(57)【要約】【課題】集電体の切れを抑制できる電池、電極、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供する。【解決手段】電池は、正極と、負極と、を有し、正極および負極の何れか一の電極は集電体と、集電体の一主面上に形成され、集電体の一部が露出する間隙がある合剤層と、間隙から露出する集電体の露出面に接合されたリードと、少なくとも一部が、集電体の露出面上に形成され、リードの一部と露出面との間に介在され、集電体を保護する保護層とを備え、リードの一部は、少なくともリードの周端縁の一部を含むものである。【選択図】図１
2014089856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
を有し、
上記正極および上記負極の少なくとも何れか一の電極は、
集電体と、
上記集電体の一主面上に形成され、上記集電体の一部が露出する間隙がある合剤層と、
上記間隙から露出する上記集電体の露出面に接合されたリードと、
少なくとも一部が、上記集電体の露出面上に形成され、上記リードの一部と上記露出面との間に介在され、上記集電体を保護する保護層と
を備え、
上記リードの一部は、少なくとも上記リードの周端縁の一部を含む電池。
【請求項２】
上記一の電極は、正極である請求項１に記載の電池。
【請求項３】
上記リードの周端縁の一部は、上記リードの下端縁である請求項２に記載の電池。
【請求項４】
上記リードの周端縁の一部は、上記リードの下端縁、および上記リードの両側端縁のうちの、上記露出面と厚さ方向において重なる部分の全部である請求項２に記載の電池。
【請求項５】
上記集電体の厚さは、１０μｍ以上２０μｍ以下である請求項２に記載の電池。
【請求項６】
上記集電体の両主面のうち、上記リードが接合される側の上記一主面に形成された上記合剤層の厚みは、上記リードの厚みよりも小さい請求項２に記載の電池。
【請求項７】
上記負極の上記合剤層の体積密度は、１．４０g／ｃｍ3以上１．７５g／ｃｍ3以下である請求項２に記載の電池。
【請求項８】
上記正極および上記負極が巻回された巻回構造を有する請求項１に記載の電池。
【請求項９】
集電体と、
上記集電体の一主面上に形成され、上記集電体の一部が露出する間隙がある合剤層と、
上記間隙から露出する上記集電体の露出面に接合されたリードと、
少なくとも一部が、上記集電体の露出面上に形成され、上記リードの一部と上記露出面との間に介在され、上記集電体を保護する保護層と
を備え、
上記リードの一部は、少なくとも上記リードの周端縁の一部を含む電極。
【請求項１０】
請求項１に記載の電池と、
上記電池について制御する制御部と、
上記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
【請求項１１】
請求項１に記載の電池を有し、
上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１２】
請求項１に記載の電池と、
上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
【請求項１３】
請求項１に記載の電池を有し、
上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
【請求項１４】
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う請求項１３に記載の蓄電装置。
【請求項１５】
請求項１に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置若しくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池、電極、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
非水電解液を用いた電池、中でも、リチウムイオン二次電池は、従来の水溶液系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、期待度が大きくなっており、市場も著しく成長している。とりわけ近年、リチウムイオン二次電池の軽量、高エネルギー密度という特徴が電気自動車やハイブリッド電気自動車用途に適することから、同電池の大型化、高出力化を目指した検討が盛んとなっている。
【０００３】
特に高出力化したセルを用いるためには、正極リードの左側および右側に合剤層を配置した構造を採用することが提案されている。これにより、セル抵抗を小さくし、高出力化に特化したセルを得ることができる（特許文献１および特許文献２参照）。
【０００４】
また、二次電池では、電極体やリードと集電体との接合に関する種々の技術が提案されている。例えば、特許文献３では、集電体の破断を抑制する技術が提案されている（特許文献３参照）。例えば、特許文献４では、機械的強度および耐衝撃性に優れたリチウムイオン電池を提供するための、正極集電体とタブとの超音波溶接法が提案されている（特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−３１１２８２号公報
【特許文献２】特開平１０−２４１６９６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１２０８６号公報
【特許文献４】特開２００９−１３４９７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池では、集電体とリードとが接触する部分で、集電体の切れを抑制することが、求められている。
【０００７】
したがって、本技術の目的は、集電体の切れを抑制できる電池、電極、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本技術は、正極と、負極と、を有し、正極および負極の少なくとも何れか一の電極は、集電体と、集電体の一主面上に形成され、集電体の一部が露出する間隙がある合剤層と、間隙から露出する集電体の露出面に接合されたリードと、少なくとも一部が、集電体の露出面上に形成され、リードの一部と露出面との間に介在され、集電体を保護する保護層とを備え、リードの一部は、少なくともリードの周端縁の一部を含む電池である。
【０００９】
本技術は、集電体と、集電体の一主面上に形成され、集電体の一部が露出する間隙がある合剤層と、間隙から露出する集電体の露出面に接合されたリードと、少なくとも一部が、集電体の露出面上に形成され、リードの一部と露出面との間に介在され、集電体を保護する保護層とを備え、リードの一部は、少なくともリードの周端縁の一部を含む電極である。
【００１０】
また、本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述の電池を備えることを特徴とする。
【００１１】
本技術では、少なくとも一部が、集電体の露出面上に形成されリードの一部と露出面との間に介在され、集電体を保護する保護層を備え、リードの一部は、少なくともリードの周端縁の一部を含む構成を有する。この構成により、集電体の切れを抑制できる。
【発明の効果】
【００１２】
本技術によれば、集電体の切れを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本技術の実施の形態による非水電解質電池の構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した巻回電極体の一部を拡大して示す断面図である
【図３】図３は、巻回電極体の巻回面の断面図である。
【図４】図４Ａは、図３における領域Ｑを集電体の一主面側から観察した部分上面図である。図４Ｂは、図４Ａにおける線Ｌ1−Ｌ1に沿った断面図である。
【図５】図５Ａは、保護層を他の第１構成例で形成した場合の図３の領域Ｑの上面図である。図５Ｂは、図５Ａにおける線Ｌ2−Ｌ2に沿った断面図である。
【図６】図６Ａは、保護層を他の第２構成例で形成した場合の図３の領域Ｑの上面図である。図６Ｂは、図６Ａにおける線Ｌ3−Ｌ3に沿った断面図である。図６Ｃは、図６Ａにおける線Ｌ4−Ｌ4に沿った断面図である。
【図７】図７Ａは、保護層を他の第３構成例で形成した場合の図３の領域Ｑの上面図である。図７Ｂは、図７Ａにおける線Ｌ5−Ｌ5に沿った断面図である。
【図８】図８は、本技術の実施の形態による電池パックの構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、本技術の非水電解質電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。
【図１１】図１１Ａは、比較例１〜３の保護層の構成の上面図である。図１１Ｂにおける線Ｌ6−線6に沿った断面図である。
【図１２】図１２Ａは、比較例４の保護層の構成の上面図である。図１２Ｂにおける線Ｌ7−線Ｌ7に沿った断面図である。
【図１３】図１３Ａは、比較例５の保護層の構成の上面図である。図１３Ｂにおける線Ｌ8−線Ｌ8に沿った断面図である。
【図１４】本技術の非水電解質電池の他の例の巻回電極体の巻回面を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（円筒型電池の例）
２．第２の実施の形態（電池を用いた電池パックの例）
３．第３の実施の形態（電池を用いた蓄電システム等の例）
４．他の実施の形態（変形例）
【００１５】
１．第１の実施の形態
（電池の構成）
本技術の第１の実施の形態による非水電解質電池について図面を参照しながら説明する。図１は、本技術の第１の実施の形態による非水電解質電池の断面構成を示す。図２は、図１に示す巻回電極体２０の一部を拡大して示す部分断面図である。図３は、巻回電極体の巻回面を示す断面図である。なお、図３では、セパレータの図示を省略している。
【００１６】
この非水電解質電池は、例えば、充電および放電可能な二次電池であり、例えば、負極２２の容量が電極反応物質であるリチウムの吸蔵および放出に基づいて表されるリチウムイオン二次電池である。
【００１７】
図１に示すように、非水電解質電池は、主に、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層および巻回された巻回電極体２０と、一対の絶縁板１２、１３とが収納されたものである。この円柱状の電池缶１１を用いた電池構造は、円筒型と呼ばれている。
【００１８】
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いると共に、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）またはそれらの合金等により構成されている。なお、電池缶１１が鉄により構成される場合には、例えば、電池缶１１の表面にニッケル（Ｎｉ）等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を上下から挟み、その巻回周面に対して垂直に延在するように配置されている。
【００１９】
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（Positive Temperature Coefficient：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構成されている。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いる。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等に起因して内圧が一定以上となった場合に、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との間の電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、温度の上昇に応じて抵抗が増大する（電流を制限する）ことにより、大電流に起因する異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、その表面には、例えば、アスファルトが塗布されている。
【００２０】
図２および図３に示すように、巻回電極体２０は、セパレータ２３を介して、帯状の正極２１と帯状の負極２２とが積層および巻回されたものである。
【００２１】
この巻回電極体２０の中心には、センターピン２４が挿入されている。巻回電極体２０では、アルミニウム等により構成されたリード２５が正極２１に接続されていると共に、ニッケル等により構成されたリード２６が負極２２に接続されている。リード２５は、安全弁機構１５に溶接等されて電池蓋１４と電気的に接続されており、リード２６は、電池缶１１に溶接等されて電気的に接続されている。負極２２に接続されるリード２６は、帯状の負極集電体２２Ａの巻終わり側の端部に一つ設けられている。
【００２２】
（正極）
図３に示すように、正極２１は、正極集電体２１Ａの一主面および他主面に正極合剤層２１Ｂが形成されていない両面未塗布部２１ｂを有するように、正極合剤層２１Ｂが形成されたものである。正極２１では、例えば、巻始め側の一端から巻終わり側の一端にかけて、正極合剤層２１Ｂが正極集電体２１Ａの両主面に形成された部分、正極集電体２１Ａの一主面および他主面に正極合剤層２１Ｂが形成されていない両面未塗布部２１ｂ、正極合剤層２１Ｂが正極集電体２１Ａの両主面に形成された部分が、この順で設けられている。そして、正極集電体２１Ａの一主面および他主面上に設けられた各正極合剤層２１Ｂは、両面未塗布部分２１ｂにおいて、正極集電体２１Ａの一部が露出した間隙を有する。両面未塗布部分２１ｂにある間隙は、例えば、帯状の正極２１の長手方向の略中央部等に設けられている。正極集電体２１Ａは、正極合剤層２１Ｂの間隙から露出した正極集電体露出面２１ａを有する。
【００２３】
両面未塗布部２１ｂには、例えば、矩形状等のリード２５および保護層２８が設けられており、正極２１は、リード２５の左側および右側に正極合剤層２１Ｂが配置された構造を有している。リード２５は、例えば、保護層２８と重ならない部分を、例えば、超音波溶接等で溶接すること等によって、正極集電体２１Ａの一主面上に設けられた正極合剤層２１Ｂの間隙から露出した正極集電体露出面２１ａに接合されている。
【００２４】
保護層２８は、その少なくとも一部が、リード２５の周端縁の少なくとも一部と、正極集電体露出面２１ａとの間に介在されている。なお、保護層２８の詳細な構成については後述する。
【００２５】
（保護層の効果、従来技術との対比）
図３に示すように、リード２５の左側および右側に正極合剤層２１Ｂが配置された構造を用いた電池では、正極２１に接続されるリード２５が、巻回電極体２０の半径の中央に位置する。このため、充放電中の正極合剤および負極合剤の膨張収縮の影響を強く受けるので、リード２５と正極集電体２１Ａとの接触部で、正極集電体２１Ａ（集電体箔）が切れやすくなる。特に、正極集電体露出面２１ａの、リード２５の周端縁と接触する部分が、充放電中の正極合剤および負極合剤の膨張収縮の影響を強く受けるため切れやすくなる。
【００２６】
これに対して、本技術では、保護層２８の少なくとも一部は、リード２５の周端縁の少なくとも一部と、正極集電体露出面２１ａとの間に介在されている。これにより、充放電サイクル中の膨張収縮による正極集電体２１Ａの箔切れを抑制することが可能になり、安全性と信頼性の優れた電池を得ることができる。
【００２７】
一方、［背景技術］で述べたように、リードの左側および右側合剤層を配置した構造は、特許文献１および特許文献２に記載されている。しかしながら、特許文献１および特許文献２には、リードの左側および右側に合剤層を配置した構造が、合剤層の膨張収縮の影響を強く受けやすく、リードと集電体との接触部において箔切れが生じやすくなるものであることについて、記載されていない。
【００２８】
特許文献３には、集電体の破断を抑制する技術が記載されている。しかしながら、特許文献３の技術は、巻回電極体の巻き終わり側における集電体端部の破断を抑制するものであり、リードの左側および右側に合剤層を配置した構造における集電体破断の抑制に対して適用されるものではない。
【００２９】
特許文献４には、リードの溶接に関する技術が記載されている。しかしながら、特許文献４にも、リードの左側および右側に合剤層を配置した構造が、合剤層の膨張収縮の影響を強く受けやすく、リードと集電体との接触部において箔切れが生じやすくなるものであることについて、記載されていない。
【００３０】
（保護テープ）
保護テープ２７は、正極集電体２１Ａの一主面側では、正極集電体露出面２１ａ、リード２５および保護層２８を覆い、正極集電体２１Ａの他主面側では、正極集電体露出面２１ａを覆っている。この保護テープ２７は、例えば、電池の異常時にセパレータ等が裂け、正極２１と負極２２とが接触した場合の電池の熱暴走を防ぐためのものである。保護テープ２７は、例えば、樹脂テープ等である。
【００３１】
（保護層の構成）
保護層２８の構成例について、詳細に説明する。図４Ａは、図３における領域Ｑを集電体の一主面側から観察した部分上面図である。図４Ｂは、図４Ａにおける線Ｌ1−Ｌ1に沿った断面図である。
【００３２】
図４Ａおよび図４Ｂに示すように、両面未塗布部２１ｂには、平面外形が矩形状の保護層２８が、正極集電体露出面２１ａ上に形成されている。保護層２８は、両面未塗布部２１ｂの略中央に形成されている。上述したように、保護層２８の少なくとも一部は、リード２５の周端縁の少なくとも一部と、正極集電体露出面２１ａとの間に介在されている。なお、リード２５の周端縁のうち、集電体と直交する方向において電極側にある一端縁を下端縁、他端縁を上端縁と称し、上端縁の両端と下端縁の両端とをそれぞれ結ぶ２つの端縁をそれぞれ側端縁と称する。
【００３３】
図４Ａおよび図４Ｂに示す例では、保護層２８の一部がリード２５の下端縁とリード２５の両側端縁の一部と正極集電体露出面２１ａとの間に介在されるように、保護層２８の中央の一部分は、リード２５の下端部分と正極集電体露出面２１ａとの間に介在されている。
【００３４】
保護層２８としては、例えば、樹脂層、無機材料層等が挙げられる。樹脂層としては、樹脂膜、樹脂テープ等が挙げられる。樹脂膜としては、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）膜等の樹脂を塗布した樹脂塗布膜が挙げられる。樹脂テープとしては、ＰＰ（ポリプロピレン）テープ、ＰＩ（ポリイミド）テープ、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）テープ等が挙げられる、無機材料層等としては、無機テープ等が挙げられる。無機テープとしては、カーボンテープ等が挙げられる。
【００３５】
（保護層の他の構成例）
なお、保護層２８は、図４Ａ〜図４Ｂに示す構成例に限定されるものではない。保護層２８は、その少なくとも一部が、リード２５の周端縁の少なくとも一部と、正極集電体露出面２１ａとの間に介在された構成を有していればよい。例えば、保護層２８の構成を、以下に説明する他の第１構成例〜第３構成例のようにしてもよい。
【００３６】
（保護層の他の第１構成例）
図５Ａ〜図５Ｂを参照しながら保護層の他の第１構成例について説明する。図５Ａは、保護層を他の第１構成例で形成した場合の図３の領域Ｑの上面図である。図５Ｂは、図５Ａにおける線Ｌ2−Ｌ2に沿った断面図である。なお、図５Ａおよび図５Ｂでは、保護テープ２７の図示を省略している。
【００３７】
図５Ａ〜図５Ｂに示すように、両面未塗布部２１ｂに平面外形が矩形状の保護層２８が形成されている。保護層２８は、その中央部が正極集電体露出面２１ａ上に配置され、両端部が正極合剤層２１Ｂ上に配置されている。保護層２８の一部がリード２５の下端縁および両側端縁の一部と正極集電体露出面２１ａとの間に介在されるように、保護層２８は、その中央の一部分が正極集電体露出面２１ａとリード２５の下端部分と正極集電体露出面２１ａとの間に介在されている。
【００３８】
（保護層の他の第２構成例）
図６Ａ〜図６Ｃを参照しながら保護層の他の第２構成例について説明する。図６Ａは、保護層を第２構成例で形成した場合の図３の領域Ｑの上面図である。図６Ｂは、図６Ａにおける線Ｌ3−Ｌ3に沿った断面図である。図６Ｃは、図６Ａにおける線Ｌ4−Ｌ4に沿った断面図である。なお、図６Ａ〜図６Ｃでは、保護テープ２７の図示を省略している。
【００３９】
図６Ａ〜図６Ｃに示すように、両面未塗布部２１ｂに平面外形が角Ｕ字状の保護層２８が形成されている。保護層２８の一部がリード２５の下端縁および両側端縁の一部との間に介在されるように、保護層２８は、その一部分が正極集電体露出面２１ａと、リード２５の下端部分および両側端部分の一部と正極集電体露出面２１ａとの間に介在されている。この第２構成例では、保護層２８は、リード２５の両側端縁のうち、正極集電体露出面２１ａと厚さ方向において重なる部分の全部、およびリード２５の下端縁と、正極集電体露出面２１ａとの間に、介在されている。
【００４０】
（保護層の他の第３構成例）
図７Ａ〜図７Ｂを参照しながら保護層の他の第３構成例について説明する。図７Ａは、保護層を第３構成例で形成した場合の図３の領域Ｑの上面図である。図７Ｂは、図７Ａにおける線Ｌ5−Ｌ5に沿った断面図である。なお、図７Ａおよび図７Ｂでは、保護テープ２７の図示を省略している。
【００４１】
図７Ａ〜図７Ｂに示すように、両面未塗布部２１ｂには、リード２５および保護層２８が形成されている。保護層２８は、リード２５の下端部分の上面および下面、並びに両側面を覆うように形成されている。保護層２８の一部がリード２５の下端縁および両側端縁の一部との間に介在されるように、保護層２８は、その中央の一部分が正極集電体露出面２１ａとリード２５の下端部分と正極集電体露出面２１ａとの間に介在されている。
【００４２】
（正極集電体）
正極集電体２１Ａは、例えば、箔状であり、アルミニウム、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。
【００４３】
正極集電体２１Ａの厚みは、１０μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。正極集電体２１Ａの厚みが１０μｍ未満の場合、サイクル中の膨張収縮に伴う箔のダメージを抑制する効果が低減し、２０μｍ超の場合、保護層２８がなくても、集電体（Ａｌ箔等）の強度が十分に保てるため、保護層２８を形成する必要性が低下する。
【００４４】
（正極合剤層）
正極合剤層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。
【００４５】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物等のリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（１）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（２）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（３）、式（４）もしくは式（５）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（６）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（７）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉx1Ｃｏy1Ｍz1Ｏ2（式中、Ｍは、Ａｌおよび遷移金属（ＮｉおよびＣｏを除く）のうちの少なくとも１種である。ｘ1は０＜ｘ1＜１である。ｙ1は０＜y1＜１である。ｚは０＜ｚ1＜１である。ただし、ｘ1＋ｙ1＋ｚ1＝１である。）、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）等がある。
【００４６】
ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz・・・（１）
（式中、Ｍ１は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）を除く２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素（Ｏ）以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｒ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、−０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
【００４７】
ＬｉaＭ２bＰＯ4・・・（２）
（式中、Ｍ２は、２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
【００４８】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk・・・（３）
（式中、Ｍ３は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、−０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
【００４９】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq・・・（４）
（式中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００５０】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu・・・（５）
（式中、Ｍ５は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、−０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
【００５１】
ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy・・・（６）
（式中、Ｍ６は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
【００５２】
ＬｉzＭ７ＰＯ4・・・（７）
（式中、Ｍ７は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
【００５３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳ等のリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
【００５４】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００５５】
（結着剤）
結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエン等の合成ゴムや、ポリフッ化ビニリデン等の高分子材料が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００５６】
（導電剤）
導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。なお、導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料または導電性高分子等であってもよい。
【００５７】
（正極合剤層の厚みとリードの厚み）
正極集電体２１Ａの両主面のうち、リード２５が形成される側の主面に形成された正極合剤層２１Ｂの厚みは、リード２５の厚みよりも小さいことが好ましい。上記正極合剤層２１Ｂの厚みが、リード２５の厚みより大きい場合、充放電サイクルに伴う膨張収縮の際に、上記正極合剤層２１Ｂの厚みが厚いことにより、リード２５が電極体内で押しつぶされにくくなる。このため、箔切れを抑制するための保護層２８を設ける必要性が、低下するからである。なお、上記正極合剤層２１Ｂの厚みは、片面当たりの厚みである。
【００５８】
（負極）
負極２２は、例えば、一対の面を有する負極集電体２２Ａの両面に負極合剤層２２Ｂが設けられたものである。ただし、負極２２は、負極合剤層２２Ｂが負極集電体２２Ａの片面だけに設けられた領域を有していてもよい。
【００５９】
負極集電体２２Ａは、例えば、箔状であり、銅、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。
【００６０】
負極合剤層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。
【００６１】
この負極合剤層２２Ｂでは、例えば、充放電時において意図せずにリチウム金属が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くなっていることが好ましい。なお、結着剤および導電剤は、それぞれ正極で説明したものと同様のものを用いることができる。
【００６２】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素材料が挙げられる。この炭素材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、ＭＣＭＢ（メソカーボンマイクロビーズ）等の人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、カーボンブラック類、炭素繊維あるいは活性炭が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。
【００６３】
上述の炭素材料の他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として有する材料が挙げられる。高いエネルギー密度が得られるからである。このような負極材料は、金属元素または半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術における「合金」には、２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含まれる。また、「合金」は、非金属元素を含んでいてもよい。この組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、またはそれらの２種以上が共存するものがある。
【００６４】
上記した金属元素または半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）等である。中でも、ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種が好ましく、ケイ素がより好ましい。リチウムを吸蔵および放出する能力が大きいため、高いエネルギー密度が得られるからである。
【００６５】
ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種を有する負極材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
【００６６】
ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００６７】
スズの化合物またはケイ素の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）または炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上記した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００６８】
特に、ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも１種を含む負極材料としては、例えば、スズ（Ｓｎ）を第１の構成元素とし、そのスズ（Ｓｎ）に加えて第２の構成元素と第３の構成元素とを含むものが好ましい。勿論、この負極材料を上記した負極材料と共に用いてもよい。第２の構成元素は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）およびケイ素（Ｓｉ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第３の構成元素は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリン（Ｐ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第２の元素および第３の元素を含むことにより、サイクル特性が向上するからである。
【００６９】
中でも、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を構成元素として含み、炭素（Ｃ）の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、スズ（Ｓｎ）およびコバルト（Ｃｏ）の合計に対するコバルト（Ｃｏ）の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％以上７０質量％以下の範囲内であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られると共に優れたサイクル特性が得られるからである。
【００７０】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて、さらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）またはビスマス（Ｂｉ）等が好ましく、それらの２種以上を含んでいてもよい。容量特性またはサイクル特性がさらに向上するからである。
【００７１】
なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素あるいは半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下は、スズ（Ｓｎ）等が凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集または結晶化が抑制されるからである。
【００７２】
元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えば、Ｘ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy;XPS）が挙げられる。このＸＰＳでは、金原子の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た装置において、グラファイトであれば、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば、炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素（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。
【００７３】
なお、ＸＰＳでは、例えば、スペクトルのエネルギー軸の補正に、Ｃ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳにおいて、Ｃ１ｓのピークの波形は、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として得られるので、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することにより、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。
【００７４】
また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物等も挙げられる。金属酸化物とは、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデン等であり、高分子化合物とは、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロール等である。
【００７５】
なお、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記の負極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００７６】
負極合剤層２２Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの２以上を組み合わせてもよい。負極合剤層２２Ｂを気相法、液相法、溶射法若しくは焼成法、またはそれらの２種以上の方法を用いて形成する場合には、負極合剤層２２Ｂと負極集電体２２Ａとが界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体２２Ａの構成元素が負極合剤層２２Ｂに拡散し、あるいは負極合剤層２２Ｂの構成元素が負極集電体２２Ａに拡散し、またはそれらの構成元素が互いに拡散し合っていることが好ましい。充放電に伴う負極合剤層２２Ｂの膨張および収縮による破壊を抑制することができると共に、負極合剤層２２Ｂと負極集電体２２Ａとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。
【００７７】
なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、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（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）法またはプラズマ化学気相成長法等が挙げられる。液相法としては、電気鍍金または無電解鍍金等の公知の手法を用いることができる。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤等と混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤等の融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。
【００７８】
（負極合剤層の体積密度）
負極合剤層２２Ｂの体積密度は、１．４０ｇ／ｃｍ3以上１．７５ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。負極合剤層２２Ｂの体積密度が１．４０ｇ／ｃｍ3未満である場合、サイクル中の膨張収縮の程度が低減するため、両面未塗布部２２ｂにおいて、集電体の箔切れが生じにくくなり、保護層２８を形成する必要性が低下する。負極合剤層２２Ｂの体積密度が１．７５ｇ／ｃｍ3超である場合、負極中の空隙が少なく、電池特性が低下してしまうからである。なお、負極合剤層２２Ｂの体積密度は、例えば、一度セルを組んだ後に充電したのち２．５Ｖまでセルを放電し解体した後に、ＤＭＣ（炭酸ジメチル）等の溶媒中に所定時間（例えば、３０分等）浸漬後に測定したものである。
【００７９】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、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、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレン等の合成樹脂からなる多孔質膜や、セラミックからなる多孔質膜等によって構成されており、これらの２種以上の多孔質膜が積層されたものであってもよい。このセパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。
【００８０】
（電解液）
電解液は、非水溶媒に電解質塩を溶解させたものであり、電解質塩が電離することによりイオン伝導性を示すようになっている。電解液はセパレータ２３に含浸されている。電解液としては、特に限定されることなく従来の非水溶媒系電解液等が用いられる。
【００８１】
（電解質塩）
電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＳＯ3ＣＦ3）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ）、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチルリチウム（ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ジフルオロ［オキソラト−Ｏ，Ｏ’］ホウ酸リチウム、あるいはリチウムビスオキサレートボレート等が挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は、高いイオン伝導性を得ることができると共にサイクル特性を向上させることができるので特に好ましい。電解質塩には、上述から選択されるいずれか１種を単独で用いてもよく、複数種を混合して用いてもよい。
【００８２】
（非水溶媒）
電解質塩を溶解する非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、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、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、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、３−メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、エチレンスルフィト、あるいはビストリフルオロメチルスルホニルイミド、トリメチルヘキシルアンモニウム等の常温溶融塩が挙げられる。中でも、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ビニレン、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいはエチレンスルフィトは、優れた充放電容量特性および充放電サイクル特性を得ることができるので好ましい。溶媒には、いずれか１種を単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００８３】
（電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、以下の製造方法によって製造される。
【００８４】
（正極の製造）
まず、正極２１を作製する。最初に、正極活物質と、結着剤と、導電剤とを混合して正極合剤としたのち、有機溶剤に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、ドクタブレードまたはバーコータ等によって正極集電体２１Ａの両主面の所定領域に正極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機等によって塗膜を圧縮成型して正極合剤層２１Ｂを形成する。この場合には、圧縮成型を複数回に渡って繰り返してもよい。
【００８５】
（負極の製造）
次に、負極２２を作製する。最初に、負極材料と、結着剤と、必要に応じて導電剤とを混合して負極合剤としたのち、これを有機溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、ドクタブレードまたはバーコータ等によって負極集電体２２Ａの両主面の所定領域に負極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機等によって塗膜を圧縮成型して負極合剤層２２Ｂを形成する。
【００８６】
なお、負極２２は以下のようにして製造してもよい。最初に、電解銅箔等からなる負極集電体２２Ａを準備したのち、蒸着法等の気相法によって負極集電体２２Ａの両面に負極材料を堆積させて、複数の負極活物質粒子を形成する。こののち、必要に応じて、液相析出法等の液相法によって酸化物含有膜を形成し、または電解鍍金法等の液相法によって金属材料を形成し、または双方を形成することにより、負極合剤層２２Ｂを形成する。
【００８７】
（電池の組み立て）
非水電解質電池の組み立ては、以下のようにして行う。最初に、正極集電体２１Ａにリード２５を溶接等して取り付けると共に、負極集電体２２Ａにリード２６を溶接等して取り付ける。また、保護テープ２７および保護層２８を所定位置に設ける。
【００８８】
続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層および巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回中心にセンターピン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の内部に収納すると共に、リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接し、リード２６の先端部を電池缶１１に溶接する。
【００８９】
続いて、上述の電解液を電池缶１１の内部に注入してセパレータ２３に含浸させる。最後に、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、ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、非水電解質電池が完成する。
【００９０】
２．第２の実施の形態
（電池パックの例）
図８は、本技術の非水電解質電池（以下、二次電池と適宜称する）を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
【００９１】
また、電池パックは、正極端子３２１および負極端子３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
【００９２】
組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図８では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
【００９３】
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部を設けているが、−側に設けても良い。
【００９４】
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチ３０２ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【００９５】
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【００９６】
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
【００９７】
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。
【００９８】
ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【００９９】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
【０１００】
そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
【０１０１】
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等からなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値等が予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。（また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
【０１０２】
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
【０１０３】
３．第３の実施の形態
上述した非水電解質電池およびこれを用いた電池パック、バッテリユニットおよびバッテリモジュールは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。
【０１０４】
電子機器として、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。
【０１０５】
また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。
【０１０６】
蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源等が挙げられる。
【０１０７】
以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の非水電解質電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。
【０１０８】
この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
【０１０９】
さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。
【０１１０】
（３−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の非水電解質電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図９を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８等を介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置４０４等の独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【０１１１】
住宅４０１には、発電装置４０４、電力消費装置４０５、蓄電装置４０３、各装置を制御する制御装置４１０、スマートメータ４０７、各種情報を取得するセンサ４１１が設けられている。各装置は、電力網４０９および情報網４１２によって接続されている。発電装置４０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置４０５および／または蓄電装置４０３に供給される。電力消費装置４０５は、冷蔵庫４０５ａ、空調装置４０５ｂ、テレビジョン受信機４０５ｃ、風呂４０５ｄ等である。さらに、電力消費装置４０５には、電動車両４０６が含まれる。電動車両４０６は、電気自動車４０６ａ、ハイブリッドカー４０６ｂ、電気バイク４０６ｃである。
【０１１２】
蓄電装置４０３に対して、本技術の非水電解質電池が適用される。本技術の非水電解質電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ４０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網４０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【０１１３】
各種のセンサ４１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種のセンサ４１１により取得された情報は、制御装置４１０に送信される。センサ４１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置４０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置４１０は、住宅４０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【０１１４】
パワーハブ４０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置４１０と接続される情報網４１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【０１１５】
制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ４１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に、表示されても良い。
【０１１６】
各部を制御する制御装置４１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置４１０は、蓄電装置４０３、家庭内の発電装置４０４、電力消費装置４０５、各種のセンサ４１１、サーバ４１３と情報網４１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【０１１７】
以上のように、電力が火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２のみならず、家庭内の発電装置４０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置４０３に蓄えることができる。したがって、家庭内の発電装置４０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置４０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置４０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置４０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０１１８】
なお、この例では、制御装置４１０が蓄電装置４０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ４０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム４００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０１１９】
（３−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１０を参照して説明する。図１０に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【０１２０】
このハイブリッド車両５００には、エンジン５０１、発電機５０２、電力駆動力変換装置５０３、駆動輪５０４ａ、駆動輪５０４ｂ、車輪５０５ａ、車輪５０５ｂ、バッテリー５０８、車両制御装置５０９、各種センサ５１０、充電口５１１が搭載されている。バッテリー５０８に対して、上述した本技術の非水電解質電池が適用される。
【０１２１】
ハイブリッド車両５００は、電力駆動力変換装置５０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置５０３の一例は、モータである。バッテリー５０８の電力によって電力駆動力変換装置５０３が作動し、この電力駆動力変換装置５０３の回転力が駆動輪５０４ａ、５０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置５０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ５１０は、車両制御装置５０９を介してエンジン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）を制御したりする。各種センサ５１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。
【０１２２】
エンジン５０１の回転力は発電機５０２に伝えられ、その回転力によって発電機５０２により生成された電力をバッテリー５０８に蓄積することが可能である。
【０１２３】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両５００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置５０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置５０３により生成された回生電力がバッテリー５０８に蓄積される。
【０１２４】
バッテリー５０８は、ハイブリッド車両５００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口５１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【０１２５】
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置等がある。
【０１２６】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【実施例】
【０１２７】
本技術の具体的な実施例について詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。
【０１２８】
＜実施例１＞
［正極の作製］
正極活物質９５質量部と、導電剤であるグラファイト２．５質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）２．５質量部とを混合し、正極合剤を調製した。この正極合剤を溶剤である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。
【０１２９】
次に、正極合剤スラリーを厚さ１５μｍの帯状アルミニウム箔よりなる正極集電体に片面に均一に正極リード部を除いて間欠塗布を行い乾燥させ、さらにもう一方の面にも正極リード部を除いて間欠塗布を行い乾燥させ、ロールプレス機で片面の合剤層の厚さが８０μｍになるように圧縮成型して正極合剤層を形成した。
【０１３０】
プレスした電極を所定の幅にスリットを行った。その後、リード端部と接する集電体上に厚さ３０μｍのＰＰテープであらかじめ保護層を形成し、その後、厚さ１００μｍのＡｌリードを集電体上に溶接部分が保護層に重ならないように超音波溶接を行い、中間ブランク部のリードおよびＡｌ集電体の露出部をＰＩテープにて覆うことで正極を作製した。なお、保護層は、図４Ａ〜図４Ｂに示すように、正極集電体露出面の中央に配置すると共に、その中央の一部分が集電体露出面とリードの下端部分との間に介在されるように形成した。これにより、リードの下端縁および両側端縁の一部と正極集電体との間に保護層を介在させることで、正極集電体露出面を保護した。
【０１３１】
［負極の作製］
負極活物質である粉砕した黒鉛粉末９６質量部と、結着剤であるＳＢＲ（スチレン・ブタジエンゴム(styrene-butadiene rubber)）２質量部とＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース（carboxymethylcellulose））２質量部と溶剤であるイオン交換水を混合して負極合剤スラリーを調製した。次に、負極合剤スラリーを、厚さ１２μｍの銅箔よりなる負極集電体に片面に均一に塗布して乾燥させ、さらにもう一方の面にも均一に塗布して乾燥させロールプレス機で合剤層をプレスすることで負極合剤層を形成した。なお、この際、負極合剤層の体積密度が、一度セルを組んだ後に充電したのち２．５Ｖまでセルを放電し解体した後に、ＤＭＣ溶媒中に３０分浸漬後に測定を行った値で１．６５ｇ／ｃｍ3になるように圧縮成型して、負極合剤層を形成した。
【０１３２】
最後に、プレスした電極を所定の幅にスリットを行い、Ｎｉリードを集電体上に超音波溶接を行い、負極を作製した。
【０１３３】
［電解液の作製］
電解液として、炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）と炭酸ジメチル（ＤＭＣ）とを２：２：６の体積比（ＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ）で混合した混合溶媒と、電解質塩としての六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）とを含むものを用いた。電解液中における六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）の濃度は１ｍｏｌ／ｄｍ3とした。
【０１３４】
［セパレータ］
セパレータとして、厚さ２０μｍのポリエチレン製の多孔質膜を用いた。
【０１３５】
［試験用電池の作製］
二次電池を組み立てる場合には、正極、負極、セパレータを介して正極と負極とを積層してから巻回したのち、粘着テープで巻き終わり部分を固定して巻回電極体を作製した。続いて、巻回電極体の巻回中心にセンターピンを挿入した。続いて、巻回電極体を一対の絶縁板で挟みながら、ニッケル鍍金された鉄製の電池缶の内部に巻回電極体を収納した。この場合には、正極リードの一端部を安全弁機構に溶接すると共に、負極リードの一端部を電池缶に溶接した。続いて、減圧方式により電池缶の内部に電解液を注入してセパレータに含浸させた。最後に、ガスケットを介して電池缶の開口端部に電池蓋、安全弁機構および熱感抵抗素子をかしめた。これにより、円筒型の二次電池が（直径１８ｍｍ×高さ６５ｍｍ）完成した。なお、作製した１８６５０サイズの円筒セルのセル容量は２．５Ａｈになるようにセルの作製を行った。
【０１３６】
＜実施例２＞
保護層として、ＰＩテープを用いた。負極合剤層の体積密度を１．４０ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１３７】
＜実施例３＞
保護層は、図６Ａ〜図６Ｂに示すように、集電体露出面と、リードの下端部分および両側端部分との間に介在されるように形成した。これにより、リードの下端縁および両側端縁の一部との間に、保護層を介在させることで、正極集電体露出面を保護した。保護層として、ＰＩテープを用いた。負極合剤層の体積密度を１．４０ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１３８】
＜実施例４＞
保護層は、図５Ａ〜図５Ｂに示すように、その中央部が正極集電体露出面上に配置され、両端部が正極合剤層上に配置されると共に、保護層の中央部分が集電体露出面と、リードの下端部分との間に介在されるように形成した。これにより、リードの下端縁および両側端縁の一部との間に、保護層を介在させることで、正極集電体露出面を保護した。保護層として、ＰＩテープを用いた。負極合剤層の体積密度を１．４０ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１３９】
＜実施例５＞
保護層は、図７Ａ〜図７Ｂに示すように、リード２５の下端部の上面および下面、並びに両側面を覆うように形成した。これにより、リードの下端縁および両側端縁の一部との間に、保護層を介在させることで、正極集電体露出面を保護した。保護層として、ＰＩテープを用いた。負極合剤層の体積密度を１．４０ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４０】
＜実施例６＞
保護層として、ＰＥＴテープを用いた。負極合剤層の体積密度を１．４５ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４１】
＜実施例７＞
保護層として、ＰＶＤＦ樹脂の塗布膜を用いた。負極合剤層の体積密度を１．６５ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４２】
＜実施例８＞
Ａｌ箔の厚みを２０μｍにした。負極合剤層の体積密度を１．５５ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４３】
＜実施例９＞
Ａｌ箔の厚みを１２μｍにした。負極合剤層の体積密度を１．６０ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４４】
＜実施例１０＞
Ａｌ箔の厚みを１０μｍにした。負極合剤層の体積密度を１．６５ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４５】
＜実施例１１＞
負極合剤層の体積密度を１．７５ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４６】
＜実施例１２＞
保護層として、カーボンテープを用いた。負極合剤層の体積密度を１．５５ｇ／ｃｍ3にした。正極合剤層の片面当たりの厚みを１００μｍにした。正極リードの厚みを１５０μｍにした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４７】
＜実施例１３＞
負極合剤層の体積密度を１．６０ｇ／ｃｍ3にした。正極合剤層の片面当たりの厚みを５０μｍにした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４８】
＜実施例１４＞
Ａｌ箔の厚みを８μｍにした。負極合剤層の体積密度を１．６０ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１４９】
＜比較例１＞
Ａｌ箔の厚みを８μｍにした。図１１Ａ〜図１１Ｂに示すように、保護層を形成しなかった。負極合剤層の体積密度を１．６０ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。なお、図１１Ｂでは、保護テープ２７の図示を省略している。
【０１５０】
＜比較例２＞
図１１Ａ〜図１１Ｂに示すように、保護層を形成しなかった。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１５１】
＜比較例３＞
Ａｌ箔の厚みを２０μｍにした。図１１Ａ〜図１１Ｂに示すように、保護層を形成しなかった。負極合剤層の体積密度を１．５５ｇ／ｃｍ3にした。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。
【０１５２】
＜比較例４＞
保護層は、図１２Ａ〜図１２Ｂに示すように、リートが溶接された面と反対側の集電体露出面に形成した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。なお、図１２Ｂでは、保護テープ２７の図示を省略している。
【０１５３】
＜比較例５＞
保護層は、図１３Ａ〜図１３Ｂに示すように、リード２５の下端部の上面に、形成した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、二次電池を作製した。なお、図１３Ｂでは、保護テープ２７の図示を省略している。
【０１５４】
作製した実施例１〜実施例１４および比較例１〜比較例５の二次電池について、５サンプルずつ、以下のように箔切れ試験を行い評価した。
【０１５５】
［試験用電池の評価（箔切れ試験）］
各実施例および比較例の試験用電池を、０℃の恒温槽中で、２Ａｈの条件で定電流充電を行い、電池電圧が４．２Ｖとなった時点で定電圧充電に切り替えた。その後、電流密度５Ａｈの条件で電池電圧が２．５Ｖとなるまで定電流放電を行い、初回放電時の電池容量（初回放電容量）を測定した。
【０１５６】
上述の条件での充放電サイクルを繰り返し、初回放電容量から維持率が２０％になるまでサイクル試験を実施し、その後、セルを解体して、正極リード部の箔切れの確認を目視にて行い、以下の基準に基づき、箔切れ状態を評価した。
【０１５７】
Ａ：５サンプル中５サンプル箔切れなし
Ｂ：５サンプル中４サンプル箔切れなし
Ｃ：５サンプル中３サンプル箔切れなし
Ｄ：５サンプル中２サンプル箔切れなし
Ｅ：５サンプル中１サンプル箔切れなし
Ｆ：５サンプル中５サンプル箔切れ
【０１５８】
表１に、実施例１〜実施例１４および比較例１〜比較例５についての評価結果を示す。
【０１５９】
【表１】
2014089856.tif 000003
【０１６０】
表１に示すように、実施例１〜実施例１４では、保護層を、リードの周端縁の少なくとも一部と集電体の露出面との間に介在させているため、箔切れ状態が良好であった。一方、比較例１〜比較例３は、保護層を設けていないため、箔切れ状態が悪かった。また、比較例４〜比較例５は、保護層を設けているが、保護層をリードの周端縁の少なくとも一部と集電体の露出面との間に介在させていないため、箔切れ状態が悪かった。
【０１６１】
４．他の実施の形態
本技術は、上述した本技術の実施の形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【０１６２】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。
【０１６３】
また、上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１６４】
上述の実施の形態では、負極に接続されるリード２６を、帯状の負極集電体の巻終わり側の端部に一つ設けた構成の円筒型非水電解質電池について説明したが、この構成に限定されるものではない。例えば、負極に接続されるリード２６を、帯状の負極集電体の巻終わり側の端部に一つ、帯状の負極集電体の巻始め側の端部に一つ設けた構成としてもよい。このような構成とした円筒型非水電解質電池の他の例の巻回電極体の巻回面の断面図を図１４に示す。図１４に示すように、この巻回電極体２０では、負極２２に接続されるリード２６を帯状の負極集電体２２Ａの巻終わり側の端部に一つ、負極集電体２２Ａの巻始め側の端部に一つ設けた構成としている。
【０１６５】
上述の実施の形態では、巻回電極体は、正極および負極と、正極および負極との間に正極と負極との短絡を防止するセパレータとを含むものであるが、セパレータの代わりに、ゲル状電解質や固体電解質等のイオン伝導体を用いてもよい。また、巻回電極体は、セパレータと共に、電解液により高分子化合物が膨潤されたゲル状電解質や固体電解質等のイオン伝導体を含んでいてもよい。さらに、二次電池に限定されず、一次電池にも適用可能である。
【０１６６】
また、上述の実施の形態および実施例では、缶の外装部材を用いる場合について説明したが、フィルム状の外装部材を用いてもよい。形状は角型、扁平型等の形状であってもよい。
【０１６７】
負極をリードの右側および左側に合剤層が設けられた構造とし、負極の長手方向の略中央に設けられた両面未塗布部において、保護層を、負極集電体露出面と重なるリードの周端の少なくとも一部と負極集電体露出面との間に挟まれるように形成してもよい。
【０１６８】
本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
正極と、
負極と、
を有し、
上記正極および上記負極の少なくとも何れか一の電極は、
集電体と、
上記集電体の一主面上に形成され、上記集電体の一部が露出する間隙がある合剤層と、
上記間隙から露出する上記集電体の露出面に接合されたリードと、
少なくとも一部が、上記集電体の露出面上に形成され、上記リードの一部と上記露出面との間に介在され、上記集電体を保護する保護層と
を備え、
上記リードの一部は、少なくとも上記リードの周端縁の一部を含む電池。
［２］
上記一の電極は、正極である［１］に記載の電池。
［３］
上記リードの周端縁の一部は、上記リードの下端縁である［２］に記載の電池。
［４］
上記リードの周端縁の一部は、上記リードの下端縁、および上記リードの両側端縁のうちの、上記露出面と厚さ方向において重なる部分の全部である［２］〜［３］の何れかに記載の電池。
［５］
上記集電体の厚さは、１０μｍ以上２０μｍ以下である［２］〜［４］の何れかに記載の電池。
［６］
上記集電体の両主面のうち、上記リードが接合される側の上記一主面に形成された上記合剤層の厚みは、上記リードの厚みよりも小さい［２］〜［５］の何れかに記載の電池。
［７］
上記負極の上記合剤層の体積密度は、１．４０g／ｃｍ3以上１．７５g／ｃｍ3以下である［２］〜［６］の何れかに記載の電池。
［８］
上記正極および上記負極が巻回された巻回構造を有する［１］〜［７］の何れかに記載の電池。
［９］
集電体と、
集電体の一主面上に形成され、集電体の一部が露出する間隙がある合剤層と、
上記間隙から露出する上記集電体の露出面に接合されたリードと、
少なくとも一部が、上記集電体の露出面上に形成され、上記リードの一部と上記露出面との間に介在され、上記集電体を保護する保護層と
を備え、
上記リードの一部は、少なくとも上記リードの周端縁の一部を含む電極。
［１０］
［１］に記載の電池と、
上記電池について制御する制御部と、
上記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１１］
［１］に記載の電池を有し、
上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１２］
［１］に記載の電池と、
上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
［１３］
［１］に記載の電池を有し、
上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
［１４］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う［１３］に記載の蓄電装置。
［１５］
［１］に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置若しくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。
【符号の説明】
【０１６９】
１１・・・電池缶、１２，１３・・・絶縁板、１４・・・電池蓋、１５Ａ・・・ディスク板、１５・・・安全弁機構、１６・・・熱感抵抗素子、１７・・・ガスケット、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極合剤層、２１ａ・・・正極集電体露出面、２１ｂ・・・両面未塗布部２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極合剤層、２３・・・セパレータ、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、２７・・・保護テープ、２８・・・保護層、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２・・・充電制御スイッチ、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・空調装置、４０５ｃ・・・テレビジョン受信機、４０５ｄ・・・風呂、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・各種センサ、５１１・・・充電口
【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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