專利名稱：氧化極活性材料、二次電池、電動工具及電能儲存系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本公開涉及包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為元素的氧化極活性材料、使用氧化極活性材料的二次電池、使用二次電池的電動工具、使用二次電池的電動交通工具以及使用二次電池的電能儲存系統(tǒng)。
背景技術：
近年來，廣泛使用了以便攜式終端等為代表的小型電子設備，強烈需求減小其尺寸和重量以實現(xiàn)較長壽命。相應地，作為小型電子設備的電源，開發(fā)了電池，特別是能夠提供高能量密度的小型且重量輕的二次電池。近年來，已考慮把這種二次電池不僅應用于小型電子設備并且還應用于以交通工具等為代表的大型電子設備。研討了使用各種元素作為二次電池的載體(電極反應物)。具體地，使用鋰(Li) 作為電極反應物以及使用鋰離子的提取和插入作為充電和放電反應的鋰離子二次電池極具前景，這是由于這種鋰離子二次電池較之鉛電池組、鎳鎘電池等而言能夠提供較高能量
也/又。作為二次電池中氧化極的活性材料，除了碳材料比如石墨之外，金屬材料比如硅 (Si)和錫(Sn)也用于獲得高容量。然而，近年來，逐步開發(fā)了新材料以求取得較高容量和改進循環(huán)特性等的目的。具體地，研討了包含錫、鈷(Co)和碳(C)作為元素，以及通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度的低結晶材料(例如，見日本待審專利申請公開 No. 2006-107792、No. 2006-128051,2006-344403 以及 2008-293955)。在低結晶材料中，在一些情形中，使用鐵(Fe)而非鈷，以及一起使用鈷和鐵。

發(fā)明內(nèi)容
這些年來，電子設備的多功能和高性能逐步發(fā)展，其使用頻率增加。因而，二次電池傾向于頻繁地充電和放電。相應地，為了在放電和充電數(shù)量少的初始狀態(tài)中以及在多次重復充電和放電之后的狀態(tài)中呈現(xiàn)出足夠的電池性能，熱切期望著初始充電和放電特性以及循環(huán)特性的改進。鑒于以上缺點，在本公開中，期望提供能夠獲得較好的初始充電和放電特性以及循環(huán)特性的氧化極活性材料、二次電池、電能工具、電動交通工具以及電能儲存系統(tǒng)。根據(jù)本公開的實施例，提供了氧化極活性材料，氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為構成元素。以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9%至30%，包括兩個端值；鈷相對于鐵和鈷的總量的比率(Co/(Fe+Co))為從10%至80%，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、鐵以及鈷的總量的比率((Fe+Co)/(Sn+Fe+Co))為從11. 3%M 26. 3%，包括兩個端值； 以及鈦含量為從0. 5%至8%，包括兩個端值。通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2 θ從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。根據(jù)本公開的實施例，提供了二次電池，包括還原極；包含氧化極活性材料的氧化極；以及電解溶液。氧化極活性材料的結構與本公開以上實施例的氧化極活性材料的結構類似。進一步地，本公開實施例的電動工具、電動交通工具以及電能儲存系統(tǒng)用于結構與以上本公開實施例的二次電池的結構類似的二次電池。根據(jù)本公開實施例的氧化極活性材料以及使用該氧化極活性材料的二次電池，氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為元素，通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度以及各元素的含量滿足以上條件。因而，能夠獲得較好的初始充電和放電特性以及較好的循環(huán)特性。從而，在本公開實施例的電動工具、電動交通工具以及電能儲存系統(tǒng)中，能過獲得類似效果。應該理解，以上總體描述和以下詳細描述是示范性的，以及旨在提供如所要求保護的技術的進一步解釋。


附圖被包括在內(nèi)以提供本公開的進一步理解，以及并入和構建本說明書的一部分。這些圖示例了實施例以及與說明書一起用來解釋技術的原理。圖1是示例了使用本公開實施例的氧化極活性材料的圓柱二次電池的結構的橫截面視圖。圖2是示例了圖1中示例的螺旋纏繞電極體的放大部分的橫截面視圖。圖3是示例了使用本公開實施例的氧化極活性材料的層壓膜型二次電池的結構的分解透視圖。圖4是示例了沿著圖3中示例的螺旋纏繞電極體的線IV-IV獲取的結構的橫截面視圖。圖5是示例了使用本公開實施例的氧化極活性材料的層壓型二次電池的結構的橫截面視圖。圖6是示例了通過X射線光電子分析法(XPS)獲得的峰的示例的圖。圖7是示例了硬幣型二次電池的結構的橫截面視圖。
具體實施例方式本發(fā)明提供了氧化極活性材料，氧化極活性材料包含錫(Sn)、鐵(Fe)、鈷(Co)、碳 (C)以及鈦(Ti)作為構成元素，以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9%至30%，包括兩個端值； 鈷相對于鐵和鈷的總量的比率(Co/(Fe+Co))為從10%至80%，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、鐵以及鈷的總量的比率((!^+(^/(Sn+Fe+Co))為從11. 3%至沈.3%，包括兩個端值；以及鈦含量為從0.5%至8%，包括兩個端值。通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2 θ從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。將在下文中參照附圖詳細描述本公開的實施例。將按以下次序給出描述。1.氧化極活性材料2.使用氧化極活性材料的二次電池2-1.圓柱型2-2.層壓膜型
2-3.層壓型3. 二次電池的應用<1.氧化極活性材料>本公開實施例的氧化極活性材料能夠與電極反應物起反應，以及用于二次電池等。電極反應物是在電極反應中來到/去往還原極和氧化極的材料。例如，電極反應物是屬于長周期表中族1、族2或族13的輕金屬。族1中的輕金屬是例如鋰、鈉(Na)、鉀⑷等。 族2中的輕金屬是例如鎂(Mg)、鈣(Ca)等。組13中的輕金屬是例如鋁(Al)等。[氧化極活性材料的構成第一至第五元素]氧化極活性材料包含錫、鐵以及鈷作為元素(第一至第三元素)。以質(zhì)量百分比計，錫與電極反應物的反應量大，因此錫提供高容量。進一步地，難以只通過使用錫單質(zhì)獲得足夠的循環(huán)特性。然而，通過與錫一起包含鐵和鈷改進循環(huán)特性。以質(zhì)量百分比計，鈷和鐵的含量優(yōu)選地為按鈷和鐵的總量相對于鈷、鐵以及錫的總量的比率((Fe+Co)/(Sn+Fe+Co))計從11. 3%至26. 3% (端值均包括在內(nèi))。在比率小于11. 3%的情形中，由于鐵和鈷過少，無法獲得足夠的初始充電和放電特性以及足夠的循環(huán)特性。同時，在比率大于沈.3質(zhì)量％的情形中，由于錫過少，無法獲得比已有氧化極活性材料(碳材料等)的容量大的容量。以質(zhì)量百分比計，鈷的含量優(yōu)選地為按鈷相對于鈷和鐵的總量的比率(Co/ (Fe+Co))計從10%至80% (端值均包括在內(nèi))。在比率小于10%的情形中，由于鈷過少， 無法獲得足夠的循環(huán)特性。同時，在比率大于80%的情形中，由于錫過少，無法獲得比已有氧化極活性材料的容量大的容量。氧化極活性材料進一步包含碳作為元素(第四元素)。在氧化極活性材料與上述鈷、鐵以及錫一起包含碳的情形中，更加改進循環(huán)特性。以質(zhì)量百分比計，碳的含量優(yōu)選地從9%至30% (端值均包括在內(nèi))。在碳含量在以上范圍之外的情形中，無法獲得足夠的循環(huán)特性。氧化極活性材料包含鈦作為元素(第五元素)。在氧化極活性材料與上述鈷、鐵以及錫一起包含鈦的情形中，更加改進初始充電和放電特性以及循環(huán)特性。以質(zhì)量百分比計，鈦的含量優(yōu)選地從0. 5%至8% (端值均包括在內(nèi))。在鈦含量在以上范圍之外的情形中，無法獲得足夠的初始充電和放電特性以及足夠的循環(huán)特性。[氧化極活性材料的構成第六元素]氧化極活性材料可以進一步包含銀、磷、銻、鋁、釩、鉻、鈮、鉍、鉭、鎳、銅、鋅、鎵、
銦、鎢以及鉬中的至少一個作為元素(第六元素)，因為由此傾向于在不大大降低初始充電和放電特性的情況下改進循環(huán)特性。雖然不特別限制銀等的含量，但以質(zhì)量百分比計，銀等的含量特別是優(yōu)選地從 0. 至14. 9% (端值均包括在內(nèi))，由于這樣能夠獲得較好效果。[氧化極活性材料的物理屬性]氧化極活性材料為低晶相或為非晶相。相是能夠與電極反應物起反應的反應相。 低晶相和非晶相可以混合。由于反應相的存在，能夠獲得較好的循環(huán)特性。反應相包含例如以上各元素。反應相可以主要通過碳變成低晶狀態(tài)或非晶狀態(tài)。在一些情形中，氧化極活性材料除了以上低晶相或以上非晶相之外具有包含各元素或者其一部分的單質(zhì)的相。
在從2 θ = 20度至50度(端值均包括在內(nèi))的范圍中獲得通過X射線衍射獲得的反應相的衍射峰，其中使用CuKa射線作為具體X射線，跟蹤速度是1度/分鐘。通過把與電極反應物的電化學反應之前的X射線衍射圖表與和電極反應物的電化學反應之后的X 射線衍射圖表相比較，易于判斷通過X射線衍射獲得的衍射峰是否為反應相造成的。例如， 如果與電極反應物的電化學反應之后的衍射峰位置相對于與電極反應物的電化學反應之前的衍射峰位置發(fā)生改變，則通過相的X射線衍射獲得的衍射峰是所述反應相導致的。特別地，通過具有反應相的氧化極活性材料的X射線衍射獲得的衍射峰(在衍射角2 θ從34度至37度(端值均包括在內(nèi))的情況下獲得的峰)的半寬度等于或大于1度， 這是因為要借此在氧化極活性材料中順利地插入和提取電極反應物、以及降低與電解質(zhì)的氧化極活性材料反應性。具體X射線類型和跟蹤速度值如上所述。在氧化極活性材料中，把作為元素的碳的至少一部分優(yōu)選地鍵合到作為其它元素的非金屬元素或金屬元素。錫等的結晶化或粘連會引起較差的循環(huán)特性。然而，如果把碳鍵合到其它元素，則抑制錫等的結晶化或粘連。用于檢查元素鍵合狀態(tài)的方法的示例包括X射線光電子分析法(XPQ。XPS是用于通過用軟X射線照射樣本以及測量從樣本表面逸出的光電子的運動能量來檢查直至自樣本表面起數(shù)nm的區(qū)域中元素鍵合狀態(tài)和元素構成的方法。軟X射線的示例包括Al-K α 射線和Mg-K α射線。元素內(nèi)層軌道電子的結合能以第一近似方式與元素的電荷密度相關地改變。例如，在碳元素的電荷密度通過受與碳元素附近存在的元素的相互作用影響而降低的情形中，諸如2ρ電子的外層軌道電子減少，因而碳元素的Is電子受到軌道的強結合力。即，在元素的電荷密度降低的情形中，結合能變高。在XPS中，在結合能變高的情形中，峰偏移至較高能量區(qū)域。在石墨的情形中，在進行能量校準以使得在84. OeV獲得金原子4f軌道(Au4f)的峰的裝置中，碳的Is軌道(Cls)的峰被示出在觀4. 5eV0在表面污染的碳的情形中，示出的峰在觀4. SeV0同時，在碳元素的較高電荷密度的情形中，例如，在把碳鍵合到比碳更活性的元素的情形中，Cls的峰示出為在低于觀4. 5eV的區(qū)域中。即，在把氧化極活性材料中包含的碳的至少一部分鍵合到作為其它元素的金屬元素、非金屬元素等的情形中，對于氧化極活性材料獲得的Cls復合波的峰被示出在低于觀4. 5eV的區(qū)域中。在執(zhí)行XPS測量的過程中，在用表面污染的碳覆蓋氧化極活性材料的表面的情形中，通過使用附連到XPS設備的氬離子槍優(yōu)選地略微噴射氧化極活性材料的表面。進一步地，如果在后述二次電池的氧化極中存在作為測量目標的氧化極活性材料，則優(yōu)選地在拆解二次電池以及取出氧化極之后，用諸如碳酸二甲酯等的揮發(fā)性溶劑清洗氧化極以去除氧化極的表面上存在的電解質(zhì)鹽和低揮發(fā)性溶劑。期望在惰性氣體下執(zhí)行這種采樣。進一步地，在XPS測量中，例如，Cls的峰用于修正能譜的能量軸。由于材料表面上通常存在表面污染的碳，所以把表面污染的碳的Cls峰設置為在用作能量參考的觀4. SeV 中。在XPS測量中，獲得Cls峰的波形，作為包括表面污染的碳的峰和氧化極活性材料中碳的峰的形狀。因此，例如，通過使用市場可買到的軟件執(zhí)行分析，把表面污染的碳的峰和氧化極活性材料中碳的峰分開。在波形的分析中，把最低結合能側(cè)存在的主峰的位置設置為基準能量(284. 8eV)。
[氧化極活性材料的生產(chǎn)方法]能夠通過例如混合具有各元素的原材料，在電爐、高頻感應爐、電弧熔煉爐等中熔化所得混合物、以及然后固化所得物形成氧化極活性材料。否則，可以通過各種霧化方法 (氣體霧化或水霧化)、各種輾壓方法、或者使用機械化學反應的方法(機械合金方法或機械研磨方法)形成氧化極活性材料。具體地，使用機械化學反應的方法是優(yōu)選的，這是因為這樣的話氧化極活性材料易于變成低結晶結構或非晶體結構。在使用機械化學反應的方法中，例如，能夠使用行星式球磨裝置等。作為原材料，雖然可以使用各元素的單質(zhì)的混合物，但合金優(yōu)選地用于除了碳以外的元素的一部分。在把碳添加到合金以及由此通過使用機械合金方法來合成材料的情形中，能夠?qū)崿F(xiàn)氧化極活性材料的非晶體結構或低結晶結構，也能夠縮短所需時間(反應時間)。原材料的狀態(tài)可以是粉末或塊狀的。作為用作原材料的碳，例如，使用石墨化的碳、非石墨化的碳、石墨、熱解碳、焦炭、 玻璃質(zhì)碳、有機聚合物燒結體、活性炭以及炭黑中的一個或更多個。焦炭包括浙青焦、針狀焦、石油焦等。通過在適當溫度燃燒(碳化)聚合物(諸如酚樹脂和呋喃樹脂等)獲得有機聚合物燒結體。碳材料的形狀可以是纖維狀、球形狀、顆粒狀以及鱗片狀中的任何形狀。[氧化極活性材料的效果和作用]氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為元素，通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度以及各元素的含量滿足以上條件。從而，自第一次充電和放電起，放電容量增加，充電和放電效率增加。進一步地，即使在重復充電和放電之后，充電和放電效率也不太可能降低。因而，能夠獲得較好的初始充電和放電特性以及較好的循環(huán)特性。進一步地，在氧化極活性材料進一步包含銀等作為元素的情形中，能夠獲得更高效果。<2.使用氧化極活性材料的二次電池〉接下來，將對以上氧化極活性材料的應用示例給出描述。氧化極活性材料可應用于使用電極反應的各種設備。將對作為氧化極活性材料應用示例的二次電池給出描述。下述二次電池是鋰離子二次電池，其中通過鋰的提取和插入表示氧化極容量。<2-1.圓柱型〉圖1示例了圓柱型二次電池的橫截面結構。圖2示例了圖1中示例的螺旋纏繞電極體20的放大部分。[ 二次電池的整體結構]二次電池主要包含大致中空圓柱形狀的電池盒11內(nèi)部的一對絕緣板12和13以及螺旋纏繞電極體20。螺旋纏繞電極體20是把還原極21和氧化極22螺旋纏繞以及通過中間的隔離物23分層的螺旋纏繞層壓體。電池盒11具有中空結構，其中電池盒11的一端封閉以及另一端敞開。電池盒11 由例如鐵、鋁、其合金等制成。在電池盒11由鐵制成的情形中，可以在電池盒11的表面上提供鎳等的鍍層。把一對絕緣板12和13布置成從上側(cè)和下側(cè)把螺旋纏繞電極體20夾在中間，以及與螺旋纏繞外圍面垂直地延伸。在電池盒11的敞開端，通過用襯墊17填塞來附連電池蓋14、安全閥機構15以及 PTC(正溫度系數(shù))設備16。密閉地密封電池盒11的內(nèi)部。電池蓋14由例如與電池盒11 的材料類似的材料制成。在電池蓋14內(nèi)部提供安全閥機構15和PTC設備16。安全閥機構15通過PTC設備16電連接到電池蓋14。在安全閥機構15中，在內(nèi)壓力由于內(nèi)短路、外加熱等變成等于或大于一定級別的情形中，盤板15A彈動以切斷電池蓋14與螺旋纏繞電極體20之間的電連接。隨著溫度升高，PTC設備16增大電阻并由此防止大電流所致的異常發(fā)熱。襯墊17由例如絕緣材料制成。襯墊17的表面可以用浙青涂覆。在螺旋纏繞電極體20的中心，可以插入中心引腳M。由諸如鋁的導電材料制成的還原極引線25連接到還原極21，由諸如鎳的導電材料制成的氧化極引線沈連接到氧化極 22。還原極引線25通過例如焊接到安全閥機構15來電連接到電池蓋14。氧化極引線沈例如被焊接并由此電連接到電池盒11。[還原極]在還原極21中，在還原極集電器21A的兩個面或單個面上提供還原極活性材料層 21B。還原極集電器21A由例如導電材料(諸如鋁、鎳以及不銹鋼等)制成。還原極活性材料層21B包含能夠插入和提取鋰離子的一個或更多個還原極材料。 根據(jù)需求，還原極活性材料層21B可以包含其它材料，諸如還原極接合劑和還原極導電劑寸。作為還原極活性材料，包含鋰的化合物是優(yōu)選的，這是因為由此能夠獲得高能量密度。包含鋰的化合物的示例包括具有鋰和過渡金屬元素作為元素的復合氧化物以及包含鋰和過渡金屬元素作為元素的磷酸鹽化合物。特別是，包含鈷(Co)、鎳、錳(Mn)以及鐵 (Fe)中的一個或更多個作為過渡金屬元素的化合物被優(yōu)選地包含作為過渡金屬元素，這是因為由此獲得較高電壓。其化學式用例如LixMlO2或1^#2 04表示。在結構式中，Ml和 M2代表一個或更多個過渡金屬元素。χ和y的值根據(jù)充電和放電狀態(tài)變化，以及通常在 0. 05彡χ彡1. 10和0. 05彡y彡1. 10的范圍中。具有鋰和過渡金屬元素的復合氧化物的示例包括鋰鈷復合氧化物(LixCoO2)、 鋰鎳復合氧化物(LixNiO2)以及用以下化學式表示的鋰鎳復合氧化物。具有鋰和過渡金屬元素的磷酸鹽化合物的示例包括鋰鐵磷酸鹽化合物(LiFePO4)和鋰鐵錳磷酸鹽化合物 (LiFei_uMnuP04 (u < 1))，這是因為由此能夠獲得高電池容量以及能夠獲得較好的循環(huán)特性。LiNi1^xMxO2在結構式中，M是鈷、錳、鐵、鋁、釩、錫、鎂、鈦、鍶、鈣、鋯、鉬、锝、釕、鉭、鎢、錸、鐿、
銅、鋅、鋇、硼、鉻、硅、鎵、磷、銻以及鈮中的一個或更多個。χ在0. 005 < χ < 0. 5的范圍中。另外，還原極活性材料的示例包括氧化物、二硫化物、硫化物以及導電聚合物。氧化物的示例包括氧化鈦、氧化釩以及二氧化錳。二硫化物的示例包括二硫化鈦和二硫化鉬。 硫化物的示例包括硒化鈮。導電聚合物的示例包括硫磺、聚苯胺以及聚噻吩。還原極接合劑的示例包括合成橡膠和高分子材料中的一個或更多個。合成橡膠的示例包括丁苯橡膠、氟橡膠以及三元乙丙橡膠。高分子材料的示例包括聚偏二氟乙烯和聚酰亞胺。還原極導電劑的示例包括一個或更多個碳材料等。碳材料的示例包括石墨、炭黑、 乙炔炭黑、以及科琴(Ketjen)炭黑。還原極導電劑可以是金屬材料、導電聚合物等，只要材料具有導電性即可。[氧化極]
在氧化極22中，在氧化極集電器22A的兩個面或單個面上提供氧化極活性材料層 22B。氧化極活性材料層22B包含例如以上氧化極活性材料。根據(jù)需求，氧化極活性材料層22B可以包含接合劑，比如聚偏二氟乙烯。氧化極活性材料層22B除了以上氧化極活性材料之外還可以包含其它材料，諸如其它氧化極活性材料和氧化極導電劑等。其它氧化極活性材料的示例包括能夠插入和提取鋰的碳材料。碳材料是優(yōu)選的，這是因為碳材料能夠改進循環(huán)特性、以及作為導電劑工作。 碳材料例如與生產(chǎn)氧化極活性材料中使用的類似。[隔離物]隔離物23把還原極21從氧化極22隔開，以及在防止兩個電極的接觸所致的電流短路的情況下傳送鋰離子。用作為流體電解質(zhì)的電解溶液灌注隔離物23。隔離物23通過例如由合成樹脂或陶瓷制成的多孔膜形成。隔離物23可以是包括兩個或更多個多孔膜的層壓膜。合成樹脂的示例包括聚四氟乙烯、聚丙烯以及聚乙烯。[電解溶液]電解溶液包含溶劑以及其中溶解的電解質(zhì)鹽。溶劑的示例包括下述非水溶劑(有機溶劑)中的一個或更多個非水溶劑。即，其示例包括碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸丁烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸甲丙酯、Y-丁內(nèi)酯、Y-戊內(nèi)酯、1，2_ 二甲氧基己烷以及四氫呋喃。其進一步的示例包括2-甲基四氫呋喃、四氫吡喃、1，3_ 二氧戊環(huán)、4-甲基-1，3-二氧戊環(huán)、1，3_ 二氧六環(huán)以及 1，4_二氧六環(huán)。此外，其示例包括醋酸甲酯、醋酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸甲酯、甲基異丁酯、三甲基乙酸甲酯、三甲基乙酸乙酯。此外，其示例包括乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基乙腈、N，N-二甲基二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮以及N-甲基惡唑烷酮。 此外，其示例包括N，N' -二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、環(huán)丁砜、磷酸三甲酯以及二甲基亞砜。通過使用這種化合物，能夠獲得較好的電池容量、較好的循環(huán)特性、較好的儲存特性等。特別是，碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯中的至少一個是優(yōu)選的，這是因為由此能夠獲得較好的特性。在此情形中，諸如碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯等的高粘度(高介電常數(shù))溶劑(例如，具體電感ε ^30)以及諸如碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯以及碳酸二乙酯等的低粘度溶劑(例如，粘度彡ImPa-s)的組合是更優(yōu)選的。從而，改進離子運動性以及電解質(zhì)鹽的離解屬性。特別地，溶劑可以是具有一個或更多個不飽和碳鍵的環(huán)碳酸酯(不飽和碳鍵環(huán)碳酸酯)。從而，在充電和放電時在氧化極22的表面上形成穩(wěn)定保護膜，因而抑制電解溶液的分解反應。不飽和碳鍵環(huán)碳酸酯是例如碳酸亞乙烯酯、乙烯基碳酸乙烯酯等。非水溶劑中不飽和碳鍵環(huán)碳酸酯的含量從例如0. 01wt%至10wt% (端值均包括在內(nèi))，這是因為由此在不過度降低電池容量的情況下抑制電解溶液的分解反應。進一步地，溶劑可以是具有一個或更多個鹵素基的鏈式碳酸酯(鹵化鏈式碳酸酯)和具有一個或更多個鹵素基的環(huán)碳酸酯(鹵化環(huán)碳酸酯)中的一個。從而，在充電和放電時在氧化極22的表面上形成穩(wěn)定保護膜，因而抑制電解溶液的分解反應。雖然鹵素基類型沒有特定限制，但特別是，氟基、氯基、或者溴基是優(yōu)選的，氟基是更優(yōu)選的，這是因為能借此獲得高效果。然而，鹵基的數(shù)量較之一個而言更優(yōu)選地是兩個，以及可以是等于或多于三個。此外，形成較堅硬和較穩(wěn)定的保護膜，因而更抑制電解溶液的分解反應。鹵化鏈式碳酸酯是例如氟甲基碳酸甲酯、二(氟甲基)碳酸酯、氟甲基碳酸二甲酯等。鹵化環(huán)碳酸酯是4-氟-1，3- 二氧戊環(huán)-2-酮、4，5- 二氟-1，3- 二氧戊環(huán)_2_酮等。非水溶劑中鹵化環(huán)碳酸酯的含量和鹵化鏈式碳酸酯的含量例如從0. 01wt%至50wt% (端值均包括在內(nèi))，這是因為由此在不過度降低電池容量的情況下抑制電解溶液的分解反應。進一步地，溶劑可以是磺內(nèi)酯(循環(huán)磺酸酯)，這是因為由此改進電解溶液的化學穩(wěn)定性。內(nèi)酯的示例包括丙烷磺內(nèi)酯和丙烯磺內(nèi)酯。非水溶劑中的磺內(nèi)酯含量例如從 0. 5wt%至5wt% (端值均包括在內(nèi))，這是因為由此在不過度降低電池容量的情況下抑制電解溶液的分解反應。進一步地，溶劑可以是酸酐，這是因為由此進一步改進電解溶液的化學穩(wěn)定性。酸酐的示例包括二羧酸酐、二磺酸酐以及羧酸磺酸酐。二羧酸酐的示例包括琥珀酐、戊二酐以及順丁烯二酐。二磺酸酐的示例包括無水二磺酸乙烷和無水二磺酸丙烷。羧酸磺酸酐的示例包括無水磺基苯甲酸、無水磺酸基丙酸、以及無水磺基丁酸。非水溶劑中酸酐的含量例如從0.5wt%至5wt% (端值均包括在內(nèi))，這是因為由此在不過度降低電池容量的情況下抑制電解溶液的分解反應。[電解質(zhì)鹽]電解質(zhì)鹽包含例如下述鋰鹽中的一個或更多個鋰鹽。然而，電解質(zhì)鹽可以是除了鋰鹽以外的鹽(例如，除了鋰鹽以外的輕金屬鹽)。鋰鹽的示例包括六氟磷酸鋰(LiPig，四氟硼酸鋰(LiBF4)，高氯酸鋰(LiClO4)， 六氟砷酸鋰(LiAsF6),四苯硼酸鋰(LIB(C6H5)4),甲磺酸鋰(LiCH3SO3)，三氟甲磺酸鋰 (LiCF3SO3),四氯鋁酸鋰(LiAlCl4),六氟硅酸鋰(Li2SiF6)，氯化鋰(LiCl)以及溴化鋰 (LiBr)。由此，能夠獲得較好的電池容量、較好的循環(huán)特性、較好的儲存特性等。特別是，六氟磷酸鋰是更優(yōu)選的，六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、高氯酸鋰以及六氟砷酸鋰中的至少一個是更優(yōu)選的，這是因為由此降低內(nèi)阻抗、以及能夠獲得較高效果。電解質(zhì)鹽相對于溶劑的含量優(yōu)選地從0. 3mol/kg至3. Omol/kg(端值均包括在內(nèi))，這是因為由此能夠獲得高離子導電性。[二次電池的操作]在二次電池中，在充電時，例如，通過電解溶液在氧化極22中插入從還原極21提取的鋰離子。進一步地，在放電時，例如，通過電解溶液在還原極21中插入從氧化極22提取的鋰離子。[二次電池的生產(chǎn)方法]例如通過以下流程生產(chǎn)二次電池。首先，形成還原極21。首先，根據(jù)需要把還原極活性材料與還原極接合劑、還原極導電劑等混合，以制備還原極混合物，還原極混合物然后在溶劑比如有機溶劑中擴散以獲得粘性還原極混合物漿體。然后，用被干燥以形成還原極活性材料層21B的還原極混合物漿體涂覆還原極集電器21A的兩個面。之后，通過在必要時加熱的情況下使用滾壓機等使還原極活性材料層21B壓縮成型。在此情形中，可以數(shù)次使所得物壓縮成型。接下來，通過與以上還原極21的流程類似的流程形成氧化極22。在此情形中，根據(jù)需求把氧化極活性材料與氧化極接合劑、氧化極導電劑等混合，以制備氧化極混合物，氧化極混合物然后在溶劑中擴散以形成粘性氧化極混合物漿體。然后，用被干燥以形成氧化極活性材料層22B的氧化極混合物漿體涂覆氧化極集電器22A的兩個面。之后，根據(jù)需求使氧化極活性材料層22B壓縮成型?？梢酝ㄟ^與以上還原極21的流程不同的流程形成氧化極22。例如，通過氣相沉積方法(比如蒸鍍方法)在氧化極集電器22A的兩個面上沉積氧化極材料以形成氧化極活性材料層2W。最后，通過使用還原極21和氧化極22組裝二次電池。首先，通過焊接等把還原極引線25附接到還原極集電器21A，通過焊接等把氧化極引線沈附接到氧化極集電器22A。 然后，還原極21和氧化極22被螺旋纏繞以及通過中間的隔離物23分層，從而形成螺旋纏繞電極體20。之后，把中心引腳對插入在螺旋纏繞電極體20的中心。然后，把螺旋纏繞電極體20夾在一對絕緣板12與13之間，并裝到電池殼體11中。在此情形中，通過焊接等把還原極引線25的末端附接到安全閥機構15，通過焊接等把氧化極引線沈的末端附接到電池殼體11。然后，把電解溶液注入到電池殼體11中，用電解溶液灌注隔離物23。之后，在電池殼體11的敞開端，通過用襯墊17填塞來固定電池蓋14、安全閥機構15以及PTC設備 16。從而完成圖1和圖2中示例的二次電池。[ 二次電池的效果和作用]根據(jù)圓柱型二次電池，由于氧化極22的氧化極活性材料層22B包含以上氧化極活性材料，所以能夠獲得較好的初始充電和放電特性以及較好的循環(huán)特性。圓柱型二次電池的其它效果與氧化極活性材料的效果類似。<2-2.層壓膜型〉圖3示例了層壓膜型二次電池的分解透視結構。圖4示例了沿著圖3中示例的螺旋纏繞電極體30的線IV-IV獲取的放大橫截面。在以下描述中，將根據(jù)需要引用對于圓柱型二次電池描述的部分。[ 二次電池的整體結構]在二次電池中，螺旋纏繞電極體30主要包含在膜封裝部件40中。螺旋纏繞電極體 30是螺旋纏繞層壓體，其中還原極33和氧化極34被螺旋纏繞以及通過中間的隔離物35和電解質(zhì)層36分層。還原極引線31附接到還原極33，氧化極引線32附接到氧化極34。螺旋纏繞電極體30的最外圍部分被保護帶37保護。還原極引線31和氧化極引線32例如分別從封裝部件40的內(nèi)部向外部朝同樣方向引出。還原極引線31例如由導電材料(比如鋁)制成，氧化極引線32由導電材料(諸如銅、鎳以及不銹鋼等)制成。這些材料例如薄板或網(wǎng)孔形狀。封裝部件40是層壓膜，在層壓膜中例如按融合接合層、金屬層以及表面保護層的次序分層。在層壓膜中，例如，通過融合接合、粘合劑等把兩個膜的融合接合層的各外邊緣彼此接合，以使得融合接合層和螺旋纏繞電極體30彼此相對。融合接合層的示例包括由聚乙烯、聚丙烯等制成的膜。金屬層的示例包括鋁箔。表面保護層的示例包括由聚酰胺纖維、 聚對苯二甲酸乙二醇酯等制成的膜。特別是，作為封裝部件40，按聚乙烯膜、鋁箔以及聚酰胺纖維膜的次序分層的鋁層壓膜是優(yōu)選的。然而，封裝部件40可由具有其它層壓結構的層壓膜、聚合物膜(比如聚丙烯)或者金屬膜制成。在封裝部件40與還原極引線31、氧化極引線32之間插入用以保護防止外部空氣進入的粘合膜41。粘合膜41由具有針對還原極引線31和氧化極引線32的接觸特性的材料制成。這種材料的示例包括聚烯烴樹脂，諸如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯以及改性聚丙烯等。在還原極33中，在還原極集電器33A的兩個面上提供還原極活性材料層33B。在氧化極34中，例如，在氧化極集電器34A的兩個面上提供氧化極活性材料層34B。還原極集電器33A、還原極活性材料層33B、氧化極集電器34A以及氧化極活性材料層34B的結構分別與還原極集電器21A、還原極活性材料層21B、氧化極集電器22A以及氧化極活性材料層 22B的結構類似。隔離物35的結構與隔離物23的結構類似。在電解質(zhì)層36中，通過聚合物保持電解溶液。電解質(zhì)層36可以根據(jù)需求包含其它材料，比如添加劑。電解質(zhì)層36是所謂的凝膠電解質(zhì)。凝膠電解質(zhì)是優(yōu)選的，這是因為由此獲得高離子導電性(例如，在室溫等于或大于lmS/cm)以及防止電解溶液的流體泄漏。聚合物的示例包括以下高分子材料中的一個或更多個聚合物材料。即，其示例包括聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、聚磷腈、聚硅氧烷以及聚氟乙烯。進一步地，其示例包括聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基酸、丁苯橡膠、丁腈橡膠、聚苯乙烯以及聚碳酸酯。其進一步的示例包括偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物。特別是，偏氟乙烯和六氟丙烯的共聚物或者聚偏二氟乙烯是優(yōu)選的，這是因為這種聚合物是電化學穩(wěn)定的。電解溶液的構造與圓柱型二次電池中描述的電解溶液的構造類似。然而，在作為凝膠電解質(zhì)的電解質(zhì)層36中，電解溶液的非水溶劑意思是不僅包括流體溶劑而且包括具有能夠解離電解質(zhì)鹽的離子導電性的材料的廣泛概念。因此，在使用具有離子導電性的聚合物的情形中，溶劑中也包括聚合物。不使用凝膠電解質(zhì)層36，可以直接使用電解溶液。在此情形中，用電解溶液灌注隔離物35。[二次電池的操作]在二次電池中，在充電時，例如，通過電解質(zhì)層36在氧化極34中插入從還原極33 提取的鋰離子。此外，在放電時，例如，通過電解質(zhì)層36在還原極33中插入從氧化極34提取的鋰離子。[二次電池的生產(chǎn)方法]例如通過以下流程生產(chǎn)包括凝膠電解質(zhì)層36的二次電池。在第一個流程中，首先，通過與氧化極22和還原極21的形成流程類似的形成流程形成氧化極34和還原極33。在此情形中，通過在還原極集電器33A的兩個面上形成還原極活性材料層3 來形成還原極33，通過在氧化極集電器34A的兩個面上形成氧化極活性材料層34B來形成氧化極34。然后，制備包含溶劑(比如有機溶劑)、聚合物以及電解溶液的前體溶液。之后，用前體溶液涂覆還原極33和氧化極34以形成凝膠電解質(zhì)層36。然后，通過焊接等把還原極引線31附接到還原極集電器33A，通過焊接等把氧化極引線32附接到氧化極集電器34A。然后，把提供有電解質(zhì)層36的氧化極34和還原極33螺旋纏繞以及通過中間的隔離物35分層以形成螺旋纏繞電極體30。之后，把保護帶37粘合到其最外圍。然后，在把螺旋纏繞電極體30夾在膜狀封裝部件40的兩片之間時，通過熱融合接合等接觸封裝部件40的外邊緣以把螺旋纏繞電極體30包裹到封裝部件40中。在此情形中，把粘合膜 41插入在還原極引線31、氧化極引線32與封裝部件40之間。在第二個流程中，首先，把還原極引線31附接到還原極33，把氧化極引線32附接到氧化極34。然后，把還原極33和氧化極34螺旋纏繞以及通過中間的隔離物35分層以形成螺旋纏繞體作為螺旋纏繞電極體30的前導物。之后，把保護帶37粘合到其最外圍。然后，在把螺旋纏繞體夾在膜狀封裝部件40的兩片之間之后，通過熱融合接合等接合除了一側(cè)以外的最外圍以獲得袋形狀態(tài)，袋狀封裝部件40中包含螺旋纏繞體。然后，制備包含電解溶液、作為用于聚合物的原材料的單體、聚合引發(fā)劑、以及可能有的其它材料(比如聚合引發(fā)劑)的電解質(zhì)的物質(zhì)構造，把其注入到袋狀封裝部件40中。之后，通過熱融合接合等密閉地密封封裝部件40的開口。之后，使單體熱聚合以獲得聚合物。從而，形成凝膠電解質(zhì)層36。在第三個流程中，以與以上第二個流程的方式一樣(除了首先使用用聚合物涂覆兩個面的隔離物35以外)的方式在袋狀封裝部件40中包含以及形成螺旋纏繞體。涂覆隔離物35所用的聚合物的示例包括包含偏氟乙烯作為成分的聚合物(均聚物、共聚物、多元共聚物等)。其具體示例包括聚偏二氟乙烯、包含偏氟乙烯和六氟丙烯作為成分的二元共聚物、以及包含偏氟乙烯、六氟丙烯、以及三氟氯乙烯作為成分的三元共聚物。除了包含偏氟乙烯作為成分的聚合物之外，可以使用另一個或更多個聚合物。然后，制備電解液以及向封裝部件40中注入電解溶液。之后，通過熱融合接合方法等密封封裝部件40的開口。之后， 在向封裝部件40施加重量的情況下加熱所得物，隔離物35在聚合物在中間的情況下與還原極33和氧化極34相接觸。從而，用電解溶液灌注聚合物，相應地，使聚合物凝膠化以形成電解質(zhì)層36。在第三個流程中，相比于第一個流程而言抑制電池的腫脹。進一步地，在第三個流程中，相比于第二個流程而言在電解質(zhì)層36中幾乎不留下作為聚合物原材料的溶劑、單體等。因而，順利地控制聚合物的形成步驟。因此，在還原極33/氧化極34/隔離物35與電解質(zhì)層36之間獲得足夠的接觸特性。[ 二次電池的效果和作用]根據(jù)層壓膜型二次電池，氧化極34的氧化極活性材料層34B包含以上氧化極活性材料。因此，能夠獲得較好的初始充電和放電特性以及較好的循環(huán)特性。層壓膜型二次電池的其它效果與氧化極活性材料的效果類似。<2-3.層壓型〉圖5示例了層壓型二次電池的橫截面結構。在以下描述中，將根據(jù)需要引用對于圓柱型二次電池描述的元素。在二次電池中，在膜封裝部件56中包含平坦電極體50。在電極體50中，在電解質(zhì)層55在中間的情況下相對地布置還原極52和氧化極M。還原極引線51和氧化極引線 53分別附接到還原極52和氧化極M。封裝部件56的結構與以上層壓膜型二次電池中封裝部件40的結構類似。還原極52具有在還原極集電器52A的單個面上提供還原極活性材料層52B的結構。氧化極M具有在氧化極集電器54A的單個面上提供氧化極活性材料層54B的結構。氧化極活性材料層54B在電解質(zhì)層55在中間的情況下與還原極活性材料層52B相對。還原極集電器52A、還原極活性材料層52B、氧化極集電器54A以及氧化極活性材料層MB的結構與還原極集電器21A、還原極活性材料層21B、氧化極集電器22A以及氧化極活性材料層 22B的結構類似。電解質(zhì)層55是例如固體電解質(zhì)。固體電解質(zhì)可以是有機固體電解質(zhì)或聚合物電解質(zhì)，只要例如固體電解質(zhì)是具有鋰離子導電性的材料即可。有機固體電解質(zhì)包含例如氮化鋰、碘化鋰等。聚合物固體電解質(zhì)主要包括用以溶解電解質(zhì)鹽的聚合物和電解質(zhì)鹽。作為聚合物固體電解質(zhì)的聚合物，例如，能夠單獨地、混合地、或者以共聚狀態(tài)使用醚聚合物比如聚環(huán)氧乙烷和包含聚環(huán)氧乙烷的交聯(lián)體，酯聚合物比如聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯聚合物等。為了形成聚合物固體電解質(zhì)，例如，把聚合物、電解質(zhì)鹽以及混合溶劑混合，然后使混合溶劑揮發(fā)。否則，把電解質(zhì)鹽、作為用于聚合物的原材料的單體、聚合引發(fā)劑、必要時諸如聚合引發(fā)劑的其它材料溶解在混合溶劑中，使混合溶劑揮發(fā)，然后加熱所得物以使單體聚合以獲得聚合物。通過例如氣相沉積方法或液相沉積方法在氧化極M或還原極52的表面上形成無機固體電解質(zhì)。氣相沉積方法的示例包括噴射方法、真空蒸鍍方法、激光燒蝕方法、離子電鍍方法以及化學氣相沉積(CVD)方法。液相沉積方法的示例包括溶膠凝膠方法。[ 二次電池的效果和作用]根據(jù)層壓型二次電池，氧化極M的氧化極活性材料層54B包含以上氧化極活性材料。因此，能夠獲得較好的初始充電和放電特性以及較好的循環(huán)特性。層壓型二次電池的其它效果與氧化極活性材料的效果類似。<3. 二次電池的應用>接下來，將對以上二次電池的應用示例給出描述。二次電池的應用沒有特定限制，只要把二次電池用于能夠使用二次電池作為驅(qū)動電源、電能儲存的電能儲存源等的機器、設備、儀器、裝置、系統(tǒng)(多個設備等的統(tǒng)一實體) 等即可。在使用二次電池作為電源的情形中，可以使用二次電池作為主電源(優(yōu)先使用的電源)、或者輔助電源(與主電源切換地使用或者替代主電源地使用的電源)。在后者的情形中，主電源類型不限于二次電池。二次電池的應用示例包括便攜式電子設備，諸如攝像機、數(shù)碼相機、移動電話、筆記本個人計算機、無繩電話、耳機立體聲、便攜式收音機、便攜式電視機以及個人數(shù)字助理 (PDA)等；諸如電動剃須刀等的生活電器；諸如備份電源和存儲卡等的存儲裝備；諸如電鉆和電鋸等的電動工具；諸如起搏器和助聽器等的醫(yī)學電子設備；電動交通工具(包括混合動力車)；以及諸如用于儲存電能以用于緊急情況等的家用電池系統(tǒng)等的電能儲存系統(tǒng)。特別是，二次電池可有效地應用于電動工具、電動交通工具、電能儲存系統(tǒng)等。在這些應用中，由于需要二次電池的較好特性，所以能夠通過使用本公開的二次電池有效地改進特性。電動工具是通過使用二次電池作為驅(qū)動電源使運動部分(例如，鉆頭等)運動的工具。電動交通工具是通過使用二次電池作為驅(qū)動電源工作(運行)的交通工具。如上所述，可以采用除了二次電池以外也包括驅(qū)動源的交通工具(混合動力交通工具等)。電能儲存系統(tǒng)是使用二次電池作為電能儲存源的系統(tǒng)。例如，在家用電能儲存系統(tǒng)中，在作為電能儲存源的二次電池中儲存電能，根據(jù)需求消耗二次電池中儲存的電能。結果，諸如家用電器的各種設備變得可用。[示例]將詳細描述本公開的具體示例。(示例1-1 至 1-10)首先，制造氧化極活性材料。首先，作為原材料，制備錫粉、鐵粉、鈷粉、碳粉以及鈦粉。然后，錫粉、鐵粉、鈷粉以及鈦粉被形成合金以獲得錫鐵鈷鈦合金粉，向錫鐵鈷鈦合金粉添加了碳粉以及干燥混拌所得物。在此情形中，調(diào)整原材料的混合比率以使得相對于鈷和鐵的總量的鈷比率(Co/(Fe+Co))、鈷和鐵相對于鈷、鐵以及錫的總量的總量比率 (a^+C0)/(Sn+Fe+C0))、以及鈦含量分別恒定，只改變碳含量。然后，把20g的以上混合物與約400g的直徑為9mm的金剛砂一起放置到IT0SEISAKUSH0有限公司生產(chǎn)的行星式球磨機的反應容器中。然后，在用氬(Ar)氣替入反應容器的內(nèi)部之后，重復250rpm旋轉(zhuǎn)速度的 10分鐘操作和10分鐘暫停，直到總操作時間(反應時間)達到30小時為止。然后，在把反應容器冷卻至室溫之后，取出通過觀0網(wǎng)孔篩移除了粗糙粉末的合成氧化極活性材料粉末。分析獲得的氧化極活性材料。確認表1中示出的構造(質(zhì)量百分比)。在此情形中，使用碳硫分析器測量碳含量，使用ICP(電感耦合等離子體)發(fā)射光譜法測量錫含量、鐵含量、鈷含量以及鈦含量。進一步地，通過X射線衍射方法分析氧化極活性材料。結果，在2 θ =從20至50 度(端值均包括在內(nèi))的范圍中獲得衍射峰。在以上中，表1中示例了 2 θ =從34至37 度(端值均包括在內(nèi))的范圍中獲得的衍射峰的半寬度。進一步地，通過使用XPS測量氧化極活性材料中的元素鍵合狀態(tài)。結果，如圖6中所示例的，獲得峰Ρ1。當分析峰Pl時，獲得氧化極活性材料中ClS的峰Ρ3以及表面污染碳的峰Ρ2，峰Ρ3位于低于峰Ρ2的能量側(cè)的能量側(cè)。在此情形中，在低于觀4. 5eV的區(qū)域中獲得峰P3。因此，確認氧化極活性材料中的碳被鍵合到其它元素。接下來，通過使用氧化極活性材料制造圖7中示例的硬幣型二次電池。在二次電池中，使用氧化極活性材料的測試電極61包含盒62中，反電極63附接盒64。之后，在中間用由電解溶液灌注的隔離物65把盒62和64分層，隨后用襯墊66填塞所得物。在形成測試電極61的過程中，按質(zhì)量計，把氧化極活性材料的70份、作為導電劑和氧化極活性材料的石墨20份、作為導電劑的乙炔炭黑的1份以及作為聚偏二氟乙烯4份混合。在適當溶劑中使混合物擴散以獲得漿體。之后，用然后干燥的漿體涂覆銅箔集電器，隨后使所得物穿出到直徑為16. 4mm的球團中。作為反電極63，使用直徑為15. 2mm的穿出鋰鈷(LiCoO2)板。在制備電解溶液的過程中，把作為溶劑的碳酸二甲酯(DMC)、碳酸甲乙酯(EMC)以及碳酸乙烯酯(EC)混合以獲得混合溶劑，在混合溶劑中溶解作為電解質(zhì)鹽的六氟磷酸鋰(LiPF6)。在此情形中，溶劑的構造以重量比率計是EC EMC DMC = 30 10 60，電解質(zhì)鹽的濃度是 lmol/dm3( = lmol/1)。進一步地，通過使用氧化極活性材料制造圖1和圖2中示例的圓柱型二次電池。 首先，按氧化鎳科琴炭黑聚偏二氟乙烯的質(zhì)量比率=94 3 3混合作為還原極活性材料的氧化鎳、作為導電劑的科琴炭黑、以及作為接合劑的聚偏二氟乙烯。之后，在N-甲基-2-吡咯烷酮中使混合物擴散以獲得還原極混合物漿體。然后，用干燥的還原極混合物漿體均勻涂覆作為還原極集電器21A的條形鋁箔的兩個面。之后，通過使用滾壓機使所得物壓縮成型以形成還原極活性材料層21B。從而，形成還原極21。之后，把由鋁制成的還原極引線25附接到還原極集電器21A的末端。進一步地，用干燥的以上氧化極混合物漿體均勻涂覆作為氧化極集電器22A的條形銅箔的兩個面。之后，通過使用滾壓機使所得物壓縮成型以形成氧化極活性材料層22B。從而，形成氧化極22。之后，把由鎳制成的氧化極引線 26附接到氧化極集電器22A的末端。然后，按氧化極22、隔離物23、還原極21以及隔離物 23的次序分層。螺旋纏繞所得層壓體，從而形成螺旋纏繞電極體20。然后，把螺旋纏繞電極體20夾在一對絕緣板12與13之間，所得物包含在由用鎳電鍍的鐵制成的電池殼體11中。 此時，把還原極引線25焊接到安全閥機構15，把氧化極引線沈焊接到電池殼體11。最后， 通過減壓方法把以上電解溶液注入到電池殼體11中。對于硬幣型二次電池，檢查初始充電容量(mAh/g)、初始放電容量(mAh/g)以及初始效率(％)。另外，對于圓柱型二次電池，檢查容量保持比率(％)。相應地，獲得表1中示例的結果。在檢查初始充電容量的過程中，以ImA的電流執(zhí)行恒定電流充電直到電池電壓達到4. 2V為止。之后，以4. 2V的電壓執(zhí)行恒定電壓充電直到電流達到100 μ A為止。相應地， 獲得從測試電極61的質(zhì)量中減去接合劑和銅箔集電器的質(zhì)量所得的每單位質(zhì)量的充電容量。充電在本文中意思是向氧化極活性材料的鋰插入反應。在檢查初始放電容量的過程中，在通過與檢查初始充電容量的情形中的流程類似的流程執(zhí)行充電之后，執(zhí)行在ImA電流的恒定電流放電直到電池電壓達到2. 5V為止，從而獲得從測試電極61的質(zhì)量中減去接合劑和銅箔集電器的質(zhì)量所得的每單位重量的充電容量。充電在本文中意思是從氧化極活性材料的鋰提取反應。作為初始效率，計算初始效率(％ )=(初始放電容量/初始充電容量)女100。在檢查容量保持比率的過程中，在第一個周期，執(zhí)行在ImA電流的恒定電流放電直到電池電壓達到4. 2V為止，執(zhí)行在4. 2V電壓的恒定電壓充電直到電流達到100μ A為止。之后，執(zhí)行在ImA電流的恒定電流放電直到電池電壓達到2. 5V為止。在第二個周期上和之后，執(zhí)行在2mA電流的恒定電流充電直到電池電壓達到4. 2V為止，執(zhí)行在4. 2V電壓的恒定電壓充電直到電流達到ΙΟΟμΑ為止。之后，執(zhí)行在2mA電流的恒定電流放電直到電池電壓達到2. 5V為止。之后，計算容量保持比率(％)=(在第40個周期的放電容量/在第二個周期的放電容量)女100。表1以質(zhì)量百分比計，Co/(Fe+Co) = 50%, (Fe+Co)/(Sn+Fe+Co) = 20. 5%
權利要求
1.一種氧化極活性材料，包含錫(Sn)、鐵0 )、鈷(Co)、碳(C)、以及鈦(Ti)作為構成元素，其中，以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9%至30%，包括兩個端值；鈷相對于鐵和鈷的總量的比率(Co/(Fe+Co))為從10%至80%，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、鐵以及鈷的總量的比率((!^+(^/(Sn+Fe+Co))為從11. 3%至沈.3%，包括兩個端值；以及鈦含量為從0. 5%至8 %，包括兩個端值，以及通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2 θ 從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。
2.根據(jù)權利要求1所述的氧化極活性材料，進一步包含銀(Ag)、磷(P)、銻(Sb)、鋁 (Al)、釩(V)、鉻(Cr)、鈮(Nb)、鉍(Bi)、鉭(Ta)、鎳(Ni)、銅(Cu)、鋅(Zn)、鎵(Ga)、銦(In)、 鎢(W)以及鉬(Mo)中的至少一個作為構成元素。
3.根據(jù)權利要求1所述的氧化極活性材料，其中，通過X射線光電子分析法在低于 284. 5電子伏的區(qū)域中獲得碳的Is峰。
4.一種二次電池，包括還原極；包含氧化極活性材料的氧化極；以及電解溶液，其中，所述氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為構成元素，在所述氧化極活性材料中，以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9%至30%，包括兩個端值； 鈷相對于鐵和鈷的總量的比率為從10%至80%，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、 鐵以及鈷的總量的比率為從11. 3%至沈.3%，包括兩個端值；以及鈦含量為從0. 5%至 8%，包括兩個端值；通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2 θ從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。
5.根據(jù)權利要求4所述的二次電池，其中，所述氧化極活性材料進一步包含銀、磷、銻、 鋁、釩、鉻、鈮、鉍、鉭、鎳、銅、鋅、鎵、銦、鎢以及鉬中的至少一個作為構成元素。
6.根據(jù)權利要求4所述的二次電池，其中，在氧化極活性材料中，通過X射線光電子分析法在低于觀4. 5電子伏的區(qū)域中獲得碳的Is峰。
7.根據(jù)權利要求4所述的二次電池，其中，所述二次電池是鋰離子二次電池。
8.一種電動工具，使用包括還原極、氧化極以及電解溶液的二次電池作為電源來工作，其中，所述氧化極包含氧化極活性材料，所述氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為構成元素，在所述氧化極活性材料中，以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9%至30%，包括兩個端值； 鈷相對于鐵和鈷的總量的比率為從10%至80%，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、 鐵以及鈷的總量的比率為從11. 3%至沈.3%，包括兩個端值；以及鈦含量為從0. 5%至 8%，包括兩個端值；通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2 θ從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。
9.一種電動交通工具，使用包括還原極、氧化極以及電解溶液的二次電池作為電源來工作，其中，所述氧化極包含氧化極活性材料，所述氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為構成元素，在所述氧化極活性材料中，以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9%至30%，包括兩個端值； 鈷相對于鐵和鈷的總量的比率為從10%至80%，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、 鐵以及鈷的總量的比率為從11. 3%至沈.3%，包括兩個端值；以及鈦含量為從0. 5%至 8%，包括兩個端值；通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2 θ從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。
10. 一種電能儲存系統(tǒng)，使用包括還原極、氧化極以及電解溶液的二次電池作為電力存儲源，其中，所述氧化極包含氧化極活性材料，所述氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為構成元素，在所述氧化極活性材料中，以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9%至30%，包括兩個端值； 鈷相對于鐵和鈷的總量的比率為從10%至80%，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、 鐵以及鈷的總量的比率為從11. 3%至沈.3%，包括兩個端值；以及鈦含量為從0. 5%至 8%，包括兩個端值；通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2 θ從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。
全文摘要
一種氧化極活性材料、二次電池、電動工具及電能存儲系統(tǒng)。二次電池包括還原極、包含氧化極活性材料的氧化極以及電解溶液。氧化極活性材料包含錫、鐵、鈷、碳以及鈦作為構成元素。以質(zhì)量百分比計，碳含量為從9％至30％，包括兩個端值；鈷相對于鐵和鈷的總量的比率為從10％至80％，包括兩個端值；鐵和鈷的總量相對于錫、鐵以及鈷的總量的比率為從11.3％至26.3％，包括兩個端值；以及鈦含量為從0.5％至8％，包括兩個端值，以及通過X射線衍射獲得的衍射峰的半寬度等于或大于1度，所述衍射峰是在衍射角2θ從34度至37度并包括34度和37度的情況下獲得的峰。
文檔編號H01M4/48GK102403492SQ20111027867
公開日2012年4月4日 申請日期2011年9月6日 優(yōu)先權日2010年9月13日
發(fā)明者井上弘, 吉田和彥, 平田弘一郎, 松井啟太郎, 水谷聰, 高田一昭 申請人:索尼公司