环状化合物、锂离子二次电池用负极以及锂离子二次电池
阅读说明：本技术 环状化合物、锂离子二次电池用负极以及锂离子二次电池 (Cyclic compound, negative electrode for lithium ion secondary battery, and lithium ion secondary battery ) 是由 浅川雄一郎 上坂进一 安托尼·拉弗勒-兰伯特 卡里姆·佐格希布 于 2018-04-27 设计创作，主要内容包括：锂离子二次电池具备正极、负极和电解液,该负极包含环状化合物,并且该环状化合物包含第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物中的至少一种。(The lithium ion secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the negative electrode includes a cyclic compound, and the cyclic compound includes at least one of a first cyclic compound, a second cyclic compound, a third cyclic compound, a fourth cyclic compound, a fifth cyclic compound, and a sixth cyclic compound.)
技术领域
本技术关于一种具有环状结构的环状化合物、使用了该环状化合物的锂离子二次电池用负极以及具备了该锂离子二次电池用负极的锂离子二次电池。
背景技术
由于各种各样电子设备的普及，作为电源，对小型且轻量并且能够获得高能量密度的锂离子二次电池的开发也在进行中。
锂离子二次电池具备正极和负极以及电解液，该负极包含了与充放电反应有关的负极活性物质等。负极的构成由于对电池特性有较大的影响，关于该负极的构成进行了各种各样的研究。
具体而言，为了抑制在高温保存时电池特性的降低，而使负极含有环状聚醚以及穴状配体(cryptand)等(例如参照专利文献1。)。作为该环状聚醚使用了4,10-二氮杂-12-冠4-醚等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2015-118782号公报
发明内容
搭载了锂离子二次电池的电子设备正日益变得高性能化以及多功能化。因此，电子设备使用频率增加，并且该电子设备的使用环境也扩大。但是，关于锂离子二次电池的电池特性仍然存在改善的余地。
本技术为鉴于此课题的发明，其目的在于提供一种能够获得优异的电池特性的环状化合物、锂离子二次电池用负极以及锂离子二次电池。
本技术的一实施方式的环状化合物包含以式(1)表示的第一环状化合物、以式(2)表示的第二环状化合物、以式(3)表示的第三环状化合物、以式(4)表示的第四环状化合物、以式(5)表示的第五环状化合物以及以式(6)表示的第六环状化合物中的至少一种的物质。
[化1]
(X1至X16分别为氧基(-O-)以及亚氨基(-NH-)中的任一基团。R1至R6分别为亚乙基(-CH2-CH2-)以及二羰基(-C(＝O)-C(＝O)-)中的任一基团。M1至M26分别为金属元素。Y1至Y26分别为卤族元素。n1至n26分别为整数。)
本技术的一实施方式的锂离子二次电池用负极包含环状化合物，该环状化合物与上述本技术的一实施方式的环状化合物具有同样的构成。
本技术的一实施方式的锂离子二次电池具备正极、负极和电解液，该负极与上述本技术的一实施方式的锂离子二次电池用负极具有同样的构成。
根据本技术的环状化合物、锂离子二次电池用负极或者锂离子二次电池，由于该环状化合物包含第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物中的至少一种，因此能够获得优异的电池特性。
此外，本技术的效果未必限定于这里所说明的效果，也可以为与后续说明的本技术关联的一系列的效果中的任意效果。
附图说明
图1为表示本技术的一实施方式的锂离子二次电池(圆筒型)的构成的剖视图。
图2为扩大表示图1所示的锂离子二次电池的主要部分的构成的剖视图。
图3为表示本技术的一实施方式的其他的锂离子二次电池(层压膜型)的构成的立体图。
图4为扩大表示图3所示的锂离子二次电池的主要部分的构成的剖视图。
图5为表示测试用的二次电池(硬币式)的构成的剖视图。
具体实施方式
以下，关于本技术的一实施方式参照附图的同时进行详细说明。此外，说明顺序如下。
1.环状化合物
1-1.构成
1-2.制造方法
1-3.作用以及效果
2.锂离子二次电池以及锂离子二次电池用负极(圆筒型)
2-1.构成
2-2.工作
2-3.制造方法
2-4.作用以及效果
3.锂离子二次电池以及锂离子二次电池用负极(层压膜型)
3-1.构成
3-2.工作
3-3.制造方法
3-4.作用以及效果
4.环状化合物的用途
5.锂离子二次电池以及锂离子二次电池用负极的用途
<1.环状化合物>
首先，关于本技术的一实施方式的环状化合物(以下单纯称作“环状化合物”)进行说明。
在此说明的环状化合物为如后续说明的具有特定的环状结构的化合物。环状化合物的用途由于没有特别的限制，能够使用于各种各样的用途。关于环状化合物的用途的一例后续进行说明。
<1-1.构成>
环状化合物包含以式(1)表示的第一环状化合物、以式(2)表示的第二环状化合物、以式(3)表示的第三环状化合物、以式(4)表示的第四环状化合物、以式(5)表示的第五环状化合物以及以式(6)表示的第六环状化合物中的任一种或两种以上。其中，第一环状化合物的种类可以仅为一种也可以为两种以上。如此种类可以为一种也可以为两种以上，关于第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物也各自为同样。
[化2]
(X1至X16分别为氧基(-O-)以及亚氨基(-NH-)中的任一基团。R1至R6分别为亚乙基(-CH2-CH2-)以及二羰基(-C(＝O)-C(＝O)-)中的任一基团。M1至M26分别为金属元素。Y1至Y26分别为卤族元素。n1至n26分别为整数。)
该环状化合物具有包含了两个以上的二羰基的环状结构，更具体而言，具有如式(1)至式(6)各自所示的环状骨架。此外，在式(1)至式(6)各自中以实线表示共价键，并且以虚线表示配位键。这些在以下也同样。
在这些的环状骨架中，利用配位键以及共价键导入了金属原子(M1至M26)。具体而言，在式(1)以及式(4)各自所示的环状骨架中，利用配位键在环状骨架的外侧导入了金属原子(M1、M2、M11至M14)。另外，式(2)、式(3)、式(5)以及式(6)各自所示的环状骨架中，利用配位键在环状骨架的外侧导入了金属原子(M3、M4、M7、M8、M15至M18、M21至M24)，并且利用配位键以及共价键在环状骨架的内侧导入了金属原子(M5、M6、M9、M10、M19、M20、M25、M26)。
即，第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物分别为在有机部(环状骨架)导入了无机部(金属化合物)的有机无机杂合化合物。此外，关于第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物各自的详细构成在后续进行说明。
该环状化合物具有以下说明的优点。
首先，环状化合物利用环状骨架的内部空间(配位场)能够将物质顺利地嵌入脱嵌。据此，在将环状化合物用于电化学设备的情况下，该环状化合物与后续说明的碳材料等同样，作为嵌入脱嵌电极反应物质的活性物质发挥作用。该电极反应物质为用于电极反应的物质，例如在电化学设备为锂离子二次电池的情况下则为锂。
第二，由于环状化合物通过利用环状骨架的伸缩性能够对应外力如弹簧那样伸缩，因此具有优异的伸缩性。据此，例如在将环状化合物用于电化学设备的情况下，由于通过环状化合物缓和了该电化学设备内部产生的应力(膨胀收缩现象)，因此该电化学设备变得不易膨胀收缩。
第三，在环状化合物中，如上所述，利用配位键以及共价键在环状骨架中导入了金属原子(M1至M26)。据此，例如在将环状化合物用于电化学设备的情况下，与在环状骨架中没有导入金属原子的情况相比，环状化合物利用金属原子的电化学容量而使电极反应物质变得易于嵌入脱嵌，并且利用该金属原子(金属种)的配位电位而使包含环状化合物的电极的电位升高。
[第一环状化合物]
如式(1)所示，第一环状化合物为具有包含了两个以上的二羰基的环状骨架，并且利用配位键在环状骨架的外侧导入了金属原子(M1、M2)的化合物。
在第一环状化合物中，形成二羰基的两个氧原子与金属(M1)配位键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M2)配位键合。其中，金属原子(M1)与n1个卤族原子(Y1)共价键合，并且金属原子(M2)与n2个卤族原子(Y2)共价键合。
(X1至X8)
如上所述，若X1至X8分别为氧基以及亚氨基中的任一方则没有特别限制。即，X1至X8可以全部为氧基，X1至X8也可以全部为亚氨基，X1至X8也可以一部分为氧基、并且其余为亚氨基。
其中，优选X1至X8全部为氧基，或者X1至X8全部为亚氨基。这是由于，第一环状化合物会变得更加容易伸缩。
(R1、R2)
如上所述，若R1以及R2分别为亚乙基以及二羰基中的任一方则没有特别限制。即，R1以及R2双方可以为亚乙基，R1以及R2双方也可以为二羰基，还可以R1以及R2中的一方为亚乙基、并且另一方为二羰基。据此，第一环状化合物具有两个至四个的二羰基。
(M1、M2)
如上所述，若M1以及M2分别为金属元素则没有特别限制。更具体而言，如上所述，若M1以及M2分别为能够与两个氧原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。M1的种类以及M2的种类例如可以互为相同也可以互为不同。
具体而言，金属元素为例如锡(Sn)、钛(Ti)、硅(Si)、铜(Cu)、锰(Mn)、铁(Fe)、铌(Nb)、镍(Ni)、钴(Co)、铝(Al)以及锆(Zr)等。这是由于，金属原子(M1，M2)变得容易配位于环状骨架。据此，第一环状化合物变得容易伸缩，并且包含该第一环状化合物的电极的电位也充分升高。
(Y1、Y2)
如上所述，若Y1以及Y2分别为卤族元素则没有特别限制。Y1的种类以及Y2的种类例如可以互为相同也可以互为不同。另外，n1个Y1的种类例如可以仅为一种，也可以为两种以上。如此种类可以为一种也可以为两种以上，关于n2个Y2的种类也同样。
具体而言，Y1以及Y2分别为例如氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)以及碘(I)等。这是由于金属原子(M1，M2)变得容易配位于环状骨架。据此，第一环状化合物变得容易伸缩，并且包含该第一环状化合物的电极的电位充分升高。
(n1、n2)
n1为与M1键合的Y1的个数，该n1的值根据M1的种类来决定。n2为与M2键合的Y2的个数，该n2的值根据M2的种类来决定。n1的值以及n2的值例如可以互为相同也可以互为不同。
n1的值如上所述，若为根据M1的种类而决定的整数则没有特别限制，例如为2或者4。n2的值如上所述，若为根据M2的种类而决定的整数则没有特别限制，例如为2或者4。
[第二环状化合物]
如式(2)所示，第二环状化合物为具有包含了两个以上的二羰基的环状氧骨架，并且利用配位键在环状氧骨架中导入了金属原子(M3至M6)的化合物。更具体而言，第二环状化合物为利用配位键在环状氧骨架的外侧导入了金属原子(M3、M4)，并且利用配位键在环状氧骨架的内侧导入了金属原子(M5、M6)的化合物。
在第二环状化合物中，形成二羰基的两个氧原子与金属原子(M3)配位键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M4)配位键合。其中，金属原子(M3)与n3个卤族原子(Y3)共价键合，并且金属原子(M4)与n4个卤族原子(Y4)共价键合。
另外，在第二环状化合物中，位于R3两侧的两个氧原子与金属原子(M5)配位键合，并且位于R4两侧的两个氧原子与金属原子(M6)配位键合。其中，金属原子(M5)与n5个卤族原子(Y5)共价键合，并且金属原子(M6)与n6个卤族原子(Y6)共价键合。
(R3、R4)
关于R3以及R4各自的细节与关于R1以及R2各自的细节为同样。即，第二环状化合物具有两个至四个二羰基。
(M3至M6)
关于M3至M6各自的细节与关于M1以及M2各自的细节为同样。即，如上所述，若M3至M6分别为能够与两个氧原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。M3至M6各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅M3至M6中的一部分的种类互为相同。
(Y3至Y6)
关于Y3至Y6各自的细节与关于Y1以及Y2各自的细节为同样。Y3至Y6各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅Y3至Y6中的一部分的种类互为相同。n3个Y3的种类例如可以仅为一种，也可以为两种以上。如此种类可以为一种也可以为两种以上，关于n4个Y4的种类、n5个Y5的种类以及n6个Y6的种类也同样。
(n3至n6)
关于n3至n6各自的细节与关于n1以及n2各自的细节为同样。n3的值根据M3的种类来决定，并且n4的值根据M4的种类来决定。n5的值根据M5的种类来决定，并且n6的值根据M6的种类来决定。n3至n6各自的值若为根据M3至M6分别决定的整数，则没有特别限制，例如为2或者4。
[第三环状化合物]
如式(3)所示，第三环状化合物为具有包含了两个以上的二羰基的环状氮骨架，并且利用配位键以及共价键在环状氮骨架中导入了金属原子(M7至M10)的化合物。更具体而言，第三环状化合物为利用配位键在环状氮骨架的外侧导入了金属原子(M7、M8)，并且利用配位键以及共价键在环状氮骨架的内侧导入了金属原子(M9、M10)的化合物。
在第三环状化合物中，形成二羰基的两个氧原子与金属原子(M7)配位键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M8)配位键合。其中，金属原子(M7)与n7个卤族原子(Y7)共价键合，并且金属原子(M8)与n8个卤族原子(Y8)共价键合。
另外，在第三环状化合物中，位于R5两侧的两个氮原子与金属原子(M9)共价键合，其他两个氮原子与金属原子(M9)配位键合，并且位于R6两侧的两个氮原子与金属原子(M10)共价键合，其他的两个氮原子与金属原子(M10)配位键合。其中，金属原子(M9)与n9个卤族原子(Y9)共价键合，并且金属原子(M10)与n10个卤族原子(Y10)共价键合。
(R5，R6)
关于R5以及R6各自的细节与关于R1以及R2各自的细节为同样。即，第三环状化合物具有两个至四个二羰基。
(M7至M10)
关于M7至M10各自的细节与关于M1以及M2各自的细节为同样。即，如上所述，若M7以及M8分别为能够与两个氧原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。如上所述，若M9以及M10分别为能够与两个氮原子共价键合、并且能够与其他两个氮原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。M7至M10各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅M7至M10中的一部分的种类互为相同。
(Y7至Y10)
关于Y7至Y10各自的细节与关于Y1以及Y2各自的细节为同样。Y7至Y10各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅Y7至Y10中的一部分的种类互为相同。n7个Y7的种类例如可以仅为一种，也可以为两种以上。如此种类可以为一种也可以为两种以上，关于n8个Y8的种类、n9个Y9的种类以及n10个Y10的种类也同样。
(n7至n10)
关于n7至n10各自的细节与关于n1以及n2各自的细节为同样。n7的值根据M7的种类来决定，并且n8的值根据M8的种类来决定。n9的值根据M9的种类来决定，并且n10的值根据M10的种类来决定。n7至n10各自的值若为根据M7至M10分别决定的整数，则没有特别限制，例如为2或者4。
[第四环状化合物]
如式(4)所示，第四环状化合物为具有包含了四个二羰基的环状骨架、并且利用配位键在环状骨架中导入了金属原子(M11至M14)的化合物。更具体而言，第四环状化合物为利用配位键在环状骨架的外侧导入了金属原子(M11至M14)的化合物。
在第四环状化合物中，形成二羰基的两个氧原子与金属原子(M11)配位键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M12)配位键合。其中，金属原子(M11)与n11个卤族原子(Y11)共价键合，并且金属原子(M12)与n12个卤族原子(Y12)共价键合。
另外，在第三环状化合物中，形成与上述4个二羰基不同二羰基的两个氧原子与金属原子(M13)配位键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M14)配位键合。其中，金属原子(M13)与n13个卤族原子(Y13)共价键合，并且金属原子(M14)与n14个卤族原子(Y14)共价键合。
(X9至X16)
关于X9至X16各自的细节与关于X1至X8各自的细节为同样。即，优选X9至X16全部为氧基，或者X9至X16全部为亚氨基。这是由于，第四环状化合物会变得更加容易伸缩。
(M11至M14)
关于M11至M14各自的细节与关于M1以及M2各自的细节为同样。即，如上所述，若M11至M14分别为能够与两个氧原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。M11至M14各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅M11至M14中的一部分的种类互为相同。
(Y11至Y14)
关于Y11至Y14各自的细节与关于Y1以及Y2各自的细节为同样。Y11至Y14各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅Y11至Y14中的一部分的种类互为相同。n11个Y11的种类例如可以仅为一种，也可以为两种以上。如此种类可以为一种也可以为两种以上，关于n12个Y12的种类、n13个Y13的种类以及n14个Y14的种类也同样。
(n11至n14)
关于n11至n14各自的细节与关于n1以及n2各自的细节为同样。n11的值根据M11的种类来决定，并且n12的值根据M12的种类来决定。n13的值根据M13的种类来决定，并且n14的值根据M14的种类来决定。n11至n14各自的值若为根据M11至M14分别决定的整数，则没有特别限制，例如为2或者4。
[第五环状化合物]
如式(5)所示，第五环状化合物为具有包含了四个二羰基的环状氧骨架、并且利用配位键在环状氧骨架中导入了金属原子(M15至M20)的化合物。更具体而言，第五环状化合物为利用配位键在环状氧骨架的外侧导入了金属原子(M15至M18)、并且利用配位键在环状氧骨架的内侧导入了金属原子(M19、M20)的化合物。
在第五环状化合物中，形成二羰基的两个氧原子与金属原子(M15)配位键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M16)配位键合。其中，金属原子(M15)与n15个卤族原子(Y15)共价键合，并且金属原子(M16)与n16个卤族原子(Y16)共价键合。
另外，在第五环状化合物中，形成与上述四个二羰基不同二羰基的两个氧原子与金属原子(M17)共价键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M18)配位键合。其中，金属原子(M17)与n17个卤族原子(Y17)共价键合，并且金属原子(M18)与n18个卤族原子(Y18)共价键合。
进一步，在第五环状化合物中，位于二羰基两侧的两个氧原子与金属原子(M19)配位键合，并且位于与该二羰基对置配置的其他二羰基两侧的两个氧原子与金属原子(M20)配位键合。其中，金属原子(M19)与n19个卤族原子(Y19)共价键合，并且金属原子(M20)与n20个卤族原子(Y20)共价键合。
(M15至M20)
关于M15至M20各自的细节与关于M1以及M2各自的细节为同样。即，如上所述，若M15至M20分别为能够与两个氧原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。M15至M20各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅M15至M20中的一部分的种类互为相同。
(Y15至Y20)
关于Y15至Y20各自的细节与关于Y1以及Y2各自的细节为同样。Y15至Y20各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅Y15至Y20中的一部分的种类互为相同。n15个Y15的种类例如可以仅为一种，也可以为两种以上。如此种类可以为一种也可以为两种以上，关于n16个Y16的种类、n17个Y17的种类、n18个Y18的种类、n19个Y19的种类以及n20个Y20的种类也同样。
(n15至n20)
关于n15至n20各自的细节与关于n1以及n2各自的细节为同样。n15的值根据M15的种类来决定，并且n16的值根据M16的种类来决定。n17的值根据M17的种类来决定，并且n18的值根据M18的种类来决定。n19的值根据M19的种类来决定，并且n20的值根据M20的种类来决定。n15至n20各自的值若为根据M15至M20分别决定的整数，则没有特别限制，例如为2或者4。
[第六环状化合物]
如式(6)所示，第六环状化合物为具有包含了四个二羰基的环状氮骨架、并且利用配位键以及共价键在环状氮骨架中导入了金属原子(M21至M26)的化合物。更具体而言，第六环状化合物为利用配位键在环状氮骨架的外侧导入了金属原子(M21至M24)、并且利用配位键以及共价键在环状氮骨架的内侧导入了金属原子((M25、M26)的化合物。
在第六环状化合物中，形成二羰基的两个氧原子与金属原子(M21)配位键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M22)配位键合。其中，金属原子(M21)与n21个卤族原子(Y21)共价键合，并且金属原子(M22)与n22个卤族原子(Y22)共价键合。
另外，在第六环状化合物中，形成与上述四个二羰基不同二羰基的两个氧原子与金属原子(M23)共价键合，并且形成与该二羰基对置配置的其他二羰基的两个氧原子与金属原子(M24)配位键合。其中，金属原子(M23)与n23个卤族原子(Y23)共价键合，并且金属原子(M24)与n24个卤族原子(Y24)共价键合。
进一步，在第六环状化合物中，位于二羰基两侧的两个氮原子与金属原子(M25)共价键合，其他两个氮原子与金属原子(M25)配位键合，并且位于与该二羰基对置配置的其他二羰基两侧的两个氮原子与金属原子(M26)共价键合，其他两个氮原子与金属原子(M26)配位键合。其中，金属原子(M25)与n25个卤族原子(Y25)共价键合，并且金属原子(M26)与n26个卤族原子(Y26)共价键合。
(M21至M26)
关于M21至M26各自的细节与关于M1以及M2各自的细节为同样。即，如上所述，若M21至M24分别为能够与两个氧原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。如上所述，M25以及M26分别为能够与两个氮原子共价键合、并且能够与其他两个氮原子配位键合的金属原子(金属元素)则没有特别限制。M21至M26各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅M21至M26中的一部分的种类互为相同。
(Y21至Y26)
关于Y21至Y26各自的细节与关于Y1以及Y2各自的细节为同样。Y21至Y26各自的种类例如可以互为相同也可以互为不同。当然，也可以仅Y21至Y26中的一部分的种类互为相同。n21个Y21的种类例如可以仅为一种，也可以为两种以上。如此种类可以为一种也可以为两种以上，关于n22个Y22的种类、n23个Y23的种类、n24个Y24的种类、n25个Y25的种类以及n26个Y26的种类也同样。
(n21至n26)
关于n21至n26各自的细节与关于n1以及n2各自的细节为同样。n21的值根据M21的种类来决定，并且n22的值根据M22的种类来决定。n23的值根据M23的种类来决定，并且n24的值根据M24的种类来决定。n25的值根据M25的种类来决定，并且n26的值根据M26的种类来决定。n21至n26各自的值若为根据M21至M26分别决定的整数，则没有特别限制，例如为2或者4。
[水合]
此外，第一环状化合物可以进行例如水合。具体而言，为了使在环状骨架的外侧导入的金属原子(M1、M2)进行水合，可以利用静电力以及氢键等使各金属原子附着一分子以上的水分子(H2O)。
如此可以进行水合，关于例如第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物各自也为同样。具体而言，在第二环状化合物中，例如可以使在环状氧骨架的外侧导入的各金属原子(M3、M4)进行水合。在第三环状化合物中，例如可以使在环状氮骨架的外侧导入的各金属原子(M7、M8)进行水合。在第四环状化合物中，例如可以使在环状骨架的外侧导入的各金属原子(M11至M14)进行水合。在第五环状化合物中，例如可以使在环状氧骨架的外侧导入的各金属原子(M15至M18)进行水合。在第六环状化合物中，例如可以使在环状氮骨架的外侧导入的各金属原子(M21至M24)进行水合。
附着于各金属原子(M1至M4、M7、M8、M11至M18、M21至M24)的水分子数没有特别限制，例如为两个。
[优选的环状化合物]
其中，第一环状化合物优选以下述的式(7)表示的化合物。第二环状化合物优选以下述的式(8)表示的化合物。第三环状化合物优选以下述的式(9)表示的化合物。这是由于第一环状化合物、第二环状化合物以及第三环状化合物各自变得更加容易伸缩。
[化3]
(X17至X24分别为氧基以及亚氨基中的任一基团。M27至M36分别为金属元素。Y27至Y36分别为卤族元素。n27至n36分别为整数。)
式(7)所示的化合物为在式(1)所示的第一环状化合物中R1以及R2分别为亚乙基的化合物。关于X17至X24、M27、M28、Y27、Y28、n27以及n28各自的细节与例如关于X1至X8、M1、M2、Y1、Y2、n1以及n2各自的细节为同样。
式(8)所示的化合物为式(2)所示的第二环状化合物中R3以及R4分别为亚乙基的化合物。关于M29至M32、Y29至Y32、n29至n32各自的细节与例如关于M3至M6、Y3至Y6、n3至n6各自的细节为同样。
式(9)所示的化合物为式(3)所示的第三环状化合物中R5以及R6分别为亚乙基的化合物。关于M33至M36、Y33至Y36、n33至n36各自的细节与例如关于M7至M10、Y7至Y10、n7至n10各自的细节为同样。
[环状化合物的具体例]
环状化合物的具体例如下所示。其中，以下说明的一系列的具体例也可以为例如上述那样进行水合。
(第一环状化合物)
第一环状化合物为例如以下述的式(1-1)至式(1-24)各自表示的化合物等。式(1-1)至式(1-12)各自所示的化合物为式(1)中所示的X1至X8全部为氧基的化合物，并且式(1-13)至式(1-24)各自所示的化合物为式(1)中所示的X1至X8全部为亚氨基的化合物。
此外，在式(1-1)至式(1-11)以及式(1-13)至式(1-23)各自中，示出了例如式(1)中所示的Y1以及Y2分别为氯的情况。然而，如上所述，由于Y1以及Y2各自并非限定于氯，可以为氟，可以为溴，也可以为碘。具体而言，例如，如式(1-12)以及式(1-24)分别所示，Y1以及Y2也可以分别为氟。
[化4]
[化5]
[化6]
(第二环状化合物)
第二环状化合物为例如以下述式(2-1)至式(2-12)分别表示的化合物等。
此外，在式(2-1)至式(2-11)各自中，示出了例如式(2)中所示的Y3至Y6分别为氯的情况。然而，如上所述，由于Y3至Y6各自并非限定于氯，例如，如式(2-12)所示Y3至Y6也可以分别为氟。
另外，在式(2-1)至式(2-12)各自中，示出了例如式(2)中所示的M5以及M6分别为锡的情况。然而，如上所述，由于M5以及M6各自并非限定于锡，也可以为钛、硅、铜、锰、铁、铌、镍、钴、铝以及锆中的任一者。
[化7]
[化8]
(第三环状化合物)
第三环状化合物为例如以下述式(3-1)至式(3-12)分别表示的化合物等。
此外，在式(3-1)至式(3-11)各自中，示出了例如式(3)所示的Y7至Y10分别为氯的情况。然而，如上所述，由于Y7至Y10各自并非限定于氯，例如，如式(3-12)所示Y7至Y10也可以分别为氟。
另外，在式(3-1)至式(3-12)各自中，示出了例如式(3)所示的M9以及M10分别为锡的情况。然而，如上所述，由于M9以及M10各自并非限定于锡，也可以为钛、硅、铜、锰、铁、铌、镍、钴、铝以及锆中的任一者。
[化9]
[化10]
(第四环状化合物)
第四环状化合物为例如以下述的式(4-1)至式(4-24)各自表示的化合物等。式(4-1)至式(4-12)各自所示的化合物为式(4)中所示的X9至X16全部为氧基的化合物，并且式(4-13)至式(4-24)各自所示的化合物为式(4)中所示的X9至X16全部为亚氨基的化合物。
此外，在式(4-1)至式(4-11)以及式(4-13)至式(4-23)各自中，示出了例如式(4)中所示的Y11至Y14分别为氯的情况。然而，如上所述，由于Y11至Y14各自并非限定于氯，例如，如式(4-12)以及式(4-24)分别所示，Y11至Y14也可以分别为氟。
[化11]
[化12]
[化13]
[化14]
[化15]
(第五环状化合物)
第五环状化合物为例如以下述式(5-1)至式(5-12)分别表示的化合物等。
此外，在式(5-1)至式(5-11)各自中，示出了例如式(5)中所示的Y15至Y20分别为氯的情况。然而，如上所述，由于Y15至Y20各自并非限定于氯，例如，如式(5-12)所示Y15至Y20也可以分别为氟。
另外，在式(5-1)至式(5-12)各自中，示出了例如式(5)中所示的M19以及M20分别为锡的情况。然而，如上所述，由于M19以及M20各自并非限定于锡，也可以为钛、硅、铜、锰、铁、铌、镍、钴、铝以及锆中的任一者。
[化16]
[化17]
[化18]
(第六环状化合物)
第六环状化合物为例如以下述式(6-1)至式(6-12)分别表示的化合物等。
此外，在式(6-1)至式(6-11)各自中，示出了例如式(6)中所示的Y21至Y26分别为氯的情况。然而，如上所述，由于Y21至Y26各自并非限定于氯，例如，如式(6-12)所示Y21至Y26也可以分别为氟。
另外，在式(6-1)至式(6-12)各自中，示出了例如式(6)中所示的M25以及M26分别为锡的情况。然而，如上所述，由于M25以及M26各自并非限定于锡，也可以为钛、硅、铜、锰、铁、铌、镍、钴、铝以及锆中的任一者。
[化19]
[化20]
[化21]
<1-2.制造方法>
第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物分别以例如以下的过程来制造。
[第一环状化合物]
在制造第一环状化合物中式(1)中所示的X1至X8全部为氧基的化合物的情况下，通过使HO-C2H4-O-C2H4-O-C2H4-OH与Cl-C(＝O)-C(＝O)-Cl反应，从而获得以式(10-1)表示的第一含氧化合物。在此情况下，可以使用例如苯、二噁烷以及吡啶等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。此后，使第一含氧化合物与金属化合物(MY2或者MY4)反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。在此使用的金属化合物为包含以例如与式(1)中所示的M1以及M2分别对应的金属元素(M)和与式(1)中所示的Y1以及Y2分别对应的元素(Y)作为构成元素的化合物，也可以为水合物。据此，获得了第一环状化合物。
在制造第一环状化合物中式(1)中所示的X1至X8全部为亚氨基的化合物的情况下，通过使H2N-C2H4-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2与H5C2-O-C(＝O)-C(＝O)-O-C2H5反应，从而获得以式(10-2)表示的第一含氮化合物。在此情况下，可以使用例如氢氧化钠等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。此后，使第一含氮化合物与上述金属化合物反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。据此，获得了第一环状化合物。
[化22]
[第二环状化合物]
在制造第二环状化合物的情况下，在使第一含氧化合物与金属化合物反应后，使该反应物与金属化合物进一步反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。在此，前者的金属化合物为包含以例如与式(2)中所示的M5以及M6分别对应的金属元素和与式(2)中所示的Y5以及Y6分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。另一方面，后者的金属化合物为包含以例如与式(2)中所示的M3以及M4分别对应的金属元素和与式(2)中所示的Y3以及Y4分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。据此，获得了第二环状化合物。
[第三环状化合物]
在制造第三环状化合物的情况下，在使第一含氮化合物与金属化合物反应后，使该反应物与金属化合物进一步反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。在此，前者的金属化合物为包含以例如与式(3)中所示的M9以及M10分别对应的金属元素和与式(3)中所示的Y9以及Y10分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。另一方面，后者的金属化合物为包含以例如与式(3)中所示的M7以及M8分别对应的金属元素和与式(3)中所示的Y7以及Y8分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。据此，获得了第三环状化合物。
[第四环状化合物]
在制造第四环状化合物中式(4)中所示的X9至X16全部为氧基的化合物的情况下，通过使HO-C2H4-O-C2H4-O-C2H4-OH与Cl-C(＝O)-C(＝O)-Cl反应，从而获得以式(10-3)表示的第二含氧化合物。在此情况下，可以使用例如苯、二噁烷以及吡啶等的催化剂，并且也可以根据需要调整反应温度。此后，使第二含氧化合物与金属化合物反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。在此使用的金属化合物为包含以例如与式(4)中所示的M11至M14分别对应的金属元素和与式(4)中所示的Y11至Y14分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。据此，获得了第四环状化合物。
在制造第四环状化合物中式(4)中所示的X9至X16全部为亚氨基的化合物的情况下，通过使H2N-C2H4-NH-C2H4-NH-C2H4-NH2与H5C2-O-C(＝O)-C(＝O)-O-C2H5反应，从而获得式(10-4)表示的第二含氮化合物。在此情况下，可以使用例如氢氧化钠等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。此后，使第二含氮化合物与上述金属化合物反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。据此，获得了第四环状化合物。
[第五环状化合物]
在制造第五环状化合物的情况下，在使第二含氧化合物与金属化合物反应后，使该反应物与金属化合物进一步反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。在此，前者的金属化合物为包含以例如与式(5)中所示的M19以及M20分别对应的金属元素和与式(5)中所示的Y19以及Y20分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。另一方面，后者的金属化合物为包含以例如与式(5)中所示的M15至M18分别对应的金属元素和与式(5)中所示的Y15至Y18分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。据此，获得了第五环状化合物。
[第六环状化合物]
在制造第六环状化合物的情况下，在使第二含氮化合物与金属化合物反应后，使该反应物与金属化合物进一步反应。在此情况下，可以使用例如甲醇等的催化剂，并且根据需要调整反应温度。在此，前者的金属化合物为包含以例如与式(6)中所示的M25以及M26分别对应的金属元素和与式(6)中所示的Y25以及Y26分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。另一方面，后者的金属化合物为包含以例如与式(6)中所示的M21至M24分别对应的金属元素和与式(6)所示的Y21至Y24分别对应的元素作为构成元素的化合物，也可以为水合物。据此，获得了第六环状化合物。
<1-3.作用以及效果>
根据该环状化合物，包含第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物中的任一种或者两种以上。在此情况下，如上所述，利用环状骨架的内部空间(配位场)以及在环状骨架中导入的金属原子(M1至M26)，环状化合物能够顺利地嵌入脱嵌电极反应物质等。而且，利用环状骨架的伸缩性，环状化合物具有优异伸缩性，并且利用在环状骨架中导入的金属原子，包含环状化合物的电极的电位升高。据此，能够提高包含环状化合物的电化学设备等的特性。
特别是，若式(1)至式(6)所示的M1至M26分别为锡等，则金属原子(M1至M26)变得容易配位于环状骨架。据此，由于环状化合物变得容易伸缩，并且包含该环状化合物的电极的电位充分升高，从而能够获得更高的效果。
另外，若式(1)至式(6)所示的Y1至Y26分别为氟等，则金属原子(M1至M26)变得容易配位于环状骨架。据此，由于环状化合物变得容易伸缩，并且包含该环状化合物的电极的电位充分升高，从而能够获得更高的效果。
另外，若式(1)所示的X1至X8全部为氧基或者亚氨基，并且式(4)所示的X9至X16全部为氧基或者亚氨基，则由于第一环状化合物以及第四环状化合物各自变得更加容易伸缩，从而能够获得更高的效果。
另外，若第一环状化合物为式(7)所示的化合物、第二环状化合物为式(8)所示的化合物、第三环状化合物为式(9)所示的化合物，则由于第一环状化合物、第二环状化合物以及第三环状化合物各自变得更加容易伸缩，从而能够获得更高的效果。
<2.锂离子二次电池以及锂离子二次电池用负极(圆筒型)>
下面，关于使用了上述环状化合物的本技术的一实施方式的锂离子二次电池用电极(以下单纯称作“负极”)以及本技术的一实施方式的锂离子二次电池(以下单纯称作“锂离子二次电池”)进行说明。
此外，由于上述负极为以下说明的锂离子二次电池的一部分(一个构成要素)，关于该负极在以下一并进行说明。
在此说明的锂离子二次电池为例如利用锂的嵌入脱嵌现象而获得电池容量(后续说明的负极22的容量)的二次电池。
关于在以下进行适当说明的一系列的具体例、即材料以及形成方法等所列举记载的多个候补可以仅使用任意的一种，也可以互相组合任意的两种以上。
<2-1.构成>
图1表示了锂离子二次电池的剖视构成，并且图2扩大了图1所示的锂离子二次电池的主要部分(卷绕电极体20)的剖视构成。其中，在图2中仅示出了卷绕电极体20的一部分。
该锂离子二次电池为例如为如图1所示，将电池元件(卷绕电极体20)收容于圆筒形状的电池罐11的内部的圆筒型锂离子二次电池。
具体而言，锂离子二次电池例如在电池罐11的内部具备一对绝缘板12，13和卷绕电极体20。该卷绕电极体20为例如正极21以及以及负极22经由隔膜23互相层叠之后，该正极21、负极22以及隔膜23卷绕从而形成的结构体。作为液态电解质的电解液浸渗于卷绕电极体20。
电池罐11具有例如一端部封闭并且另一端部开放的中空的圆筒结构，且包含了例如铁等的金属材料。其中，在电池罐11的表面，也可以镀有例如镍等的金属材料。绝缘板12、13分别以例如在与卷绕电极体20的卷绕周面交叉的方向上延伸、并且互相夹持卷绕电极体20的方式而配置。
由于例如电池盖14、安全阀机构15以及热敏电阻元件(PTC元件，PositiveTemperature Coefficient)16经由密封件17而铆接于电池罐11的开放端部，该电池罐11的开放端部被密闭。电池盖14的形成材料与例如电池罐11的形成材料为同样。安全阀机构15以及热敏电阻元件16设置于电池盖14的内侧，且该安全阀机构15经由热敏电阻元件16与电池盖14电连接。对于该安全阀机构15，例如，若由内部短路以及外部加热等引起电池罐11的内压变为一定以上，则由于盘状板15A翻转从而切断电池盖14与卷绕电极体20之间的电连接。为了防止由大电流引起的异常发热，热敏电阻元件16的电阻对应温度的上升而增加。密封件17包含例如绝缘性材料。其中，在密封件17的表面也可以涂覆例如沥青等。
在卷绕电极体20的卷绕中心设置的空间20C中***有例如中心销24。其中，中心销24也可以省略。在正极21连接有正极引线25，该正极引线25包含例如铝等的导电性材料。该正极引线25例如经由安全阀机构15与电池盖14电连接。在负极22连接有负极引线26，该负极引线26包含例如镍等的导电性材料。该负极引线26例如与电池罐11电连接。
[正极]
正极21例如图2所示包含正极集电体21A和设置于该正极集电体21A的正极活性物质层21B。该正极活性物质层21B例如可以仅设置于正极集电体21A的单面，也可以设置于正极集电体21A的两面。在图2中，示出了例如正极活性物质层21B设置于正极集电体21A的两面的情况。
(正极集电体)
正极集电体21A包含例如铝等的导电性材料。
(正极活性物质层)
正极活性物质层21B包含能够嵌入脱嵌锂的正极材料作为正极活性物质。其中，正极活性物质层21B也可以进一步包含例如正极粘结剂以及正极导电剂等的其他材料。
(正极材料)
正极材料包含例如锂化合物，该锂化合物为包含以锂作为构成元素的化合物的统称。这是由于能够获得高能量密度。锂化合物的种类没有特别限制，例如为锂复合氧化物以及锂磷酸化合物等。
锂复合氧化物为包含以锂和一种或者两种以上的其他元素作为构成元素的氧化物的统称，具有例如层状岩盐型以及尖晶石型等的结晶结构。锂磷酸化合物为包含以锂和一种或者两种以上的其他元素作为构成元素的磷酸化合物的统称，具有例如橄榄石型等的结晶结构。
其他元素为锂以外的元素。其他元素的种类没有特别限制，其中，优选长周期型周期表中属于第2族至第15族的元素。这是由于能够获得高电压。具体而言，其他元素为例如镍、钴、锰以及铁等。
具有层状岩盐型结晶结构的锂复合氧化物为例如LiNiO2、LiCoO2、LiCo0.98Al0.01Mg0.01O2、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2、LiNi0.8Co0.15Al0.05O2、LiNi0.33Co0.33Mn0.33O2、Li1.2Mn0.52Co0.175Ni0.1O2以及Li1.15(Mn0.65Ni0.22Co0.13)O2等。具有尖晶石型结晶结构的锂复合氧化物为例如LiMn2O4等。具有橄榄石型结晶结构的锂磷酸化合物为例如LiFePO4、LiMnPO4、LiFe0.5Mn0.5PO4以及LiFe0.3Mn0.7PO4等。
(正极粘结剂以及正极导电剂)
正极粘结剂包含例如合成橡胶以及高分子化合物等。合成橡胶为例如丁苯系橡胶等。高分子化合物为例如聚偏氟乙烯以及聚酰亚胺等。
正极导电剂包含例如碳材料等的导电性材料。该碳材料为例如石墨、碳黑、乙炔黑以及科琴黑等。其中，正极导电剂也可以为金属材料以及导电性高分子等。
[负极]
负极22例如图2所示包含负极集电体22A和设置于该负极集电体22A的负极活性物质层22B。该负极活性物质层22B例如可以仅设置于负极集电体22A的单面，也可以设置于负极集电体22A的两面。在图2中示出了例如负极活性物质层22B设置于负极集电体22A的两面的情况。
(负极集电体)
负极集电体22A包含例如铜等的导电性材料。负极集电体22A的表面优选使用电解法等进行粗面化。这是由于利用锚定效果来提高负极活性物质层22B相对于负极集电体22A的密合性。
(负极活性物质层)
负极活性物质层22B包含能够嵌入脱嵌锂的负极材料作为负极活性物质。其中，负极活性物质层22B也可以进一步包含例如负极粘结剂以及负极导电剂等的其他材料。
为了防止在充电中途从负极22的表面意外地析出锂金属，能够充电的负极材料的容量优选大于正极21的放电容量。即，负极材料的电化学当量优选大于正极21的电化学当量。
(负极材料)
负极材料包含上述环状化合物。即，负极材料包含第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物中的任意一种或者两种以上。其中，第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物各自的种类可以仅为一种也可以为两种以上。
(其他负极材料)
此外，负极材料中可以例如连同环状化合物还包含其他负极材料。其他材料的种类没有特别限制，例如为碳材料以及金属材料等。
碳材料为包含以碳作为构成元素的材料的统称。这是由于在嵌入脱嵌锂时碳材料的结晶结构基本不变化，因此能够稳定获得高能量密度。另外，这也是由于碳材料还作为负极导电剂发挥作用，因此负极活性物质层22B的导电性提高。
该碳材料例如为易石墨化碳、难石墨化碳以及石墨等。其中，难石墨化碳中的(002)面的面间隔优选为0.37nm以上，并且石墨中的(002)面的面间隔优选为0.34nm以下。
更具体而言，碳材料例如为热解碳类、焦炭类、玻璃状碳纤维、有机高分子化合物煅烧体、活性炭以及碳黑类等。该焦炭类包含例如沥青焦炭、针状焦炭或者石油焦炭等。有机高分子化合物煅烧体为以适当的温度将酚醛树脂以及呋喃树脂等的高分子化合物煅烧(炭化)而成的煅烧体。此外，碳材料可以为例如在大约1000℃以下的温度进行了热处理的低结晶性碳，也可以为非晶碳。碳材料的形状例如为纤维状、球状、粒状以及鳞片状等。
金属系材料为包含以金属元素以及准金属元素中的任一种或者两种以上作为构成元素的材料的统称。这是由于能够获得高能量密度。
该金属系材料可以为单质，可以为合金，可以为化合物，可以为这些中的两种以上的混合物，也可以为包含这些中的一种或者两种以上的相的材料。其中，对于合金不仅包括由两种以上的金属元素组成的化合物，也包括包含一种或者两种以上的金属元素和一种或者两种以上的非金属元素的化合物。另外，合金也可以包含一种或者两种以上的非金属元素。金属系材料的组织例如为固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物以及这些中的两种以上的共存物等。
金属元素以及准金属元素分别为能够与锂形成合金的元素。具体而言，金属元素以及准金属元素例如为镁、硼、铝、镓、铟、硅、锗、锡、铅、铋、镉、银、锌、铪、锆、钇、钯以及铂等。
其中，优选硅以及锡，更优选硅。这是由于嵌入脱嵌锂的能力优异，因此能够显著获得高能量密度。
具体而言，金属系材料可以为硅的单质，可以为硅的合金，可以为硅的化合物，可以为锡的单质，可以为锡的合金，可以为锡的化合物，可以为这些中的两种以上的混合物，也可以为包含这些中的一种或两种以上的相的材料。由于在此说明的单质不过是通常意义上的单质，该单质也可以包含微量的杂质。即，单质的纯度未必限定于100％。
硅的合金包含例如以锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑以及铬等作为硅以外的构成元素。硅的化合物包含例如以碳以及氧等作为硅以外的构成元素。此外，硅的化合物也可以包含例如关于硅的合金所说明的一系列的构成元素作为硅以外的构成元素。
硅的合金以及硅的化合物例如为SiB4、SiB6、Mg2Si、Ni2Si、TiSi2、MoSi2、CoSi2、NiSi2、CaSi2、CrSi2、Cu5Si、FeSi2、MnSi2、NbSi2、TaSi2、VSi2、WSi2、ZnSi2、SiC、Si3N4、Si2N2O以及SiOv(0＜v≤2)等。其中，v的范围也可以为例如0.2＜v＜1.4。
锡的合金包含例如以硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑以及铬等作为锡以外的构成元素。锡的化合物包含碳以及氧等作为锡以外的构成元素。此外，锡的化合物也可以包含例如关于锡的合金所说明的一系列的构成元素作为锡以外的构成元素。
锡的合金以及锡的化合物为例如SnOw(0＜w≤2)、SnSiO3以及Mg2Sn等。
其中，负极材料中优选连同环状化合物还包含碳材料以及金属系材料中的一方或者双方。在该情况下，负极材料中可以连同环状化合物还包含碳材料，可以连同环状化合物还包含金属系材料，也可以连同环状化合物还包含碳材料以及金属系材料。这是由于能够获得高理论容量(电池容量)，并且负极活性物质层22B在充放电时充分变得不易膨胀收缩。
环状化合物与碳材料以及金属系材料的混合比没有特别限制。其中，环状化合物相对于环状化合物、碳材料以及金属系材料的重量比(＝环状化合物的重量/(环状化合物的重量+碳材料的重量+金属系材料的重量))优选为0.01至0.99，更优选为0.05至0.90。这是由于负极活性物质层22B在充放电时充分抑制了膨胀收缩且能够获得高电池容量。
(负极粘结剂以及负极导电剂)
关于负极粘结剂的细节与例如关于正极粘结剂的细节为同样。关于负极导电剂的细节与例如关于正极导电剂的细节为同样。
(负极活性物质层的形成方法)
负极活性物质层22B的形成方法没有特别限制，例如为涂覆法、气相法、液相法、火焰喷射法以及煅烧法(烧结法)等。涂覆法为例如在负极集电体22A涂覆将颗粒(粉末)状的负极活性物质与负极粘结剂等的混合物通过有机溶剂等溶解或分散而得到的溶液的方法。气相法为例如物理沉积法以及化学沉积法等，更具体为真空蒸镀法、溅镀法、离子镀法、激光烧蚀法、热化学气相沉积、化学气相沉积法(CVD，Chemical vapor deposition)以及等离子体化学气相沉积法等。液相法为例如电镀法以及非电镀法等。火焰喷射法为将熔融状态或者半熔融状态的负极活性物质喷涂到负极集电体22A的方法。煅烧法为例如使用涂覆法在负极集电体22A涂覆了溶液之后，对该溶液(涂膜)以高于负极粘结剂等的熔点的温度进行热处理的方法，更具体为大气煅烧法、反应煅烧法以及热压煅烧法等。
[隔膜]
隔膜23为例如图2所示，介在于正极21和负极22之间，一面防止由两极接触引起短路一面使锂离子通过。该隔膜23为例如包含合成树脂以及陶瓷等的多孔膜，也可以为互相层叠两种以上的多孔膜的叠层膜。合成树脂例如为聚乙烯等。
特别是隔膜23可也以包含例如上述多孔膜(基材层)与设置于该基材层的高分子化合物层。高分子化合物层例如可以仅设置于基材层的单面，也可以设置于基材层的两面。这是由于隔膜23相对于正极21以及负极22各自的密合性提高，因此卷绕电极体20变得不易扭曲。据此，抑制了电解液的分解反应，并且也抑制了浸渗于基材层的电解液的漏液。据此，即使反复进行充放电，锂离子二次电池的电阻变得难以上升，并且该锂离子二次电池变得难以膨胀。
高分子化合物层包含例如聚偏氟乙烯等的高分子化合物。这是由于物理强度优异并且电化学上也稳定。此外，高分子化合物层可以包含无机颗粒等的绝缘性颗粒。这是由于提高安全性。无机颗粒的种类没有特别限制，例如为氧化铝以及氮化铝等。
[电解液]
如上所述，电解液浸渗于卷绕电极体20。因此，电解液浸渗于例如隔膜23，并且分别浸渗于正极21以及负极22。
该电解液包含溶媒以及电解质盐。其中，电解液也可以进一步包含例如各种添加剂。
(溶媒)
溶媒包含例如非水溶媒(有机溶剂)，包含该非水溶媒的电解液为所谓的非水电解液。该非水溶媒为例如环状碳酸酯、链状碳酸酯、链状羧酸酯、内酯以及腈(单腈)化合物等。这是由于能够获得优异的电池容量、循环特性以及保存特性等。
环状碳酸酯为例如碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯以及碳酸丁烯酯等。链状碳酸酯为例如碳酸二甲酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯以及碳酸甲丙酯等。链状羧酸酯为例如乙酸甲酯、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、三甲基乙酸甲酯以及三甲基乙酸乙酯等。内酯为例如γ-丁内酯以及γ-戊内酯等。腈化合物为例如乙腈、甲氧基乙腈以及3-甲氧基丙腈等。
另外，非水溶媒为例如1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、四氢吡喃、1,3-二氧五环、4-甲基-1,3-二氧五环、1,3-二氧六环、1,4-二氧六环、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基-2-噁唑烷酮、N,N'-二甲基-2-咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜以及二甲基亚砜等。这是由于能够获得同样的优点。
此外，非水溶媒也可以为不饱和环状碳酸酯、卤代碳酸酯、磺酸酯、酸酐、多腈化合物、二异氰酸酯化合物以及磷酸酯等。这是由于提高电解液的化学稳定性。
不饱和环状碳酸酯为例如碳酸亚乙烯酯(1,3-二氧杂环戊烯-2-酮)、碳酸乙烯基亚乙酯(4-亚乙基-1,3-二氧戊环-2-酮)以及碳酸亚甲基乙烯酯(4-亚甲基-1,3-二氧戊环-2-酮)等。卤代碳酸酯为例如4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮、4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮、碳酸氟甲基甲酯、碳酸双(氟甲基)酯以及碳酸二氟甲基甲酯等。磺酸酯为例如1,3-丙烷磺酸内酯以及1,3-丙烯磺酸内酯等。酸酐为例如琥珀酸酐、乙二磺酸酐以及磺基苯甲酸酐等。多腈化合物为例如丁二腈等。二异氰酸酯化合物为例如OCN-C6H12-NCO等。磷酸酯为例如磷酸三甲酯等。
(电解质盐)
电解质盐为例如锂盐。其中，电解质盐也可以进一步包含例如锂盐以外的其他盐。其他盐为例如锂以外的轻金属的盐等。
锂盐为例如六氟化磷酸锂(LiPF6)、四氟化硼酸锂(LiBF4)、双氟磺酰亚胺锂(LiN(SO2F)2)、双三氟甲磺酰亚胺锂(LiN(CF3SO2)2)、二氟磷酸锂(LiPF2O2)以及单氟磷酸锂(Li2PFO3)等。
电解质盐的含有量没有特别限制，例如相对于溶媒为0.3mol/kg至3.0mol/kg。
<2-2.工作>
该锂离子二次电池例如以如下方式工作。在充电时，锂离子从正极21脱嵌，并且经由电解液该锂离子被嵌入到负极22。在放电时锂离子从负极22脱嵌，并且经由电解液该锂离子被嵌入到正极21。
<2-3.制造方法>
该锂离子二次电池例如通过以下过程来制造。
[正极的制备]
首先，通过将正极活性物质根据需要与正极粘结剂以及正极导电剂等混合从而制成正极合剂。随后，通过使正极合剂分散或者溶解于有机溶剂等，从而获得糊状的正极合剂浆料。最后，在正极集电体21A的两面涂覆了正极合剂浆料之后，通过使该正极合剂浆料干燥从而形成正极活性物质层21B。之后，也可以使用辊压机等将正极活性物质层21B压缩成型。在该情况下，也可以加热正极活性物质层21B，也可以反复进行多次压缩成型。
[负极的制备]
通过以与上述正极21的制备过程同样的过程在负极集电体22A的两面形成负极活性物质层22B。具体而言，通过将包含环状化合物的负极活性物质根据需要与负极粘结剂以及负极导电剂等混合而制成负极合剂之后，通过使负极合剂分散于有机溶剂等，从而获得糊状的负极合剂浆料。随后，在负极集电体22A的两面涂覆了负极合剂浆料之后，使该负极合剂浆料干燥。据此，形成了负极活性物质层22B，从而制备负极22。之后，也可以对负极活性物质层22B进行压缩成型。
[电解液的调制]
将电解质盐加入到溶媒之后搅拌该溶媒。据此，电解质盐溶解，从而调制了电解液。
[锂离子二次电池的组装]
首先，使用焊接法等将正极引线25连接到正极集电体21A，并且使用焊接法等将负极引线26连接到负极集电体22A。随后，在经由隔膜23而使正极21以及负极22互相层叠之后，卷绕该正极21、负极22以及隔膜23从而形成卷绕体。随后，将中心销24***到设置于卷绕体的卷绕中心的空间20C。
随后，在卷绕体由一对绝缘板12、13夹持的状态下，将该卷绕体与绝缘板12、13一同收容于电池罐11的内部。在该情况下，使用焊接法等将正极引线25连接到安全阀机构15，并且使用焊接法等将负极引线26连接到电池罐11。随后，通过将电解液注入到电池罐11的内部，而使该电解液浸渗于卷绕体。据此，正极21、负极22以及隔膜23分别浸渗有电解液，从而形成卷绕电极体20。
最后，通过经由密封件17铆接电池罐11的开放端部，从而在电池罐11的开放端部安装电池盖14、安全阀机构15以及热敏电阻元件16。据此，在电池罐11的内部封入了卷绕电极体20，从而完成了锂离子二次电池。
<2-4.作用以及效果>
根据该圆筒型锂离子二次电池，负极22包含环状化合物。在该情况下，负极22变得易于嵌入脱嵌锂，抑制了负极活性物质层22B在充放电时的膨胀收缩，并且该负极22的电位升高。据此，能够获得优异的电池特性。
特别是，负极22中连同环状化合物还包含碳材料以及金属系材料中的一方或者双方，它们的重量比若为0.01至0.99，则由于充分抑制了充放电时负极活性物质层22B的膨胀收缩并且能够获得高电池容量，从而能够获得更高的效果。
此外，根据用于圆筒型锂离子二次电池的负极22，由于包含环状化合物，根据上述理由，从而能够提高该锂离子二次电池的电池特性。
此外，关于圆筒型锂离子二次电池以及负极22各自的其他作用以及效果，与关于上述环状化合物的其他作用以及效果为同样。
<3.锂离子二次电池以及锂离子二次电池用负极(层压膜型)>
下面，关于其他锂离子二次电池以及其他负极进行说明。在以下的说明中，随时引用已经说明了的圆筒型锂离子二次电池的构成要素(参照图1以及图2)。
图3示出了其他锂离子二次电池的立体构成，并且图4扩大了沿图3所示的IV-IV线的锂离子二次电池的主要部分(卷绕电极体30)的剖视构成。其中，在图4中示出了卷绕电极体30与外装部件40互相分离的状态。
<3-1.构成>
该锂离子二次电池为例如图4所示，将电池元件(卷绕电极体30)收容于具有柔韧性(或者挠性)的膜状外装部件40的内部的层压膜型锂离子二次电池。
卷绕电极体30为例如在正极33以及负极34经由隔膜35以及电解质层36互相层叠之后，卷绕该正极33、负极34、隔膜35以及电解质层36从而形成的结构体。卷绕电极体30的表面由例如保护胶带37保护。电解质层36为例如介于正极33与隔膜35之间，并且介于负极34与隔膜35之间。
正极引线31被连接到正极33，该正极引线31被从外装部件40的内部向外部导出。正极引线31的形成材料例如与正极引线25的形成材料为同样，该正极引线31的形状例如为薄片状以及网状等。
负极引线32被连接到负极34，该负极引线32被从外装部件40的内部向外部导出。负极引线32的导出方向例如与正极引线31的导出方向相同。负极引线32的形成材料例如与负极引线26的形成材料为同样，该负极引线32的形状例如与正极引线31的形状为同样。
[外装部件]
外装部件40为例如能够向图3所示的箭头R的方向折叠的一张膜。在外装部件40的一部分设置有例如用于收容卷绕电极体30的凹部40U。
该外装部件40为例如从内侧向外侧依次以熔接层、金属层以及表面保护层的顺序层叠而成的叠层体(层压膜)。在锂离子二次电池的制造工艺中，例如在外装部件40以熔接层彼此经由卷绕电极体30互相对置的方式折叠之后而使该熔接层中的外周缘部彼此互相熔接。熔接层为包含例如聚丙烯等的高分子化合物的膜。金属层为包含例如铝等的金属材料的金属箔。表面保护层为包含例如尼龙等的高分子化合物的膜。其中，外装部件40为包含例如两张层压膜，且该两张层压膜也可以经由例如粘合剂而互相粘贴。
在外装部件40与正极引线31之间***有例如为了防止外部空气侵入的密合膜41。该密合膜41包含相对于正极引线31具有密合性的材料，该材料为例如聚丙烯等的聚烯烃树脂。
外装部件40与负极引线32之间***有例如与密合膜41具有同样的功能的密合膜42。密合膜42的形成材料除了具有相对于负极引线32而非正极引线31的密合性以外，与密合膜41的形成材料为同样。
[正极、负极以及隔膜]
正极33包含例如正极集电体33A以及正极活性物质层33B，并且负极34包含例如负极集电体34A以及负极活性物质层34B。正极集电体33A、正极活性物质层33B、负极集电体34A以及负极活性物质层34B各自的构成与例如正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A以及负极活性物质层22B各自的构成为同样。即，负极34包含环状化合物，更具体为，包含第一环状化合物、第二环状化合物、第三环状化合物、第四环状化合物、第五环状化合物以及第六环状化合物中的任一种或者两种以上。另外，隔膜35的构成与例如隔膜23的构成为同样。
[电解质层]
电解质层36中连同电解液还包含高分子化合物。在此说明的电解质层36由于为所谓的凝胶状的电解质，在该电解质层36中由高分子化合物保持电解液。这是由于，能够获得高离子传导率(例如在室温下为1mS/cm以上)，并且还防止了电解液的漏液。其中，电解质层36也可以进一步包含各种添加剂等其他材料。
(电解液以及高分子化合物)
电解液的构成与用于圆筒型二次电池的电解液的构成为同样。高分子化合物例如可以为均聚物，可以为共聚物，也可以为双方。均聚物为例如聚偏氟乙烯等，并且共聚物为例如偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物等。
在作为凝胶状电解质的电解质层36中，电解液中包含的溶媒是不仅包括液态材料，还包括具有能够解离电解质盐的离子传导性材料的广义的概念。据此，在使用具有离子传导性的高分子化合物的情况下，该高分子化合物也包括于溶媒中。
[电解液的使用]
此外，也可以直接使用电解液代替电解质层36。在此情况下，电解液浸渗于卷绕电极体30(正极33、负极34以及隔膜35)。
<3-2.工作>
该锂离子二次电池例如以如下方式工作。在充电时，锂离子从正极33脱嵌，并且经由电解质层36该锂离子被嵌入到负极34。在放电时，锂离子从负极34脱嵌，并且经由电解质层36该锂离子被嵌入到正极33。
<3-3.制造方法>
具备电解质层36的锂离子二次电池以例如以下说明的三种过程来制造。
[第一过程]
首先，通过以与正极21的制备过程同样的过程制备正极33，并且通过以与负极22的制备过程同样的过程来制备负极34。即，在制备正极33的情况下，在正极集电体33A的两面形成正极活性物质层33B，并且在制备负极34的情况下，在负极集电体34A的两面形成负极活性物质层34B。
随后，通过以与用于圆筒型二次电池的电解液的调制方法同样的过程来调制电解液。随后，在将电解液与高分子化合物与有机溶剂等混合之后，搅拌该混合物，从而调制前驱溶液。随后，在正极33涂覆前驱溶液之后，使该前驱溶液干燥，从而形成电解质层36，并且在负极34涂覆前驱溶液之后，使该前驱溶液干燥，从而形成电解质层36。随后，使用焊接法等将正极引线31连接到正极集电体33A，并且使用焊接法等将负极引线32连接到负极集电体34A。随后，使正极33以及负极34经由隔膜35互相层叠之后，卷绕该正极33、负极34以及隔膜35，从而形成卷绕电极体30。随后，在卷绕电极体30的表面贴附保护胶带37。
最后，以夹持卷绕电极体30的方式折叠外装部件40之后，使用热熔接法等使外装部件40的外周缘部彼此互相粘合。在该情况下，在正极引线31与外装部件40之间***密合膜41，并且在负极引线32与外装部件40之间***密合膜42。据此，在外装部件40的内部封入了卷绕电极体30，从而完成了锂离子二次电池。
[第二过程]
首先，在制备了正极33以及负极34之后，将正极引线31连接到正极33，并且将负极引线32连接到负极34。随后，使正极33以及负极34经由隔膜35互相层叠之后，卷绕该正极33、负极34以及隔膜35，从而形成卷绕体。随后，在卷绕体的表面贴附保护胶带37。随后，以夹持卷绕体的方式折叠外装部件40之后，使用热熔接法等使除了外装部件40中的一边的外周缘部以外的剩余的外周缘部彼此互相粘合，从而将卷绕体收容于袋状的外装部件40的内部。
随后，在将电解液、作为高分子化合物的原料的单体、聚合引发剂根据需要与聚合抑制剂等的其他材料混合之后，搅拌该混合物，从而调制电解质用组合物。随后，在袋状的外装部件40的内部注入了电解质用组合物之后，使用热熔接法等密封外装部件40。最后，通过使单体热聚合从而形成高分子化合物。据此，通过高分子化合物来保持电解液，从而形成了电解质层36。据此，在外装部件40的内部封入了卷绕电极体30，从而完成了锂离子二次电池。
[第三过程]
首先，除了使用在基材层上形成有高分子化合物层的隔膜35以外，通过以与上述第二过程同样的过程制备了卷绕体，然后将卷绕体收容于袋状的外装部件40的内部。随后在外装部件40的内部注入了电解液之后，使用热熔接法等密封外装部件40的开口部。最后，通过对外装部件40附加重量的同时加热该外装部件40，从而经由高分子化合物层使隔膜35分别与正极33以及负极34密合。据此，浸渗了电解液的高分子化合物层凝胶化，从而形成了电解质层36。据此，在外装部件40的内部封入了卷绕电极体30，从而完成了锂离子二次电池。
在该第三过程中，与第一过程相比，锂离子二次电池变得不易膨胀。另外，在第三过程中，与第二过程相比，由于溶媒以及单体(高分子化合物的原料)变得不易残留在电解质层36中，从而正极33、负极34以及隔膜35各自与电解质层36充分密合。
<3-4.作用以及效果>
根据该层压膜型锂离子二次电池，由于负极34包含环状化合物，基于以与关于圆筒型锂离子二次电池所说明的情况同样的理由，能够获得优异的电池特性。另外，根据负极34，由于包含环状化合物，因而能够提高锂离子二次电池的电池特性。
此外，关于层压膜型锂离子二次电池的其他作用以及效果，与关于圆筒型锂离子二次电池的其他作用以及效果为同样。
<4.环状化合物的用途>
环状化合物的用途没有特别限制，如上所述，该环状化合物能够应用于利用了电极反应物质的嵌入脱嵌现象的电化学设备等。电化学设备的种类没有特别限制，除了上述锂离子二次电池以外，例如为电容器等。此外，环状化合物并非限于使用锂作为电极反应物质的锂离子二次电池，也可以应用于使用了锂以外的电极反应物质的其他二次电池。另外，环状化合物也可以应用于电化学设备以外的用途。
<5.锂离子二次电池以及锂离子二次电池用负极的用途>
锂离子二次电池的用途例如为以下所说明。此外，由于负极的用途与锂离子二次电池的用途相同，关于该负极的用途在以下一并进行说明。其中，负极可以应用于锂离子二次电池以外的二次电池，可以应用于二次电池以外的电化学设备，也可以应用于电化学设备以外的用途。
锂离子二次电池的用途若为能够以该锂离子二次电池作为驱动用电源以及电力蓄积用的电力储备源等而利用的机械、设备、器具、装置以及系统(多个设备等的集合体)等则没有特别限制。作为电源来使用的锂离子二次电池可以为主电源也可以为辅助电源。主电源是指与其他电源的有无无关而优先使用的电源。辅助电源可以为例如代替主电源来使用的电源，也可以为根据需要与主电源进行切换的电源。在以锂离子二次电池作为辅助电源来使用的情况下，主电源的种类并不限于锂离子二次电池。
锂离子二次电池的用途例如为以下。摄像机、数码静态相机、移动电话、笔记本型个人电脑、无绳电话、立体声耳机、便携式收音机、便携式电视机以及便携式信息终端等的电子设备(包括便携式电子设备)。电动剃具等的便携式生活器具。备用电源和存储卡等存储用装置。电钻以及电锯等的电动工具。作为能够拆装的电源而搭载于笔记本型个人电脑等的电池组。心脏起搏器以及助听器等的医疗用电子设备。电动汽车(包括混合动力汽车)等的电动车辆。以备不时之需而蓄积电力的家庭用电池系统等的电力储备系统。当然，除了上述用途以外，锂离子二次电池的用途也可以为其他用途。
实施例
以下，关于本技术的实施例进行说明。此外，说明的顺序如下。
1.环状化合物
1-1.环状化合物的评价
1-2.考察
1-3.总结
2.锂离子二次电池
2-1.锂离子二次电池的制备
2-2.锂离子二次电池的评价
2-3.考察
2-4.总结
<1.环状化合物>
首先，在合成了环状化合物之后，对该环状化合物的物性进行了评价。环状化合物的合成过程如上。
<1-1.环状化合物的评价>
在评价了环状化合物的物理性质(导电特性)时，获得了表1所示的结果。
在研究导电特性的情况下，首先通过将活性物质(环状化合物)、导电剂(石墨)、粘结剂(聚偏氟乙烯)混合从而制成合剂。在该情况下，混合比(重量比)设为环状化合物：导电剂：粘结剂＝85：5：10。随后，将合剂投入到有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中，搅拌该有机溶剂，从而获得了浆料。随后，在集电体(铜箔，厚度＝10μm)的表面涂覆了浆料之后，使该涂覆了浆料的集电体在烘箱(温度＝80℃)中干燥(干燥时间＝15分钟)，从而形成了包含活性物质的活性物质层。在此情况下，干燥后的活性物质层的单位面积重量＝7.0mg/cm2，且活性物质层的体积密度＝1.3g/cm3。据此，获得了包含集电体以及活性物质层的测试用电极。
环状化合物的种类如表1所示。具体而言，作为环状化合物，使用式(3-4)以及式(3-5)各自所示的化合物，并且使用了以式(4-25)以及式(5-13)分别表示的化合物。式(4-25)所示的化合物为在式(4-2)所示的化合物中，将式(4)中所示的Y11至Y14分别从氯变更为氟的化合物。式(5-13)所示的化合物为在式(5-7)所示的化合物中，将式(5)中所示的Y15至Y20分别从氯变更为氟的化合物。
此外，为了比较，以除了使用公知其他环状化合物代替环状化合物以外同样的过程，制备了测试用的电极。作为其他环状化合物使用了以式(11-1)至式(11-3)分别表示的化合物。
[化23]
此后，通过使用电阻测定仪(JANDEL公司制电阻值计RM3000)来进行4端子式导电测试(端子径＝500μm，端子闲置距离＝1mm，电流＝10mA)，从而测定了测试用电极的电阻(S/cm)。在该情况下，为了不是局部地测定电阻而是在广范围中测定电阻，测定三处相距足够距离的位置的电阻，从而计算出了在该三个位置所测定的电阻的平均值。
[表1]
<1-2.考察>
在使用了环状化合物的情况下(实验例1-1至1-4)，与使用公知其他环状化合物的情况(实验例1-5至1-7)同样地获得了足够低的电阻。
<1-3.总结>
由此，通过环状化合物，电阻充分降低，从而获得了优异的导电特性。
<2.锂离子二次电池>
随后，使用上述环状化合物制备了测试用锂离子二次电池之后，评价了该锂离子二次电池的电池特性。
<2-1.锂离子二次电池的制备>
图5表示测试用二次电池的剖视构成。该二次电池为测试电极51以及对极52经由隔膜53互相层叠、并且经由密封件56使容纳有测试电极51的外包装罐54与容纳有对极52的外包装杯55互相铆接而成的硬币式锂离子二次电池。
[测试电极的制备]
在制备测试电极51的情况下，首先，通过将负极活性物质95质量部与负极粘结剂(聚偏氟乙烯)5质量部混合，从而制成负极合剂。随后，在将负极合剂投入有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)之后，通过搅拌该有机溶剂，从而获得了糊状的负极合剂浆料。随后，使用涂布装置在负极集电体(铜箔，厚度＝8μm)的两面涂覆了负极合剂浆料之后，使该负极合剂浆料干燥，从而形成了负极活性物质层。最后，使用辊压机使负极活性物质层压缩成型。
作为负极活性物质，连同上述环状化合物以及其他环状化合物，还使用了碳材料以及金属系材料。负极活性物质的种类以及组成(重量比)如表2所示。作为碳材料，使用石墨(Gr)，并且，作为金属系材料，使用硅(Si)、锡(Sn)以及氧化钛(TiO2)。
在此情况下，根据需要混合了两种负极活性物质。在使用了环状化合物和碳材料的情况下的重量比为环状化合物相对于环状化合物以及碳材料的重量比。在使用了环状化合物和金属系材料的情况下的重量比为环状化合物相对于环状化合物以及金属系材料的重量比。在使用了碳材料和金属系材料的情况下的重量比为金属系材料相对于碳材料和金属系材料的重量比。在使用了碳材料和其他环状化合物的情况下的重量比为其他环状化合物相对于碳材料和其他环状化合物的重量比。在使用了金属系材料和其他环状化合物的情况下的重量比为其他环状化合物相对于金属系材料和其他环状化合物的重量比。
[电解液的调制]
在调制电解液的情况下，在将电解质盐(六氟化磷酸锂)添加到溶媒(碳酸乙烯酯以及碳酸二乙酯)中之后，搅拌该溶媒，从而使该电解质盐溶解。在该情况下，溶媒的混合比(重量比)设为碳酸乙烯酯：碳酸二乙酯＝30：70，且电解质盐的含有量相对于溶媒设为1mol/kg。
[二次电池的组装]
在组装二次电池的情况下，将测试电极51冲压为粒状之后，将该正极51容纳于外包装罐54的内部。随后，将对极52(锂金属板，厚度＝100μm)冲压为粒状之后，将该对极52容纳于外包装杯55的内部。随后，经由隔膜53(多孔性聚烯烃膜，厚度＝23μm)使容纳于外包装罐54的内部的测试电极51和容纳于外包装杯55的内部的对极52互相层叠之后，经由密封件56使外包装罐54以及外包装杯55互相铆接。据此，完成了硬币式锂离子二次电池(电池容量＝2.5mAh)。
<2-2.锂离子二次电池的评价>
在对锂离子二次电池的电池特性(电阻特性)进行了评价时，获得了表2所示的结果。
在研究电阻特性的情况下，首先，使锂离子二次电池在常温环境中(温度＝25℃)充放电两个循环。随后，使锂离子二次电池充电直至充电率(SOC)相对于第二循环的放电容量达到50％之后，使用电化学测定装置(Bio-Logic公司制多通道电化学测定系统VPM3)测定了锂离子二次电池的阻抗(高温循环前的阻抗：Ω)。
在充电时，以0.2ItA的电流进行恒流充电直至电压达到0.05V之后，以0.05V的电压进行恒压充电直至电流达到0.01ItA。在放电时，以0.2ItA的电流进行恒流放电直至电压达到1.5V。0.2ItA是指以5小时使上述电池容量完全放电的电流值，并且0.01ItA是指以100小时使上述电池容量完全放电的电流值。
阻抗的测定条件设为频率范围＝1MHz至10mHz以及交流幅值(AC Amplitude)＝10mV。据此，测定了频率＝10Hz时的阻抗。
随后，使锂离子二次电池在高温环境(温度＝45℃)中充放电50个循环。随后，使锂离子二次电池充电直至充电率(SOC)相对于第二循环的放电容量达到50％之后，测定了该锂离子二次电池的阻抗(高温循环后的阻抗：Ω)。锂离子二次电池的充放电条件以及阻抗的测定条件与测定高温循环前的阻抗的情况设为同样。
最后，计算出了阻抗的上升率(％)＝[(高温循环后的阻抗-高温循环前的阻抗)/高温循环前的阻抗]×100。
[表2]
<2-3.考察>
使用环状化合物作为负极活性物质的情况(实验例2-1至2-8)与没有使用环状化合物作为负极活性物质的情况(实验例2-9至2-19)相比，阻抗的上升率大幅减少。
<2-4.总结>
由此，若负极包含环状化合物，则即使反复进行充放电阻抗也不易增加，因而改善了电阻特性。据此，在锂离子二次电池中获得了优异的电池特性。
以上，在举出了一实施方式以及实施例的同时关于本技术进行了说明，单该技术的方式并非限定于一实施方式以及实施例中所说明的方式，因而能够实施各种变形。
具体而言，关于圆筒型锂离子二次电池、层压膜型锂离子二次电池以及硬币式锂离子二次电池进行了说明，但是并非限定于此。例如也可以为方型锂离子二次电池等其他锂离子二次电池。
另外，关于用于锂离子二次电池的电池元件具有卷绕结构的情况进行了说明，但并非限定于此。例如也可以为电池元件具有叠层结构等的其他结构。
此外，本说明书中所记载的效果不过为范例，本技术的效果并非限定于本说明书中所记载的效果。据此，关于本技术也可以获得其他效果。
另外，若为本领域技术人员，则根据设计上的要求或其他要素，能够想到各种修改、组合、从属组合以及变更，并且能够理解这些是包括在随附的权利要求的范围的主旨及其等同技术的范围之内。
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