(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極活物質を含む正極合材を、貫通孔を有する正極用集電体上に形成してなる正極部材と、負極活物質を含む負極合材を、貫通孔を有する負極用集電体上に形成してなる負極部材とが、セパレータ部材を介して積層された積層構造体と、電解質とを備えた蓄電要素と、
前記蓄電要素を収容する外装体と、
前記正極用集電体に接続され、一部が前記外装体から外部に引き出された正極リード端子と、
前記負極用集電体に接続され、一部が前記外装体から外部に引き出された負極リード端子と
を備えたリチウムイオン二次電池において、
前記積層構造体を構成する前記正極部材および前記負極部材に用いられている前記正極用集電体および前記負極用集電体のうち、積層方向の最も外側に位置する集電体として、貫通孔が形成されていない集電体が用いられていること
を特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記積層構造体の一方側および他方側の最外層の両方が、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた正極部材であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
前記積層構造体の一方側および他方側の最外層の両方が、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた負極部材であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記積層構造体の一方側の最外層が、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた正極部材であり、他方側の最外層が、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた負極部材であることを特徴とする請求項１記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記正極用集電体として、アルミニウム箔が用いられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
前記負極用集電体として、銅箔が用いられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
前記負極部材を構成する負極活物質が、グラファイト、ソフトカーボン、およびハードカーボンからなる群より選ばれる少なくとも１種の炭素系材料を主たる成分とするものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池に関し、詳しくは、正極活物質を含む正極合材を正極集電体上に配設してなる正極部材と、負極活物質を含む負極合材を負極集電体上に配設してなる負極部材とを、セパレータ部材を介して積層した積層構造体と、電解質とを備えた蓄電要素を、外装体内に収容した構造を有するリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池、電気二重層キャパシタ、リチウムイオンキャパシタなどに代表される高エネルギー密度の蓄電デバイスは、集電体（例えば、シート状の集電箔（アルミニウム箔または銅箔など））に、活物質（活性炭、リチウム複合酸化物、炭素など）を含む合材（正極合材および負極合材）を塗工することにより形成されたシート状の正極部材および負極部材を、両者間の接触による短絡を防ぐためのシート状のセパレータ部材を介して積層することにより構成された蓄電要素と、電解質（例えば、電解液）とが、外装体内に収容された構造を有している。
【０００３】
そのような蓄電デバイスの１つとして、シート状の正極と負極とがセパレータを介して対向配置されてなる１単位の発電要素が１単位以上積層されてなる電極積層体が、電解液とともに外装体内に密封封止されてなる蓄電素子であって、正極と負極を構成する集電体として、シート状の多孔体に導電体をメッキしてなる集電体を用いた蓄電素子（蓄電デバイス）が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
この蓄電デバイスにおいては、正極部材および負極部材を構成する集電体に、多孔体に導電体をメッキしてなる集電体が用いられていることから、その表裏両主面に塗布される活物質との接触面積の増大、イオン伝導パスの増加などで、低抵抗化を図ることが可能になる。
【０００５】
しかしながら、複数の正極部材と負極部材をセパレータを介して交互に積層して積層構造とした場合、最外層の電極（正極部材あるいは負極部材）においては、集電体の両主面に電極材料（正極合材あるいは負極合材）が塗工されており、表裏の電極材料が貫通孔を経て通じているため、最外層の正極部材あるいは負極部材と、該正極部材あるいは負極部材が対向する積層構造体の内側の層とでは、電極容量（正極容量あるいは負極容量）に差異が生じ、結果として、リチウムの析出や、それによるサイクル特性（耐用性）の劣化などを生じるという問題点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−９９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記課題を解決するものであり、正極部材および負極部材を構成する主要な集電体に、貫通孔を有する集電体を用いた場合にも、正極部材と負極部材の反応分布を抑えることが可能で、蓄電特性や安全性に優れたリチウムイオン二次電池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】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明のリチウムイオン二次電池は、
正極活物質を含む正極合材を、貫通孔を有する正極用集電体上に形成してなる正極部材と、負極活物質を含む負極合材を、貫通孔を有する負極用集電体上に形成してなる負極部材とが、セパレータ部材を介して積層された積層構造体と、電解質とを備えた蓄電要素と、
前記蓄電要素を収容する外装体と、
前記正極用集電体に接続され、一部が前記外装体から外部に引き出された正極リード端子と、
前記負極用集電体に接続され、一部が前記外装体から外部に引き出された負極リード端子と
を備えたリチウムイオン二次電池において、
前記積層構造体を構成する前記正極部材および前記負極部材に用いられている前記正極用集電体および前記負極用集電体のうち、積層方向の最も外側に位置する集電体として、貫通孔が形成されていない集電体が用いられていること
を特徴としている。
【０００９】
また、本発明のリチウムイオン二次電池においては、前記積層構造体の一方側および他方側の最外層の両方を、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた正極部材とすることができる。
【００１０】
また、本発明のリチウムイオン二次電池においては、前記積層構造体の一方側および他方側の最外層の両方を、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた負極部材とすることができる。
【００１１】
また、前記積層構造体の一方側の最外層を、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた正極部材とし、他方側の最外層を、貫通孔が形成されていない前記集電体が用いられた負極部材とすることも可能である。
【００１２】
また、前記正極用集電体として、アルミニウム箔が用いられていることが好ましい。
【００１３】
また、前記負極用集電体として、銅箔が用いられていることが好ましい。
【００１４】
また、前記負極部材を構成する負極活物質が、グラファイト、ソフトカーボン、およびハードカーボンからなる群より選ばれる少なくとも１種の炭素系材料を主たる成分とするものであることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のリチウムイオン二次電池は、正極部材と負極部材を構成する集電体としてイオンを通過させる貫通孔を備えた正極用集電体および負極用集電体を用いる一方で、積層方向の最も外側に位置する集電体として、貫通孔が形成されていない集電体（最外層集電体）を用いるようにしているので、最外層集電体に貫通孔を有する集電体を用いた場合に生じるような、最外層の正極部材または負極部材を構成する活物質が、集電体に形成された貫通孔を経由して反応に寄与し、正極負極間のバランスを崩し、特性劣化やリチウムの析出（例えば、リチウムイオン二次電池がリチウムイオン二次電池である場合）などが生じることを防止することが可能になる。
【００１６】
このように、本発明によれば、主たる集電体として、貫通孔を有するものを用いることにより、その表裏両主面に塗布される活物質と集電体との接触面積の増大、イオン伝導パスの増加などにより、低抵抗化、高特性化を図ることが可能になる一方、最外層となる正極部材あるいは負極部材と、内側の電極部材との間での反応分布を抑えることが可能になり、サイクル特性などに優れた信頼性の高いリチウムイオン二次電池を提供することが可能になる。
【００１７】
また、本発明のリチウムイオン二次電池においては、
(ａ)積層構造体の一方側および他方側の最外層の両方に、貫通孔が形成されていない集電体を用いた正極部材を配設した構成、
(ｂ)積層構造体の一方側および他方側の最外層の両方に、貫通孔が形成されていない集電体を用いた負極部材を配設した構成、
(ｃ)積層構造体の一方側の最外層に、貫通孔が形成されていない集電体を用いた正極部材を配設し、他方側の最外層を、貫通孔が形成されていない集電体を用いた負極部材を配設した構成
のいずれの構成とすることも可能であり、リチウムイオン二次電池の用途や、仕様などに応じた、構成の自由度の高いリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【００１８】
また、正極部材を構成する正極用集電体として、アルミニウム箔を用いることが可能であり、また、負極部材を構成する負極用集電体として、銅箔を用いることが可能であり、その場合、特性に優れた信頼性の高いリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【００１９】
また、負極部材を構成する負極活物質として、グラファイト、ソフトカーボン、およびハードカーボンからなる群より選ばれる少なくとも１種の炭素系材料を主たる成分とするものを用いることにより、蓄電特性や安全性に優れたリチウムイオン二次電池を提供することが可能になり、好ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態にかかるリチウムイオン二次電池（電池１）の構成を模式的に示す概略断面図である。
【図２】本発明の要件を備えていない比較用の電池（電池２）の構成を示す概略断面図である。
【図３】本発明の他の実施形態にかかるリチウムイオン二次電池（電池３）の構成を模式的に示す概略断面図である。
【図４】本発明の要件を備えていない他の比較用の電池（電池４）の構成を示す概略断面図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態にかかるリチウムイオン二次電池（電池５）の構成を模式的に示す概略断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態にかかるリチウムイオン二次電池（電池６）の構成を模式的に示す概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下に本発明の実施形態を示して、本発明の特徴とするところを詳しく説明する。
【００２２】
[１]正極部材の作製
(１)貫通孔を有する集電体を用いた正極部材（第１の正極部材）の作製
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ4で表されるリン酸鉄リチウムを用い、この正極活物質と、導電助剤の炭素材料と、結着剤のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を溶解させたＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを、正極活物質と導電助剤と結着剤との重量比が８６：１０：４になるように配合した。そして、この配合材料を混練して正極合材スラリーを作製した。
【００２３】
それから、この正極合材スラリーを、貫通孔を有するアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、圧延ローラーにより圧延して、第１の正極部材を作製した。貫通孔を有するアルミニウム箔としては、アルミニウム箔にパンチングにより直径が約１００μmの孔を形成した、開口率が約２０％のものを用いた。これは、以下の電池２〜６において用いた貫通孔を有するアルミニウム箔の場合も同様である。
なお、この第１の正極部材においては、単位面積あたりの正極合材の目付け量を、４．８ｍｇ／ｃｍ2、充填密度を１．８５ｇ／ｃｍ3とした。
【００２４】
(２)貫通孔を有さない集電体を用いた正極部材（第２の正極部材）の作製
正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ4で表されるリン酸鉄リチウムを用い、この正極活物質と、導電助剤の炭素材料と、結着剤のポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を溶解させたＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを、正極活物質と導電助剤と結着剤との重量比が８６：１０：４になるように配合した。そして、この配合材料を混練して正極合材スラリーを作製した。
【００２５】
それから、作製した正極合材スラリーを、貫通孔を有さないアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、圧延ローラーにより圧延して、第２の正極部材を作製した。なお、この第２の正極部材においても、単位面積あたりの正極合材の目付け量を、上記第１の正極部材と同様に、４．８ｍｇ／ｃｍ2、充填密度を１．８５ｇ／ｃｍ3とした。
【００２６】
[２]負極部材の作製
(１)貫通孔を有する集電体を用いた負極部材（第１の負極部材）の作製
負極活物質であるグラファイトとソフトカーボンの混合物と、結着剤であるＰＶＤＦを溶解させたＮＭＰ溶液とを、負極活物質と結着剤との重量比が９５：５になるように配合した。このとき、グラファイトとソフトカーボンの混合比が重量比で８５：１５になるように配合した。そして、この配合材料を混練して負極合材スラリーを作製した。
【００２７】
それから、作製した負極合材スラリーを、貫通孔を有する銅箔からなる負極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、圧延ローラーにより圧延して、第１の負極部材を作製した。貫通孔を有する銅箔としては、銅箔にパンチングにより直径が  約１００μｍの孔を形成した、開口率が約２０％のものを用いた。これは、以下の電池２〜６において用いた貫通孔を有する銅箔の場合も同様である。
なお、この第１の負極部材においては、単位面積あたりの負極合材の目付け量を、２．７ｍｇ／ｃｍ2、充填密度を１．３５ｇ／ｃｍ3とした。
【００２８】
(２)貫通孔を有さない集電体を用いた負極部材（第２の負極部材）の作製
負極活物質であるグラファイトとソフトカーボンの混合物と、結着剤であるＰＶＤＦを溶解させたＮＭＰ溶液とを、負極活物質と結着剤との重量比が９５：５になるように配合した。このとき、グラファイトとソフトカーボンの混合比が重量比で８５：１５になるように配合した。そして、この配合材料を混練して負極合材スラリーを作製した。
【００２９】
それから、作製した負極合材スラリーを、貫通孔を有さない銅箔からなる負極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、圧延ローラーにより圧延して、第２の負極部材を作製した。なお、この第２の負極部材においては、単位面積あたりの負極合材の目付け量を、２．７ｍｇ／ｃｍ2、充填密度を１．３５ｇ／ｃｍ3とした。
【００３０】
(３)貫通孔を有さない集電体を用いた負極部材（第３の負極部材）の作製
負極活物質であるグラファイトとソフトカーボンの混合物と、結着剤であるＰＶＤＦを溶解させたＮＭＰ溶液とを、負極活物質と結着剤との重量比が９５：５になるように配合した。このとき、グラファイトとソフトカーボンの混合比が重量比で８５：１５になるように配合した。そして、この配合材料を混練して負極合材スラリーを作製した。
【００３１】
それから、作製した負極合材スラリーを、貫通孔を有さない銅箔からなる負極集電体の片面に塗布し、乾燥させた後、圧延ローラーにより圧延して、第３の負極部材を作製した。なお、この第３の負極部材においても、単位面積あたりの負極合材の目付け量を、２．７ｍｇ／ｃｍ2、充填密度を１．３５ｇ／ｃｍ3とした。
【００３２】
[３]非水系電解液の作製
まず、環状カーボネートであるエチレンカーボネート（ＥＣ）と鎖状カーボネートであるエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）を１：１：１の体積比で混合して混合溶媒を作製した。
【００３３】
それから、この混合溶媒に、電解質のＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの濃度になるように溶解させ、添加剤としてビニレンカーボネート（ＶＣ）とジフルオロ（ビスオキサラト）リン酸リチウムを０．５％重量比で混合することにより、非水電解液を作製した。
【００３４】
[４]セパレータ（部材）の準備
セパレータ（部材）として、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜を準備した。
【００３５】
[５]電池の作製
上述のようにして準備した、第１および第２の正極部材、第１〜第３の負極部材、およびセパレータ（部材）を用いて、以下に説明するような電池（電池１〜電池６）を作製した。
【００３６】
(１)本発明の要件を備えた電池１の作製
(ａ)まず、図１に示すように、アルミニウム箔からなり、貫通孔１０１ｐを有する正極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１の上下両側に、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜であるセパレータ３０を介して、銅箔からなり、貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１が配置された３層構造の積層体が形成され、この積層体の上下に、さらに、セパレータ３０を介して、アルミニウム箔からなり、貫通孔を有さない正極用集電体１０２を用いた第２の正極部材１２が配設された構造を有する積層構造体４０を形成する。
すなわち、この積層構造体４０は、上述のように、１枚の第１の正極部材１１と、２枚の第１の負極部材２１と、２枚の第２の正極部材１２とを組み合わせることにより形成されている。
また、積層構造体４０は、正極用集電体１０１、１０２に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される正極リード端子６１と、負極用集電体２０１に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される負極リード端子６２を備えている。
この電池１においては、正極と負極の対向部の面積は１８ｃｍ2となるようにした。なお、正極と負極の対向部の面積は、以下の電池２〜６の場合も同様に１８ｃｍ2となるようにした。
【００３７】
(ｂ)そして、この積層構造体４０を、アルミニウムを中間層として含むラミネートフィルムからなる外装体５０の内部に収納する。
【００３８】
(ｃ)その後、上述のように作製した非水系電解液（電解質）５１を外装体５０の内部に注入した後、外装体５０の開口部を封止することにより非水電解液系二次電池である電池１を得た。この電池１は、本発明の要件を備えた本発明の実施形態にかかる電池である。
【００３９】
(２)本発明の要件を備えていない比較用の電池２の作製
図２に示すように、アルミニウム箔からなり、貫通孔１０１ｐを有する正極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１の上下両側に、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜であるセパレータ３０を介して、銅箔からなり、貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１が配置された３層構造の積層体が形成され、この積層体の上下にさらに、セパレータ３０を介して、アルミニウム箔からなり、貫通孔を有する正極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１が配設された構造を有する積層構造体４０を形成する。
すなわち、この積層構造体４０は、上述のように、３枚の第１の正極部材１１と、２枚の第１の負極部材２１とを組み合わせることにより形成されている。
この電池２は、上述のように、最外層に、貫通孔１０１ｐを有する正極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１が配設されている点を除いて、上記の電池１と同じ構成とされている。
【００４０】
(３)本発明の要件を備えた電池３の作製
(ａ)まず、図３に示すように、銅箔からなり貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１の上下両側に、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜であるセパレータ３０を介して、アルミニウム箔からなり、貫通孔１０１ｐを有する正極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１が配置された３層構造の積層体が形成され、この積層体の上下にさらに、セパレータ３０を介して、銅箔からなり、貫通孔を有さない負極用集電体２０２を用いた第２の負極部材２２が配設された構造を有する積層構造体４０を形成する。
すなわち、この積層構造体４０は、上述のように、１枚の第１の負極部材２１と、２枚の第１の正極部材１１と、２枚の第２の負極部材２２とを組み合わせることにより形成されている。
また、積層構造体４０は、正極用集電体１０１に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される正極リード端子６１と、負極用集電体２０１，２０２に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される負極リード端子６２を備えている。
【００４１】
(ｂ)そして、この積層構造体４０を、アルミニウムを中間層として含むラミネートフィルムからなる外装体５０の内部に収納する。
【００４２】
(ｃ)その後、上述のように作製した非水系電解液（電解質）５１を外装体５０の内部に注入した後、外装体５０の開口部を封止することにより非水電解液系二次電池である電池３を得た。この電池３は、本発明の要件を備えた本発明の実施形態にかかる電池である。
【００４３】
(４)本発明の要件を備えていない比較用の電池４の作製
図４に示すように、銅箔からなり貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１の上下両側に、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜であるセパレータ３０を介して、アルミニウム箔からなり、貫通孔１０１ｐを有する正極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１が配置された３層構造の積層体が形成され、この積層体の上下にさらに、セパレータ３０を介して、銅箔からなり貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１が配設された構造を有する積層構造体４０を形成する。
すなわち、この積層構造体４０は、上述のように、２枚の第１の正極部材１１と、３枚の第１の負極部材２１とを組み合わせることにより形成されている。
この電池４は、上述のように、最外層に、貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１が配設されている点を除いて、上記の電池３と同じ構成とされている。
【００４４】
(５)本発明の要件を備えた電池５の作製
(ａ)図５に示すように、アルミニウム箔からなり、貫通孔１０１ｐを有する正極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１と、銅箔からなり貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１が、セパレータ３０を介して積層された２層構造の積層体の上面側に、セパレータ３０を介して、貫通孔を有さない負極用集電体２０２を用いた第２の正極部材２２が配設され、下面側に、セパレータ３０を介して、アルミニウム箔からなり、貫通孔を有しない正極用集電体１０２を用いた第２の正極部材１２が配設された構造を有する積層構造体４０を形成する。
また、積層構造体４０は、正極用集電体１０１，１０２に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される正極リード端子６１と、負極用集電体２０１，２０２に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される負極リード端子６２を備えている。
【００４５】
(ｂ)そして、この積層構造体４０を、アルミニウムを中間層として含むラミネートフィルムからなる外装体５０の内部に収納する。
【００４６】
(ｃ)その後、上述のように作製した非水系電解液（電解質）５１を外装体５０の内部に注入した後、外装体５０の開口部を封止することにより非水電解液系二次電池である電池５を得た。この電池５は、本発明の要件を備えた本発明の実施形態にかかる電池である。
【００４７】
(６)本発明の要件を備えた電池６の作製
(ａ)図６に示すように、アルミニウム箔からなり、貫通孔２０１ｐを有する負極用集電体２０１を用いた第１の負極部材２１の上下両側に、リチウムイオン透過性のポリプロピレン製の微多孔膜であるセパレータ３０を介して、アルミニウム箔からなり貫通孔１０１ｐを有する負極用集電体１０１を用いた第１の正極部材１１が配置された３層構造の積層体が形成され、この積層体の上下にさらに、セパレータ３０を介して、銅箔からなり、貫通孔を有さない負極用集電体２０２の一方の主面（内側主面）にのみ負極合材が配設された第３の負極部材２３が、負極合材が配設されていない方の面が外側になるようにして配設された構造を有する積層構造体４０を形成する。
すなわち、この積層構造体４０は、上述のように、１枚の第１の負極部材２１と、２枚の第１の正極部材１１と、２枚の第３の負極部材２３とを組み合わせることにより形成されている。
また、積層構造体４０は、正極用集電体１０１に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される正極リード端子６１と、負極用集電体２０１，２０２に接続され、一部が外装体５０から外部に引き出される負極リード端子６２を備えている。
【００４８】
(ｂ)そして、この積層構造体４０を、アルミニウムを中間層として含むラミネートフィルムからなる外装体５０の内部に収納する。
【００４９】
(ｃ)その後、上述のように作製した非水系電解液（電解質）５１を外装体５０の内部に注入した後、外装体５０の開口部を封止することにより非水電解液系二次電池である電池６を得た。この電池６は、本発明の要件を備えた本発明の実施形態にかかる電池である。
【００５０】
[６]特性の評価
(１)最外層の正極部材へのリチウムの析出について
(ａ)最外層に貫通孔を有さない集電体を用いた正極部材（第２の正極部材）が配設された構造を有する、本発明の要件を満たす電池１と、
(ｂ)最外層に貫通孔を有する集電体を用いた正極部材（第１の正極部材）が配設された構造を有する、本発明の要件を満たさない電池２
について、最外層の正極部材へのリチウム（リチウムデンドライド）の析出の状態を調べた。
【００５１】
具体的には、上記の電池１および電池２について、１０ｍＡ、上限電圧３．８Ｖの条件で定電流低電圧充電を１０ｈｒ行った。
その後、セルをグローブボックス中で解体し、負極部材の表面を観察することにより、リチウム（Ｌｉ）を主成分とする析出物の有無を目視で確認した。
その結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
0005614567.tif 000002
【００５３】
その結果、表１に示すように、最外層に貫通孔を有する集電体を用いた、本発明の要件を満たさない電池２の場合、最外層の正極部材へのリチウム（リチウムデンドライド）の析出が認められたが、最外層に貫通孔を有さない集電体を用いた正極部材が配設された、本発明の要件を満たす電池１の場合、リチウム（リチウムデンドライド）の析出は認められなかった。
【００５４】
(２)容量維持率について
上述のようにして作製した電池１〜６について、１０ｍＡ、上限電圧３．８Ｖの条件で定電流定電圧充電を１０ｈｒ行った後、１０ｍＡの定電流で２．５Ｖまで放電した後、以下のサイクル試験に供した。
【００５５】
サイクル試験においては、以下の条件で、２００サイクルの充放電を行った。
(ａ)充電条件：
上限電圧３．８Ｖ、５０ｍＡ、停止条件１ｍＡで定電流定電圧充電
(ｂ)放電条件：
下限電圧２．５Ｖ、５０ｍＡ定電流放電
【００５６】
そして、電池１〜６について、容量維持率を調べた。容量維持率は、最初の１サイクルの容量：Ａに対する、２００サイクルの充放電試験を行った後の１サイクルの容量：Ｂの割合であり、下記の式(１)で求められる値である。
容量維持率（％）＝（Ｂ／Ａ）×１００      ……(１)
【００５７】
各電池１〜６の容量維持率を表２に示す。
【００５８】
【表２】
0005614567.tif 000003
【００５９】
表２に示すように、最外層の正極部材あるいは負極部材に、貫通孔を有する集電体を用いた、本発明の要件を満たさない電池２および電池４の場合、２００サイクル経過後の容量維持率が８４％（電池２）、８９％（電池４）と低くなっており、サイクル特性が劣化することが確認された。
【００６０】
正極（正極部材）が最外層に位置する電池２の場合、充電時に過剰のリチウム（Ｌｉ）イオンが、最外層より内側にある負極（負極部材）に充填され、充填できなかったリチウムが最外層である正極（正極部材）上に析出することにより、サイクル特性に劣化が生じる。
【００６１】
また、負極（負極部材）が最外層に位置する電池４の場合、充電時に負極間でリチウムイオンの充填量にばらつきが生じる（最外層の充填量が減少する）ため、電界にむらが生じ、サイクル特性に劣化が生じる。
【００６２】
これに対し、最外層の正極（正極部材）または最外層の負極（負極部材）に、貫通孔を有さない集電体を用いた電池１，３，５，６の場合、上述のようなリチウムの析出やリチウムイオンの充填量のばらつきなどが抑制され、サイクル特性の劣化が抑えられることが確認された。
【００６３】
上記の結果より、
(ａ)上下の最外層の両方が正極である場合（電池１）、
(ｂ)上下の最外層の両方が負極である場合（電池３）、および、
(ｃ)最外層の一方が正極で他方が負極である場合（電池５）、
のいずれの場合にも、最外層を構成する集電体として、貫通孔を備えていない集電体を用いることにより、サイクル特性の向上を実現できることが確認された。
【００６４】
また、電池６のように、最外層の外側の面に電極合材（正極合材または負極合材）を塗布しない構成とした場合にも、同様の効果が得られることが確認された。
【００６５】
なお、本発明において、正極部材と負極部材の積層数に特別の制約はなく、用途などを考慮して、適切な積層数を決定することができる。
【００６６】
また、本発明において、正極活物質、負極活物質の種類に制約はなく、上記実施形態で用いたリン酸鉄リチウム（正極活物質）や、グラファイトとソフトカーボンの混合物（負極活物質）以外の他の物質を用いることも可能である。
また、セパレータ部材を構成する材料についても特に制約はなく、公知の種々の材料から適宜選択して用いることが可能である。
また、上記実施形態では、正極用集電体としてアルミニウム箔を用い、負極用集電体として銅箔を用いたが、正極用および負極用集電体の構成材料についても、アルミニウム箔や銅箔以外の材料を用いることが可能である。
【００６７】
また、本発明において用いられる貫通孔を有する集電体は、貫通孔を経て、Ｌｉイオンが集電体を通過することができるものであればよいので、例えば、金属箔にパンチングにより貫通孔を形成したもの、エッチングにより貫通孔を形成したもの、メッシュ状のものなど、種々の構成のものを用いることが可能である。
【００６８】
本発明は、さらにその他の点においても上記の実施形態に限定されるものではなく、蓄電要素の具体的な構成（正極部材、負極部材の積層態様や積層数など）、電解質の種類、外包材の構成や構造材料などに関し、発明の範囲内において、種々の応用、変形を加えることが可能である。
【符号の説明】
【００６９】
１〜６        電池
１１          貫通孔を有する正極用集電体を用いた第１の正極部材
１２          貫通孔を有さない正極用集電体を用いた第２の正極部材
２１          貫通孔を有する負極用集電体を用いた第１の負極部材
２２          貫通孔を有さない負極用集電体を用いた第２の負極部材
２３          第３の負極部材
３０          セパレータ
４０          積層構造体
５０          外装体
５１          非水系電解液（電解質）
６１          正極リード端子
６２          負極リード端子
１０１ｐ      正極用集電体の貫通孔
１０１        貫通孔を有する正極用集電体
１０２        貫通孔を有さない正極用集電体
２０１ｐ      負極用集電体の貫通孔
２０１        貫通孔を有する負極用集電体
２０２        貫通孔を有さない正極用集電体負極用集電体
【図１】
0005614567.tif 000004
【図２】
0005614567.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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