(57)【要約】【課題】優れた安全性を得ることが可能な二次電池を提供する。【解決手段】二次電池は、セパレータを介して対向された正極および負極と、電解液とを備える。正極は、正極集電体と、その正極集電体とセパレータとの間に設けられた正極活物質層とを含み、負極は、負極集電体と、その負極集電体とセパレータとの間に設けられた負極活物質層とを含む。正極集電体と負極集電体との間の領域内において、正極、負極およびセパレータのうちの少なくとも１つは、複数の熱伝導性粒子を含み、その熱伝導性粒子の熱伝導率は、正極と負極とが対向する第１方向よりも、その第１方向と交差する第２方向において大きい。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
セパレータを介して対向された正極および負極と、電解液とを備え、
前記正極は、正極集電体と、その正極集電体と前記セパレータとの間に設けられた正極活物質層とを含み、
前記負極は、負極集電体と、その負極集電体と前記セパレータとの間に設けられた負極活物質層とを含み、
前記正極集電体と前記負極集電体との間の領域内において、前記正極、前記負極および前記セパレータのうちの少なくとも１つは、複数の熱伝導性粒子を含み、
前記熱伝導性粒子の熱伝導率は、前記正極と前記負極とが対向する第１方向よりも、その第１方向と交差する第２方向において大きい、
二次電池。
【請求項２】
前記熱伝導性粒子は、厚さよりも長さが大きい形状を有すると共に、その長さ方向を前記第２方向に向けるように配向している、
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記熱伝導性粒子は、板状である、
請求項２記載の二次電池。
【請求項４】
前記熱伝導性粒子は、ファインセラミックスを含み、
そのファインセラミックスは、酸素（Ｏ）を構成元素として含まない、
請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記熱伝導性粒子は、窒化ホウ素（ＢＮ）を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記熱伝導性粒子の融点は、前記正極集電体および前記負極集電体のうちの少なくとも一方の融点よりも高い、
請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
前記熱伝導性粒子は、前記正極活物質層および前記負極活物質層のうちの少なくとも一方に含まれている、
請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
前記正極活物質層または前記負極活物質層における前記熱伝導性粒子の含有量は、前記正極集電体または前記負極集電体から遠い側よりも、前記正極集電体または前記負極集電体に近い側において大きい、
請求項７記載の二次電池。
【請求項９】
前記熱伝導性粒子は、正極活物質と共に前記正極活物質層に含まれており、
前記熱伝導性粒子のメジアン径（ｄ５０：μｍ）は、前記正極活物質の一次粒子のメジアン径（ｄ５０：μｍ）よりも大きい、
請求項７記載の二次電池。
【請求項１０】
前記熱伝導性粒子は、負極活物質と共に前記負極活物質層に含まれており、
前記負極活物質の重量Ｇ１と前記熱伝導性粒子の重量Ｇ２との比Ｇ２／Ｇ１は、３．１以上３１％以下である、
請求項７記載の二次電池。
【請求項１１】
前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方は、前記正極活物質層および前記負極活物質層と前記セパレータとの間に設けられた電極被覆層を含み、
前記熱伝導性粒子は、前記電極被覆層に含まれている、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１２】
前記熱伝導性粒子は、厚さよりも長さが大きい形状を有すると共に、その長さ方向を前記第２方向に向けるように配向しており、
隣り合う前記熱伝導性粒子同士は、互いに部分的に重なっている、
請求項１１記載の二次電池。
【請求項１３】
前記正極活物質層は、正極活物質を含み、
前記電極被覆層は、前記正極活物質層と前記セパレータとの間に設けられており、
前記正極活物質層における前記正極活物質の面積密度Ｍ１（ｍｇ／ｃｍ2 ）と前記電極被覆層における前記熱伝導性粒子の面積密度Ｍ２（ｍｇ／ｃｍ2 ）との比Ｍ１／Ｍ２は、２０以上２００以下である、
請求項１１記載の二次電池。
【請求項１４】
前記負極活物質層は、負極活物質を含み、
前記電極被覆層は、前記負極活物質層と前記セパレータとの間に設けられており、
前記負極活物質のメジアン径Ｄ１（ｄ５０：μｍ）と前記熱伝導性粒子のメジアン径Ｄ２（ｄ５０：μｍ）との比Ｄ２／Ｄ１は、０．１以上５以下である、
請求項１１記載の二次電池。
【請求項１５】
前記セパレータは、多孔質層と、その多孔質層と前記正極活物質層および前記負極活物質層のうちの少なくとも一方との間に設けられたセパレータ被覆層とを含み、
前記熱伝導性粒子は、前記セパレータ被覆層に含まれている、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１６】
前記熱伝導性粒子は、厚さよりも長さが大きい形状を有すると共に、その長さ方向を前記第２方向に向けるように配向しており、
隣り合う前記熱伝導性粒子同士は、互いに部分的に重なっている、
請求項１５記載の二次電池。
【請求項１７】
前記正極集電体は、アルミニウム（Ａｌ）を構成元素として含み、
前記負極集電体は、銅（Ｃｕ）を構成元素として含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１８】
前記正極活物質層は、正極活物質を含み、
前記正極活物質は、リチウム（Ｌｉ）と、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびマンガン（Ｍｎ）のうちの少なくとも１種と、酸素とを構成元素として含み、
前記負極活物質層は、負極活物質を含み、
前記負極活物質は、ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一方を構成元素として含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項１９】
リチウム二次電池である、
請求項１記載の二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、正極と負極とがセパレータを介して対向されている二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機および携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器のさらなる小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。これに伴い、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。
【０００３】
この二次電池は、最近では、上記した電子機器に限らず、多様な他の用途への適用も検討されている。例えば、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パックや、電気自動車などの電動車両や、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システムや、電動ドリルなどの電動工具である。
【０００４】
電池容量を得るためにさまざまな充放電原理を利用する二次電池が提案されているが、中でも、電極反応物質の吸蔵放出を利用する二次電池や、電極反応物質の析出溶解を利用する二次電池が注目されている。鉛電池およびニッケルカドミウム電池などよりも高いエネルギー密度が得られるからである。
【０００５】
二次電池は、セパレータを介して対向された正極および負極と共に、電解液を備えている。正極は、充放電反応に関わる活物質として正極活物質を含んでいると共に、負極は、充放電反応に関わる活物質として負極活物質を含んでいる。
【０００６】
二次電池の性能を向上させるためには、容量特性およびサイクル特性などの基本特性を向上させることだけでなく、安全性を向上させることも重要である。この点に関して、二次電池の構成は、基本特性および安全性に大きな影響を及ぼすため、その二次電池の構成については、各種目的に応じてさまざまな検討がなされている。
【０００７】
具体的には、高温下での保存特性を向上させるために、一般式ＬｉX Ｎｉ1-Y ＣｏY ＯZ （０＜Ｘ＜１．３、０≦Ｙ≦１、１．８＜Ｚ＜２．２）で表される正極活物質に、Ｂ2 Ｏ3 などのホウ素化合物を所定量添加している（例えば、特許文献１参照。）。優れた充放電サイクル特性を得るために、集電体よりも低硬度である活物質を含む負極の活物質層に、その集電体よりも高硬度である窒化ホウ素などの添加剤粉末を含有させている（例えば、特許文献２参照。）。不可逆容量を減少させるために、正極合剤などに窒化ホウ素などの窒化物を含有させている（例えば、特許文献３参照。）。充放電サイクル特性などを向上させるために、炭素とホウ化物との複合材料などの炭素／セラミックス複合材料を正極合剤などに含有させている（例えば、特許文献４参照。）。大電流放電時の放電容量を向上させるために、電極とセパレータとの界面に六方晶系の窒化ホウ素などの潤滑剤層を設けている（例えば、特許文献５参照。）。
【０００８】
異常時における電池内温度の上昇を抑制するために、セパレータに窒化ホウ素などを含有させている（例えば、特許文献６参照。）。異常加熱時の安全性を確保するために、セパレータにアルミナなどの鱗片状粒子を含有させている（例えば、特許文献７参照。）。
【０００９】
この他、放電容量の低下および不可逆容量の増加を抑制するために、高黒鉛化炭素粉末の製造工程において、炭素粉末にホウ素化合物を添加混合して黒鉛化処理したのち、その黒鉛化処理後の炭素粉末をアルカリ洗浄処理している（例えば、特許文献８参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平０７−１４２０５５号公報
【特許文献２】特開平０８−３２１３０１号公報
【特許文献３】特開平０９−２８９０１１号公報
【特許文献４】特開平０８−２９８１２１号公報
【特許文献５】特開２００２−２６０７４２号公報
【特許文献６】特開平１１−０８６８２４号公報
【特許文献７】特開２００８−０６６０９４号公報
【特許文献８】特開２０００−０９０９２８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
二次電池の安全性についてさまざまな検討がなされているにも関わらず、未だ十分な安全性が得られているとは言えないため、改善の余地がある。
【００１２】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、優れた安全性を得ることが可能な二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本技術の二次電池は、セパレータを介して対向された正極および負極と、電解液とを備えたものである。正極は、正極集電体と、その正極集電体とセパレータとの間に設けられた正極活物質層とを含み、負極は、負極集電体と、その負極集電体とセパレータとの間に設けられた負極活物質層とを含む。正極集電体と負極集電体との間の領域内において、正極、負極およびセパレータのうちの少なくとも１つは、複数の熱伝導性粒子を含み、その熱伝導性粒子の熱伝導率は、正極と負極とが対向する第１方向よりも、その第１方向と交差する第２方向において大きい。
【発明の効果】
【００１４】
本技術の二次電池によれば、正極集電体と負極集電体との間の領域内において、正極、負極およびセパレータのうちの少なくとも１つが上記した複数の熱伝導性粒子を含んでいるので、優れた安全性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技術の一実施形態における二次電池（円筒型）の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。
【図３】熱伝導性粒子の配向状態を説明する図である。
【図４】巻回電極体の他の構成を表す断面図である。
【図５】熱伝導性粒子の他の配向状態を説明する図である。
【図６】巻回電極体のさらに他の構成を表す断面図である。
【図７】巻回電極体のさらに他の構成を表す断面図である。
【図８】本技術の一実施形態における他の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。
【図９】図８に示した巻回電極体のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面図である。
【図１０】二次電池の適用例（電池パック）の構成を表すブロック図である。
【図１１】二次電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図である。
【図１２】二次電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図である。
【図１３】二次電池の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本技術の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．二次電池
１−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）
１−１−１．熱伝導性粒子の含有場所＝活物質層
１−１−２．熱伝導性粒子の含有場所＝電極の被覆層
１−１−３．熱伝導性粒子の含有場所＝セパレータの被覆層
１−１−４．熱伝導性粒子の含有場所に関するまとめ
１−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）
１−３．リチウム金属二次電池（円筒型，ラミネートフィルム型）
２．二次電池の用途
２−１．電池パック
２−２．電動車両
２−３．電力貯蔵システム
２−４．電動工具
【００１７】
＜１．二次電池＞
＜１−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）＞
＜１−１−１．熱伝導性粒子の含有場所＝活物質層＞
図１および図２は、本技術の一実施形態における二次電池の断面構成を表しており、図２では、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大している。
【００１８】
［二次電池の全体構成］
ここで説明する二次電池は、電極反応物質であるリチウム（リチウムイオン）の吸蔵放出により負極２２の容量が得られるリチウム二次電池（リチウムイオン二次電池）であり、例えば、いわゆる円筒型である。
【００１９】
この二次電池では、例えば、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、巻回電極体２０と、一対の絶縁板１２，１３とが収納されている。巻回電極体２０は、例えば、セパレータ２３を介して正極２１および負極２２が積層されてから巻回されたものであり、正極２１と負極２２とは、セパレータ２３を介して対向されている。
【００２０】
電池缶１１は、例えば、一端部が閉鎖されると共に他端部が開放された中空構造を有しており、例えば、鉄、アルミニウムまたはそれらの合金などにより形成されている。この電池缶１１の表面には、ニッケルなどが鍍金されていてもよい。一対の絶縁板１２，１３は、巻回電極体２０を挟むように配置されていると共に、その巻回電極体２０の巻回周面に対して垂直に延在している。
【００２１】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）１６がガスケット１７を介してかしめられており、その電池缶１１は、密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により形成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６は、電池蓋１４の内側に設けられており、その安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されている。この安全弁機構１５では、内部短絡、または外部からの加熱などに起因して内圧が一定以上になると、ディスク板１５Ａが反転することで、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断可能である。熱感抵抗素子１６は、大電流に起因する異常な発熱を防止するものであり、その熱感抵抗素子１６の抵抗は、温度の上昇に応じて増加するようになっている。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により形成されており、そのガスケット１７の表面には、アスファルトなどが塗布されていてもよい。
【００２２】
巻回電極体２０の巻回中心の空間には、例えば、センターピン２４が挿入されている。ただし、センターピン２４は挿入されていなくてもよい。正極２１には、例えば、アルミニウムなどの導電性材料により形成された正極リード２５が接続されていると共に、負極２２には、例えば、ニッケルなどの導電性材料により形成された負極リード２６が接続されている。正極リード２５は、例えば、安全弁機構１５に溶接などされていると共に、電池蓋１４と電気的に接続されている。負極リード２６は、電池缶１１に溶接などされることで、その電池缶１１と電気的に接続されている。
【００２３】
［正極］
正極２１は、正極集電体２１Ａの片面または両面に正極活物質層２１Ｂを有している。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）およびステンレスなどの導電性材料のいずれか１種類または２種類以上により形成されている。中でも、正極集電体２１Ａは、アルミニウムを構成元素として含んでいることが好ましく、アルミニウムにより形成されていることがより好ましい。優れた導電性などが得られるからである。
【００２４】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出可能である正極材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、さらに正極結着剤および正極導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【００２５】
正極材料は、リチウム含有化合物であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。このリチウム含有化合物は、例えば、リチウム遷移金属複合酸化物およびリチウム遷移金属リン酸化合物などである。リチウム遷移金属複合酸化物とは、リチウム（Ｌｉ）と、１または２以上の遷移金属元素と、酸素（Ｏ）とを構成元素として含む化合物（酸化物）である。リチウム遷移金属リン酸化合物とは、Ｌｉと、１または２以上の遷移金属元素とを構成元素として含むリン酸化合物である。中でも、遷移金属元素は、ニッケル、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）などのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。さらに、Ｎｉ、ＣｏおよびＭｎのうちのいずれか１種類または２種類以上であることがより好ましく、Ｎｉであることがさらに好ましい。一連の遷移金属元素におけるＮｉの割合は、特に限定されないが、中でも、５０原子％以上であることが好ましい。より高い電圧が得られるからである。その化学式は、例えば、Ｌｉx Ｍ１Ｏ2 およびＬｉy Ｍ２ＰＯ4 などで表される。式中、Ｍ１およびＭ２は、１種類以上の遷移金属元素である。ｘおよびｙの値は、充放電状態に応じて異なるが、例えば、０．０５≦ｘ≦１．１０、０．０５≦ｙ≦１．１０である。
【００２６】
リチウム遷移金属複合酸化物は、例えば、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＮｉＯ2 、および下記の式（１）で表されるリチウムニッケル系複合酸化物などである。中でも、遷移金属元素としてニッケルを含むＬｉＮｉＯ2 が好ましい。リチウム遷移金属リン酸化合物は、例えば、ＬｉＦｅＰＯ4 およびＬｉＦｅ1-u Ｍｎu ＰＯ4 （ｕ＜１）などである。高い電池容量が得られると共に、優れたサイクル特性なども得られるからである。
【００２７】
ＬｉＮｉ1-z Ｍz Ｏ2   …（１）
（Ｍは、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｖ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｓｒ、Ｃａ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｔｃ、Ｒｕ、Ｔａ、Ｗ、Ｒｅ、Ｙｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｂａ、Ｂ、Ｃｒ、Ｓｉ、Ｇａ、Ｐ、ＳｂおよびＮｂのうちの少なくとも１種である。ｚは、０．００５＜ｚ＜０．５を満たす。）
【００２８】
この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物および導電性高分子のいずれか１種類または種類以上でもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンおよびポリチオフェンなどである。ただし、正極材料は、上記した一連の材料に限られず、他の材料でもよい。
【００２９】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子材料などのいずれか１種類または２種類以上である。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムおよびエチレンプロピレンジエンなどである。高分子材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデンおよびポリイミドなどである。
【００３０】
正極導電剤は、例えば、炭素材料などのいずれか１種類または２種類以上である。この炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケチェンブラックなどである。なお、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
【００３１】
［負極］
負極２２は、負極集電体２２Ａの片面または両面に負極活物質層２２Ｂを有している。
【００３２】
負極集電体２２Ａは、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケルおよびステンレスなどの導電性材料のいずれか１種類または２種類以上により形成されている。中でも、負極集電体２２Ａは、銅を構成元素として含んでいることが好ましく、銅により形成されていることがより好ましい。優れた導電性などが得られるからである。
【００３３】
この負極集電体２２Ａの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果により、負極集電体２２Ａに対する負極活物質層２２Ｂの密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層２２Ｂと対向する領域において、負極集電体２２Ａの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法などである。この電解処理とは、電解法を用いて電解槽中において負極集電体２２Ａの表面に微粒子を形成することで、その負極集電体２２Ａの表面に凹凸を設ける方法である。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
【００３４】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵放出可能である負極材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、さらに負極結着剤および負極導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。負極結着剤および負極導電剤に関する詳細は、例えば、正極結着剤および正極導電剤と同様である。
【００３５】
ただし、充電途中において意図せずにリチウム金属が負極２２に析出することを防止するために、負極材料の充電可能な容量は、正極２１の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、リチウムイオンを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極２１の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。
【００３６】
負極材料は、例えば、炭素材料のいずれか１種類または２種類以上である。リチウムイオンの吸蔵放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度および優れたサイクル特性などが得られるからである。また、炭素材料は、負極導電剤としても機能するからである。この炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上である難黒鉛化性炭素、（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下である黒鉛などである。より具体的には、炭素材料は、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭およびカーボンブラック類などである。このコークス類は、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークスなどを含む。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂およびフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）されたものである。この他、炭素材料は、約１０００℃以下の温度で熱処理された低結晶性炭素および非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状などのいずれでもよい。
【００３７】
また、負極材料は、例えば、金属元素および半金属元素のいずれか１種類または２種類を構成元素として含む材料（金属系材料）である。高いエネルギー密度が得られるからである。この金属系材料は、単体、合金または化合物でもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有するものでもよい。なお、合金には、２種類以上の金属元素からなる材料に加えて、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、およびそれらの２種類以上の共存物などがある。
【００３８】
上記した金属元素および半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、例えば、Ｍｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、ＰｄおよびＰｔなどである。中でも、ＳｉおよびＳｎのうちの少なくとも一方が好ましい。リチウムイオンを吸蔵放出する能力が優れているため、高いエネルギー密度が得られるからである。
【００３９】
ＳｉおよびＳｎのうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料は、ＳｉまたはＳｎの単体、合金または化合物でもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有するものでもよい。なお、単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体（微量の不純物を含んでいてもよい）であり、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
【００４０】
Ｓｉの合金は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂおよびＣｒなどのいずれか１種類または２種類以上の元素を含んでいる。Ｓｉの化合物は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として、ＣおよびＯなどのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、Ｓｉの化合物は、例えば、Ｓｉ以外の構成元素として、Ｓｉの合金について説明した元素のいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００４１】
Ｓｉの合金および化合物は、例えば、ＳｉＢ4 、ＳｉＢ6 、Ｍｇ2 Ｓｉ、Ｎｉ2 Ｓｉ、ＴｉＳｉ2 、ＭｏＳｉ2 、ＣｏＳｉ2 、ＮｉＳｉ2 、ＣａＳｉ2 、ＣｒＳｉ2 、Ｃｕ5 Ｓｉ、ＦｅＳｉ2 、ＭｎＳｉ2 、ＮｂＳｉ2 、ＴａＳｉ2 、ＶＳｉ2 、ＷＳｉ2 、ＺｎＳｉ2 、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ、ＳｉＯv （０＜ｖ≦２）およびＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯv におけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
【００４２】
Ｓｎの合金は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素として、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、ＳｂおよびＣｒなどの元素のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｎの化合物は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素として、ＣおよびＯなどのいずれか１種類または２種類以上の構成元素として含んでいる。なお、Ｓｎの化合物は、例えば、Ｓｎ以外の構成元素として、Ｓｎの合金について説明した元素のいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。Ｓｎの合金および化合物は、例えば、ＳｎＯw （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3 、ＬｉＳｎＯおよびＭｇ2 Ｓｎなどである。
【００４３】
また、Ｓｎを含む材料は、例えば、Ｓｎを第１構成元素とし、それに加えて第２および第３構成元素を含む材料であることが好ましい。第２構成元素は、例えば、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｇ、Ｉｎ、Ｃｅ、Ｈｆ、Ｔａ、Ｗ、ＢｉおよびＳｉなどのいずれか１種類または２種類以上である。第３構成元素は、例えば、Ｂ、Ｃ、ＡｌおよびＰなどのいずれか１種類または２種類以上である。第２および第３構成元素を含むことで、高い電池容量および優れたサイクル特性などが得られるからである。
【００４４】
中でも、Ｓｎ、ＣｏおよびＣを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）が好ましい。ＳｎＣｏＣ含有材料の組成としては、例えば、Ｃの含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、ＳｎおよびＣｏの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が２０質量％〜７０質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。
【００４５】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、Ｓｎ、ＣｏおよびＣを含む相を有しており、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、Ｌｉと反応可能な反応相であり、その反応相の存在により優れた特性が得られる。この相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとして、回折角２θは１°以上であることが好ましい。リチウムイオンがより円滑に吸蔵放出されると共に、電解液との反応性が低減するからである。なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、低結晶性または非晶質の相に加えて、各構成元素の単体または一部を含む相を含んでいる場合もある。
【００４６】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがＬｉと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、Ｌｉとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較すれば容易に判断できる。例えば、Ｌｉとの電気化学的反応の前後で回折ピークの位置が変化すれば、Ｌｉと反応可能な反応相に対応するものである。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０°〜５０°の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記した各構成元素を有しており、主に、Ｃの存在に起因して低結晶化または非晶質化しているものと考えられる。
【００４７】
ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素であるＣの少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。Ｓｎなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態については、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）で確認できる。市販の装置では、例えば、軟Ｘ線としてＡｌ−Ｋα線またはＭｇ−Ｋα線などが用いられる。Ｃの少なくとも一部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、Ｃの１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークは２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。なお、Ａｕ原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正されているものとする。この際、通常、物質表面には表面汚染炭素が存在しているため、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、それをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形が表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形で得られるため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析して、両者のピークを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
【００４８】
なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がＳｎ、ＣｏおよびＣだけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、必要に応じて、さらにＳｉ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐ、ＧａおよびＢｉなどのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
【００４９】
このＳｎＣｏＣ含有材料の他、Ｓｎ、Ｃｏ、ＦｅおよびＣを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料）も好ましい。このＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の組成は、任意である。一例を挙げると、Ｆｅの含有量を少なめに設定する場合の組成は、以下の通りである。Ｃの含有量は９．９質量％〜２９．７質量％、Ｆｅの含有量は０．３質量％〜５．９質量％、ＳｎおよびＣｏの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））は３０質量％〜７０質量％である。また、Ｆｅの含有量を多めに設定する場合の組成は、以下の通りである。Ｃの含有量は１１．９質量％〜２９．７質量％、Ｓｎ、ＣｏおよびＦｅの含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））は２６．４質量％〜４８．５質量％、ＣｏおよびＦｅの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））は９．９質量％〜７９．５質量％である。このような組成範囲で高いエネルギー密度が得られるからである。このＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料と同様である。
【００５０】
この他、負極材料は、例えば、金属酸化物および高分子化合物などのいずれか１種類または２種類以上でもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムおよび酸化モリブデンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンおよびポリピロールなどである。ただし、負極材料は、上記した一連の材料に限られず、他の材料でもよい。
【００５１】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのいずれか１種類または２種類以上の方法により形成されている。塗布法とは、例えば、粒子（粉末）状の負極活物質を負極結着剤などと混合したのち、その混合物を有機溶剤などの溶媒に分散させてから負極集電体２２Ａに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法および化学堆積法などである。より具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長（ＣＶＤ）法およびプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法および無電解鍍金法などである。溶射法とは、溶融状態または半溶融状態の負極活物質を負極集電体２２Ａに噴き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて負極集電体２２Ａに塗膜を形成したのち、その塗膜を負極結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。この焼成法としては、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法およびホットプレス焼成法などの公知の手法を用いることができる。
【００５２】
この二次電池では、上記したように、充電途中において意図せずにリチウム金属が負極２２に析出することを防止するために、リチウムイオンを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量が正極の電気化学当量よりも大きくなっている。また、完全充電時の開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖ以上になると、４．２０Ｖである場合と比較して、同じ正極活物質を用いても単位質量当たりのリチウムイオンの放出量が多くなるため、正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより、高いエネルギー密度が得られるようになっている。
【００５３】
［セパレータ］
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離して、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ２３は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどのいずれか１種類または２種類以上からなる多孔質膜であり、２種類以上の多孔質膜が積層された積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
【００５４】
特に、セパレータ２３は、例えば、上記した多孔質膜からなる基材層と、その基材層の片面または両面に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。正極２１および負極２２に対するセパレータ２３の密着性が向上するため、巻回電極体２０の歪みが抑制されるからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、基材層に含浸された電解液の漏液も抑制されるため、充放電を繰り返しても抵抗が上昇しにくくなると共に、電池膨れが抑制される。
【００５５】
高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子材料を含んでいる。物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。ただし、高分子材料は、ポリフッ化ビニリデン以外の他の材料でもよい。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、高分子材料が溶解された溶液を準備したのち、その溶液を基材層に塗布してから乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させてから乾燥させてもよい。
【００５６】
［電解液］
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。この電解液は、溶媒および電解質塩を含んでおり、必要に応じて添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【００５７】
溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００５８】
この非水溶媒は、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステルおよびニトリルなどである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。環状炭酸エステルは、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレンおよび炭酸ブチレンなどである。鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。ラクトンは、例えば、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどである。カルボン酸エステルは、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルおよびトリメチル酢酸エチルなどである。ニトリルは、例えば、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリルおよび３−メトキシプロピオニトリルなどである。
【００５９】
この他、非水溶媒は、例えば、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。
【００６０】
中でも、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルのいずれか１種類または２種類以上が好ましい。より優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。この場合には、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば比誘電率ε≧３０）と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
【００６１】
特に、溶媒は、不飽和環状炭酸エステルのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。充放電時において主に負極２２の表面に安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応が抑制されるからである。不飽和環状炭酸エステルとは、１または２以上の不飽和炭素結合（炭素間二重結合）を含む環状炭酸エステルである。この不飽和環状炭酸エステルの具体例は、炭酸ビニレン、炭酸ビニルエチレンおよび炭酸メチレンエチレンなどであり、それら以外の他の材料でもよい。溶媒中における不飽和環状炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜１０重量％である。
【００６２】
また、溶媒は、ハロゲン化炭酸エステルのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。充放電時において主に負極２２の表面に安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応が抑制されるからである。ハロゲン化炭酸エステルとは、１または２以上のハロゲンを構成元素として含む環状または鎖状の炭酸エステルである。環状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどであり、それら以外の他の材料でもよい。鎖状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）および炭酸ジフルオロメチルメチルなどであり、それら以外の他の材料でもよい。溶媒中におけるハロゲン化炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％〜５０重量％である。
【００６３】
また、溶媒は、スルトン（環状スルホン酸エステル）を含んでいることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。このスルトンは、例えば、プロパンスルトンおよびプロペンスルトンなどであり、それら以外の他の材料でもよい。溶媒中におけるスルトンの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【００６４】
さらに、溶媒は、酸無水物を含んでいることが好ましい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。この酸無水物は、例えば、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物およびカルボン酸スルホン酸無水物などであり、それら以外の他の材料でもよい。カルボン酸無水物は、例えば、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などであり、それら以外の他の材料でもよい。ジスルホン酸無水物は、例えば、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などであり、それら以外の他の材料でもよい。カルボン酸スルホン酸無水物は、例えば、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などであり、それら以外の他の材料でもよい。溶媒中における酸無水物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【００６５】
電解質塩は、例えば、リチウム塩のいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、電解質塩は、リチウム塩以外の他の塩（例えばリチウム塩以外の軽金属塩など）でもよい。
【００６６】
リチウム塩は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 ）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3 ＳＯ3 ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4 ）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2 ＳｉＦ6 ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。ただし、リチウム塩の具体例は、上記した化合物に限られず、他の化合物でもよい。
【００６７】
中でも、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 およびＬｉＡｓＦ6 のいずれか１種類または２種類以上が好ましく、ＬｉＰＦ6 がより好ましい。内部抵抗が低下するため、より高い効果が得られるからである。
【００６８】
電解質塩の含有量は、溶媒に対して０．３ｍｏｌ／ｋｇ〜３．０ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。高いイオン伝導性が得られるからである。
【００６９】
［熱伝導性粒子］
ここで、図２に示したように、正極集電体２１Ａと負極集電体２２Ａとの間の領域Ｒ内において、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のいずれか１つまたは２つ以上は、複数の熱伝導性粒子を含んでいる。
【００７０】
この熱伝導性粒子は、熱伝導率に異方性を有している。具体的には、熱伝導性粒子の熱伝導率は、正極２１と負極２２とが対向する方向（第１方向である対向方向ＤＹ）よりも、その方向と交差する方向（第２方向である交差方向ＤＸ）において大きくなっている。なお、図２中において、対向方向ＤＹとは上下方向であり、交差方向ＤＸとは左右方向である。
【００７１】
上記した正極２１などが複数の熱伝導性粒子を含んでいるのは、二次電池の自己発熱に起因する発火および破損などが抑制されるため、安全性が確保されるからである。
【００７２】
詳細には、二次電池が外部から加熱されたり、内部短絡などに起因して二次電池が発熱すると、正極２１、負極２２および電解液などが加熱されるため、いわゆる自己発熱に起因して二次電池が不安定化する。この場合には、電池内の温度上昇に応じて正極２１から酸素（Ｏ2 ）が発生すると、その酸素と電解液との反応に起因して発熱が加速される。また、上記した酸素が負極活物質と直接反応することによっても、発熱が加速される。特に、負極活物質が高反応性の金属系材料であると、酸素が負極活物質と反応しやすくなるため、負極２２において著しい発熱が生じる。これにより、二次電池が発火したり、破損してしまう。
【００７３】
特に、負極集電体２２Ａの融点を越える温度まで発熱が進行すると、負極２２において過剰な熱が生じる。この過剰な熱が負極２２から正極２１に伝えられると、正極２１では、正極集電体２１Ａおよび正極活物質層２１Ｂが高温で加熱されるため、いわゆる熱暴走が生じる。この場合には、正極集電体２１ＡがＡｌを構成元素として含んでいると、その正極集電体２１Ａと正極活物質層２１Ｂとにおいてテルミット反応が生じるため、二次電池の内部において、発熱が連鎖的かつ爆発的に生じる。これにより、二次電池が発火するだけでなく、外観が変形するほど二次電池が激しく破損してしまう。
【００７４】
この点に関して、上記した領域Ｒ内に複数の熱伝導性粒子が存在していると、負極２２において発生した熱が正極２１に伝わりにくくなるため、安全性が向上する。
【００７５】
詳細には、熱伝導性粒子は、上記したように、対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸにおいて大きな熱伝導率を有しているため、その対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸに熱を伝導させやすい性質を有している。このため、負極２２において発生した熱が正極２１に到達する前に熱伝導性粒子に到達すると、その熱は、熱伝導性粒子により交差方向ＤＸに誘導されるため、対向方向ＤＹに存在する正極２１まで伝わりにくくなる。これにより、熱伝導性粒子を用いない場合と比較して、負極２２から正極２１に伝わる熱量が減少するため、二次電池が自己発熱しても、発火および破損の発生可能性は低くなる。よって、二次電池の温度が過剰に上昇しにくくなるため、安全性を確保できる。
【００７６】
熱伝導性粒子の含有場所は、領域Ｒ内に存在する二次電池の構成要素のいずれか１つまたは２つ以上であれば、特に限定されない。すなわち、熱伝導性粒子は、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のうち、いずれか１つだけに含まれていてもよいし、任意の組み合わせの２つに含まれていてもよいし、３つ全てに含まれていてもよい。領域Ｒ内に熱伝導性粒子が存在していれば、その熱伝導性粒子の含有場所に依存せずに上記した利点が得られるからである。
【００７７】
中でも、熱伝導性粒子は、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のうち、いずれか１つよりも２つに含まれていることが好ましく、３つ全てに含まれていることがより好ましい。負極２２において発生した熱が交差方向ＤＸにより誘導されやすくなるため、正極２１に到達する熱量がより減少するからである。
【００７８】
なお、熱伝導性粒子がいずれか１つだけに含まれている場合には、負極２２に含まれていることが好ましい。自己発熱を誘発し得る主要な発熱源である負極２２自体において熱が交差方向ＤＸに誘導されるため、その負極２２から正極２１に熱がより伝わりにくくなるからである。
【００７９】
ここでは、例えば、熱伝導性粒子の含有場所は、正極２１または負極２２の活物質層である。より具体的には、例えば、負極２２において、負極集電体２２Ａとセパレータ２３との間に位置している活物質層（負極活物質層２２Ｂ）は、複数の熱伝導性粒子を含んでいる。すなわち、複数の熱伝導性粒子は、上記した負極活物質などと共に負極活物質層２２Ｂに含まれている。
【００８０】
熱伝導性粒子の形状は、熱伝導率が対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸにおいて大きくなっていれば、特に限定されない。すなわち、熱伝導性粒子の形状は、球状でもよいし、板状でもよいし、それ以外の形状でもよい。この板状とは、平たい形状全般を意味しており、いわゆる扁平状および鱗片状も含む概念である。
【００８１】
中でも、熱伝導性粒子の形状は、厚さよりも長さが大きい形状であることが好ましく、より具体的には、板状であることがより好ましい。熱伝導性粒子の形状異方性に起因して、対向方向ＤＹおよび交差方向ＤＸにおいて熱伝導率に違いが生じやすいからである。
【００８２】
ここで、図３は、熱伝導性粒子１００の配向状態を説明するためのものである。この熱伝導性粒子１００の形状は、例えば、長軸ａおよび短軸ｂを有する板状であり、その長軸ａの寸法（長さ）は、短軸ｂの寸法（厚さ）よりも大きくなっている。負極活物質層２２Ｂ中において、複数の熱伝導性粒子１００のうちの少なくとも一部は、その長さ方向（長軸ａの方向）を交差方向ＤＸに向けるように配向していることが好ましい。熱伝導性粒子１００の形状異方性に起因して、短軸ｂに対応する対向方向ＤＹよりも長軸ａの方向に対応する交差方向ＤＸにおいて熱伝導率が大きくなるからである。
【００８３】
なお、図３に示した場合には、必ずしも長軸ａの方向が交差方向ＤＸに平行である必要はなく、その長軸ａの方向は交差方向ＤＸに対して僅かに傾いていてもよい。この長軸ａが交差方向ＤＸに対して僅かに傾く場合とは、例えば、長軸ａの方向と交差方向ＤＸとの角度が４５°未満である場合を意味している。
【００８４】
再び図２を参照して、熱伝導性粒子について説明する。負極活物質層２２Ｂ中における熱伝導性粒子の分布（層中分布）は、特に限定されない。すなわち、負極活物質層２２Ｂ中における熱伝導性粒子の含有量は、その負極活物質層２２Ｂの厚さ方向において、均一でもよいし、不均一でもよい。不均一である場合には、負極集電体２２Ａに近い側において遠い側よりも大きくなっていてもよいし、負極集電体２２Ａに近い側において遠い側よりも小さくなっていてもよい。
【００８５】
中でも、負極活物質層２２Ｂ中にける熱伝導性粒子の含有量は、負極集電体２２Ａに近い側において遠い側よりも大きくなっていることが好ましい。負極活物質層２２Ｂ中では、負極集電体２２Ａに近い領域により多くの熱伝導性粒子が存在するからである。これにより、正極２１から発生した酸素が負極集電体２２Ａに到達（接触）しにくくなると共に、負極活物質層２２Ｂ中に生じた熱が負極集電体２２Ａに逃げやすくなる。負極活物質層２２Ｂ中における熱伝導性粒子の含有量を負極集電体２２Ａに近い側において遠い側よりも大きくするためには、例えば、負極活物質層２２Ｂを２層にする。この場合には、下層（負極集電体２２Ａに近い側の層）中における熱伝導性粒子の含有量を上層（負極集電体２２Ａから遠い側の層）中における熱伝導性粒子の含有量よりも大きくすればよい。もちろん、負極活物質層２２Ｂは、２層に限らずに３層以上でもよい。
【００８６】
熱伝導性粒子は、熱伝導率が対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸにおいて大きくなる材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでいれば、その材料の種類は、特に限定されない。すなわち、熱伝導性粒子は、酸化物を含んでいてもよいし、非酸化物を含んでいてもよいし、それらの双方を含んでいてもよい。この非酸化物は、例えば、炭化物および窒化物などである。
【００８７】
中でも、熱伝導性粒子は、ファインセラミックスを含んでいることが好ましい。優れた物理的強度および化学的安定性が得られるからである。このファインセラミックスは、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、ジルコニア（ＺｒＯ2 ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2 ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3 Ｎ4 ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）および窒化ホウ素（ＢＮ）などである。
【００８８】
中でも、ファインセラミックスは、酸素を構成元素として含んでおらず、すなわち非酸化物であることが好ましい。熱暴走などに起因して二次電池が高温化しても、副反応を助長する酸素ガスが熱伝導性粒子から発生しないからである。これに伴い、ファインセラミックスは、炭化ケイ素、窒化ケイ素、窒化アルミニウムおよび窒化ホウ素（ＢＮ）などであることが好ましく、窒化ホウ素であることがより好ましい。優れた物理的強度および化学的安定性に加えて、熱伝導率について優れた異方性も得られるからである。
【００８９】
熱伝導性粒子の融点は、特に限定されないが、中でも、負極集電体２２Ａの融点よりも高いことが好ましい。二次電池の発熱時の温度が負極集電体２２Ａの融点まで到達しても、上記したように熱伝導性粒子により熱が誘導されるからである。これに伴い、例えば、負極集電体２２Ａが銅を構成元素として含んでいる場合には、熱伝導性粒子は窒化ホウ素を含んでいることが好ましい。
【００９０】
なお、熱伝導性粒子が負極活物質と共に負極活物質層２２Ｂに含まれている場合には、その負極活物質の重量Ｇ１と熱伝導性粒子の重量Ｇ２との比Ｇ２／Ｇ１は、特に限定されないが、中でも、３．１以上３１以下であることが好ましい。二次電池が自己発熱しても温度がより上昇しにくくなるため、安全性がより向上するからである。
【００９１】
［二次電池の動作］
この二次電池では、例えば、充電時において、正極２１から放出されたリチウムイオンが電解液を介して負極２２に吸蔵されると共に、放電時において、負極２２から放出されたリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【００９２】
［二次電池の製造方法］
この二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。
【００９３】
最初に、正極２１を作製する。この場合には、正極活物質と、正極結着剤および正極導電剤などとを混合して、正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させて、ペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布してから乾燥させて、正極活物質層２１Ｂを形成する。続いて、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型する。この場合には、正極活物質層２１Ｂを加熱しながら圧縮成型してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。
【００９４】
また、上記した正極２１と同様の手順により、負極２２を作製する。この場合には、負極活物質と、負極結着剤および負極導電剤などとが混合された負極合剤を有機溶剤などに分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーとする。なお、負極２２の負極活物質層２２Ｂに熱伝導性粒子を含有させる場合には、上記した負極合剤または負極合剤スラリーに熱伝導性粒子を添加する。続いて、負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布してから乾燥させて負極活物質層２２Ｂを形成したのち、必要に応じて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型する。
【００９５】
最後に、正極２１および負極２２を用いて二次電池を組み立てる。この場合には、溶接法などを用いて正極集電体２１Ａに正極リード２５を取り付けると共に、同様に溶接法などを用いて負極集電体２２Ａに負極リード２６を取り付ける。続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層してから巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回中心の空洞にセンターピン２４を挿入する。続いて、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に取り付けると共に、同様に溶接法などを用いて負極リード２６の先端部を電池缶１１に取り付ける。続いて、溶媒に電解質塩が分散された電解液を電池缶１１の内部に注入してセパレータ２３に含浸させる。続いて、ガスケット１７を介して電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をかしめる。
【００９６】
［二次電池の作用および効果］
この円筒型の二次電池によれば、負極２２の負極活物質層２２Ｂが複数の熱伝導性粒子を含んでおり、その熱伝導性粒子の熱伝導率が対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸにおいて大きくなっている。この場合には、上記したように、熱伝導性粒子の熱誘導機能により、負極２２から正極２１に伝わる熱量が減少するため、二次電池の温度が過剰に上昇しにくくなる。よって、二次電池が自己発熱しても発火および破損の発生可能性が低下するため、優れた安全性を得ることができる。
【００９７】
特に、熱伝導性粒子が厚さよりも長さが大きい形状を有していると共に、その長さ方向を交差方向ＤＸに向けるように配向していれば、対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸにおいて熱伝導率が大きくやすいため、より高い効果を得ることができる。この場合には、熱伝導性粒子が板状であると共に、窒化ホウ素を含んでいれば、さらに高い効果を得ることができる。
【００９８】
また、熱伝導性粒子の融点が負極集電体２２Ａの融点よりも高くなっていれば、発熱温度が負極集電体２２Ａの融点まで到達しても熱伝導性粒子の熱誘導機能を維持することができる。
【００９９】
さらに、負極活物質層２２Ｂにおける熱伝導性粒子の含有量が負極集電体２２Ａから遠い側よりも近い側において大きくなっていれば、より高い効果を得ることができる。また、負極活物質の重量Ｇ１と熱伝導性粒子の重量Ｇ２との比Ｇ２／Ｇ１が３．１以上３１以下であれば、二次電池が自己発熱しても温度がより上昇しにくくなるため、安全性をより向上させることができる。
【０１００】
なお、負極２２の活物質層（負極活物質層２２Ｂ）の代わりに、正極２１の活物質層（正極活物質層２１Ｂ）が複数の熱伝導性粒子を含んでいてもよい。すなわち、複数の熱伝導性粒子は、正極集電体２１Ａとセパレータ２３との間に位置している正極活物質層２１Ｂに、上記した正極活物質などと共に含まれていてもよい。この熱伝導性粒子を含む正極活物質層２１Ｂの構成は、上記した負極活物質層２２Ｂの構成と同様であると共に、その負極活物質層２２Ｂと同様の手順により形成される。この場合においても、負極２２において発生した熱が正極２１に伝わりにくくなり、特に、その熱が正極２１に滞留（集中）しにくくなるため、優れた安全性を得ることができる。
【０１０１】
熱伝導性粒子が正極活物質と共に正極活物質層２１Ｂに含まれている場合には、その熱伝導性粒子の平均粒径（メジアン径ｄ５０：μｍ）は、特に限定されない。中でも、正極活物質が複数の一次粒子の集合体（二次粒子）である場合には、熱伝導性粒子のメジアン径は、正極活物質の一次粒子の平均粒径（メジアン径ｄ５０：μｍ）よりも大きいことが好ましい。二次電池が自己発熱しても、温度がより上昇しにくくなるからである。
【０１０２】
また、負極活物質層２２Ｂが複数の熱伝導性粒子を含んでいると共に、正極活物質層２１Ｂも複数の熱伝導性粒子を含んでいてもよい。この場合には、負極２２において発生した熱が正極２１により伝わりにくくなるため、二次電池が自己発熱しても温度がより上昇しにくくなる。よって、安全性をより向上させることができる。
【０１０３】
＜１−１−２．熱伝導性粒子の含有場所＝電極の被覆層＞
熱伝導性粒子の含有場所は、上記した活物質層の代わりに、その活物質層に設けられた電極被覆層でもよい。ここで説明する二次電池の構成および製造方法は、以下で説明する点を除き、上記した１−１−１．において説明した二次電池の構成および製造方法と同様である。
【０１０４】
図４は、巻回電極体２０の他の構成を表しており、図２に対応する断面構成を示している。ここでは、例えば、負極２２において、負極活物質層２２Ｂの上に電極被覆層（負極被覆層２２Ｃ）が設けられており、その負極被覆層２２Ｃは、複数の熱伝導性粒子を含んでいる。すなわち、複数の熱伝導性粒子は、領域Ｒ内において、負極活物質層２２Ｂとセパレータ２３との間に位置する負極被覆層２２Ｃに含まれている。この熱伝導性粒子の機能および構成などについては既に詳細に説明したので、その説明を省略する。
【０１０５】
この負極被覆層２２Ｃは、例えば、塗布法、浸漬法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのいずれか１種類または２種類以上の方法により形成されている。中でも、負極被覆層２２Ｃは、塗布法および浸漬法などにより形成されていることが好ましい。負極活物質層２２Ｂなどを加熱せずに、負極被覆層２２Ｃを簡単に形成できるからである。なお、負極被覆層２２Ｃは、熱伝導性粒子と共に、結着剤として高分子材料のいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。この高分子材料は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどである。
【０１０６】
ここで、図５は、熱伝導性粒子１００の他の配向状態を説明するためのものであり、図３に対応している。上記したように、熱伝導性粒子１００の形状が長軸ａおよび短軸ｂを有する板状である場合には、複数の熱伝導性粒子１００のうちの少なくとも一部は、その長さ方向（長軸ａの方向）を交差方向ＤＸに向けるように配向していることが好ましい。
【０１０７】
この場合には、特に、図５に示したように、複数の熱伝導性粒子１００のうちの少なくとも一部において、隣り合う粒子同士は互いに部分的に接触していることが好ましい。隣り合う粒子間では、接点１０１を通じて熱が伝わりやすくなるため、その熱が交差方向ＤＸに誘導されやすくなるからである。中でも、隣り合う粒子同士は、互いに部分的に重なっていることが好ましい。接点１０１の面積が増加するため、隣り合う粒子間において熱がより伝わりやすくなるからである。
【０１０８】
なお、熱伝導性粒子が負極被覆層２２Ｃに含まれている場合には、負極活物質の平均粒径Ｄ１（メジアン径ｄ５０：μｍ）と熱伝導性粒子の平均粒径Ｄ２（メジアン径ｄ５０：μｍ）との比Ｄ２／Ｄ１は、特に限定されない。中でも、比Ｄ２／Ｄ１は、０．１以上５以下であることが好ましい。サイクル特性などの基本特性が確保されるからである。
【０１０９】
負極２２を作製する場合には、熱伝導性粒子と、結着剤などとの混合物を有機溶剤などに分散させて、ペースト状のスラリーとする。続いて、負極集電体２２Ａに負極活物質層２２Ｂを形成したのち、その負極活物質層２２Ｂの表面にスラリーを塗布してから乾燥させて、負極被覆層２２Ｃを形成する。
【０１１０】
この円筒型の二次電池によれば、負極２２の負極活物質層２２Ｂに設けられた負極被覆層２２Ｃが複数の熱伝導性粒子を含んでおり、その熱伝導性粒子の熱伝導率が対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸにおいて大きくなっている。この場合には、負極活物質層２２Ｂが熱伝導性粒子を含んでいる場合と同様の理由により、負極被覆層２２Ｃ中において熱伝導性粒子の熱誘導機能により熱が交差方向ＤＸに誘導されるため、二次電池の温度が過剰に上昇しにくくなる。よって、二次電池が自己発熱しても発火および破損の発生可能性が低下するため、優れた安全性を得ることができる。
【０１１１】
特に、厚さよりも長さが大きい形状を有する熱伝導性粒子がその長さ方向を交差方向ＤＸに向けるように配向している場合において、隣り合う粒子同士が互いに部分的に接触していれば、より高い効果を得ることができる。この場合には、隣り合う粒子同士が互いに部分的に重なっていれば、さらに高い効果を得ることができる。
【０１１２】
この二次電池に関する上記以外の作用および効果は、上記した１−１−１．において説明した場合と同様である。
【０１１３】
なお、負極２２の負極活物質層２２Ｂに設けられた電極被覆層（負極被覆層２２Ｃ）の代わりに、図４に対応する図６に示したように、正極２１の正極活物質層２１Ｂに設けられた電極被覆層（正極被覆層２１Ｃ）が熱伝導性粒子を含んでいてもよい。すなわち、複数の熱伝導性粒子は、領域Ｒ内において、正極活物質層２１Ｂとセパレータ２３との間に位置する正極被覆層２１Ｃに含まれていてもよい。この熱伝導性粒子を含む正極被覆層２１Ｃの構成は、上記した負極被覆層２２Ｃの構成と同様であると共に、その負極被覆層２２Ｃと同様の手順により形成される。この場合においても、負極２２において発生した熱が正極２１に伝わりにくくなるため、優れた安全性を得ることができる。
【０１１４】
なお、熱伝導性粒子が正極被覆層２１Ｃに含まれている場合には、正極活物質層２１Ｂにおける正極活物質の面積密度Ｍ１（ｍｇ／ｃｍ2 ）と正極被覆層２１Ｃにおける熱伝導性粒子の面積密度Ｍ２（ｍｇ／ｃｍ2 ）との比Ｍ１／Ｍ２は、特に限定されない。中でも、比Ｍ１／Ｍ２は、２０以上２００以下であることが好ましい。サイクル特性などの基本特性が確保されるからである。
【０１１５】
また、負極活物質層２２Ｂに設けられた負極被覆層２２Ｃが複数の熱伝導性粒子を含んでいると共に、正極活物質層２１Ｂに設けられた正極被覆層２１Ｃも複数の熱伝導性粒子を含んでいてもよい。この場合には、負極２２において発生した熱が正極２１により伝わりにくくなるため、二次電池が自己発熱しても温度がより上昇しにくくなる。よって、安全性をより向上させることができる。
【０１１６】
＜１−１−３．熱伝導性粒子の含有場所＝セパレータの被覆層＞
熱伝導性粒子の含有場所は、上記した活物質層の被覆層（電極被覆層）の代わりに、セパレータ２３の被覆層（セパレータ被覆層）でもよい。ここで説明する二次電池の構成および製造方法は、以下で説明する点を除き、上記した１−１−１．において説明した二次電池の構成および製造方法と同様である。
【０１１７】
図７は、巻回電極体２０のさらに他の構成を表しており、図４および図６に対応する断面構成を示している。セパレータ２３では、例えば、多孔質層２３Ａの両面にセパレータ被覆層２３Ｂが設けられており、そのセパレータ被覆層２３Ｂは、複数の熱伝導性粒子を含んでいる。すなわち、複数の熱伝導性粒子は、領域Ｒ内において、多孔質層２３Ａと正極活物質層２１Ｂとの間に位置するセパレータ２３Ｂに含まれていると共に、その多孔質層２３Ａと負極活物質層２２Ｂとの間に位置するセパレータ被覆層２３Ｃに含まれている。この熱伝導性粒子の機能および構成などについては既に詳細に説明したので、その説明を省略する。また、熱伝導性粒子を含むセパレータ被覆層２３Ｃの構成は、上記した正極被覆層２１Ｃおよび負極被覆層２２Ｃの構成と同様である。
【０１１８】
この場合においても、図３および図５を参照して説明したように、厚さよりも長さが大きい形状を有する熱伝導性粒子１００がその長さ方向を交差方向ＤＸに向けるように配向していることが好ましい。また、隣り合う粒子同士が互いに部分的に接触していることが好ましく、互いに部分的に重なっていることがより好ましい。
【０１１９】
なお、セパレータ２３が複数の熱伝導性粒子を含有する場合には、以下の理由により、その複数の熱伝導性粒子は多孔質層２３Ａでなくセパレータ被覆層２３Ｂに含有されていなければならない。第１に、多孔質層２３Ａが熱伝導性粒子を含んでいると、その多孔質層２３Ａ中の細孔が熱伝導性粒子により塞がれてしまう。これにより、多孔質層２３Ａの空孔率が減少するため、セパレータ２３を介したリチウムイオンの伝導性が低下すると共に、そのセパレータ２３のシャットダウン機能などが確保されないため、安全性が低下する。第２に、熱伝導性粒子を含む多孔質層２３Ａでは、柔軟性および引張強度などが低下するため、薄いフィルム状となるように多孔質層２３Ａを形成しにくいと共に、熱伝導性粒子の配向状態を制御することが困難である。
【０１２０】
セパレータ２３を作製する場合には、熱伝導性粒子と、結着剤などとの混合物を有機溶剤などに分散させて、ペースト状のスラリーとする。続いて、多孔質層２３Ａの両面にスラリーを塗布してから乾燥させて、セパレータ被覆層２３Ｃを形成する。この多孔質層２３Ａは、例えば、１−１−１．において説明した合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜である。
【０１２１】
この円筒型の二次電池によれば、セパレータ２３の多孔質層２３Ａに設けられたセパレータ被覆層２３Ｃが複数の熱伝導性粒子を含んでおり、その熱伝導性粒子の熱伝導率が対向方向ＤＹよりも交差方向ＤＸにおいて大きくなっている。この場合には、負極活物質層２２Ｂが熱伝導性粒子を含んでいる場合と同様の理由により、二次電池が自己発熱しても発火および破損の発生可能性が低下するため、優れた安全性を得ることができる。
粒子を含んでいる場合と同様の理由により、セパレータ被覆層２３Ｃ中において熱伝導性粒子の熱誘導機能により熱が交差方向ＤＸに誘導されるため、負極２２から正極２１に伝わる熱量が減少する。よって、優れた安全性を得ることができる。この二次電池に関する上記以外の作用および効果は、上記した１−１−１において説明した場合と同様である。
【０１２２】
ここでは具体的に図示しないが、セパレータ２３では、多孔質層基材層２３Ａの片面だけにセパレータ被覆層２３Ｃが設けられていてもよい。このセパレータ被覆層２３Ｃが設けられている基材層２３Ａの表面は、正極２１と対向する側の面でもよいし、負極２２と対向する側の面でもよい。セパレータ２３は正極２１と負極２２との間に位置しているため、基材層２３Ａの片面だけにセパレータ被覆層２３Ｃが設けられていても、負極２２において発生した熱が正極２１に伝わりにくくなるからである。
【０１２３】
＜１−１−４．熱伝導性粒子の含有場所に関するまとめ＞
上記した１−１−１．〜１−１−３．では、熱伝導性粒子の含有場所として、活物質層である場合、電極の被覆層である場合、セパレータの被覆層である場合について個別に説明した。これらの熱伝導性粒子の含有場所に関するバリエーションは、任意の組み合わせとなるように２つ以上組み合わされてもよい。
【０１２４】
一例を挙げると、負極２２において、負極活物質層２２Ｂが熱伝導性粒子を含んでいると共に、さらに負極被覆層２２Ｃが熱伝導性粒子を含んでいてもよい。または、正極活物質層２１Ｂ、正極被覆層２１Ｃ、負極活物質層２２Ｂ、負極被覆層２２Ｃおよびセパレータ被覆層２３Ｃの全てが熱伝導性粒子を含んでいてもよい。
【０１２５】
いずれのバリエーションの組み合わせにおいても、熱伝導性粒子の熱誘導機能が発揮されるため、優れた安全性を得ることができる。
【０１２６】
＜１−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）＞
図８は、本技術の一実施形態における他の二次電池の分解斜視構成を表しており、図９は、図８に示した巻回電極体３０のＩＸ−ＩＸ線に沿った断面を拡大している。以下では、既に説明した円筒型の二次電池の構成要素を随時引用する。
【０１２７】
［二次電池の全体構成］
ここで説明する二次電池は、例えば、いわゆるラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池であり、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されている。この巻回電極体３０は、セパレータ３５および電解質層３６を介して正極３３と負極３４とが積層されてから巻回されたものであり、正極３３と負極３４とは、セパレータ３５を介して対向されている。正極３３に正極リード３１が取り付けられていると共に、負極３４に負極リード３２が取り付けられている。巻回電極体３０の最外周部は、保護テープ３７により保護されている。
【０１２８】
正極リード３１および負極リード３２は、例えば、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード３１は、例えば、アルミニウムなどの導電性材料により形成されていると共に、負極リード３２は、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなどの導電性材料により形成されている。これらの導電性材料は、例えば、薄板状または網目状である。
【０１２９】
外装部材４０は、例えば、融着層、金属層および表面保護層がこの順に積層されたラミネートフィルムである。このラミネートフィルムでは、例えば、融着層が巻回電極体３０と対向するように、２枚のフィルムの融着層における外周縁部同士が融着されている。ただし、２枚のフィルムは、接着剤などにより貼り合わされていてもよい。融着層は、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのフィルムである。金属層は、例えば、アルミニウム箔などである。表面保護層は、例えば、ナイロンおよびポリエチレンテレフタレートなどのフィルムである。
【０１３０】
中でも、外装部材４０は、ポリエチレンフィルム、アルミニウム箔およびナイロンフィルムがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。ただし、外装部材４０は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムや、金属フィルムでもよい。
【０１３１】
外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２との間には、外気の侵入を防止するために密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２に対して密着性を有する材料により形成されている。この密着性を有する材料は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンおよび変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂のいずれか１種類または２種類以上である。
【０１３２】
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａの片面または両面に正極活物質層３３Ｂを有していると共に、負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａの片面または両面に負極活物質層３４Ｂを有している。正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂの構成は、それぞれ正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂの構成と同様である。セパレータ３５の構成は、セパレータ２３の構成と同様である。すなわち、正極３３、負極３４およびセパレータ３５のうちの少なくとも１つは、複数の熱伝導性粒子を含んでいる。この熱伝導性粒子の熱伝導率は、正極３３と負極３４とが対向する方向（対向方向ＤＹ）よりも、その方向と交差する方向（交差方向ＤＸ）において大きくなっている。
【０１３３】
電解質層３６は、高分子化合物により電解液が保持されたものであり、いわゆるゲル状の電解質である。高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）が得られると共に、電解液の漏液が防止されるからである。この電解質層３６は、必要に応じて、添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【０１３４】
高分子化合物は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリフッ化ビニル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレン、ポリカーボネートなどのいずれか１種類または２種類以上である。この他、高分子化合物は、例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体などでもよい。中でも、ポリフッ化ビニリデンおよび上記した共重合体が好ましく、ポリフッ化ビニリデンがより好ましい。電気化学的に安定だからである。
【０１３５】
電解液の組成は、円筒型の場合と同様である。ただし、ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液の溶媒とは、液状の溶媒だけでなく、電解質塩を解離させることが可能なイオン伝導性を有する材料まで含む広い概念である。よって、イオン伝導性を有する高分子化合物を用いる場合には、その高分子化合物も溶媒に含まれる。
【０１３６】
なお、ゲル状の電解質層３６に代えて、電解液をそのまま用いてもよい。この場合には、電解液がセパレータ３５に含浸される。
【０１３７】
［二次電池の動作］
この二次電池では、例えば、充電時において、正極３３から放出されたリチウムイオンが電解質層３６を介して負極３４に吸蔵されると共に、放電時において、負極３４から放出されたリチウムイオンが電解質層３６を介して正極３３に吸蔵される。
【０１３８】
［二次電池の製造方法］
このゲル状の電解質層３６を備えた二次電池は、例えば、以下の３種類の手順により製造される。
【０１３９】
第１手順では、正極２１および負極２２と同様の作製手順により、正極３３および負極３４を作製する。この場合には、正極集電体３３Ａの片面または両面に正極活物質層３３Ｂを形成して正極３３を作製すると共に、負極集電体３４Ａの片面または両面に負極活物質層３４Ｂを形成して負極３４を作製する。続いて、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などの溶媒とを含む前駆溶液を調製したのち、その前駆溶液を正極３３および負極３４に塗布して、ゲル状の電解質層３６を形成する。続いて、溶接法などを用いて正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、同様に溶接法などを用いて負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。続いて、正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層してから巻回させて巻回電極体３０を作製したのち、その最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の外周縁部同士を接着させて、その外装部材４０の内部に巻回電極体３０を封入する。この場合には、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入する。
【０１４０】
第２手順では、正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード５２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３および負極３４を積層してから巻回させて、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製したのち、その最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を挟み込んだのち、熱融着法などを用いて一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させて、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０を密封する。続いて、モノマーを熱重合させて高分子化合物を形成する。これにより、ゲル状の電解質層３６が形成される。
【０１４１】
第３手順では、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２手順と同様に、巻回体を作製して袋状の外装部材４０の内部に収納する。このセパレータ３５に塗布する高分子化合物は、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体（単独重合体、共重合体または多元共重合体）などである。具体的には、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体、またはフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体などである。なお、フッ化ビニリデンを成分とする重合体と一緒に、他の１種類または２種類以上の高分子化合物を用いてもよい。続いて、電解液を調製して外装部材４０の内部に注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の開口部を密封する。続いて、外装部材４０に加重をかけながら加熱して、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸するため、その高分子化合物がゲル化して電解質層３６が形成される。
【０１４２】
この第３手順では、第１手順よりも二次電池の膨れが抑制される。また、第３手順では、第２手順よりも高分子化合物の原料であるモノマーまたは溶媒などが電解質層３６中にほとんど残らないため、高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極３３、負極３４およびセパレータ３５と電解質層３６との間で十分な密着性が得られる
【０１４３】
［二次電池の作用および効果］
このラミネートフィルム型の二次電池によれば、正極３３、負極３４およびセパレータ３５のうちの少なくとも１つが複数の熱伝導性粒子を含んでおり、よって、上記した円筒型の二次電池と同様の理由により、優れた安全性を得ることができる。これ以外の作用、効果および変形例は、円筒型の二次電池と同様である。
【０１４４】
＜１−３．リチウム金属二次電池（円筒型，ラミネートフィルム型）＞
ここで説明する二次電池は、負極２２の容量がリチウム金属の析出溶解により表されるリチウム二次電池（リチウム金属二次電池）である。この二次電池は、負極活物質層２２Ｂがリチウム金属により形成されていることを除き、上記したリチウムイオン二次電池（円筒型）と同様の構成を有していると共に、同様の手順により製造される。
【０１４５】
この二次電池では、負極活物質としてリチウム金属を用いているため、高いエネルギー密度が得られるようになっている。負極活物質層２２Ｂは、組み立て時から既に存在してもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により形成されるようにしてもよい。また、負極活物質層２２Ｂを集電体としても利用して、負極集電体２２Ａを省略してもよい。
【０１４６】
この二次電池では、例えば、充電時において、正極２１から放出されたリチウムイオンが電解液を介して負極集電体２２Ａの表面にリチウム金属となって析出する。また、例えば、放電時において、負極活物質層２２Ｂからリチウム金属がリチウムイオンとなって電解液中に溶出し、その電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１４７】
このリチウム金属二次電池によれば、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のうちの少なくとも１つが複数の熱伝導性粒子を含んでいるので、上記したリチウムイオン二次電池と同様の理由により、優れた安全性を得ることができる。これ以外の作用、効果および変形例は、円筒型の二次電池と同様である。なお、上記したリチウム金属二次電池は、円筒型に限らず、ラミネートフィルム型でもよい。この場合においても、同様の効果を得ることができる。
【０１４８】
＜２．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例について説明する。
【０１４９】
二次電池の用途は、その二次電池を駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能な機械、機器、器具、装置およびシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として使用される二次電池は、主電源（優先的に使用される電源）でもよいし、補助電源（主電源に代えて、または主電源から切り換えて使用される電源）でもよい。二次電池を補助電源として利用する場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０１５０】
二次電池の用途は、例えば、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオ、携帯用テレビおよび携帯用情報端末などの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに用いられる電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。もちろん、上記以外の用途でもよい。
【０１５１】
中でも、二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器などに適用されることが有効である。優れた電池特性が要求されるため、本技術の二次電池を用いることで、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、二次電池を用いた電源であり、いわゆる組電池などである。電動車両は、二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車など）でもよい。電力貯蔵システムは、二次電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源である二次電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して家庭用の電気製品などが使用可能になる。電動工具は、二次電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、二次電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
【０１５２】
ここで、二次電池のいくつかの適用例について具体的に説明する。なお、以下で説明する各適用例の構成はあくまで一例であるため、適宜変更可能である。
【０１５３】
＜２−１．電池パック＞
図１０は、電池パックのブロック構成を表している。この電池パックは、例えば、プラスチック材料などにより形成された筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１および負極端子７２とを備えている。
【０１５４】
制御部６１は、電池パック全体の動作（電源６２の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などを含んでいる。電源６２は、１または２以上の二次電池（図示せず）を含んでいる。この電源６２は、例えば、２以上の二次電池を含む組電池であり、それらの二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６つの二次電池を含んでいる。
【０１５５】
スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて電源６２の使用状態（電源６２と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオード（いずれも図示せず）などを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。
【０１５６】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するものである。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するようになっている。この温度測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合や、制御部６１が残容量の算出時において補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における二次電池の電圧を測定して、その測定電圧をアナログ−デジタル変換して制御部６１に供給するものである。
【０１５７】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６から入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御するものである。
【０１５８】
このスイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に充電電流が流れないように制御する。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れた場合に、充電電流を遮断するようになっている。
【０１５９】
また、スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れた場合に、放電電流を遮断するようになっている。
【０１６０】
なお、二次電池では、例えば、過充電検出電圧は４．２Ｖ±０．０５Ｖであり、過放電検出電圧は２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０１６１】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどである。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値や、製造工程段階において測定された二次電池の情報（例えば初期状態の内部抵抗）などが記憶されている。なお、メモリ６８に二次電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量などの情報を把握可能になる。
【０１６２】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共にその測定結果を制御部６１に出力するものであり、例えば、サーミスタなどである。
【０１６３】
正極端子７１および負極端子７２は、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えばノート型のパーソナルコンピュータなど）や、電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば充電器など）などに接続される端子である。電源６２の充放電は、正極端子７１および負極端子７２を介して行われる。
【０１６４】
＜２−２．電動車両＞
図１１は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。この電動車両は、例えば、金属製の筐体７３の内部に、制御部７４と、エンジン７５と、電源７６と、駆動用のモータ７７と、差動装置７８と、発電機７９と、トランスミッション８０およびクラッチ８１と、インバータ８２，８３と、各種センサ８４とを備えている。この他、電動車両は、例えば、差動装置７８およびトランスミッション８０に接続された前輪用駆動軸８５および前輪８６と、後輪用駆動軸８７および後輪８８とを備えている。
【０１６５】
この電動車両は、例えば、エンジン７５またはモータ７７のいずれか一方を駆動源として走行可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン７５を動力源とする場合、そのエンジン７５の駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して前輪８６または後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力は発電機７９にも伝達され、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生させると共に、その交流電力はインバータ８３を介して直流電力に変換され、電源７６に蓄積される。一方、変換部であるモータ７７を動力源とする場合、電源７６から供給された電力（直流電力）がインバータ８２を介して交流電力に変換され、その交流電力を利用してモータ７７が駆動する。このモータ７７により電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して前輪８６または後輪８８に伝達される。
【０１６６】
なお、図示しない制動機構を介して電動車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ７７に回転力として伝達され、その回転力を利用してモータ７７が交流電力を発生させるようにしてもよい。この交流電力はインバータ８２を介して直流電力に変換され、その直流回生電力は電源７６に蓄積されることが好ましい。
【０１６７】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１または２以上の二次電池（図示せず）を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続され、その外部電源から電力供給を受けることで電力を蓄積可能になっていてもよい。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。この各種センサ８４は、例えば、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどを含んでいる。
【０１６８】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合について説明したが、その電動車両は、エンジン７５を用いずに電源７６およびモータ７７だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
【０１６９】
＜２−３．電力貯蔵システム＞
図１２は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋８９の内部に、制御部９０と、電源９１と、スマートメータ９２と、パワーハブ９３とを備えている。
【０１７０】
ここでは、電源９１は、例えば、家屋８９の内部に設置された電気機器９４に接続されていると共に、家屋８９の外部に停車された電動車両９６に接続可能になっている。また、電源９１は、例えば、家屋８９に設置された自家発電機９５にパワーハブ９３を介して接続されていると共に、スマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して外部の集中型電力系統９７に接続可能になっている。
【０１７１】
なお、電気機器９４は、例えば、１または２以上の家電製品を含んでおり、その家電製品は、例えば、冷蔵庫、エアコン、テレビおよび給湯器などである。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機および風力発電機などのいずれか１種類または２種類以上である。電動車両９６は、例えば、電気自動車、電気バイクおよびハイブリッド自動車などの１種類または２種類以上である。集中型電力系統９７は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所および風力発電所などの１種類または２種類以上である。
【０１７２】
制御部９０は、電力貯蔵システム全体の動作（電源９１の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１または２以上の二次電池（図示せず）を含んでいる。スマートメータ９２は、例えば、電力需要者の家屋８９に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給者と通信可能になっている。これに伴い、スマートメータ９２は、例えば、外部と通信しながら、家屋８９における需要・供給のバランスを制御することで、効率的で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０１７３】
この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統９７からスマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機９５からパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積される。この電源９１に蓄積された電力は、制御部９１の指示に応じて電気機器９４および電動車両９６に供給されるため、その電気機器９４が稼働可能になると共に、電動車両９６が充電可能になる。すなわち、電力貯蔵システムは、電源９１を用いて、家屋８９内における電力の蓄積および供給を可能にするシステムである。
【０１７４】
電源９１に蓄積された電力は、任意に利用可能である。このため、例えば、電気使用量が安い深夜において集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、その電源９１に蓄積しておいた電力を電気使用量が高い日中に用いることができる。
【０１７５】
なお、上記した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）ごとに設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）ごとに設置されていてもよい。
【０１７６】
＜２−４．電動工具＞
図１３は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
【０１７７】
制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の二次電池（図示せず）を含んでいる。この制御部９９は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給するようになっている。
【実施例】
【０１７８】
本技術の具体的な実施例について、詳細に説明する。
【０１７９】
（実験例１−１〜１−３６）
以下の手順により、図１および図２に示した円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０１８０】
正極２１を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＮｉＯ2 ）９６質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（カーボンブラック）１質量部とを混合して、正極合剤とした。この正極活物質の一次粒子の粒径（メジアン径ｄ５０：μｍ）は、表１〜表３に示した通りである。続いて、正極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散させて、ペースト状の正極合剤スラリーとした。なお、正極活物質層２１Ｂに熱伝導性粒子を含有させる場合には、その熱伝導性粒子を正極合剤スラリーに添加した。この熱伝導性粒子の種類（材質）、粒径（メジアン径ｄ５０：μｍ）、比Ｇ２／Ｇ１、形状および層中分布は、表１〜表３に示した通りである。続いて、コーティング装置を用いて帯状の正極集電体２１Ａ（１５μｍ厚のアルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、正極活物質層２１Ｂを形成した。正極活物質層２１Ｂ中における熱伝導性粒子の層中分布は、表１〜表３に示した通りである。層中分布が「均一」であるとは、正極活物質層２１Ｂの厚さ方向において熱伝導性粒子がほぼ均一に分散していることを表している。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型した。
【０１８１】
負極２２を作製する場合には、最初に、負極活物質（Ｓｉ）６５質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）１５質量部と、負極導電剤（カーボンブラック）２０質量部とを混合して、負極合剤とした。この負極活物質の粒径（メジアン径ｄ５０：μｍ）は、表１〜表３に示した通りである。続いて、負極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーとした。なお、負極活物質層２２Ｂに熱伝導性粒子を含有させる場合には、正極活物質層２１Ｂに熱伝導性粒子を含有させた場合と同様に、その熱伝導性粒子を負極合剤スラリーに添加した。続いて、コーティング装置を用いて帯状の負極集電体２２Ａ（１５μｍ厚の銅箔）の両面に負極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、負極活物質層２２Ｂを形成した。負極活物質層２２Ｂ中における熱伝導性粒子の層中分布は、表１〜表３に示した通りである。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層２２Ｂを圧縮成型した。
【０１８２】
なお、負極活物質層２２Ｂを形成する場合において、熱伝導性粒子の層中分布を変更するためには、下層および上層を含む２層構造となるように負極活物質層２２Ｂを形成した。この場合には、熱伝導性粒子の含有量が異なる２種類の負極合剤スラリーを調整したのち、その２種類の負極合剤スラリーを順次用いて下層および上層を形成した。負極活物質層２２Ｂ中における熱伝導性粒子の分布は、表１〜表３に示した通りである。層中分布が「集電体側大」とは、負極活物質層２２Ｂ中における熱伝導性粒子の含有量が負極集電体２２Ａに近い側において遠い側よりも大きいことを表している。この場合には、相対的に熱伝導性粒子の含有量が大きい第１スラリーを用いて下層を形成したのち、相対的に熱伝導性粒子の含有量が小さい第２スラリーを用いて上層を形成した。一方、層中分布が「集電体側小」とは、負極活物質層２２Ｂ中における熱伝導性粒子の含有量が負極集電体２２Ａに近い側において遠い側よりも小さいことを表している。この場合には、相対的に熱伝導性粒子の含有量が小さい第１スラリーを用いて下層を形成したのち、相対的に熱伝導性粒子の含有量が大きい第２スラリーを用いて上層を形成した。
【０１８３】
電解液を調製する場合には、溶媒（炭酸エチレン、炭酸ジエチルおよび炭酸ビニレン）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を溶解させた。この場合には、溶媒の組成を重量比で炭酸エチレン：炭酸ジエチル：炭酸ビニレン＝３０：６０：１０、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｄｍ3 （＝１ｍｏｌ／ｌ）とした。
【０１８４】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体２１Ａにアルミニウム製の正極リード２５を溶接すると共に、負極集電体２２Ａにニッケル製の負極リード２６を溶接した。続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層してから巻回させたのち、粘着テープを用いて巻回物の巻き終わり部分を固定して、巻回電極体２０を作製した。このセパレータ２３としては、多孔性ポリプロピレンフィルムにより多孔性ポリエチレンフィルムが挟まれた３層フィルム（総厚２５μｍ）を用いた。続いて、巻回電極体２０の巻回中心の空洞にセンターピン２４を挿入した。続いて、ニッケル鍍金された鉄製の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら巻回電極体２０を収納した。この場合には、正極リード２５の一端部を安全弁機構１５に溶接すると共に、負極リード２６の一端部を電池缶１１に溶接した。続いて、減圧方式により電池缶１１の内部に電解液を注入してセパレータ２３に含浸させた。最後に、ガスケット１７を介して電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をかしめた。これにより、円筒型の二次電池が完成した。なお、二次電池を作製する場合には、正極活物質層２１Ｂの厚さを調節して、満充電時にリチウム金属が負極２２に析出しないようにした。
【０１８５】
二次電池の安全性を調べたところ、表１〜表３に示した結果が得られた。この安全性を調べる場合には、電池電圧が４．２Ｖに到達するまで二次電池を充電させたのち、その充電状態の二次電池を高温環境（１３５℃）中において１時間放置してから電池状態を調べた。この場合には、熱電対を用いて電池缶１１の側面温度の最高値（最高温度：℃）を測定した。また、発火および破裂などが生じなかった場合を「○」、生じた場合を「×」と評価した。
【０１８６】
【表１】
2014191912.tif 000003
【０１８７】
【表２】
2014191912.tif 000004
【０１８８】
【表３】
2014191912.tif 000005
【０１８９】
正極活物質層２１Ｂまたは負極活物質層２２Ｂに熱伝導性粒子を含有させなかった場合には、二次電池の自己発熱に起因して温度が爆発的に上昇した。これにより、発火などが生じたため、最高温度を測定できなかった。これに対して、熱伝導率が異方性を有する熱伝導性粒子を正極活物質層２１Ｂまたは負極活物質層２２Ｂに含有させた場合には、二次電池の自己発熱に起因する温度上昇が抑制された。これにより、発火などが生じず、最高温度も概ね２００℃以下に抑えられた。
【０１９０】
正極活物質層２１Ｂ中における熱伝導性粒子の含有量を不均一にした場合には、正極集電体２１Ａに近い側において遠い側よりも熱伝導性粒子の含有量が大きいと、二次電池の自己発熱に起因する温度上昇がより抑制されたため、最高温度がより低下した。
【０１９１】
熱伝導性粒子が正極活物質層２１Ｂに含まれている場合には、その熱伝導性粒子の粒径が正極活物質の一次粒子の粒径よりも大きいと、最高温度がより低下した。一方、熱伝導性粒子が負極活物質層２２Ｂに含まれている場合には、比Ｇ２／Ｇ１が３．１〜３１であると、やはり最高温度がより低下した。
【０１９２】
（実験例２−１〜２−５６）
熱伝導性粒子の含有場所を正極被覆層２１Ｃまたは負極被覆層２２Ｃに変更したことを除き、実験例１−１〜１−３６と同様の手順により、円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０１９３】
正極被覆層２１Ｃに熱伝導性粒子を含有させる場合には、熱伝導性粒子（電気化学工業株式会社製の窒化ホウ素ＨＧＰ）と、結着剤（ポリフッ化ビニリデン）とを重量比で１：１となるように混合した。続いて、混合物を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散させて、スラリーとした。最後に、正極集電体２１Ａに正極活物質層２１Ｂを形成したのち、バーコータを用いて正極活物質層２１Ｂにスラリーを塗布してから乾燥させて、正極被覆層２１Ｃを形成した。
【０１９４】
負極被覆層２２Ｃに熱伝導性粒子を含有させる場合には、負極集電体２２Ａに負極活物質層２２Ｂを形成してから負極被覆層２２Ｃを形成したことを除き、上記した正極被覆層２１Ｃを形成する場合と同様の手順を経た。
【０１９５】
なお、正極活物質の粒径（メジアン径ｄ５０：μｍ）、正極活物質層２１Ｂ中における正極活物質の密度Ｍ１（面積密度：ｍｇ／ｃｍ2 ）、負極活物質の粒径Ｄ１（メジアン径ｄ５０：μｍ）、熱伝導性粒子の粒径Ｄ２（メジアン径ｄ５０：μｍ）、正極被覆層２１Ｃまたは負極被覆層２２Ｃ中における熱伝導性粒子の密度Ｍ２（面積密度：ｍｇ／ｃｍ2 ）、比Ｍ２／Ｍ１および比Ｄ２／Ｄ１などは、表４〜表７に示した通りである。
【０１９６】
特に、正極被覆層２１Ｃおよび負極被覆層２２Ｃを形成する場合には、スラリーの粘度を変更して、正極被覆層２１Ｃまたは負極被覆層２２Ｃ中における熱伝導性粒子の配向を制御した。表４〜表７に示した「配向」の欄中の「有」とは、複数の熱伝導性粒子がその長さ方向を交差方向ＤＸに向けるように配向していることを表していると共に、「無」とは、複数の熱伝導性粒子が配向していない（配向方向がランダムである）ことを表している。
【０１９７】
二次電池の安全性と共にサイクル特性を調べたところ、表４〜表７に示した結果が得られた。
【０１９８】
安全性を調べる場合には、実験例１−１〜１−３６と同様の手順により、最高温度（℃）を測定すると共に、発火などの有無を評価した。
【０１９９】
サイクル特性を調べる場合には、常温環境中（２３℃）において二次電池を２サイクル充放電させて放電容量を測定したのち、同環境中においてサイクル数の合計が１００サイクルになるまで充放電を繰り返して放電容量を測定した。この結果から、容量維持率（％）＝（１００サイクル目の放電容量／２サイクル目の放電容量）×１００を算出した。充電時には、０．２Ｃの電流で上限電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電すると共に、放電時には、０．２Ｃの電流で終止電圧２．７Ｖに到達するまで定電流放電した。なお、０．２Ｃとは、電池容量（理論容量）を５時間で放電しきる電流値である。
【０２００】
【表４】
2014191912.tif 000006
【０２０１】
【表５】
2014191912.tif 000007
【０２０２】
【表６】
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【０２０３】
【表７】
2014191912.tif 000009
【０２０４】
熱伝導性粒子を含む正極被覆層２１Ｃまたは負極被覆層２２Ｃを形成しなかった場合には、二次電池の自己発熱に起因して温度が爆発的に上昇した。これにより、発火などが生じたため、最高温度を測定できなかった。これに対して、熱伝導性粒子を含む正極被覆層２１Ｃまたは負極被覆層２２Ｃを形成した場合には、高い容量維持率が維持されたまま、発火などが生じないと共に、最高温度が概ね１７０℃未満に抑えられた。
【０２０５】
正極被覆層２１Ｃまたは負極被覆層２２Ｃを形成した場合には、熱伝導性粒子の形状が鱗片状であると共に、その熱伝導性粒子が長さ方向を交差方向ＤＸに向けるように配向していると、最高温度がより低下した。
【０２０６】
正極被覆層２１Ｃを形成した場合には、比Ｍ１／Ｍ２が２０〜２００であると、最高温度がより低下した。一方、負極被覆層２２Ｃを形成した場合には、比Ｄ２／Ｄ１が０．１〜５であると、最高温度がより低下した。
【０２０７】
（実験例３−１〜３−７）
熱伝導性粒子の含有場所をセパレータ被覆層２３Ｂに変更したことを除き、実験例１−１〜１−３６と同様の手順により、円筒型のリチウムイオン二次電池を作製した。
【０２０８】
セパレータ被覆層２３Ｂに熱伝導性粒子を含有させる場合には、熱伝導性粒子（電気化学工業株式会社製の窒化ホウ素ＨＧＰ）と、結着剤（ポリフッ化ビニリデン）とを乾燥重量比で９：１となるように混合した。続いて、混合物を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に分散させて、スラリーとした。最後に、バーコータを用いて多孔質層２３Ａの両面にスラリーを塗布してから乾燥させて、セパレータ被覆層２３Ｂを形成した。なお、多孔質層基材層２３Ａの材質および厚さ（μｍ）などは、表８に示した通りである。比較のために、セパレータ被覆層２３Ｂではなく多孔質層２３Ａに熱伝導性粒子を含有させたことを除き、上記した手順と同様の手順によりセパレータ２３を形成した。
【０２０９】
二次電池の安全性を調べたところ、表８に示した結果が得られた。安全性を調べる場合には、環境温度を１５０℃に変更したことを除き、実験例１−１〜１−３６と同様の手順により、最高温度（℃）を測定すると共に、発火などの有無を評価した。この場合には、二次電池の温度が最高温度に到達するまでの時間（保持時間：分）も調べた。
【０２１０】
【表８】
2014191912.tif 000010
【０２１１】
熱伝導性粒子を含むセパレータ被覆層２３Ｂを形成しなかった場合には、二次電池の自己発熱に起因して温度が短時間で１８０℃以上まで爆発的に上昇したため、発火などが生じた。また、熱伝導性粒子を多孔質層２３Ａに含有させた場合においても同様に、二次電池の自己発熱に起因して発火などが生じた。これに対して、熱伝導性粒子を含むセパレータ被覆層２３Ｂを形成した場合には、発火などが生じず、最高温度も１８０℃未満に抑えられた。
【０２１２】
表１〜表８の結果から、正極集電体と負極集電体との間の領域内において、正極、負極およびセパレータのうちの少なくとも１つが複数の熱伝導性粒子を含んでおり、その熱伝導性粒子の熱伝導率が異方性を有していると、優れた安全性が得られた。
【０２１３】
以上、実施形態および実施例を挙げて本技術について説明したが、本技術は実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、電池構造が円筒型およびラミネートフィルム型であると共に、電池素子が巻回構造を有する場合を例に挙げて説明したが、これらに限られない。本技術の二次電池は、角型、コイン型およびボタン型などの他の電池構造を有する場合や、電池素子が積層構造などの他の構造を有する場合についても、同様に適用可能である。
【０２１４】
また、電極反応物質としてリチウムを用いる場合について説明したが、これに限られない。この電極反応物質は、例えば、ナトリウム（Ｎａ）またはカリウム（Ｋ）などの他の１族元素でもよいし、マグネシウム（Ｍｇ）またはカルシウム（Ｃａ）などの２族元素でもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの他の軽金属でもよい。本技術の効果は、電極反応物質の種類に依存せずに得られるはずであるため、その電極反応物質の種類を変更しても同様の効果を得ることができる。
【０２１５】
また、実施形態および実施例では、比Ｇ２／Ｇ１について、実施例の結果から導き出された適正範囲を説明している。しかしながら、その説明は、比Ｇ２／Ｇ１が上記した範囲外となる可能性を完全に否定するものではない。すなわち、上記した適正範囲は、あくまで本技術の効果を得る上で特に好ましい範囲であるため、本技術の効果が得られるのであれば、上記した比Ｇ２／Ｇ１の範囲から多少外れてもよい。このことは、比Ｍ１／Ｍ２および比Ｄ２／Ｄ１についても同様である。
【０２１６】
なお、本技術は以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
セパレータを介して対向された正極および負極と、電解液とを備え、
前記正極は、正極集電体と、その正極集電体と前記セパレータとの間に設けられた正極活物質層とを含み、
前記負極は、負極集電体と、その負極集電体と前記セパレータとの間に設けられた負極活物質層とを含み、
前記正極集電体と前記負極集電体との間の領域内において、前記正極、前記負極および前記セパレータのうちの少なくとも１つは、複数の熱伝導性粒子を含み、
前記熱伝導性粒子の熱伝導率は、前記正極と前記負極とが対向する第１方向よりも、その第１方向と交差する第２方向において大きい、
二次電池。
（２）
前記熱伝導性粒子は、厚さよりも長さが大きい形状を有すると共に、その長さ方向を前記第２方向に向けるように配向している、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記熱伝導性粒子は、板状である、
上記（２）に記載の二次電池。
（４）
前記熱伝導性粒子は、ファインセラミックスを含み、
そのファインセラミックスは、酸素（Ｏ）を構成元素として含まない、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
前記熱伝導性粒子は、窒化ホウ素（ＢＮ）を含む、
上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の二次電池。
（６）
前記熱伝導性粒子の融点は、前記正極集電体および前記負極集電体のうちの少なくとも一方の融点よりも高い、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
前記熱伝導性粒子は、前記正極活物質層および前記負極活物質層のうちの少なくとも一方に含まれている、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
前記正極活物質層または前記負極活物質層における前記熱伝導性粒子の含有量は、前記正極集電体または前記負極集電体から遠い側よりも、前記正極集電体または前記負極集電体に近い側において大きい、
上記（７）に記載の二次電池。
（９）
前記熱伝導性粒子は、正極活物質と共に前記正極活物質層に含まれており、
前記熱伝導性粒子のメジアン径（ｄ５０：μｍ）は、前記正極活物質の一次粒子のメジアン径（ｄ５０：μｍ）よりも大きい、
上記（７）または（８）に記載の二次電池。
（１０）
前記熱伝導性粒子は、負極活物質と共に前記負極活物質層に含まれており、
前記負極活物質の重量Ｇ１と前記熱伝導性粒子の重量Ｇ２との比Ｇ２／Ｇ１は、３．１以上３１以下である、
上記（７）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池。
（１１）
前記正極および前記負極のうちの少なくとも一方は、前記正極活物質層および前記負極活物質層と前記セパレータとの間に設けられた電極被覆層を含み、
前記熱伝導性粒子は、前記電極被覆層に含まれている、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（１２）
前記熱伝導性粒子は、厚さよりも長さが大きい形状を有すると共に、その長さ方向を前記第２方向に向けるように配向しており、
隣り合う前記熱伝導性粒子同士は、互いに部分的に重なっている、
上記（１１）に記載の二次電池。
（１３）
前記正極活物質層は、正極活物質を含み、
前記電極被覆層は、前記正極活物質層と前記セパレータとの間に設けられており、
前記正極活物質層における前記正極活物質の面積密度Ｍ１（ｍｇ／ｃｍ2 ）と前記電極被覆層における前記熱伝導性粒子の面積密度Ｍ２（ｍｇ／ｃｍ2 ）との比Ｍ１／Ｍ２は、２０以上２００以下である、
上記（１１）または（１２）に記載の二次電池。
（１４）
前記負極活物質層は、負極活物質を含み、
前記電極被覆層は、前記負極活物質層と前記セパレータとの間に設けられており、
前記負極活物質層のメジアン径Ｄ１（ｄ５０：μｍ）と前記熱伝導性粒子のメジアン径Ｄ２（ｄ５０：μｍ）との比Ｄ２／Ｄ１は、０．１以上５以下である、
上記（１１）または（１２）に記載の二次電池。
（１５）
前記セパレータは、多孔質層と、その多孔質層と前記正極活物質層および前記負極活物質層のうちの少なくとも一方との間に設けられたセパレータ被覆層とを含み、
前記熱伝導性粒子は、前記セパレータ被覆層に含まれている、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（１６）
前記熱伝導性粒子は、厚さよりも長さが大きい形状を有すると共に、その長さ方向を前記第２方向に向けるように配向しており、
隣り合う前記熱伝導性粒子同士は、互いに部分的に重なっている、
上記（１５）に記載の二次電池。
（１７）
前記正極集電体は、アルミニウム（Ａｌ）を構成元素として含み、
前記負極集電体は、銅（Ｃｕ）を構成元素として含む、
上記（１）ないし（１６）のいずれかに記載の二次電池。
（１８）
前記正極活物質層は、正極活物質を含み、
前記正極活物質は、リチウム（Ｌｉ）と、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）およびマンガン（Ｍｎ）のうちの少なくとも１種と、酸素とを構成元素として含み、
前記負極活物質層は、負極活物質を含み、
前記負極活物質は、ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一方を構成元素として含む、
上記（１）ないし（１７）のいずれかに記載の二次電池。
（１９）
リチウム二次電池である、
上記（１）ないし（１８）のいずれかに記載の二次電池。
【符号の説明】
【０２１７】
１１…電池缶、２０，３０…巻回電極体、２１，３３…正極、２１Ａ，３３Ａ…正極集電体、２１Ｂ，３３Ｂ…正極活物質層、２２，３４…負極、２２Ａ，３４Ａ…負極集電体、２２Ｂ，３４Ｂ…負極活物質層、２３，３５…セパレータ、３６…電解質層、４０…外装部材。
【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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【図１２】
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【図１３】
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