(57)【要約】【課題】優れたレート特性を実現可能な電極、二次電池と、この二次電池を備えた電池パック及び車両とを提供する。【解決手段】実施形態によると、金属酸化物を含む活物質粒子及び導電剤を含む活物質含有層を有する電極が提供される。活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析により得られた、導電剤に帰属される抵抗値１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下である。真円度の加重平均値は、粒子の面積により重み付けられている。【選択図】      図１０
2020119909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属酸化物を含む活物質粒子及び導電剤を含む活物質含有層を有する電極であって、
前記導電剤は、フェニル基、アミノアルキル基、及びアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも１つの官能基を含み、
前記活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析により得られた前記導電剤に帰属される抵抗値１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下であり、前記真円度の加重平均値は、前記粒子の面積により重み付けられている電極。
【請求項２】
前記金属酸化物は、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物及びリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含む請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記電極は正極であり、前記正極に含まれる前記導電剤の量は、１００質量部の前記活物質粒子に対して、０．１質量部以上５質量部以下である請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
前記導電剤は、カーボンナノチューブを含む請求項１乃至３の何れか１項に記載の電極。
【請求項５】
前記少なくとも１つの官能基を含む前記導電剤において、構成元素に占める炭素以外の元素の原子濃度は、４原子数％以上６．５原子数％以下の範囲内にある請求項１乃至４の何れか１項に記載の電極。
【請求項６】
正極と、
負極と、
電解質と
を具備する二次電池であって、
前記正極は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の電極である二次電池。
【請求項７】
前記負極は、酸化チタン、スピネル構造を有するリチウムチタン酸化物、ニオブチタン複合酸化物、及び斜方晶型ナトリウム含有ニオブチタン複合酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含む請求項６に記載の二次電池。
【請求項８】
請求項６又は７に記載の二次電池を含む電池パック。
【請求項９】
通電用の外部端子と、
保護回路と
を更に具備する請求項８に記載の電池パック。
【請求項１０】
複数の前記二次電池を具備し、
前記二次電池が、直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている請求項８又は９に記載の電池パック。
【請求項１１】
請求項８乃至１０の何れか１項に記載の電池パックを搭載した車両。
【請求項１２】
前記電池パックは、前記車両の動力の回生エネルギーを回収するものである請求項１１に記載の車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電極、二次電池、電池パック及び車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高エネルギー密度電池として、リチウムイオン二次電池のような二次電池が開発されている。二次電池は、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両用電源、又は定置用電源としての使用が期待されている。
【０００３】
このような二次電池は、正極と、負極と、電解質とを備えている。正極及び負極は、それぞれ、正極及び負極集電体と、正極及び負極集電体上に設けられた正極及び負極活物質含有層とを備えている。正極及び負極活物質含有層は、それぞれ、リチウムイオン及び電子を吸蔵放出可能な正極及び負極活物質を含んでいる。
【０００４】
このような二次電池の充放電は、正極及び負極の間を、リチウムイオン及び電子が、それぞれ、電解質及び外部回路を介して移動することにより可能となる。このような電池においては、リチウムイオンの拡散性及び電子伝導性を高めることにより、電極の内部抵抗の増加を抑制し、レート特性を高めることが可能である。
【０００５】
電子伝導性を高めるために、正極及び負極活物質含有層にカーボンブラックなどの炭素材料からなる導電剤を加えることが検討されている。導電剤は、電極の細孔内において、互いに網の目状に結びつき、導電剤のネットワーク、すなわち、導電パスを形成する。この導電パスの形成により、導電剤は、活物質同士の間、又は、活物質と集電体との間の電子伝導性を高めるとともに、リチウムイオンの拡散性を高め、正極の内部抵抗を低減することができる。
【０００６】
また、リチウムイオンの拡散性を高めるために、電極の気孔率を十分に高めて、電解質の浸透を高めることが検討されている。しかしながら、電極の気孔率は、電極の密度とトレードオフの関係にある。すなわち、電極の気孔率を高めると、電極密度が低下して、十分なエネルギー密度を実現できないという課題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１５９０４号公報
【特許文献２】特開２０１４−６３７５３号公報
【特許文献３】特開２０１４−９６３０８号公報
【特許文献４】特開２０１４−２０３６６５号公報
【特許文献５】特開２０１５−１４３１６２号公報
【特許文献６】特表２０１６−５００８９５号公報
【特許文献７】特表２０１７−５００７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、優れたレート特性を実現可能な電極、二次電池と、この二次電池を備えた電池パック及び車両とを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によると、金属酸化物を含む活物質粒子及び導電剤を含む活物質含有層を有する電極が提供される。導電剤は、フェニル基、アミノアルキル基、及びアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも１つの官能基を含む。活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析により得られた、導電剤に帰属される抵抗値１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下である。真円度の加重平均値は、粒子の面積により重み付けられている。
【００１０】
他の実施形態によると、正極と、負極と、電解質とを備えた二次電池が提供される。正極は、一実施形態に係る電極である。
【００１１】
他の実施形態によると、一実施形態に係る二次電池を含む電池パックが提供される。
【００１２】
他の実施形態によると、一実施形態に係る電池パックを搭載した車両が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１の実施形態に係る二次電池の一例を概略的に示す断面図。
【図２】図１に示す二次電池のＡ部を拡大した断面図。
【図３】第１の実施形態に係る二次電池の他の例を模式的に示す部分切欠斜視図。
【図４】図３に示す二次電池のＢ部を拡大した断面図。
【図５】第２の実施形態に係る組電池の一例を概略的に示す斜視図。
【図６】第３の実施形態に係る電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図。
【図７】図６に示す電池パックの電気回路の一例を示すブロック図。
【図８】第４の実施形態に係る車両の一例を概略的に示す断面図。
【図９】第４の実施形態に係る車両の他の例を概略的に示した図。
【図１０】実施例１に係る正極の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像の二値化解析後の画像。
【図１１】比較例１に係る正極の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像の二値化解析後の画像。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［第１の実施形態］
第１の実施形態に係る電極は、金属酸化物を含む活物質粒子及び導電剤を含む活物質含有層を有する。活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析により得られた、導電剤に帰属される抵抗値１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下である。真円度の加重平均値は、粒子の面積により重み付けられている。
【００１５】
第１の実施形態に係る二次電池は、正極と、負極と、電解質とを備えている。この正極は、金属酸化物を含む活物質粒子と、導電剤とを含む正極活物質含有層を有する。そして、正極活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析を行うことにより得られた面積で重み付けされた真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下である。この面積及び真円度は、上記画像について二値化解析を行うことにより得られた、導電剤に帰属される抵抗値１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子のものである。
【００１６】
このような電池は、高い電極密度と優れたレート特性とを実現することができる。この理由について、以下に説明する。
【００１７】
先ず、正極活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析を行うことにより得られた抵抗値が１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の真円度Ｒは、下記式（１）で表されるように、粒子の面積Ｓと、粒子の周囲長Ｌとから求めることができる。
【００１８】
Ｒ＝４π×Ｓ／Ｌ2        （１）
この真円度Ｒは、正極に含まれる導電剤粒子の断面形状の円形度を表す指標として用いることができる。この真円度Ｒが１に近いと、正極に含まれる導電剤粒子の断面形状が真円に近い形状であることを意味している。また、この真円度Ｒが０に近いと、正極に含まれる導電剤粒子の断面形状が、真円から遠い、すなわち、アスペクト比が高い形状であることを意味している。ここで、アスペクト比とは、長辺ＬＯと短辺ＳＨとの比率ＬＯ／ＳＨを意味している。
【００１９】
次に、このようにして算出された、各導電剤粒子の面積Ｓ及び真円度Ｒから、下記式（２）に示すように、面積Ｓで重み付けられた粒子の真円度の加重平均値ＩＡを算出する。
【００２０】
ＩＡ＝Σ（Ｓ×Ｒ）／ΣＳ      （２）
この真円度の加重平均値ＩＡは、すべての導電剤粒子のうち、面積Ｓが大きく、かつ、真円度Ｒが高い断面形状を有する導電剤粒子が占める割合が高いと、大きい傾向にある。そして、この加重平均値ＩＡが０．４よりも大きい正極は、電極密度が低く、正極内部における導電剤のネットワークの均一性が不十分な状態にある。
【００２１】
また、この真円度の加重平均値ＩＡは、すべての導電剤粒子のうち、面積Ｓが小さいか、又は、真円度Ｒが小さい断面形状を有する導電剤粒子が占める割合が高いと、小さい傾向にある。そして、この加重平均値ＩＡが０．０５よりも小さい正極は、導電剤の含有量が少なすぎるために、導電剤のネットワークの形成が不十分であることを意味している。
【００２２】
第１の実施形態に係る電池において、この真円度の加重平均値ＩＡは、０．０５以上０．４以下の範囲内にある。真円度の加重平均値ＩＡがこの範囲内にある正極は、導電剤が活物質粒子の表面を比較的均一に被覆した状態にある。このような正極は、高い電極密度と、十分な気孔率とを達成可能である。それゆえ、この正極を備えた第１の実施形態に係る電池は、高いエネルギー密度と、優れたレート特性とを実現することができる。
【００２３】
この真円度の加重平均値ＩＡは、０．１以上０．４以下の範囲内にあることが好ましく、０．２以上０．４以下の範囲内にあることがより好ましく、０．２５以上０．４以下の範囲内にあることが更に好ましい。
【００２４】
次に、この加重平均値ＩＡの測定方法について説明する。  
先ず、完全な放電状態とする。ここで、完全な放電状態とは、０．１Ｃの放電レートで、電池電圧が１．５Ｖに達するまで電池を放電した状態を意味している。次いで、この電池から、正極を取り出す。次いで、この正極を非水溶媒を用いて十分に洗浄して、正極から電解質（例えば非水電解質）を除去する。なお、非水溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネートを用いる。
【００２５】
次に、正極活物質含有層の一部を、例えば、イオンミリング法により除去して、正極活物質含有層の面内方向に水平面を露出させる。この面は、正極活物質含有層の面内方向の中央部と交わる面である。この面における長辺方向の中央部と短辺方向の中央部とが交差する点を、測定点とする。
【００２６】
次に、この正極活物質含有層の測定点について、走査型広がり抵抗顕微鏡（ＳＳＭＲ）を用いて、例えば、５０００倍の倍率で観察する。次いで、このＳＥＭ像においてある領域を抽出し、この領域の抵抗値を測定する。この測定により、正極活物質含有層の抵抗分布画像を得る。走査型広がり抵抗顕微鏡としては、例えば、エスアイアイナノテクノロジー社製E-sweepを用いることができる。抵抗値測定用の探針としては、例えば、曲率半径が１００ｎｍである導電性ダイヤモンドコーティング単結晶シリコンを用いることができる。
【００２７】
次に、この画像について、二値化解析を行う。この二値化解析は、抵抗値が１ＭΩ以下の領域と、抵抗値が１ＭΩより大きい領域とで異なる色となるように行う。例えば、色相が２０以下の領域、すなわち、抵抗値が１ＭΩ以下の領域を黒色とし、色相が２０より大きい領域、すなわち、抵抗値が１ＭΩより大きい領域を白色となるように閾値を設定して、二値化解析を行う。ここで、抵抗値が１ＭΩ以下の領域とは、正極において導電剤に帰属される領域である。また、抵抗値が１ＭΩより大きい領域とは、正極において導電剤以外の成分に帰属される領域、例えば、正極活物質粒子及び結着剤に帰属される領域である。
【００２８】
次に、二値化解析を行った画像における抵抗値が１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の各々について、面積Ｓ及び真円度Ｒを算出する。抵抗値が１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の数は、１００以上１００００以下とする。この抵抗値が１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子とは、導電剤の粒子を意味している。なお、この面積Ｓ及び真円度Ｒの算出には、二値化解析後の画像について、画像処理ソフトウェアの粒子解析機能を用いる。
【００２９】
このようにして算出した面積Ｓ及び真円度Ｒから、加重平均値ＩＡを算出する。この加重平均値ＩＡにより、正極における導電剤の分散性を把握することができる。この理由について以下に説明する。
【００３０】
先ず、正極活物質含有層において正極活物質粒子同士の間には、複数の隙間が設けられている。この隙間、すなわち、正極において正極活物質粒子を除く領域の断面形状は、比較的アスペクト比の低い形状にあると考えられる。したがって、この正極における全ての正極活物質粒子を除く領域の断面形状を、面積で重み付けして平均値化した場合、その断面形状は、円形に近づくと考えられる。なお、正極活物質粒子の種類や、正極活物質粒子の平均粒径などが異なっていても、この傾向は見られると考えられる。
【００３１】
実際の正極活物質含有層では、正極活物質粒子の表面の少なくとも一部は、導電剤で被覆されている。したがって、正極活物質含有層における正極活物質粒子を除く領域に、導電剤が存在している。また、正極活物質含有層が結着剤を含んでいる場合、この正極活物質粒子を除く領域には、結着剤も存在している。
【００３２】
ここで、結着剤は、典型的には、正極活物質粒子を均一に被覆している。したがって、結着剤を含む正極活物質含有層における正極活物質粒子及び結着剤を除く領域の断面形状は、結着剤を含まない正極活物質含有層における正極活物質粒子を除く領域の断面形状と同じく、比較的アスペクト比が低いと考えられる。それゆえ、結着剤を含む正極活物質含有層における全ての正極活物質粒子及び結着剤を除く領域の断面形状を、面積で重み付けして平均値化した場合、その断面形状は、円形に近づくと考えられる。また、その円形度は、結着剤を含まない正極活物質含有層において正極活物質粒子を除く領域の円形度と同じ程度であると考えられる。
【００３３】
ここで、導電剤は、比表面積が大きな微粒子の形態にある。それゆえ、導電剤は、正極活物質粒子及び結着剤を除く領域において、凝集しやすい傾向にある。そして、導電剤の凝集体により、正極活物質粒子及び結着剤を除く領域が充填されると、この領域における導電剤の断面形状は、この領域の断面形状に近づくと考えられる。そして、上述したように、正極活物質粒子及び結着剤を除く領域の断面形状は、円形に近いと考えられる。したがって、正極におけるすべての正極活物質粒子及び結着剤を除く領域のうち、導電剤の凝集体により充填された領域の割合が高い場合、導電剤の断面形状について、面積で重み付けして平均値化すると、その断面形状は、円形に近づくと考えられる。
【００３４】
一方、正極活物質含有層内において導電剤が均一に分散し、正極活物質粒子の表面を比較的均一に被覆している場合、正極における導電剤の断面形状は、比較的アスペクト比が高いと考えられる。なお、この傾向は、導電剤として、グラフェンやカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）などを用いた場合に特にみられる。そして、導電剤が正極活物質粒子の表面を比較的均一に被覆している正極活物質含有層では、すべての正極活物質粒子及び結着剤を除く領域のうち、導電剤の凝集体により充填された領域の割合は、比較的低い傾向にある。したがって、正極活物質含有層において比較的均一に分散した導電剤の断面形状について、面積で重み付けして平均値化した場合、その断面形状は、比較的アスペクト比が高いと考えられる。
【００３５】
以上のことから、正極活物質含有層における導電剤の断面形状について得られた、面積Ｓで重み付けられた真円度Ｒの加重平均値ＩＡと、正極におけるすべての細孔のうち、導電剤の凝集体により充填された細孔の割合とは、正の相関関係にあるということができる。したがって、この加重平均値ＩＡが大きいということは、正極活物質含有層におけるすべての細孔のうち、導電剤の凝集体により充填された細孔が占める割合が高いということができる。また、この加重平均値ＩＡが小さいということは、正極活物質含有層におけるすべての細孔のうち、導電剤の凝集体により充填された細孔が占める割合が低いということができる。したがって、正極活物質含有層について上述した加重平均値ＩＡを求めることにより、正極における導電剤の分散性を把握することができる。
【００３６】
次に、第１の実施形態に係る二次電池として、例えば非水電解質電池の詳細を説明する。  
この非水電解質電池は、正極と、負極と、非水電解質とを含んでいる。第１の実施形態に係る非水電解質電池は、正極と負極との間に配されたセパレータを更に具備することもできる。正極、負極及びセパレータは、電極群を構成することができる。非水電解質は、電極群に保持され得る。
【００３７】
また、第１の実施形態に係る非水電解質電池は、電極群及び非水電解質を収容する外装部材を更に具備することができる。
【００３８】
更に、第１の実施形態に係る非水電解質電池は、正極に電気的に接続された正極端子及び負極に電気的に接続された負極端子を更に具備することができる。
【００３９】
以下、正極、負極、電解質、セパレータ、外装部材、負極端子及び正極端子について詳細に説明する。
【００４０】
１）正極
正極は、正極集電体と、正極活物質含有層とを含むことができる。正極活物質含有層は、正極集電体の片面又は両面に形成され得る。正極活物質含有層は、金属酸化物からなる正極活物質粒子と、導電剤とを含んでいる。
【００４１】
正極活物質含有層の電極密度は、３．０ｇ／ｃｃ以上であることが好ましく、３．４ｇ／ｃｃ以上であることがより好ましい。電極密度が高い正極を備えた電池は、エネルギー密度が高い傾向にある。
【００４２】
この正極活物質含有層の電極密度は、例えば、以下の方法により求めることができる。
先ず、加重平均値ＩＡの測定方法において説明したのと同様の方法で、完全な放電状態の電池から正極を取り出す。次いで、この正極を非水溶媒を用いて十分に洗浄して、正極から非水電解質を除去する。なお、非水溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネートを用いる。次いで、洗浄後の正極の一部を、一辺が５ｃｍの正方形の形状に打ち抜いて、試料を得る。次いで、この試料の中央部及び端部の計５点の厚さを測定して、平均厚さＬを得る。次いで、この平均厚さＬから、正極集電体の厚さＭを除き、正極活物質含有層の厚さＬ―Ｍを求める。次いで、この試料の質量Ｏを計測する。次いで、この試料の質量Ｏから、正極集電体の質量Ｐを除き、正極活物質含有層の質量Ｏ−Ｐを得る。この質量Ｏ−Ｐから、単位面積あたりの正極活物質含有層の質量Ｗを算出する。次いで、この単位面積当たりの正極活物質含有層の質量Ｗについて正極活物質含有層の厚さＬ−Ｍで除することにより、正極活物質含有層の電極密度を求めることができる。
【００４３】
正極活物質含有層の気孔率は、２０％以上３５％以下の範囲内にあることが好ましく、２２％以上３０％以下の範囲内にあることが好ましい。
【００４４】
この気孔率は、例えば、水銀圧入法により得ることができる。具体的には、先ず、加重平均値ＩＡの測定方法において説明したのと同様の方法で、完全な放電状態の電池から正極を取り出す。次いで、この正極を非水溶媒を用いて十分に洗浄して、正極から非水電解質を除去する。なお、非水溶媒としては、例えば、ジメチルカーボネートを用いる。次いで、この正極をおよそ１．２５ｃｍ×２．５ｃｍの大きさとなるように切断して、試料を得る。次いで、このようにして得た１６枚の試料を５ｃｃ大片用標準セルにセットする。なお、セルのステム容積は０．４ｃｃとする。次いで、試料に圧力を加えることにより、気孔率を測定する。なお、初期圧力はおよそ５ｋＰａとする。この初期圧力は、およそ０．７ｐｓｉａに相当し、また、２５０μｍの細孔直径に相当する。この装置としては、例えば、島津オートポア9520（Autopore 9520 model manufactured by Shimadzu Corporation）を用いることができる。
【００４５】
正極活物質含有層は、１種類の正極活物質を含んでいてもよく、或いは２種類以上の正極活物質を含んでいてもよい。
【００４６】
金属酸化物を含む正極活物質粒子としては、例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4又はＬｉxＭｎＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＣｏＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＮｉ1-yＣｏyＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉxＦｅＰＯ4；０＜ｘ≦１、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、ＬｉxＣｏＰＯ4；０＜ｘ≦１）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＭｎyＯ2；０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、ｘ＋ｙ＜１）が含まれる。活物質として、これらの化合物を単独で用いてもよく、或いは、複数の化合物を組合せて用いてもよい。
【００４７】
より好ましい正極活物質の例には、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＣｏＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、リチウムリン酸鉄（例えばＬｉxＦｅＰＯ4；０＜ｘ≦１)、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＭｎyＯ2；０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、ｘ＋ｙ＜１）が含まれる。これらの正極活物質を用いると、正極電圧を高めることができる。
【００４８】
更に好ましい正極活物質の例には、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4又はＬｉxＭｎＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉxＦｅＰＯ4；０＜ｘ≦１、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、ＬｉxＣｏＰＯ4；０＜ｘ≦１、ＬｉＭｎ1-x-yＦｅxＡyＰＯ4（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦０．１、Ａ＝Ｍｇ，Ｃａ，Ａｌ，Ｔｉ，Ｚｎ，及びＺｒからなる群より選択される少なくとも一つの元素））及びリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ1-x-yＣｏxＭｎyＯ2；０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、ｘ＋ｙ＜１、ＬｉＮｉxＭｎyＣｏ1-x-yＯ2；０．３≦ｘ≦０．８、０．１≦ｙ≦０．４、ｘ＋ｙ＜１）からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を挙げることができる。
【００４９】
正極活物質としては、Ｌｉ又はＬｉイオンを吸蔵及び放出することができる硫化物を用いてもよい。このような硫化物としては、硫酸鉄（Ｆｅ2(ＳＯ4)3）を挙げることができる。
【００５０】
電池の非水電解質として常温溶融塩を用いる場合、リチウムリン酸鉄、ＬｉxＶＰＯ4Ｆ（０≦ｘ≦１）、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、又はこれらの混合物を含む正極活物質を用いることが好ましい。これらの化合物は常温溶融塩との反応性が低いため、サイクル寿命を向上させることができる。常温溶融塩の詳細については、後述する。
【００５１】
正極活物質の一次粒径は、１００ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。一次粒径が１００ｎｍ以上の正極活物質は、工業生産上の取り扱いが容易である。一次粒径が１μｍ以下の正極活物質は、リチウムイオンの固体内拡散をスムーズに進行させることが可能である。
【００５２】
正極活物質の比表面積は、０．１ｍ2／ｇ以上１０ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。０．１ｍ2／ｇ以上の比表面積を有する正極活物質は、Ｌｉイオンの吸蔵・放出サイトを十分に確保できる。１０ｍ2／ｇ以下の比表面積を有する正極活物質は、工業生産の上で取り扱い易く、かつ良好な充放電サイクル性能を確保できる。
【００５３】
正極活物質のタップ密度は、２．５ｇ／ｃｃ以上であることが好ましい。正極活物質のタップ密度に上限値は特にないが、一例によると、３．２ｇ／ｃｃである。正極活物質のタップ密度が高いと、正極の電極密度が高い傾向にある。
【００５４】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例には、アセチレンブラック、黒鉛、グラフェン、カーボンブラック、カーボンナノファイバー、カーボンナノチューブ及び気相成長カーボン繊維（Vapor Grown Carbon Fiber；ＶＧＣＦ）のような炭素材料が含まれる。これらの１つを導電剤として用いてもよく、或いは、２つ以上を組み合わせて導電剤として用いてもよい。
【００５５】
導電剤としては、アスペクト比が高い炭素材料を用いることが好ましい。アスペクト比が高い炭素材料は、正極活物質を均一に被覆しやすい傾向にある。上記アスペクト比を有するグラフェン、カーボンナノファイバー、及びカーボンナノチューブなどを導電剤として用いると、正極活物質含有層の電極密度及び気孔率を高めることができる。
【００５６】
導電剤のタップ密度は、正極活物質のタップ密度よりも小さいことが好ましい。
【００５７】
また、導電剤としては、分散性が高められたものを用いることが好ましい。導電剤の分散性を高める技術としては、炭素材料の表面に官能基を導入すること、及び炭素材料の表面に分散剤を吸着させることを挙げることができる。このように分散性が高められた導電剤を用いると、正極内での導電剤の凝集が抑制され、正極活物質を比較的均一に被覆することができる。
【００５８】
炭素材料の表面に導入される官能基の例としては、カルボキシル基、カルボニル基、アミノ基、ヒドロキシル基、フェニル基、アルキル基、及びアミノプロピル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを挙げることができる。炭素材料の表面に導入される官能基としては、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、フェニル基、及びアミノプロピル基からなる群より選ばれる少なくとも１つであることが好ましい。
【００５９】
ここで、正極活物質含有層は、正極活物質と導電剤とその他の任意成分と溶媒とを含むスラリーを、正極集電体上に塗布することにより形成される。そして、この溶媒としては、例えば、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶媒が用いられている。したがって、導電剤と、この溶媒との親和性を高めることにより、正極における導電剤の分散性を高めることができる。ＮＭＰとの親和性を高めるという観点からは、炭素材料の表面に、疎水性の官能基及び親水性の官能基の少なくとも一方を導入することが好ましい。疎水性の官能基としては、フェニル基、アミノアルキル基、及びアルキル基からなる群より選ばれる少なくとも１つを導入することが好ましい。親水性の官能基としては、ヒドロキシル基を導入することが好ましい。
【００６０】
これらの官能基は、例えば、種々の化学反応、電気化学反応、熱処理又はこれらを組み合わせることにより、炭素材料の表面に導入することができる。複数の官能基を導入できるという点では、化学反応法により、炭素材料の表面に官能基を導入することが好ましい。以下に、各官能基の導入方法の一例について説明する。
【００６１】
カルボキシル基及びヒドロキシル基は、例えば、以下の方法により炭素材料に導入することができる。先ず、硝酸、硫酸、塩酸、及び過酸化水素水などを含む酸性水溶液と、炭素材料とを混合し、この混合液を撹拌する。次いで、この混合液から溶媒を蒸発させて、粉末を得る。この粉末を乾燥させることにより、カルボキシル基及びヒドロキシル基の少なくとも一方が導入された導電剤を得ることができる。
【００６２】
ニトロ基は、例えば、以下の方法により炭素材料に導入することができる。先ず、炭素材料に、ハロゲンガスを噴射して、ハロゲン化された炭素材料を得る。なお、ハロゲンガスとしては、例えば、フッ素ガスを用いることができる。次いで、このハロゲン化された炭素材料と発煙硝酸とを混合し、この混合液を還流して、ラジカル反応を生じさせる。次いで、この混合液から溶媒を蒸発させて、粉末を得る。この粉末を乾燥させることにより、ニトロ基が導入された導電剤を得ることができる。なお、炭素材料をハロゲン化する処理は、省略してもよい。
【００６３】
アミノ基は、例えば、以下の方法により炭素材料に導入することができる。先ず、上述した方法により得られた、ニトロ基が導入された導電剤を準備する。次いで、このニトロ基が導入された導電剤と、還元剤とを反応させて、ニトロ基をアミノ基で置換する。還元剤としては、例えば、ハイドロサルファイドナトリウム又は水素を挙げることができる。このようにして、アミノ基が導入された導電剤を得ることができる。
【００６４】
アルキル基又はフェニル基は、例えば、以下の方法により炭素材料に導入することができる。先ず、上述した方法により得られたハロゲン化された炭素材料を準備する。次いで、このハロゲン化された炭素材料とグリニャール試薬とを、エーテル溶媒中で撹拌することにより反応させる。グリニャール試薬としては、例えば、臭化フェニルマグネシウム及び臭化アルキルマグネシウムなどを挙げることができる。次いで、この分散液から炭素材料をろ別し、乾燥させることにより、アルキル基又はフェニル基が導入された導電剤を得ることができる。
【００６５】
アミノアルキル基は、例えば、以下の方法により炭素材料に導入することができる。先ず、炭素材料と、ニトリル化合物溶液とを、アルゴン雰囲気下で混合して、混合液を得る。ニトリル化合物溶液としては、例えば、プロパンニトリルを用いることができる。次いで、この混合液に紫外線を照射して、ニトリル化合物溶液を蒸発させる。紫外線照射装置としては、例えば、キセノンランプを用いることができる。このようにして、アミノアルキル基が導入された導電剤を得ることができる。
【００６６】
炭素材料の表面に導入された官能基の量又は構造は、例えば、Ｘ線光電子分光分析（ＸＰＳ：X-ray Photoelectron Spectroscopy）により確認することができる。
【００６７】
このような官能基が導入された導電剤において、構成元素に占める炭素以外の元素の原子濃度は、４原子数％以上６．５原子数％以下の範囲内にあることが好ましい。導電剤の構成元素に占める炭素以外の元素の原子濃度が、この範囲内にある導電剤は、正極において十分な分散性を有している。したがって、このような導電剤を用いると、正極の正極密度及び気孔率を高めることができる。
【００６８】
官能基が導入された導電剤において、構成元素に占める炭素以外の元素の原子濃度は、４．３原子数％以上６．２原子数％以下の範囲内にあることがより好ましく、４．３原子数％以上５原子数％以下の範囲内にあることが更に好ましい。
【００６９】
この導電剤の構成元素に占める炭素以外の元素の原子濃度は、ＸＰＳ表面分析により算出することができる。  
具体的には、先ず、インジウムなどの金属に導電剤を押し込み、測定用サンプルを作成する。次いで、この測定用サンプルについて、ＸＰＳ分析を行い、ＸＰＳスペクトルを得る。次いで、このＸＰＳスペクトルを解析して、導電剤の構成元素に占める炭素以外の元素の原子濃度（原子％）を得る。ＸＰＳ装置としては、例えば、ＰＨＩ社製；ＥＳＣＡ−５８００を用いることができる。この分析に際しては、Ｘ線をＡｌＫαとし、測定エリアの径を８００μｍとする。
【００７０】
正極活物質含有層における導電剤の量は、エネルギー密度及び正極の気孔率を高めるという観点からは、１００質量部の正極活物質粒子に対して、５質量部以下であることが好ましく、３質量部以下であることがより好ましく、２質量部以下であることが更に好ましい。正極活物質含有層における導電剤の量が少ないと、正極の電極密度と、単位質量当りの正極活物質の量と、正極の気孔率とを高めることができる。
【００７１】
正極活物質含有層における導電剤の量は、正極の内部抵抗を低減するという観点からは、１００質量部の正極活物質粒子に対して、０．１質量部以上であることが好ましく、０．５質量部以上であることがより好ましく、１質量部以上であることが更に好ましい。正極活物質含有層における導電剤の量が多いと、正極内に良好な導電剤のネットワークを形成することができる。
【００７２】
正極活物質含有層における導電剤の含有量は、正極を分析することにより算出することができる。この方法としては、例えば、熱重量―示差熱同時分析計（ＴＧ−ＤＴＡ：Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis）と自動炭素分析装置とを併用する方法を挙げることができる。
【００７３】
具体的には、先ず、電池を完全な放電状態にする。ここで、完全な放電状態とは、０．１Ｃのレートで、電池電圧が１．５Ｖに達するまで電池を放電した状態を意味している。次いで、この電池から、正極を取り出して、正極活物質含有層の一部を削り取る。次いで、この削り取った試料を、１００℃乃至１３０℃の範囲内の温度で乾燥させて、粉末試料を調製する。次いで、粉末試料を、ＴＧ−ＤＴＡにセットし、例えば、常温から３００℃の温度に達するまで粉末試料を加熱して、加熱後の試料の質量を測定する。なお、空気流入量は、例えば、１００ｍｌ／分とし、昇温速度は、例えば、１０℃／分とする。次いで、加熱前の粉末試料の質量から、加熱後の粉末試料の質量を減じて、質量減少量Ａを算出する。
【００７４】
ここで、この温度範囲内における質量減少量Ａは、正極活物質に含まれる結着剤に由来のものであるということができる。すなわち、結着剤の熱分解温度は、典型的には、３００℃以下である。これに対して、正極活物質及び導電剤の熱分解温度は、典型的には、３００℃より高い。そして、正極活物質含有層は、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とからなる。したがって、ＴＧ−ＤＴＡ分析により得られた質量減少量Ａとは、正極活物質含有層に含まれる結着剤の質量Ａ’ということができる。
【００７５】
次に、上述した方法で用いた粉末試料と同量の粉末試料を、自動炭素分析装置にセットして、粉末試料に含まれる炭素の質量を算出する。ここで、正極活物質の構成成分には、典型的には、炭素元素は含まれない。したがって、自動炭素分析装置により算出された粉末試料に含まれる炭素の質量とは、導電剤に含まれる炭素の質量Ｂと、結着剤に含まれる炭素の質量Ｃとの合計量（Ｂ＋Ｃ）であるといえる。
【００７６】
ここで、結着剤は、典型的には、炭素骨格を含んでいる。したがって、ＴＧ−ＤＴＡ分析により得られた結着剤の質量Ａ’と、結着剤に含まれる炭素の質量Ｃとは、ほぼ同じ値を示すと考えられる。そして、上述したように、導電剤は、炭素材料からなる。したがって、導電剤に含まれる炭素の質量Ｂとは、導電剤の質量Ｂ’を意味するということができる。
【００７７】
以上のことから、自動炭素分析装置により算出された粉末試料に含まれる炭素の質量（Ｂ＋Ｃ）から、ＴＧ−ＤＴＡによる分析により得られた粉末試料の質量減少量Ａを減じることにより、粉末試料中の導電剤の質量Ｂ’を算出することができる。そして、この導電剤の質量Ｂ’から、正極活物質含有層における導電剤の質量の割合を算出することができる。
【００７８】
正極活物質含有層は、正極活物質粒子及び導電剤の他に、分散剤や、結着剤などを含んでいてもよい。
【００７９】
分散剤は、炭素材料の表面に吸着して、炭素材料の分散性を向上させる。したがって、正極に分散剤を加えることにより、正極に含まれる導電剤の分散性を向上させることができ、それゆえ、正極の電極密度と気孔率とを高めることができる。
【００８０】
分散剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリスチレン、ポリビニルピロリドン又はこれらの混合物を用いることができる。
【００８１】
正極活物質含有層における分散剤の量は、１００質量部の正極活物質粒子に対して、０．００５質量部以上０．０３質量部以下であることが好ましく、０．０１質量部以上０．０２質量部以下の範囲内であることがより好ましい。
【００８２】
この分散剤は、正極活物質と、導電剤と、任意成分とを含む正極スラリーに添加することにより、正極活物質含有層に含有させることができる。ここで、導電剤とは、炭素材料の表面に官能基が導入されたものを用いてもよく、炭素材料を用いてもよい。また、この分散剤は、炭素材料と分散剤との混合液を用いて正極に含有させてもよい。すなわち、例えば、この混合液を正極スラリーに添加することにより、分散剤を正極に含有させてもよい。また、この混合液の溶媒を蒸発させることにより、表面に分散剤が吸着担持された導電剤を調製し、この導電剤を正極スラリーに添加することにより、分散剤を正極に含有させてもよい。
【００８３】
結着剤は、分散された正極活物質の間隙を埋め、また、正極活物質と正極集電体とを結着させるために配合される。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafuloro ethylene；ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、ポリアクリル酸化合物、及びイミド化合物が含まれる。これらの１つを結着剤として用いてもよく、或いは、２つ以上を組み合わせて結着剤として用いてもよい。
【００８４】
電極強度を高めるという観点からは、正極活物質含有層における結着剤の量は、１００質量部の正極活物質粒子に対して、０．２質量部以上の割合で配合することが好ましく、１質量部以上の割合で配合することがより好ましい。
【００８５】
また、絶縁体の量の減少させ、電極の内部抵抗を低下させるという観点からは、正極活物質含有層における結着剤の量は、１００質量部の正極活物質粒子に対して、１０質量部以下の割合で配合することが好ましく、５質量部以下の割合で配合することがより好ましい。
【００８６】
正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。
【００８７】
アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔の厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。アルミニウム箔の純度は９９質量％以上であることが好ましい。アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔に含まれる鉄、銅、ニッケル、及びクロムなどの遷移金属の含有量は、１質量％以下であることが好ましい。
【００８８】
正極は、例えば次の方法により作製することができる。まず、正極活物質、導電剤及び結着剤などの任意成分を溶媒に懸濁してスラリーを調製する。このスラリーを、正極集電体の片面又は両面に塗布する。次いで、塗布したスラリーを乾燥させて、正極活物質含有層と正極集電体との積層体を得る。その後、この積層体にプレスを施す。このようにして、正極を作製する。或いは、正極は、次の方法により作製してもよい。まず、正極活物質、導電剤及び結着剤などの任意成分を混合して、混合物を得る。次いで、この混合物をペレット状に成形する。次いで、これらのペレットを正極集電体上に配置することにより、正極を得ることができる。
【００８９】
２）負極
負極は、負極集電体と、負極活物質含有層とを含むことができる。負極活物質含有層は、負極集電体の片面又は両面に形成され得る。負極活物質含有層は、負極活物質と、任意に導電剤及び結着剤とを含むことができる。
【００９０】
負極活物質の例には、チタン含有酸化物が挙げられる。チタン含有酸化物の例に、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブチタン酸化物、ナトリウムニオブチタン酸化物が含まれる。チタン含有酸化物のＬｉ吸蔵電位は、１Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以下の範囲内にあることが望ましい。負極活物質は、これらチタン含有酸化物を１種、または２種以上含むことができる。
【００９１】
チタン酸化物の例に、単斜晶構造のチタン酸化物、ルチル構造のチタン酸化物、アナターゼ構造のチタン酸化物が含まれる。各結晶構造のチタン酸化物は、充電前の組成をＴｉＯ２、充電後の組成をＬｉxＴｉＯ2（ｘは０≦ｘ≦１）で表すことができる。また、単斜晶構造のチタン酸化物の充電前構造をＴｉＯ2（Ｂ）と表すことができる。
【００９２】
リチウムチタン酸化物の例に、スピネル構造のリチウムチタン酸化物（例えば一般式Ｌｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは−１≦ｘ≦３））、ラムスデライト構造のリチウムチタン酸化物（例えば、Ｌｉ2+xＴｉ3Ｏ7（−１≦ｘ≦３））、Ｌｉ1+xＴｉ2Ｏ4（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ1. 1+xＴｉ1.8Ｏ4（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ1.07+xＴｉ1.86Ｏ4（０≦ｘ≦１）、ＬｉxＴｉＯ2（０＜ｘ≦１）などが含まれる。また、リチウムチタン酸化物は、例えばこれらスピネル構造またはラムスデライト構造のリチウムチタン酸化物に異種元素が導入されているリチウムチタン複合酸化物を含む。
【００９３】
ニオブチタン酸化物の例に、ＬｉaＴｉＭbＮｂ2±βＯ7±σ（０≦ａ≦５、０≦ｂ≦０．３、０≦β≦０．３、０≦σ≦０．３、ＭはＦｅ，Ｖ，Ｍｏ及びＴａよりなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表されるものが含まれる。
【００９４】
ナトリウムニオブチタン酸化物の例に、一般式Ｌｉ2+vＮａ2-wＭ１xＴｉ6-y-zＮｂyＭ２zＯ14+δ（０≦ｖ≦４、０＜ｗ＜２、０≦ｘ＜２、０＜ｙ≦６、０≦ｚ＜３、ｙ＋ｚ＜６、−０．５≦δ≦０．５、Ｍ１はＣｓ，Ｋ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａよりなる群から選択される少なくとも１つを含み、Ｍ２はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌよりなる群から選択される少なくとも１つを含む）で表される斜方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物が含まれる。
【００９５】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、負極活物質と集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例には、気相成長カーボン繊維（Vapor Grown Carbon Fiber；ＶＧＣＦ）、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素材料が含まれる。これらの１つを導電剤として用いてもよく、或いは、２つ以上を組み合わせて導電剤として用いてもよい。また、上述した分散性を高めた導電剤を用いてもよい。あるいは、導電剤を用いる代わりに、負極活物質粒子の表面に、炭素コートや電子導電性無機材料コートを施してもよい。
【００９６】
結着剤は、分散された負極活物質の間隙を埋め、また、負極活物質と負極集電体を結着させるために配合される。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoro ethylene；ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、及びスチレンブタジェンゴム、ポリアクリル酸化合物、及びイミド化合物が含まれる。これらの１つを結着剤として用いてもよく、或いは、２つ以上を組み合わせて結着剤として用いてもよい。
【００９７】
負極活物質含有層中の活物質、導電剤及び結着剤は、それぞれ、６８質量％以上９６質量％以下、２質量％以上３０質量％以下及び２質量％以上３０質量％以下の割合で配合することが好ましい。導電剤の量を２質量％以上とすることにより、負極活物質含有層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を２質量％以上とすることにより、負極活物質含有層と負極集電体との結着性が十分となり、優れたサイクル性能を期待できる。一方、導電剤及び結着剤はそれぞれ２８質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
【００９８】
負極集電体は、負極活物質のリチウムイオンの吸蔵及び放出電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。負極集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。負極集電体の厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。このような厚さを有する負極集電体は、負極の強度と軽量化のバランスをとることができる。
【００９９】
負極活物質含有層の密度（集電体を含まず）は、１．８ｇ／ｃｍ3以上２．８ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。負極活物質含有層の密度がこの範囲内にある負極は、エネルギー密度と非水電解質の保持性とに優れている。負極活物質含有層の密度は、２．１ｇ／ｃｍ3以上２．６ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。
【０１００】
負極は、例えば次の方法により作製することができる。まず、負極活物質、導電剤及び結着剤を溶媒に懸濁してスラリーを調製する。このスラリーを、負極集電体の片面又は両面に塗布する。次いで、塗布したスラリーを乾燥させて、負極活物質含有層と負極集電体との積層体を得る。その後、この積層体にプレスを施す。このようにして、負極を作製する。或いは、負極は、次の方法により作製してもよい。まず、負極活物質、導電剤及び結着剤を混合して、混合物を得る。次いで、この混合物をペレット状に成形する。次いで、これらのペレットを負極集電体上に配置することにより、負極を得ることができる。
【０１０１】
３）電解質
電解質としては、液状非水電解質又はゲル状非水電解質を用いることができる。液状非水電解質は、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される。電解質の濃度は、０．５ ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。
【０１０２】
電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ(ＣＦ3ＳＯ2)2）のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質は、高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
【０１０３】
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネートのような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ-ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ)、及びスルホラン（ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。
【０１０４】
ゲル状非水電解質は、液状非水電解質と高分子材料とを複合化することにより調製される。高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、又はこれらの混合物が含まれる。
【０１０５】
或いは、非水電解質としては、液状非水電解質及びゲル状非水電解質の他に、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、及び無機固体電解質等を用いてもよい。
【０１０６】
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンとの組合せからなる有機塩の内、常温（１５℃以上２５℃以下）で液体として存在し得る化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩、又はこれらの混合物が含まれる。一般に、非水電解質電池に用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に４級アンモニウム骨格を有する。
【０１０７】
高分子固体電解質は、電解質を高分子材料に溶解し、固体化することによって調製される。
【０１０８】
無機固体電解質は、Ｌｉイオン伝導性を有する固体物質である。
【０１０９】
また、前記非水電解質に代えて水系電解質を使用することも可能である。
【０１１０】
４）セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、若しくはポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、又は合成樹脂製不織布から形成される。安全性の観点からは、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムを用いることが好ましい。これらの多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能なためである。
【０１１１】
５）外装部材
外装部材としては、例えば、ラミネートフィルムからなる容器、又は金属製容器を用いることができる。
【０１１２】
ラミネートフィルムの厚さは、例えば、０．５ｍｍ以下であり、好ましくは、０．２ｍｍ以下である。
【０１１３】
ラミネートフィルムとしては、複数の樹脂層とこれらの樹脂層間に介在した金属層とを含む多層フィルムが用いられる。樹脂層は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を含んでいる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔からなることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形され得る。
【０１１４】
金属製容器の壁の厚さは、例えば、１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍ以下であり、更に好ましくは、０．２ｍｍ以下である。
【０１１５】
金属製容器は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、及びケイ素等の元素を含むことが好ましい。アルミニウム合金は、鉄、銅、ニッケル、及びクロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１００ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１１６】
外装部材の形状は、特に限定されない。外装部材の形状は、例えば、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、又はボタン型等であってもよい。外装部材は、電池寸法に応じて、例えば携帯用電子機器等に搭載される小型電池用外装部材、二輪乃至四輪の自動車、鉄道用車両等の車両に搭載される大型電池用外装部材であってもよい。
【０１１７】
６）負極端子
負極端子は、上述の負極活物質のリチウムイオン吸蔵放出電位において電気化学的に安定であり、かつ導電性を有する材料から形成されることができる。具体的には、負極端子の材料としては、銅、ニッケル、ステンレス若しくはアルミニウム、又は、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。負極端子の材料としては、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが好ましい。負極端子は、負極集電体との接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料からなることが好ましい。
【０１１８】
７）正極端子
正極端子は、リチウムの酸化還元電位に対する電位が３Ｖ以上４．５Ｖ以下の範囲（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）において電気的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成される。正極端子の材料としては、アルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。正極端子は、正極集電体との接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。
【０１１９】
次に、第１の実施形態に係る非水電解質電池について、図面を参照しながらより具体的に説明する。
【０１２０】
図１は、第１の実施形態に係る非水電解質電池の一例を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示す非水電解質電池のＡ部を拡大した断面図である。
【０１２１】
図１及び図２に示す非水電解質電池１００は、図１に示す袋状外装部材２と、図１及び図２に示す電極群１と、図示しない非水電解質とを具備する。電極群１及び非水電解質は、外装部材２内に収納されている。非水電解質（図示しない）は、電極群１に保持されている。
【０１２２】
袋状外装部材２は、２つの樹脂層とこれらの間に介在した金属層とを含むラミネートフィルムからなる。
【０１２３】
図１に示すように、電極群１は、扁平状の捲回電極群である。扁平状の捲回電極群１は、図２に示すように、負極３と、セパレータ４と、正極５とを含む。セパレータ４は、負極３と正極５との間に介在している。
【０１２４】
負極３は、負極集電体３ａと負極活物質含有層３ｂとを含む。負極３のうち、捲回電極群１の最外殻に位置する部分は、図２に示すように負極集電体３ａの内面側のみに負極活物質含有層３ｂが形成されている。負極３におけるその他の部分では、負極集電体３ａの両面に負極活物質含有層３ｂが形成されている。
【０１２５】
正極５は、正極集電体５ａと、その両面に形成された正極活物質含有層５ｂとを含んでいる。
【０１２６】
図１に示すように、負極端子６及び正極端子７は、捲回電極群１の外周端近傍に位置している。この負極端子６は、最外殻に位置する負極３の負極集電体３ａの一部に接続されている。また、正極端子７は、最外殻に位置する正極５の正極集電体５ａに接続されている。これらの負極端子６及び正極端子７は、袋状外装部材２の開口部から外部に延出されている。袋状外装部材２は、その内面に配置された熱可塑性樹脂層により、熱融着されている。
【０１２７】
第１の実施形態に係る非水電解質電池は、図１及び図２に示す構成の非水電解質電池に限らず、例えば図３及び図４に示す構成の電池であってもよい。
【０１２８】
図３は、第１の実施形態に係る非水電解質電池の他の例を模式的に示す部分切欠斜視図である。図４は、図３に示す非水電解質電池のＢ部を拡大した断面図である。
【０１２９】
図３及び図４に示す非水電解質電池１００は、図３及び図４に示す電極群１１と、図３に示す外装部材１２と、図示しない非水電解質とを具備する。電極群１１及び非水電解質は、外装部材１２内に収納されている。非水電解質は、電極群１１に保持されている。
【０１３０】
外装部材１２は、２つの樹脂層とこれらの間に介在した金属層とを含むラミネートフィルムからなる。
【０１３１】
電極群１１は、図４に示すように、積層型の電極群である。積層型電極群１１は、正極１３と負極１４とをその間にセパレータ１５を介在させながら交互に積層した構造を有している。
【０１３２】
電極群１１は、複数の正極１３を含んでいる。複数の正極１３は、それぞれが、正極集電体１３ａと、正極集電体１３ａの両面に担持された正極活物質含有層１３ｂとを備えている。また、電極群１１は、複数の負極１４を含んでいる。複数の負極１４は、それぞれが、負極集電体１４ａと、負極集電体１４ａの両面に担持された負極活物質含有層１４ｂとを備えている。各負極１４の負極集電体１４ａは、その一辺が負極１４から突出している。突出した負極集電体１４ａは、帯状の負極端子１６に電気的に接続されている。帯状の負極端子１６の先端は、外装部材１２の外部に引き出されている。また、図示しないが、正極１３の正極集電体１３ａにおいて、負極集電体１４ａの突出辺と反対側に位置する辺は、正極１３から突出している。正極１３から突出した正極集電体１３ａは、帯状の正極端子１７に電気的に接続されている。帯状の正極端子１７の先端は、負極端子１６とは反対側に位置し、外装部材１２の外部に引き出されている。
【０１３３】
第１の実施形態に係る電極及び二次電池は、電極の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析を行うことにより得られた面積で重み付けされた真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下のである。したがって、第１の実施形態に係る非水電解質電池は、高い電極密度を実現できるとともに、レート特性のような電池出力特性を優れたものとすることができる。
【０１３４】
［第２の実施形態］
第２の実施形態によると、組電池が提供される。第２の実施形態に係る組電池は、第１の実施形態に係る非水電解質電池を複数個具備している。
【０１３５】
第２の実施形態に係る組電池において、各単電池は、電気的に直列若しくは並列に接続して配置してもよく、又は直列接続及び並列接続を組み合わせて配置してもよい。
【０１３６】
次に、第２の実施形態に係る組電池の一例について、図面を参照しながら説明する。
【０１３７】
図５は、第２の実施形態に係る組電池の一例を概略的に示す斜視図である。図５に示す組電池２００は、５つの単電池１００と、４つのバスバー２１と、正極側リード２２と、負極側リード２３とを具備している。５つの単電池１００のそれぞれは、第１の実施形態に係る非水電解質電池である。
【０１３８】
バスバー２１は、１つの単電池１００の負極端子６と、隣に位置する単電池１００の正極端子７とを接続している。このようにして、５つの単電池１００は、４つのバスバー２１により直列に接続されている。すなわち、図５の組電池２００は、５直列の組電池である。
【０１３９】
図５に示すように、５つの単電池１００のうち、一方の列の左端に位置する単電池１００の正極端子７は、外部接続用の正極側リード２２に接続されている。また、５つの単電池１００のうち、他方の列の右端に位置する単電池１００の負極端子６は、外部接続用の負極側リード２３に接続されている。
【０１４０】
第２の実施形態に係る組電池は、第１の実施形態に係る非水電解質電池を具備する。したがって、第２の実施形態に係る組電池は、高いエネルギー密度と、優れたレート特性とを実現可能である。
【０１４１】
［第３の実施形態］
第３の実施形態によると、電池パックが提供される。この電池パックは、第２の実施形態に係る組電池を具備している。この電池パックは、第２の実施形態に係る組電池の代わりに、単一の第１の実施形態に係る二次電池を具備していてもよい。
【０１４２】
第３の実施形態に係る電池パックは、保護回路を更に具備することができる。保護回路は、非水電解質電池の充放電を制御する機能を有する。或いは、電池パックを電源として使用する装置（例えば、電子機器、自動車等）に含まれる回路を、電池パックの保護回路として使用してもよい。
【０１４３】
また、第３の実施形態に係る電池パックは、通電用の外部端子を更に具備することもできる。通電用の外部端子は、外部に非水電解質電池からの電流を出力するため、及び／又は非水電解質電池に外部からの電流を入力するためのものである。言い換えれば、電池パックを電源として使用する際、電流が通電用の外部端子を通して外部に供給される。また、電池パックを充電する際、充電電流（自動車などの動力の回生エネルギーを含む）は通電用の外部端子を通して電池パックに供給される。
【０１４４】
次に、第３の実施形態に係る電池パックの一例について、図面を参照しながら説明する。
【０１４５】
図６は、第３の実施形態に係る電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図である。図７は、図６に示す電池パックの電気回路の一例を示すブロック図である。
【０１４６】
図６及び図７に示す電池パック３００は、収容容器３１と、蓋３２と、保護シート３３と、組電池２００と、プリント配線基板３４と、配線３５と、図示しない絶縁板とを備えている。
【０１４７】
収容容器３１は、保護シート３３と、組電池２００と、プリント配線基板３４と、配線３５とを収容可能に構成されている。蓋３２は、収容容器３１を覆うことにより、上記組電池２００等を収容する。収容容器３１及び蓋３２には、図示していないが、外部機器等へと接続するための開口部又は接続端子等が設けられている。
【０１４８】
保護シート３３は、収容容器３１の長辺方向の両方の内側面と、組電池２００を介してプリント配線基板３４と向き合う短辺方向の内側面とに配置されている。保護シート３３は、例えば、樹脂又はゴムからなる。
【０１４９】
組電池２００は、複数の単電池１００と、正極側リード２２と、負極側リード２３と、粘着テープ２４とを備えている。組電池２００は、１つの単電池１００を備えていてもよい。
【０１５０】
単電池１００は、図３及び図４に示す構造を有している。複数の単電池１００の少なくとも１つは、第１実施形態に係る非水電解質電池である。複数の単電池１００は、外部に延出した負極端子６及び正極端子７が同じ向きになるように揃えて積層されている。複数の単電池１００の各々は、図７に示すように電気的に直列に接続されている。複数の単電池１００は、電気的に並列に接続されていてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて接続されていてもよい。複数の単電池１００を並列接続すると、直列接続した場合と比較して、電池容量が増大する。
【０１５１】
粘着テープ２４は、複数の単電池１００を締結している。粘着テープ２４の代わりに、熱収縮テープを用いて複数の単電池１００を固定してもよい。この場合、組電池２００の両側面に保護シート３３を配置し、熱収縮テープを周回させた後、熱収縮テープを熱収縮させて複数の単電池１００を結束させる。
【０１５２】
正極側リード２２の一端は、単電池１００の積層体において、最下層に位置する単電池１００の正極端子７に接続されている。負極側リード２３の一端は、単電池１００の積層体において、最上層に位置する単電池１００の負極端子６に接続されている。
【０１５３】
プリント配線基板３４は、正極側コネクタ３４１と、負極側コネクタ３４２と、サーミスタ３４３と、保護回路３４４と、配線３４５及び３４６と、通電用の外部端子３４７と、プラス側配線３４８ａと、マイナス側配線３４８ｂとを備えている。プリント配線基板３４の一方の主面は、組電池２００において負極端子６及び正極端子７が延びる面と向き合っている。プリント配線基板３４と組電池２００との間には、図示しない絶縁板が介在している。
【０１５４】
正極側コネクタ３４１には、貫通孔が設けられている。この貫通孔に、正極側リード２２の他端が挿入されることにより、正極側コネクタ３４１と正極側リード２２とは電気的に接続される。負極側コネクタ３４２には、貫通孔が設けられている。この貫通孔に、負極側リード２３の他端が挿入されることにより、負極側コネクタ３４２と負極側リード２３とは電気的に接続される。
【０１５５】
サーミスタ３４３は、プリント配線基板３４の一方の主面に固定されている。サーミスタ３４３は、単電池１００の各々の温度を検出し、その検出信号を保護回路３４４に送信する。
【０１５６】
通電用の外部端子３４７は、プリント配線基板３４の他方の主面に固定されている。通電用の外部端子３４７は、電池パック３００の外部に存在する機器と電気的に接続されている。
【０１５７】
保護回路３４４は、プリント配線基板３４の他方の主面に固定されている。保護回路３４４は、プラス側配線３４８ａを介して通電用の外部端子３４７と接続されている。保護回路３４４は、マイナス側配線３４８ｂを介して通電用の外部端子３４７と接続されている。また、保護回路３４４は、配線３４５を介して正極側コネクタ３４１に電気的に接続されている。保護回路３４４は、配線３４６を介して負極側コネクタ３４２に電気的に接続されている。更に、保護回路３４４は、複数の単電池１００の各々と配線３５を介して電気的に接続されている。
【０１５８】
保護回路３４４は、複数の単電池１００の充放電を制御する。また、保護回路３４４は、サーミスタ３４３から送信される検出信号、又は、個々の単電池１００若しくは組電池２００から送信される検出信号に基づいて、保護回路３４４と外部機器への通電用の外部端子３４７との電気的な接続を遮断する。
【０１５９】
サーミスタ３４３から送信される検出信号としては、例えば、単電池１００の温度が所定の温度以上であることを検出した信号を挙げることができる。個々の単電池１００若しくは組電池２００から送信される検出信号としては、例えば、単電池１００の過充電、過放電及び過電流を検出した信号を挙げることができる。個々の単電池１００について過充電等を検出する場合、電池電圧を検出してもよく、正極電位又は負極電位を検出してもよい。後者の場合、参照極として用いるリチウム電極を個々の単電池１００に挿入する。
【０１６０】
なお、保護回路３４４としては、電池パック３００を電源として使用する装置（例えば、電子機器、自動車等）に含まれる回路を用いてもよい。
【０１６１】
このような電池パック３００は、例えば大電流を取り出したときにサイクル性能が優れていることが要求される用途に用いられる。この電池パック３００は、具体的には、例えば、電子機器の電源、定置用電池、車両の車載用電池又は鉄道車両用電池として用いられる。電子機器としては、例えば、デジタルカメラを挙げることができる。この電池パック３００は、車載用電池として特に好適に用いられる。
【０１６２】
また、この電池パック３００は、上述したように通電用の外部端子３４７を備えている。したがって、この電池パック３００は、通電用の外部端子３４７を介して、組電池２００からの電流を外部機器に出力するとともに、外部機器からの電流を、組電池２００に入力することができる。言い換えると、電池パック３００を電源として使用する際には、組電池２００からの電流が、通電用の外部端子３４７を通して外部機器に供給される。また、電池パック３００を充電する際には、外部機器からの充電電流が、通電用の外部端子３４７を通して電池パック３００に供給される。この電池パック３００を車載用電池として用いた場合、外部機器からの充電電流として、車両の動力の回生エネルギーを用いることができる。
【０１６３】
なお、電池パック３００は、複数の組電池２００を備えていてもよい。この場合、複数の組電池２００は、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて接続されてもよい。また、プリント配線基板３４及び配線３５は省略してもよい。この場合、正極側リード２２及び負極側リード２３を通電用の外部端子として用いてもよい。
【０１６４】
第３の実施形態に係る電池パックは、第１の実施形態に係る非水電解質電池又は第２の実施形態に係る組電池を備えている。したがって、第３の実施形態に係る電池パックは、高いエネルギー密度と、優れたレート特性とを実現可能である。
【０１６５】
［第４の実施形態］
第４の実施形態によると、車両が提供される。この車両は、第３の実施形態に係る電池パックを搭載している。
【０１６６】
第４の実施形態に係る車両において、電池パックは、例えば、車両の動力の回生エネルギーを回収するものである。
【０１６７】
第４の実施形態に係る車両の例としては、例えば、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、及び、アシスト自転車及び鉄道用車両が挙げられる。
【０１６８】
第４の実施形態に係る車両における電池パックの搭載位置は、特には限定されない。例えば、電池パックを自動車に搭載する場合、電池パックは、車両のエンジンルーム、車体後方又は座席の下に搭載することができる。
【０１６９】
次に、第４の実施形態に係る車両の一例について、図面を参照しながら説明する。
【０１７０】
図８は、第４の実施形態に係る車両の一例を概略的に示す断面図である。
【０１７１】
図８に示す車両４００は、車両本体４０と、第３の実施形態に係る電池パック３００とを含んでいる。
【０１７２】
図８に示す車両４００は、四輪の自動車である。車両４００としては、例えば、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、及び、アシスト自転車及び鉄道用車両を用いることができる。
【０１７３】
この車両４００は、複数の電池パック３００を搭載してもよい。この場合、電池パック３００は、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて接続されてもよい。
【０１７４】
電池パック３００は、車両本体４０の前方に位置するエンジンルーム内に搭載されている。電池パック３００の搭載位置は、特に限定されない。電池パック３００は、車両本体４０の後方又は座席の下に搭載してもよい。この電池パック３００は、車両４００の電源として用いることができる。また、この電池パック３００は、車両４００の動力の回生エネルギーを回収することができる。
【０１７５】
次に、図９を参照しながら、第４の実施形態に係る車両の実施態様について説明する。
【０１７６】
図９は、第４の実施形態に係る車両の他の例を概略的に示した図である。図９に示す車両４００は、電気自動車である。
【０１７７】
図９に示す車両４００は、車両本体４０と、車両用電源４１と、車両用電源４１の上位制御手段である車両ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electric Control Unit；電気制御装置）４２と、外部端子（外部電源に接続するための端子）４３と、インバータ４４と、駆動モータ４５とを備えている。
【０１７８】
車両４００は、車両用電源４１を、例えばエンジンルーム、自動車の車体後方又は座席の下に搭載している。なお、図１０に示す車両４００では、車両用電源４１の搭載箇所については概略的に示している。
【０１７９】
車両用電源４１は、複数（例えば３つ）の電池パック３００ａ、３００ｂ及び３００ｃと、電池管理装置（ＢＭＵ：Battery Management Unit）４１１と、通信バス４１２とを備えている。
【０１８０】
３つの電池パック３００ａ、３００ｂ及び３００ｃは、電気的に直列に接続されている。電池パック３００ａは、組電池２００ａと組電池監視装置（ＶＴＭ：Voltage Temperature Monitoring）３０１ａとを備えている。電池パック３００ｂは、組電池２００ｂと組電池監視装置３０１ｂとを備えている。電池パック３００ｃは、組電池２００ｃと組電池監視装置３０１ｃとを備えている。電池パック３００ａ、３００ｂ、及び３００ｃは、それぞれ独立して取り外すことが可能であり、別の電池パック３００と交換することができる。
【０１８１】
組電池２００ａ〜２００ｃのそれぞれは、直列に接続された複数の単電池を備えている。複数の単電池の少なくとも１つは、第２の実施形態に係る非水電解質電池である。組電池２００ａ〜２００ｃは、それぞれ、正極端子４１３及び負極端子４１４を通じて充放電を行う。
【０１８２】
電池管理装置４１１は、車両用電源４１の保全に関する情報を集めるために、組電池監視装置３０１ａ〜３０１ｃとの間で通信を行い、車両用電源４１に含まれる組電池２００ａ〜２００ｃに含まれる単電池１００の電圧、及び温度などに関する情報を収集する。
【０１８３】
電池管理装置４１１と組電池監視装置３０１ａ〜３０１ｃとの間には、通信バス４１２が接続されている。通信バス４１２は、１組の通信線を複数のノード（電池管理装置と１つ以上の組電池監視装置と）で共有するように構成されている。通信バス４１２は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）規格に基づいて構成された通信バスである。
【０１８４】
組電池監視装置３０１ａ〜３０１ｃは、電池管理装置４１１からの通信による指令に基づいて、組電池２００ａ〜２００ｃを構成する個々の単電池の電圧及び温度を計測する。ただし、温度は１つの組電池につき数箇所だけで測定することができ、全ての単電池の温度を測定しなくてもよい。
【０１８５】
車両用電源４１は、正極端子４１３と負極端子４１４との接続を入り切りするための電磁接触器（例えば図１０に示すスイッチ装置４１５）を有することもできる。スイッチ装置４１５は、組電池２００ａ〜２００ｃへの充電が行われるときにオンするプリチャージスイッチ（図示せず）、及び、電池出力が負荷へ供給されるときにオンするメインスイッチ（図示せず）を含んでいる。プリチャージスイッチおよびメインスイッチは、スイッチ素子の近傍に配置されたコイルに供給される信号によりオン又はオフされるリレー回路（図示せず）を備えている。
【０１８６】
インバータ４４は、入力された直流電圧を、モータ駆動用の３相の交流（ＡＣ）の高電圧に変換する。インバータ４４の３相の出力端子は、駆動モータ４５の各３相の入力端子に接続されている。インバータ４４は、電池管理装置４１１、あるいは車両全体動作を制御するための車両ＥＣＵ４２からの制御信号に基づいて、出力電圧を制御する。
【０１８７】
駆動モータ４５は、インバータ４４から供給される電力により回転する。この回転は、例えば差動ギアユニットを介して車軸および駆動輪Ｗに伝達される。
【０１８８】
また、図示はしていないが、車両４００は、回生ブレーキ機構を備えている。回生ブレーキ機構は、車両４００を制動した際に駆動モータ４５を回転させ、運動エネルギーを電気エネルギーとしての回生エネルギーに変換する。回生ブレーキ機構で回収した回生エネルギーは、インバータ４４に入力され、直流電流に変換される。直流電流は、車両用電源４１に入力される。
【０１８９】
車両用電源４１の負極端子４１４には、接続ラインＬ１の一方の端子が、電池管理装置４１１内の電流検出部（図示せず）を介して接続されている。接続ラインＬ１の他方の端子は、インバータ４４の負極入力端子に接続されている。
【０１９０】
車両用電源４１の正極端子４１３には、接続ラインＬ２の一方の端子が、スイッチ装置４１５を介して接続されている。接続ラインＬ２の他方の端子は、インバータ４４の正極入力端子に接続されている。
【０１９１】
外部端子４３は、電池管理装置４１１に接続されている。外部端子４３は、例えば、外部電源に接続することができる。
【０１９２】
車両ＥＣＵ４２は、運転者などの操作入力に応答して他の装置とともに電池管理装置４１１を協調制御して、車両全体の管理を行なう。電池管理装置４１１と車両ＥＣＵ４２との間では、通信線により、車両用電源４１の残容量など、車両用電源４１の保全に関するデータ転送が行われる。
【０１９３】
第４の実施形態に係る車両は、第３の実施形態に係る電池パックを搭載している。したがって、第４の実施形態に係る車両は、長い走行距離を実現可能である。
【実施例】
【０１９４】
以下に、本実施形態の実施例について説明する。本発明の主旨を超えない限り、本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
【０１９５】
＜実施例１＞
（導電剤Ｃ１の調製）
先ず、２ｇのカーボンナノチューブ（ＣＮＴ）と、１０ｍｌのプロパンニトリルとを、アルゴン雰囲気下で混合し、この混合液を十分に撹拌した。次いで、この混合液にキセノンランプを用いて紫外線を照射して、プロパンニトリルを蒸発させた。このようにして、アミノプロピル基が導入されたＣＮＴを得た。以下、このＣＮＴを導電剤Ｃ１という。
【０１９６】
なお、上述した方法で、この導電剤Ｃ１の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、５．００原子数％であった。
【０１９７】
（正極Ｐ１の作製）
先ず、１００質量部のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.6Ｃｏ0.2Ｍｎ0.2Ｏ2）粉末に対して、１．０質量部の導電剤Ｃ１と、１．０質量部のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを加え、更に、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を加えて混合して、正極スラリーを調製した。なお、このリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の平均粒径は、１０μｍであった。この正極スラリーを、正極集電体の両面に塗布し、このスラリーの塗膜を１３０℃の温度で乾燥させて、正極活物質含有層を形成した。なお、正極集電体としては、厚さが１５μｍであるアルミニウム箔を用いた。また、この正極活物質含有層の厚さは、３２μｍであった。その後、正極活物質含有層を、３０トンのプレス圧でプレスすることにより、正極Ｐ１を作製した。
【０１９８】
（負極Ｎ１の作製）
先ず、１００質量部のスピネル型リチウムチタン酸化物（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）粉末に対して、５質量部のアセチレンブラックと、５質量部のＰＶｄＦとを加え、更に、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）加えて混合して、負極スラリーを調製した。なお、リチウムチタン酸化物の表面には、炭素材料を含む相が形成されていた。この負極スラリーを、負極集電体の両面に塗布し、このスラリーの塗膜を１３０℃の温度で乾燥させて、負極活物質含有層を形成した。なお、負極集電体としては、厚さが１５μｍであるアルミニウム箔を用いた。その後、負極活物質含有層を、２２トンのプレス圧でプレスすることにより、負極Ｎ１を作製した。
【０１９９】
（ラミネートセルＬ１の作製）
正極Ｐ１、第１セパレータ、負極Ｎ１、第２セパレータをこの順序で積層した後、渦巻き状に捲回して、未プレスの電極群を得た。なお、第１及び第２セパレータとしては、厚さが２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムを用いた。次いで、この未プレスの電極群を、９０℃の温度で加熱プレスすることにより、偏平状電極群を作製した。この扁平状電極群の幅は３０ｍｍであり、厚さは３．０ｍｍであった。次いで、この扁平状電極群を、ラミネートフィルムからなるパックに収納した後、８０℃の温度で２４時間にわたって真空乾燥を施した。ここで用いたラミネートフィルムは、厚さが４０μｍであるアルミニウム箔の両面にポリプロピレン層が形成されたものを用いた。また、このラミネートフィルムの厚さは、０．１ｍｍであった。
【０２００】
次いで、このラミネートフィルムのパック内に、液状非水電解質を注入した。液状非水電解質としては、１．２モルのＬｉＰＦ6塩を有機溶媒に溶解させたものを用いた。有機溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを１：１の割合で混合したものを用いた。その後、このラミネートフィルムのパックをヒートシールにより完全密閉して、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１という。ラミネートセルＬ１の幅は３５ｍｍでり、厚さは３．２ｍｍであり、高さは６５ｍｍであった。
【０２０１】
＜実施例２＞
（正極Ｐ２の作製）
導電剤Ｃ１の添加量を、１．０質量部から０．５質量部へと変更したこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ２を作成した。
【０２０２】
（ラミネートセルＬ２の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ２を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２という。
【０２０３】
＜実施例３＞
（正極Ｐ３の作製）
導電剤Ｃ１の添加量を、１．０質量部から３．０質量部へと変更したこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ３を作成した。
【０２０４】
（ラミネートセルＬ３の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ３を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ３という。
【０２０５】
＜実施例４＞
（導電剤Ｃ２の調製）
２ｇのＣＮＴを、２ｇのグラフェンに変更したこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、アミノプロピル基が導入されたグラフェンを得た。以下、このグラフェンを導電剤Ｃ２という。
【０２０６】
なお、上述した方法で、この導電剤Ｃ２の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、４．３０原子数％であった。
【０２０７】
（正極Ｐ４の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１を用いる代わりに、０．５質量部の導電剤Ｃ２を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ４を作製した。
【０２０８】
（ラミネートセルＬ４の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ４を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ４という。
【０２０９】
＜実施例５＞
（導電剤Ｃ３の調製）
先ず、２ｇのＣＮＴに対して、４００℃の温度下で、２時間にわたってフッ素ガスを噴射し続けて、フッ素化したＣＮＴを得た。次いで、このフッ素化したＣＮＴを、ジエチルエーテル溶液内に分散させて、分散液を得た。次いで、この分散液に、氷冷した臭化フェニルマグネシウムを含むジエチルエーテル溶液を徐々に滴下して、混合液を得た。なお、この滴下は、６０℃の温度で分散液を加熱撹拌しながら行った。次いで、この混合液の温度が室温となるまで冷却し、この混合液に１０質量％濃度の硫酸水溶液を添加して、水相と、エーテル相とを分離させた。次いで、この水相をすべて除去して、エーテル分散液を得た。次いで、このエーテル分散液からＣＮＴをろ別して、加熱した。このようにして、フェニル基が導入されたＣＮＴを得た。以下、このＣＮＴを導電剤Ｃ３という。
【０２１０】
なお、上述した方法で、この導電剤Ｃ３の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、４．８７原子数％であった。
【０２１１】
（正極Ｐ５の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１を用いる代わりに、０．５質量部の導電剤Ｃ３を用いたこと、及びリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の代わりに、スピネル型リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ５を作成した。
【０２１２】
（ラミネートセルＬ５の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ５を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ５という。
【０２１３】
＜実施例６＞
（正極Ｐ６の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１を用いる代わりに、２．０質量部の導電剤Ｃ３を用いたこと、及びリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の代わりに、リチウムマンガン複合酸化物を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ６を作製した。
【０２１４】
（ラミネートセルＬ６の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ６を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ６という。
【０２１５】
＜実施例７＞
（導電剤Ｃ４の調製）
先ず、２ｇのＣＮＴに対して、４００℃の温度下で、２時間にわたってフッ素ガスを噴射し続けて、フッ素化したＣＮＴを得た。次いで、このフッ素化したＣＮＴを、１００ｍｌの３Ｍ硝酸水溶液に分散させ、３０分間にわたって撹拌して分散液を得た。なお、この撹拌の間、３Ｍ硝酸水溶液温度は、４５℃に維持し続けた。次いで、この分散液から溶媒を蒸発させて、ニトロ基が導入されたＣＮＴを得た。次いで、このＣＮＴを水で洗浄した後、水素と反応させて、アミノ基が導入されたＣＮＴを得た。以下、このＣＮＴを導電剤Ｃ４という。
【０２１６】
なお、上述した方法で、この導電剤Ｃ４の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、６．２０原子数％であった。
【０２１７】
（正極Ｐ７の作製）
導電剤Ｃ１を用いる代わりに、導電剤Ｃ４を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ７を作製した。
【０２１８】
（ラミネートセルＬ７の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ７を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ７という。
【０２１９】
＜実施例８＞
（導電剤Ｃ５の調製）
２ｇのＣＮＴを、２ｇのグラフェンに変更したこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、アミノ基が導入されたグラフェンを得た。以下、このグラフェンを導電剤Ｃ５という。
【０２２０】
なお、上述した方法で、この導電剤Ｃ１の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、４．９０原子数％であった。
【０２２１】
（正極Ｐ８の作製）
導電剤Ｃ１を用いる代わりに、導電剤Ｃ５を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ８を作製した。
【０２２２】
（ラミネートセルＬ８の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ８を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ８という。
【０２２３】
＜実施例９＞
（導電剤Ｃ６の調製）
先ず、２ｇのＣＮＴを、１００ｍｌの３Ｍ硝酸水溶液に分散させ、３０分間にわたって撹拌して分散液を得た。なお、この撹拌の間、３Ｍ硝酸水溶液温度は、４５℃に維持し続けた。次いで、この分散液から溶媒を蒸発させて、カルボキシル基及びヒドロキシル基が導入されたＣＮＴを得た。以下、このＣＮＴを導電剤Ｃ６という。
【０２２４】
なお、上述した方法で、この導電剤Ｃ１の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、カルボキシル基の割合は４．２原子数％であり、ヒドロキシル基の割合は２．３原子数％であった。
【０２２５】
（正極Ｐ９の作製）
導電剤Ｃ１を用いる代わりに、導電剤Ｃ６を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ９を作製した。
【０２２６】
（ラミネートセルＬ９の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ９を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ９という。
＜実施例１０＞
（導電剤Ｃ７の調製）
２ｇのＣＮＴを、２ｇのアセチレンブラックに変更したこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、アミノプロピル基が導入されたアセチレンブラックを得た。以下、このアセチレンブラックを導電剤Ｃ７という。
【０２２７】
（正極Ｐ１０の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１を用いる代わりに、０．５質量部の導電剤Ｃ７を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１０を作製した。
【０２２８】
（ラミネートセルＬ１０の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１０を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１０という。
【０２２９】
＜実施例１１＞
（正極Ｐ１１の作製）
導電剤Ｃ１の代わりに、ＣＮＴを用いたこと、及び、正極スラリーに、１００質量部のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物に対して、０．２質量部のドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムを更に添加したこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１１を作製した。
【０２３０】
（ラミネートセルＬ１１の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１１を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１１という。
【０２３１】
＜実施例１２＞
（正極Ｐ１２の作製）
リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の代わりに、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（ＬｉＭｎ0.5Ｆｅ0.5ＰＯ4）を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１２を作製した。
【０２３２】
（負極Ｎ２の作製）
リチウムチタン酸化物の代わりに、ニオブチタン複合酸化物（ＴｉＮｂ2Ｏ7）を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、負極Ｎ２を作製した。
【０２３３】
（ラミネートセルＬ１２の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１２を用いたこと、及び負極Ｎ１の代わりに、負極Ｎ２を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１２という。
【０２３４】
＜実施例１３＞
（負極Ｎ３の作製）
リチウムチタン酸化物の代わりに、斜方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物（Ｌｉ2ＮａＴｉ6ＮｂＯ14）を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、負極Ｎ３を作製した。
【０２３５】
（ラミネートセルＬ１３の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１２を用いたこと、及び負極Ｎ１の代わりに、負極Ｎ３を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１３という。
【０２３６】
＜比較例１＞
（正極Ｐ１３の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１の代わりに、３．０質量部のアセチレンブラックを用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１３を作製した。
【０２３７】
（ラミネートセルＬ１４の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１３を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１４という。
【０２３８】
＜比較例２＞
（正極Ｐ１４の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１の代わりに、５．０質量部のアセチレンブラックを用いたこと、及びリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の代わりに、リチウムマンガン複合酸化物を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１４を作製した。
【０２３９】
（ラミネートセルＬ１５の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１４を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１５という。
【０２４０】
＜比較例３＞
（正極Ｐ１５の作製）
導電剤Ｃ１の代わりに、ＣＮＴを用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１５を作製した。
【０２４１】
（ラミネートセルＬ１６の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１５を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１６という。
【０２４２】
＜比較例４＞
（正極Ｐ１６の作製）
導電剤Ｃ１の代わりに、グラフェンを用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１６を作製した。
【０２４３】
（ラミネートセルＬ１７の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１６を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１７という。
【０２４４】
＜比較例５＞
（正極Ｐ１７の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１の代わりに、０．０２質量部のグラフェンを用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１７を作製した。
【０２４５】
（ラミネートセルＬ１８の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１７を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１８という。
【０２４６】
＜比較例６＞
（正極Ｐ１８の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１の代わりに、３．０質量部のＣＮＴを用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１８を作製した。
【０２４７】
（ラミネートセルＬ１９の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１８を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ１９という。＜比較例７＞
（正極Ｐ１９の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１の代わりに、０．０２質量部の導電剤Ｃ３を用いたこと、及びリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の代わりに、リチウムマンガン複合酸化物を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ１９を作製した。
【０２４８】
（ラミネートセルＬ２０の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ１９を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２０という。
【０２４９】
＜比較例８＞
（正極Ｐ２０の作製）
１．０質量部の導電剤Ｃ１の代わりに、５．０質量部の導電剤Ｃ３を用いたこと、及びリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の代わりに、リチウムマンガン複合酸化物を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ２０を作製した。
【０２５０】
（ラミネートセルＬ２１の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ２０を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２１という。
【０２５１】
＜比較例９＞
（正極Ｐ２１の作製）
導電剤Ｃ１の代わりに、ＣＮＴを用いたこと、及びリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の代わりに、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（ＬｉＭｎ0.5Ｆｅ0.5ＰＯ4）を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ２１を作製した。
【０２５２】
（ラミネートセルＬ２２の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ２１を用いたこと、及び負極Ｎ１の代わりに、負極Ｎ２を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２２という。
【０２５３】
＜比較例１０＞
（ラミネートセルＬ２３の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ２１を用いたこと、及び負極Ｎ１の代わりに、負極Ｎ３を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２３という。
【０２５４】
＜実施例１４＞
（導電剤Ｃ８の調製）
ＣＮＴの代わりにグラフェンを用いたこと以外は、実施例９に記載したのと同様の方法で、カルボキシル基とヒドロキシル基とを導入したグラフェンを得た。以下、このグラフェンを導電剤Ｃ８という。
【０２５５】
なお、上述した方法で、導電剤Ｃ８の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、カルボキシル基の割合は７．６原子数％であり、ヒドロキシル基の割合は２．５原子数％であった。
【０２５６】
（正極Ｐ２２の作製）
リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.6Ｃｏ0.2Ｍｎ0.2Ｏ2）の代わりにリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2）を用いたこと、及び、導電剤Ｃ１を用いる代わりに導電剤Ｃ８を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極を作製した。次いで、この正極について減圧下、１８０℃の温度で２０時間にわたって乾燥させる熱処理を行った。このようにして得られた乾燥後の正極を、以下正極Ｐ２２という。
【０２５７】
なお、この正極Ｐ２２から導電剤を採取し、このサンプルについて上述した方法で、構成元素に占める炭素以外の元素の割合を算出したところ、カルボキシル基の割合は２．１原子数％であり、ヒドロキシル基の割合は１．０原子数％であった。
【０２５８】
（ラミネートセルＬ２４の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ２２を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２４という。
【０２５９】
＜実施例１５＞
（正極Ｐ２３の作製）
正極について熱処理を行わなかったこと以外は、実施例１４に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ２３を作製した。
【０２６０】
（ラミネートセルＬ２５の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ２３を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２５という。
【０２６１】
＜比較例１１＞
（正極Ｐ２４の作製）
リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.6Ｃｏ0.2Ｍｎ0.2Ｏ2）の代わりにリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2）を用いたこと、及び、導電剤Ｃ１の代わりにグラフェンを用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、正極Ｐ２３を作製した。
【０２６２】
（ラミネートセルＬ２６の作製）
正極Ｐ１の代わりに、正極Ｐ２４を用いたこと以外は、実施例１に記載したのと同様の方法で、ラミネートセル型の非水電解質電池を作製した。以下、このラミネートセル型の非水電解質電池をラミネートセルＬ２６という。
【０２６３】
＜評価方法＞
（面積で重み付けされた真円度の加重平均値）
作製した正極Ｐ１乃至Ｐ２１について、上述した方法で、面積で重み付けされた真円度の加重平均値を算出した。なお、正極断面は、正極活物質含有層の厚さ方向の中央部、すなわち、正極集電体から１６μｍの高さの位置をイオンミリングで露出させることにより形成した。この結果を、表１に示す。
【０２６４】
図１０は、実施例１に係る正極の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析を行うことにより得られた画像である。また、図１１は、比較例１に係る正極の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析を行うことにより得られた画像である。図１０及び図１１において、黒色の領域は、抵抗値１ＭΩ以下の導電剤に帰属される領域である。
【０２６５】
（正極密度及び気孔率）
作製した正極Ｐ１乃至Ｐ２４について、上述した方法で、正極密度及び気孔率を算出した。この結果を、表１に示す。
【０２６６】
（レート特性）
作成したラミネートセルＬ１乃至Ｌ２６のレート特性を示す指標として、１０Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ２と０．２Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ１との比Ｗ２／Ｗ１を、以下の方法で算出した。  
先ず、各ラミネートセルについて、２５℃の温度で、電圧１．５Ｖから電圧２．７Ｖまで、１Ｃの充電レートで充電した。次いで、この充電したラミネートセルについて、電圧２．７Ｖから電圧１．５Ｖまで、０．２Ｃの放電レートで放電して、０．２Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ１を得た。次いで、この放電したラミネートセルについて、再び、電圧１．５Ｖから電圧２．７Ｖまで、１Ｃの充電レートで充電した。次いで、この再充電したラミネートセルについて、電圧２．７Ｖから電圧１．５Ｖまで、１０Ｃの放電レートで放電して、１０Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ２を得た。このようにして得られた０．２Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ１及び１０Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ２から、比Ｗ２／Ｗ１を算出した。  
この結果を表１に示す。
【０２６７】
【表１】
2020119909.tif 000003
【０２６８】
【表２】
2020119909.tif 000004
【０２６９】
上記表１において、「導電剤」という見出しの下方の列のうち、「炭素材料」と表記した列には、導電剤に含まれる炭素材料の種類を記載している。「官能基」と表記した列には、導電剤に導入された官能基の種類を記載している。「官能基量（原子数％）」と表記した列には、上述したＸＰＳ測定により得られた導電剤の構成元素に占める炭素以外の元素の割合を記載している。
【０２７０】
また、上記表１及び表２において、「正極材料」という見出しの下方の列のうち、「導電剤（質量部）」及び「分散剤（質量部）」と表記した列には、それぞれ、１００質量部の正極活物質に対する導電剤の添加量及び分散剤の添加量を記載している。「正極活物質の種類」と表記した列には、正極活物質の構造式を記載している。
【０２７１】
また、上記表１及び表２において、「正極」という見出しの下方の列のうち、「真円度の加重平均値」と表記した列には、各正極断面について上述した方法により得られた、面積で重み付けられた真円度の加重平均値を記載している。「正極密度（ｇ／ｃｃ）」と表記した列には、上述した方法で得られた各正極の密度を記載している。「気孔率（％）」と表記し列には、上述した方法で得られた各正極の気孔率を記載している。
【０２７２】
また、上記表１及び表２において、「負極」という見出しの下方の列であって「負極活物質の種類」と表記した列には、負極活物質の構造式を記載している。更に、「電池」という見出しの下方の列であって「レート特性」と表記した列には、上述した方法により得られた、１０Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ２と０．２Ｃの放電レート時の放電容量Ｗ１との比Ｗ２／Ｗ１を記載している。
【０２７３】
表１及び表２に示すとおり、真円度の加重平均値が０．０５以上０．４以下の範囲内にある正極は、高い正極密度と、高い気孔率とを両立することができた。そして、このような正極を備えた電池は、真円度の加重平均値が上記の範囲内にない正極を備えた電池と比較して、優れたレート特性を示した。これに対して、真円度の加重平均値が、０．０５よりも小さいか、又は、０．４よりも大きい正極は、正極密度及び気孔率の少なくとも一方が低く、レート特性も低かった。
【０２７４】
表１に示す実施例のうち、導電剤の添加量のみを変更した実施例１、２及び３から明らかなように、導電剤の添加量が少ないほど、高い正極密度を実現することができた。一方で、導電剤の添加量が最も多い実施例３に係るラミネートセルＬ３が、最も優れたレート特性を示した。
【０２７５】
表１及び表２に示す実施例のうち、導電剤に含まれる炭素材料の種類のみを変更した実施例２、４及び１０から明らかなように、炭素材料としてグラフェンを用いた実施例４に係る正極Ｐ４が最も高い正極密度を示し、ラミネートセルＬ４が最も優れたレート特性を示した。
【０２７６】
表１に示す実施例のうち、導電剤に含まれる官能基の種類のみを変更した実施例１、７及び９から明らかなように、炭素材料に導入する官能基としてアミノプロピル基を用いた実施例１に係るラミネートセルＬ１は、最も優れたレート特性を示した。
【０２７７】
実施例１乃至１３について、導電剤の炭素材料の種類、導電剤に導入される官能基の種類、正極活物質の種類及び負極活物質の種類を表１に示すように変更しても、高い電極密度と優れたレート特性とを実現することができた。
【０２７８】
以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、電極の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析を行うことにより得られた、面積で重み付けされた真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下である。したがって、以上述べた少なくとも１つの実施形態によれば、高い電極密度を実現できるとともに、レート特性のような電池出力特性を優れたものとすることができる。
【０２７９】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
以下に、親出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］  金属酸化物を含む活物質粒子及び導電剤を含む活物質含有層を有する電極であって、  前記活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析により得られた前記導電剤に帰属される抵抗値１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下であり、前記真円度の加重平均値は、前記粒子の面積により重み付けられている電極。
［２］  金属酸化物を含む活物質粒子及び導電剤を含む正極活物質含有層を有する正極と、負極と、電解質とを備えた二次電池であって、
前記正極活物質含有層の断面の走査型広がり抵抗顕微鏡法による画像について、二値化解析により得られた前記導電剤に帰属される抵抗値１ＭΩ以下の領域に含まれる粒子の真円度の加重平均値は、０．０５以上０．４以下であり、前記真円度の加重平均値は、前記粒子の面積により重み付けられている二次電池。
［３］  前記金属酸化物は、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物及びリチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含む［２］記載の二次電池。
［４］  前記負極は、酸化チタン、スピネル構造を有するリチウムチタン酸化物、ニオブチタン複合酸化物、及び斜方晶型ナトリウム含有ニオブチタン複合酸化物からなる群より選択される少なくとも１種の化合物を含む［２］又は［３］に記載の二次電池。
［５］  前記正極に含まれる前記導電剤の量は、１００質量部の前記活物質粒子に対して、０．１質量部以上５質量部以下である［２］乃至［４］の何れかに記載の二次電池。
［６］  前記導電剤は、カルボキシル基、アミノ基、ヒドロキシル基、フェニル基、及びアミノプロピル基からなる群より選ばれる少なくとも１つの官能基を含む［２］乃至［５］の何れかに記載の二次電池。
［７］  ［２］乃至［６］の何れかに記載の二次電池を含む電池パック。
［８］  通電用の外部端子と、
保護回路と
を更に具備する［７］に記載の電池パック。
［９］  複数の前記二次電池を具備し、
前記二次電池が、直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている［７］又は［８］に記載の電池パック。
［１０］  ［７］乃至［９］の何れかに記載の電池パックを搭載した車両。
［１１］  前記電池パックは、前記車両の動力の回生エネルギーを回収するものである［１０］に記載の車両。
【符号の説明】
【０２８０】
１…捲回型電極群、２…外装部材、３…負極、３ａ…負極集電体、３ｂ…負極活物質含有層、４…セパレータ、５…正極、５ａ…正極集電体、５ｂ…正極活物質含有層、６…負極端子、７…正極端子、１１…積層型電極群、１２…外装部材、１３…正極、１３ａ…正極集電体、１３ｂ…正極活物質含有層、１４…負極、１４ａ…負極集電体、１４ｂ…負極活物質含有層、１６…負極端子、１７…正極端子、２１…バスバー、２２…正極側リード、２３…負極側リード、２４…粘着テープ、３１…収容容器、３２…蓋、３３…保護シート、３４…プリント配線基板、３５…配線、４０…車両本体、４１…車両用電源、４２…電気制御装置、４３…外部端子、４４…インバータ、４５…駆動モータ、１００…非水電解質電池、２００…組電池、２００ａ…組電池、２００ｂ…組電池、２００ｃ…組電池、３００…電池パック、３００ａ…電池パック、３００ｂ…電池パック、３００ｃ…電池パック、３０１ａ…組電池監視装置、３０１ｂ…組電池監視装置、３０１ｃ…組電池監視装置、３４１…正極側コネクタ、３４２…負極側コネクタ、３４３…サーミスタ、３４４…保護回路、３４５…配線、３４６…配線、３４７…通電用の外部端子、３４８ａ…プラス側配線、３４８ｂ…マイナス側配線、４００…車両、４１１…電池管理装置、４１２…通信バス、４１３…正極端子、４１４…負極端子、４１５…スイッチ装置、Ｌ１…接続ライン、Ｌ２…接続ライン、Ｗ…駆動輪。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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