以及尤其是，x1是锂，其使得可以达到更高的效果。
此外，在式(1)中m1是硼、磷、和铝的一种，其使得可以达到更高的效果。
另外，在式(1)中rf是一价氟化烃基，以及尤其是，rf是氟化烷基，其使得可以达到更高的效果。在这种情况下，在一价氟化烃基中碳数是1至10，其使得可以实现仍然更高的效果。
此外，氰基化合物在电解液中的含量是0.01mol/kg至0.5mol/kg(包括两端)，其使得可以达到更高的效果。
<2.二次电池>
接着，描述使用本技术的前述电解液的二次电池。
<2-1.锂离子二次电池(圆柱型)>
图1示出二次电池的截面构成。图2示出图1所示的螺旋卷绕电极体20的部分的截面构成。
在这里描述的二次电池可以是例如锂离子二次电池，其中通过作为电极反应物的锂的嵌入和脱嵌来获得负极22的容量。
[二次电池的整体构成]
二次电池具有所谓的圆柱型电池构成。二次电池可以含有例如一对绝缘板12和13以及螺旋卷绕电极体20作为具有大致中空的圆柱形形状的电池壳11内的电池元件，如图1所示。在螺旋卷绕电极体20中，例如，可以借助于其间的隔膜23来堆叠正极21和负极22，并且可以螺旋卷绕正极21、负极22、和隔膜23。可以用例如电解液(其是液体电解质)来浸渍螺旋卷绕电极体20。
电池壳11可以具有例如中空结构，其中电池壳11的一端是闭合的以及电池壳11的另一端是开放的。电池壳11可以由以下的一种或多种制成：例如，铁(fe)、铝(al)、以及它们的合金。电池壳11的表面可以镀有例如镍。可以如此处置绝缘板对12和13以致将螺旋卷绕电极体20夹在其间并垂直延伸到螺旋卷绕电极体20的螺旋缠绕的外周表面。
在电池壳11的开端处，可以借助于垫圈17来嵌塞(模锻，swage)电池盖14、安全阀机构15、和正温度系数元件(ptc元件)16，借此密封电池壳11。电池盖14可以由例如类似于电池壳11的材料的材料制成。安全阀机构15和ptc元件16可以各自被提供在电池盖14的内侧，以及可以通过ptc元件16将安全阀机构15电耦合到电池盖14。在安全阀机构15中，当由于例如内部短路或来自外面的加热而电池壳11的内压达到一定水平或更高时，盘板(diskplate)15a会反转。这会切断在电池盖14和螺旋卷绕电极体20之间的电连接。为了防止由较大电流造成的异常发热，ptc元件16的电阻随温度升高而增加。垫圈17可以由例如绝缘材料制成。垫圈17的表面可以涂布有例如沥青。
例如，可以在螺旋卷绕电极体20的中心插入中心销24。然而，可以不将中心销24插入在螺旋卷绕电极体20的中心。可以将正极引线25连接到正极21，以及可以将负极引线26连接到负极22。正极引线25可以由例如导电材料如铝制成。例如，可以将正极引线25连接到安全阀机构15，以及可以电耦合到电池盖14。负极引线26可以由例如导电材料如镍制成。例如，可以将负极引线26连接到电池壳11，并且可以电耦合到电池壳11。
[正极]
正极21可以包括例如正极集电体21a和提供在正极集电体21a的两个表面上的正极活性物质层21b，如图2所示。可替换地，可以将正极活性物质层21b提供在正极集电体21a的单表面上。
正极集电体21a可以由例如一种或多种导电材料制成。没有特别限定导电材料的种类，但可以是例如金属材料如铝(al)、镍(ni)、和不锈钢。正极集电体21a可以由单层构成或可以由多层构成。
正极活性物质层21b可以含有作为正极活性物质的能够嵌入和脱嵌锂的一种或多种正极材料。值得注意的是，除正极活性物质之外，正极活性物质层21b还可以进一步含有一种或多种其他材料如正极粘合剂和正极导电剂(conductor)。
正极材料可以优选是含锂化合物。更具体地，正极材料可以优选是含锂复合氧化物和含锂磷酸盐化合物的一种或两者，其使得可以实现高能量密度。
含锂复合氧化物是一种氧化物，其含有锂和排除锂的一种或多种元素(在下文中，被称为“其他元素”)作为构成元素，并且可以具有例如分层岩盐晶体结构和尖晶石晶体结构的一种。含锂磷酸盐化合物是磷酸盐化合物，其含有锂和一种或多种其他的元素作为构成元素，并且可以具有例如橄榄石晶体结构。
没有特别限定其他元素的种类，只要其他元素是一种或多种任何元素。尤其是，其他元素可以优选是一种或多种元素，其属于长周期型元素周期表中的第2族至第15族。更具体地，其他元素可以更优选地包括以下的一种或多种：镍(ni)、钴(co)、锰(mn)、和铁(fe)，其使得可以获得高电压。
具有分层岩盐晶体结构的含锂复合氧化物的实例可以包括由以下式(21)至(23)表示的化合物。
liamn(1-b-c)nibm11co(2-d)fe...(21)
(m11是以下的一种或多种：钴(co)、镁(mg)、铝(al)、硼(b)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、铁(fe)、铜(cu)、锌(zn)、锆(zr)、钼(mo)、锡(sn)、钙(ca)、锶(sr)、和钨(w)，a至e满足0.8≤a≤1.2、0<b<0.5、0≤c≤0.5、(b+c)<1、-0.1≤d≤0.2、以及0≤e≤0.1，值得注意的是，锂的组成会变化，其取决于充电和放电状态，以及a是处于完全放电状态的值。)
liani(1-b)m12bo(2-c)fd...(22)
(m12是以下的一种或多种：钴(co)、锰(mn)、镁(mg)、铝(al)、硼(b)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、铁(fe)、铜(cu)、锌(zn)、钼(mo)、锡(sn)、钙(ca)、锶(sr)、和钨(w)，a至d满足0.8≤a≤1.2、0.005≤b≤0.5、-0.1≤c≤0.2、以及0≤d≤0.1，值得注意的是，锂的组成会变化，其取决于充电和放电状态，以及a是处于完全放电状态的值。)
liaco(1-b)m13bo(2-c)fd...(23)
(m13是以下的一种或多种：镍(ni)、锰(mn)、镁(mg)、铝(al)、硼(b)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、铁(fe)、铜(cu)、锌(zn)、钼(mo)、锡(sn)、钙(ca)、锶(sr)、和钨(w)，a至d满足0.8≤a≤1.2、0≤b<0.5、-0.1≤c≤0.2、以及0≤d≤0.1，值得注意的是，锂的组成会变化，其取决于充电和放电状态，以及a是处于完全放电状态的值。)
具有分层岩盐晶体结构的含锂复合氧化物的具体实例可以包括linio2、licoo2、lico0.98al0.01mg0.01o2、lini0.5co0.2mn0.3o2、lini0.8co0.15al0.05o2、lini0.33co0.33mn0.33o2、li1.2mn0.52co0.175ni0.1o2、和li1.15(mn0.65ni0.22co0.13)o2。
值得注意的是，在其中具有分层岩盐晶体结构的含锂复合氧化物包括镍、钴、锰、和铝作为构成元素的情况下，镍的原子比可以优选是50原子％或更大，其使得可以实现高能量密度。
具有尖晶石晶体结构的含锂复合氧化物的实例可以包括由以下式(24)表示的化合物。
liamn(2-b)m14bocfd...(24)
(m14是以下的一种或多种：钴(co)、镍(ni)、镁(mg)、铝(al)、硼(b)、钛(ti)、钒(v)、铬(cr)、铁(fe)、铜(cu)、锌(zn)、钼(mo)、锡(sn)、钙(ca)、锶(sr)、和钨(w)，a至d满足0.9≤a≤1.1、0≤b≤0.6、3.7≤c≤4.1、以及0≤d≤0.1，值得注意的是，锂的组成会变化，其取决于充电和放电状态，以及a是处于完全放电状态的值。)
具有尖晶石晶体结构的含锂复合氧化物的具体实例可以包括limn2o4。
具有橄榄石晶体结构的含锂磷酸盐化合物的实例可以包括由以下式(25)表示的化合物。
liam15po4...(25)
(m15是以下的一种或多种：钴(co)、锰(mn)、铁(fe)、镍(ni)、镁(mg)、铝(al)、硼(b)、钛(ti)、钒(v)、铌(nb)、铜(cu)、锌(zn)、钼(mo)、钙(ca)、锶(sr)、钨(w)、和锆(zr)，a满足0.9≤a≤1.1，值得注意的是，锂的组成会变化，其取决于充电和放电状态，以及a是处于完全放电状态的值。)
具有橄榄石晶体结构的含锂磷酸盐化合物的具体实例可以包括lifepo4、limnpo4、life0.5mn0.5po4、和life0.3mn0.7po4。
值得注意的是，含锂复合氧化物可以是例如由以下式(26)表示的化合物。
(li2mno3)x(limno2)1-x...(26)
(x满足0≤x≤1，值得注意的是，锂的组成会变化，其取决于充电和放电状态，以及x是处于完全放电状态的值。)
此外，正极材料可以是例如以下的一种或多种：氧化物、二硫化物、硫族元素、和导电聚合物。氧化物的实例可以包括氧化钛、氧化钒、和二氧化锰。二硫化物的实例可以包括二硫化钛和硫化钼。硫族元素的实例可以包括硒化铌。导电聚合物的实例可以包括硫磺、聚苯胺、和聚噻吩。值得注意的是，正极材料可以是不同于上文提到的材料的任何材料。
正极粘合剂可以含有以下的一种或多种：例如，合成橡胶和聚合物材料。合成橡胶的实例可以包括苯乙烯-丁二烯橡胶、氟类橡胶、和乙烯丙烯二烯。聚合物材料的实例可以包括聚偏二氟乙烯和聚酰亚胺。
正极导电剂可以含有例如碳材料中的一种或多种。碳材料的实例可以包括石墨、炭黑、乙炔黑、和科琴黑。可替换地，正极导电剂可以是任何其它材料如金属材料和导电聚合物，只要正极导电剂是具有导电性的材料。
[负极]
负极22可以包括例如负极集电体22a和提供在负极集电体22a的两个表面上的负极活性物质层22b，如2图所示。可替换地，可以将负极活性物质层22b提供在负极集电体22a的单个表面上。
负极集电体22a可以由例如一种或多种导电材料制成。没有特别限定导电材料的种类，但可以是例如金属材料如铜(cu)、铝(al)、镍(ni)、和不锈钢。负极集电体22a可以由单层构成或可以由多层构成。
负极集电体22a的表面可以优选是粗糙的。这使得可以改善负极活性物质层22b相对于负极集电体22a的粘附性(通过所谓的锚定效应(anchoreffect))。在这种情况下，可能只需要至少在面向负极活性物质层22b区域中粗糙负极集电体22a的表面。粗糙化方法的实例可以包括借助于使用电解处理来形成细颗粒的方法。通过电解处理，通过电解法在电解浴中的负极集电体22a的表面上形成细颗粒，以使负极集电体22a的表面粗糙。通过电解法制造的铜箔通常被称为电解铜箔。
负极活性物质层22b含有作为负极活性物质的一种或多种能够嵌入和脱嵌锂的负极材料。值得注意的是，除负极活性物质之外，负极活性物质层22b还可进一步含有一种或多种其他材料如负极粘合剂和负极导电剂。
为了在充电中间防止锂金属无意沉淀在负极22上，负极材料的可充电容量可以优选大于正极21的放电容量。换句话说，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量可以优选大于正极21的电化学当量。
负极材料可以是例如一种或多种碳材料。在锂的嵌入和脱嵌期间，碳材料引起其晶体结构的极小变化，其稳定实现高能量密度。另外，碳材料还作为负极导电剂，其会提高负极活性物质层22b的导电性。
碳材料的实例可以包括可石墨化碳、非石墨化碳、和石墨。在非石墨化碳中(002)平面的间隔可以优选是0.37nm或更大，以及在石墨中(002)平面的间隔可以优选是0.34nm或更小。碳材料的更具体实例可以包括热解碳、焦炭、玻璃碳纤维、有机聚合物化合物烧制体、活性炭、和炭黑。焦炭的实例可以包括沥青焦炭、针状焦炭、和石油焦炭。有机聚合物化合物烧制体是在适当的温度下焙烧的(碳化的)聚合物化合物。聚合物化合物的实例可以包括酚醛树脂和呋喃树脂。不同于上文提到的材料，碳材料可以是低结晶碳，其在约1000℃或更低的温度下经受热处理，或可以是无定形碳。值得注意的是，碳材料的形状可以是以下的一种或多种：纤维状、球形、颗粒状、和鳞片状。
此外，负极材料可以是例如含有一种或多种金属元素和准金属元素作为构成元素的材料(金属类材料)。这使得可以实现高能量密度。
金属类材料可以是单质、合金、或化合物的任何一种，可以是它们的两种或更多种，或可以具有它们的一个或多个相(至少部分地)。值得注意的是，除由两种或更多种金属元素构成的材料之外，合金还包括一种材料，其含有一种或多种金属元素以及一种或多种准金属元素。另外，合金可以含有一种或多种非金属元素。金属类材料的结构的实例可以包括固溶体、共晶晶体(共晶混合物)、金属间化合物、以及其中它们的两种或更多种共存的结构。
上文提到的金属元素和准金属元素可以是例如能够与锂形成合金的一种或多种金属元素和准金属元素。它们的具体实例可以包括镁(mg)、硼(b)、铝(al)、镓(ga)、铟(in)、硅(si)、锗(ge)、锡(sn)、铅(pb)、铋(bi)、镉(cd)、银(ag)、锌、铪(hf)、锆、钇(y)、钯(pd)、和铂(pt)。
尤其是，硅、锡、或两者可以是优选的。硅和锡具有优异的嵌入和脱嵌锂的能力，并且因此实现显着高的能量密度。
含有硅、锡、或两者作为构成元素的材料可以是硅的单质、合金、和化合物的任何一种，可以是锡的单质、合金、和化合物的任何一种，可以是它们的两种或更多种，或可以是具有它们的一个或多个相(至少部分地)的材料。在这里描述的单质仅是指在一般意义上的单质(其中可以含有少量的杂质)，而并不一定是指纯度为100％的单质。
硅的合金可以含有例如一种或多种元素如锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑、和铬作为不同于硅的构成元素。硅的化合物可以含有例如一种或多种元素如碳和氧作为不同于硅的构成元素。值得注意的是，硅的化合物可以含有例如相关于硅的合金所描述的一种或多种元素作为不同于硅的构成元素。
硅的合金和硅的化合物的具体实例可以包括sib4、sib6、mg2si、ni2si、tisi2、mosi2、cosi2、nisi2、casi2、crsi2、cu5si、fesi2、mnsi2、nbsi2、tasi2、vsi2、wsi2、znsi2、sic、si3n4、si2n2o、siov(0<v≤2)、和lisio。值得注意的是，在siov中的v可以是例如在0.2<v<1.4的范围内。
锡的合金可以含有例如一种或多种元素如硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑、和铬作为不同于锡的构成元素。锡的化合物可以含有例如一种或多种元素如碳和氧作为不同于锡的构成元素。值得注意的是，锡的化合物可以含有例如相关于锡的合金所描述的一种或多种元素作为不同于锡的构成元素。
锡的合金和锡的化合物的具体实例可以包括snow(0<w≤2)、snsio3、lisno、和mg2sn。
尤其是，含有锡作为构成元素的材料(含sn的材料)可以优选是例如这样的材料，其连同锡(作为第一构成元素)一起还含有第二构成元素和第三构成元素。第二构成元素可以包括例如一种或多种元素如钴、铁、镁、钛、钒、铬、锰、镍、铜、锌、镓、锆、铌、钼、银、铟、铯(ce)、铪(hf)、钽、钨、铋、和硅。第三构成元素可以包括例如一种或多种元素如硼、碳、铝、和磷(p)。含有第二构成元素和第三构成元素的含sn材料使得可以实现例如高电池容量和优越的循环特性。
尤其是，含sn材料可以优选是含有锡、钴、和碳作为构成元素的材料(含sncoc的材料)。在含sncoc的材料中，例如，碳的含量可以是9.9质量％至29.7质量％(包括两端)，以及锡和钴的含量的比率(co/(sn+co))可以是20质量％至70质量％(包括两端)。这使得可以实现高能量密度。
含sncoc的材料可以优选具有含有锡、钴、和碳的相。这样的相可以优选是低结晶或无定形的。此相是能够与锂反应的反应相。因此，反应相的存在导致优异特性的实现。在其中cukα射线用作特定的x射线以及插入速率是1°/min的情况下，通过此反应相的x射线衍射所获得的衍射峰的半宽(衍射角2θ)可以优选是1°或更大。这使得可以更顺利地嵌入和脱嵌锂，以及降低与电解液的反应性。值得注意的是，在一些情况下，除低结晶相或无定形相之外，含sncoc的材料还可以包括这样的相，其含有各构成元素或它们的部分的单质。
在与锂的电化学反应前后，在x射线衍射图之间的比较使得可以容易确定通过x射线衍射获得的衍射峰是否对应于能够与锂反应的反应相。例如，如果在与锂的电化学反应以后衍射峰的位置不同于在与锂的电化学反应以前的衍射峰的位置，则获得的衍射峰对应于能够与锂反应的反应相。在这种情况下，例如在20°至50°(包括两端)的2θ的范围内看到低结晶反应相或无定形反应相的衍射峰。这样的反应相可以包括例如上文提到的各构成元素，并且可以认为主要由于碳的存在，这样的反应相已变成低结晶或无定形。
在含sncoc的材料中，作为它们的构成元素的部分或全部碳可以优选结合至是它们的其它构成元素的金属元素和准金属元素中的一种或两者。结合部分或全部碳抑制例如锡的内聚或结晶。例如，通过x射线光电子能谱(xps)，可以确认元素的结合状态。在市售的装置中，例如，al-kα射线或mg-kα射线可以用作软x射线。在其中部分或全部碳结合至金属元素和准金属元素中的一种或两者的情况下，碳的1s轨道(c1s)的合成波的峰出现在低于284.5ev的区。值得注意的是，如此进行能量校准，以致在84.0ev处获得金原子的4f轨道(au4f)的峰。在这种情况下，通常在材料表面上存在表面污染碳。因此，表面污染碳的c1s的峰被认为是在284.8ev处，以及此峰被用作能量标准。在xps测量中，c1s的峰的波形获得为一种形式，其包括表面污染碳的峰和在含sncoc的材料中的碳的峰。因此可以彼此分离两个峰，例如，通过借助于使用市售软件的分析。在波形的分析中，在最低结合能侧存在的主峰的位置被视为能量标准(284.8ev)。
含sncoc的材料不限于仅含有锡、钴、和碳作为构成元素的材料(sncoc)。除锡、钴、和碳之外，含sncoc的材料还可以进一步含有以下的一种或多种：例如，硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷、镓、和铋作为构成元素。
不同于含sncoc的材料，含有锡、钴、铁、和碳作为构成元素的材料(含sncofec的材料)也可以是优选的。可以采用含sncofec的材料的任何组合物。举例，在其中铁的含量设定得较小的情况下，碳的含量可以是9.9质量％至29.7质量％(包括两端)、铁的含量可以是0.3质量％至5.9质量％(包括两端)，以及锡和钴的含量的比率(co/(sn+co))可以是30质量％至70质量％(包括两端)。可替换地，在其中铁的含量设置得较大的情况下，碳的含量可以是11.9质量％至29.7质量％(包括两端)，锡、钴、和铁的含量的比率((co+fe)/(sn+co+fe))可以是26.4质量％至48.5质量％(包括两端)，以及钴和铁的含量的比率(co/(co+fe))可以是9.9质量％至79.5质量％(包括两端)。这样的组成范围允许实现高能量密度。值得注意的是，含sncofec的材料的物理特性(如半宽)类似于前述含sncoc的材料的物理特性。
不同于上文提到的材料，负极材料可以是以下的一种或多种：例如，金属氧化物和聚合物化合物。金属氧化物的实例可以包括氧化铁、氧化钌、和氧化钼。聚合物化合物的实例可以包括聚乙炔、聚苯胺、和聚吡咯。
尤其是，出于以下原因，负极材料可以优选含有碳材料和金属类材料。
金属类材料，尤其是，含有硅和锡的一种或两者作为构成元素的材料具有以下担心：这样的材料在充电和放电期间容易且完全膨胀或收缩，而这样的材料具有高理论容量的优点。相比之下，碳材料具有以下优点：在充电和放电期间，碳材料是不易于膨胀或收缩，而碳材料具有低理论容量的问题。因此，使用碳材料和金属类材料使得可以在充电和放电期间抑制膨胀和收缩，同时实现高理论容量(换句话说，高电池容量)。
可以通过例如涂布方法、气相法、液相法、喷涂方法、和烧制方法(烧结法)的一种或多种来形成负极活性物质层22b。涂布方法可以是例如一种方法，其中在颗粒(粉末)负极活性物质与例如负极粘合剂混合以后，将混合物分散在溶剂例如有机溶剂中，然后将生成物施加至负极集电体22a上。气相法的实例可以包括物理沉积法和化学沉积法。更具体地，它们的实例可以包括真空蒸发法、溅射法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积法、化学气相沉积(cvd)法、和等离子体化学气相沉积法。液相法的实例可以包括电解电镀法和化学镀方法。喷涂方法是一种方法，其中将处于熔融状态或半熔融状态的负极活性物质喷涂到负极集电体22a。烧制方法可以是例如一种方法，其中在通过涂布方法将分散在例如有机溶剂中的混合物施加至负极集电体22a以后，在高于例如负极粘合剂的熔点的温度下，使生成物经受热处理。例如，一种或多种烧制方法如大气烧制方法、活性烧制方法、和热压烧制方法，可以用作烧制方法。
在二次电池中，如上所述，为了在充电中间防止锂金属无意沉淀在负极22上，能够嵌入和脱嵌锂的负极材料的电化学当量可以优选大于正极的电化学当量。此外，在其中处于完全充电状态的开路电压(即，电池电压)是4.25v或更高的情况下，即使使用相同的正极活性物质，每单位质量的锂的脱嵌量也大于在其中开路电压是4.20v的情况下的脱嵌量。因此，根据其来调节正极活性物质和负极活性物质的量。因此，实现高能量密度。
[隔膜]
例如，可以将隔膜23提供在正极21和负极22之间，如图2所示。隔膜23分开正极21和负极22，同时防止由于正极21和负极22之间的接触产生的电流短路时在其间传递锂离子。
隔膜23可以是例如一种或多种多孔膜如合成树脂和陶瓷的多孔膜。隔膜23可以是层压膜，其中层压两个或更多个多孔膜。合成树脂的实例可以包括聚四氟乙烯、聚丙烯、和聚乙烯。
尤其是，隔膜23可以包括例如前述多孔膜(基础层)和提供在基础层的单个面或两个面上的聚合物化合物层。这使得可以改善隔膜23相对于每个正极21和负极22的粘附性，从而抑制螺旋卷绕电极体20的变形。这使得可以抑制电解液的分解反应以及抑制用其浸渍基础层的电解液的液体泄漏。因此，即使重复充电和放电，电阻也不易于增加，并抑制电池溶胀。
聚合物化合物层可以含有例如聚合物材料如聚偏二氟乙烯，其具有高物理强度并且是电化学稳定的。聚合物材料可以是不同于聚偏二氟乙烯的任何材料。为了形成聚合物化合物层，例如，可以用通过将聚合物材料溶解于例如有机溶剂中制备的溶液来涂布基础层，以及其后，可以干燥基础层。可替换地，可以将基础层沉浸在溶液中，并且其后，可以干燥基础层。
[电解液]
用电解液来浸渍螺旋卷绕电极体20，如上文所描述的。电解液具有类似于本技术的前述电解液的构成。换句话说，电解液可以含有一种或多种氰基化合物。
[二次电池的操作]
例如，二次电池可以如下操作。
当二次电池充电时，从正极21脱嵌锂离子，以及通过电解液将脱嵌的锂离子嵌入负极22。相反，当二次电池放电时，从负极22脱嵌锂离子，以及通过电解液将脱嵌的锂离子嵌入正极21。
[二次电池的制造方法]
例如，可以通过以下过程来制造二次电池。
制作正极21时，首先，可以混合正极活性物质，以及，在必要的基础上，例如正极粘合剂和正极导电剂以获得正极混合物。随后，可以将正极混合物分散于例如有机溶剂以获得糊状正极混合物浆料。接着，可以用正极混合物浆料来涂布正极集电体21a的两面，以及其后，可以干燥涂布的正极混合物浆料以形成正极活性物质层21b。其后，可以借助于使用例如辊压机来压缩模塑正极活性物质层21b，同时加热(在必要的基础上)。在这种情况下，可以压缩模塑正极活性物质层21b多次。
制作负极22时，通过类似于制作正极21的前述程序的程序，可以在负极集电体22a上形成负极活性物质层22b。更具体地，可以混合负极活性物质，以及，在必要的基础上，例如负极-正极粘合剂和负极导电剂以获得负极混合物。随后，可以将负极混合物分散于例如有机溶剂以获得糊状负极混合物浆料。接着，可以用负极混合物浆料来涂布负极集电体22a的两面，以及其后，可以干燥涂布的负极混合物浆料以形成负极活性物质层22b。最后，可以借助于使用例如辊压机来压缩模塑负极活性物质层22b。
组装二次电池时，可以通过例如焊接方法，将正极引线25连接到正极集电体21a，并且可以通过例如焊接方法，将负极引线26连接到负极集电体22a。随后，可以借助于在其间的隔膜23来堆叠正极21和负极22。接着，可以螺旋卷绕正极21、负极22、和隔膜23以形成螺旋卷绕电极体20。其后，可以将中心销24插入在螺旋卷绕电极体20的中心。
随后，可以将螺旋卷绕电极体20夹在绝缘板对12和13之间，并且可以容纳在电池壳11内。在这种情况下，可以通过例如焊接方法，将正极引线25的末端连接到安全阀机构15，并且可以通过例如焊接方法，将负极引线26的末端连接到电池壳11。随后，可以将电解液注入电池壳11内，以及可以用注入的电解液来浸渍螺旋卷绕电极体20。最后，可以借助于垫圈17，在电池壳11的开端处嵌塞电池盖14、安全阀机构15、和ptc元件16。因而，完成圆柱型二次电池。
[二次电池的作用和效果]
根据二次电池，电解液具有类似于本技术的前述电解液的构成。因此，在充电和放电期间会抑制电解液的分解反应，如上文所描述的。这使得可以实现优越的电池特性。不同于上文描述的那些作用和效果的作用和效果是类似于本技术的电解液的那些作用和效果。
<2-2.锂离子二次电池(层压膜型)>
图3示出另一种二次电池的透视构成，以及图4示出沿着图3所示的螺旋卷绕电极体30的线iv-iv获得的截面。值得注意的是，图3示出一种状态，其中螺旋卷绕电极体30和外包装件40是彼此分离的。
在下面的描述中，在适当的情况下，使用已经描述过的圆柱型二次电池的组件。
[二次电池的整体构成]
二次电池可以是具有所谓的层压膜型电池构成的锂离子二次电池。在二次电池中，例如，可以将作为电池元件的螺旋卷绕电极体30容纳在膜状外包装件40内，如图3所示。在螺旋卷绕电极体30中，例如，可以借助于在其间的隔膜35和电解质层36来堆叠正极33和负极34，并且可以螺旋卷绕正极33、负极34、隔膜35、和电解质层36。可以将正极引线31连接到正极33，以及可以将负极引线32连接到负极34。可以通过保护带37来保护螺旋卷绕电极体30的最外周。
例如，可以在同一方向上，从内到外地，将每个正极引线31和负极引线32引出外包装件40。正极引线31可以由例如一种或多种导电材料如铝(al)制成。负极引线32可以由例如一种或多种导电材料如铜(cu)、镍(ni)、和不锈钢制成。这些导电材料可以具有例如薄板形或网格形状。
外包装件40可以是例如在图3所示的箭头r的方向上可折叠的一种膜，并且外包装件40可以具有凹处，用于部分地容纳螺旋卷绕电极体30。外包装件40可以是层压膜，其中，例如，顺序层压熔融粘合层、金属层、和表面保护层。在制造二次电池的过程中，可以折叠外包装件40，以致熔融粘合层的部分彼此面对并且螺旋卷绕电极体30位于其中间，并且其后可以融熔粘合熔融粘合层的部分的外边缘。可替换地，通过例如粘合剂彼此粘合的两个层压膜可以形成外包装件40。熔融粘合层的实例可以包括由聚乙烯、聚丙烯、和其他材料的一种或多种制成的膜。金属层可以包括例如一种或多种铝箔和其他金属材料。表面保护层可以是例如由一种或多种尼龙、聚对苯二甲酸乙二酯、和其他材料制成的膜。
尤其是，外包装件40可以优选是铝层压膜，其中顺序层压聚乙烯膜、铝箔、和尼龙膜。然而，外包装件40可以是具有任何其它层压结构的层压膜、聚合物膜如聚丙烯、或金属膜。
例如，可以将用于防止外部空气侵入的粘合膜41插入在外包装件40和正极引线31之间。此外，例如，可以将前述粘合膜41插入在外包装件40和负极引线32之间。粘合膜41可以由相对于正极引线31和负极引线32具有粘附性的材料制成。具有粘附性的材料的实例可以包括聚烯烃树脂。其更具体的实例可以包括聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯、和改性聚丙烯的一种或多种。
[正极、负极、和隔膜]
正极33可以包括例如正极集电体33a和正极活性物质层33b，以及负极34可以包括例如负极集电体34a和负极活性物质层34b。正极集电体33a、正极活性物质层33b、负极集电体34a、和负极活性物质层34b的构成可以分别类似于例如正极集电体21a、正极活性物质层21b、负极集电体22a、和负极活性物质层22b的构成。隔膜35的构成可以类似于例如隔膜23的构成。
电解质层36可以包括电解液和聚合物化合物。电解液的构成可以类似于例如本技术的前述电解液的构成。在这里描述的电解质层36可以是所谓的凝胶电解质，并且可以通过聚合物化合物来保持电解液。凝胶电解质实现高离子导电性(例如，在室温下，1ms/cm或更大)，并防止电解液的液体泄漏。值得注意的是，电解质层36可以进一步包括一种或多种其他材料如添加剂。
聚合物材料可以含有例如以下一种或多种：聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚氟乙烯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶、腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯、和聚碳酸酯。除此之外，聚合物材料可以是共聚物。上述共聚物可以是例如偏二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。尤其是，聚偏二氟乙烯可以优选作为均聚物，以及1,1-二氟乙烯和六氟丙烯的共聚物可以优选作为共聚物。这样的聚合物化合物是电化学稳定的。
在是凝胶电解质的电解质层36中，包含在电解液中的溶剂是指广泛的概念，其不仅包括液体材料，而且包括具有能够解离电解质盐的离子导电性的材料。因此，在其中使用具有离子导电性的聚合物化合物的情况下，溶剂还包括聚合物化合物。
值得注意的是，可以使用电解液，因为它代替凝胶电解质层36。在这种情况下，用电解液来浸渍螺旋卷绕电极体30。
[二次电池的操作]
例如，二次电池可以如下操作。
当二次电池充电时，从正极33脱嵌锂离子，以及通过电解质层36，脱嵌的锂离子被嵌入负极34。相反，当二次电池放电时，从负极34脱嵌锂离子，以及通过电解质层36，脱嵌的锂离子被嵌入正极33。
[二次电池的制造方法]
例如，通过以下三个程序之一，可以制造包括凝胶电解质层36的二次电池。
在第一程序中，可以通过类似于正极21和负极22的制造程序的制造程序来制造正极33和负极34。更具体地，可以通过在正极集电体33a的两个表面上形成正极活性物质层33b来制造正极33，以及可以通过在负极集电体34a的两个表面上形成负极活性物质层34b来制造负极34。随后，例如，可以混合电解液、聚合物化合物、和有机溶剂，以制备前体溶液。随后，可以用前体溶液来涂布每个正极33和负极34，然后可以干燥涂布的前体溶液，以形成凝胶电解质层36。随后，可以通过例如焊接方法，将正极引线31连接到正极集电体33a，以及可以通过例如焊接方法，将负极引线32连接到负极集电体34a。随后，可以借助于在其间的隔膜35来堆叠正极33和负极34，以及其后，可以螺旋卷绕正极33、负极34、和隔膜35，以制作螺旋卷绕电极体30。其后，可以将保护带37附着在螺旋卷绕体30的最外周上。随后，可以折叠外包装件40以插入螺旋卷绕电极体30，以及其后，可以通过例如热熔粘合法来粘合外包装件40的外边缘，以将螺旋卷绕电极体30封闭在外包装件40中。在这种情况下，可以将粘合膜41插入在正极引线31和外包装件40之间，以及可以将粘合膜41插入在负极引线32和外包装件40之间。
在第二程序中，可以将正极引线31连接到正极33，以及可以将负极引线32连接到负极34。随后，可以借助于其间的隔膜35来堆叠正极33和负极34，并且可以螺旋卷绕以制作螺旋卷绕体作为螺旋卷绕电极体30的前体。其后，可以将保护带37附着于螺旋卷绕体的最外周。随后，可以折叠外包装件40以插入螺旋卷绕电极体30，以及其后，可以通过例如热熔粘合法来粘合不同于外包装件40的一侧的外边缘，以及可以将螺旋卷绕体容纳在由外包装件40形成的袋内。随后，可以混合电解液、为聚合物化合物的原材料的单体、聚合引发剂，以及，在必要的基础上，其他材料如聚合抑制剂，以制备用于电解质的组合物。随后，可以将用于电解质的组合物注入由外包装件40形成的袋内。其后，可以通过例如热熔粘合法来密封由外包装件40形成的袋。随后，可以热聚合单体以形成聚合物化合物。因此，可以通过聚合物化合物来保持电解液以形成凝胶电解质层36。
在第三程序中，可以制作螺旋卷绕体，然后以类似于上文描述的第二程序的方式，容纳在由外包装件40形成的袋内，不同之处在于，使用了提供有聚合物化合物层的隔膜35。随后，可以制备电解液，然后注入由外包装件40形成的袋内。其后，可以通过例如热熔粘合法来密封由外包装件40形成的袋的开口。随后，可以加热生成物，同时将重量施加至外包装件40以引起隔膜35紧密连接到正极33(其间具有聚合物化合物层)以及紧密连接到负极34(其间具有聚合物化合物层)。因而，可以用电解液来浸渍每个聚合物化合物层，并且可以凝胶化每个聚合物化合物层。因而，可以形成电解质层36。
在第三程序中，比在第一程序中更多抑制二次电池的溶胀。另外，在第三程序中，例如，与第二程序比较，在电解质层36中几乎没剩下非水溶剂和单体(聚合物化合物的原材料)。因此，有利地控制聚合物化合物的形成过程。因此，将每个正极33、负极34、和隔膜35充分地和紧密地连接到电解质层36。
[二次电池的作用和效果]
根据二次电池，电解质层36含有电解液，并且电解液具有类似于本技术的前述电解液的构成。因此，出于类似于上述圆柱型二次电池的原因，可实现优越的电池特性。除了上文描述的那些作用和效果的作用和效果是类似于圆柱型二次电池的那些作用和效果。
<2-3.锂金属二次电池>
在这里描述的二次电池是圆柱型二次电池(锂金属二次电池)，其中通过锂金属的沉淀和溶解来获得负极22的容量。二次电池具有一种构成，其类似于前述锂离子二次电池(圆柱型)的构成，并通过类似的程序加以制造，不同之处在于，负极活性物质层22b由锂金属制成。
在二次电池中，锂金属用作负极活性物质，从而可实现高能量密度。在组装时，负极活性物质层22b可以存在，或在组装时，负极活性物质层22b可以不必须存在并且可以由在充电期间沉淀的锂金属制成。另外，负极活性物质层22b可以用作集电体，并可以省略负极集电体22a。
例如，二次电池可以如下操作。当二次电池充电时，从正极21脱嵌锂离子，并且通过电解液将脱嵌的锂离子沉淀为负极集电体22a的表面上的锂金属。相反，当二次电池放电时，锂金属作为锂离子从负极活性物质层22b溶出，并通过电解液被嵌入正极21。
根据圆柱型锂金属二次电池，电解液具有类似于本技术的前述电解液的构成。因此，出于类似于在前述锂离子二次电池中的原因，可实现优越的电池特性。除了上文描述的那些作用和效果的作用和效果是类似于锂离子二次电池的那些作用和效果。
值得注意的是，在这里描述的锂金属二次电池不限于圆柱型二次电池，并且可以是层压膜型二次电池。即使在这种情况下，类似的效果也是可实现的。
<3.二次电池的应用>
接着，说明上文提到的任何二次电池的应用实例。
没有特别限定二次电池的应用，只要将二次电池应用于例如机器、装置、仪器、器械、和系统(例如，多个装置的集体性实体)，其能够使用二次电池作为驱动电源、用于电力积累的电力储存源、或任何其他源。用作电源的二次电池可以是主电源(优先使用的电源)，或可以是辅助电源(用来代替主电源或被切换自主电源所使用的电源)。在其中二次电池用作辅助电源的情况下，主电源的种类不限于二次电池。
二次电池的应用的实例可以包括电子装置(包括便携式电子装置)如视频摄像机、数码相机、手机、笔记本个人电脑、无绳电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视机、和便携式信息终端。其进一步的实例可以包括：移动生活电器如电动剃须刀；储存装置如备用电源和储存卡；电动工具如电钻和电锯；电池组，用作例如笔记本个人电脑的可附加和可拆卸的电源；医疗电子装置如起搏器和助听器；电动车辆如电动汽车(包括混合动力汽车)；以及蓄电系统如用于电力的积累的家用电池系统，用于例如紧急情况。不言而喻的是，二次电池可以用于不同于上文提到的应用的应用。
尤其是，二次电池可以有效地适用于例如电池组、电动车辆、蓄电系统、电动工具、和电子装置。在这些应用中，需要优越的电池特性，并且使用本技术的二次电池使得可以有效地提高性能。值得注意的是，电池组是使用二次电池的电源，并且可以是例如组装电池。电动车辆是使用二次电池作为驱动电源来操作(运行)的车辆，并且可以是汽车(如混合动力汽车)，其一起包括不同于二次电池的驱动源(如上所述)。蓄电系统是使用二次电池作为电力储存源的系统。例如，在家用蓄电系统中，将电力积累在是电力储存源的二次电池中，其使得可以使用例如借助于使用积累电力的家用电器产品。电动工具是这样的工具，其中，借助于使用二次电池作为驱动电源，允许移动可移动部(如钻头)。电子装置是这样的器械，借助于使用二次电池作为驱动电源(电力供应源)，其执行各种功能。
在下文中，具体描述二次电池的一些应用实例。值得注意的是，下面所描述的各应用实例的构成仅仅是实例，并可以改变(视情况而定)。
<3-1.电池组(单电池)>
图5示出使用单电池的电池组的透视构成。图6示出图5所示电池组的框构成。值得注意的是，图5示出处于分解状态的电池组。
在这里描述的电池组是简单电池组，其使用一个二次电池(所谓的软包)，并且可以安装在例如由智能手机代表的电子装置中。例如，电池组可以包括电源111，其是层压膜型二次电池，和电路板116，其耦合到电源111，如图5所示。可以将正极引线112和负极引线113连接到电源111。
可以将一对粘合带118和119附着于电源111的两个侧表面。可以在电路板116中形成保护电路模块(pcm)。可以通过极耳(tab)114，将电路板116耦合到正极112，以及可以通过极耳115，耦合到负极引线113。此外，可以将电路板116耦合到引线117，其提供有用于外部连接的连接器。值得注意的是，在将电路板116耦合到电源111的同时，可以通过标签(label)120和绝缘片121从上侧和下侧来保护电路板116。可以附着标签120以固定例如电路板116和绝缘片121。
此外，例如，电池组可以包括电源111和电路板116，如图6所示。电路板116可以包括例如控制器121、开关部122、ptc123、和温度检测器124。通过正极端子125和负极端子127，电源111可连接到外部，并从而通过正极端子125和负极端子127来充电和放电。借助于使用温度检测端(所谓的t端)126，允许温度检测器124检测温度。
控制器121控制整个电池组(包括电源111的使用状态)的操作，并且可以包括例如中央处理器(cpu)和储存器。
例如，在其中电池电压达到过充电检测电压的情况下，控制器121可以如此引起开关部122被断开连接，以致充电电流并不流入电源111的电流路径。此外，例如，在其中在充电期间大电流流动的情况下，控制器121可能会导致开关部122被断开连接，从而阻断充电电流。
此外，例如，在其中电池电压达到过放电检测电压的情况下，控制器121可以如此引起开关部122被断开连接，以致放电电流并不流入电源111的电流路径。此外，例如，在其中在放电期间大电流流动的情况下，控制器121可能会导致开关部122被断开连接，从而阻断放电电流。
值得注意的是，二次电池的过充电检测电压可以是例如4.20v±0.05v，以及过放电检测电压可以是例如2.4v±0.1v。
根据来自控制器121的指令，开关部122切换电源111的使用状态(电源111是否可连接到外部设备)。开关部122可以包括例如充电控制开关和放电控制开关。充电控制开关和放电控制开关各自可以是例如半导体开关如使用金属氧化物半导体(mosfet)的场效应晶体管。值得注意的是，可以基于开关部122的导通电阻来检测充电电流和放电电流。
温度检测器124测量电源111的温度，并将测量结果输出到控制器121。温度检测器124可以包括例如温度检测元件如热敏电阻。值得注意的是，可以使用通过温度检测器124的测量结果，例如，在其中在异常发热时控制器121执行充电和放电控制的情况下以及在其中在计算剩余容量时控制器121执行校正处理的情况下。
值得注意的是，电路板116可以不包括ptc123。在这种情况下，可以将ptc元件独立地连接到电路板116。
<3-2.电池组(组装电池)>
图7示出使用组装电池的电池组的框构成。例如，电池组可以包括在壳体60内的控制器61、电源62、开关部63、电流测量部64、温度检测器65、电压检测器66、开关控制器67、储存器68、温度检测元件69、电流检测电阻70、正极端子71、和负极端子72。壳体60可以由例如塑料材料制成。
控制器61控制整个电池组的操作(包括电源62的使用状态)，并且可以包括例如cpu。电源62包括本技术的一个或多个二次电池。电源62可以是例如包括两个或更多个二次电池的组装电池。可以串联、并联、或串并联组合地连接二次电池。举例，电源62可以包括6个二次电池，其中彼此并联连接两组串联的三个电池。
根据来自控制器61的指令，开关部63切换电源62的使用状态(电源62是否可连接到外部设备)。开关部63可以包括例如充电控制开关、放电控制开关、充电二极管、和放电二极管。充电控制开关和放电控制开关各自可以是例如半导体开关如使用金属氧化物半导体(mosfet)的场效应晶体管。
电流测量部64借助于使用电流检测电阻70来测量电流，并将测量结果输出到控制器61。温度检测器65借助于使用温度检测元件69来测量温度，并将测量结果输出到控制器61。可以使用温度测量的结果，例如，在其中在异常发热时控制器61执行充电和放电控制的情况下以及在其中在计算剩余容量时控制器61执行校正处理的情况下。电压检测器66测量在电源62中二次电池的电压，对所测得的电压执行模数转换，以及将获得的结果提供到控制器61。
依据由电流测量部64和电压检测器66输入的信号，开关控制器67控制开关部63的操作。
例如，在其中电池电压达到过充电检测电压的情况下，开关控制器67可以如此引起开关部63(充电控制开关)被断开连接，以致充电电流并不流入电源62的电流路径。这使得通过在电源62中的放电二极管仅可以进行放电。值得注意的是，例如，当在充电期间大电流流动时，开关控制器67可以阻断充电电流。
另外，例如，在其中电池电压达到过放电检测电压的情况下，开关控制器67可以如此引起开关部63(放电控制开关)被断开连接，以致放电电流并不流入电源62的电流路径。这使得通过在电源62中的充电二极管仅可以进行充电。值得注意的是，例如，当在放电期间大电流流动时，开关控制器67可以阻断放电电流。
值得注意的是，二次电池的过充电检测电压可以是例如4.20v±0.05v，以及过放电检测电压可以是例如2.4v±0.1v。
储存器68可以是例如eeprom，其是非易失性储存器。储存器68可以保持例如由控制器61所计算的数值和在制造过程中测得的二次电池的信息(如处于初始状态的内阻)。值得注意的是，在其中储存器68保持二次电池的完全充电容量的情况下，允许控制器61理解信息如剩余容量。
温度检测元件69测量电源62的温度，并将测量结果输出到控制器61。温度检测元件69可以是例如热敏电阻。
正极端子71和负极端子72是这样的端子，可以将其耦合到例如借助于使用电池组所驱动的外部设备(如笔记本个人电脑)或用于电池组的充电的外部设备(如电池充电器)。通过正极端子71和负极端子72来充电和放电电源62。
<3-3.电动车辆>
图8示出混合动力汽车(其是电动车辆的一个实例)的框构成。电动车辆可以包括例如在由金属制成的壳体73内的控制器74、发动机75、电源76、驱动用电动机77、差速器78、发电机79、变速器80、离合器81、逆变器82和83、各种传感器84。不同于上文提到的组件，电动车辆可以包括例如前驱动轴85和前轮86，其被耦合到差速器78和变速器80，和后驱动轴87，以及后轮88。
例如，借助于使用发动机75和电动机77之一作为驱动源，电动车辆可以是可运行的。发动机75是主电源，并且可以是例如汽油发动机。在其中发动机75用作电源的情况下，例如，通过差速器78、变速器80、和离合器81(其是驱动部)，可以将发动机75的驱动力(扭矩)传递到前轮86或后轮88。值得注意的是，还可以将发动机75的扭矩传递到发电机79。借助于使用扭矩，发电机79产生交流电力。通过逆变器83，将生成的交流电力转换成直流电力，并在电源76中积累转换的电力。在其中电动机77(其是转换部)用作电源的情况下，通过逆变器82，由电源76供应的电力(直流电力)被转换成交流电力，以及借助于使用交流电力来驱动电动机77。例如，通过差速器78、变速器80、和离合器81(其是驱动部)，可以将经由电动机77并通过转换电力所获得的驱动力(扭矩)传递到前轮86或后轮88。
值得注意的是，当通过制动机构来降低电动车辆的速度时，可以将在速度降低时的电阻传递到电动机77(作为扭矩)，并且，通过利用扭矩，电动机77可以产生交流电力。可以优选的是，通过逆变器82，将这种交流电力转换成直流电力，并且在电源76中积累直流再生电力。
控制器74控制整个电动车辆的操作，并且可以包括例如cpu。电源76包括本技术的一个或多个二次电池。可以将电源76耦合到外部电源，并且通过接收来自外部电源的电力供应，可以允许电源76积累电力。可以使用各种传感器84，例如，用于控制发动机75的转数以及用于控制节气门的开度(节气门开度)。各种传感器84可以包括例如速度传感器、加速度传感器、和发动机频率传感器。
值得注意的是，虽然已描述了其中电动车辆是混合动力汽车的情况，但电动车辆可以是仅借助于使用电源76和电动机77而没有使用发动机75来操作的车辆(电动汽车)。
<3-4.蓄电系统>
图9示出蓄电系统的框构成。蓄电系统可以包括例如在房屋89如一般住所或商业建筑内的控制器90、电源91、智能电表92、和电力枢纽93。
在此实施例中，可以将电源91耦合到在房屋89内提供的电气设备94并且可以允许耦合到停在房屋89外面的电动车辆96(例如)。另外，例如，可以通过电力枢纽93，将电源91耦合到在房屋89内提供的私人发电机95，并且可以通过智能电表92和电力枢纽93，允许耦合到外部集中电力系统97。
值得注意的是，电气设备94可以包括例如一个或多个家用电器产品。家用电器产品的实例可以包括冰箱、空气调节机、电视机、和热水器。私人发电机95可以包括例如太阳能发电机、风力发电机、和其他发电机的一种或多种。电动车辆96可以包括例如电动汽车、电动摩托车、混合动力汽车、和其它电动车辆的一种或多种。集中电力系统97可以包括例如热电厂、原子能发电厂、水力发电厂、风力发电厂、和其他发电厂的一种或多种。
控制器90控制整个蓄电系统的操作(包括电源91的使用状态)，并且可以包括例如cpu。电源91包括本技术的一个或多个二次电池。智能电表92可以是电力仪表，其与网络兼容并且提供在要求电力的房屋89中，并且可以与电力供应商通信(例如)。因此，例如，当智能电表92与外界相通的同时，智能电表92控制在房屋89中供求之间的平衡，其允许有效和稳定的能源供应。
在蓄电系统中，例如，通过智能电表92和电力枢纽93，可以在电源91中从集中电力系统97(其是外部电源)积累电力，以及，通过电力枢纽93，可以在电源91中从私人发电机95(其是独立电源)积累电力。根据来自控制器90的指令，将积累在电源91中的电力提供给电气设备94和电动车辆96。这允许电气设备94是可操作的，并且允许电动车辆96是可充电的。换句话说，蓄电系统是这样的系统，其使得借助于使用电源91可以在房屋89中积累和供应电力。
允许可选地使用积累在电源91中的电力。因此，例如，可以在半夜当电价便宜时，在电源91中从集中电力系统97积累电力，以及可以在白天当电价昂贵时，使用积累在电源91中的电力。
值得注意的是，可以将前述蓄电系统提供给每个住户(每个家庭单位)，或可以提供给多个住户(多个家庭单位)。
<3-5.电动工具>
图10示出电动工具的框构成。电动工具可以是例如电钻，并且可以包括在由塑料材料制成的工具体98内的控制器99和电源100(例如)。例如可以以可操作(可旋转的)方式，将钻孔部(drillsection)101(其是可移动部分)连接到工具体98。
控制器99控制整个电动工具的操作(包括电源100的使用状态)，并且可以包括例如cpu。电源100包括本技术的一个或多个二次电池。依据操作开关的操作，控制器99允许将来自电源100的电力供给到钻孔部101。
实施例
下文将详细描述本技术的实施例。
(实验例1-1至1-5)
通过以下过程来制作图3和图4所示的层压膜型锂离子二次电池。
正极33制作如下。首先，混合90质量份的正极活性物质(licoo2)、5质量份的正极粘合剂(聚偏二氟乙烯)、和5质量份的正极导电剂(科琴黑)，以获得正极混合物。随后，将正极混合物分散于有机溶剂(n-甲基-2-吡咯烷酮)，以获得正极混合物浆料。随后，用正极混合物浆料来均匀涂布正极集电体33a(厚度为15μm的铝箔)的两面，以及其后，干燥正极混合物浆料，以形成正极活性物质层33b。最后，借助于使用辊压机来压缩模塑正极活性物质层33b，以及其后，将在其上形成有正极活性物质层33b的正极集电体33a切成条形(48mm×300mm)。
负极34制作如下。首先，混合90质量份的负极活性物质(人造石墨)和10质量份的负极粘合剂(聚偏二氟乙烯)，以获得负极混合物。随后，将负极混合物分散于有机溶剂(n-甲基-2-吡咯烷酮)，以获得负极混合物浆料。随后，用负极混合物浆料来均匀涂布负极集电体34a(厚度为15μm的铜箔)的两面，以及其后，干燥负极混合物浆料以形成负极活性物质层34b。最后，借助于使用辊压机来压缩模塑负极活性物质层34b，以及其后，将在其上形成有负极活性物质层34b的负极集电体34a切成条形(50mm×310mm)。
电解液制备如下。将氰基化合物加入溶剂，然后搅拌溶剂。作为溶剂，使用碳酸亚乙酯(ec)和碳酸二乙酯(dec)的混合物。溶剂的组成(重量比)是碳酸亚乙酯:碳酸二乙酯＝50:50。氰基化合物的种类和含量(mol/kg)是如表1所示。值得注意的是，为了比较，以类似的程序来制备电解液，不同之处在于，其他化合物之一用来代替氰基化合物。其他化合物的种类和含量(mol/kg)是如表1所示。
二次电池组装如下。首先，通过焊接，将由铝制成的正极引线25连接到正极33的正极集电体33a，以及通过焊接，将由铜制成的负极引线26连接到负极34的负极集电体34a。随后，借助于在其间的隔膜35(厚度为25μm的多微孔聚乙烯膜)来堆叠正极33和负极34，然后在纵向上螺旋缠绕正极33、负极34、和隔膜35，以制作螺旋卷绕电极体30。其后，将保护带37附着于螺旋卷绕电极体30的最外周。随后，将螺旋卷绕电极体30夹在两个膜状的外包装件40之间，以及其后，热熔融粘合在外包装件40的三个侧上的外边缘。因而，由外包装件40形成袋。在这里使用的外包装件40各自是防潮铝层压膜，其中从外部顺序地层压25μm厚尼龙膜、40μm厚铝箔、和30μm厚聚丙烯膜。最后，将电解液注入由外包装件40形成的袋内，并用电解液来浸渍隔膜35。其后，在减压环境中，热熔融粘合在外包装件40的剩下的一侧上的外边缘。因而，完成层压膜型二次电池。
当检查循环特性、储存特性、负载特性、和溶胀特性作为二次电池的电池特性时，获得示于表1的结果。
循环特性检查如下。首先，在环境温度环境(23℃)下，对二次电池进行充电和放电的一个循环，以稳定二次电池的电池状态，以及其后，在高温环境(60℃)下，对二次电池进一步进行充电和放电的一个循环，以测量放电容量。随后，在相同的温度环境(60℃)下，反复充电和放电二次电池，直到总循环次数达到100个循环，以测量放电容量。依据这些结果，计算循环维持率(％)＝(在第100次循环时的放电容量/在第2次循环时的放电容量)×100。当二次电池充电时，在0.2c的电流下进行充电，直到电压达到4.35v，以及其后，在4.35v的电压下进一步进行充电，直到电流达到0.05c。当二次电池放电时，在0.2c的电流下进行放电，直至电压达到2.5v。值得注意的是，“0.2c”是指电流值，在其下，在5小时内电池容量(理论容量)被完全放电，以及“0.05c”是指电流值，在其下，在20小时内电池容量被完全放电。
储存特性检查如下。在周围环境(23℃)中，对具有通过与在检查循环特性的情况下的程序类似的程序加以稳定的电池状态的二次电池，进行充电和放电的一个循环，以测量放电容量。随后，再次充电二次电池，然后将保持在充电状态的二次电池储存在恒温浴(80℃)中10天，以及其后，在环境温度环境中放电二次电池以测量放电容量。从这些结果，计算储存维持率(％)＝(储存后的放电容量/储存前的放电容量)×100。充电和放电条件是类似于在检查循环特性的情况下的那些条件。
负载特性检查如下。在周围环境(23℃)中，对具有通过与在检查循环特性的情况下的程序类似的程序加以稳定的电池状态的二次电池进行充电和放电的一个循环，以测量放电容量。随后，在低温环境(-10℃)中反复充电和放电二次电池，直到总循环数达到100个循环，以测量放电容量。从这些结果，计算负载维持率(％)＝(在第100个循环时的放电容量/在第2个循环时的放电容量)×100。充电和放电条件是类似于在检查循环特性的情况下的那些条件，不同之处在于，将在放电期间的电流改为1c。值得注意的是，“1c”是指电流值，在其下，在1小时内完全放电电池容量(理论容量)。
溶胀特性确定如下。在环境温度环境(23℃)中，再次充电具有通过与检查循环特性的程序类似的程序加以稳定的电池状态的二次电池，以及其后，测量二次电池的厚度。随后，将保持在充电状态的二次电池储存在高温环境(60℃)中一个月，以及其后，测量二次电池的厚度(mm)。从这些结果，计算溶胀(mm)＝储存后的厚度-储存前的厚度。充电和放电条件是类似于在检查循环特性的情况下的那些条件。
[表1]
在其中电解液包括氰基化合物的情况下(实验例1-1至1-3)，与其中电解液不包括氰基化合物的情况(实验例1-4和1-5)相比，各自增加了循环维持率、储存维持率、和负载维持率，并减小溶胀。
(实验例2-1至2-21)
以类似的程序，制造二次电池并检查二次电池的电池特性(循环特性和储存特性)，不同之处在于，将电解质盐(lipf6)加入电解液，如表2所示。在电解液中氰基化合物的含量(mol/kg)以及在电解液中电解质盐的含量(mol/kg)是如表2所示。
[表2]
在其中电解液包括氰基化合物的情况下(实验例2-1至2-15)，与其中电解液不包括氰基化合物的情况(实验例2-16至2-21)比较，均增加了循环维持率和储存维持率。
尤其是，在其中电解液包括氰基化合物的情况下，当在电解液中氰基化合物的含量是0.01mol/kg至0.5mol/kg(包括两端)时，获得了高循环维持率和高储存维持率。
(实验例3-1至3-5)
以类似的程序，制造二次电池并检查二次电池的电池特性(循环特性和储存特性)，不同之处在于，在其中电解液包括电解质盐(lipf6)的情况下，改变了溶剂的组成，如表3所示。在这种情况下，代替碳酸二乙酯(dec)，使用碳酸亚丙酯(pc)、碳酸二甲酯(dmc)、和碳酸甲乙酯(emc)。此外，使用三种溶剂的混合物，并且溶剂的组成是ec:pc:dec＝50:50:50以及ec:pc:emc＝50:50:50(重量比)。
[表3]
即使在其中改变了溶剂的组成的情况下，当电解液包括氰基化合物时，也获得了高循环维持率和高储存维持率。
(实验例4-1至4-15)
以类似的程序，制造二次电池并检查二次电池的电池特性(循环特性和储存特性)，不同之处在于，在其中电解液包括电解质盐(lipf6)的情况下，将一种其他材料加入电解液，如表4所示。
以下材料用作其他材料。作为不饱和环状碳酸酯，添加碳酸亚乙烯酯(vc)、碳酸乙烯基亚乙酯(vec)、和碳酸亚甲基亚乙酯(mec)。作为卤代碳酸酯，添加4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮(fec)和4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮(dfec)。作为单磺酸酯，添加丙烷磺内酯(ps)和丙烯磺内酯(prs)。作为二磺酸酯，添加由式(7-2)表示的化合物(osah)。作为酸酐，添加琥珀酸酐(sa)和丙烷二磺酸酐(psah)。作为二氰基化合物，添加琥珀腈(sn)。作为二异氰酸酯化合物，添加二异氰酸六亚甲基酯(hmi)。此外，作为另外的电解质盐，使用四氟硼酸锂(libf4)、由式(8-6)表示的化合物(libob)、和双(氟磺酰亚胺)锂(lifsi)。在电解液中其他材料的含量(重量％)是如表4所示。
[表4]
即使在其中电解液包括其他材料的情况下，当电解液包括氰基化合物时，也获得了高循环维持率和高储存维持率。尤其是，在其中电解液包括其他材料的情况下，与其中电解液不包括其他材料的情况比较，获得了基本相等或更高的循环维持率以及相等或更高的储存维持率。
如从表1至4所示的结果可以看出，当电解液包括氰基化合物时，循环特性、储存特性、负载特性、和溶胀特性均得到改善。因此，在二次电池中实现了优越的电池特性。
虽然上文已参照一些实施方式和实施例描述了本技术，但本技术不限于此，并且可以以各种方式加以改进。
例如，已经参照实施例给出了描述，其中电池结构具有圆柱型和层压膜型，以及电池元件具有螺旋卷绕结构。然而，电池结构和电池元件结构不限于此。本技术的二次电池还类似地适用于这样的情况，其中采用其它电池结构如方型、硬币型、或按钮式。此外，本技术的二次电池还类似地适用于这样的情况，其中电池元件具有其它结构如堆叠结构。
另外，本技术的二次电池用电解液的应用不限于二次电池。本技术的二次电池用电解液可以适用于其他电化学装置。其他电化学装置的实例可以包括电容器。
注意，在本说明书中描述的效果是说明性和非限制性的。本技术可以具有不同于在本说明书中描述的那些效果的效果。
值得注意的是，本技术可以具有以下构成。
(1)
一种二次电池，包括：
正极；
负极；以及
电解液，其包括由以下式(1)表示的氰基化合物，
[化学式24]
(x1n1+是金属离子和鎓离子的一种，m1是过渡金属元素，以及在长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，rf是氟基和一价氟化烃基的一种，y1是-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-、-cr22-(cr32)e1-c(＝o)-、-s(＝o)2-(cr32)e1-s(＝o)2-、-cr22-(cr32)e1-s(＝o)2-、-c(＝o)-(cr32)e1-s(＝o)2-、和-cr22-(cr32)e1-cr22-的一种，r1各自是氢基(-h)、氟基(-f)、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，并且r1中的一个或多个是氟基和一价氟化烃基的一种，r2各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，r3各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，a1、f1、和n1各自是1或2的整数，b1和d1各自是1至4的整数，c1是0至3的整数，e1是0至4的整数，以及g1和m1各自是1至3的整数。)
(2)
根据(1)的二次电池，其中x1是在长周期型元素周期表中的第1族元素和第2族元素的一种。
(3)
根据(1)或(2)的二次电池，其中x1是锂(li)。
(4)
根据(1)至(3)中任一个的二次电池，其中m1是硼(b)、磷(p)、和铝(al)的一种。
(5)
根据(1)至(4)中任一个的二次电池，其中
一价烃基是以下中的一种：烷基，烯基，炔基，环烷基，芳基，以及其中结合了烷基、烯基、炔基、环烷基、和芳基中的两种或更多种的一价基团，并且
一价氟化烃基是这样的基团，其中在一价烃基中的一个或多个氢基由氟基取代。
(6)
根据(1)至(5)中任一个的二次电池，其中
rf是一价氟化烃基，并且
在一价氟化烃基中的碳数是1至10(包括两端)。
(7)
根据(1)至(6)中任一个的二次电池，其中在电解液中氰基化合物的含量是0.01mol/kg至0.5mol/kg(包括两端)。
(8)
根据(1)至(7)中任一个的二次电池，其中二次电池是锂离子二次电池。
(9)
一种二次电池用电解液，包括：
由以下式(1)表示的氰基化合物，
[化学式25]
(x1n1+是金属离子和鎓离子的一种，m1是过渡金属元素，以及在长周期型元素周期表中的第13族元素、第14族元素、和第15族元素的一种，rf是氟基和一价氟化烃基的一种，y1是-c(＝o)-(cr12)d1-c(＝o)-、-cr22-(cr32)e1-c(＝o)-、-s(＝o)2-(cr32)e1-s(＝o)2-、-cr22-(cr32)e1-s(＝o)2-、-c(＝o)-(cr32)e1-s(＝o)2-、和-cr22-(cr32)e1-cr22-的一种，r1各自是氢基(-h)、氟基(-f)、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，以及r1中的一个或多个是氟基和一价氟化烃基的一种，r2各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，r3各自是氢基、氟基、一价烃基、和一价氟化烃基的一种，a1、f1、和n1各自是1或2的整数，b1和d1各自是1至4的整数、c1是0至3的整数，e1是0至4的整数，以及g1和m1各自是1至3的整数。)
(10)
一种电池组，包括：
根据(1)至(8)中任一个的二次电池；
控制器，其控制二次电池的运行；以及
开关部，其根据来自控制器的指令切换二次电池的运行。
(11)
一种电动车辆，包括：
根据(1)至(8)中任一个的二次电池；
转换器，其将由二次电池供应的电力转换成驱动力；
驱动部，其根据驱动力运行；以及
控制器，其控制二次电池的运行。
(12)
一种蓄电系统，包括：
根据(1)至(8)中任一个的二次电池；
一个或多个电气设备，其由二次电池供应电力；以及
控制器，其控制由二次电池向电气设备供应电力。
(13)
一种电动工具，包括：
根据(1)至(8)中任一个的二次电池；以及
可移动部，其由二次电池供应电力。
(14)
一种电子装置，包括根据(1)至(8)中任一个的二次电池作为电力供应源。
本申请基于并要求于2014年12月16日向日本特许厅提交的日本专利申请号2014-253927的优先权，其全部内容以引用方式结合于本文。
本领域技术人员应该理解，可以发生各种修改、组合、子组合和更改，其取决于设计要求和其他因素，只要它们是在所附权利要求或其等同物的范围内。
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