(57)【要約】【課題】サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる二次電池を実現可能な電極を提供すること。【解決手段】１つの実施形態によると、電極が提供される。電極は、集電体、導電性を有する物質を含む中間層、及び、活物質粒子を含む活物質含有層をこの順に備える。中間層は、開口部を有すると共に下記式（１）を満たす。  １≦Ｓ／ｒ≦１７００・・・（１）  上記式（１）において、Ｓは、前記中間層における単位面積ＳAに対する、前記開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAであり、前記ｒは、前記活物質粒子の平均一次粒子径である。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体、導電性を有する物質を含む中間層、及び、活物質粒子を含む活物質含有層をこの順に備え、
前記中間層は、開口部を有すると共に下記式（１）を満たす電極。
１≦Ｓ／ｒ≦１７００・・・（１）
前記式（１）において、Ｓは、前記中間層における単位面積ＳAに対する、前記開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAであり、ｒは、前記活物質粒子の平均一次粒子径である。
【請求項２】
前記開口部には、前記活物質粒子が存在する請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記中間層は、下記式（２）を更に満たす請求項１又は２に記載の電極。
０．１≦Ｓ１／ｒ≦１×１０8・・・（２）
前記式（２）において、Ｓ１は前記開口部１つ当たりの面積であり、ｒは、前記活物質粒子の平均一次粒子径である。
【請求項４】
前記Ｓは、０．００１〜０．９の範囲内にある請求項１〜３の何れか１項に記載の電極。
【請求項５】
前記開口部１つ当たりの面積Ｓ１は、０．０１ｍｍ2〜１ｍｍ2の範囲内にある請求項１〜４の何れか１項に記載の電極。
【請求項６】
前記導電性を有する物質は炭素質物である請求項１〜５の何れか１項に記載の電極。
【請求項７】
前記活物質粒子の平均一次粒子径ｒは、０．５μｍ〜５μｍの範囲内にある請求項１〜６の何れか１項に記載の電極。
【請求項８】
電解質と、請求項１〜７の何れか１項に記載の電極とを含む二次電池。
【請求項９】
請求項８に記載の二次電池を具備する電池パック。
【請求項１０】
通電用の外部端子と、
保護回路と
を更に具備する請求項９に記載の電池パック。
【請求項１１】
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９又は１０に記載の電池パック。
【請求項１２】
請求項９〜１１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１３】
前記車両の運動エネルギーを回生エネルギーに変換する機構を含む請求項１２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や非水電解質二次電池などの二次電池の研究開発が盛んに進められている。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、又は携帯電話基地局の無停電電源用などの電源として期待されている。
【０００３】
リチウムイオン二次電池に用いられる電極は、通常、活物質含有層が集電体上に形成された構造を有している。充放電を繰り返して活物質含有層が膨張収縮した場合、集電体と活物質含有層との接着性は悪くなり、電気的な抵抗が上昇する。そこで、集電体と活物質含有層との間に、炭素質物などの導電性を有する物質を含むアンダーコート層を介在させることにより、集電体と活物質含有層とを剥離し難くする構造が知られている。
【０００４】
しかしながら、アンダーコート層を備えた電極には、活物質含有層の剥離強度をより高めるための改善の余地がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２１１００３号公報
【特許文献２】再公表２０１６−１９４７４７号公報
【特許文献３】特開２０１２−０７２３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる二次電池を実現可能な電極、この電極を具備した二次電池、この二次電池を具備した電池パック及びこの電池パックを具備した車両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】
【０００７】
実施形態によると、電極が提供される。電極は、集電体、導電性を有する物質を含む中間層、及び、活物質粒子を含む活物質含有層をこの順に備える。中間層は、開口部を有すると共に下記式（１）を満たす。  
１≦Ｓ／ｒ≦１７００・・・（１）
上記式（１）において、Ｓは、前記中間層における単位面積ＳAに対する、前記開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAであり、前記ｒは、前記活物質粒子の平均一次粒子径である。
【０００８】
他の実施形態によると、二次電池が提供される。二次電池は、電解質と、実施形態に係る電極とを具備する。
【０００９】
他の実施形態によると、電池パックが提供される。電池パックは、実施形態に係る二次電池を含む。
【００１０】
他の実施形態によると、車両が提供される。車両は、実施形態に係る電池パックを含む。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施形態に係る一例の電極を一方向に沿って切断した断面図である。
【図２】実施形態に係る一例の電極を他の方向に沿って切断した断面図である。
【図３】実施形態に係る他の例の電極を示す断面図である。
【図４】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５】図４に示す二次電池のＡ部を拡大した断面図。
【図６】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７】図６に示す二次電池のＢ部を拡大した断面図。
【図８】実施形態に係る組電池の一例を概略的に示す斜視図。
【図９】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１０】図９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１１】実施形態に係る車両の一例を概略的に示す部分透過図。
【図１２】実施形態に係る車両における電気系統に関する制御システムの一例を概略的に示した図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態について適宜図面を参照して説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。
【００１３】
（第１の実施形態）
第１の実施形態によると、電極が提供される。電極は、集電体、導電性を有する物質を含む中間層、及び、活物質粒子を含む活物質含有層をこの順に備える。中間層は、開口部を有すると共に下記式（１）を満たす。  
１≦Ｓ／ｒ≦１７００・・・（１）
上記式（１）において、Ｓは、前記中間層における単位面積ＳAに対する、前記開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAであり、前記ｒは、前記活物質粒子の平均一次粒子径である。
【００１４】
一般的に、活物質含有層を集電体上に直接設けると、充放電に伴い活物質含有層が膨張収縮することにより、活物質含有層の少なくとも一部が集電体から剥離する。活物質含有層の少なくとも一部が集電体から剥離すると、電極内における電子導電パスが減少するため、電気的な抵抗が上昇する。
【００１５】
実施形態に係る電極は、集電体と活物質含有層との間に、上記式（１）を満たす、開口部を有する中間層を備えている。中間層は導電性を有する物質を含んでいるため、集電体と活物質含有層との電気的な導通を妨げるものではない。上記式（１）を満たす中間層が集電体と活物質含有層との間に介在していると、中間層が有する開口部に対して活物質含有層を構成する成分が入り込む。例えば、この開口部には、活物質含有層が含む活物質粒子が存在し得る。開口部に対して活物質含有層を構成する成分が入り込むことにより、中間層はアンカー効果を奏する。更に、開口部を通じて、活物質含有層が含む活物質粒子の少なくとも一部が集電体と接触することができる。これらの結果、活物質含有層は集電体及び中間層から剥離し難くなる上、活物質含有層と集電体との直接的な導電パスを確保することができる。アンカー効果による剥離強度向上の効果、及び、活物質含有層と集電体との直接的な導電パスを確保する効果は、開口部を有していないベタ塗りの中間層では得られない。
【００１６】
上記式（１）について説明する。式（１）中のＳは、中間層における単位面積ＳAに対する、開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAである。中間層における単位面積ＳAとは、中間層が形成されている部分、及び、開口部により占められた単位面積を意味する。これに対し、開口部の総面積ＳBとは、開口部の面積のみを合計した値を示す。中間層における単位面積ＳA、及び、開口部の総面積ＳBの測定方法は後述する。式（１）中のｒは、活物質含有層が含む活物質粒子の平均一次粒子径である。活物質粒子の平均一次粒子径の測定方法も後述する。
【００１７】
比Ｓ／ｒが１以上１７００以下の範囲内にあると、中間層の開口部に対して活物質含有層のアンカー効果が機能するため、活物質含有層が、集電体及び中間層から剥離し難い。従って、この場合、充放電を繰り返したとしても電気的な抵抗の上昇を抑制することができるため、優れたサイクル寿命特性を達成することができる。
【００１８】
通常、充放電サイクルを繰り返すことにより活物質含有層（活物質粒子）の膨張収縮が生じる際、サイクル回数が多くなるにつれて、活物質含有層の収縮が生じにくくなる。言い換えると、活物質含有層が膨張したままとなる。膨張した活物質含有層の厚みは大きいため、接触抵抗及び拡散抵抗などの電気抵抗は高い。
【００１９】
しかしながら、本発明者らは、実施形態に係る電極によると、充放電サイクルを繰り返した場合であっても、活物質含有層の厚さ方向への膨張が生じにくくなることを見出した。具体的には、厚さ方向のみならず、面内方向への活物質含有層の膨張も抑制することができる。この理由は明らかになっていないが、中間層に対する活物質含有層のアンカー効果により、活物質含有層自体が引き締まる効果があると考えられる。これにより、充放電の際の活物質含有層の厚さ方向及び面内方向への膨張（三次元的な膨張）を抑制することができるため、優れたサイクル寿命特性を達成できると共に、電気的な抵抗上昇を抑制することができる。
【００２０】
活物質含有層が含む活物質粒子として、充放電による体積の膨張収縮が生じ易い活物質を使用した場合、体積の膨張収縮が生じ難い活物質を使用した場合と比較して、相対的に上述の効果が得られやすい。
【００２１】
比Ｓ／ｒが１未満である場合、例えば、開口部の総面積が小さいか、活物質粒子の平均一次粒子径が大きいことに起因して、活物質と集電体との接点が少ない。この場合、活物質含有層と集電体との接触抵抗が高い状態と言える。このように、集電体と直接接触している活物質粒子が過度に少なく、中間層と接している活物質粒子が多い場合、電気的な抵抗が高くなり好ましくない。この理由として、中間層は導電性を有する物質を含んではいるものの、中間層と集電体とを比較した場合、電子伝導度は集電体の方が高いためと考えられる。
【００２２】
比Ｓ／ｒが１７００を超えると、例えば、開口部の総面積が大きすぎて、中間層によるアンカー効果が十分に得られない。それ故、優れたサイクル寿命特性を達成するのが困難であり、電気的な抵抗上昇を抑制することが困難である。
【００２３】
比Ｓ／ｒは、好ましくは１≦Ｓ／ｒ≦１４００であり、より好ましくは３≦Ｓ／ｒ≦１１００である。比Ｓ／ｒは、３≦Ｓ／ｒ≦４５０であっても良い。
【００２４】
なお、電極が、実施形態に係る中間層を備えていると、非水電解質などの電解質によって集電体が腐食されるのを抑制する効果もある。
【００２５】
以下、実施形態に係る電極を、図面を参照しながら説明する。
【００２６】
図１は、実施形態に係る一例の電極を一方向に沿って切断した断面図である。図２は、実施形態に係る一例の電極を他の方向に沿って切断した断面図である。図３は、実施形態に係る他の例の電極を示す断面図である。図１〜図３において、Ｘ方向及びＹ方向は、集電体１１の主面に対して平行であり且つ互いに直交する方向である。Ｚ方向は、Ｘ方向及びＹ方向に対して垂直な方向である。即ち、Ｚ方向は、電極１０の厚さ方向である。
【００２７】
図１に示す電極１０は、集電体１１、中間層１２及び活物質含有層１３をこの順に備えた積層体でありうる。図１には、電極１０を厚さ方向Ｚに沿って切断した断面図を示している。図２には、電極１０を厚さ方向と直交する方向に沿って切断した断面図を示している。図３は、図２に示す電極の変形例を示す断面図である。
【００２８】
集電体１１は、例えばシート状の金属箔である。図２に示すように、集電体１１は、中間層１２及び活物質含有層１３が形成されていない部分１１ａを含むことができる。この部分は、例えば帯状の集電タブ１１ａとして働くことができる。帯状の集電タブ１１ａは、例えば、図２に示すようにＸ方向に沿って伸びる長辺と、Ｙ方向に沿って伸びる短辺とを備えている。活物質含有層１３は、集電体の片面又は両面に、中間層１２を介して形成され得るシート状の層である。活物質含有層１３の少なくとも一部は、集電体１１と直接接触している。活物質含有層１３のうち、集電体１１と直接接触していない部分は、中間層１２と接触している。活物質含有層１３の厚さは、例えば２０μｍ〜８０μｍの範囲内にある。活物質含有層１３は活物質粒子を含む。活物質含有層は、任意に導電剤及び結着剤を含むことができる。
【００２９】
電極１０は、集電体１１の一方の面に中間層１２及び活物質含有層１３をこの順で備えていてもよく、集電体１１の両面に、それぞれ、中間層１２及び活物質含有層１３をこの順で備えていてもよい。
【００３０】
中間層１２（アンダーコート層）は、シート状の層でありうる。中間層１２は、導電性を有する物質を含む。導電性を有する物質は、単体又は化合物のいずれかでありうる。中間層１２は、導電性を有する単体、及び、導電性を有する化合物の双方を含んでいても良い。導電性を有する物質は、例えば、導電性を有する無機物及び有機物から選択される少なくとも１つである。導電性を有する無機物として、金属粉及び／又は酸化物を使用することができる。導電性を有する物質は炭素質物であることが好ましい。炭素質物としては、グラファイト（黒鉛）、アセチレンブラック、カーボンブラック及びカーボンナノチューブなどを用いることができる。炭素質物の平均一次粒子径は、例えば５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲内にある。
【００３１】
導電性を有する物質の電気伝導率は、例えば、１×１０8Ｓ／ｍ以上であり、好ましくは１×１０6Ｓ／ｍ以上である。
【００３２】
中間層１２は、結着剤を含むことができる。中間層１２に含まれる結着剤としては、フッ素系樹脂（ＰＶｄＦなど）、ポリアクリル酸、アクリル系樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド(polyimide；ＰＩ)、ポリアミド(polyamide；ＰＡ)、ポリアミドイミド(polyamidemide；ＰＡＩ)等を挙げることができる。
【００３３】
中間層１２の厚みは、例えば３μｍ以下であり、好ましくは１μｍ以下である。
【００３４】
中間層１２は、少なくとも１つの開口部１２０を有しており、下記式（１）を満たす。
【００３５】
１≦Ｓ／ｒ≦１７００・・・（１）
上述したように、式（１）中のＳは、中間層における単位面積ＳAに対する、開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAである。中間層における単位面積ＳAとは、中間層、及び、その開口部の面積の合計値を示す。これに対し、開口部の総面積ＳBとは、開口部の面積のみを合計した値を示す。つまり、式（１）中のＳは、開口割合Ｓとも呼ぶことができる。
【００３６】
開口割合Ｓ（比ＳB／ＳA）は、例えば、０．００１〜０．９の範囲内にあり、好ましくは０．００８〜０．８５の範囲内にある。開口割合Ｓは、０．００８〜０．４の範囲内にあってもよい。開口割合Ｓが過度に小さい場合、中間層１２によるアンカー効果が十分に得られない可能性がある。その場合、充放電サイクルを繰り返すことにより活物質含有層１３が剥離しやすいため、優れたサイクル寿命特性の達成及び電気的な抵抗上昇の抑制が困難となる可能性がある。開口割合Ｓが過度に大きい場合、活物質含有層１３が集電体１１と直接接している部分が多い。それ故この場合、集電体１１及び中間層１２に対する活物質含有層１３の剥離強度が低い可能性がある。つまり、この場合も充放電サイクルを繰り返すことにより活物質含有層１３が剥離し易い可能性があるため好ましくない。
【００３７】
実施形態に係る中間層は、下記式（２）を更に満たすことが好ましい。
【００３８】
０．１≦Ｓ１／ｒ≦１×１０8・・・（２）
式（２）中、Ｓ１は、中間層が有する開口部の１つ当たりの面積の平均値である。ｒは、活物質含有層が含む活物質粒子の平均一次粒子径である。以下、Ｓ１は、「開口部１つ当たりの面積Ｓ１」と省略することがある。比Ｓ１／ｒは、１≦Ｓ１／ｒ≦２×１０6を満たすことがより好ましく、５≦Ｓ１／ｒ≦３００を満たすことが更に好ましい。比Ｓ１／ｒが式（２）を満たしていると、活物質含有層の少なくとも一部が開口部に入り込むことが可能であり、中間層のアンカー効果が発現しやすくなる効果がある。
【００３９】
＜開口割合Ｓ及び開口部１つ当たりの面積Ｓ１の測定方法＞
開口割合Ｓ及び開口部１つ当たりの面積Ｓ１の測定方法を説明する。
【００４０】
集電体の表面に設けられた中間層の有無は、電極の主面に対して走査型電子顕微鏡（scanning electron microscope；ＳＥＭ）観察およびＥＤＸによる元素分析(energy dispersive X-ray spectroscopy；ＥＤＸ)を行うことにより確認することができる。まず、完全放電状態（ＳＯＣ０％）とした電池を、アルゴンを充填したグローブボックス中で分解する。分解した電池から、測定対象の中間層を含む電極を取り出す。この電極を適切な溶媒で洗浄する。洗浄に用いる溶媒としては、例えばエチルメチルカーボネートなどを用いると良い。洗浄が不十分であると、電極中に残留した炭酸リチウムやフッ化リチウムなどの影響により、中間層を観察しにくくなる場合がある。
【００４１】
このようにして取り出した電極の主面（例えば、活物質含有層の主面）を、活物質含有層側から中間層が観察できるようにＳＥＭ試料台に貼り付ける。このとき、電極が試料台から剥がれたり浮いたりしないように、導電性テープなどを用いて処理を施す。ＳＥＭ試料台に貼り付けた電極を、走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)にて観察する。ＳＥＭ測定時にも電極を不活性雰囲気に維持した状態で試料室に導入することが好ましい。
【００４２】
電極の主面上をランダムに１０箇所選択して、１００倍の倍率でＳＥＭ観察を行う。各観察点において、ＳＥＭによる観察と併せてＥＤＸによる元素マッピングを行うことで、中間層が設けられていない箇所（開口部）にて、集電体が露出している部分が存在することを確認できる。更に、集電体としてマッピングされた部分と、中間層としてマッピングされた部分との比率を画像処理によって算出することにより、各観察点における開口割合Ｓを算出することができる。中間層の開口割合Ｓを決定する際には、ランダムに選択した１０箇所の開口割合Ｓを算出した後、これらの平均値を中間層の開口割合Ｓとして決定する。
【００４３】
より具体的には、各観察点において、ＳＥＭ画像の視野全体の面積をＳAとして決定し、この視野の範囲内に存在する１つ以上の開口部の総面積をＳBとして決定する。これにより、各観察点における開口割合（比ＳB／ＳA）を算出することができる。中間層における単位面積ＳAは、例えば２．５×１０-1ｍｍ2〜１．５ｍｍ2の範囲内にある。また、当該ＳＥＭ画像内に存在する開口部の総面積ＳBは、例えば２．１×１０-3ｍｍ2〜１．２ｍｍ2の範囲内にある。開口部の総面積ＳBは、０．０１ｍｍ2〜０．５０ｍｍ2の範囲内にあってもよい。
【００４４】
更に、１０箇所の観察点のそれぞれにおいて、開口部１つ当たりの面積Ｓ１の値を算出する。或る観察点の視野の範囲内に、複数の開口部が存在する場合には、複数の開口部の面積の平均値を、開口部１つ当たりの面積Ｓ１として算出する。そして、１０箇所の観察点のそれぞれにおいて算出された１０の値の平均値を、中間層についての開口部１つ当たりの面積Ｓ１として決定する。
【００４５】
中間層の開口部１つ当たりの面積Ｓ１は、例えば１×１０-4ｍｍ2〜１００ｍｍ2の範囲内にあり、好ましくは、０．０１ｍｍ2〜１ｍｍ2の範囲内にある。開口部１つ当たりの面積Ｓ１は、０．０１ｍｍ2〜０．５ｍｍ2の範囲内にあってもよい。開口部１つ当たりの面積Ｓ１がこの範囲内にあると、活物質含有層の少なくとも一部が開口部に入り込むことが可能であり、中間層のアンカー効果が発現しやすくなるため好ましい。
【００４６】
活物質含有層が含む活物質粒子の平均一次粒子径ｒは、特に限定されないが、例えば０．５μｍ〜５μｍの範囲内にあり、好ましくは０．８μｍ〜２μｍの範囲内にある。
【００４７】
＜活物質粒子の平均一次粒子径の測定方法＞
活物質粒子の平均一次粒子径は、以下で説明するように、測定対象の電極の断面をＳＥＭで観察すると共に、活物質含有層の粒度分布を測定することにより測定することができる。
【００４８】
まず、上述した開口割合Ｓなどの測定方法と同様に、測定対象の電極を準備する。準備した電極を厚さ方向に沿ってイオンミリング装置にて切断する。切り出した電極の断面を観察できるようにＳＥＭ試料台に貼り付ける。このとき、電極が試料台から剥がれたり浮いたりしないように、導電性テープなどを用いて処理を施す。ＳＥＭ試料台に貼り付けた電極を、走査型電子顕微鏡(ＳＥＭ)にて、１０００倍の倍率で観察する。ＳＥＭ測定時にも電極を不活性雰囲気に維持した状態で試料室に導入することが好ましい。
【００４９】
この観察により、活物質含有層が含む活物質粒子として、一次粒子の状態で存在する粒子が多いのか、又は、二次粒子の状態で存在する粒子が多いのかを決定すると共に、一次粒子径の値を観測する。
【００５０】
加えて、以下の手順で活物質含有層の粒度分布を測定する。  
１．二次電池の解体
まず、事前準備として、電極及び電解質に直接触れないように、手袋を着用する。  
次に、電池の構成要素が解体時に大気成分や水分と反応することを防ぐために、二次電池をアルゴン雰囲気のグローブボックスに入れる。グローブボックス内で、二次電池を開く。
【００５１】
切り開いた二次電池から電極群を取り出す。取り出した電極群が正極リード及び負極リードを含む場合は、正負極を短絡させないように注意しながら、正極リード及び負極リードを切断する。次に、電極群を解体して、正極又は負極を得る。得られた電極を、エチルメチルカーボネートを用いて洗浄する。洗浄後、電極を真空乾燥に供する。或いは、アルゴン雰囲気下での自然乾燥に供しても良い。
【００５２】
２．粒度分布測定
乾燥させた電極から、活物質含有層を、例えばスパチュラを用いて剥がす。  
剥がした粉状の活物質含有層試料を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンで満たした測定セル内に、測定可能濃度になるまで投入する。なお、粒度分布測定装置により、測定セルの容量及び測定可能濃度は異なる。
【００５３】
Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びこれに分散させた活物質含有層を入れた測定セルに対し、超音波を５分間照射する。超音波の出力は、例えば、３５Ｗ〜４５Ｗの範囲内にする。例えば、溶媒としてＮ−メチル−２−ピロリドンを約５０ｍｌの量で用いた場合、測定サンプルを分散させた溶液に約４０Ｗの出力の超音波を３００秒照射する。このような超音波照射によると、導電剤粒子と活物質粒子との凝集を解くことができる。
【００５４】
超音波処理を行った測定セルをレーザー回折散乱法による粒度分布測定装置に装入し、粒度分布の測定を行う。粒度分布測定装置の例としては、Microtrac3100及びMicrotrac3000II、又は、これら装置と同等の機能を有する装置を挙げることができる。こうして、活物質含有層の粒度分布を得ることができる。
【００５５】
得られた粒度分布からメディアン径（Ｄ５０）を算出する。この値が、上述したＳＥＭ観察により観測した活物質粒子の一次粒子径と概ね一致するかを確認することにより、活物質含有層が含む活物質粒子の平均一次粒子径を決定することができる。
【００５６】
再び図２を参照する。中間層１２が有する１以上の開口部１２０の外周形状は、特に限定されない。なお、開口部１２０の外周形状とは、電極の主面に対して法線方向（Ｚ方向）から中間層１２を観察した場合の開口部１２０の外周形状を指す。中間層１２が有する１以上の開口部１２０の外周形状は、例えば、三角形、四角形、五角形、六角形、円形及び楕円形である。中間層１２が複数の開口部を有する場合、複数の開口部の外周形状は同一であってもよく、異なっていてもよい。例えば、中間層１２は、図２に示すように四角形の開口部１２０のみを複数有していてもよく、１つ以上の四角形の開口部と、１つ以上の円形の開口部とを有していてもよい。中間層１２は、図３に示すように、円形の開口部１２０のみを複数有していてもよい。
【００５７】
図２及び図３には、中間層１２が有する１以上の開口部１２０について、Ｘ方向に沿った寸法Ｗと、Ｙ方向に沿った寸法Ｌとを示している。これらの比Ｗ／Ｌは、例えば０．６〜１．４の範囲内にあり、好ましくは０．９〜１．１の範囲内にある。比Ｗ／Ｌは、実質的に１であってもよく、１であってもよい。この比が１よりも大きい場合、即ちＷ＞Ｌの場合、開口部１２０の形状は、Ｘ方向を長辺とした長方形でありうる。開口部１２０の形状が長方形の場合、活物質含有層１３のＸ方向に対する膨張量と、Ｙ方向に対する膨張量とが異なる可能性がある。この場合、電極が充放電サイクルに供された際に、均一に劣化しにくく、サイクル寿命特性に劣る可能性があるため好ましくない。同様の理由で、上記比Ｗ／Ｌが１よりも小さい場合も好ましくない。つまり、上記比は１に近いことが好ましい。
【００５８】
Ｘ方向に沿った寸法Ｗ、及び、Ｙ方向に沿った寸法Ｌは、開口割合Ｓを測定する際に実施するＳＥＭ観察により決定することができる。具体的には、集電タブ１１ａの長辺が伸びるＸ方向と平行な方向について開口部１２０の寸法を測定する際、当該寸法が最も大きい位置における、開口部１２０の寸法を寸法Ｗとする。一方、Ｘ方向と直交するＹ方向と平行な方向について開口部１２０の寸法を測定する際、当該寸法が最も大きい位置における、開口部１２０の寸法を寸法Ｌとする。この測定を、任意に選択した１０箇所の開口部１２０について行い、それぞれの開口部１２０について得られた比Ｗ／Ｌの値の平均値を算出し、これを最終的な比Ｗ／Ｌの値とする。
【００５９】
実施形態に係る電極は、負極であってもよく、正極であってもよい。実施形態に係る電極は、二次電池用の電極であり得る。以下、実施形態に係る電極が負極である場合と正極である場合とに分けて、これらを構成する材料などの詳細を説明する。まずは負極について説明する。
【００６０】
負極は、負極集電体と、負極集電体の片面又は両面に担持される中間層及び負極活物質含有層とを有することができる。負極活物質含有層は、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。
【００６１】
負極集電体は、負極活物質のリチウム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。
【００６２】
負極活物質としては、リチウムイオンを吸蔵放出することが可能なものを使用することができ、例えば、炭素材料、黒鉛材料、リチウム合金材料、金属酸化物、及び金属硫化物を挙げることができる。負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出電位が１Ｖ〜３Ｖ（vs. Li/Li+）の範囲内にあるチタン酸化物を含むことが好ましい。
【００６３】
チタン酸化物の例は、ラムスデライト構造を有するチタン酸リチウム（例えばＬｉ2+yＴｉ3Ｏ7、０≦ｙ≦３）、スピネル構造を有するチタン酸リチウム（例えば、Ｌｉ4+xＴｉ5Ｏ12、０≦ｘ≦３）、単斜晶型二酸化チタン（ＴｉＯ2）、アナターゼ型二酸化チタン、ルチル型二酸化チタン、ホランダイト型チタン複合酸化物、直方晶型（orthorhombic）チタン含有複合酸化物、及び単斜晶型ニオブチタン複合酸化物を含む。
【００６４】
直方晶型チタン含有複合酸化物の例として、Ｌｉ2+aＭ(I)2-bＴｉ6-cＭ(II)dＯ14+σで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ(I)は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａ，Ｃｓ，Ｒｂ及びＫからなる群より選択される少なくとも１つでる。Ｍ(II)はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｙ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ａ≦６、０≦ｂ＜２、０≦ｃ＜６、０≦ｄ＜６、−０．５≦σ≦０．５である。直方晶型チタン含有複合酸化物の具体例として、Ｌｉ2+aＮａ2Ｔｉ6Ｏ14（０≦ａ≦６）が挙げられる。
【００６５】
単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の例として、ＬｉxＴｉ1-yＭ１yＮｂ2-zＭ２zＯ7+δで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ１は、Ｚｒ，Ｓｉ，及びＳｎからなる群より選択される少なくとも１つである。Ｍ２は、Ｖ，Ｔａ，及びＢｉからなる群より選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ｘ≦５、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜２、−０．３≦δ≦０．３である。単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の具体例として、ＬｉxＮｂ2ＴｉＯ7（０≦ｘ≦５）が挙げられる。
【００６６】
単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の他の例として、Ｔｉ1-yＭ３y+zＮｂ2-zＯ7-δで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ３は、Ｍｇ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｔａ，及びＭｏより選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ｙ＜１、０≦ｚ≦２、−０．３≦δ≦０．３である。
【００６７】
負極活物質粒子は、単独の一次粒子、一次粒子の凝集体である二次粒子、あるいは、単独の一次粒子と二次粒子の混合物であり得る。負極活物質層は、５０体積％以上の一次粒子を含むことが好ましい。一次粒子の含有率がこの範囲内にあると、活物質含有層と、集電体及び中間層との電子伝導パスが良好に形成されるため好ましい。一次粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円形状、扁平形状、繊維状等にすることができる。
【００６８】
負極活物質粒子は、その平均一次粒子径が０．１μｍ以上１μｍ以下で、かつＮ2吸着によるＢＥＴ法での比表面積が３ｍ2／ｇ〜２００ｍ2／ｇの範囲内にあることが好ましい。これにより、電解質との親和性を高くすることができる。負極活物質粒子の平均一次粒子径は、より好ましくは０．５μｍ以上１μｍ以下である。
【００６９】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、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などのカーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が含まれる。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。あるいは、導電剤を用いる代わりに、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。
【００７０】
実施形態に係る中間層を備えた負極においては、活物質粒子の表面への炭素コート又は電子導電性無機材料コートを省略したとしても、集電体と活物質含有層との優れた電子導電性を確保することができる。
【００７１】
結着剤は、分散された活物質の間隙を埋め、また、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、スチレンブタジェンゴム、ポリアクリル酸化合物、イミド化合物、カルボキシルメチルセルロース（carboxymethyl cellulose；ＣＭＣ）、及びＣＭＣの塩が含まれる。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。
【００７２】
負極の多孔度（集電体を除く）は、２０〜５０％の範囲にすることが好ましい。これにより、負極と電解質との親和性に優れ、かつ高密度な負極を得ることができる。多孔度の更に好ましい範囲は、２５〜４０％である。
【００７３】
負極活物質含有層中の活物質、導電剤及び結着剤の配合割合は、負極の用途に応じて適宜変更することができる。例えば、電極を二次電池の負極として用いる場合は、活物質（負極活物質）、導電剤及び結着剤を、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、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、活物質含有層と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３０質量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
【００７４】
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、導電性を有する物質及び結着剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの適切な溶媒に分散させて、中間層作製用のスラリーを調製する。このスラリーを集電体上に塗布する。塗布方法は特に限定されないが、例えばグラビア印刷による塗布が挙げられる。グラビア印刷によって、少なくとも１つの開口部を有し、先に述べた式（１）を満たす中間層を形成することができる。グラビア印刷においては、例えば、格子状に溝が形成されたグラビアロールを使用する。グラビアロールの溝の幅、溝の間隔、溝の深さ、溝の形状等を適宜調整することにより、所望の開口部面積及び開口部形状を有する中間層を作製することができる。つまり、グラビアロールの溝の幅及び溝の間隔を調整することにより、開口部の総面積ＳB及び開口部１つ当たりの面積Ｓ１を調整することができる。グラビアロールの溝の幅は、例えば１０μｍ〜１０ｍｍの範囲内とし、溝の間隔は、例えば１０μｍ〜１０ｍｍの範囲内とし、溝の深さは、例えば１μｍ〜１００μｍの範囲内とする。スラリーを塗布した後に、これを乾燥させて中間層を形成する。
【００７５】
次に、活物質含有層を形成するためのスラリーを準備する。このスラリーは、負極活物質粒子、導電剤及び結着剤を適切な溶媒に懸濁して調製する。このスラリーを負極集電体及び中間層上に塗布した後に乾燥させて、負極集電体、中間層及び負極活物質含有層がこの順に積層された積層体を得る。この積層体にプレスを施すことにより、実施形態に係る負極を作製する。
【００７６】
続いて、実施形態に係る電極が正極である場合について説明する。
【００７７】
正極は、正極集電体と、正極集電体の片面又は両面に担持される中間層及び正極活物質含有層とを有することができる。正極活物質含有層は、導電剤及び結着剤を更に含むことができる。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
正極活物質としては、例えば、リチウムイオン伝導性の酸化物又は硫化物を用いることができる。正極は、正極活物質として、１種類の化合物を単独で含んでいてもよく、或いは２種類以上の化合物を組み合わせて含んでいてもよい。酸化物及び硫化物の例には、Ｌｉ又はＬｉイオンを挿入及び脱離させることができる化合物を挙げることができる。
【００８１】
このような化合物としては、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）、硫酸鉄（Ｆｅ2(ＳＯ4)3）、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（ＬｉxＮｉ1-x-yＣｏxＭｎyＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）が含まれる。
【００８２】
上記のうち、正極活物質としてより好ましい化合物の例には、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ＬｉxＮｉ1-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（ＬｉxＮｉ1-y-zＣｏyＭｎzＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）が含まれる。これらの化合物を正極活物質に用いると、正極電位を高めることができる。
【００８３】
電池の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。
【００８４】
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。
【００８５】
正極活物質粒子は、単独の一次粒子、一次粒子の凝集体である二次粒子、あるいは、単独の一次粒子と二次粒子の混合物であり得る。正極活物質層は、５０体積％以上の一次粒子を含むことが好ましい。一次粒子の含有率がこの範囲内にあると、活物質含有層と、集電体及び中間層との電子伝導パスが良好に形成されるため好ましい。一次粒子の形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、楕円形状、扁平形状、繊維状等にすることができる。
【００８６】
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。
【００８７】
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（polytetrafluoro 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、イミド化合物、カルボキシルメチルセルロース（carboxyl methyl cellulose；ＣＭＣ）、及びＣＭＣの塩が含まれる。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。
【００８８】
導電剤は、集電性能を高め、且つ、正極活物質と正極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などのカーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が含まれる。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、導電剤を省略することもできる。あるいは、導電剤を用いる代わりに、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。
【００８９】
実施形態に係る中間層を備えた正極においては、活物質粒子の表面への炭素コート又は電子導電性無機材料コートを省略したとしても、集電体と活物質含有層との優れた電子導電性を確保することができる。
【００９０】
正極活物質含有層において、正極活物質及び結着剤は、それぞれ、８０質量％以上９８質量％以下、及び２質量％以上２０質量％以下の割合で配合することが好ましい。
【００９１】
結着剤の量を２質量％以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤は、絶縁体として機能し得る。そのため、結着剤の量を２０質量％以下にすると、電極に含まれる絶縁体の量が減るため、内部抵抗を減少できる。
【００９２】
導電剤を加える場合には、正極活物質、結着剤及び導電剤は、それぞれ、７７質量％以上９５質量％以下、２質量％以上２０質量％以下、及び３質量％以上１５質量％以下の割合で配合することが好ましい。
【００９３】
導電剤の量を３質量％以上にすることにより、上述した効果を発揮することができる。また、導電剤の量を１５質量％以下にすることにより、電解質と接触する導電剤の割合を低くすることができる。この割合が低いと、高温保存下において、電解質の分解を低減することができる。
【００９４】
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、導電性を有する物質及び結着剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの適切な溶媒に分散させて、中間層作製用のスラリーを調製する。このスラリーを集電体上に塗布する。塗布方法は特に限定されないが、例えばグラビア印刷による塗布が挙げられる。グラビア印刷によって、少なくとも１つの開口部を有し、先に述べた式（１）を満たす中間層を形成することができる。グラビア印刷においては、例えば、格子状に溝が形成されたグラビアロールを使用する。グラビアロールの溝の幅、溝の間隔、溝の深さ、溝の形状等を適宜調整することにより、所望の開口部面積及び開口部形状を有する中間層を作製することができる。つまり、グラビアロールの溝の幅及び溝の間隔を調整することにより、開口部の総面積ＳB及び開口部１つ当たりの面積Ｓ１を調整することができる。グラビアロールの溝の幅は、例えば１０μｍ〜１０ｍｍの範囲内とし、溝の間隔は、例えば１０μｍ〜１０ｍｍの範囲内とし、溝の深さは、例えば１μｍ〜１００μｍの範囲内とする。スラリーを塗布した後に、これを乾燥させて中間層を形成する。
【００９５】
次に、活物質含有層を形成するためのスラリーを準備する。このスラリーは、正極活物質粒子、導電剤及び結着剤を適切な溶媒に懸濁して調製する。このスラリーを正極集電体及び中間層上に塗布した後に乾燥させて、正極集電体、中間層及び正極活物質含有層がこの順に積層された積層体を得る。この積層体にプレスを施すことにより、実施形態に係る正極を作製する。
【００９６】
第１の実施形態によると、電極が提供される。電極は、集電体、導電性を有する物質を含む中間層、及び、活物質粒子を含む活物質含有層をこの順に備える。中間層は、開口部を有すると共に下記式（１）を満たす。
【００９７】
１≦Ｓ／ｒ≦１７００・・・（１）
上記式（１）において、Ｓは、前記中間層における単位面積ＳAに対する、前記開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAであり、前記ｒは、前記活物質粒子の平均一次粒子径である。
【００９８】
それ故、第１の実施形態に係る電極によると、サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる二次電池を実現することができる。
【００９９】
（第２の実施形態）
第２の実施形態によると、第１の実施形態に係る電極と、電解質とを含む二次電池が提供される。二次電池は、負極と、正極と、電解質とを含む。二次電池は、第１の実施形態に係る電極を、負極として含んでいても良く、正極として含んでいても良い。二次電池は、第１の実施形態に係る負極と、第１の実施形態に係る正極と、電解質とを含みうる。
【０１００】
二次電池は、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。負極、正極及びセパレータは、電極群を構成することができる。電解質は、電極群に保持され得る。
【０１０１】
また、実施形態に係る二次電池は、電極群及び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。
【０１０２】
さらに、実施形態に係る二次電池は、負極に電気的に接続された負極端子及び正極に電気的に接続された正極端子を更に具備することができる。
【０１０３】
実施形態に係る二次電池は、例えばリチウム二次電池であり得る。また、二次電池は、非水電解質を含んだ非水電解質二次電池を含む。
【０１０４】
以下、負極、正極、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。
【０１０５】
（１）負極
第２の実施形態に係る二次電池が具備する負極は、例えば、第１の実施形態において説明した負極でありうる。正極が第１の実施形態に相当する電極である場合、負極は、中間層を含んでいなくてもよい。
【０１０６】
（２）正極
第２の実施形態に係る二次電池が具備する正極は、例えば、第１の実施形態において説明した正極でありうる。負極が第１の実施形態に相当する電極である場合、正極は、中間層を含んでいなくてもよい。
【０１０７】
（３）電解質
電解質としては、例えば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、溶質としての電解質塩を有機溶媒に溶解することにより調製される。電解質塩の濃度は、０．５ ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。
【０１０８】
電解質塩の例には、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。電解質塩は、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。
【０１０９】
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（propylene carbonate；ＰＣ）、エチレンカーボネート（ethylene carbonate；ＥＣ）、ビニレンカーボネート（vinylene carbonate；ＶＣ）のような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（diethyl carbonate；ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（dimethyl carbonate；ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（methyl ethyl carbonate；ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran；ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（2-methyl tetrahydrofuran；２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（dioxolane；ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（dimethoxy ethane；ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（diethoxy ethane；ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ-ブチロラクトン（γ-butyrolactone；ＧＢＬ）、アセトニトリル（acetonitrile；ＡＮ)、及びスルホラン（sulfolane；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。
【０１１０】
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（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（polyacrylonitrile；ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（polyethylene oxide；ＰＥＯ）、又はこれらの混合物が含まれる。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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、電解質塩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、二次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。
【０１１３】
高分子固体電解質は、電解質塩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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
電解質は、水を含んだ水系電解質であってもよい。
【０１１６】
水系電解質は、水系溶媒と電解質塩とを含む。水系電解質は、例えば、液状である。液状水系電解質は、溶質としての電解質塩を水系溶媒に溶解することにより調製される水溶液である。水系溶媒は、例えば、水を５０体積％以上含む溶媒である。水系溶媒は、純水であってもよい。
【０１１７】
水系電解質は、水系電解液と高分子材料とを複合化したゲル状の水系電解質であってもよい。高分子材料としては、例えば、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）等を挙げることができる。
【０１１８】
水系電解質は、溶質となる塩１ｍｏｌに対し、水系溶媒量が１ｍｏｌ以上であることが好ましい。さらに好ましい形態は、溶質となる塩１ｍｏｌに対する水系溶媒量が３．５ｍｏｌ以上である。
【０１１９】
水系電解質に水が含まれていることは、ＧＣ−ＭＳ（ガスクロマトグラフィー−質量分析；Gas Chromatography - Mass Spectrometry）測定により確認できる。また、水系電解質中の塩濃度および水含有量の算出は、例えばＩＣＰ（誘導結合プラズマ；Inductively Coupled Plasma）発光分析などで測定することができる。水系電解質を規定量はかり取り、含まれる塩濃度を算出することで、モル濃度（ｍｏｌ／Ｌ）を算出できる。また水系電解質の比重を測定することで、溶質と溶媒のモル数を算出できる。
【０１２０】
水系電解質は、例えば電解質塩を１〜１２ｍｏｌ／Ｌの濃度で水系溶媒に溶解することにより調製される。
【０１２１】
水系電解質の電気分解を抑制するために、ＬｉＯＨ又はＬｉ2ＳＯ4などを添加し、ｐＨを調整することができる。ｐＨは、３〜１３であることが好ましく、４〜１２であることがより好ましい。
【０１２２】
（４）セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、セルロース、若しくはポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；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。
【０１２３】
（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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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（polypropylene；ＰＰ）、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；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。
【０１２６】
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。
【０１２７】
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１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
【０１２８】
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、電池寸法や電池の用途に応じて適宜選択することができる。
【０１２９】
（６）負極端子
負極端子は、上述の負極活物質のＬｉ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することができる。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。
【０１３０】
（７）正極端子
正極端子は、リチウムの酸化還元電位に対し３Ｖ以上４．５Ｖ以下の電位範囲（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することができる。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。
【０１３１】
次に、実施形態に係る二次電池について、図面を参照しながらより具体的に説明する。
【０１３２】
図４は、実施形態に係る二次電池の一例を概略的に示す断面図である。図５は、図４に示す二次電池のＡ部を拡大した断面図である。
【０１３３】
図４及び図５に示す二次電池１００は、図４に示す袋状外装部材２と、図４及び図５に示す電極群１と、図示しない電解質とを具備する。電極群１及び電解質は、袋状外装部材２内に収納されている。電解質（図示しない）は、電極群１に保持されている。
【０１３４】
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。
【０１３５】
図４に示すように、電極群１は、扁平状の捲回型電極群である。扁平状で捲回型である電極群１は、図５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。
【０１３６】
負極３は、負極集電体３ａと中間層１２と負極活物質含有層３ｂとを含む。負極３のうち、捲回型の電極群１の最外殻に位置する部分は、図５に示すように負極集電体３ａの内面側のみに、中間層１２と負極活物質含有層３ｂとがこの順に形成されている。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、それぞれ、中間層１２と負極活物質含有層３ｂとがこの順に形成されている。
【０１３７】
正極５は、正極集電体５ａと中間層１２と正極活物質含有層５ｂとを含む。正極集電体５ａの両面には、それぞれ、中間層１２と正極活物質含有層５ｂとがこの順に形成されている。
【０１３８】
図４に示すように、負極端子６及び正極端子７は、捲回型の電極群１の外周端近傍に位置している。この負極端子６は、負極集電体３ａの最外殻に位置する部分に接続されている。また、正極端子７は、正極集電体５ａの最外殻に位置する部分に接続されている。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の内面には、熱可塑性樹脂層が設置されており、これが熱融着されていることにより、袋状外装部材２の開口部が閉じられている。
【０１３９】
実施形態に係る二次電池は、図４及び図５に示す構成の二次電池に限らず、例えば図６及び図７に示す構成の電池であってもよい。
【０１４０】
図６は、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である。図７は、図６に示す二次電池のＢ部を拡大した断面図である。
【０１４１】
図６及び図７に示す二次電池１００は、図６及び図７に示す電極群１と、図６に示す外装部材２と、図示しない電解質とを具備する。電極群１及び電解質は、外装部材２内に収納されている。電解質は、電極群１に保持されている。
【０１４２】
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。
【０１４３】
電極群１は、図７に示すように、積層型の電極群である。積層型の電極群１は、負極３と正極５とをその間にセパレータ４を介在させながら交互に積層した構造を有している。
【０１４４】
電極群１は、複数の負極３を含んでいる。図７では、図示するのを省略しているが、負極３が含む負極集電体３ａの両面には、それぞれ、中間層１２と負極活物質含有層３ｂとがこの順に形成されている。
【０１４５】
また、電極群１は、複数の正極５を含んでいる。図７では、図示するのを省略しているが、正極５が含む正極集電体５ａの両面には、それぞれ、中間層１２と正極活物質含有層５ｂとがこの順に形成されている。
【０１４６】
各負極３の負極集電体３ａは、その一辺において、いずれの表面にも中間層１２及び負極活物質含有層３ｂが担持されていない部分３ｃを含む。この部分３ｃは、負極集電タブとして働く。図７に示すように、負極集電タブとして働く部分３ｃは、正極５と重なっていない。また、複数の負極集電タブ（部分３ｃ）は、帯状の負極端子６に電気的に接続されている。帯状の負極端子６の先端は、外装部材２の外部に引き出されている。
【０１４７】
また、図示しないが、各正極５の正極集電体５ａは、その一辺において、いずれの表面にも中間層１２及び正極活物質含有層５ｂが担持されていない部分を含む。この部分は、正極集電タブとして働く。正極集電タブは、負極集電タブ（部分３ｃ）と同様に、負極３と重なっていない。また、正極集電タブは、負極集電タブ（部分３ｃ）に対し電極群１の反対側に位置する。正極集電タブは、帯状の正極端子７に電気的に接続されている。帯状の正極端子７の先端は、負極端子６とは反対側に位置し、外装部材２の外部に引き出されている。
【０１４８】
第２の実施形態に係る二次電池は、第１の実施形態に係る電極を含んでいる。そのため、第２の実施形態に係る二次電池は、サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる。
【０１４９】
（第３の実施形態）
第３の実施形態によると、組電池が提供される。第３の実施形態に係る組電池は、第２の実施形態に係る二次電池を複数個具備している。
【０１５０】
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。
【０１５１】
次に、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。
【０１５２】
図８は、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８に示す組電池２００は、５つの単電池１００ａ〜１００ｅ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１００ａ〜１００ｅのそれぞれは、第２の実施形態に係る二次電池である。
【０１５３】
バスバー２１は、例えば、１つの単電池１００ａの負極端子６と、隣に位置する単電池１００ｂ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８の組電池２００は、５直列の組電池である。例を図示しないが、電気的に並列に接続されている複数の単電池を含む組電池では、例えば、複数の負極端子同士がバスバーにより接続されるとともに複数の正極端子同士がバスバーにより接続されることで、複数の単電池が電気的に接続され得る。
【０１５４】
５つの単電池１００ａ〜１００ｅのうち少なくとも１つの電池の正極端子７は、外部接続用の正極側リード２２に電気的に接続されている。また、５つの単電池１００ａ〜１００ｅうち少なくとも１つの電池の負極端子６は、外部接続用の負極側リード２３に電気的に接続されている。
【０１５５】
第３の実施形態に係る組電池は、第２の実施形態に係る二次電池を具備する。従って、第３の実施形態に係る組電池は、サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる。
【０１５６】
（第４の実施形態）
第４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３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３の実施形態に係る組電池の代わりに、単一の第２の実施形態に係る二次電池を具備していてもよい。
【０１５７】
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、二次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。
【０１５８】
また、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、外部に二次電池からの電流を出力するため、及び／又は二次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。
【０１５９】
次に、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。
【０１６０】
図９は、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１０は、図９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。
【０１６１】
図９及び図１０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。
【０１６２】
図９に示す収容容器３１は、長方形の底面を有する有底角型容器である。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、矩形型の形状を有する。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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
複数の単電池１００の少なくとも１つは、第３の実施形態に係る二次電池である。複数の単電池１００の各々は、図１０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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
正極側リード２２の一端は、組電池２００に接続されている。正極側リード２２の一端は、１以上の単電池１００の正極と電気的に接続されている。負極側リード２３の一端は、組電池２００に接続されている。負極側リード２３の一端は、１以上の単電池１００の負極と電気的に接続されている。
【０１６７】
プリント配線基板３４は、収容容器３１の内側面のうち、一方の短辺方向の面に沿って設置されている。プリント配線基板３４は、正極側コネクタ３４２と、負極側コネクタ３４３と、サーミスタ３４５と、保護回路３４６と、配線３４２ａ及び３４３ａと、通電用の外部端子３５０と、プラス側配線（正側配線）３４８ａと、マイナス側配線（負側配線）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の一側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。
【０１６８】
正極側コネクタ３４２に、正極側リード２２の他端２２ａが電気的に接続されている。負極側コネクタ３４３に、負極側リード２３の他端２３ａが電気的に接続されている。
【０１６９】
サーミスタ３４５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３４５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３４６に送信する。
【０１７０】
通電用の外部端子３５０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３５０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。通電用の外部端子３５０は、正側端子３５２と負側端子３５３とを含む。
【０１７１】
保護回路３４６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３４６は、プラス側配線３４８ａを介して正側端子３５２と接続されている。保護回路３４６は、マイナス側配線３４８ｂを介して負側端子３５３と接続されている。また、保護回路３４６は、配線３４２ａを介して正極側コネクタ３４２に電気的に接続されている。保護回路３４６は、配線３４３ａを介して負極側コネクタ３４３に電気的に接続されている。更に、保護回路３４６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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
保護回路３４６は、複数の単電池１００の充放電を制御する。また、保護回路３４６は、サーミスタ３４５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３４６と外部機器への通電用の外部端子３５０（正側端子３５２、負側端子３５３）との電気的な接続を遮断する。
【０１７４】
サーミスタ３４５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。
【０１７５】
なお、保護回路３４６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。
【０１７６】
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３５０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３５０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３５０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３５０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。
【０１７７】
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の正側端子と負側端子としてそれぞれ用いてもよい。
【０１７８】
このような電池パックは、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。この電池パックは、具体的には、例えば、電子機器の電源、定置用電池、各種車両の車載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。この電池パックは、車載用電池として特に好適に用いられる。
【０１７９】
第４の実施形態に係る電池パックは、第２の実施形態に係る二次電池又は第３の実施形態に係る組電池を備えている。したがって、第４の実施形態によると、サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる二次電池又は組電池を備えた電池パックを提供することができる。
【０１８０】
（第５の実施形態）
第５の実施形態によると、車両が提供される。この車両は、第４の実施形態に係る電池パックを搭載している。
【０１８１】
第５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。車両は、この車両の運動エネルギーを回生エネルギーに変換する機構を含んでいてもよい。
【０１８２】
第５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、アシスト自転車、及び鉄道用車両が挙げられる。
【０１８３】
第５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。
【０１８４】
第５の実施形態に係る車両は、複数の電池パックを搭載してもよい。この場合、それぞれの電池パックが含む電池同士は、電気的に直列に接続されてもよく、電気的に並列に接続されてもよく、又は直列接続及び並列接続を組み合わせて電気的に接続されてもよい。例えば、各電池パックが組電池を含む場合は、組電池同士が電気的に直列に接続されてもよく、又は電気的に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電気的に接続されてもよい。或いは、各電池パックが単一の電池を含む場合は、それぞれの電池同士が電気的に直列に接続されてもよく、電気的に並列に接続されてもよく、又は直列接続及び並列接続を組み合わせて電気的に接続されてもよい。
【０１８５】
次に、第５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。
【０１８６】
図１１は、実施形態に係る車両の一例を概略的に示す部分透過図である。
【０１８７】
図１１に示す車両４００は、車両本体４０と、実施形態に係る電池パック３００とを含んでいる。図１１に示す例では、車両４００は、四輪の自動車である。
【０１８８】
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が含む電池（例えば、単電池または組電池）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。
【０１８９】
図１１では、電池パック３００が車両本体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例を図示している。上述したとおり、電池パック３００は、例えば、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。
【０１９０】
次に、図１２を参照しながら、第５の実施形態に係る車両の実施態様について説明する。
【０１９１】
図１２は、第５の実施形態に係る車両における電気系統に関する制御システムの一例を概略的に示した図である。図１２に示す車両４００は、電気自動車である。
【０１９２】
図１２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の上位の制御装置である車両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。
【０１９３】
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１２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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
電池パック３００ａは、組電池２００ａと組電池監視装置３０１ａ（例えば、ＶＴＭ：Voltage Temperature Monitoring）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〜３００ｃＣは、前述の電池パック３００と同様の電池パックであり、組電池２００ａ〜２００ｃは、前述の組電池２００と同様の組電池である。組電池２００ａ〜２００ｃは、電気的に直列に接続されている。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。
【０１９６】
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の実施形態に係る二次電池である。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。
【０１９７】
電池管理装置４１１は、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のそれぞれについて電圧及び温度などに関する情報を収集する。これにより、電池管理装置４１１は、車両用電源４１の保全に関する情報を収集する。
【０１９８】
電池管理装置４１１と組電池監視装置３０１ａ〜３０１ｃとは、通信バス４１２を介して接続されている。通信バス４１２では、１組の通信線が複数のノード（電池管理装置４１１と１つ以上の組電池監視装置３０１ａ〜３０１ｃと）で共有されている。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。
【０１９９】
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。
【０２００】
車両用電源４１は、正極端子４１３と負極端子４１４との間の電気的な接続の有無を切り替える電磁接触器（例えば図１２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になるプリチャージスイッチ（図示せず）、及び、組電池２００ａ〜２００ｃからの出力が負荷へ供給されるときにオンになるメインスイッチ（図示せず）を含んでいる。プリチャージスイッチ及びメインスイッチのそれぞれは、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に切り替わるリレー回路（図示せず）を備えている。スイッチ装置４１５等の電磁接触器は、電池管理装置４１１又は車両４００全体の動作を制御する車両ＥＣＵ４２からの制御信号に基づいて、制御される。
【０２０１】
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又は車両全体の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、制御される。インバータ４４が制御されることにより、インバータ４４からの出力電圧が調整される。
【０２０２】
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。駆動モータ４５の回転によって発生する駆動力は、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。
【０２０３】
また、図示はしていないが、車両４００は、回生ブレーキ機構（リジェネレータ）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。変換された直流電流は、車両用電源４１に入力される。
【０２０４】
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４１７に接続されている。接続ラインＬ１には、負極端子４１４と負極入力端子４１７との間に電池管理装置４１１内の電流検出部（電流検出回路）４１６が設けられている。
【０２０５】
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、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４１８に接続されている。接続ラインＬ２には、正極端子４１３と正極入力端子４１８との間にスイッチ装置４１５が設けられている。
【０２０６】
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。
【０２０７】
車両ＥＣＵ４２は、運転者などの操作入力に応答して電池管理装置４１１を含む他の管理装置及び制御装置とともに車両用電源４１、スイッチ装置４１５、及びインバータ４４等を協調制御する。車両ＥＣＵ４２等の協調制御によって、車両用電源４１からの電力の出力及び車両用電源４１の充電等が制御され、車両４００全体の管理が行われる。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。
【０２０８】
第５の実施形態に係る車両は、第４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５の実施形態によると、サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる電池パックを備えた車両を提供することができる。
【０２０９】
［実施例］
以下に実施例を説明するが、実施形態は、以下に記載される実施例に限定されるものではない。
【０２１０】
（実施例１）
＜中間層（アンダーコート層）の作製＞
結着剤としてＰＶｄＦを０．５重量％含んだＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液に、導電性を有する物質として平均一次粒子径が１０ｎｍのカーボンブラックを３０重量％の量で分散させて、アンダーコート層形成用のスラリーを調製した。溝が格子状に形成されたグラビアロールを用いて、厚さ１５μｍのアルミニウム合金箔（純度９９％）の片面上にこのスラリーを塗布（転写）した。グラビアロールの溝の幅は０．０００１ｍｍであり、溝の間隔は０．０００１ｍｍであり、溝の深さは０．００１ｍｍであった。スラリーの塗布により形成される複数の開口部の形状は、全て正方形（略正方形）とした。このスラリーを乾燥させて、集電体上にアンダーコート層を備えた積層体を得た。
【０２１１】
＜正極の作製＞
正極活物質として一次粒子の平均粒子径が０．００２ｍｍのＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2複合酸化物を９０重量％、導電剤として黒鉛粉末を５重量％、結着剤として５重量％のＰＶｄＦを配合して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散して、活物質含有層形成用のスラリーを調製した。上記の配合量は、それぞれ、正極活物質含有層の重量に対する重量である。調製したスラリーを、先に作製した積層体のアンダーコート層を有する面に塗布し、乾燥して、プレス前の正極を得た。プレス前の正極にプレスを施して、正極活物質含有層の厚さが４０μｍの正極を作製した。
【０２１２】
＜ＳＥＭ観察及びＥＤＸによる元素分析＞
第１の実施形態に記載した方法で、作製した正極に対してＳＥＭ−ＥＤＸ観察を行い、アンダーコート層における単位面積ＳAに対する開口部の総面積ＳB、開口割合Ｓ、開口部１つ当たりの面積Ｓ１を測定した。その結果、アンダーコート層における単位面積ＳAは、１．４４ｍｍ2であり、開口部の総面積ＳBは０．３６ｍｍ2であり、開口部１つ当たりの面積Ｓ１は０．０１ｍｍ2であった。それ故、開口割合Ｓ（比ＳB／ＳA）は０．２５であった。また、正極活物質粒子の平均一次粒子径は０．００２ｍｍであるため、比Ｓ／ｒは１２５であった。
【０２１３】
＜負極の作製＞
負極活物質粒子として、平均一次粒子径が０．０００６ｍｍであり、比表面積が１０ｍ2／ｇのＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12粒子と、導電剤として平均粒子径が６μｍ黒鉛粉末と、結着剤としてＰＶｄＦとを準備した。負極活物質粒子、導電剤及び結着剤を、それぞれ負極全体に対して９４重量％、４重量％及び２重量％の割合で配合してＮＭＰ溶媒に分散した。この分散液を、ボールミルを用いて、回転数が１０００ｒｐｍ、攪拌時間が２時間の条件で攪拌してスラリーを調製した。得られたスラリーを、厚さ１５μｍのアルミニウム合金箔（純度９９．３％）の片面に塗布し、塗膜を乾燥することで集電体及び活物質含有層からなる積層体を得た。この積層体にプレスを施して、負極活物質含有層の厚さが５９μｍ、電極密度が２．２ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。この負極はアンダーコート層を有していない。
【０２１４】
＜非水電解質の調製＞
プロピレンカーボネート（ＰＣ）及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：２で混合し、混合溶媒を調製した。この混合溶媒中に、ＬｉＰＦ6を１Ｍの濃度で溶解させて非水電解質を調製した。
【０２１５】
＜二次電池の作製＞
上記で得られた正極と、厚さが２０μｍの不織布であるセパレータと、負極とを、正極の活物質含有層及び負極の活物質含有層が向かい合うように、これらの間にセパレータを介在させて積層して、積層体を得た。次に、この積層体を、負極が最外周に位置するように渦巻き状に捲回して電極群を作製した。これを９０℃で加熱プレスすることにより、扁平型電極群を作製した。得られた電極群を、厚さが０．２５ｍｍのステンレスからなる薄型の金属缶に収納した。なお、この金属缶には、内圧が２気圧以上になるとガスをリークする弁が設置されている。この金属缶に電解質を注液することで二次電池を作製した。
【０２１６】
＜抵抗上昇率及びサイクル寿命特性評価＞
作製した二次電池に対し、充電状態（SOC: State of Charge）が５０％の状態で、２５℃の環境下、交流インピーダンス測定を行った。ｘ軸との交点をＡＣ抵抗とし、得られた円弧から算出される電荷移動抵抗と、上記ＡＣ抵抗との和をＤＣ抵抗とした。また、２５℃環境下で電池をサイクル試験に供した。充放電では、まず、２５℃の環境下で電池を３．０Ｖまで１Ｃで充電した後、１．７Ｖまで１Ｃで放電する。これを１つの充放電サイクルとし、初回の放電容量を測定した。この充放電サイクルを１０００回繰り返し、１０００回サイクル後の放電容量を測定した。初回の放電容量に対する、１０００回サイクル後の放電容量から容量維持率を算出した。容量維持率は、サイクル寿命特性の指標となる。更に、１０００回サイクル後の電池に対し、上記と同様に交流インピーダンス測定を行った。初期に測定した２５℃での各抵抗に対する、１０００回後の各抵抗変化率（１０００回後の抵抗／初期の抵抗×１００）を算出した。
【０２１７】
以上の結果を下記の表１及び表２にまとめる。表１及び表２には、後述する実施例２〜３２の結果も示している。
【０２１８】
（実施例２〜７）
開口部１つ当たりの面積Ｓ１、開口部総面積ＳB、開口割合Ｓ、比Ｓ／ｒ及び比Ｓ１／ｒを表１に示すように変化させたことを除いて、実施例１と同様の方法で実施例２〜７に係る二次電池を作製した。
【０２１９】
（実施例８〜１５）
開口部の総面積ＳB、開口割合Ｓ及び比Ｓ／ｒを表１に示すように変化させたことを除いて、実施例１と同様の方法で実施例８〜１５に係る二次電池を作製した。
【０２２０】
（実施例１６〜１９）
開口部の形状を、表１に示すように変化させたことを除いて、実施例１と同様の方法で実施例１６〜１９に係る二次電池を作製した。
【０２２１】
（実施例２０〜２５）
正極活物質粒子として、表２に示すものを使用したことを除いて、実施例１と同様の方法で実施例２０〜２５に係る二次電池を作製した。
【０２２２】
（実施例２６〜３１）
アンダーコート層が含む導電性を有する物質として、表１に示すものを使用したことを除いて、実施例１と同様の方法で実施例２６〜３１に係る二次電池を作製した。なお、実施例２６〜３１の各例において、アンダーコート層に占める導電性を有する物質の重量は、実施例１と同一である。実施例２８において、カーボンブラック及びグラファイトの重量比は５０：５０とした。実施例２９において、カーボンブラック及びカーボンナノチューブの重量比は９９：１とした。実施例３０において、グラファイト及びカーボンナノチューブの重量比は９９：１とした。実施例３１において、グラファイト、カーボンブラック及びカーボンナノチューブの重量比は４９．５：４９．５：１とした。
【０２２３】
（実施例３２）
＜正極の作製＞
正極活物質として、一次粒子の平均粒子径が０．００２ｍｍのＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2複合酸化物を９０重量％、導電剤として黒鉛粉末を５重量％、結着剤として５重量％のＰＶｄＦを配合して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散して、活物質含有層形成用のスラリーを調製した。上記の配合量は、それぞれ、正極活物質含有層の重量に対する重量である。調製したスラリーを、厚さ１５μｍのアルミニウム合金箔（純度９９％）の片面上に塗布し、乾燥して積層体を得た。この積層体にプレスを施して、片面の正極活物質含有層の厚さが４０μｍの正極を作製した。この正極はアンダーコート層を有していない。
【０２２４】
＜負極の作製＞
まず、実施例１に記載したのと同様の方法で、アンダーコート層を備えた積層体を作製した。
【０２２５】
次に、負極活物質粒子として、平均一次粒子径が０．００１ｍｍのＮｂ2ＴｉＯ7粒子と、導電剤として平均粒子径が６μｍ黒鉛粉末と、結着剤としてＰＶｄＦとを準備した。負極活物質粒子、導電剤及び結着剤を、それぞれ負極全体に対して９４重量％、４重量％及び２重量％の割合で配合してＮＭＰ溶媒に分散した。この分散液を、ボールミルを用いて、回転数が１０００ｒｐｍ、攪拌時間が２時間の条件で攪拌してスラリーを調製した。得られたスラリーを、予め作製した積層体のアンダーコート層を有する面に塗布し、乾燥させることで、プレス前の負極を得た。プレス前の負極にプレスを施し、負極活物質含有層の厚さが５９μｍの負極を作製した。
【０２２６】
＜ＳＥＭ観察及びＥＤＸによる元素分析＞
第１の実施形態に記載した方法で、作製した負極に対してＳＥＭ−ＥＤＸ観察を行い、アンダーコート層における単位面積ＳAに対する開口部の総面積ＳB、開口割合Ｓ、開口部１つ当たりの面積Ｓ１を測定した。その結果、アンダーコート層における単位面積ＳAは、１．４４ｍｍ2であり、開口部の総面積ＳBは０．３６ｍｍ2であり、開口部１つ当たりの面積Ｓ１は０．０１ｍｍ2であった。それ故、開口割合Ｓ（比ＳB／ＳA）は０．２５であった。また、負極活物質粒子の平均一次粒子径は０．００１ｍｍであるため、比Ｓ／ｒは２５０であった。
【０２２７】
＜非水電解質の調製＞
プロピレンカーボネート（ＰＣ）及びジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：２で混合し、混合溶媒を調製した。この混合溶媒中に、ＬｉＰＦ6を１Ｍの濃度で溶解させて非水電解質を調製した。
【０２２８】
＜二次電池の作製＞
上記で得られた正極と、厚さが２０μｍの不織布であるセパレータと、負極とを、正極の活物質含有層及び負極の活物質含有層が向かい合うように、これらの間にセパレータを介在させて積層して、積層体を得た。次に、この積層体を、負極が最外周に位置するように渦巻き状に捲回して電極群を作製した。これを９０℃で加熱プレスすることにより、扁平型電極群を作製した。得られた電極群を、厚さが０．２５ｍｍのステンレスからなる薄型の金属缶に収納した。なお、この金属缶には、内圧が２気圧以上になるとガスをリークする弁が設置されている。この金属缶に電解質を注液することで二次電池を作製した。
【０２２９】
＜抵抗上昇率及びサイクル寿命特性評価＞
実施例１に記載したのと同様の方法で、実施例３２に係る二次電池の抵抗上昇率及びサイクル寿命特性を評価した。
【０２３０】
以上の結果を表３及び表４にまとめる。表３及び表４には、後述する実施例３３〜５５の結果、並びに、比較例１〜６の結果も示している。
【０２３１】
（実施例３３〜３８）
開口部１つ当たりの面積Ｓ１、開口部総面積ＳB、開口割合Ｓ、比Ｓ／ｒ及び比Ｓ１／ｒを表３に示すように変化させたことを除いて、実施例３２と同様の方法で実施例３３〜３８に係る二次電池を作製した。
【０２３２】
（実施例３９〜４６）
開口部の総面積ＳB、開口割合Ｓ及び比Ｓ／ｒを表３に示すように変化させたことを除いて、実施例３２と同様の方法で実施例３９〜４６に係る二次電池を作製した。
【０２３３】
（実施例４７〜５０）
開口部の形状を、表３に示すように変化させたことを除いて、実施例３２と同様の方法で実施例４７〜５０に係る二次電池を作製した。
【０２３４】
（実施例５１〜５３）
負極活物質粒子として、表４に示すものを使用したことを除いて、実施例３２と同様の方法で実施例５１〜５３に係る二次電池を作製した。
【０２３５】
（実施例５４）
実施例５１に記載したのと同様の方法で、アンダーコート層を備えた負極を作製したことを除いて、実施例１と同様の方法で二次電池を作製した。つまり、実施例５４に係る二次電池が備える正極及び負極は、いずれもアンダーコート層を備えていた。表３の「開口部１つ当たりの面積Ｓ１」、「開口部総面積ＳB」、「開口割合Ｓ」、「開口部形状」、「比Ｓ／ｒ」及び「比Ｓ１／ｒ」の列には、負極に形成したアンダーコート層に関する各種パラメータを示している。
【０２３６】
（実施例５５）
実施例３２に記載したのと同様の方法で、アンダーコート層を備えた負極を作製したことを除いて、実施例１と同様の方法で二次電池を作製した。つまり、実施例５５に係る二次電池が備える正極及び負極は、いずれもアンダーコート層を備えていた。表３の「開口部１つ当たりの面積Ｓ１」、「開口部総面積ＳB」、「開口割合Ｓ」、「開口部形状」、「比Ｓ／ｒ」及び「比Ｓ１／ｒ」の列には、負極に形成したアンダーコート層に関する各種パラメータを示している。
【０２３７】
（比較例１）
実施例３２に記載したのと同様の方法で、アンダーコート層を備えていない正極を作製したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で二次電池を作製した。つまり、比較例１に係る二次電池が備える正極及び負極は、いずれもアンダーコート層を備えていなかった。表３の比較例１においては、導電性を有する物質の欄に、ｂａｒｅと記載している。
【０２３８】
（比較例２）
以下の手順で正極及び負極を作製したことを除いて、実施例１と同様の方法で二次電池を作製した。
【０２３９】
＜正極の作製＞
正極活物質として、一次粒子の平均粒子径が０．００２ｍｍのＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2複合酸化物を９０重量％、導電剤として黒鉛粉末を５重量％、結着剤として５重量％のＰＶｄＦを配合して、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶媒に分散して、活物質含有層形成用のスラリーを調製した。上記の配合量は、それぞれ、正極活物質含有層の重量に対する重量である。
【０２４０】
集電体として、厚さが１５μｍであり、厚さ方向に伸びるエッジ（ひび割れ）が表面に複数存在するアルミニウム箔（エッジド箔）を準備した。
【０２４１】
先に調製したスラリーを、上記のアルミニウム箔のエッジが存在する面に塗布し、乾燥して積層体を得た。この積層体にプレスを施して正極を作製した。この正極はアンダーコート層を有していない。
【０２４２】
＜負極の作製＞
負極活物質粒子として、平均一次粒子径が０．６μｍであり、比表面積が１０ｍ2／ｇのＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12粒子と、導電剤として平均粒子径が６μｍ黒鉛粉末と、結着剤としてＰＶｄＦとを準備した。負極活物質粒子、導電剤及び結着剤を、それぞれ負極全体に対して９４重量％、４重量％及び２重量％の割合で配合してＮＭＰ溶媒に分散した。この分散液を、ボールミルを用いて、回転数が１０００ｒｐｍ、攪拌時間が２時間の条件で攪拌してスラリーを調製した。
【０２４３】
集電体として、厚さが１５μｍであり、厚さ方向に伸びるエッジ（ひび割れ）が表面に複数存在するアルミニウム箔（エッジド箔）を準備した。
【０２４４】
先に調製したスラリーを、上記のアルミニウム箔のエッジが存在する面に塗布し、乾燥して積層体を得た。この積層体にプレスを施して負極を作製した。この負極はアンダーコート層を有していない。
【０２４５】
表３の比較例２においては、導電性を有する物質の欄に、ｅｄｇｅｄと記載している。
【０２４６】
（比較例３）
開口部の総面積ＳBを０．０００４ｍｍ2とすることにより開口割合Ｓを０．０００３とし、比Ｓ／ｒを０．１５に変化させたことを除いて、実施例１と同様の方法で二次電池を作製した。
【０２４７】
（比較例４）
開口部の総面積ＳBを１．４１ｍｍ2とすることにより開口割合Ｓを０．９８とし、比Ｓ／ｒを１９６０に変化させたことを除いて、実施例１と同様の方法で二次電池を作製した。
【０２４８】
（比較例５）
グラビアロールとして溝の無いものを使用することにより、正極が備えるアンダーコート層に開口部を設けなかったことを除いて、実施例１と同様の方法で比較例５に係る二次電池を作製した。
【０２４９】
（比較例６）
まず、比較例５と同様の方法で、開口部を有していないべた塗りのアンダーコート層を正極集電体上に作製した。その後、このアンダーコート層上に、実施例１で使用したグラビアロールと同一のグラビアロールを用いて、更にアンダーコート層を作製した。つまり、比較例６において作製されたアンダーコート層は開口部を有していなかったが、実施例１で形成されたアンダーコート層と同様の凹凸を有するアンダーコート層であった。
【０２５０】
上記の通りに正極が備えるアンダーコート層を作製したことを除いて、実施例１と同様の方法で比較例６に係る二次電池を作製した。
【０２５１】
【表１】
2020149830.tif 000003
【０２５２】
【表２】
2020149830.tif 000004
【０２５３】
【表３】
2020149830.tif 000005
【０２５４】
【表４】
2020149830.tif 000006
【０２５５】
表１〜４から以下のことが分かる。
【０２５６】
実施例１〜５５は、何れも比Ｓ／ｒが１以上１７００以下の範囲内にある例である。これら実施例１〜５５は、比較例１〜６と比較して容量維持率、ＡＣ抵抗上昇率及びＤＣ抵抗上昇率に優れていることが分かる。ＡＣ抵抗上昇率が低い例は、活物質含有層の剥離を抑制できている傾向、即ち接触抵抗の上昇を有意に抑制できている傾向がある。一方、ＤＣ抵抗上昇率が低い例は、反応抵抗及び拡散抵抗の上昇を有意に抑制できている傾向がある。
【０２５７】
実施例８〜１５及び実施例３９〜４６に示すように、開口部の総面積ＳBを変化させた場合、開口部の総面積ＳBが０．０１ｍｍ2〜０．５２ｍｍ2であると、優れたサイクル寿命特性を示し、抵抗上昇を抑制できたことがわかる。これは、負極にアンダーコート層を設けた実施例３９〜４６において示されている。
【０２５８】
実施例３２〜３８に関して、開口部１つ当たりの面積Ｓ１と、活物質粒子の平均一次粒子径との比Ｓ１／ｒが１０〜５０の範囲内にある実施例３２〜３４は、比Ｓ１／ｒが１００〜１０００の範囲内にある実施例３５〜３８と比較してより優れたサイクル寿命特性を示し、抵抗上昇を顕著に抑制できたことがわかる。開口割合Ｓが同一である場合、開口部１つ当たりの面積Ｓ１が小さいということは、複数の開口部がアンダーコート層において数多く設けられていることを意味する。それ故、開口部１つ当たりの面積Ｓ１が比較的小さいと、アンダーコート層のアンカー効果が良好に発揮されると考えられる。
【０２５９】
比較例１及び２と、実施例１とを対比すると、アンダーコート層を有していない比較例１及び２は、実施例１と比較してサイクル寿命特性に劣り、ＡＣ抵抗及びＤＣ抵抗の上昇率も高いことが分かる。表面が滑らかな、むき出しの（アンダーコート層を有していない）アルミニウム集電体を備えた比較例１は、充放電サイクルを繰り返すことによる活物質含有層の剥離が進行したと考えられる。また、比較例２のように、表面にひび割れを有するアルミニウム集電体を使用しても、アンダーコート層を有していないため、活物質含有層の剥離強度が十分ではなかった可能性がある。
【０２６０】
比Ｓ／ｒが１未満である比較例３、及び、比Ｓ／ｒが１７００超の比較例４は、実施例１と比較してサイクル寿命特性に劣り、ＡＣ抵抗及びＤＣ抵抗の上昇率も高いことが分かる。
【０２６１】
比較例５及び６のように、開口部を有していないアンダーコート層を設けた場合、サイクル寿命特性に劣るだけでなく、ＡＣ抵抗及びＤＣ抵抗の上昇率も高い傾向にある。
【０２６２】
以上に述べた少なくとも１つの実施形態及び実施例によると、電極が提供される。電極は、集電体、導電性を有する物質を含む中間層、及び、活物質粒子を含む活物質含有層をこの順に備える。中間層は、開口部を有すると共に下記式（１）を満たす。
【０２６３】
１≦Ｓ／ｒ≦１７００・・・（１）
上記式（１）において、Ｓは、前記アンダーコート層における単位面積ＳAに対する、前記開口部の総面積ＳBの比ＳB／ＳAであり、前記ｒは、前記活物質粒子の平均一次粒子径である。
【０２６４】
この電極によると、サイクル寿命特性に優れ、電気的な抵抗上昇を抑制することができる二次電池を実現することができる。
【０２６５】
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、発明の趣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同時に、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ものである。
【符号の説明】
【０２６６】
１…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、３ｃ…負極集電タブ、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、１０…電極、１１…集電体、１２…中間層、１３…活物質含有層、２１…バスバー、２２…正極側リード、２２ａ…他端、２３…負極側リード、２３ａ…他端、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…二次電池、１２０…開口部、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、３４２…正極側コネクタ、３４３…負極側コネクタ、３４５…サーミスタ、３４４…保護回路、３４２ａ…配線、３４３ａ…配線、３５０…通電用の外部端子、３５２…正側端子、３５３…負側端子、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、４１６…電流検出部、４１７…負極入力端子、４１８…正極入力端子、Ｌ１…接続ライン、Ｌ２…接続ライン、Ｗ…駆動輪。
【図１】
2020149830.tif 000007
【図２】
2020149830.tif 000008
【図３】
2020149830.tif 000009
【図４】
2020149830.tif 000010
【図５】
2020149830.tif 000011
【図６】
2020149830.tif 000012
【図７】
2020149830.tif 000013
【図８】
2020149830.tif 000014
【図９】
2020149830.tif 000015
【図１０】
2020149830.tif 000016
【図１１】
2020149830.tif 000017
【図１２】
2020149830.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】令和1年7月8日(2019.7.8)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１５−１１１５５４号公報
【特許文献２】再公表２０１６−１９４７４７号公報
【特許文献３】特開２０１２−０７２３９６号公報