(57)【要約】  電池は、正極と、負極と、電解質とを備え、正極は、正極活物質粒子の粉末を含み、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、電解質とを備え、
前記正極は、正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である電池。
【請求項２】
前記正極活物質粒子は、層状岩塩型の構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を含む請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記リチウム遷移金属複合酸化物は、コバルト酸リチウム、およびコバルト酸リチウムのコバルトを他の金属元素で置換したもののうちの少なくとも１種である請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記リチウム遷移金属複合酸化物は、以下の式（１）で表される平均組成を有する請求項２に記載の電池。
ＬｉrＣｏ(1-s)ＭsＯ(2-t)Ｆu  ・・・（１）
（但し、式（１）中、Ｍ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。）
【請求項５】
前記式（１）中のＭは、アルミニウム、マグネシウムおよびチタンのうちの少なくとも１種である請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５以下である請求項１に記載の電池。
【請求項７】
満充電状態における前記正極の電位が、４．２０Ｖ（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）を超える請求項１に記載の電池。
【請求項８】
満充電状態における前記正極の電位が、４．４０Ｖ（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）を超える請求項１に記載の電池。
【請求項９】
正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である正極活物質。
【請求項１０】
正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である正極。
【請求項１１】
請求項１に記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と
を備える電池パック。
【請求項１２】
請求項１に記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１３】
請求項１に記載の電池と、
前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、
前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
を備える電動車両。
【請求項１４】
請求項１に記載の電池を備え、
前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１５】
請求項１に記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、正極活物質、正極、電池、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】
リチウムイオン二次電池の正極活物質として、ＬｉＣｏＯ2系活物質（Ｃｏの一部を他の金属元素で置換した組成を含む）が用いられている。ＬｉＣｏＯ2系活物質では、平均結晶粒径を所定範囲に制御することで、電池の充放電に伴う正極活物質粒子の割れ（クラック）の発生を減少させ、それによってサイクル特性を良好にする技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１６１７０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、平均結晶粒径を制御しても、正極活物質粒子内に複数の結晶子がある場合には、必ずしも正極活物質粒子のクラックの発生を抑制することができない。特に４．２Ｖを超える高電位で充放電を行った場合に、クラックの発生を抑制することが困難となる。このため、平均結晶粒径を制御しても、良好なサイクル特性を得ることができない虞がある。【０００５】
本技術の目的は、良好なサイクル特性を得ることができる正極活物質、正極、電池、その電池を備える電池パック、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】
【０００６】
上述の課題を解決するために、本技術の電池は、正極と、負極と、電解質とを備え、正極は、正極活物質粒子の粉末を含み、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である。【０００７】
本技術の正極活物質は、正極活物質粒子の粉末を含み、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である。【０００８】
本技術の正極は、正極活物質粒子の粉末を含み、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である。【０００９】
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。
【発明の効果】
【００１０】
本技術によれば、良好なサイクル特性を得ることができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、本開示中に記載されたいずれかの効果またはそれらと異質な効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、図１Ｄはそれぞれ、ＳＩＭ像の観察条件を示した模式図である。
【図２】図２Ａは、結晶粒界の判定方法を説明するための概略図である。図２Ｂは、境界のヒストグラムの第1の例を示す図である。図２Ｃは、境界のヒストグラムの第２の例を示す図である。
【図３】図３は、本技術の第２の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す断面図である。
【図４】図４は、図３に示した巻回型電極体の一部を拡大して表す断面図である。
【図５】図５は、本技術の第２の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図６】図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図７は、応用例としての電子機器の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図８は、応用例としての車両における蓄電システムの構成の一例を示す概略図である。
【図９】図９は、応用例としての住宅における蓄電システムの構成の一例を示す概略図である。
【図１０】図１０は、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数とサイクル特性との関係を示すグラフである。
【図１１】図１１Ａは、ＬｉＣｏＯ2粒子１個当たりの平均粒界数が０．２３であるＬｉＣｏＯ2粒子の断面のＳＩＭ像である。図１１Ｂは、ＬｉＣｏＯ2粒子１個当たりの平均粒界数が２．２５であるＬｉＣｏＯ2粒子の断面のＳＩＭ像である。
【図１２】図１２は、ＮＣＡ系正極活物質粒子の断面のＴＥＭ像である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本技術の実施形態および応用例について以下の順序で説明する。
１  第１の実施形態（正極活物質の例）
２  第２の実施形態（円筒型電池の例）
３  第３の実施形態（ラミネートフィルム型電池の例）
４  応用例１（電池パックおよび電子機器の例）
５  応用例２（車両における蓄電システムの例）
６  応用例３（住宅における蓄電システムの例）
【００１３】
＜１  第１の実施形態＞
［正極活物質の構成］
本技術の第１の実施形態に係る正極活物質は、いわゆる非水電解質二次電池用正極活物質であり、正極活物質粒子の粉末を含んでいる。正極活物質粒子は、電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能であり、層状岩塩型の構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を含む。第１の実施形態に係る正極活物質は、高充電電圧の非水電解質二次電（例えば満充電状態における正極の電位が４．２０Ｖ（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）を超える非水電解質二次電）に適用して好適なものである。
【００１４】
リチウム遷移金属複合酸化物は、コバルト酸リチウム、およびコバルト酸リチウムのコバルトの一部を他の金属元素で置換したもののうちの少なくとも１種を含む。この場合、リチウム遷移金属複合酸化物中における他の金属元素の含有量は、例えば、コバルトの含有量よりも少ない。他の金属元素は、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種である。
【００１５】
リチウム遷移金属複合酸化物は、以下の式（１）で表される平均組成を有することが好ましい。
ＬｉrＣｏ(1-s)ＭsＯ(2-t)Ｆu  ・・・（１）
（但し、式（１）中、Ｍ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からなる群のうちの少なくとも１種、好ましくはアルミニウム、マグネシウムおよびチタン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。）
【００１６】
（正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数）
正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満、好ましくは０．５以下、より好ましくは０．４５以下、更により好ましくは０．３１以下、特に好ましくは０．２３以下である。平均粒界数が０．５８未満であると、充放電による正極活物質粒子の割れを抑制し、良好なサイクル特性を得ることができる。
【００１７】
正極活物質粒子に結晶粒界があると、充放電時には、結晶粒界を境にして各結晶子は異なる方向に伸縮することになる。このため、充放電時には結晶粒界の位置にクラックが発生しやすい。したがって、良好なサイクル特性を得るためには、上記のように正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数を規定することが好ましい。層状岩塩型の構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物では、高電位の充放電において層状岩塩構造の変化に伴う粒界破壊が生じやすいため、上記のように平均粒界数を規定することが特に好ましい。
【００１８】
（正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数の算出方法）
正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数は次のようにして算出される。まず、正極活物質を樹脂で固め、正極活物質粒子の断面を切り出したのち、その断面をイオンミリングにより研磨する。次に、ＦＥＩ社製の集束イオンビーム（ＦＩＢ）（HELIOS NANOLAB 400S；加速電圧５ｋＶ）を用い、正極活物質粒子の断面のＳＩＭ像を撮影する。具体的には、粒界以外の加工ムラ（いわゆるＦＩＢ（Focused Ion Beam）加工のカーテニング効果）および粒子の側壁のコントラストを判別しやすくするため、Ｇａイオンの入射方向と試料５１および二次電子検出器５２との方位関係を変えて、図１Ａ〜１Ｄに示すように４方位について、同一視野（約４０μｍ×８０μｍ）のＳＩＭ像を撮影する。なお、図１Ａ〜１Ｄ中では、試料５１の方向を明確にするために、試料５１の両端に文字“Ａ”、“Ｂ”を付している。続いて、撮影したＳＩＭ像内の粒子数および粒界数を計測し、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数（ＳＩＭ像内の粒界数／ＳＩＭ像内の粒子数）を算出する。算出において、粒子の長軸長が５００ｎｍ以下の正極活物質粒子は、粒子としてカウントしないものとする。ここで、長軸長とは、粒子の輪郭に接するように、あらゆる角度から引いた２本の平行線間の距離のうち最大のもの（いわゆる最大フェレ径）を意味する。本実施形態において、ＳＩＭ像を用いて粒界数を計測するのは、ＳＩＭ像はＳＥＭ像などに比べて結晶方位コントラストが強く表れるためである。
【００１９】
（結晶境界の判定方法）
ＳＩＭ像では、結晶粒界を境界としてコントラスト（結晶方位コントラスト）が変化する。一方、粒子間の間隙は暗く写る。このため、上記の“正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数の算出方法”において、撮影したＳＩＭ像中においてコントラストの変化する境界が“結晶粒界（結晶方位が異なる場合の境界）”および“粒子間の間隙（正極活物質粒子間の間隙）”のいずれであるかを以下のようにして判定する。ここでは、図２Ａに示した境界６１が“結晶粒界”および“粒子間の間隙”のいずれであるかを判定する例について説明する。また、図２Ａが、撮影された１枚のＳＩＭ像を示すものとする。
【００２０】
まず、撮影したＳＩＭ像から、図２Ａに示すように、着目する境界６１の延在方向に対してほぼ垂直な方向（具体的には図２Ａ中に記した線分６１Ａの延在方向）におけるヒストグラム（輝度の分布を示すヒストグラム）を取得する。次に、取得したヒストグラムのうち境界６１に対応する部分において、輝度が低下し一定となる領域が存在する否かを確認する。図２Ｂに示すように、輝度が低下し一定となる領域が存在する場合には、境界６１を“粒子間の間隙”と判定する。一方、図２Ｃに示すように、輝度が低下し一定となる領域が存在しない場合（すなわちヒストグラムがほぼＶ字状に変化している場合）には、境界の中心に向けて急激に傾斜する２つの曲線それぞれの変曲点を求めたのち、これらの変曲点間の横軸方向の距離を求める。ほぼＶ字状であるものの、３以上の変曲点が存在する場合には、正規分布で近似した曲線（いわゆるガウシアンフィッティング）で変曲点を求める。そして、この距離が５０ｎｍ以上離れているか否かを判断する。変曲点間の横軸方向の距離が５０ｎｍ以上離れている場合には、境界６１を“粒子間の間隙”と判定する。一方、変曲点間の横軸方向の距離が５０ｎｍ未満である場合には、境界６１を“結晶粒界”と判定する。
【００２１】
例えば、図２Ａ（ＳＩＭ像）の境界６１〜６３のうち境界６１が“粒子間の間隙”と判定され、境界６２、６３が“結晶粒界”と判定された場合には、ＳＩＭ像中には粒子が２つ存在し、結晶粒界が２つ存在することになる。したがって、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数（ＳＩＭ像内の結晶粒界数／ＳＩＭ像内の粒子数））は、“１”となる。
【００２２】
（平均粒子径）
正極活物質粒子の平均粒子径は、好ましくは２μｍ以上５０μｍ以下、より好ましくは５μｍ以上４０μｍ以下である。平均粒子径が２μｍ未満であると、正極を作製する際にプレス工程において正極活物質が正極集電体から剥離しやすくなり、また、正極活物質の表面積が大きくなるので、導電剤あるいは結着剤などの添加量を増加させなければならず、単位質量当たりのエネルギー密度が小さくなってしまうからである。一方、平均粒子径が５０μｍを超えると、正極活物質がセパレータを貫通し、短絡を引き起こしてしまう可能性が高くなるからである。
【００２３】
（平均粒子径の算出方法）
正極活物質粒子の平均粒子径は、いわゆる粒度分布計による粒子サイズの平均でもよい。上記の“正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数の算出方法”におけるＳＩＭ像内の粒子から平均粒子径を求める事も可能である。その場合には、撮影したＳＩＭ像から無作為に１０個の粒子を選び出し、粒子断面の面積を画像処理により測定し、粒子の断面が円形状と仮定して各粒子の粒径（直径）を求める。続いて、測定した１０個の粒子の粒径を単純に平均（算術平均）して平均粒径を求め、これを正極活物質粒子の平均粒子径とする。
【００２４】
［正極活物質の製造方法］
以下、上記の構成を有する正極活物質の製造方法の一例について説明する。まず、水酸化コバルトを原料とし、焙焼により酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）を生成する。この際、酸化コバルトの結晶粒界発生を抑制することが好ましい。酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）の粒界数が、最終的に得られる正極活物質の粒界数に影響を与えるからである。また、焙焼により酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）を生成する場合に、生成温度を８５０℃以下とすることが好ましく、８００℃以下とすることがより好ましい。Ｃｏ3Ｏ4は９００℃程度の温度でＣｏＯに相転移することがあり、この相転移により結晶粒界を誘発する虞があるからである。
【００２５】
次に、酸化コバルト（Ｃｏ3Ｏ4）と、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）と、必要に応じて添加元素を含む化合物とを混合したのち、得られた混合物を焼成することにより、ＬｉＣｏＯ2系活物質（Ｃｏの一部を他の金属元素で置換した組成を含む）を得る。この際、焼成温度を８５０℃以下とすることが好ましく、８００℃以下とすることがより好ましい。上述のように、Ｃｏ3Ｏ4は９００℃程度の温度でＣｏＯに相転移することがあるからである。その後、粉砕は行わず、分粒することが好ましい。ＬｉＣｏＯ2系活物質を粉砕すると、欠陥が発生し、粉砕後の熱処理による欠陥の回復過程で結晶粒界が形成される虞があるからである。以上により、目的とする正極活物質が得られる。
【００２６】
［効果］
第１の実施形態に係る正極活物質は、正極活物質粒子の粉末を含み、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満であるので、充放電による正極活物質粒子の割れを抑制することができる。したがって、良好なサイクル特性を有する電池を実現することができる。
【００２７】
＜２  第２の実施形態＞
第２の実施形態では、上述の第１の実施形態に係る正極活物質を含む正極を備える非水電解質二次電池について説明する。
【００２８】
［電池の構成］
以下、図３を参照しながら、本技術の第２の実施形態に係る非水電解質二次電池（以下単に「電池」という。）の一構成例について説明する。この電池は、例えば、負極の容量が、電極反応物質であるリチウム（Ｌｉ）の吸蔵および放出による容量成分により表されるいわゆるリチウムイオン二次電池である。この電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、一対の帯状の正極２１と帯状の負極２２とがセパレータ２３を介して積層し巻回された巻回型電極体２０を有している。電池缶１１は、ニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、液状の電解質としての電解液が注入され、正極２１、負極２２およびセパレータ２３に含浸されている。また、巻回型電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２、１３がそれぞれ配置されている。
【００２９】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、封口ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶１１の内部は密閉されている。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は、電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の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と巻回型電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。封口ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【００３０】
巻回型電極体２０の中心には、例えばセンターピン２４が挿入されている。巻回型電極体２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる負極リード２６が接続されている。正極リード２５は安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。
【００３１】
以下、図４を参照しながら、電池を構成する正極２１、負極２２、セパレータ２３、および電解液について順次説明する。
【００３２】
（正極）
正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体２１Ａの片面のみに正極活物質層２１Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、正極活物質を含んでいる。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて導電剤および結着剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいてもよい。
【００３３】
（正極活物質）
正極活物質は、第１の実施形態に係る正極活物質である。
【００３４】
（結着剤）
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの樹脂材料、ならびにこれらの樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
【００３５】
（導電剤）
導電剤としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、ケッチェンブラックまたはカーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられ、これらのうちの１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。また、炭素材料の他にも、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材料などを用いるようにしてもよい。
【００３６】
（負極）
負極２２は、例えば、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３７】
負極活物質層２２Ｂは、リチウムを吸蔵および放出することが可能な１種または２種以上の負極活物質を含んでいる。負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて結着剤および導電剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいてもよい。
【００３８】
なお、この電池では、負極２２または負極活物質の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっていることが好ましい。
【００３９】
（負極活物質）
負極活物質としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。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などがある。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など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。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
【００４０】
また、高容量化が可能な他の負極活物質としては、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（例えば、合金、化合物または混合物）として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本技術において、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める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００４１】
このような負極活物質としては、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、ホウ素、アルミニウム、チタン、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ、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）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００４２】
負極活物質としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。このような負極活物質としては、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。
【００４３】
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、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（Ｓｂ）およびクロム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、スズ以外の第２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。
【００４４】
スズの化合物あるいはケイ素の化合物としては、例えば、酸素あるいは炭素を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００４５】
中でも、Ｓｎ系の負極活物質としては、コバルトと、スズと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下である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を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。
【００４６】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて更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、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（Ｐ）、ガリウムまたはビスマスが好ましく、２種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。
【００４７】
なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズと、コバルトと、炭素と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、この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また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など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、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。
【００４８】
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（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、グラファイトであれば、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、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。
【００４９】
なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えば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測定では、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。
【００５０】
その他の負極活物質としては、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なども挙げられる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）などのチタンとリチウムとを含むリチウムチタン酸化物、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどが挙げられる。高分子化合物としては、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などが挙げられる。
【００５１】
（結着剤）
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロースなどの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
【００５２】
（導電剤）
導電剤としては、正極活物質層２１Ｂと同様の炭素材料などを用いることができる。
【００５３】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどの樹脂製の多孔質膜によって構成されており、これらの２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特にポリエチレンは、１００℃以上１６０℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ２３を構成する材料として好ましい。他にも、化学的安定性を備えた樹脂を、ポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合またはブレンド化した材料を用いることができる。あるいは、多孔質膜は、ポリプロピレン層と、ポリエチレン層と、ポリプロピレン層とを順次に積層した３層以上の構造を有していてもよい。
【００５４】
セパレータ２３は、基材と、基材の片面または両面に設けられた表面層を備える構成を有していてもよい。表面層は、電気的な絶縁性を有する無機粒子と、無機粒子を基材の表面に結着するとともに、無機粒子同士を結着する樹脂材料とを含んでいる。この樹脂材料は、例えば、フィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していてもよい。無機粒子は、この三次元的なネットワーク構造を有する樹脂材料に担持されることにより、互いに連結することなく分散状態を保つことができる。また、樹脂材料はフィブリル化せずに基材の表面や無機粒子同士を結着してもよい。この場合、より高い結着性を得ることができる。上述のように基材の片面または両面に表面層を設けることで、耐酸化性、耐熱性および機械強度を基材に付与することができる。
【００５５】
基材は、多孔性を有する多孔質層である。基材は、より具体的には、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の膜から構成される多孔質膜であり、基材の空孔に電解液が保持される。基材は、セパレータの主要部として所定の機械的強度を有する一方で、電解液に対する耐性が高く、反応性が低く、膨張しにくいという特性を要することが好ましい。
【００５６】
基材を構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレン若しくはポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂などを用いることが好ましい。特に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレンなどのポリエチレン、若しくはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂は溶融温度が適当であり、入手が容易なので好適に用いられる。また、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造、もしくは、２種以上の樹脂材料を溶融混練して形成した多孔質膜としてもよい。ポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜を含むものは、正極２１と負極２２との分離性に優れ、内部短絡の低下をいっそう低減することができる。
【００５７】
基材としては、不織布を用いてもよい。不織布を構成する繊維としては、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、またはナイロン繊維などを用いることができる。また、これら２種以上の繊維を混合して不織布としてもよい。
【００５８】
無機粒子は、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物および金属硫化物などの少なくとも１種を含んでいる。金属酸化物としては、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（水和アルミニウム酸化物）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、ＺｒＯ2）、酸化ケイ素（シリカ、ＳｉＯ2）または酸化イットリウム（イットリア、Ｙ2Ｏ3）などを好適に用いることができる。金属窒化物としては、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）または窒化チタン（ＴｉＮ）などを好適に用いることができる。金属炭化物としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）などを好適に用いることができる。金属硫化物としては、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）などを好適に用いることができる。また、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ、Ｍは金属元素、ｘ≧２、ｙ≧０）などの多孔質アルミノケイ酸塩、層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）などの鉱物を用いてもよい。中でも、アルミナ、チタニア（特にルチル型構造を有するもの）、シリカまたはマグネシアを用いることが好ましく、アルミナを用いることがより好ましい。無機粒子は耐酸化性および耐熱性を備えており、無機粒子を含有する正極対向側面の表面層は、充電時の正極近傍における酸化環境に対しても強い耐性を有する。無機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、板状、繊維状、キュービック状およびランダム形状などのいずれも用いることができる。
【００５９】
表面層を構成する樹脂材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などの含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなどのゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、全芳香族ポリアミド（アラミド）などのポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステルなどの融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の高い耐熱性を有する樹脂などが挙げられる。これら樹脂材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。中でも、耐酸化性および柔軟性の観点からは、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂が好ましく、耐熱性の観点からは、アラミドまたはポリアミドイミドを含むことが好ましい。
【００６０】
無機粒子の粒径は、１ｎｍ〜１０μｍの範囲内であることが好ましい。１ｎｍより小さいと、入手が困難であり、また入手できたとしてもコスト的に見合わない。一方、１０μｍより大きいと電極間距離が大きくなり、限られたスペースで活物質充填量が十分得られず電池容量が低くなる。
【００６１】
表面層の形成方法としては、例えば、マトリックス樹脂、溶媒および無機物からなるスラリーを基材（多孔質膜）上に塗布し、マトリックス樹脂の貧溶媒且つ上記溶媒の親溶媒浴中を通過させて相分離させ、その後、乾燥させる方法を用いることができる。
【００６２】
なお、上述した無機粒子は、基材としての多孔質膜に含有されていてもよい。また、表面層が無機粒子を含まず、樹脂材料のみにより構成されていてもよい。
【００６３】
（電解液）
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。電解液が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。
【００６４】
溶媒としては、炭酸エチレンあるいは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。
【００６５】
溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。
【００６６】
溶媒としては、さらにまた、２，４−ジフルオロアニソールあるいは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。２，４−ジフルオロアニソールは放電容量を向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【００６７】
これらの他にも、溶媒としては、炭酸ブチレン、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、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−メトキシプロピロニトリル、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、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、ジメチルスルフォキシドあるいはリン酸トリメチルなどが挙げられる。
【００６８】
なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
【００６９】
電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ジフルオロ［オキソラト−Ｏ，Ｏ'］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、あるいはＬｉＢｒなどが挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は高いイオン伝導性を得ることができるとともに、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。
【００７０】
［正極電位］
満充電状態における正極電位（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）は、好ましくは４．２０Ｖを超え、より好ましくは４．２５Ｖ以上、更により好ましくは４．４０Ｖを超え、特に好ましくは４．４５Ｖ以上、最も好ましくは４．５０Ｖ以上である。但し、満充電状態における正極電位（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）が、４．２０Ｖ以下であってもよい。満充電状態における正極電位（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）の上限値は、特に限定されるものではないが、好ましくは６．００Ｖ以下、より好ましくは５．００Ｖ以下、更により好ましくは４．８０Ｖ以下、特に好ましくは４．７０Ｖ以下である。
【００７１】
［電池の動作］
上述の構成を有する電池では、充電を行うと、例えば、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層２２Ｂに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層２２Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
【００７２】
［電池の製造方法］
次に、本技術の第２の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
【００７３】
まず、例えば、第１の実施形態に係る正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を形成する。
【００７４】
また、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。
【００７５】
次に、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接などにより取り付けるとともに、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接などにより取り付ける。次に、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回する。次に、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接するとともに、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接して、巻回した正極２１および負極２２を一対の絶縁板１２、１３で挟み電池缶１１の内部に収納する。次に、正極２１および負極２２を電池缶１１の内部に収納したのち、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。次に、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を封口ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図３に示した電池が得られる。
【００７６】
［効果］
第２の実施形態に係る電池では、正極活物質層２１Ｂが第１の実施形態に係る正極活物質を含んでいるので、充放電による正極活物質粒子の割れを抑制することができる。したがって、良好なサイクル特性を有する電池を実現することができる。特に、満充電状態における正極電位（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）が４．４０Ｖを超える場合に、上記の効果が顕著に発現する。
【００７７】
＜３  第３の実施形態＞
［電池の構成］
図５に示すように、本技術の第３の実施形態に係る電池は、いわゆるラミネートフィルム型電池であり、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられた巻回型電極体３０をフィルム状の外装部材４０の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。
【００７８】
正極リード３１および負極リード３２は、それぞれ、外装部材４０の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード３１および負極リード３２は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。
【００７９】
外装部材４０は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材４０は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回型電極体３０とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム４１が挿入されている。密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。
【００８０】
なお、外装部材４０は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。あるいは、アルミニウム製フィルムを心材として、その片面または両面に高分子フィルムを積層したラミネートフィルムを用いても良い。
【００８１】
図６は、図５に示した巻回型電極体３０のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。巻回型電極体３０は、正極３３と負極３４とをセパレータ３５および電解質層３６を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ３７により保護されている。
【００８２】
正極３３は、正極集電体３３Ａの片面あるいは両面に正極活物質層３３Ｂが設けられた構造を有している。負極３４は、負極集電体３４Ａの片面あるいは両面に負極活物質層３４Ｂが設けられた構造を有しており、負極活物質層３４Ｂと正極活物質層３３Ｂとが対向するように配置されている。正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａ、負極活物質層３４Ｂおよびセパレータ３５の構成は、それぞれ第２の実施形態における正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａ、負極活物質層２２Ｂおよびセパレータ２３と同様である。
【００８３】
電解質層３６は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層３６は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。電解液は、第２の実施形態に係る電解液である。高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、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、ポリスチレンまたはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。
【００８４】
なお、電解質層３６が無機粒子を含んでいてもよい。より耐熱性を向上できるからである。無機粒子としては、第２の実施形態のセパレータ２３の表面層に含まれる無機粒子と同様のものを用いることができる。また、電解質層３６に代えて電解液を用いるようにしてもよい。
【００８５】
［電池の製造方法］
次に、本技術の第３の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
【００８６】
まず、正極３３および負極３４のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層３６を形成する。次に、正極集電体３３Ａの端部に正極リード３１を溶接により取り付けると共に、負極集電体３４Ａの端部に負極リード３２を溶接により取り付ける。次に、電解質層３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ３７を接着して巻回型電極体３０を形成する。最後に、例えば、外装部材４０の間に巻回型電極体３０を挟み込み、外装部材４０の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間には密着フィルム４１を挿入する。これにより、図５および図６に示した電池が得られる。
【００８７】
また、この電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述のようにして正極３３および負極３４を作製し、正極３３および負極３４に正極リード３１および負極リード３２を取り付ける。次に、正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ３７を接着して、巻回体を形成する。次に、この巻回体を外装部材４０に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材４０の内部に収納する。次に、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材４０の内部に注入する。
【００８８】
次に、電解質用組成物を外装部材４０内に注入したのち、外装部材４０の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状の電解質層３６を形成する。以上により、図５および図６に示した電池が得られる。
【００８９】
＜４  応用例１＞
「応用例としての電池パックおよび電子機器」
応用例１では、第２または第３の実施形態に係る電池を備える電池パックおよび電子機器について説明する。
【００９０】
［電池パックおよび電子機器の構成］
以下、図７を参照して、応用例としての電池パック３００および電子機器４００の一構成例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
【００９１】
電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
【００９２】
電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォン等）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパ等）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、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が、これに限定されるものでなない。
【００９３】
（電子回路）
電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部等を備え、電子機器４００の全体を制御する。
【００９４】
（電池パック）
電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。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構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図７では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第２または第３の実施形態に係る電池が用いられる。
【００９５】
ここでは、電池パック３００が、複数の二次電池３０１ａにより構成される組電池３０１を備える場合について説明するが、電池パック３００が、組電池３０１に代えて１つの二次電池３０１ａを備える構成を採用してもよい。
【００９６】
充放電回路３０２は、組電池３０１の充放電を制御する制御部である。具体的には、充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
【００９７】
＜５  応用例２＞
「応用例としての車両における蓄電システム」
本開示を車両用の蓄電システムに適用した例について、図８を参照して説明する。図８に、本開示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。
【００９８】
このハイブリッド車両７２００には、エンジン７２０１、発電機７２０２、電力駆動力変換装置７２０３、駆動輪７２０４ａ、駆動輪７２０４ｂ、車輪７２０５ａ、車輪７２０５ｂ、バッテリー７２０８、車両制御装置７２０９、各種センサー７２１０、充電口７２１１が搭載されている。バッテリー７２０８に対して、上述した本開示の蓄電装置が適用される。
【００９９】
ハイブリッド車両７２００は、電力駆動力変換装置７２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置７２０３の一例は、モーターである。バッテリー７２０８の電力によって電力駆動力変換装置７２０３が作動し、この電力駆動力変換装置７２０３の回転力が駆動輪７２０４ａ、７２０４ｂ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７２０３が交流モーターでも直流モーターでも適用可能である。各種センサー７２１０は、車両制御装置７２０９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。各種センサー７２１０には、速度センサー、加速度センサー、エンジン回転数センサーなどが含まれる。
【０１００】
エンジン７２０１の回転力は発電機７２０２に伝えられ、その回転力によって発電機７２０２により生成された電力をバッテリー７２０８に蓄積することが可能である。
【０１０１】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置７２０３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７２０３により生成された回生電力がバッテリー７２０８に蓄積される。
【０１０２】
バッテリー７２０８は、ハイブリッド車両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２１１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。
【０１０３】
図示しないが、二次電池に関する情報に基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などがある。
【０１０４】
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、モーター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、エンジンとモーターの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モーターのみで走行、エンジンとモーター走行という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開示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ーのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本開示は有効に適用可能である。
【０１０５】
以上、本開示に係る技術が適用され得るハイブリッド車両７２００の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、バッテリー７２０８に好適に適用され得る。
【０１０６】
＜６  応用例３＞
「応用例としての住宅における蓄電システム」
本開示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９００１用の蓄電システム９１００においては、火力発電９００２ａ、原子力発電９００２ｂ、水力発電９００２ｃ等の集中型電力系統９００２から電力網９００９、情報網９０１２、スマートメータ９００７、パワーハブ９００８等を介し、電力が蓄電装置９００３に供給される。これと共に、家庭内発電装置９００４等の独立電源から電力が蓄電装置９００３に供給される。蓄電装置９００３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置９００３を使用して、住宅９００１で使用する電力が給電される。住宅９００１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。
【０１０７】
住宅９００１には、発電装置９００４、電力消費装置９００５、蓄電装置９００３、各装置を制御する制御装置９０１０、スマートメータ９００７、各種情報を取得するセンサー９０１１が設けられている。各装置は、電力網９００９および情報網９０１２によって接続されている。発電装置９００４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９００５および／または蓄電装置９００３に供給される。電力消費装置９００５は、冷蔵庫９００５ａ、空調装置９００５ｂ、テレビジョン受信機９００５ｃ、風呂９００５ｄ等である。さらに、電力消費装置９００５には、電動車両９００６が含まれる。電動車両９００６は、電気自動車９００６ａ、ハイブリッドカー９００６ｂ、電気バイク９００６ｃである。
【０１０８】
蓄電装置９００３に対して、上述した本開示のバッテリユニットが適用される。蓄電装置９００３は、二次電池又はキャパシタから構成されている。例えば、リチウムイオン電池によって構成されている。リチウムイオン電池は、定置型であっても、電動車両９００６で使用されるものでも良い。スマートメータ９００７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９００９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。
【０１０９】
各種のセンサー９０１１は、例えば人感センサー、照度センサー、物体検知センサー、消費電力センサー、振動センサー、接触センサー、温度センサー、赤外線センサー等である。各種センサー９０１１により取得された情報は、制御装置９０１０に送信される。センサー９０１１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９００５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９０１０は、住宅９００１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。
【０１１０】
パワーハブ９００８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９０１０と接続される情報網９０１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter: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（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ（登録商標）、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（登録商標）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（登録商標）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。
【０１１１】
制御装置９０１０は、外部のサーバ９０１３と接続されている。このサーバ９０１３は、住宅９００１、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９０１３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。
【０１１２】
各部を制御する制御装置９０１０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９００３に格納されている。制御装置９０１０は、蓄電装置９００３、家庭内発電装置９００４、電力消費装置９００５、各種センサー９０１１、サーバ９０１３と情報網９０１２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。
【０１１３】
以上のように、電力が火力９００２ａ、原子力９００２ｂ、水力９００２ｃ等の集中型電力系統９００２のみならず、家庭内発電装置９００４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置９００３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置９００４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９００３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置９００３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置９００３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。
【０１１４】
なお、この例では、制御装置９０１０が蓄電装置９００３内に格納される例を説明したが、スマートメータ９００７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９１００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。
【０１１５】
以上、本開示に係る技術が適用され得る蓄電システム９１００の一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、蓄電装置９００３が有する二次電池に好適に適用され得る。
【実施例】
【０１１６】
以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。【０１１７】
本実施例において、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数は、第１の実施形態の“正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数の算出方法”により求められた値である。【０１１８】
［実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−３］
（正極活物質の作製工程）
正極活物質を次のようにして作製した。まず、水酸化コバルトを原料とし、焙焼によりＣｏ3Ｏ4を生成した。次に、リチウム化合物としてのＬｉ2ＣＯ3の粉末と、遷移金属化合物としてのＣｏ3Ｏ4の粉末とを混合し、乾燥、焼成することによりコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）を作製し、これを分粒して正極活物質を得た。【０１１９】
なお、上記の正極活物質の作製工程において、以下の方法（１）〜（３）を実施することにより、結晶粒界の個数が低減された正極活物質とした。【０１２０】
（１）不純物起因の結晶核を抑制する方法
原料中に含まれる非金属系イオンを１００ｐｐｍ以下、金属系イオンを４０ｐｐｍとすることで、不純物起因の結晶核を抑制した。ここでは、ＬｉＣｏＯ2に添加元素を添加しない場合について説明するが、ＬｉＣｏＯ2に添加元素を添加してもよもよく、この場合には、添加元素は、不純物から除外するものとする。【０１２１】
（２）Ｃｏ3Ｏ4原料の相転移による結晶粒界発生を抑制する方法
Ｃｏ3Ｏ4は９００℃程度の温度でＣｏＯに相転移し、この相転移により結晶粒界が誘発される場合がある。そこで、水酸化コバルトを原料とし、焙焼によりＣｏ3Ｏ4を生成する場合に、生成温度を８００℃以下とした。【０１２２】
同様の理由により、ＬｉＣｏＯ2の生成において、Ｌｉ2ＣＯ3とＣｏ3Ｏ4を混合後、低温３５０℃〜６００℃の範囲内で仮焼し、最終的な熱処理を８５０℃以下で行った。【０１２３】
（３）粉砕・熱処理による結晶粒界の発生を抑制する方法
ＬｉＣｏＯ2を粉砕することにより欠陥が発生し、粉砕後の熱処理による欠陥の回復過程で結晶粒界が形成される場合がある。このような回復過程での結晶粒界発生を抑制するため、粉砕は行わず、分粒したＬｉＣｏＯ2を正極活物質として用いた。【０１２４】
ここでは、上記の方法（１）〜（３）を組み合わせる場合について説明するが、上記の方法（１）〜（３）のうちの１つを単独で用いてもよいし、２つを組み合わせて用いてもよい。但し、正極活物質粒子内の結晶粒界の個数をより低減するためには、上記の方法（１）〜（３）の３つ全てを組み合わせることが好ましい。【０１２５】
次に、結晶粒界の個数が低減された正極活物質（コバルト酸リチウム）と市販の正極活物質（コバルト酸リチウム）とを混合し、混合粉を得た。この際、結晶粒界の個数が低減された正極活物質と市販の正極活物質との混合比（重量比）を調整することにより、混合粉における正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数を０．２２以上２．２５以下の範囲内で変化させた。【０１２６】
（正極の作製工程）
上述のように得られた混合粉（正極活物質）を用いて、正極を次のようにして作製した。まず、正極活物質（表面被覆型ＬｉＣｏＯ2粒子の粉末）と導電剤（カーボンブラック）と結着剤（ポリフッ化ビニリデン）とを、正極活物質：導電材：結着剤＝９０：５：５の重量比となるように混合し正極合剤を得た。次に、この正極合剤に適量のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加え混練して正極合剤スラリーとしたのち、この正極合剤スラリーを正極集電体（Ａｌ箔）上に塗布・乾燥することにより、正極活物質層を形成した。最後に、プレス機を用いて正極活物質層を圧縮成型することにより、正極を得た。【０１２７】
（負極の作製工程）
負極を次のようにして作製した。まず、負極活物質（黒鉛材料）と結着剤（ポリフッ化ビニリデン）とを、負極活物質：結着剤＝９５：５の重量比となるように混合し、負極合剤を得た。次に、この負極合剤に適量のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を加え混練して負極合剤スラリーとしたのち、この負極合剤スラリーを負極集電体（Ｃｕ箔）上に塗布・乾燥することにより、負極活物質層を形成した。最後に、プレス機を用いて負極活物質層を圧縮成型することにより、負極を得た。【０１２８】
（非水電解液の調製工程）
非水電解液を次のようにして調製した。まず、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを、質量比でＥＣ：ＤＭＣ＝１：１となるようにして混合して混合溶媒を調製した。次に、この混合溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１ｍｏｌ／ｋｇの濃度で溶解させて非水電解液を調製した。【０１２９】
（電池の作製工程）
ラミネートフィルム型電池を次のようにして作製した。まず、上述のようにして得られた正極、負極にそれぞれ正極、負極リードを溶接したのち、正極および負極を、ポリエチレンマイクロポーラスフィルムからなるセパレータを介して交互に積層し、電極体を得た。【０１３０】
次に、この電極体を外装部材の間に装填し、外装部材の３辺を熱融着し、一辺は熱融着せずに開口を有するようにした。外装部材としては、最外層から順に２５μｍ厚のナイロンフィルムと、４０μｍ厚のアルミニウム箔と、３０μｍ厚のポリプロピレンフィルムとが積層された防湿性のアルミラミネートフィルムを用いた。その後、非水電解液を外装部材の開口から注入し、外装部材の残りの１辺を減圧下において熱融着し、電極体を密封した。これにより、目的とするラミネートフィルム型電池が得られた。なお、このラミネートフィルム型電池は、正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖになるように設計されたものである。【０１３１】
［実施例２−１〜２−４、比較例２−１〜２−３］
正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．３０Ｖになるように設計したこと以外は実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を得た。【０１３２】
［実施例３−１〜３−４、比較例３−１〜３−３］
正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．３５Ｖになるように設計したこと以外は実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を得た。【０１３３】
［実施例４−１〜４−４、比較例４−１〜４−３］
正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．４０Ｖになるように設計したこと以外は実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を得た。【０１３４】
［実施例５−１〜５−４、比較例５−１〜５−３］
正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．４５Ｖになるように設計したこと以外は実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を得た。【０１３５】
［実施例６−１〜６−４、比較例６−１〜６−３］
正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．５０Ｖになるように設計したこと以外は実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を得た。【０１３６】
（サイクル特性）
上述のようにして得られた電池の放電容量維持率を次のようにして求めた。まず、２５℃で充放電操作を１００サイクル行い、“初回放電容量”および“１００サイクル目の放電容量”を求めた。なお、以下の充放電操作を１サイクルとした。すなわち、充電電流を正極活物質１ｇ当たり２０ｍＡ、充電電圧を４．２５Ｖ（実施例１−１〜１−４、比較例１−１〜１−３）、４．３０Ｖ（実施例２−１〜２−４、比較例２−１〜２−３）、４．３５Ｖ（実施例３−１〜３−４、比較例３−１〜３−３）、４．４０Ｖ（実施例４−１〜４−４、比較例４−１〜４−３）、４．４５Ｖ（実施例５−１〜５−４、比較例５−１〜５−３）、４．５０Ｖ（実施例６−１〜６−４、比較例６−１〜６−３）とした定電流定電圧充電操作に続けて、放電電流を正極活物質１ｇ当たり２０ｍＡ、放電電圧を３Ｖとした定電流放電操作を行う処理を１サイクルとした。次に、“初回放電容量”および“１００サイクル目の放電容量”を用いて、放電容量維持率（％）（＝（（１００サイクル目の放電容量）／（初回放電容量））×１００）を求めた。【０１３７】
図１０は、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数とサイクル特性との関係を示すグラフである。図１０から以下のことがわかる。正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が０．５８以上である正極活物質を用いた電池では、サイクル特性が低下する。特に４．４０Ｖを超える高電位電圧の電池においてサイクル特性の低下が著しい。一方、正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が０．５８未満である正極活物質を用いた電池では、良好なサイクル特性が得られる。特に正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が０．４５以下である正極活物質を用いた電池では、サイクル特性が良好になる。【０１３８】
図１１Ａは、ＬｉＣｏＯ2粒子１個当たりの平均粒界数が０．２３であるＬｉＣｏＯ2粒子粉の断面のＳＩＭ像である。図１１Ｂは、ＬｉＣｏＯ2粒子１個当たりの平均粒界数が２．２５であるＬｉＣｏＯ2粒子粉の断面のＳＩＭ像である。図１２は、ＮＣＡ系正極活物質粒子の断面のＴＥＭ像である。【０１３９】
ＮＣＡ系正極活物質は、図１２に示すように、数百ｎｍ〜数μｍ程度の一次粒子からなる二次粒子状の形態を有していることがある。このような形態の場合には、二次粒子中の一次粒子界面がＬｉＣｏＯ2系正極活物質の結晶粒界に相当するため、一般にその平均粒界数はＬｉＣｏＯ2系活物質よりも多くなる（図１１Ａ、１１Ｂ、１２参照）。したがって、本技術は、層状岩塩型の構造を有する正極活物質のうちでもＬｉＣｏＯ2系正極活物質に適用することが、特に有効であると考えられる。【０１４０】
以上、本技術の実施形態およびその変形例、ならびに実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。【０１４１】
例えば、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。また、化合物等の化学式は代表的なものであって、同じ化合物の一般名称であれば、記載された価数等に限定されない。【０１４２】
また、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例の構成、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。【０１４３】
また、上述の実施形態および実施例では、円筒型およびラミネートフィルム型の二次電池に本技術を適用した例について説明したが、電池の形状は特に限定されるものではない。例えば、角型やコイン型などの二次電池に本技術を適用することも可能であるし、スマートウオッチ、ヘッドマウントディスプレイ、ｉＧｌａｓｓ（登録商標）などのウェアラブル端末に搭載されるフレキシブル電池などに本技術を適用することも可能である。【０１４４】
また、上述の実施形態および実施例では、巻回型およびスタック型の二次電池に対して本技術を適用した例について説明したが、電池の構造はこれに限定されるものではなく、例えば、正極および負極を折り畳んだ構造を有する二次電池などに対しても本技術は適用可能である。【０１４５】
また、上述の実施形態および実施例では、本技術をリチウムイオン二次電池およびリチウムイオンポリマー二次電池に適用した例について説明したが、本技術を適用可能な電池の種類はこれに限定されるものではい。例えば、全固体リチウムイオン二次電池などの全固体電池に本技術を適用してもよい。【０１４６】
本技術が適用された全固体電池は、例えば、正極集電体および正極活物質層を有する正極と、負極集電体および負極活物質層を有する負極と、固体電解質層と、正極、負極および固体電解質を収容する外装部材とを備える。正極活物質層は、第１の実施形態に係る正極活物質と固体電解質とを含んでいる。負極活物質層は、負極活物質と固体電解質とを含んでいる。上記構成を有する全固体電池では、正極が第１の実施形態に係る正極活物質が含んでいるため、良好なサイクル特性を得ることができる。【０１４７】
上記構成を有する全固体電池は、例えば次のようにして作製される。まず、正極集電体上に正極活物質と固体電解質とを含む正極活物質層を形成することにより、正極を作製する。次に、負極集電体上に負極活物質と固体電解質とを含む負極活物質層を形成することにより、負極を作製する。続いて、固体電解質を正極と負極とで挟み焼成し積層体を形成したのち、この積層体を外装部材の間に挟み込み、外装部材の周縁部を熱融着する。これにより、目的とする全固体電池が得られる。【０１４８】
また、上述の実施形態および実施例では、電極が集電体と活物質層とを備える構成を例として説明したが、電極の構成はこれに限定されるもではない。例えば、電極が活物質層のみからなる構成としてもよい。【０１４９】
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
正極と、負極と、電解質とを備え、
前記正極は、正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である電池。
（２）
前記正極活物質粒子は、層状岩塩型の構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物を含む（１）に記載の電池。
（３）
前記リチウム遷移金属複合酸化物は、コバルト酸リチウム、およびコバルト酸リチウムのコバルトを他の金属元素で置換したもののうちの少なくとも１種である（２）に記載の電池。
（４）
前記リチウム遷移金属複合酸化物は、以下の式（１）で表される平均組成を有する（２）に記載の電池。
ＬｉrＣｏ(1-s)ＭsＯ(2-t)Ｆu  ・・・（１）
（但し、式（１）中、Ｍ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。）
（５）
前記式（１）中のＭは、アルミニウム、マグネシウムおよびチタンのうちの少なくとも１種である（４）に記載の電池。
（６）
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５以下である（１）から（５）のいずれかに記載の電池。
（７）
満充電状態における前記正極の電位が、４．２０Ｖ（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）を超える（１）から（６）のいずれかに記載の電池。
（８）
満充電状態における前記正極の電位が、４．４０Ｖ（ｖｓＬｉ／Ｌｉ+）を超える（１）から（７）のいずれかに記載の電池。
（９）
正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である正極活物質。
（１０）
正極活物質粒子の粉末を含み、
前記正極活物質粒子１個あたりの平均粒界数が、０．５８未満である正極。
（１１）
（１）から（８）のいずれかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と
を備える電池パック。
（１２）
（１）から（８）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
（１３）
（１）から（８）のいずれかに記載の電池と、
前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、
前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
を備える電動車両。
（１４）
（１）から（８）のいずれかに記載の電池を備え、
前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。
（１５）
（１）から（８）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
【符号の説明】
【０１５０】
１１    電池缶
１２、１３    絶縁板
１４    電池蓋
１５    安全弁機構
１５Ａ    ディスク板
１６    熱感抵抗素子
１７    ガスケット
２０    巻回型電極体
２１    正極
２１Ａ    正極集電体
２１Ｂ    正極活物質層
２２    負極
２２Ａ    負極集電体
２２Ｂ    負極活物質層
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
【図１】
2018198967.tif 000003
【図２】
2018198967.tif 000004
【図３】
2018198967.tif 000005
【図４】
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【図５】
2018198967.tif 000007
【図６】
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【図７】
2018198967.tif 000009
【図８】
2018198967.tif 000010
【図９】
2018198967.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【国際調査報告】
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2018198967.tif 000016
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