(57)【要約】  二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、その負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含む。複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下である。第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含む。複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、その複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
2017131080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
二次電池。
【請求項２】
前記複数の粒子状の第２負極結着剤のうちの少なくとも一部は、前記複数の粒子状の負極活物質間の隙間に存在する、
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記複数の粒子状の負極活物質の含有量１００−Ｘ−Ｙ（重量％）と、前記第１負極結着剤の含有量Ｘ（重量％）と、前記複数の粒子状の第２負極結着剤の含有量Ｙ（重量％）とは、Ｘ＝０．５重量％以上５重量％以下およびＹ＝０．５重量％以上５重量％以下という条件を満たす、
請求項１記載の二次電池。
【請求項４】
前記負極は、前記複数の粒子状の負極活物質、前記第１負極結着剤および前記複数の粒子状の第２負極結着剤を含む負極活物質層を備え、
前記負極活物質層の厚さは、３０μｍ以上２５０μｍ以下である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項５】
前記複数の粒子状の負極活物質は、炭素材料を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項６】
前記複数の粒子状の負極活物質は、ケイ素を構成元素として含む材料を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項７】
さらに、フィルム状の外装部材を備え、
前記正極、前記負極および前記電解液は、前記フィルム状の外装部材の内部に収納されている、
請求項１記載の二次電池。
【請求項８】
リチウムイオン二次電池である、
請求項１記載の二次電池。
【請求項９】
複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
二次電池用負極。
【請求項１０】
二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備え、
前記二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
電池パック。
【請求項１１】
二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
電動車両。
【請求項１２】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
電力貯蔵システム。
【請求項１３】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備え、
前記二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
電動工具。
【請求項１４】
二次電池を電力供給源として備え、
前記二次電池は、正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、負極活物質および負極結着剤を含む二次電池用負極、その二次電池用負極を用いた二次電池、ならびにその二次電池を用いた電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
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】
二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。他の用途の一例は、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、電動ドリルなどの電動工具である。【０００４】
この二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えており、その負極は、負極活物質および負極結着剤を含んでいる。負極の構成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その負極の構成に関しては、さまざまな検討がなされている。【０００５】
具体的には、セパレータと電極との密着性を改善するために、セパレータが非水系バインダを含んでいる場合において、負極のバインダとして２種類以上の水系バインダが用いられている。この２種類以上の水系バインダのうちの１種類の水系バインダは、上記した非水系バインダの単量体単位と同じ種類の単量体単位を含んでいる（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１３−１７１８３８号公報
【発明の概要】
【０００７】
上記した電子機器などは、益々、高性能化および多機能化している。これに伴い、電子機器などの使用頻度は増加していると共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。よって、二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
【０００８】
したがって、優れた電池特性を得ることが可能である二次電池用負極、二次電池、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を提供することが望ましい。
【０００９】
本技術の一実施形態の二次電池用負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含むものである。複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下である。第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含む。複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、その複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である。
【００１０】
本技術の一実施形態の二次電池は、正極と、負極と、電解液とを備え、その負極が上記した本技術の一実施形態の二次電池用負極と同様の構成を有するものである。
【００１１】
本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、二次電池を備え、その二次電池が上記した本技術の二次電池と同様の構成を有するものである。
【００１２】
上記した「平均粒径」とは、メジアン径Ｄ５０（μｍ）である。このように「平均粒径」がメジアン径Ｄ５０（μｍ）を意味することは、以降の説明においても同様である。すなわち、複数の粒子状の第２負極結着剤のメジアン径Ｄ５０は、複数の粒子状の負極活物質のメジアン径Ｄ５０よりも小さい。
【００１３】
本技術の一実施形態の二次電池用負極または二次電池によれば、上記した複数の粒子状の負極活物質、第１負極結着剤および複数の粒子状の第２負極結着剤を含んでいるので、優れた電池特性を得ることができる。また、本技術の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具または電子機器においても、同様の効果を得ることができる。
【００１４】
なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技術の一実施形態の二次電池用負極の構成を表す断面図である。
【図２Ａ】第２負極結着剤を含んでいる負極活物質層の断面構成を表すＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）写真である。
【図２Ｂ】図２Ａに示したＳＥＭ写真のうちの主要部を模式的に表す断面図である。
【図３Ａ】第２負極結着剤を含んでいない負極活物質層の断面構成を表すＳＥＭ写真である。
【図３Ｂ】図３Ａに示したＳＥＭ写真のうちの主要部を模式的に表す断面図である。
【図４】本技術の一実施形態の二次電池（円筒型）の構成を表す断面図である。
【図５】図４に示した巻回電極体のうちの一部の構成を表す断面図である。
【図６】本技術の一実施形態の他の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。
【図７】図６に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った巻回電極体の断面図である。
【図８】二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。
【図９】図８に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図１０】二次電池の適用例（電池パック：組電池）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、本技術の一実施形態に関して、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。
１．二次電池用負極
１−１．構成
１−２．製造方法
１−３．作用および効果
２．二次電池
２−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）
２−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）
３．二次電池の用途
３−１．電池パック（単電池）
３−２．電池パック（組電池）
３−３．電動車両
３−４．電力貯蔵システム
３−５．電動工具
【００１７】
＜１．二次電池用負極＞
まず、本技術の一実施形態の二次電池用負極に関して説明する。
【００１８】
本技術の一実施形態の二次電池用負極（以下、単に「負極」ともいう。）は、例えば、二次電池などの電気化学デバイスに適用される。この負極が適用される二次電池の種類は、特に限定されないが、例えば、電極反応物質を吸蔵および放出することにより電池容量が得られる二次電池などである。
【００１９】
電極反応物質とは、負極を用いた電極反応に関わる物質であり、その電極反応物質は、電極反応時において負極により吸蔵および放出される。二次電池の種類に関して具体的な例を挙げると、電極反応物質としてリチウム（またはリチウムイオン）を用いた二次電池は、いわゆるリチウムイオン二次電池である。
【００２０】
＜１−１．構成＞
負極は、以下で説明する構成を有している。
【００２１】
［全体構成］
図１は、負極の断面構成を表している。この負極は、例えば、負極集電体１と、その負極集電体１の上に設けられた負極活物質層２とを含んでいる。
【００２２】
なお、負極活物質層２は、負極集電体１の片面だけに設けられていてもよいし、負極集電体１の両面に設けられていてもよい。図１では、例えば、負極活物質層２が負極集電体１の両面に設けられている場合を示している。
【００２３】
［負極集電体］
負極集電体１は、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この金属材料は、金属の単体に限らず、合金でもよい。なお、負極集電体１は、単層でもよいし、多層でもよい。
【００２４】
負極集電体１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１に対する負極活物質層２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２と対向する領域において、負極集電体１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。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体１の表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体１の表面に凹凸が設けられる。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。
【００２５】
［負極活物質層］
負極活物質層２は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の粒子状の第２負極結着剤とを含んでいる。ただし、負極活物質層２は、さらに、負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００２６】
負極が用いられた二次電池などの電気化学デバイスでは、充電途中において意図せずに電極反応物質が負極に析出することを防止するために、負極活物質の充電可能な容量は正極の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能である負極活物質の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。なお、負極に析出する電極反応物質とは、例えば、電極反応物質がリチウムである場合には、いわゆるリチウム金属である。
【００２７】
（負極活物質）
負極活物質の形状は、上記したように、粒子状である。これに伴い、複数の粒子状の負極活物質は、負極活物質層２中において分散されている。
【００２８】
上記した「粒子状」とは、複数の負極活物質のそれぞれが互いに物理的に分離された粒状であることを意味している。すなわち、電子顕微鏡などの顕微鏡を用いて、複数の負極活物質を含む負極活物質層２の断面を観察すると、その複数の負極活物質のそれぞれは、観察結果（顕微鏡写真）中において粒状の物体として視認される。
【００２９】
ただし、負極活物質の形状は、特に限定されない。すなわち、複数の負極活物質のそれぞれの形状は、球状でもよいし、略球状でもよいし、それ以外の形状でもよい。もちろん、複数の負極活物質のそれぞれの形状は、互いに同じ形状でもよいし、互いに異なる形状でもよい。
【００３０】
負極活物質は、電極反応物質を吸蔵および放出することが可能である負極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００３１】
負極材料は、例えば、炭素材料のうちのいずれか１種類または２種類以上である。電極反応物質の吸蔵時および放出時において炭素材料の結晶構造は非常に変化しにくいため、高いエネルギー密度が安定して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ため、負極活物質層２の導電性が向上するからである。
【００３２】
炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛などである。ただし、難黒鉛化性炭素に関する（００２）面の面間隔は、０．３７ｎｍ以上であることが好ましいと共に、黒鉛に関する（００２）面の面間隔は、０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料は、例えば、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、適当な温度で焼成（炭素化）された高分子化合物であり、その高分子化合物は、例えば、フェノール樹脂およびフラン樹脂などである。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でもよいし、非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状のうちのいずれでもよい。
【００３３】
また、負極材料は、例えば、金属元素および半金属元素のうちのいずれか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。
【００３４】
金属系材料は、単体でもよいし、合金でもよいし、化合物でもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。ただし、合金は、２種類以上の金属元素を構成元素として含む材料でもよいし、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを構成元素として含む材料でもよい。また、合金は、非金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。金属系材料の組織は、特に限定されないが、例えば、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である。
【００３５】
上記した金属元素および半金属元素は、例えば、電極反応物質と合金を形成することが可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、例えば、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、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）および白金（Ｐｔ）などである。
【００３６】
中でも、ケイ素およびスズのうちの一方または双方が好ましい。電極反応物質を吸蔵および放出する能力が優れているため、著しく高いエネルギー密度が得られるからである。
【００３７】
ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、ケイ素の単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、スズの単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。ただし、本技術の単体とは、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）を意味しており、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
【００３８】
中でも、ケイ素を構成元素として含む材料（ケイ素系材料）が好ましい。十分なエネルギー密度が得られるからである。このケイ素系材料は、ケイ素の単体でもよいし、ケイ素の合金でもよいし、ケイ素の化合物でもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。
【００３９】
ケイ素の合金は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、ケイ素の合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００４０】
ケイ素の合金およびケイ素の化合物の具体例は、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＜ｖ＜２、好ましくは０．２＜ｖ＜１．４である。
【００４１】
スズの合金は、例えば、スズ以外の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、スズの合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００４２】
スズの合金およびスズの化合物の具体例は、ＳｎＯw （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3 、ＬｉＳｎＯおよびＭｇ2 Ｓｎなどである。
【００４３】
特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第１構成元素であるスズと共に第２構成元素および第３構成元素を含む材料（Ｓｎ含有材料）であることが好ましい。第２構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、セシウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル、タングステン、ビスマスおよびケイ素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。第３構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウムおよびリン（Ｐ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｎ含有材料が第２構成元素および第３構成元素を含んでいることにより、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含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）であることが好ましい。このＳｎＣｏＣ含有材料の組成は、任意である。炭素の含有量は、例えば、９．９質量％〜２９．７質量％である。スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））は、例えば、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】
ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として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、電極反応物質と反応することが可能な相（反応相）であるため、その反応相の存在により優れた特性が得られる。もちろん、反応相は、低結晶性の部分と非晶質の部分とを含んでいてもよい。この反応相に関してＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとした場合において、１°以上であることが好ましい。ＳｎＣｏＣ含有材料において電極反応物質がより円滑に吸蔵および放出されると共に、電解液に対するＳｎＣｏＣ含有材料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が含まれている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電極反応物質と反応することが可能である反応相に対応しているか否かに関しては、例えば、電極反応物質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ることにより、容易に判断できる。具体的には、例えば、電極反応物質との電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、電極反応物質と反応することが可能である反応相に対応している。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質である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含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化または非晶質化していると考えられる。
【００４７】
ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素のうち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。スズなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。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。炭素のうち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、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。なお、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークは、８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正されていることとする。この際、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、その表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとして、そのピークをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定において、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で得られる。このため、例えば、市販のソフトウェアを用いて解析することにより、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】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。このＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、スズ、コバルトおよび炭素に加えて、さらにケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン、ガリウムおよびビスマスなどのうちのいずれか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】
ＳｎＣｏＣ含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素と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、鉄の含有量を少なめに設定する場合は、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、鉄の含有量が０．３質量％〜５．９質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％〜７０質量％である。一方、鉄の含有量を多めに設定する場合は、炭素の含有量が１１．９質量％〜２９．７質量％、スズ、コバルトおよび鉄の含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））が２６．４質量％〜４８．５質量％、コバルトおよび鉄の含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））が９．９質量％〜７９．５質量％である。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からである。なお、ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料の物性と同様である。
【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うちのいずれか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。
【００５１】
中でも、負極材料は、以下の理由により、炭素材料および金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。言い替えれば、複数の粒子状の負極活物質のうち、一部の負極活物質は炭素材料を含んでいると共に、他の負極活物質は金属系材料を含んでいることが好ましい。
【００５２】
金属系材料、特に、ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張収縮しやすいという懸念点を有する。一方、炭素材料は、理論容量が低いという懸念点を有する反面、充放電時において膨張収縮しにくいという利点を有する。よって、炭素材料と金属系材料と併用することにより、高い理論容量（言い替えれば電池容量）を得つつ、充放電時の膨張収縮が抑制される。
【００５３】
複数の負極活物質の平均粒径は、約５μｍ〜３０μｍである。複数の負極活物質の平均粒径が複数の第２負極結着剤の平均粒径に対して十分に大きくなるように、その複数の負極活物質の平均粒径が適正化されるからである。これにより、後述するように、複数の第２負極結着剤は、十分に分散されながら負極活物質の表面に存在しやすくなる。ここで説明する「平均粒径」とは、上記したように、メジアン径Ｄ５０（μｍ）である。
【００５４】
複数の負極活物質の平均粒径を調べる場合には、例えば、電子顕微鏡などの顕微鏡を用いて負極活物質層２の断面を観察することにより、複数（例えば、１００個）の負極活物質のそれぞれの粒径を測定したのち、その測定結果に基づいて平均粒径を算出すればよい。
【００５５】
（第１負極結着剤）
第１負極結着剤は、主に、負極集電体１と負極活物質とを結着させることにより、その負極集電体１に対して負極活物質層２を固定させるための材料である。
【００５６】
この第１負極結着剤の形状は、特に限定されない。このため、第１負極結着剤の形状は、例えば、粒子状でもよいし、それ以外の形状でもよい。
【００５７】
第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴム（スチレンと１，３−ブタジエンとの共重合体）およびその誘導体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【００５８】
上記した「誘導体」とは、スチレンブタジエンゴムに１種類または２種類以上の基（誘導基）が導入された化合物である。この誘導基の種類、数および導入場所などは、特に限定されない。具体的には、誘導基は、例えば、飽和または不飽和の炭化水素基でもよいし、炭素（Ｃ）と共に酸素（Ｏ）、窒素（Ｎ）および硫黄（Ｓ）などの非炭素元素を構成元素として含む基でもよいし、それ以外の基でもよい。
【００５９】
第１負極結着剤がスチレンブタジエンゴムおよびその誘導体を含んでいるのは、負極集電体１と負極活物質とが第１負極結着剤を介して結着しやすくなるからである。
【００６０】
（第２負極結着剤）
複数の第２負極結着剤は、主に、複数の負極活物質のそれぞれの表面に分散されながら存在することにより、その複数の負極活物質同士を結着させるための材料である。
【００６１】
この第２負極結着剤の形状は、上記したように、負極活物質の形状と同様に粒子状である。これに伴い、第２負極結着剤は、主に、複数の負極活物質のそれぞれの表面に存在しながら、負極活物質層２中に分散されている。
【００６２】
上記した「粒子状」に関する詳細は、複数の粒子状の負極活物質に関して説明した場合と同様である。すなわち、複数の第２負極結着剤のそれぞれは、互いに物理的に分離された粒状であるため、複数の第２負極結着剤を含む負極活物質層２の断面を観察すると、その複数の第２負極結着剤のそれぞれは粒状の物体として視認される。ただし、複数の第２負極結着剤のそれぞれの形状は、特に限定されないため、略球状でもよいし、それ以外の形状でもよい。
【００６３】
第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデン（フッ化ビニリデンの単独重合体）およびその誘導体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、「誘導体」に関する詳細は、スチレンブタジエンゴムの誘導体に関して説明した場合と同様である。
【００６４】
第２負極結着剤がポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体を含んでいるのは、後述するように、負極活物質層２の形成工程において溶媒として水性溶媒を用いることにより、その水性溶媒により第２負極結着剤が溶解されないからである。これにより、複数の第２負極結着剤は、粒子状の状態を維持したままで負極活物質層２中に分散されるため、その複数の第２負極結着剤を介して複数の負極活物質同士が結着されやすくなる。
【００６５】
なお、負極が適用された二次電池などの電気化学デバイスでは、例えば、その負極と隣接されるセパレータなどが第２負極結着剤と同様の材料を含んでいることが好ましい。負極とセパレータなどとの親和性が高くなるため、その負極とセパレータなどとの密着性が向上するからである。
【００６６】
このように、複数の負極活物質同士を結着させるために、複数の第２負極結着剤は、複数の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有している。ここで説明する「平均粒径」とは、上記したように、メジアン径Ｄ５０（μｍ）である。すなわち、複数の第２負極結着剤のメジアン径Ｄ５０は、複数の負極活物質のメジアン径Ｄ５０よりも小さくなっている。これにより、複数の第２負極結着剤の比表面積（ｍ2 ／ｇ）は、複数の負極活物質の比表面積よりも大きくなっている。
【００６７】
複数の第２負極結着剤の平均粒径が複数の負極活物質の平均粒径よりも小さいのは、後述するように、負極活物質層２の形成工程において、相対的に大きい平均粒径を有する複数の負極活物質よりも、相対的に小さい平均粒径を有する複数の第２負極結着剤が分散されやすくなるからである。これにより、複数の第２負極結着剤が負極活物質の表面に分散されながら存在しやすくなるため、その複数の第２負極結着剤を介して複数の負極活物質同士がより結着されやすくなる。
【００６８】
この場合には、特に、複数の第２負極結着剤を利用して複数の負極活物質同士が十分に結着されるため、負極活物質層２中に含まれる結着剤の総量が少なくて済む。これにより、負極活物質層２中に含まれる負極活物質の割合は、相対的に十分に大きくなる。
【００６９】
しかも、複数の第２負極結着剤が負極活物質の表面に存在するため、その複数の第２負極結着剤により負極活物質の表面が被覆（保護）される。これにより、高反応性の負極活物質と電解液との反応が抑制されるため、その電解液の分解反応に起因するガスの発生が抑制される。
【００７０】
具体的には、複数の第２負極結着剤の平均粒径は、約０．１μｍ〜１０μｍである。複数の第２負極結着剤の平均粒径が複数の負極活物質の平均粒径に対して十分に小さくなるように、その複数の第２負極結着剤の平均粒径が適正化されるからである。これにより、複数の第２負極結着剤は、負極活物質の表面により分散されながら存在しやすくなる。
【００７１】
複数の第２負極結着剤の平均粒径を調べる場合には、例えば、電子顕微鏡などの顕微鏡を用いて負極活物質層２の断面を観察することにより、複数（例えば、１００個）の第２負極結着剤のそれぞれの粒径を測定したのち、その測定結果に基づいて平均粒径を算出すればよい。
【００７２】
［詳細な構成］
図２Ａは、第２負極結着剤を含んでいる負極活物質層２の断面構成を表すＳＥＭ写真であると共に、図２Ｂは、図２Ａに示したＳＥＭ写真のうちの主要部を模式的に表している。
【００７３】
比較のために、図３Ａは、第２負極活結着剤を含んでいない負極活物質層２の断面構成を表すＳＥＭ写真であると共に、図３Ｂは、図３Ａに示したＳＥＭ写真のうちの主要部を模式的に表している。
【００７４】
なお、図３Ａおよび図３Ｂに示した負極活物質層２は、第２負極結着剤を含んでいないことを除き、図２Ａおよび図２Ｂに示した負極活物質層２と同様の構成を有している。
【００７５】
本技術の一実施形態の負極は、第２負極結着剤を含んでいる。このため、負極活物質層２の断面を観察すると、図２Ａおよび図２Ｂに示したように、複数の粒子状の負極活物質２０１と共に、複数の粒子状の第２負極結着剤２０３が観察される。
【００７６】
第１負極結着剤は、主に、複数の負極活物質２０１のそれぞれの表面を被覆している。すなわち、第１負極結着剤の状態は、負極活物質２０１の表面のうちの一部または全部を被覆する被膜である。ただし、被膜の厚さは著しく薄いため、ＳＥＭ写真中では第１負極結着剤を視認しにくい傾向にある。
【００７７】
複数の第２負極結着剤２０３は、主に、複数の負極活物質のそれぞれの表面に分散されながら存在しており、負極活物質２０１同士は、第２負極結着剤２０３を介して結着されている。これにより、複数の負極活物質２０１同士の結着性は十分に高くなる。ただし、複数の第２負極結着剤は、必ずしも分散されていなければならないわけではなく、部分的または全体的に密集していてもよい。
【００７８】
中でも、複数の第２負極結着剤２０３のうちの一部または全部は、複数の負極活物質２０１間の隙間に存在していることが好ましい。複数の負極活物質２０１同士が複数の第２負極結着剤２０３を介してより結着されやすくなるからである。
【００７９】
比較例の負極は、第２負極結着剤を含んでいない。このため、負極活物質層２の断面を観察すると、図３Ａおよび図３Ｂに示したように、複数の粒子状の負極活物質２０１だけが観察される。なお、ＳＥＭ写真中において第１負極結着剤を視認しにくい傾向にあることは、上記した本技術の一実施形態の負極と同様である。
【００８０】
この比較例の負極では、図２Ａおよび図２Ｂと図３Ａおよび図３Ｂとの比較から明らかなように、複数の第２負極結着剤２０３が存在しないため、複数の負極活物質２０１同士は、複数の第２負極結着剤２０３を介して結着されていない。これにより、複数の負極活物質２０１同士の結着性は十分に高くならない。
【００８１】
複数の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の第２負極結着剤との混合比は、特に限定されない。中でも、負極活物質層２中における含有量に着目した場合、複数の負極活物質の含有量１００−Ｘ−Ｙ（重量％）と、第１負極結着剤の含有量Ｘ（重量％）と、複数の第２負極結着剤の含有量Ｙ（重量％）とは、Ｘ＝約０．５重量％〜５重量％およびＹ＝約０．５重量％〜５重量％という条件を満たしていることが好ましい。負極活物質と第１負極結着剤と第２負極結着剤との混合比（重量比）が適正化されるため、複数の負極活物質が第１負極結着剤を介して負極集電体１により固定されやすくなると共に、複数の負極活物質同士が複数の第２負極結着剤を介してより結着されやすくなるからである。
【００８２】
（他の負極結着剤）
なお、負極活物質層２は、上記した第１負極結着剤および第２負極結着剤と共に、他の負極結着剤のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００８３】
他の負極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。ただし、上記したスチレンブタジエンゴムおよびその誘導体は、ここで説明する合成ゴムから除かれる。また、上記したポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体は、ここで説明する高分子化合物から除かれる。合成ゴムは、例えば、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。高分子化合物は、例えば、ポリアクリル酸およびポリイミドなどである。
【００８４】
（負極導電剤）
負極導電剤は、例えば、炭素材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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、負極導電剤は、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。
【００８５】
ここで、複数の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の第２負極結着剤とを含む負極活物質層２の厚さは、特に限定されない。中でも、負極活物質層２の厚さは、約３０μｍ〜２５０μｍであることが好ましい。複数の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の第２負極結着剤とを用いる場合において、負極活物質層２の厚さが適正化されるため、第１負極結着剤を利用して負極集電体１に対して負極活物質層２が十分に固定されると共に、第２負極結着剤を利用して複数の負極活物質同士が十分に結着されるからである。
【００８６】
なお、負極活物質層２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）などのうちのいずれか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、複数の粒子状（粉末状）の負極活物質と負極結着剤などとの混合物が有機溶剤などにより分散または溶解された溶液を調製したのち、その溶液を負極集電体１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１の表面に噴き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて溶液を負極集電体１に塗布したのち、負極結着剤などの融点よりも高い温度で塗膜を熱処理する方法である。この焼成法は、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である。
【００８７】
例えば、負極が二次電池に用いられる場合には、上記したように、充電途中において負極に電極反応物質が意図せずに析出することを防止するために、その電極反応物質を吸蔵および放出することが可能である負極活物質の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。また、完全充電時の開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖ以上であると、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電極反応物質の放出量が多くなるため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されていることが好ましい。これにより、高いエネルギー密度が得られる。
【００８８】
＜１−２．製造方法＞
この負極は、例えば、以下で説明する手順により製造される。
【００８９】
なお、負極活物質、第１負極結着剤および第２負極結着剤のそれぞれの構成（形成材料、平均粒径および混合比など）に関しては既に詳細に説明したので、以下では、それらの説明を随時省略する。
【００９０】
最初に、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の粒子状の第２負極結着剤と、必要に応じて負極導電剤などとを混合することにより、負極合剤とする。
【００９１】
続いて、水性溶媒に負極合剤を投入したのち、その水性溶媒を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとする。この水性溶媒は、例えば、純水などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【００９２】
最後に、負極集電体１の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層２を形成する。この負極活物質層２の形成工程では、複数の負極活物質が第１負極結着剤を介して負極集電体１に結着されるため、その負極集電体１に対して負極活物質層２が固定される。また、複数の第２負極結着剤が複数の負極活物質のそれぞれの表面に分散されながら存在するため、その複数の負極活物質が複数の第２負極結着剤を介して結着される。
【００９３】
こののち、必要に応じて、ロールプレス機などを用いて負極活物質層２を圧縮成形してもよい。この場合には、負極活物質層２を加熱してもよいし、その負極活物質層２の圧縮成形を複数回繰り返してもよい。
【００９４】
これにより、負極集電体１の両面に負極活物質層２が形成されるため、負極が完成する。
【００９５】
＜１−３．作用および効果＞
この負極によれば、負極活物質層２は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、複数の粒子状の第２負極結着剤とを含んでいる。複数の粒子状の負極活物質は、相対的に大きい平均粒径（＝５μｍ〜３０μｍ）を有している。第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの一方または双方を含んでいる。複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの一方または双方を含んでおり、相対的に小さい平均粒径（＝０．１μｍ〜１０μｍ）を有している。
【００９６】
この場合には、上記したように、複数の負極活物質が第１負極結着剤を介して負極集電体１に十分に結着されるため、その負極集電体１に対して負極活物質層２が十分に固定される。しかも、複数の第２負極結着剤が負極活物質の表面に分散されながら存在するため、複数の負極活物質同士が複数の第２負極結着剤を介して十分に結着される。これにより、電極反応時において、負極活物質層２が負極集電体１から脱落しにくくなると共に、その負極活物質層２が破壊されにくくなる。しかも、高反応性の負極活物質が電解液などと反応しにくくなるため、その電解液などの分解反応に起因するガスが発生しにくくなる。よって、優れた電池特性を得ることができる。
【００９７】
特に、複数の第２負極結着剤のうちの一部または全部が複数の負極活物質間の隙間に存在していれば、複数の負極活物質同士が複数の第２負極結着剤を介してより結着されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【００９８】
また、負極活物質の含有量１００−Ｘ−Ｙ（重量％）と第１負極結着剤の含有量Ｘ（重量％）と第２負極結着剤の含有量Ｙ（重量％）とがＸ＝約０．５重量％〜５重量％およびＹ＝約０．５重量％〜５重量％という条件を満たしていれば、複数の負極活物質が第１負極結着剤を介して負極集電体１により結着されやすくなると共に、複数の負極活物質同士が複数の第２負極結着剤を介してより結着されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【００９９】
また、負極活物質、第１負極結着剤および第２負極結着剤を含む負極活物質層の厚さが約３０μｍ〜２５０μｍであれば、複数の負極活物質が第１負極結着剤を介して負極集電体１により結着されやすくなると共に、複数の負極活物質同士が複数の第２負極結着剤を介してより結着されやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１００】
＜２．二次電池＞
次に、上記した本技術の一実施形態の負極を用いた二次電池に関して説明する。
【０１０１】
＜２−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）＞
図４は、二次電池の断面構成を表している。図５は、図４に示した巻回電極体２０の一部の断面構成を表している。
【０１０２】
ここで説明する二次電池は、例えば、電極反応物質であるリチウムの吸蔵および放出により負極２２の容量が得られるリチウムイオン二次電池である。
【０１０３】
［全体構成］
二次電池は、円筒型の電池構造を有している。この二次電池では、例えば、図４に示したように、中空円柱状の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３と、電池素子である巻回電極体２０とが収納されている。巻回電極体２０では、例えば、セパレータ２３を介して積層された正極２１および負極２２が巻回されている。この巻回電極体２０には、例えば、液状の電解質である電解液が含浸されている。
【０１０４】
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、アルミニウムおよびそれらの合金などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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を挟んでいると共に、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。
【０１０５】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、安全弁機構１５と、熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）１６とがガスケット１７を介してかしめられているため、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と同様の材料を含んでいる。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６のそれぞれは、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が反転するため、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断される。大電流に起因する異常な発熱を防止するために、熱感抵抗素子１６の電気抵抗は、温度の上昇に応じて増加する。ガスケット１７は、例えば、絶縁性材料を含んでおり、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。
【０１０６】
巻回電極体２０の巻回中心に形成された空間には、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、省略されてもよい。正極２１には、正極リード２５が接続されていると共に、負極２２には、負極リード２６が接続されている。正極リード２５は、例えば、アルミニウムなどの導電性材料を含んでいる。この正極リード２５は、例えば、安全弁機構１５に接続されていると共に、電池蓋１４と電気的に導通している。負極リード２６は、例えば、ニッケルなどの導電性材料を含んでいる。この負極リード２６は、例えば、電池缶１１に接続されており、その電池缶１１と電気的に導通している。
【０１０７】
（正極）
正極２１は、例えば、図５に示したように、正極集電体２１Ａと、その正極集電体２１Ａの上に設けられた正極活物質層１３Ｂとを含んでいる。
【０１０８】
なお、正極活物質層２１Ｂは、正極集電体２１Ａの片面だけに設けられていてもよいし、正極集電体２１Ａの両面に設けられていてもよい。図５では、例えば、正極活物質層２１Ｂが正極集電体２１Ａの両面に設けられている場合を示している。
【０１０９】
正極集電体２１Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この金属材料は、金属の単体に限らず、合金でもよい。なお、負極集電体２１Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【０１１０】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵放出することが可能である正極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層２１Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１１１】
正極材料は、リチウム含有化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。このリチウム含有化合物の種類は、特に限定されないが、中でも、リチウム含有複合酸化物およびリチウム含有リン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１１２】
「リチウム含有複合酸化物」とは、リチウムとリチウム以外の元素（以下、「他元素」という。）のうちのいずれか１種類または２種類以上とを構成元素として含む酸化物である。このリチウム含有酸化物は、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれか１種類または２種類以上の結晶構造を有している。
【０１１３】
「リチウム含有リン酸化合物」とは、リチウムと他元素のうちのいずれか１種類または２種類以上とを構成元素として含むリン酸化合物である。このリチウム含有リン酸化合物は、例えば、オリビン型などのうちのいずれか１種類または２種類以上の結晶構造を有している。
【０１１４】
他元素の種類は、任意の元素（リチウムを除く。）のうちのいずれか１種類または２種類以上であれば、特に限定されない。中でも、他元素は、長周期型周期表における２族〜１５族に属する元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より具体的には、他元素は、ニッケル、コバルト、マンガンおよび鉄などのうちのいずれか１種類または２種類以上の金属元素であることがより好ましい。高い電圧が得られるからである。
【０１１５】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（１）〜式（３）のそれぞれで表される化合物などである。
【０１１６】
Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１c Ｏ(2-d) Ｆe   ・・・（１）
（Ｍ１は、コバルト、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、ジルコニウム、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンのうちの少なくとも１種である。ａ〜ｅは、０．８≦ａ≦１．２、０＜ｂ＜０.５、０≦ｃ≦０.５、（ｂ＋ｃ）＜１、−０．１≦ｄ≦０．２および０≦ｅ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１１７】
Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ２b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２）
（Ｍ２は、コバルト、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンのうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０．００５≦ｂ≦０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１１８】
Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ３b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（３）
（Ｍ３は、ニッケル、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンのうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０≦ｂ＜０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１１９】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2 、Ｌｉ1.2 Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175 Ｎｉ0.1 Ｏ2 およびＬｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2 などである。
【０１２０】
なお、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、５０原子％以上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。
【０１２１】
スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（４）で表される化合物などである。
【０１２２】
Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ４b Ｏc Ｆd   ・・・（４）
（Ｍ４は、コバルト、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンのうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．９≦ａ≦１．１、０≦ｂ≦０．６、３．７≦ｃ≦４．１および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１２３】
スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 などである。
【０１２４】
オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、下記の式（５）で表される化合物などである。
【０１２５】
Ｌｉa Ｍ５ＰＯ4   ・・・（５）
（Ｍ５は、コバルト、マンガン、鉄、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、ニオブ、銅、亜鉛、モリブデン、カルシウム、ストロンチウム、タングステンおよびジルコニウムのうちの少なくとも１種である。ａは、０．９≦ａ≦１．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
【０１２６】
オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、ＬｉＦｅＰＯ4 、ＬｉＭｎＰＯ4 、ＬｉＦｅ0.5 Ｍｎ0.5 ＰＯ4 およびＬｉＦｅ0.3 Ｍｎ0.7 ＰＯ4 などである。
【０１２７】
なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（６）で表される化合物などでもよい。
【０１２８】
（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x   ・・・（６）
（ｘは、０≦ｘ≦１を満たす。）
【０１２９】
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などでもよい。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。
【０１３０】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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。高分子化合物は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリル酸およびポリイミドなどである。
【０１３１】
正極導電剤に関するは、例えば、上記した負極導電剤に関する詳細と同様である。
【０１３２】
（負極）
負極２２は、例えば、上記した本技術の一実施形態の負極と同様の構成を有している。すなわち、負極２２は、例えば、図５に示したように、負極集電体２１Ａと、その負極集電体２１Ａの上に設けられた負極活物質層２１Ｂとを含んでいる。負極集電体２１Ａおよび負極活物質層２１Ｂのそれぞれ構成は、負極集電体１および負極活物質層２のそれぞれの構成と同様である。
【０１３３】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２との間に配置されている。これにより、セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離すると共に、その正極２１と負極２２と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。
【０１３４】
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多孔質膜のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、２種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。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。
【０１３５】
なお、セパレータ２３は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）と、その基材層の上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のそれぞれ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が歪みにくくなるからである。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電気抵抗が上昇しにくくなると共に二次電池が膨れにくくなる。
【０１３６】
高分子化合物層は、基材層の片面だけに設けられていてもよいし、基材層の両面に設けられていてもよい。この高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ポリフッ化ビニリデンは、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。高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などにより高分子材料が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。
【０１３７】
（電解液）
電解液は、例えば、溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上と、電解質塩のうちのいずれか１種類または２種類以上とを含んでいる。なお、電解液は、さらに、添加剤などの各種材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１３８】
溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒を含んでいる。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
【０１３９】
具体的には、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（モノニトリル）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。
【０１４０】
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。鎖状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、プロピオン酸プロピル、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、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。
【０１４１】
この他、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。
【０１４２】
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などの炭酸エステルのうちのいずれか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。
【０１４３】
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環状炭酸エステルである高粘度（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鎖状炭酸エステルである低粘度溶媒（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。
【０１４４】
また、溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物、ジニトリル化合物およびジイソシアネート化合物などでもよい。電解液の化学的安定性が向上するため、その電解液の分解反応などが抑制されるからである。
【０１４５】
不飽和環状炭酸エステルは、１または２以上の不飽和結合（炭素間二重結合）を有する環状炭酸エステルである。この不飽和環状炭酸エステルは、例えば、炭酸ビニレン（１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸ビニルエチレン（４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン）および炭酸メチレンエチレン（４−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン）などである。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。
【０１４６】
ハロゲン化炭酸エステルは、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。ハロゲンの種類は、特に限定されないが、例えば、フッ素、塩素、臭素およびヨウ素などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。環状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−オンなどである。鎖状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る。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。
【０１４７】
スルホン酸エステルは、例えば、モノスルホン酸エステルおよびジスルホン酸エステルなどである。モノスルホン酸エステルは、環状モノスルホン酸エステルでもよいし、鎖状モノスルホン酸エステルでもよい。環状モノスルホン酸エステルは、例えば、１，３−プロパンスルトンおよび１，３−プロペンスルトンなどのスルトンである。鎖状モノスルホン酸エステルは、例えば、環状モノスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルでもよいし、鎖状ジスルホン酸エステルでもよい。溶媒中におけるスルホン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１４８】
酸無水物は、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る。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る。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る。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る。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。
【０１４９】
ジニトリル化合物は、例えば、ＮＣ−Ｃm Ｈ2m−ＣＮ（ｍは、１以上の整数である。）で表される化合物である。このジニトリル化合物は、例えば、スクシノニトリル（ＮＣ−Ｃ2 Ｈ4 −ＣＮ）、グルタロニトリル（ＮＣ−Ｃ3 Ｈ6 −ＣＮ）およびアジポニトリル（ＮＣ−Ｃ4 Ｈ8 −ＣＮ）などである。この他、ジニトリル化合物は、例えば、ＮＣ−Ｒ１−ＣＮ（Ｒ１は、アリーレン基である。）で表される化合物でもよい。このジニトリル化合物は、例えば、フタロニトリル（ＮＣ−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＮ）などである。溶媒中におけるジニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１５０】
ジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｃn Ｈ2n−ＮＣＯ（ｎは、１以上の整数である。）で表される化合物である。このジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｃ6 Ｈ12−ＮＣＯなどである。溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１５１】
電解質塩は、例えば、リチウム塩のうちのいずれか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、例えば、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。このリチウム以外の塩は、例えば、リチウム以外の軽金属の塩などである。
【０１５２】
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。
【０１５３】
中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムのうちのいずれか１種類または２種類以上が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。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。
【０１５４】
電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、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。
【０１５５】
［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
【０１５６】
充電時には、正極２１からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して負極２２に吸蔵される。一方、放電時には、負極２２からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１５７】
［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。
【０１５８】
正極２１を作製する場合には、最初に、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することにより、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ることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとする。最後に、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層２１Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成形してもよい。この場合には、正極活物質層２１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成形を複数回繰り返してもよい。
【０１５９】
負極２２を作製する場合には、上記した負極の製造手順と同様の手順により、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂを形成する。
【０１６０】
二次電池を組み立てる場合には、溶接法などを用いて正極集電体２１Ａに正極リード２５を接続させると共に、溶接法などを用いて負極集電体２２Ａに負極リード２６を接続させる。続いて、セパレータ２３を介して積層された正極２１および負極２２を巻回させることにより、巻回電極体２０を形成する。続いて、巻回電極体２０の巻回中心に形成された空間に、センターピン２４を挿入する。
【０１６１】
続いて、一対の絶縁板１２，１３により巻回電極体２０を挟みながら、その巻回電極体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を安全弁機構１５に接続させると共に、溶接法などを用いて負極リード２６を電池缶１１に接続させる。続いて、電池缶１１の内部に電解液を注入することにより、その電解液を巻回電極体２０に含浸させる。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をかしめる。
【０１６２】
これにより、円筒型の二次電池が完成する。
【０１６３】
［作用および効果］
この二次電池によれば、負極２２が上記した本技術の一実施形態の負極と同様の構成を有しているので、充放電時において負極活物質層２２Ｂの脱落および破壊が抑制されると共に、電解液などの分解反応に起因するガスの発生が抑制される。よって、優れた電池特性を得ることができる。
【０１６４】
これ以外の作用および効果は、上記した本技術の一実施形態の負極に関して説明した場合と同様である。
【０１６５】
＜２−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）＞
図６は、他の二次電池の斜視構成を表している。図７は、図６に示したＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った巻回電極体３０の断面を表している。なお、図６では、巻回電極体３０と外装部材４０とが離間された状態を示している。
【０１６６】
以下の説明では、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。
【０１６７】
［全体構成］
二次電池は、ラミネートフィルム型の電池構造を有するリチウムイオン二次電池である。この二次電池では、例えば、図６に示したように、柔軟性を有するフィルム状の外装部材４０の内部に、電池素子である巻回電極体３０が収納されている。巻回電極体３０では、例えば、セパレータ３５および電解質層３６を介して正極３３および負極３４が積層されていると共に、その積層物が巻回されている。正極３３には、正極リード３１が接続されていると共に、負極３４には、負極リード３２が接続されている。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。
【０１６８】
正極リード３１および負極リード３２のそれぞれは、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のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。負極リード３２は、例えば、銅、ニッケルおよびステンレスなどの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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。
【０１６９】
外装部材４０は、例えば、図６および図７に示した矢印Ｒの方向に折り畳むことが可能である１枚のフィルムであり、その外装部材４０の一部には、巻回電極体３０を収納するための窪みが設けられている。この外装部材４０は、例えば、融着層と、金属層と、表面保護層とがこの順に積層されたラミネートフィルムである。二次電池の製造工程では、融着層同士が巻回電極体３０を介して対向するように外装部材４０が折り畳まれると共に、その融着層の外周縁部同士が融着される。ただし、外装部材４０は、接着剤などを介して貼り合わされた２枚のラミネートフィルムでもよい。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のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。金属層は、例えば、アルミニウム箔などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０１７０】
中でも、外装部材４０は、ポリエチレンフィルムと、アルミニウム箔と、ナイロンフィルムと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でもよいし、金属フィルムでもよい。
【０１７１】
外装部材４０と正極リード３１との間には、例えば、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。また、外装部材４０と負極リード３２との間には、例えば、上記した密着フィルム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の双方に対して密着性を有する材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この密着性を有する材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂などであり、より具体的には、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である。
【０１７２】
［正極、負極、セパレータおよび電解液］
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａおよび正極活物質層３３Ｂを含んでいる。負極３４は、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂを含んでいる。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のそれぞれの構成は、例えば、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のそれぞれの構成と同様である。セパレータ３５の構成は、例えば、セパレータ２３の構成と同様である。
【０１７３】
電解質層３６は、電解液と、高分子化合物とを含んでいる。この電解液は、上記した円筒型の二次電池に用いられる電解液と同様の構成を有している。ここで説明する電解質層３６は、いわゆるゲル状の電解質であり、その電解質層３６中では、高分子化合物により電解液が保持されている。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。なお、電解質層３６は、さらに、添加剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１７４】
高分子化合物は、単独重合体および共重合体などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。単独重合体は、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、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどである。共重合体は、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ある。中でも、単独重合体は、ポリフッ化ビニリデンであることが好ましいと共に、共重合体は、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であることが好ましい。電気化学的に安定だからである。
【０１７５】
ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液に含まれる「溶媒」とは、液状の材料だけでなく、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。このため、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。
【０１７６】
なお、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、電解液が巻回電極体３０に含浸される。
【０１７７】
［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
【０１７８】
充電時には、正極３３からリチウムイオンが放出されると共に、その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。一方、放電時には、負極３４からリチウムイオンが放出されると共に、その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。
【０１７９】
［製造方法］
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。
【０１８０】
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。具体的には、正極３３を作製する場合には、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成すると共に、負極３４を作製する場合には、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成する。続いて、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などとを混合することにより、前駆溶液を調製する。続いて、正極３３に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成する。また、負極３４に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、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を接続させると共に、溶接法などを用いて負極集電体３４Ａに負極リード３２を接続させる。続いて、セパレータ３５および電解質層３６を介して積層された正極３３および負極３４を巻回させることにより、巻回電極体３０を形成する。続いて、巻回電極体３０の最外周部に、保護テープ３７を貼り付ける。続いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、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ることにより、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と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入すると共に、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。
【０１８１】
第２手順では、溶接法などを用いて正極３３に正極リード３１を接続させると共に、溶接法などを用いて負極３４に負極リード３２を接続させる。続いて、セパレータ３５を介して積層された正極３３および負極３４を巻回させることにより、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製する。続いて、巻回体の最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０のうちの一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させることにより、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混合することにより、電解質用組成物を調製する。続いて、袋状の外装部材４０の内部に電解質用組成物を注入したのち、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ることにより、高分子化合物を形成する。これにより、高分子化合物により電解液が保持されるため、ゲル状の電解質層３６が形成される。
【０１８２】
第３手順では、多孔質膜（基材層）に高分子化合物層が形成されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２手順と同様の手順により、巻回体を作製したのち、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、外装部材４０の内部に電解液を注入したのち、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、その外装部材４０を加熱することにより、高分子化合物層を介してセパレータ３５を正極３３に密着させると共に、高分子化合物層を介してセパレータ３５を負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物層に含浸すると共に、その高分子化合物層がゲル化するため、電解質層３６が形成される。
【０１８３】
この第３手順では、第１手順と比較して、二次電池が膨れにくくなる。また、第３手順では、第２手順と比較して、溶媒およびモノマー（高分子化合物の原料）などが電解質層３６中にほとんど残存しないため、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のそれぞれが電解質層３６に対して十分に密着する。
【０１８４】
［作用および効果］
この二次電池によれば、負極３４が上記した本技術の一実施形態の負極と同様の構成を有しているので、充放電時において負極活物質層３４Ｂの脱落および破壊が抑制されると共に、電解液などの分解反応に起因するガスの発生が抑制される。よって、優れた電池特性を得ることができる。
【０１８５】
特に、ラミネートフィルム型の二次電池では、上記したように、柔軟性を有するフィルム状の外装部材４０の内部に、正極３３、負極３４および電解質層３６を含む巻回電極体３０が収納されている。これに伴い、電解液などの分解反応に起因してガスが発生すると、二次電池が膨らみやすい傾向にある。しかしながら、負極３４が本技術の一実施形態の負極と同様の構成を有していると、電解液などの分解反応に起因するガスが発生しにくくなるため、柔軟性を有するフィルム状の外装部材４０を用いても、二次電池が膨れにくくなる。よって、膨れが顕在化しやすいラミネートフィルム型の二次電池において、その膨れを効果的に抑制することができる。
【０１８６】
これ以外の作用および効果は、上記した本技術の一実施形態の負極に関して説明した場合と同様である。
【０１８７】
＜３．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
【０１８８】
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である機械、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。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０１８９】
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搭載さ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、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。
【０１９０】
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。これらの用途では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により、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る。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。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を使用することが可能である。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。
【０１９１】
ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。
【０１９２】
＜３−１．電池パック（単電池）＞
図８は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図９は、図８に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図８では、電池パックが分解された状態を示している。
【０１９３】
ここで説明する電池パックは、１つの本技術の二次電池を用いた簡易型の電池パック（いわゆるソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。この電池パックは、例えば、図８に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池である電源１１１と、その電源１１１に接続される回路基板１１６とを備えている。この電源１１１には、正極リード１１２および負極リード１１３が取り付けられている。
【０１９４】
電源１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８，１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：ProtectionCircuitModule ）が形成されている。この回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極１１２に接続されていると共に、タブ１１５を介して負極リード１１３に接続されている。また、回路基板１１６は、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１２１により保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
【０１９５】
また、電池パックは、例えば、図９に示しているように、電源１１１と、回路基板１１６とを備えている。回路基板１１６は、例えば、制御部１２１と、スイッチ部１２２と、ＰＴＣ素子１２３と、温度検出部１２４とを備えている。電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して外部と接続されることが可能であるため、その電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）１２６を用いて温度を検出する。
【０１９６】
制御部１２１は、電池パック全体の動作（電源１１１の使用状態を含む）を制御する。この制御部１２１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリなどを含んでいる。
【０１９７】
この制御部１２１は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、充電電流を遮断する。
【０１９８】
一方、制御部１２１は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、放電電流を遮断する。
【０１９９】
なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２００】
スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電源１１１の使用状態、すなわち電源１１１と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部１２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、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。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部１２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
【０２０１】
温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部１２１に出力する。この温度検出部１２４は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部１２４により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部１２１が補正処理を行う場合などに用いられる。
【０２０２】
なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ素子１２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。
【０２０３】
＜３−２．電池パック（組電池）＞
図１０は、組電池を用いた電池パックのブロック構成を表している。
【０２０４】
この電池パックは、例えば、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。この筐体６０は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。
【０２０５】
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。この制御部６１は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、２以上の本技術の二次電池を含む組電池であり、その２以上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。
【０２０６】
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、すなわち電源６２と外部機器との接続の有無を切り換える。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のそれぞれは、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。
【０２０７】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部６１に出力する。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度の測定結果は、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、残容量の算出時において制御部６１が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すると共に、アナログ−デジタル変換された電圧の測定結果を制御部６１に供給する。
【０２０８】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６のそれぞれ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。
【０２０９】
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すると、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。
【０２１０】
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すると、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断することにより、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だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。
【０２１１】
なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２１２】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどを含んでいる。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、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）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できる。
【０２１３】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度検出素子６９は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。
【０２１４】
正極端子７１および負極端子７２のそれぞれは、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）、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は、正極端子７１および負極端子７２を介して充放電される。
【０２１５】
＜３−３．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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
この電動車両は、例えば、エンジン７５およびモータ７７のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行することが可能である。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には、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、エンジン７５の駆動力（回転力）が前輪８６および後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力が発電機７９に伝達されるため、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ８３を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源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には、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るため、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および後輪８８に伝達される。
【０２１８】
なお、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るため、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るため、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。
【０２１９】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部７４は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１または２以上の本技術の二次電池を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続されていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御すると共に、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、加速度センサおよびエンジン回転数センサなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２２０】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、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。
【０２２１】
＜３−４．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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
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に接続されることが可能である。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に接続されることが可能である。
【０２２４】
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うちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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うちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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うちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２２５】
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。この制御部９０は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１または２以上の本技術の二次電池を含んでいる。スマートメータ９２は、例えば、電力需要側の家屋８９に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信することが可能である。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における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０２２６】
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９０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、その電動車両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。
【０２２７】
電源９１に蓄積された電力は、必要に応じて使用することが可能である。このため、例えば、電気使用料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、電気使用料が高い日中において、その電源９１に蓄積された電力を用いることができる。
【０２２８】
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。
【０２２９】
＜３−５．電動工具＞
図１３は、電動工具のブロック構成を表している。
【０２３０】
ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、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。
【０２３１】
工具本体９８は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。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。この制御部９９は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２以上の本技術の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、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。
【実施例】
【０２３２】
本技術の実施例に関して説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．二次電池の製造および評価（負極活物質＝炭素材料）
２．二次電池の製造および評価（負極活物質＝ケイ素材料および混合物）
３．二次電池の製造および評価（負極活物質＝炭素材料）
【０２３３】
＜１．二次電池の製造および評価（負極活物質＝炭素材料）＞
（実験例１〜２０）
以下の手順により、図６および図７に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。【０２３４】
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９８質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）１質量部と、正極導電剤（カーボンブラック）１質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体３３Ａ（１５μｍ厚のアルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層３３Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層３３Ｂを圧縮成型した。この場合には、正極活物質層３３Ｂの体積密度を３．７ｇ／ｃｍ3 とした。【０２３５】
負極３４を作製する場合には、最初に、複数の粒子状の負極活物質（炭素材料である黒鉛）１００−Ｘ−Ｙ質量部と、第１負極結着剤（スチレンブタジエンゴム：ＳＢＲ）Ｘ質量部と、複数の粒子状の第２負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン：ＰＶＤＦ）Ｙ質量部と、増粘剤（カルボキシメチルセルロース）１質量部とを混合することにより、負極合剤とした。この場合には、比較のために、第１負極結着剤および第２負極結着剤の双方を用いると共に、第１負極結着剤および第２負極結着剤のうちのいずれか一方だけを用いた。【０２３６】
第１負極結着剤および第２負極結着剤のそれぞれの有無と、負極活物質、第１負極結着剤および第２負極結着剤のそれぞれの混合比（含有量：重量％）と、負極活物質の平均粒径（メジアン径Ｄ５０：μｍ）および比表面積（ｍ2 ／ｇ）と、第２負極結着剤の平均粒径（メジアン径Ｄ５０：μｍ）とは、表１および表２に示した通りである。【０２３７】
続いて、水性溶剤（純水）に負極合剤を投入したのち、その水性溶媒を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。これにより、水性溶媒中において、負極活物質、第１負極結着剤および第２負極結着剤のそれぞれが分散された。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体３４Ａ（１５μｍ厚の銅箔）の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質、第１負極結着剤および第２負極結着剤を含む負極活物質層３４Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層３４Ｂを圧縮成型した。この場合には、負極活物質層３４Ｂの体積密度を１．７ｇ／ｃｍ3 とした。圧縮成型後における負極活物質層３４Ｂの厚さ（μｍ）は、表１および表２に示した通りである。【０２３８】
電解質層３６を形成する場合には、最初に、溶媒（炭酸エチレン（ＥＣ）および炭酸プロピレン（ＰＣ））に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を溶解させることにより、電解液を調製した。この場合には、溶媒の組成を重量比で炭酸エチレン：炭酸プロピレン＝５０：５０、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｋｇとした。【０２３９】
続いて、電解液と、高分子化合物（ポリフッ化ビニリデン）と、希釈用の有機溶剤（炭酸ジエチル）とを混合することにより、前駆溶液を調製した。この場合には、電解液と高分子化合物との混合比を重量比で電解液：高分子化合物＝１５：１とした。【０２４０】
最後に、正極３３の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成した。また、負極３４の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成した。【０２４１】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体３３Ａに正極リード３１を溶接すると共に、負極集電体３４Ａに負極リード３２を溶接した。続いて、セパレータ３５（２５μｍ厚の微孔性ポリエチレンフィルム）を介して、電解質層３６が形成された正極３３と電解質層３６が形成された負極３４とを積層したのち、その積層物を巻回させることにより、巻回体を得た。続いて、巻回体を長手方向に巻回させたのち、その巻回体の最外周部に保護テープ３７を貼り付けることにより、巻回電極体３０を形成した。最後に、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、その外装部材４０の外周縁部同士を熱融着した。これにより、外装部材４０の内部に巻回電極体３０が封入された。この場合には、正極リード３１と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム４１を挿入した。【０２４２】
これにより、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池が完成した。【０２４３】
二次電池の電池特性として常温サイクル特性、常温膨れ特性および高温膨れ特性を調べたところ、表１および表２に示した結果が得られた。【０２４４】
常温サイクル特性を調べる場合には、最初に、電池状態を安定化させるために、常温環境中（２３℃）において二次電池を１サイクル充放電させた。続いて、同環境中において二次電池を再び１サイクル充放電させることにより、２サイクル目の放電容量を測定した。続いて、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二次電池を繰り返して充放電させることにより、１００サイクル目の放電容量を測定した。最後に、常温維持率（％）＝（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。【０２４５】
１サイクル目の充放電条件は、以下の通りである。充電時には、０．２Ｃの電流で電圧が４．３Ｖに到達するまで充電したのち、さらに４．３Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、０．２Ｃの電流で電圧が２．５Ｖに到達するまで放電した。「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と共に、「０．０５Ｃ」とは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。【０２４６】
２サイクル目以降の充放電条件は、以下の通りである。充電時には、１Ｃの電流で電圧が４．３Ｖに到達するまで充電したのち、さらに４．３Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、１Ｃの電流で電圧が２．５Ｖに到達するまで放電した。「１Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を１時間で放電しきる電流値である。【０２４７】
常温膨れ特性を調べる場合には、上記した常温サイクル特性を調べる手順において、２サイクル目の放電容量を測定する際に二次電池の厚さを測定した。続いて、１００サイクル目の放電容量を測定する際に二次電池の厚さを測定した。最後に、常温膨れ率（％）＝［（１００サイクル目の厚さ−２サイクル目の厚さ）／２サイクル目の厚さ］×１００を算出した。【０２４８】
高温膨れ特性を調べる場合には、上記した手順により電池状態が安定化された二次電池を用いて、常温環境中（２３℃）において二次電池を充電させたのち、その二次電池の厚さを測定した。続いて、高温環境中（６０℃）において充電状態の二次電池を保存（保存期間＝１月）したのち、その二次電池の厚さを測定した。最後に、高温膨れ率（％）＝［（保存後の厚さ−保存前の厚さ）／保存前の厚さ］×１００を算出した。なお、充電条件は、常温サイクル特性を調べた場合（２サイクル目以降の充電条件）と同様にした。【０２４９】
【表１】
2017131080.tif 000003
【０２５０】
【表２】
2017131080.tif 000004
【０２５１】
表１および表２から明らかなように、常温維持率、常温膨れ率および高温膨れ率は、負極３４（負極活物質層３４Ｂ）の構成に応じて大きく変動した。【０２５２】
具体的には、負極活物質層３４Ｂが第１負極結着剤（スチレンブタジエンゴム）および第２負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）のうちのいずれか一方だけを含んでいる場合（実験例１４〜１９）には、常温膨れ率および高温膨れ率のそれぞれの十分な抑制と常温維持率の十分な増加とが両立されなかった。【０２５３】
また、負極活物質層３４Ｂが第１負極結着剤および第２負極結着剤の双方を含んでいても、その第２負極結着剤の平均粒径（Ｄ５０）が適正な範囲内でない場合（実験例２０）には、常温膨れ率および高温膨れ率のそれぞれの十分な抑制と常温維持率の十分な増加とが両立されなかった。【０２５４】
これに対して、負極活物質層３４Ｂが第１負極結着剤および第２負極結着剤の双方を含んでおり、負極活物質の平均粒径（Ｄ５０）が適正な範囲内（＝５μｍ〜３０μｍ）であると共に第２負極結着剤の平均粒径（Ｄ５０）が適正な範囲内（＝０．１μｍ〜１０μｍ）である場合（実験例１〜１３）には、常温膨れ率および高温膨れ率のそれぞれの十分な抑制と常温維持率の十分な増加とが両立された。すなわち、常温膨れ率および高温膨れ率の双方が十分に抑制されながら、常温維持率が十分に増加した。【０２５５】
この場合（実験例１〜１３）には、負極活物質と第１負極結着剤と第２負極結着剤との混合比（重量％）に関して、Ｘ＝０．５重量％〜５重量％およびＹ＝０．５重量％〜５重量％という条件が満たされていると、常温膨れ率および高温膨れ率の双方が十分に抑制されると共に、常温維持率が十分に増加した。【０２５６】
また、負極活物質と共に第１負極結着剤および第２負極結着剤を含む負極活物質層３４Ｂの厚さが３０μｍ〜２５０μｍであると、常温膨れ率および高温膨れ率の双方が十分に抑制されると共に、常温維持率が十分に増加した。【０２５７】
＜２．二次電池の製造および評価（負極活物質＝ケイ素材料および混合物）＞
（実験例２１〜３２）
負極活物質の種類を変更したことを除き、実験例１〜２０と同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べたところ、表３に示した結果が得られた。【０２５８】
負極活物質としては、炭素材料に代えて、ケイ素系材料を用いると共に、炭素材料とケイ素系材料との混合物を用いた。このケイ素系材料としては、ケイ素の単体（Ｓｉ）と、ケイ素の酸化物である酸化ケイ素（ＳｉＯ）と、ケイ素の合金であるケイ素チタン合金（ＳｉＴｉ0.1 ）とを用いた。混合物に関しては、炭素材料とケイ素系材料との混合比（重量比）を炭素材料：ケイ素系材料＝９０：１０とした。【０２５９】
負極活物質の種類と、第２負極結着剤の有無と、負極活物質、第１負極結着剤および第２負極結着剤のそれぞれの混合比（含有量：重量％）と、負極活物質の平均粒径（メジアン径Ｄ５０：μｍ）および比表面積（ｍ2 ／ｇ）と、第２負極結着剤の平均粒径（メジアン径Ｄ５０：μｍ）と、圧縮成型後における負極活物質層３４Ｂの厚さ（μｍ）とは、表３に示した通りである。なお、負極活物質として混合物を用いた場合において、その混合物全体の平均粒径（Ｄ５０）は１４μｍであると共に、混合物全体の比表面積は３．８ｍ2 ／ｇであった。【０２６０】
【表３】
2017131080.tif 000005
【０２６１】
負極活物質として、ケイ素系材料を用いると共に、炭素材料とケイ素系材料との混合物を用いた場合（表３）においても、炭素材料を用いた場合（表１および表２）と同様の結果が得られた。【０２６２】
すなわち、負極活物質層３４Ｂが第１負極結着剤（スチレンブタジエンゴム）だけを含んでいる場合（実験例２７〜３２）には、常温膨れ率および高温膨れ率のそれぞれの十分な抑制と常温維持率の十分な増加とが両立されなかった。【０２６３】
これに対して、負極活物質層３４Ｂが第１負極結着剤および第２負極結着剤の双方を含んでおり、負極活物質の平均粒径（Ｄ５０）が適正な範囲内（＝５μｍ〜３０μｍ）であると共に第２負極結着剤の平均粒径（Ｄ５０）が適正な範囲内（＝０．１μｍ〜１０μｍ）である場合（実験例２１〜２６）には、常温膨れ率および高温膨れ率のそれぞれの十分な抑制と常温維持率の十分な増加とが両立された。【０２６４】
なお、ここではケイ素の酸化物として酸化ケイ素（ＳｉＯ）を用いたが、他の酸化ケイ素（ＳｉＯv ：０＜ｖ＜２）を用いた場合（ただし、ＳｉＯを除く。）および他のケイ素の酸化物を用いた場合に関しても、同様の傾向が得られるはずである。また、ケイ素の合金としてケイ素チタン合金（ＳｉＴｉ0.1 ）を用いたが、他のケイ素の合金を用いた場合に関しても、同様の傾向が得られるはずである。【０２６５】
＜３．二次電池の製造および評価（負極活物質＝炭素材料）＞
（実験例３３〜７６）
必要に応じて、電池特性の評価内容を変更すると共に電解液の組成を変更したことを除き、実験例１〜２０と同様の手順により、二次電池を作製すると共に電池特性を調べたところ、表４〜表１１に示した結果が得られた。【０２６６】
溶媒としては、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンと共に、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）および炭酸ジメチル（ＤＭＣ）を用いた。添加剤としては、ジニトリル化合物であるスクシノニトリル（ＳＮ）およびハロゲン化環状炭酸エステルである４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）を用いた。溶媒の混合比（重量比）および電解液中における添加剤の含有量（重量％）は、表４〜表１１に示した通りである。【０２６７】
電池特性としては、常温充放電特性、低温放電後膨れ特性および高温膨れ特性を調べた。【０２６８】
常温充放電特性を調べる場合には、電池状態を安定化させるために、常温環境中（２３℃）において二次電池を１サイクル充放電させることにより、１サイクル目の充電容量および１サイクル目の放電容量を測定した。こののち、常温充放電効率（％）＝（１サイクル目の放電容量／１サイクル目の充電容量）×１００を算出した。【０２６９】
充電時には、０．１Ｃの電流で電圧が４．３Ｖに到達するまで充電したのち、さらに４．３Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、０．１Ｃの電流で電圧が２．５Ｖに到達するまで放電した。「０．１Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を１０時間で放電しきる電流値である。【０２７０】
低温放電後膨れ特性を調べる場合には、最初に、上記した手順により電池状態が安定化された二次電池を用いて、常温環境中（２３℃）において二次電池を充電させた。続いて、低温環境中（０℃）において二次電池を放電させたのち、常温環境中（２３℃）において放電状態の二次電池の厚さ（保存前の厚さ）を測定した。続いて、常温環境中（２３℃）において放電状態の二次電池を保存（保存期間＝２週間）したのち、同環境中において二次電池の厚さ（保存後の厚さ）を測定した。最後に、低温放電後膨れ率（％）＝［（保存後の厚さ−保存前の厚さ）／保存前の厚さ］×１００を算出した。【０２７１】
常温環境中の充電条件は、常温充放電特性を調べた場合と同様にした。低温環境中の放電時には、０．０５Ｃの電流で電圧が２．０Ｖに到達するまで放電した。【０２７２】
高温膨れ特性を調べる場合の手順は、上記した通りである。【０２７３】
【表４】
2017131080.tif 000006
【０２７４】
【表５】
2017131080.tif 000007
【０２７５】
【表６】
2017131080.tif 000008
【０２７６】
【表７】
2017131080.tif 000009
【０２７７】
【表８】
2017131080.tif 000010
【０２７８】
【表９】
2017131080.tif 000011
【０２７９】
【表１０】
2017131080.tif 000012
【０２８０】
【表１１】
2017131080.tif 000013
【０２８１】
表４〜表１１から明らかなように、常温充放電効率、低温放電後膨れ率および高温膨れ率は、負極３４（負極活物質層３４Ｂ）の構成に応じて大きく変動した。【０２８２】
具体的には、負極活物質層３４Ｂが第１負極結着剤（スチレンブタジエンゴム）だけを含んでいる場合（実験例５７〜７６）には、低温放電後膨れ率および高温膨れ率のそれぞれの十分な抑制と常温充放電効率の十分な増加とが両立されなかった。【０２８３】
これに対して、負極活物質層３４Ｂが第１負極結着剤および第２負極結着剤の双方を含んでおり、負極活物質の平均粒径（Ｄ５０）が適正な範囲内（＝５μｍ〜３０μｍ）であると共に第２負極結着剤の平均粒径（Ｄ５０）が適正な範囲内（＝０．１μｍ〜１０μｍ）である場合（実験例３３〜５６）には、低温放電後膨れ率および高温膨れ率のそれぞれの十分な抑制と常温充放電効率の十分な増加とが両立された。【０２８４】
特に、電解液がジニトリル化合物を含んでいると、低温放電後膨れ率および高温膨れ率のそれぞれがより減少すると共に、電解液がハロゲン化環状炭酸エステルを含んでいると、常温充放電効率がより増加した。【０２８５】
これらの結果から、複数の粒子状の負極活物質（平均粒径＝５μｍ〜３０μｍ）と、スチレンブタジエンゴムなどを含む第１負極結着剤と、ポリフッ化ビニリデンなどを含むと共に複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤（平均粒径＝０．１μｍ〜１０μｍ）とを用いると、常温サイクル特性、常温充放電特性、常温膨れ特性、低温放電後膨れ特性および高温膨れ特性がいずれも改善された。よって、二次電池において優れた電池特性が得られた。【０２８６】
以上、一実施形態および実施例を挙げながら本技術を説明したが、本技術は一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。【０２８７】
例えば、本技術の二次電池の構成を説明するために、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た。しかしながら、本技術の二次電池は、コイン型、角型およびボタン型などの他の電池構造を有する場合に適用可能であると共に、電池素子が積層構造などの他の構造を有する場合にも適用可能である。【０２８８】
また、例えば、本技術の二次電池用負極は、二次電池に限定されず、他の電気化学デバイスに適用されてもよい。他の電気化学デバイスは、例えば、キャパシタなどである。【０２８９】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。【０２９０】
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）
正極および負極と共に電解液を備え、
前記負極は、複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
二次電池。
（２）
前記複数の粒子状の第２負極結着剤のうちの少なくとも一部は、前記複数の粒子状の負極活物質間の隙間に存在する、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記複数の粒子状の負極活物質の含有量１００−Ｘ−Ｙ（重量％）と、前記第１負極結着剤の含有量Ｘ（重量％）と、前記複数の粒子状の第２負極結着剤の含有量Ｙ（重量％）とは、Ｘ＝０．５重量％以上５重量％以下およびＹ＝０．５重量％以上５重量％以下という条件を満たす、
上記（１）または（２）に記載の二次電池。
（４）
前記負極は、前記複数の粒子状の負極活物質、前記第１負極結着剤および前記複数の粒子状の第２負極結着剤を含む負極活物質層を備え、
前記負極活物質層の厚さは、３０μｍ以上２５０μｍ以下である、
上記（１）ないし（３）のいずれか１項に記載の二次電池。
（５）
前記複数の粒子状の負極活物質は、炭素材料を含む、
上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の二次電池。
（６）
前記複数の粒子状の負極活物質は、ケイ素を構成元素として含む材料を含む、
上記（１）ないし（４）のいずれか１項に記載の二次電池。
（７）
さらに、フィルム状の外装部材を備え、
前記正極、前記負極および前記電解液は、前記フィルム状の外装部材の内部に収納されている、
上記（１）ないし（６）のいずれか１項に記載の二次電池。
（８）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（７）のいずれか１項に記載の二次電池。
（９）
複数の粒子状の負極活物質と、第１負極結着剤と、前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径よりも小さい平均粒径を有する複数の粒子状の第２負極結着剤とを含み、
前記複数の粒子状の負極活物質の平均粒径は、５μｍ以上３０μｍ以下であり、
前記第１負極結着剤は、スチレンブタジエンゴムおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤は、ポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちの少なくとも一方を含み、
前記複数の粒子状の第２負極結着剤の平均粒径は、０．１μｍ以上１０μｍ以下である、
二次電池用負極。
（１０）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１１）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１２）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
（１３）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
（１４）
上記（１）ないし（８）のいずれか１項に記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。【０２９１】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年１月２９日に出願された日本特許出願番号第２０１６−０１５２９８号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。【０２９２】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲の趣旨やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
2017131080.tif 000014
【図２Ａ】
2017131080.tif 000015
【図２Ｂ】
2017131080.tif 000016
【図３Ａ】
2017131080.tif 000017
【図３Ｂ】
2017131080.tif 000018
【図４】
2017131080.tif 000019
【図５】
2017131080.tif 000020
【図６】
2017131080.tif 000021
【図７】
2017131080.tif 000022
【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】
2017131080.tif 000027
【図１３】
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【国際調査報告】
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