(57)【要約】【課題】ＥＶ、ＨＥＶ用途に適した非水電解質二次電池を提供する。【解決手段】  正極板と、負極板とが、セパレータを介して配置された電極体と、上記電極体が非水電解質と共に収納される外装体と、を備え、上記非水電解質には、上記正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤と、ＬｉＰＦ２Ｏ２とが添加されていることを特徴とする。望ましくは、上記正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤が、１，３−プロパンスルトンである。また、望ましくは、上記リチウム遷移金属化合物にはニッケル及び／又はマンガンが含有されている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極板と、負極板とが、セパレータを介して配置された電極体と、
上記電極体が非水電解質と共に収納される外装体と、
を備え、
上記非水電解質には、上記正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤と、ＬｉＰＦ２Ｏ２（ジフルオロリン酸リチウム）とが添加されていることを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項２】
上記正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤が、１，３−プロパンスルトンである、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
上記リチウム遷移金属化合物にはニッケル及び／又はマンガンが含有されている、請求項１又は２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
上記外装体がラミネート外装体から成る、請求項１〜３の何れか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
上記電極体が、上記正極板と上記負極板とが上記セパレータを介して複数積層された積層型電極体である、請求項１〜４の何れか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
上記正極板と上記負極板との合計が１００枚以下である、請求項５に記載の非水電解質二次電池。
【請求項７】
電池厚みが８ｍｍ以下である、請求項５又は６に記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
電池容量が５Ａｈ以上である、請求項４〜７の何れか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項９】
上記ラミネート外装体は、２枚のラミネートフィルムの周縁が貼着された構造である、請求項４〜８の何れか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１０】
電池が真空封止されている、請求項４〜９の何れか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１１】
上記正極板と上記セパレータとが貼着され、且つ、上記負極板とセパレータとが貼着されている、請求項４〜１０の何れか１項に記載の非水電解質二次電池。
【請求項１２】
上記正極板はアルミニウムから成る正極集電体を有し、上記負極板は銅から成る負極集電体を有する場合に、積層型電極体の最も外側に存在する電極板が共に負極板である、請求項４〜１１の何れか１項に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質二次電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境保護運動が高まり、二酸化炭素ガス等の温暖化の原因となる排ガスの排出規制が強化されている。そのため、自動車業界では、ガソリン、ディーゼル油、天然ガス等の化石燃料を使用する自動車に換えて、電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）の開発が活発に行われている。このようなＥＶ、ＨＥＶ用電池としては、ニッケル−水素二次電池やリチウムイオン二次電池が使用されているが、近年は軽量で、かつ高容量の電池が得られるということから、リチウムイオン二次電池等の非水電解質二次電池が多く用いられるようになってきている。当該非水電解質二次電池では、大型化が容易であり、材料費を低減できるということから、外装体にアルミニウムラミネートフィルムを用いたものが提案されている。
【０００３】
ここで、ＥＶ、ＨＥＶ用途の電池は、環境対応だけでなく、自動車としての基本性能、即ち、加速性能や登坂性能等の走行性能の向上も必要とされ、しかも、過酷な使用環境（極寒地や酷暑地での使用）下においても走行性能の低下を抑制する必要がある。
従来、非水電解質二次電池の低温放電特性を向上させるために、非水系電解液にビニレンカーボネートとジフルオロリン酸塩とを添加するような提案がされている（下記特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１４１８３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ＥＶ、ＨＥＶ用途の電池は様々な環境で使用されるため、改良の余地がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の非水電解質二次電池は、正極板と、負極板とが、セパレータを介して配置された電極体と、上記電極体が非水電解質と共に収納される外装体と、を備え、上記非水電解質には、上記正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤と、ＬｉＰＦ２Ｏ２（ジフルオロリン酸リチウム）とが添加されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、ＥＶ、ＨＥＶ用途に適した非水電解質二次電池を得ることができるといった優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施の形態に係る非水電解質二次電池の斜視図。
【図２】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図３】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図４】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図５】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図６】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図７】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図８】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図９】積層型の電極体の変形例を示す断面図。
【図１０】別体型構造のラミネート外装体を示す斜視図。
【図１１】一体型構造のラミネート外装体を示す斜視図。
【図１２】非水電解質二次電池の変形例を示す断面図。
【図１３】図１２のＢ−Ｂ線矢視断面図。
【図１４】図１２のＣ−Ｃ線矢視断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の非水電解質二次電池は、正極板と、負極板とが、セパレータを介して配置された電極体と、上記電極体が非水電解質と共に収納される外装体と、を備え、上記非水電解質には、上記正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤と、ＬｉＰＦ２Ｏ２とが添加されていることを特徴とする。
【００１０】
非水電解質二次電池において、非水電解質と正極活物質又は負極活物質とが反応すると、電池内でガスが発生して電池膨れが生じたり、活物質が劣化して充放電特性が低下するといった不都合が生じる。したがって、非水電解質と正極活物質又は負極活物質との反応を抑制する必要がある。特に、非水電解質と反応し易く、一部の遷移金属が溶けやすい正極活物質と非水電解質との反応を抑制する必要性が高い。そこで、上記構成の如く、正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤を非水電解質に添加すれば、非水電解質と正極活物質との反応を抑制することができる。したがって、電池の充電保存時に、電池内でのガス発生を抑え、電池膨れ等が生じるといった不都合を抑止できる。しかしながら、正極活物質の表面に被膜が形成された場合には、電池の内部抵抗上昇により、低温特性が低下する。そこで、上記構成の如く、非水電解質にＬｉＰＦ２Ｏ２を添加していれば、上述の効果を維持しつつ、低温特性を向上させることができる。
【００１１】
上記正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤が、１，３−プロパンスルトンであることが望ましい。
１，３−プロパンスルトンであれば、少量の添加で正極活物質と非水電解質との反応を抑制したり、遷移金属の溶出を抑制することができる良質な被膜（リチウムイオン透過性に優れる被膜）を形成することができる。
【００１２】
上記リチウム遷移金属化合物にはニッケル及び／又はマンガンが含有されていることが望ましい。
リチウム遷移金属化合物にニッケルが含まれていると、当該化合物中のアルカリ量が多くなるため、非水電解質とリチウム遷移金属化合物との反応が進行し易くなる。また、リチウム遷移金属化合物にマンガンが含まれていると、マンガンは非水電解質に溶け易いため、リチウム遷移金属化合物が劣化する。しかしながら、上記の如く、正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤が添加されていれば、これらの不都合が生じるのを抑制できる。
【００１３】
上記電極体が、上記正極板と上記負極板とがセパレータを介して複数積層された積層型電極体である場合に、上記外装体がラミネート外装体から成っている。
柔軟性を有する（変形し易い）ラミネート外装体が用いられていれば、外装体と積層型電極体との接触面積が大きくなり、且つ、ラミネート外装体は薄いので、外気が低温になると、電池内部も低温になり易い。しかしながら、非水電解質にはＬｉＰＦ２Ｏ２が添加されているので、低温特性が低下するのを抑制できる。ここでラミネート外装体とは、金属層の両面に樹脂フィルム層が積層・接着（ラミネート）されたフィルムで形成された外装体であり、金属層にはアルミニウムやニッケルなどが好ましく用いられる。
【００１４】
また、正極板と負極板との合計が１００枚以下であったり（即ち、電池厚みが薄かったり）、電池厚みが８ｍｍ以下である場合には、電池の電池内部において外気の影響を受け易い。更に、電池容量が５Ａｈ以上の大容量のものであれば、一般的に、正極板や負極板の面積が大きくなって、ラミネート外装体との接触面積が大きくなるので、外気の影響を受け易い。加えて、ラミネート外装体が２枚のラミネートフィルムの周縁が貼着された構造である場合には、封止部の面積が大きくなって、電池表面積が大きくなる。したがって、これらの構成とした場合には、外気が低温になると電池内部も低温になり易い。しかしながら、上述の如く、非水電解質にはＬｉＰＦ２Ｏ２が添加されているので、低温特性が低下するのを抑制できる。
【００１５】
また、電池が真空封止されていれば、積層型電極体と外装体とがより密着するので、積層型電極体と外装体とが熱伝導し易くなる。更に、正極板とセパレータとが貼着され、且つ、負極板とセパレータとが貼着されていれば、両極板とセパレータとが熱伝導し易くなる。加えて、正極板がアルミニウムから成る正極集電体を有し、負極板が銅から成る負極集電体を有する場合に、積層型電極体の最も外側に存在する電極板が共に負極板であれば、銅はアルミニウムよりも熱伝導率が高いので、積層型電極体と外装体とが熱伝導し易くなる。したがって、これらの構成とした場合には、外気が低温になると電池内部も低温になり易い。しかしながら、上述の如く、非水電解質にはＬｉＰＦ２Ｏ２が添加されているので、低温特性が低下するのを抑制できる。
【００１６】
以下、本発明について、具体的な実施の形態に基づいて、さらに詳細に説明するが、本発明は以下の形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００１７】
図１に示すように、非水電解質二次電池２１は、周縁同士がヒートシールされた封止部１２を備えるアルミニウムラミネート外装体６を有しており、このアルミニウムラミネート外装体６により形成される収納空間内には、積層型電極体（１５０ｍｍ×１９５ｍｍ×５ｍｍ）が配置されている。この積層型電極体１５は、正極板（１４０ｍｍ×１８５ｍｍ×１５０μｍ）と負極板（１４５ｍｍ×１９０ｍｍ×１２０μｍ）とがセパレータ（１５０ｍｍ×１９５ｍｍ×２５μｍ）を介して複数積層された構造を成し、また、該積層型電極体には非水電解質が含浸されている。上記正極板は正極集電タブを介して正極端子１０と電気的に接続されている一方、上記負極板は負極集電タブを介して負極端子１１と電気的に接続されている。尚、上記積層型電極体の最も外側に存在する極板は負極板であって、上記正極板は１６枚、負極板は１７枚となっている。また、図１における１３は絶縁フィルムである。
【００１８】
ここで、上記正極板は、以下のようにして作製することができる。
ＬｉＮｉ０．３５Ｃｏ０．３５Ｍｎ０．３０Ｏ２で表され層状構造を有する正極活物質と、導電剤としてのカーボンブラックと、結着剤としてのＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）とを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液中で混練して、正極合剤スラリーを調製する。尚、該正極合剤スラリーにおいて、正極活物質とカーボンブラックとＰＶＤＦとの割合は限定するものではないが、例えば、質量比で８８：９：３とすることができる。次に、上記正極合剤スラリーを、アルミニウム箔から成る方形状の正極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、圧延ローラーを用いて圧延することにより、正極集電体の両面に正極合剤層が形成された正極板１を作製することができる。
【００１９】
また、上記負極板は、以下のようにして作製することができる。
増粘剤であるＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）を水に溶解した溶液に、負極活物質である黒鉛粉末を投入して攪拌混合した後、さらに、結着剤であるＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム）を混合して負極合剤スラリーを調製する。尚、該負極合剤スラリーにおいて、黒鉛とＣＭＣとＳＢＲとの割合は限定するものではないが、例えば、質量比で、９８：１：１とすることができる。次に、該負極合剤スラリーを、銅箔から成る方形状の負極集電体の両面に塗布し、乾燥させた後、圧延ローラーを用いて圧延することにより、負極集電体の両面に負極合剤層が形成された負極板２を作製することができる。
【００２０】
また、上記非水電解質は、以下のようにして調製することができる。
例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）とメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）とから成る混合溶媒に、溶質としてのリチウム塩を溶解させる。この場合、ＥＣとＭＥＣの割合は限定するものではないが、例えば、２５℃において、体積比３：７の割合で混合すれば良い。また、溶質としてのリチウム塩の種類やその割合も限定するものではないが、例えば、ＬｉＰＦ６を１モル／リットル溶解させれば良い。また、非水電解質には、１，３−プロパンスルトン及び添加剤としてのリチウム塩であるＬｉＰＦ２Ｏ２を添加する。これら添加剤の添加量は、例えば、１，３−プロパンスルトンは非水電解質に対して１質量％添加すれば良く、ＬｉＰＦ２Ｏ２は０．０５モル／リットル添加すれば良い。但し、１，３−プロパンスルトンやＬｉＰＦ２Ｏ２の添加量はこれに限定するものではなく、１，３−プロパンスルトンでは非水電解質に対して０．１〜５質量％であれば良く、ＬｉＰＦ２Ｏ２では０．０１〜２モル／リットル、より好ましくは０．０１〜０．１モル／リットルであれば良い。このような範囲が好ましいのは、これら添加剤の添加量が少な過ぎると添加効果を十分に発揮できない一方、これら添加剤の添加量が多過ぎると被膜が厚くなったり非水電解質の粘度が高くなって充放電反応が円滑に行うことができないからである。尚、正極活物質の表面に被膜を形成する添加剤としては、上記１，３−プロパンスルトンに限定するものではなく、エチレンサルファイト、１，３−プロペンスルトン等であっても良い。また、上記非水電解質には、電池の高温保存特性の向上を図るべく、０．０１〜２モル／リットル、より好ましくは０．０１〜０．２モル／リットル程度ＬｉＢＯＢ（リチウムビスオキサレートボラート）を添加しても良い。更に、負極活物質の表面に被膜を形成して負極活物質の劣化を抑制すべく、非水電解質にビニレンカーボネート（ＶＣ）を添加しても良い。尚、ＶＣの添加量は限定するものではないが、例えば、非水電解質に対して０．１〜５重量％程度添加すれば良い
【００２１】
また、上記正負両極板と上記非水電解質とを用い、以下のようにして非水電解質二次電池を作製することができる。
複数の上記正極板及び複数の上記負極板を、ポリエチレン製のセパレータを介して対向するように積層して積層型電極体を作製する。上記正極板から延出する正極集電タブと正極端子１０とを固定（電気的に接続）し、上記負極板から延出する負極集電タブと負極端子１１とを固定（電気的に接続）する。そして、積層型電極体を非水電解質と共にアルミニウムラミネート外装体内に配置し、ヒートシールすることにより、非水電解質二次電池（電池容量：１５Ａｈ）を作製できる。
【００２２】
上記正極集電体の材料としては、電池内部で化学的変化を引き起こさずに、高い導電率を有する限り、特に制限なく用いることができる。例えば、ステンレス鋼、アルミニウム、ニッケル、チタン、または可塑性炭素を用いることができ、更に、炭素、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理したアルミニウムまたはステンレス鋼を用いることができる。正極集電体は、正極活物質との密着力を増加させるため、その表面に微小の凹凸を形成しても良い。更に、正極集電体は、様々な形態、例えばフィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質物体、フォーム物体、及び不織布物体で構築することができる。
【００２３】
正極活物質としては、層状化合物、例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）またはリチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、またはコバルトやニッケルの一種以上の遷移金属で置換されている化合物、化学式Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘＯ４（ここで、x＝０〜０．３３）により表されるスピネル型リチウムマンガン酸化物、またはその他のリチウムマンガン酸化物（例えば、ＬｉＭｎＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ３またはＬｉＭｎＯ２）、リチウム銅酸化物（Ｌｉ２ＣｕＯ２）、酸化バナジウム（例えばＬｉＶ３Ｏ８、Ｖ２Ｏ５またはＣｕ２Ｖ２Ｏ７）、化学式ＬｉＮｉ１−ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｍｇ、ＢまたはＧａであり、x＝０．０１〜０．３）により表されるＮｉサイト型リチウムニッケル酸化物、化学式ＬｉＭｎ２−ｘＭｘＯ２（ここで、Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｆｅ、Ｃｒ、ＺｎまたはＴａであり、x＝０．０１〜０．１）または化学式Ｌｉ２Ｍｎ３ＭＯ８（ここで、Ｍ＝Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、ＣｕまたはＺｎ）により表されるリチウムマンガン複合酸化物、Ｌｉが部分的にアルカリ土類金属イオンで置換されている化学式のＬｉＭｎ２Ｏ４、二硫化化合物、またはＦｅ２（ＭｏＯ４）３等であれば良い。但し、これらに限定するものではない。
更に、上記正極活物質を２種以上混合して用いることもできる。例えば、リチウムニッケルマンガンコバルト複合酸化物とスピネル型リチウムマンガン酸化物を混合して用いても良い。また、上記リチウム遷移金属化合物にはニッケル及び／又はマンガンが含有されていることが望ましい。
【００２４】
正極板に用いる導電剤としては、電池内部で化学的変化を引き起こさずに、高い導電性を有する限り、特に制限なく用いることができる。例えば、天然グラファイト、人造グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラック、炭素繊維、金属繊維、フッ化炭素粉末、アルミニウム粉末、ニッケル粉末、酸化亜鉛、チタン酸カリウム、酸化チタン、ポリフェニレン誘導体を用いることができる。
【００２５】
正極板に用いる結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプン、ヒドロキシプロピルセルロース、再生セルロース、ポリビニルピロリドン、テトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（ＥＰＤＭ）、スルホン化ＥＰＤＭ、スチレンブタジエンゴム、フッ素ゴム及び各種の共重合体を使用することができる。
【００２６】
必要であれば、正極板の膨脹を抑制する充填材を用いることができる。充填材には、電池内部で化学的変化を引き起こさずに、繊維状材料から製造されている限り、特に制限なく用いることができる。例えば、オレフィン重合体（ポリエチレン、ポリプロピレン等）や、繊維状材料（ガラス繊維、炭素繊維等）を使用することができる。
【００２７】
また、正極活物質には、ホウ素（Ｂ）、フッ素（Ｆ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｒ）、亜鉛（Ｚｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、錫（Ｓｎ）、タングステン（Ｗ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）からなる群から選択される少なくとも一種が含まれていてもよい。これらの元素が含まれる正極活物質（例えば、リチウム遷移金属化合物）を用いた場合には、更なる熱安定性の効果の発現が期待できる。
【００２８】
上記負極集電体の材料としては、電池内部で化学的変化を引き起こさずに、高い導電率を有する限り、特に制限なく用いることができる。例えば、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタン、または可塑性炭素を用いることができ、更に、炭素、ニッケル、チタンまたは銀で表面処理した銅またはステンレス鋼、もしくはアルミニウム−カドミウム合金を用いることができる。負極集電体は、負極活物質との密着力を増加させるため、その表面に微小の凹凸を形成しても良い。更に、負極集電体は、様々な形態、例えばフィルム、シート、ホイル、ネット、多孔質物体、フォーム物体、及び不織布物体で構築することができる。
【００２９】
負極活物質としては、例えば炭素、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、メソフェーズピッチ系炭素繊維（ＭＣＦ）、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス、ハードカーボン、フラーレン、カーボンナノチューブ等を用いることができる。また、金属複合酸化物、例えば、ＬｉｘＦｅ２Ｏ３（０≦ｘ≦１）、ＬｉｘＷＯ２（０≦ｘ≦１）、ＳｎｘＭｅ１−ｘＭｅ’ｙＯｚ（Ｍｅ＝Ｍｎ、Ｆｅ、Ｐｂ、Ｇｅであり、Ｍｅ’＝Ａｌ、Ｂ、Ｐ、Ｓｉ、周期律表の１、２又は３族元素、ハロゲンであり、０＜ｘ≦１、１≦ｙ≦３、１≦ｚ≦８）を用いることができる。更に、リチウム金属、リチウム合金、ケイ素やケイ素系合金、スズ系合金、金属酸化物、例えばＳｎＯ、ＳｎＯ２、ＳｉＯｘ（０＜ｘ＜２）、ＰｂＯ、ＰｂＯ２、Ｐｂ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ３、Ｓｂ２Ｏ４、Ｓｂ２Ｏ５、ＧｅＯ、ＧｅＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｂｉ２Ｏ４、またはＢｉ２Ｏ５、導電性重合体、例えばポリアセチレン、またはＬｉ−Ｃｏ−Ｎｉ系材料を使用することができる。また、負極活物質は、非晶質炭素で表面を被覆してもよい。
尚、負極を作製する際には、上述した正極板に用いる導電剤、結着剤、充填材を用いることもできる。
【００３０】
非水電解質の溶媒は特に限定されず、例えば、非プロトン性有機溶剤、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、ガンマ−ブチロラクトン、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、ジメチルスルホキシド、１，３−ジオキソラン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、ギ酸メチル、酢酸メチル、リン酸トリエステル、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体、エーテル、プロピオン酸メチル及びプロピオン酸エチルを挙げることができる。特にエチレンカーボネート等の環状カーボネートと、ジメチルカーボネート等の鎖状カーボネートとの混合溶媒を用いるのが好ましい。
【００３１】
溶質としてのリチウム塩としては、例えばＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）２ＮＬｉ、（Ｃ2Ｆ５ＳＯ２）２ＮＬｉ、（ＣＦ３ＳＯ２）３ＣＬｉ、塩化ホウ素酸リチウム、低級脂肪族カルボン酸リチウム、リチウムテトラフェニルボレートを用いることができる。
【００３２】
充電／放電特性及び難燃性を改良するために、例えばピリジン、トリエチルホスファイト、トリエタノールアミン、環状エーテル、エチレンジアミン、ｎ−グライム、ヘキサホスホリックトリアミド、ニトロベンゼン誘導体、硫黄、キノン−イミン染料、Ｎ−置換されたオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ−置換されたイミダゾリジン、エチレングリコールジアルキルエーテル、アンモニウム塩、ピロール、２−メトキシエタノール、三塩化アルミニウム等を非水電解質に加えることができる。また、不燃性を付与するために、非水電解質に、ハロゲン含有溶剤、例えば四塩化炭素及び三フッ化エチレンをさらに添加しても良い。更に、高温保存安定性を改良するために、非水電解質に二酸化炭素ガスを溶解させても良い。
【００３３】
積層型電極体としては、上記構造に限定するものではなく、以下に示すような構造であっても良い。
例えば、図２に示すように、方形状の第１セパレータ３０を介して方形状の正極板１と負極板２とが配置された単位セル（このように両端に位置する電極が異なっている構造の単位セルを、以下、Ｉ型セルと称することがある。尚、このような定義なので、正極板１／第１セパレータ／負極板２／第１セパレータ３０／正極板１／第１セパレータ３０／負極板２となっているセルもＩ型セルに含まれる）３１を有し、このＩ型セル３１を複数重ね合わせる。そして、該重ね合わせたＩ型セル３１間に、各Ｉ型セル３１を包むように配置された帯状の第２セパレータ３２が設けられる構造（渦巻き構造）となっている。また、このような複数のＩ型セル３１を用いる場合に、帯状の第２セパレータ３２は、渦巻き構造に限定するものではなく、図３に示すように、各Ｉ型セル３１の端部で折り返すような構造であっても良い。
【００３４】
尚、図２及び図３では、見易さの観点から、第２セパレータ３２とＩ型セル３１の正負両極１、２との間に空間が存在するように画いたが、実際には第２セパレータ３２と正負両極１、２とは密着又は貼着されている。このことは、後述の形態（図４〜図８に示す形態）でも同様である。また、図２及び図３のＩ型セル３１を用いた場合には、積層型電極体１５の最も外側に位置する２つの電極板４０ａ、４０ｂは異なる極性となる。
【００３５】
更に、積層型電極体１５は、図４に示す構造であっても良い。当該積層型電極体１５は上記図３に示した積層型電極体１５とは、セルの構造が異なる。図４に示すセルは、両端に位置する電極が同じであって、具体的には、負極板２／第１セパレータ３０／正極板１／第１セパレータ３０／負極板２の順に積層されたセル（以下、ＩＩｃ型セルと称することがある）３４と、正極板１／第１セパレータ３０／負極板２／第１セパレータ３０／正極板１の順に積層されたセル（以下、ＩＩａ型セルと称することがある）３５とを交互に配置する構成となっている。
尚、ＩＩｃ型セル３４とＩＩａ型セル３５とを用いた場合に、図４に示すように奇数個積層した場合には、最も外側に位置する２つの電極板４０ａ、４０ｂは同一の極性となる一方、図５に示すように偶数個積層した場合には、最も外側に位置する２つの電極板４０ａ、４０ｂは異なる極性となる。
【００３６】
更に、積層型電極体１５は、図６に示すように、負極板２の両面に、上記Ｉ型セル３１を積層する構造であっても良い。このような構造であれば、上記Ｉ型セル３１を用いた場合であっても、積層型電極体１５の最も外側に位置する２つの電極板４０ａ、４０ｂを同一の極性とすることができる。また、積層型電極体１５は、図７に示すように、正極板１の両面に、上記Ｉ型セル３１とＩＩｃ型セル３４とを順に積層する構造であっても良い。このような構造であっても、積層型電極体の最も外側に位置する２つの電極板４０ａ、４０ｂは同一の極性とすることができる。
【００３７】
加えて、図８に示すように、積層型電極体１５の側面に配置された第２セパレータ３２の一部に、電解質の出入りを容易にするための貫通孔５０を形成しても良い。また、図９に示すように、積層型電極体１５に貫通孔６０を形成し、この貫通孔６０内で、凹部材６２と凸部材とを嵌め合わせて、積層型電極体１５を挟持する構造としても良い。
【００３８】
ここで、図２〜図８に示すような積層型電極体を作製する場合、第１セパレータ３０又は第２セパレータ３２、正極板１、負極板２のいずれかの少なくとも一方の面に多孔性の被覆層を形成しても良い。この被覆層は、第１セパレータ３０又は第２セパレータ３２と、これら両セパレータ３０、３２と密着している正極板１又は負極板２とを接着する接着層としての役割を担っていても良い。また、図９に示すセパレータ３、正極板１、負極板２のいずれかの少なくとも一方の面に多孔性の被覆層を形成しても良く、この被覆層が接着層としての役割を担っていても良い。尚、多孔性の被覆層は、主として、無機粒子とバインダーとから構成すれば良い。
【００３９】
上記無機粒子としては、ＢａＴｉＯ３、Ｐｂ（Ｚｒ、Ｔｉ）Ｏ３（ＰＺＴ）、Ｐｂ１−ｘＬａｘＺｒ１−ｙＴｉｙＯ３（ＰＬＺＴ）、ＰＢ（Ｍｇ３Ｎｂ２／３）Ｏ３−ＰｂＴｉＯ３（ＰＭＮ−ＰＴ）、ハフニア（ＨｆＯ２）、ＳｒＴｉＯ３、ＳｎＯ２、ＣｅＯ２、ＭｇＯ、ＮｉＯ、ＣａＯ、ＺｎＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＳｉＣ又はこれらの混合物等の誘電率が５以上のものが例示される。また、リチウムホスフェート（Ｌｉ３ＰＯ４）、リチウムチタンホスフェート（ＬｉｘＴｉｙ（ＰＯ４）３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、リチウムアルミニウムチタンホスフェート（ＬｉｘＡｌｙＴｉｚ（ＰＯ４）３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜３）、１４Ｌｉ２Ｏ−９Ａｌ２Ｏ３−３８ＴｉＯ２−３９Ｐ２Ｏ５などのような（ＬｉＡｌＴｉＰ）ｘＯｙ系列ガラス（０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１３）、リチウムランタンチタネート（ＬｉｘＬａｙＴｉＯ３、０＜ｘ＜２、０＜ｙ＜３）、Ｌｉ３．２５Ｇｅ０．２５Ｐ０．７５Ｓ４などのようなリチウムゲルマニウムチオホスフェート（ＬｉｘＧｅｙＰｚＳｗ、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、０＜ｗ＜５）、Ｌｉ３Ｎなどのようなリチウムナイトライド（ＬｉｘＮｙ、０＜ｘ＜４、０＜ｙ＜２）、Ｌｉ３ＰＯ４−Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２などの同じＳｉＳ２系列ガラス（ＬｉｘＳｉｙＳｚ、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜２、０＜ｚ＜４）、ＬｉＩ−Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５などのようなＰ２Ｓ５系列ガラス（ＬｉｘＰｙＳｚ、０＜ｘ＜３、０＜ｙ＜３、０＜ｚ＜７）又はこれらの混合物等のリチウムイオン伝達能力を有する無機粒子（リチウム元素を含むもののリチウムを貯蔵せずにリチウムイオンを移動させる機能を持つ無機粒子）であっても良い。
【００４０】
上記バインダーとしては、ポリビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン、ポリビニリデンフルオライド−トリクロロエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアセテート、エチレンビニルアセテート共重合体、ポリエチレンオキシド、セルロースアセテート、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート、シアノエチルプルラン、シアノエチルポリビニルアルコール、シアノエチルセルロース、シアノエチルスクロース、プルラン、カルボキシルメチルセルロース等を挙げることができる。
【００４１】
上記セパレータとしては、例えば、ポリプロピレン製やポリエチレン製のセパレータ、ポリプロピレン−ポリエチレンの多層セパレータ等により構成することができる。
【００４２】
また、アルミニウムラミネート外装体６の構造としては、図１０に示すような別体型構造のものの方が、図１１に示すような一体型構造のものより好ましい。一体型構造のものはアルミニウムラミネート外装体６の３辺でしか封止しない（図１１のハッチング部参照）のに対して、別体型構造のものはアルミニウムラミネート外装体６の４辺で封止する（図１０のハッチング部参照）ので、別体型構造のものの方が電池表面積が大きくなるからである。
【００４３】
加えて、本発明は積層型電極体を有する電池に限定するものではなく、巻回型電極体を有する電池であっても良い。該電池の一例を図１２〜図１４に基づいて説明する。該電池２１は外装缶８２を有しており、この外装缶８２内には、正極板と負極板とがセパレータ（何れも図示省略）を介して巻回された偏平状の巻回電極体７１が配置されている。上記正極板は、アルミニウム箔からなる帯状の正極集電体の両面に正極合剤層が形成される構造であり、上記負極板は、銅箔からなる帯状の負極集電体の両面に負極合剤層が形成される構造である。そして、巻回電極体７１における巻回軸方向の一方の端には、複数枚重なった正極芯体露出部７２を備え、他方の端には複数枚重なった負極芯体露出部７３を備えている。上記正極芯体露出部７２は積層されて正極用集電部材７４を介して正極端子７５に接続され、同じく上記負極芯体露出部７３は積層されて負極用集電部材７６を介して負極端子７７に接続されている。なお、正極端子７５、負極端子７６はそれぞれ絶縁部材７９、８０を介して封口板８１に固定されている。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明は、ＥＶ、ＨＥＶといった高出力向けの駆動電源に用いることができる。
【符号の説明】
【００４５】
１：正極板
２：負極板
３：セパレータ
６：アルミニウムラミネート外装体
１５：積層型電極体
【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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【図１４】
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