(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極がセパレータを介して対向してなる電池素子と、
非水電解質と、
金属層と、該金属層の外面に形成された外側樹脂層と、該金属層の内面に形成された内側樹脂層とが積層されてなり、熱融着により上記電池素子と上記非水電解質とを外装し内部に収容するラミネートフィルムと、
上記正極と電気的に接続される正極リードと、
上記負極と電気的に接続される負極リードと
を備える非水電解質電池の製造方法であって、
上記正極から引き出された複数の正極タブと上記負極から引き出された複数の負極タブをそれぞれ重ね、
上記正極リードと上記複数の正極タブ、上記負極リードと上記複数の負極タブをそれぞれ固着して接続し、
上記正極リードが接続された上記複数の正極タブおよび上記負極リードが接続された上記複数の負極タブを、それぞれ折り曲げ、
上記正極リードおよび上記負極リードのそれぞれを、上記ラミネートフィルムの熱融着される合わせ目から外部に導出し、
上記ラミネートフィルムと上記電池素子との間には、無機粒子を混合したフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層を形成する
ことを含み、
複数重ねられた上記正極タブおよび複数重ねられた上記負極タブのそれぞれを、予め折り曲げて曲げ部分を形成し、
上記正極リードが接続された上記複数の正極タブおよび上記負極リードが接続された上記複数の負極タブを折り曲げる際には、上記曲げ部分に沿って折り曲げる非水電解質電池の製造方法。
【請求項２】
上記曲げ部分を、略Ｕ字状に形成する請求項１に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項３】
上記フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層が、上記非水電解質の一部となるように形成する請求項１〜２の何れか一項に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項４】
上記正極リードおよび上記負極リードのそれぞれに、シーラントを溶着し、
上記シーラントを、上記正極リードが接続された上記複数の正極タブおよび上記負極リードが接続された上記複数の負極タブと一緒に折り曲げる請求項１〜３の何れか一項に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項５】
非水電解液を注入し、該非水電解液をフッ化ビニリデンを含む高分子材料に保持させることにより、上記フッ化ビニリデンを含む多孔性重合体層を形成する請求項１〜４の何れか一項に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項６】
上記フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層が、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ化ビニリデンを成分として含む共重合体の少なくとも一種からなる請求項１〜５の何れか一項に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項７】
上記ラミネートフィルムの上記内側樹脂層を粗面化する請求項１〜６の何れか一項に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項８】
上記電池素子を、上記セパレータが最表層となるように上記正極と上記負極とが該セパレータを介して交互に積層して形成する請求項１〜７の何れか一項に記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項９】
上記フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層を、上記セパレータの両面に形成する請求項１〜８の何れか一項に記載の非水電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は非水電解質電池の製造方法に関し、特に、外装材にラミネートフィルムを用いて作製した大容量の非水電解質電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、カメラ一体型ＶＴＲ（videotape recorder）、携帯電話あるいは携帯用コンピューターなどのポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。それに伴い、電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池の開発が活発に進められている。中でも、リチウムイオン二次電池は、高いエネルギー密度を実現できるものとして注目されている。
【０００３】
また、近年では、電池外装材であるアルミニウムや鉄製の金属製の電池缶に替えて、ラミネートフィルム等を使用することにより、電池の更なる小型化や軽量化、薄型化が進められている。
【０００４】
しかしながら、ラミネートフィルムのように剛性が低い材料を外装材に使用した場合、電池素子を押さえつける力が弱く、振動や落下などの衝撃を加えられた際、電池素子が内部で移動しやすい。このため、電池外部に取り出されるリードと電池素子の接続部が破損し、内部抵抗が増加してしまうという問題があった。特に、車載用途などの大型で高出力のラミネート外装電池では重量もサイズも大きいため、その問題が大きかった。
【０００５】
ここで、以下の特許文献１には、電極群の一端部からセパレータが張り出して外装部材の内面に融着固定する構造とすることで、振動衝撃を受けた後の電圧低下と内部抵抗増加を抑制する効果があることが開示されている。
【０００６】
また、以下の特許文献２には、発電要素と袋状容器との間に樹脂を入れて発電要素を固定することで、衝撃や変形圧力を受けても損傷を抑制できる効果があることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−８７６５２号公報
【特許文献２】特開２００３−１０９６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１で示された方法では、セパレータでは強度が小さく、電池素子の移動を抑えるのに十分ではない。また、特許文献２で示された方法では、樹脂の形状、厚みを制御することが難しいため電池のサイズが大きくなってしまい、結果としてエネルギー密度が上げられないという問題があった。
【０００９】
この発明では上記問題点に鑑み、外装材内部での電池素子の移動を抑制し、リードと電池素子の接続部の破損を抑制して高い電池特性を実現した非水電解質電池の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
課題を解決するために、この発明の非水電解質電池の製造方法は、正極および負極がセパレータを介して対向してなる電池素子と、非水電解質と、金属層と、金属層の外面に形成された外側樹脂層と、金属層の内面に形成された内側樹脂層とが積層されてなり、熱融着により電池素子と非水電解質とを外装し内部に収容するラミネートフィルムと、正極と電気的に接続される正極リードと、負極と電気的に接続される負極リードとを備える非水電解質電池の製造方法であって、正極から引き出された複数の正極タブと負極から引き出された複数の負極タブをそれぞれ重ね、正極リードと複数の正極タブ、負極リードと複数の負極タブをそれぞれ固着して接続し、正極リードが接続された複数の正極タブおよび負極リードが接続された複数の負極タブを、それぞれ折り曲げ、正極リードおよび負極リードのそれぞれを、ラミネートフィルムの熱融着される合わせ目から外部に導出し、ラミネートフィルムと電池素子との間には、無機粒子を混合したフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層を形成することを含み、複数重ねられた正極タブおよび複数重ねられた負極タブのそれぞれを、予め折り曲げて曲げ部分を形成し、正極リードが接続された複数の正極タブおよび負極リードが接続された複数の負極タブを折り曲げる際には、曲げ部分に沿って折り曲げることを特徴とする。
【００１１】
また、上述の非水電解質電池においては、フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層が、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ化ビニリデンを成分として含む共重合体の少なくとも一種からなり、多孔性重合体層の厚さが１．０μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。また、多孔性重合体層に、さらにアルミナ等の無機粒子を含むことも好ましい。
【００１２】
この発明では、電池素子とラミネートフィルムの間に設けたフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層により、ラミネートフィルム内での電池素子の移動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１３】
この発明によれば、電極リードと電池素子との接続部が破損して電池特性が低下することを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】この発明を適用した電池を構成する電池素子の一例を示す略線図である。
【図２】この発明を適用した電池に用いる正極および負極の一構成例を示す斜視図である。
【図３】この発明を適用した電池の電池素子の一構成例を示す斜視図である。
【図４】この発明の電池素子を外装する外装材の構成を示す断面図である。
【図５】この発明の電池素子の電極タブのＵ字曲げ工程を示す工程図である。
【図６】この発明の電池素子の電極タブのＵ字曲げ工程を示す工程図である。
【図７】この発明の電池素子の電極タブと電極リードとの接続工程を示す工程図である。
【図８】この発明の電池素子と接続した電極リードの折り曲げ工程を示す工程図である。
【図９】この発明の第２の実施の形態における電池素子の構成を示す斜視図および断面図である。
【図１０】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成を示す斜視図である。
【図１１】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１２】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１３】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１４】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１５】この発明の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１６】この発明の非水電解質電池に用いる他の電池素子の構造を示す斜視図および断面図である。
【図１７】この発明の非水電解質電池に用いる他の電池素子の構造を示す斜視図および断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（この発明の非水電解質電池の構成を示す例）
２．第２の実施の形態（他の構成の電池素子を用いる例）
３．第３の実施の形態（多孔性重合体層をゲル電解質と一体とせずに形成する例）
４．第４の実施の形態（この発明の非水電解質電池を用いたバッテリユニットおよびバッテリモジュールの例）
５．他の実施の形態（変形例）
【００１６】
１．第１の実施の形態
（１−１）非水電解質電池の構成
図１Ａは、この発明の一実施の形態にかかる非水電解質電池１の外観を示す斜視図であり、図１Ｂは、非水電解質電池１の構成を示す斜視分解図である。また、図１Ｃは、図１Ａに示す非水電解質電池１の下面の構成を示す斜視図であり、図１Ｄは、図１Ａの非水電解質電池１のａ−ａ’断面を示す断面図である。なお、下記の説明では、非水電解質電池１のうち、正極リード３が導出される部分をトップ部、トップ部に対向し、負極リード４が導出される部分をボトム部、トップ部とボトム部とに挟まれた両辺をサイド部とする。また、電極、電極リード等について、サイド部−サイド部方向を幅として説明する。
【００１７】
この発明の非水電解質電池１は、電池素子１０がラミネートフィルム２にて外装されたものであり、ラミネートフィルム２同士が封止された部分からは、電池素子１０と接続された正極リード３および負極リード４が電池外部に導出されている。正極リード３および負極リード４は、互いに対向する辺から導出されている。
【００１８】
電池素子１０の厚みは、５ｍｍ以上２０ｍｍ以下であることが好ましい。５ｍｍ未満であると、薄型であるため、蓄熱の影響が少なく、セル表面に凹凸がなくとも熱が逃げやすい傾向がある。一方、２０ｍｍを超えると、電池表面から電池中央部までの距離が大きくなりすぎて、電池表面からの放熱だけでは電池内に温度差ができてしまい、寿命性能に影響がでる傾向がある。
【００１９】
また、電池素子１０の放電容量は、３Ａｈ以上５０Ａｈ以下であることが好ましい。３Ａｈ未満であると、電池容量が小さいため、集電箔の厚みを厚くするなど電池容量を下げて抵抗を落とすなど他の手法でも発熱を抑えることができる傾向がある。５０Ａｈを超えると、電池熱容量が大きくなり、放熱しにくくなってしまい、電池内での温度ばらつきも大きくなる傾向がある。ここで、上述の電池素子１０の放電容量は、非水電解質電池１の公称容量であり、公称容量は、充電条件が上限電圧３．６Ｖ、充電電流０．２Ｃの定電圧定電流充電、放電条件が放電終止電圧２．０Ｖ、放電電流０．２Ｃの定電流放電の場合における放電容量から算出したものである。
【００２０】
非水電解質電池１に収容される電池素子１０は、図２Ａまたは図２Ｂに示す矩形状の正極１１と、図２Ｃまたは図２Ｄに示す矩形状の負極１２とが、セパレータ１３を介して積層された構成である。具体的には、例えば図３Ａおよび図３Ｂに示すように、正極１１および負極１２がつづら折りに折り曲げられたセパレータ１３を介して交互に積層された構成である。
【００２１】
［電池素子］
電池素子１０は、矩形状の正極１１と、矩形状の負極１２とがセパレータ１３を介して交互に積層された積層型電極構造を有している。第１の実施の形態では、電池素子の最表層がセパレータ１３となるように、セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３、正極１１、・・・負極１２、セパレータ１３のように順に積層された電池素子を用いる。この発明では、電池素子１０とラミネートフィルム２との間には、フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４が備えられている。すなわち、電池素子１０の最表層であるセパレータ１３の表面には、上述の多孔性重合体層１４が形成されている。
【００２２】
電池素子１０からは、複数枚の正極１１からそれぞれ延出される正極タブ１１Ｃと、複数枚の負極１２からそれぞれ延出される負極タブ１２Ｃとが導出されている。複数枚重ねられた正極タブ１１Ｃは、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた正極タブ１１Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接等の方法により正極リード３が接続されている。
【００２３】
また、正極１１と同様に、負極タブ１２Ｃは、複数枚重ねられた上で、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた負極タブ１２Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接等の方法により負極リード４が接続されている。
【００２４】
以下、電池素子１０を構成する各部について説明する。
【００２５】
［正極リード］
正極タブ１１Ｃと接続する正極リード３は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等からなる金属リード体を用いることができる。この発明の大容量の非水電解質電池１では、大電流を取り出すために、従来に比して正極リード３の幅を太く、厚みを厚く設定する。
【００２６】
正極リード３の幅は任意に設定可能であるが、大電流を取り出せるという点で、正極リード３の幅ｗａが正極１１の幅Ｗａに対して５０％以上１００％以下であることが好ましい。また、正極リード３および負極リード４を同一辺から導出する場合には、正極リード３の幅ｗａが正極１１の幅Ｗａの５０％未満である必要がある。正極リード３が、負極リード４と接触しない位置に設ける必要があるためである。また、この場合、ラミネートフィルム２の封止性と高電流充放電とを両立するために、正極リード３の幅ｗａは正極１１の幅Ｗａの１５％以上４０％以下であることが好ましく３５％以上４０％以下であることがより好ましい。
【００２７】
正極リード３の厚みは、１５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。正極リード３の厚みが１５０μｍ未満の場合、取り出せる電流量が小さくなってしまう。正極リード３の厚みが２５０μｍを超える場合、正極リード３が厚すぎるため、リード導出辺におけるラミネートフィルム２の密封性が低下して、水分浸入が容易になる。
【００２８】
なお、正極リード３の一部分には、ラミネートフィルム２と正極リード３との接着性を向上させるための密着フィルムであるシーラント５が設けられる。シーラント５は、金属材料との接着性の高い樹脂材料により構成され、例えば正極リード３が上述した金属材料から構成される場合には、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ることが好ましい。
【００２９】
シーラント５の厚みは、７０μｍ以上１３０μｍ以下とすることが好ましい。７０μｍ未満では正極リード３とラミネートフィルム２との接着性に劣り、１３０μｍを超えると熱融着時における溶融樹脂の流動量が多く、製造工程上好ましくない。
【００３０】
［負極リード］
負極タブ１２Ｃと接続する負極リード４は、例えばニッケル（Ｎｉ）等からなる金属リード体を用いることができる。この発明の大容量の非水電解質電池１では、大電流を取り出すために、従来に比して負極リード４の幅を太く、厚みを厚く設定する。負極リード４の幅は、後述する負極タブ１２Ｃの幅と略同等とすることが好ましい。
【００３１】
負極リード４の幅は任意に設定可能であるが、大電流を取り出せるという点で、負極リード４の幅ｗｂが負極１２の幅Ｗｂに対して５０％以上１００％以下であることが好ましい。また、正極リード３および負極リード４を同一辺から導出する場合には、負極リード４の幅ｗｂが負極１２の幅Ｗｂの５０％未満である必要がある。負極リード４が、正極リード３と接触しない位置に設ける必要があるためである。また、この場合、ラミネートフィルム２の封止性と高電流充放電とを両立するために、負極リード４の幅ｗｂは負極１２の幅Ｗｂの１５％以上４０％以下であることが好ましく３５％以上４０％以下であることがより好ましい。
【００３２】
負極リード４の厚みは、正極リード３と同様に１５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。正極リード３の厚みが１５０μｍ未満の場合、取り出せる電流量が小さくなってしまう。正極リード３の厚みが２５０μｍを超える場合、正極リード３が厚すぎるため、リード導出辺におけるラミネートフィルム２の密封性が低下して、水分浸入が容易になる。
【００３３】
負極リード４の一部分には、正極リード３と同様に、ラミネートフィルム２と負極リード４との接着性を向上させるための密着フィルムであるシーラント５が設けられる。
【００３４】
なお、正極リード３の幅ｗａと負極リード４の幅ｗｂは通常同等の幅ｗ（以下、正極リード３幅ｗａおよび負極リード４幅ｗｂが同等の場合には、正極リード３幅ｗａおよび負極リード４幅ｗｂを区別せずに電極リード幅ｗと適宜称する）とされる。そして、電極リード幅ｗは、正極１１の幅Ｗａと負極１２の幅Ｗｂが異なる場合には、正極１１の幅Ｗａと負極１２の幅Ｗｂのうち広い方の電極幅Ｗに対して５０％以上１００％以下であることが好ましい。また、正極リード３および負極リード４を同一辺から導出する場合には、電極リードの幅ｗが電極の幅Ｗに対して１５％以上４０％以下であることが好ましく、３５％以上４０％以下であることがより好ましい。
【００３５】
［正極］
図２Ａに示すように、正極１１は、正極活物質を含有する正極活物質層１１Ｂが、正極集電体１１Ａの両面上に形成されてなる。正極集電体１１Ａとしては、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔が用いられる。
【００３６】
また、正極集電体１１Ａから一体に正極タブ１１Ｃが延出されている。複数枚重ねられた正極タブ１１Ｃは、断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられ、先端部には超音波溶接または抵抗溶接等の方法により正極リード３と接続される。
【００３７】
正極活物質層１１Ｂは、正極集電体１１Ａの矩形状の主面部上に形成される。正極集電体１１Ａが露出した状態の延出部は、正極リード３を接続するための接続タブである正極タブ１１Ｃとしての機能を備える。正極タブ１１Ｃの幅は任意に設定可能である。特に、正極リード３および負極リード４を同一辺から導出する場合には、正極タブ１１Ｃの幅は正極１１の幅の５０％未満とする必要がある。このような正極１１は、矩形状の正極集電体１１Ａの一辺に、正極集電体露出部を設けるようにして正極活物質層１１Ｂを形成し、不要な部分を切断することで得られる。
【００３８】
正極活物質層１１Ｂは、例えば正極活物質と、導電剤と、結着剤とを含有して構成されている。正極活物質としては、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、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【００３９】
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、リチウム含有化合物が好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。このリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物や、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物などが挙げられる。中でも、遷移金属元素としてコバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。より高い電圧が得られるからである。
【００４０】
リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物としては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉxＮｉＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（ＬｉxＮｉ1-zＣｏzＯ2（ｚ＜１））、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉxＮｉ(1-v-w)ＣｏvＭｎwＯ2（ｖ＋ｗ＜１））、またはスピネル型構造を有するリチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）あるいはリチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉＭｎ2-tＮｉtＯ4（ｔ＜２））などが挙げられる。中でも、コバルトを含む複合酸化物が好ましい。高い容量が得られると共に、優れたサイクル特性も得られるからである。また、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、例えば、リチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4）あるいはリチウム鉄マンガンリン酸化合物（ＬｉＦｅ1-uＭｎuＰＯ4（ｕ＜１））などが挙げられる。
【００４１】
このようなリチウム複合酸化物として、具体的には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ2）、マンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ2Ｏ4）等が挙げられる。また、遷移金属元素の一部を他の元素に置換した固溶体も使用可能である。例えば、ニッケルコバルト複合リチウム酸化物（ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.5Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.2Ｏ2等）がその例として挙げられる。これらのリチウム複合酸化物は、高電圧を発生でき、エネルギー密度が優れたものである。
【００４２】
更にまた、より高い電極充填性とサイクル特性が得られるという観点から、上記リチウム含有化合物のいずれかより成る芯粒子の表面を、他のリチウム含有化合物のいずれかより成る微粒子で被覆した複合粒子としてもよい。
【００４３】
この他、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、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）などの酸化物、二硫化鉄（ＦｅＳ2）、二硫化チタン（ＴｉＳ2）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）などの二硫化物、二セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2）等のリチウムを含有しないカルコゲン化物（特に層状化合物やスピネル型化合物）、リチウムを含有するリチウム含有化合物、ならびに、硫黄、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレンあるいはポリピロールなどの導電性高分子も挙げられる。もちろん、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、上記した一連の正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００４４】
また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料等が用いられる。また、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）およびこれらを主体とする共重合体等が用いられる。
【００４５】
［負極］
負極１２は、負極活物質を含有する負極活物質層が、負極集電体の両面上に形成されてなる。負極集電体としては、例えば銅（Ｃｕ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔などの金属箔により構成されている。
【００４６】
また、負極集電体１２Ａから一体に負極タブ１２Ｃが延出されている。複数枚重ねられた負極タブ１２Ｃは、断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられ、先端部には超音波溶接または抵抗溶接等の方法により負極リード４が接続される。
【００４７】
負極活物質層１２Ｂは、負極集電体１２Ａの矩形状の主面部上に形成される。負極集電
体１２Ａが露出した状態の延出部は、負極リード４を接続するための接続タブである負極
タブ１２Ｃとしての機能を備える。負極タブ１２Ｃの幅は任意に設定可能である。特に、
正極リード３および負極リード４を同一辺から導出する場合には、負極タブ１２Ｃの幅は
負極１２の幅の５０％未満とする必要がある。このような負極１２は、矩形状の負極集電
体１２Ａの一辺に、負極集電体露出部を設けるようにして負極活物質層１２Ｂを形成し、
不要な部分を切断することで得られる。
【００４８】
負極活物質層１２Ｂ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、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。この際、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料における充電可能な容量は、正極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に関する詳細は、正極と同様である。
【００４９】
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。この炭素材料とは、例えば、易黒鉛化性炭素や、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上の難黒鉛化性炭素や、（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下の黒鉛などである。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭またはカーボンブラック類などがある。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂やフラン樹脂などを適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。炭素材料は、リチウムの吸蔵および放出に伴う結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が得られると共に優れたサイクル特性が得られ、さらに導電剤としても機能するので好ましい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状または鱗片状のいずれでもよい。
【００５０】
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、この発明における「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。
【００５１】
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）などである。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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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ＣｏＳｎＣ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。
【００５７】
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）などが好ましく、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。
【００５８】
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）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、そのような凝集または結晶化が抑制されるからである。
【００５９】
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なども挙げられる。金属酸化物とは、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどであり、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などである。
【００６０】
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。
【００６１】
負極活物質層１２Ｂ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。負極活物質層１２Ｂ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、負極活物質層１２Ｂと負極集電体１２Ａ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１２Ａの構成元素が負極活物質層１２Ｂに拡散し、あるいは負極活物質層１２Ｂの構成元素が負極集電体１２Ａ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。充放電に伴う負極活物質層１２Ｂ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、負極活物質層１２Ｂと負極集電体１２Ａ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。
【００６２】
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などが挙げられる。液相法としては、電気鍍金または無電解鍍金など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などと混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤など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。
【００６３】
結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が用いられる。
【００６４】
［セパレータ］
セパレータは、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薄膜から構成されている。具体的には、例えばポリプロピレン（ＰＰ）あるいはポリエチレン（ＰＥ）などのポリオレフィン系の材料よりなる多孔質膜、またはセラミック製の不織布などの無機材料からなる多孔質膜により構成されており、これら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、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系の多孔質膜を含むものは、正極１１と負極１２との分離性に優れ、内部短絡や開回路電圧の低下をいっそう低減できるので好適である。
【００６５】
第１の実施の形態では、セパレータ１３の両面に予めフッ化ビニリデンを含む高分子材料が付着されている。これにより、後にフッ化ビニリデンを含む高分子材料と非水電解液とが反応して、非水電解液を保持してゲル状となった多孔性重合体層１４が形成される。フッ化ビニリデンを含む高分子材料は、電池素子１０の最表層となるセパレータ１３の両端部に正極１１および負極１２よりもやや広い幅で付着させる。また、セパレータ１３の両端部にフッ化ビニリデンを含む高分子材料を付着させ、セパレータ１３の他の部分には非水電解液をゲル化させるための他の高分子材料であるマトリクスポリマを付着させるようにしてもよい。また、セパレータ１３の両端以外には高分子材料を付着させず、正極１１および負極１２に挟まれたセパレータ１３では非水電解液が含浸されるようにしてもよい。これにより、後に電池素子１０を作製した際に、電池素子１０の最表層に位置するセパレータ１３上にフッ化ビニリデンを含む多孔性重合体層１４が形成される。
【００６６】
この発明の大容量の非水電解質電池において、セパレータの厚みは５μｍ以上２５μｍ以下が好適に使用可能であり、７μｍ以上２０μｍ以下がより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下するとともに、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、膜の機械的強度が低下する。
【００６７】
［非水電解質電池の構成］
非水電解質電池１は、上述の様な電池素子１０が非水電解質とともにラミネートフィルム２に封入されたものであり、電池素子１０とラミネートフィルム２との間には、フッ化ビニリデンを含む多孔性重合体層１４が形成されている。フッ化ビニリデンを含む多孔性重合体層１４の厚さは、１．０μｍ以上５．０μｍ以下であることが好ましい。多孔性重合体層１４の厚さが１．０μｍ以下の場合、振動による電池素子１０と電極リードとの接合部の破損を抑制することができず、電池の内部抵抗の上昇等が生じてしまう。多孔性重合体層１４の厚さが５．０μｍを超えると、発電要素ではない多孔性重合体層１４の体積が大きくなり、電池の体積効率が低下してしまう。
【００６８】
［非水電解質］
非水電解質は、非水溶媒に電解質塩が溶解されたものであり、電池素子１０とともにラミネートフィルム２内に封入される。非水電解質は、非水溶媒に電解質塩が溶解された非水電解液や、非水電解液をマトリクスポリマに取り込むことで形成されるゲル状電解質を用いることができる。なお、第１の実施の形態におけるフッ化ビニリデンを含む多孔性重合体層１４は、セパレータ１３の両面全面にフッ化ビニリデンを含む高分子を付着させることによりセパレータ１３の両面全面に形成したゲル状非水電解質の一部である。
【００６９】
電解質塩は、例えば、リチウム塩などの軽金属塩の１種あるいは２種以上を含有している。このリチウム塩としては、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（Ｃ6Ｈ5）4）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3ＳＯ3）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、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（Ｌｉ2ＳｉＦ6）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）あるいは臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などが挙げられる。中でも、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）からなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）がより好ましい。非水電解質の抵抗が低下するからである。特に、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）と一緒に四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）を用いるのが好ましい。高い効果が得られるからである。
【００７０】
非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ブチレン（ＢＣ）、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）、炭酸メチルプロピル（ＭＰＣ）、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、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、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、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、リン酸トリメチルまたはジメチルスルホキシドなどを用いることができる。非水電解質を備えた、電池などの電気化学デバイスにおいて、優れた容量、サイクル特性および保存特性が得られるからである。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。
【００７１】
中でも、溶媒としては、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものを用いることが好ましい。十分な効果が得られるからである。この場合には、特に、高粘度（高誘電率）溶媒（例えば、比誘電率ε≧３０）である炭酸エチレンまたは炭酸プロピレンと、低粘度溶媒（例えば、粘度≦１ｍＰａ・ｓ）である炭酸ジメチル、炭酸ジエチルまたは炭酸エチルメチルとを混合して含むものを用いることが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するため、より高い効果が得られるからである。
【００７２】
ゲル状の電解質層を形成する場合、マトリクスポリマとして、一般的に非水溶媒に相溶可能な性質を有する高分子材料を用いる。このようなマトリクスポリマとしては、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドおよびこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等が用いられる。また、フッ素系ポリマーとして、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、トリフルオロエチレン（ＴＦＥ）およびクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）の少なくとも一種とを繰り返し単位に含む共重合体等のポリマーが挙げられる。このようなポリマーは、１種類を単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。
【００７３】
［フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層］
第１の実施の形態の非水電解質電池１に設けられる多孔性重合体層１４は、セパレータ１３に上述のマトリクスポリマとしての機能を有する高分子材料を付着させ、非水電解液を保持することにより構成されている。すなわち、ゲル電解質層と多孔性重合体層１４とを一体に形成している。この実施の形態におけるセパレータ１３の表面には、マトリクスポリマとしてフッ化ビニリデンを成分として含む高分子材料を用いる。具体的には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とを繰り返し単位に含む共重合体、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とクロロトリフルオロエチレン（ＣＴＦＥ）とを繰り返し単位に含む共重合体等が好適に用いられる。
【００７４】
多孔性重合体層１４を構成する高分子材料としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いる場合には、重量平均分子量が５０万以上１５０万以下のポリフッ化ビニリデンを用いることが好ましい。電池素子１０の移動の抑制効果が高いためである。
【００７５】
また、多孔性重合体層１４には、無機粒子が混合されていてもよい。多孔性重合体層１４の強度が向上するとともに、多孔性重合体層１４に凹凸が生じ、電池素子１０とラミネートフィルム２とのずれをさらに抑制することができる。このため、内部抵抗の上昇をさらに抑制することができる。
【００７６】
無機粒子としては、電気絶縁性を有する金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物等を挙げることができる。金属酸化物としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、マグネシア（ＭｇＯ）、チタニア（ＴｉＯ2）、ジルコニア（ＺｒＯ2）、シリカ（ＳｉＯ2）等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）、窒化チタン（ＴｉＮ）等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）、炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）等を好適に用いることができる。これら耐熱性粒子の粒子は、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。また、無機粒子は耐熱性、耐酸化性に優れるため、電池温度の上昇時にも電池素子１０の移動抑制効果を損なわないため好ましい。
【００７７】
なお、例えば、電池素子１０の最表層となるセパレータ１３の片面部にのみフッ化ビニリデンを成分として含む高分子材料を付着させるようにしてもよい。
【００７８】
［ラミネートフィルム］
電池素子１０を外装する外装材であるラミネートフィルム２は、金属箔からなる金属層２ａの両面に樹脂層を設けた構成とされている。ラミネートフィルムの一般的な構成は、外側樹脂層２ｂ／金属層２ａ／内側樹脂層２ｃの積層構造で表すことができ、内側樹脂層２ｃが電池素子１０に対向するように形成されている。外側樹脂層２ｂおよび内側樹脂層２ｃと、金属層２ａとの間には、厚さ２μｍ以上７μｍ以下程度の接着層を設けても良い。外側樹脂層２ｂおよび内側樹脂層２ｃは、それぞれ複数層で構成されてもよい。
【００７９】
金属層２ａを構成する金属材料としては、耐透湿性のバリア膜としての機能を備えていれば良く、アルミニウム（Ａｌ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔およびメッキを施した鉄（Ｆｅ）箔などを使用することができる。なかでも、薄く軽量で加工性に優れるアルミニウム箔を好適に用いることが好ましい。特に、加工性の点から、例えば焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ  Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）、（ＪＩＳ  Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）または（ＪＩＳ  Ａ１Ｎ３０−Ｏ）等を用いるのが好ましい。
【００８０】
金属層２ａの厚みは、３０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。３０μｍ未満の場合、材料強度に劣ってしまう。また、１５０μｍを超えた場合、加工が著しく困難になるとともに、ラミネートフィルム２の厚さが増してしまい、非水電解質電池の体積効率の低下につながってしまう。
【００８１】
内側樹脂層２ｃは、熱で溶けて互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【００８２】
内側樹脂層２ｃの厚みは、２０μｍ以上５０μｍ以下とすることが好ましい。２０μｍ未満では接着性が低下するとともに、圧力緩衝作用が不十分となってしまい、短絡が発生しやすくなる。また、５０μｍを超えると、内側樹脂層２ｃを通じて水分が浸入しやすくなっていまい、電池内部でのガス発生およびそれに伴う電池膨れ、ならびに電池特性の低下が生じるおそれがある。なお、内側樹脂層２ｃの厚みは、電池素子１０に外装前の状態における厚みである。電池素子１０に対してラミネートフィルム２を外装し、封止した後は、２層の内側樹脂層２ｃが互いに融着されるため、内側樹脂層２ｃの厚みは上記範囲から外れる場合もある。
【００８３】
なお、内側樹脂層２ｃは、例えば型押し等により表面に凹凸を付けても良い。これにより、多孔性重合体層１４とラミネートフィルム２間での滑り性が悪くなり、更に電池素子１０の移動抑制効果を高くすることができる。
【００８４】
外側樹脂層２ｂとしては、外観の美しさや強靱さ、柔軟性などからポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル等が用いられる。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【００８５】
なお、内側樹脂層２ｃ同士を熱融着により溶融させてラミネートフィルム２を接着するため、外側樹脂層２ｂは、内側樹脂層２ｃよりも高い融点を有することが好ましい。熱融着時に内層樹脂層２１ｃのみを溶融させるためである。このため、外側樹脂層２ｂは、内側樹脂層２ｃとして選択された樹脂材料によって使用可能な材料を選択可能である。
【００８６】
外側樹脂層２ｂの厚みは、２５μｍ以上３５μｍ以下とすることが好ましい。２５μｍ未満では保護層としての機能に劣り、３５μｍを超えると非水電解質電池の体積効率の低下につながってしまう。
【００８７】
上述の様な電池素子１０は、上述のラミネートフィルム２にて外装される。このとき、正極タブ１１Ｃと接続された正極リード３および負極タブ１２Ｃと接続された負極リード４がラミネートフィルム２の封止部から電池外部に導出される。図１Ｂに示されるように、ラミネートフィルム２には、予め深絞り加工により形成された電池素子収納部７が設けられている。電池素子１０は、電池素子収納部７に収納される。
【００８８】
この発明では、電池素子１０の周辺部をヒータヘッドによって加熱することにより、電池素子１０を両面から覆うラミネートフィルム２同士を熱融着させて封止する。特に、リード導出辺においては、正極リード３および負極リード４を避ける形状に切り欠きが設けられたヒータヘッドによってラミネートフィルム２を熱融着することが好ましい。正極リード３および負極リード４にかかる負荷を小さくして電池を作製することができるためである。この方法により、電池作製時のショートを防ぐことができる。
【００８９】
この発明の非水電解質電池１は、熱融着によるラミネートフィルム２の封止後におけるリード導出部の厚みを制御することにより、高い安全性および電池特性を備えている。
【００９０】
（１−２）非水電解質電池の製造方法
上述のような非水電解質電池は、以下のような工程で作製することができる。
【００９１】
［正極の作製］
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−ピロリドンなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。続いて、この正極合剤スラリーを帯状の正極集電体１１Ａの両面に塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して正極活物質層１１Ｂを形成し、正極シートとする。この正極シートを所定の寸法に切断し、正極１１を作製する。このとき、正極集電体１１Ａの一部を露出するようにして正極活物質層１１Ｂを形成する。この正極集電体１１Ａ露出部分を正極タブ１１Ｃとする。また、必要に応じて正極集電体露出部の不要な部分を切断して正極タブ１１Ｃを形成してもよい。これにより、正極タブ１１Ｃが一体に形成された正極１１が得られる。
【００９２】
［負極の作製］
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負極合剤スラリーとする。続いて、この負極合剤ス
ラリーを負極集電体１２Ａに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧
縮成型して負極活物質層１２Ｂを形成し、負極シートとする。この負極シートを所定の寸
法に切断し、負極１２を作製する。このとき、負極集電体１２Ａの一部を露出するように
して負極活物質層１２Ｂを形成する。この負極集電体１２Ａ露出部分を負極タブ１２Ｃと
する。また、必要に応じて負極集電体露出部の不要な部分を切断して負極タブ１２Ｃを形
成してもよい。これにより、負極タブ１２Ｃが一体に形成された負極１２が得られる。
【００９３】
［セパレータの作製］
セパレータ１３としては、表面にフッ化ビニリデンを含む高分子材料を付着させた微多孔性樹脂フィルムを用いる。このようなセパレータは、フッ化ビニリデンを含む高分子材料をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に溶解した高分子溶液を微多孔性樹脂フィルムの表面に塗布し、乾燥させて溶剤を除去することにより得られる。
【００９４】
［積層工程］
次いで、図３Ａおよび図３Ｂに示すように、正極１１と負極１２とを、つづら折りにしたセパレータ１３間に交互に挿入し、例えば、セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３、正極１１、セパレータ１３、負極１２・・・セパレータ１３、負極１２、セパレータ１３となるように重ね合わせて所定数の正極１１および負極１２を積層する。続いて、正極１１、負極１２およびセパレータ１３が密着するように押圧した状態で固定し、電池素子１０を作製する。電池素子１０をより強固に固定するには、例えば接着テープ等の固定部材６を用いることができる。固定部材６を用いて固定する場合には、例えば電池素子１０の両サイド部に固定部材６を設ける。
【００９５】
次に、複数枚の正極タブ１１Ｃおよび複数枚の負極タブ１２Ｃを断面Ｕ字状となるように折り曲げる。電極タブは、例えば下記のようにして折り曲げられる。
【００９６】
［第１のタブＵ字曲げ工程］
積層した正極１１から引き出された複数の正極タブ１１Ｃおよび積層した負極１２から引き出された複数の負極タブ１２Ｃを、断面略Ｕ字形状となるように折り曲げる。第１のＵ字曲げ工程は、予め正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃに最適なＵ字曲げ形状を持たせるための工程である。予め最適なＵ字曲げ形状を持たせることにより、後に正極リード３および負極リード４と接続後の正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃを折り曲げてＵ字曲げ部を形成する際に正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃに引張り応力などのストレスがかからないようにすることができる。
【００９７】
図５は、負極タブ１２Ｃの第１のＵ字曲げ工程を説明する側面図である。図５においては、負極タブ１２Ｃについて行われる各工程を説明する。なお、正極集電体１１Ａについても同様にして第１のＵ字曲げ工程が行われる。
【００９８】
まず、図５Ａに示すように、Ｕ字曲げ用薄板３１を有するワークセット台３０ａの上部に電池素子を配設する。Ｕ字曲げ用薄板３１は、電池素子１０の厚みよりもやや小さい分だけ、具体的には、少なくとも複数の負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の総厚分小さい分だけ、ワークセット台３０ａから突出するように設置されている。このような構成とすることにより、負極タブ１２Ｃ4の曲げ外周側が電池素子１０の厚みの範囲内に位置するため、非水電解質電池１の厚みの増大や外観不良が生じるのを防止することができる。
【００９９】
続いて、図５Ｂに示すように、電池素子１０を下降させるか、もしくはワークセット台３０ａを上昇させる。このとき、電池素子１０とＵ字曲げ用薄板３１との間隙が小さいほど非水電解質電池１のスペース効率が向上するため、例えば電池素子１０とＵ字曲げ用薄板３１との間隙が徐々に小さくなるようにする。
【０１００】
図５Ｃに示すように、電池素子１０がワークセット台３０ａ上に載置され、負極タブ１２Ｃに曲げ部を形成した後、図５Ｄおよび図５Ｅに示すようにローラ３２を下降させて負極タブ１２ＣがＵ字形状に折り曲げられる。
【０１０１】
Ｕ字曲げ用薄板３１は、厚みが１ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍ程度が好ましい。Ｕ字曲げ用薄板３１には、このような薄さでも複数の正極タブ１１Ｃまたは負極タブ１２Ｃに曲げ形状を形成するために必要な強度を有する材料を用いることができる。Ｕ字曲げ用薄板３１に必要な強度は、正極１１および負極１２の積層枚数や、正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃに用いる材料の硬度等によって変わる。Ｕ字曲げ用薄板３１が薄いほど、曲げ最内周の負極タブ１２Ｃ1の曲率を小さくすることができ、負極タブ１２Ｃの折り曲げに必要なスペースを小さくすることができるため好ましい。Ｕ字曲げ用薄板３１としては、例えばステンレス（ＳＵＳ）、強化プラスティック材およびめっきを施した鋼材などを用いることができる。
【０１０２】
［集電体露出部切断工程］
次に、Ｕ字曲げ部を形成した負極タブ１２Ｃの先端を切り揃える。集電体露出部切断工程では、予め最適な形状を有するＵ字曲げ部を形成し、そのＵ字曲げ形状に合わせて正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃの余剰分を切断する。図６は、負極タブ１２Ｃの切断工程を説明する側面図である。なお、正極タブ１１Ｃについても同様にして集電体露出部切断工程が行われる。
【０１０３】
図６Ａに示すように、第１のＵ字曲げ工程においてＵ字曲げ部が形成された電池素子１０の上面と底面を反転させ、集電体たるみ用逃げ部３３を有するワークセット台３０ｂ上に電池素子１０を固定する。
【０１０４】
次に、図６Ｂに示すように、Ｕ字曲げ部が形成された負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4のＵ字曲げ部から先端に至る先端部分がワークセット台３０ｂに沿って略Ｌ字形状となるように先端部分を変形させる。このとき、再度Ｕ字曲げ部を形成するために必要な形状を維持することにより、曲げ外周側の負極タブ１２Ｃ4ほど大きなたるみが生じる。このようなたるみがワークセット台３０ｂの集電体たるみ用逃げ部３３に入り込むことにより、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4をストレスなく変形させることができる。なお、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の先端部分を固定した状態で負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4を変形させるようにしてもよい。
【０１０５】
続いて、図６Ｃに示すように、集電体押さえ３４にて負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4をワークセット台３０ｂに押さえつけた後、図６Ｄおよび図６Ｅに示すように、例えば集電体押さえ３４に沿うように設けられた切断用刃３５で負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の先端を切り揃える。負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の切断箇所は、後に再度Ｕ字曲げを行った際に負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の先端が電池素子１０の厚みの範囲内に位置するように、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の先端の余剰分を少なくとも切断するようにする。
【０１０６】
［電極リード接続工程］
続いて、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4と、負極リード４との接続を行う。タブ接続工程では、第１のＵ字曲げ工程で形成した最適なＵ字曲げ形状を維持しながら正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃと、正極リード３および負極リード４を固着する。これにより、正極タブ１１Ｃおよび正極リード３と、負極タブ１２Ｃおよび負極リード４が電気的に接続される。図７は、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4と、負極リード４との接続工程を説明する側面図である。なお、図示はしないが、負極リード４にはあらかじめシーラント５が設けられているものとする。正極タブ１１Ｃと正極リード３についても同様にして接続工程が行われる。
【０１０７】
図７Ａに示すように、電極端子切断工程において負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の先端余剰分を切断した電池素子１０の上面と底面を再度反転させる。次に、図７Ｂに示すように、集電体形成維持用板３６を有するワークセット台３０ｃ上に電池素子１０を固定する。負極タブ１２Ｃ1の曲げ内周側には集電体形成維持用板３６の先端が位置しており、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の曲げ形状を維持するとともに、固着装置から発生する例えば超音波振動などの外的要因による影響を防止する。
【０１０８】
続いて、図７Ｃに示すように、例えば超音波溶着により負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4と負極リード４とを固着する。超音波溶着には、例えば、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の下部に備えられたアンビル３７ａと、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4の上部に備えられたホーン３７ｂが用いられる。アンビル３７ａには予め負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4がセットされ、ホーン３７ｂが下降してアンビル３７ａとホーン３７ｂとで負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4および負極リード４が挟持される。そして、アンビル３７ａとホーン３７ｂとにより、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4および負極リード４に超音波振動が与えられる。これにより、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4および負極リード４が互いに固着される。
【０１０９】
なお、タブ接続工程においては、図７Ｃを参照して上述した内周側曲げしろＲｉが形成されるように負極リード４を負極タブ１２Ｃに接続するとよい。なお、内周側曲げしろＲｉは、正極リード３および負極リード４の厚み以上とする。
【０１１０】
次に、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4と固着した負極リード４を所定の形状に折り曲げる。図８Ａ〜図８Ｃは、負極リード４のタブ折り曲げ工程を説明する側面図である。また、正極タブ１１Ｃと正極リード３についても同様にしてタブ折り曲げ工程・電極リード接続工程が行われる。
【０１１１】
図８Ａに示すように、接続工程において負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4と負極リード４とが固着された電池素子１０の上面と底面を再度反転させて、集電体たるみ用逃げ部３３を有するワークセット台３０ｄ上に電池素子１０を固定する。負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4と負極リード４との接続部分は、タブ折り曲げ台３８ａ上に載置する。
【０１１２】
続いて、図８Ｂに示すように、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4と負極リード４との接続部分をブロック３８ｂにて押さえ、図８Ｃに示すようにローラ３９を降下させることにより、タブ折り曲げ台３８ａおよびブロック３８ｂから突出した負極リード４を折り曲げる。
【０１１３】
［第２のタブＵ字曲げ工程］
続いて、図８Ｄに示すように、電池素子１０と、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4とを押さえるブロック３８ｂとの間に介在するようにＵ字曲げ用薄板３１を配置する。続いて、図８Ｅに示すように、負極タブ１２Ｃ1〜負極タブ１２Ｃ4を図５に示す第１のＵ字曲げ工程で形成したＵ字曲げ形状に沿って９０°折り曲げ、電池素子１０を作製する。このとき、上述したように、図７Ｃのように内周側曲げしろＲｉが形成されるように負極リード４と負極タブ１２Ｃとを接続しておく。これにより、第２のタブＵ字曲げ工程において、負極リード４が積層された正極１１および負極１２に当接することなく負極タブ１２Ｃを電極面と略垂直の方向にまで折り曲げることができる。
【０１１４】
このとき、負極リード４は予め熱溶着されたシーラント５と一緒に折り曲げるのが好ましい。負極リード４の折り曲げ部をシーラント５が被覆することになり、負極リード４とラミネートフィルム２とが直接接触しない構造とすることができる。この構造により、長期的な振動、衝撃などによるラミネートフィルム２内部の樹脂層と負極リード４との擦れ、ラミネートフィルム２の破損、ラミネートフィルム２の金属層との短絡の危険性を大幅に低減することができる。このようにして、電池素子１０が作製される。
【０１１５】
［外装工程］
このあと、作製した電池素子１０をラミネートフィルム２で外装し、サイド部の一方と、トップ部およびボトム部をヒータヘッドで加熱して熱融着する。正極リード３および負極リード４が導出されたトップ部およびボトム部は、例えば切り欠きを有するヒータヘッドで加熱して熱融着する。
【０１１６】
続いて、熱融着していない他のサイド部の開口から、非水電解液を注液する。最後に、注液を行ったサイド部のラミネートフィルム２を熱融着し、電池素子１０をラミネートフィルム２内に封止する。この後、ラミネートフィルム２の外部から、電池素子１０を加圧するとともに加熱し、非水電解液をフッ化ビニリデンを含む高分子材料に保持させる。これにより、正極１１および負極１２間に、ゲル電解質層が形成される。また、電池素子１０の最表面のセパレータ１３表面にゲル電解質層が形成されることにより、電池素子１０とラミネートフィルム２との間にフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４が同時に形成される。
【０１１７】
２．第２の実施の形態
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と異なる構成の電池素子１０、および第１の実施の形態と異なる多孔性重合体層１４の形成方法を用いた場合について説明する。なお、以下では、第１の実施の形態とやや異なる電池素子１０の構成と、フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４の形成に関わる部分のみ説明する。
【０１１８】
（２−１）非水電解質電池の構成
［電池素子］
【０１１９】
非水電解質電池１に収容される電池素子１０は、第１の実施の形態と同様に、図２Ａまたは図２Ｂに示す矩形状の正極１１と、図２Ｃまたは図２Ｄに示す矩形状の負極１２とが、セパレータ１３を介して積層された構成である。具体的には、例えば図９Ａおよび図９Ｂに示すように、正極１１および負極１２が、矩形状のセパレータ１３を介して交互に積層された構成である。
【０１２０】
電池素子１０は、正極１１と負極１２とが矩形状のセパレータ１３を介して交互に積層された積層型電極構造を有している。第２の実施の形態では、電池素子の最表層が例えば負極１２となるように、負極１２、セパレータ１３、正極１１、セパレータ１３・・・セパレータ１３、負極１２のように順に積層された電池素子を用いる。第２の実施の形態における非水電解質電池１は、電池素子１０とラミネートフィルム２との間にフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４が備えられている。すなわち、電池素子１０の最表層である負極１２の表面には、フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４が形成されている。なお、第２の実施の形態の電池素子１０においては、正極１１および負極１２の両面に、予め図示しないゲル電解質層が形成されている。また、電池素子１０の最表層に設けられたゲル電解質層は、この発明の多孔性重合体層１４の機能も有する。このため、ゲル電解質層は、多孔性重合体層１４と同様の成分で構成される。
【０１２１】
電池素子１０からは、複数枚の正極１１からそれぞれ延出される正極タブ１１Ｃと、複数枚の負極１２からそれぞれ延出される負極タブ１２Ｃとが導出されている。複数枚重ねられた正極タブ１１Ｃは、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた正極タブ１１Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接等の方法により正極リード３が接続されている。
【０１２２】
また、正極１１と同様に、負極タブ１２Ｃは、複数枚重ねられた上で、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた負極タブ１２Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接等の方法により負極リード４が接続されている。
【０１２３】
（２−２）非水電解質電池の製造方法
上述のような非水電解質電池は、以下のような工程で作製することができる。
【０１２４】
［正極および負極の作製］
正極１１および負極１２は、第１の実施の形態と同様の方法により作製することができる。なお、第２の実施の形態では、正極１１および負極１２の両面に、予めゲル電解質層を形成しておく。上述の様に、第２の実施の形態では電池素子１０の最表層に設けられたゲル電解質層が、この発明の多孔性重合体層１４の機能も有する。このため、ゲル電解質は、第１の実施の形態と同様の非水電解液と、マトリクスポリマとしても機能するフッ化ビニリデンを含む高分子材料を混合した前駆体溶液を正極１１および負極１２の両面に塗布し、不要な溶媒を揮発させることにより形成する。
【０１２５】
［セパレータの作製］
第２の実施の形態におけるセパレータ１３は、第１の実施の形態と異なり、微多孔性樹脂フィルムの表面にはフッ化ビニリデンを含む高分子材料を付着させない。予め正極１１および負極１２の両面に多孔性重合体層１４としての機能も有するゲル電解質層が形成されているためである。
【０１２６】
［積層工程］
図９Ａおよび図９Ｂに示すように、両面にゲル電解質層が形成された正極１１と負極１２とを、矩形状のセパレータ１３を介して積層する。例えば、負極１２、セパレータ１３、正極１１セパレータ１３・・・セパレータ１３、負極１２となるように重ね合わせて所定数の正極１１および負極１２を積層する。続いて、正極１１、負極１２およびセパレータ１３が密着するように押圧した状態で固定し、電池素子１０を作製する。固定には、接着テープ等の固定部材６を用いる。固定部材６は、図１Ｂに示す第１の実施の形態の場合と同様に、例えば電池素子１０の両サイド部に設ける。これにより、電池素子１０が形成される。
【０１２７】
なお、正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２ＣのＵ字曲げや、正極リード３および負極リード４の接続、ラミネートフィルム２の外装は、第１の実施の形態と同様にして行うことができる。
【０１２８】
なお、第２の実施の形態では、予めゲル電解質層およびフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４を形成しているため、電池素子１０を収容したラミネートフィルム２の外部からの加熱は必要ない。なお、ゲル電解質層と正極１１と負極１２とを密着させるための加圧は、必要に応じて行っても良い。
【０１２９】
３．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、電池素子１０の表面に、フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４を単独で形成、すなわち、多孔性重合体層１４をゲル電解質層と一体とせずに形成する方法について説明する。なお、第３の実施の形態における多孔性重合体層形成方法は、第１の実施の形態および第２の実施の形態のいずれの電池素子１０にも適用可能であるが、以下では第２の実施の形態の電池素子１０に対する形成方法を説明する。また、電池素子１０の形成方法は第２の実施の形態とほぼ同様であるため、フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層１４の形成に関わる部分のみ説明する。
【０１３０】
（３−１）非水電解質電池の製造方法
上述のような非水電解質電池は、以下のような工程で作製することができる。
【０１３１】
［正極および負極の作製］
正極１１および負極１２は、第２の実施の形態と同様の方法により作製することができる。なお、第３実施の形態では、正極１１および負極１２の両面に、予めゲル電解質層を形成せず、セパレータ１３に非水電解液が含浸された構成としても良く、また、正極１１および負極１２の両面に、予めゲル電解質層を形成しておいてもよい。さらに、正極１１および負極１２と対向するセパレータの両面にマトリクスポリマを付着させ、ラミネートフィルム２の封止後に非水電解液とフッ化ビニリデンを含む高分子材料を反応させてゲル電解質層を形成しても良い。
【０１３２】
［積層工程］
上述の様にして作製した正極１１と負極１２とを、例えば負極１２、セパレータ１３、正極１１セパレータ１３・・・セパレータ１３、負極１２となるように矩形状のセパレータ１３を介して重ね合わせて所定数の正極１１および負極１２を積層する。続いて、正極１１、負極１２およびセパレータ１３が密着するように押圧した状態で固定し、電池素子１０を作製する。
【０１３３】
このようにして作製した電池素子１０は、第２の実施の形態と同様の方法により正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２ＣのＵ字曲げがなされる。
【０１３４】
ここで、第３の実施の形態のラミネートフィルム２は、内側樹脂層２ｃ表面の電池素子１０と対向する位置に、フッ化ビニリデンを含む高分子層が予め形成されている。フッ化ビニリデンを含む高分子層は、フッ化ビニリデンを含む高分子材料を極性が高い溶媒に溶解させた塗工溶液をラミネートフィルム２の所定の領域に塗布し、溶媒を揮発させて乾燥させることにより形成される。このような溶媒としては、例えばＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル等を用いることができる。
【０１３５】
電池素子１０は、内側樹脂層２ｃの所定領域にフッ化ビニリデンを含む高分子層が形成されたラミネートフィルム２によって外装される。このとき、電池素子１０と、ラミネートフィルム２に形成されたフッ化ビニリデンを含む高分子層とが対向する。ラミネートフィルム２の封止前には、非水電解液が電池内部に注液される。これにより、セパレータ１３が非水電解液を含浸するか、もしくは後に電池外部から加熱及び加圧を行うことによりセパレータ１３表面に付着させたマトリクスポリマと非水電解液とが反応して、セパレータ１３の表面にゲル電解質層が形成される。
【０１３６】
なお、第３の実施の形態では、非水電解液もしくは非水電解液を含むゲル電解質層が電池内部に存在する。このため、フッ化ビニリデンを含む高分子層は、電池内部において非水溶媒および電解質塩を吸収したフッ化ビニリデンを含む多孔性重合体層１４となっている。これにより、第１および第２の実施の形態と同様に、ラミネートフィルム２内における電池素子１０の移動を抑制し、正極リード３および負極リード４と電池素子１０との接続部の破損に起因する電池特性の低下を抑制することができる。
【０１３７】
４．第４の実施の形態
第４の実施の形態では、上述の非水電解質電池１を用いたバッテリユニットおよびバッ
テリユニットが組み合わされたバッテリモジュールについて説明する。なお、第４の実施
の形態では、第１の実施の形態の正極リード３と負極リード４とが異なる辺から導出され
た非水電解質電池１を用いた場合について説明する。
【０１３８】
［バッテリユニット］
図１０は、この発明を適用したバッテリユニットの構成例を示す斜視図である。図１０Ａおよび図１０Ｂには、それぞれ異なる側から見たバッテリユニット１００が示されており、図１０Ａに主に示されている側をバッテリユニット１００の正面側とし、図１０Ｂに主に示されている側をバッテリユニット１００の背面側とする。図１０に示すように、バッテリユニット１００は、非水電解質電池１−１および１−２、ブラケット１１０、並びに、バスバー１２０−１および１２０−２を備えて構成される。非水電解質電池１−１および１−２は上述した第１〜第３の実施形態のいずれかの構成を採用した非水電解質電池である。
【０１３９】
ブラケット１１０は、非水電解質電池１−１および１−２の強度を確保するための支持具であり、ブラケット１１０の正面側に非水電解質電池１−１が装着され、ブラケット１１０の背面側に非水電解質電池１−２が装着される。なお、ブラケット１１０は、正面側および背面側のどちらから見ても、ほぼ同じ形状をしているが、下側の一方の角部分に面取り部１１１が形成されており、面取り部１１１が右下に見える側を正面側とし、面取り部１１１が左下に見える側を背面側とする。
【０１４０】
バスバー１２０−１および１２０−２は、略Ｌ字形状をした金属の部材であり、非水電解質電池１−１および１−２のタブに接続される接続部分がブラケット１１０の側面側に配置され、バッテリユニット１００の外部と接続されるターミナルがブラケット１１０の上面に配置されるように、ブラケット１１０の両側面にそれぞれ装着される。
【０１４１】
図１１は、バッテリユニット１００が分解された状態を示す斜視図である。図１１の上側をバッテリユニット１００の正面側とし、図１１の下側をバッテリユニット１００の背面側とする。以下、非水電解質電池１−１において内部に電池素子１０が収容された凸状部分を電池本体１−１Ａと称する。同様に、非水電解質電池１−２において内部に電池素子が収容された凸状部分を電池本体１−２Ａと称する。
【０１４２】
そして、非水電解質電池１−１および１−２は、凸形状となっている電池本体１−１Ａおよび１−２Ａ側を互いに向い合せた状態で、ブラケット１１０に装着される。つまり、非水電解質電池１−１は正極リード３−１および負極リード４−１が設けられる面が正面側を向き、非水電解質電池１−２は正極リード３−２および負極リード４−２が設けられる面が背面側を向くように、ブラケット１１０に装着される。
【０１４３】
ブラケット１１０は、外周壁１１２およびリブ部１１３を有している。外周壁１１２は、非水電解質電池１−１および１−２の電池本体１−１Ａおよび１−２Ａの外周よりも若干広く、即ち、非水電解質電池１−１および１−２が装着された状態で電池本体１−１Ａおよび１−２Ａを囲うように形成される。リブ部１１３は、外周壁１１２の内側の側面に外周壁１１２の厚み方向の中央部分から内側に向かって伸びるように形成される。
【０１４４】
図１１の構成例では、非水電解質電池１−１および１−２が、ブラケット１１０の正面側および背面側から外周壁１１２内に挿入され、両面に粘着性を有する両面テープ１３０−１および１３０−２により、ブラケット１１０のリブ部１１３の両面に貼着される。両面テープ１３０−１および１３０−２は、非水電解質電池１−１および１−２の外周端に沿った所定の幅の略ロ字形状をしており、ブラケット１１０のリブ部１１３は、両面テープ１３０−１および１３０−２が貼着する面積だけ設けられていればよい。
【０１４５】
このように、リブ部１１３は、非水電解質電池１−１および１−２の外周端に沿った所定の幅だけ、外周壁１１２の内側の側面から内側に向かって伸びるように形成されており、リブ部１１３よりも内側は、開口部となっている。従って、ブラケット１１０の正面側から両面テープ１３０−１によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池１−１と、ブラケット１１０の背面側から両面テープ１３０−２によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池１−２との間では、この開口部によって隙間が生じている。
【０１４６】
即ち、ブラケット１１０の中央部分に開口部が形成されていることで、非水電解質電池１−１および１−２は、リブ部１１３の厚みと両面テープ１３０−１および１３０−２の厚みとを合計した寸法の隙間を有してブラケット１１０に装着される。例えば、非水電解質電池１−１および１−２には、充放電やガスの発生などにより多少の膨らみが生じることがあるが、この開口部により設けられる間隙が、非水電解質電池１−１および１−２の膨らみを逃がす空間となる。従って、非水電解質電池１−１および１−２が膨らんだ部分によってバッテリユニット１００全体の厚みが増加するなどの影響を排除することができる。
【０１４７】
また、非水電解質電池１−１および１−２をリブ部１１３に接着する際に、接着面積が広い場合にはかなりの圧力が必要となるが、リブ部１１３の接着面を外周端に限定することにより、効率よく圧力をかけて、容易に接着することができる。これにより、製造時に非水電解質電池１−１および１−２にかかるストレスを軽減することができる。
【０１４８】
図１１に示すように、１つのブラケット１１０に２つの非水電解質電池１−１および１−２を取り付けることにより、例えば、１つのブラケットに１つの非水電解質電池を取り付ける場合よりも、ブラケット１１０の厚みと空間を削減することができる。これにより、エネルギー密度を向上させることができる。
【０１４９】
また、バッテリユニット１００の厚み方向の剛性を、２枚の非水電解質電池１−１および１−２を貼り合わせる相乗効果により得られるため、ブラケット１１０のリブ部１１３を薄肉化することができる。即ち、例えば、リブ部１１３の厚みを１ｍｍ以下（樹脂成型の限界の厚み程度）にしても、非水電解質電池１−１および１−２をリブ部１１３の両側から貼り合わせることで、バッテリユニット１００全体として十分な剛性を得ることができる。そして、リブ部１１３の厚みを薄くすることにより、バッテリユニット１００の厚みが薄くなり容積が縮小することになる結果、バッテリユニット１００のエネルギー密度を向上させることができる。
【０１５０】
また、バッテリユニット１００は、外的なストレスに対する耐性を高めるため、非水電解質電池１−１および１−２の外周面（両側面および上下面）が、ブラケット１１０の外周壁１１２の内周面と接触しない構造とし、非水電解質電池１−１および１−２が有する広い面でリブ部１１３に貼り合わされる構造となっている。
【０１５１】
このような構成により、エネルギー密度が高く、かつ、外的なストレスに強いバッテリユニット１００を実現することができる。
【０１５２】
［バッテリモジュール］
次に、図１２〜図１５を参照して、バッテリユニット１００が組み合わされたバッテリモジュール２００の構成例について説明する。バッテリモジュール２００は、モジュールケース２１０、ゴムシート部２２０、電池部２３０、電池カバー２４０、固定シート部２５０、電気パーツ部２６０、およびボックスカバー２７０を備えて構成されている。
【０１５３】
モジュールケース２１０は、バッテリユニット１００を収納して使用機器に搭載するためのケースであり、図１２の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が収納可能なサイズとされている。
【０１５４】
ゴムシート部２２０は、バッテリユニット１００の底面に敷かれて、衝撃などを緩和するためのシートである。ゴムシート部２２０では、３個のバッテリユニット１００ごとに１枚のゴムシートが設けられ、２４個のバッテリユニット１００に対応するために８枚のゴムシートが用意される。
【０１５５】
電池部２３０は、図１２の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が組み合わされて構成されている。また、電池部２３０では、３個のバッテリユニット１００が並列に接続されて並列ブロック２３１を構成し、８個の並列ブロック２３１が直列に接続される接続構成となっている。
【０１５６】
電池カバー２４０は、電池部２３０を固定するためのカバーであり、非水電解質電池１のバスバー１２０に対応した開口部が設けられている。
【０１５７】
固定シート部２５０は、電池カバー２４０の上面に配置され、ボックスカバー２７０がモジュールケース２１０に固定されたときに、電池カバー２４０およびボックスカバー２７０に密着して固定するシートである。
【０１５８】
電気パーツ部２６０は、バッテリユニット１００の充放電を制御する充放電制御回路などの電気的な部品を有する。充放電制御回路は、例えば、電池部２３０において２本の列をなすバスバー１２０の間の空間に配置される。
【０１５９】
ボックスカバー２７０は、モジュールケース２１０に各部が収納された後に、モジュールケース２１０を閉鎖するためのカバーである。
【０１６０】
ここで、バッテリモジュール２００では、３個のバッテリユニット１００が並列に接続された並列ブロック２３１が直列に接続されて電池部２３０が構成されており、この直列の接続が、電気パーツ部２６０が有する金属板材で行われる。従って、電池部２３０では、並列ブロック２３１ごとに端子の向きが交互になるように、即ち、隣り合う並列ブロック２３１どうしでプラスの端子とマイナスの端子とが並ぶように、並列ブロック２３１がそれぞれ配置される。そこで、バッテリモジュール２００では、隣り合う並列ブロック２３１で同極の端子が並ぶことを回避させるような工夫が必要である。
【０１６１】
例えば、図１３に示すように、バッテリユニット１００−１〜１００−３により構成される並列ブロック２３１−１と、バッテリユニット１００−４〜１００−６により構成される並列ブロック２３１−２とでは、プラスの端子とマイナスの端子とが隣り合うような配置で、モジュールケース２１０に収納される。このような配置となるように規制するために、バッテリユニット１００のブラケット１１０の下側の一方の角部分に形成されている面取り部１１１が利用される。
【０１６２】
例えば、図１４および図１５に示すように、並列ブロック２３１では、バッテリユニット１００−１〜１００−３は、それぞれの面取り部１１１−１〜１１１−３が同じ向きとなるように組み合わされており、面取り領域２８０を形成する。そして、モジュールケース２１０には、面取り領域２８０の傾斜に応じた傾斜部２９０が形成されており、傾斜部２９０は、非水電解質電池１の３個分の厚みに応じた長さで、交互に配置されている。
【０１６３】
このように、並列ブロック２３１の面取り領域２８０と、モジュールケース２１０の傾斜部２９０とにより、並列ブロック２３１を間違った向きでモジュールケース２１０に収納しようとした場合には、並列ブロック２３１の底側の角部がモジュールケース２１０の傾斜部２９０に当接することになる。この場合、並列ブロック２３１がモジュールケース２１０の底面から浮き上がった状態となるため、並列ブロック２３１がモジュールケース２１０に完全に収納されなくなる。これにより、バッテリモジュール２００では、隣り合う並列ブロック２３１で同極の端子が隣り合って並ぶことが回避される。
【０１６４】
このようにしてこの発明に係る非水電解質電池を用いたバッテリユニットおよびバッテリモジュールが構成されている。なお、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１６５】
５．他の実施の形態
第１の実施の形態〜第３の実施の形態で説明した電池素子の構造およびフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層の形成方法は一例であり、これらに限定されるものではない。
【０１６６】
例えば、第１の実施の形態では最外層がセパレータ１３であり、第２の実施の形態では最外層が負極１２であるが、第１の実施の形態において最外層を正極１１または負極１２のいずれかの電極とし、第２の実施の形態において最外層をセパレータ１３としてもよい。最外層をセパレータとする場合、最外層を電極とするいずれの場合であっても、予めフッ化ビニリデンを含む高分子材料を最外層に付着させておき、後に非水電解液と反応させて多孔性重合体層を形成する方法、もしくは予め塗布により多孔性重合体層を形成してから積層を行う方法、電極およびセパレータの積層後に、電池素子１０の表面に塗布等により多孔性重合体層を形成する方法等、電池素子１０の表面にフッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層が形成される方法であればいずれの方法も用いることができる。
【０１６７】
また、フッ化ビニリデンを成分として含む多孔性重合体層は、電池素子１０の表面に第２の実施の形態のように塗布にて形成し、正極１１と負極１２とに挟まれたセパレータ１３は、非水電解液が含浸されるようにしても良い。
【０１６８】
電池素子１０の構造は、例えば図１６Ａに示す第１の実施の形態の構造の他、セパレータ１３の折り曲げ方向を変えた図１６Ｂのような構成としても良い。また、正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃを電極の半分未満の幅とし、正極タブ１１Ｃおよび負極タブ１２Ｃが同一方向に延出されるようにしてもよい。また、また、電池素子の構造１０は、セパレータを介して積層された帯状の正極および負極が巻回された巻回電極体構造であっても良い。
【０１６９】
なお、この発明の非水電解質電池１および非水電解質電池１を組み合わせたバッテリモジュール２００は、電動工具、電気自動車やハイブリッド電気自動車および電動アシスト自転車、ならびに住宅もしくはビル等に用いる蓄電システム等に用いることができる。
【実施例】
【０１７０】
以下、実施例によりこの発明を具体的に説明する。なお、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
【０１７１】
［実施例１］
実施例１では、正極リードおよび負極リードの導出部における熱融着後の厚みを変化させて非水電解質二次電池を作製し、電池特性を確認した。
【０１７２】
＜実施例１−１＞
［正極の作製］
カーボンで被覆されたオリビン構造を有するリチウムリン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4）９７重量部と、カーボンブラック３重量部とを混合して第２の混合材料とし、ボールミルを用いて第２の混合材料に対する乾式混合を１０時間行った。
【０１７３】
次に、ボールミルにて混合した第２の混合材料を、５５０℃の窒素（Ｎ２）雰囲気下において焼成した。これにより、カーボンで被覆されたオリビン構造を有するリチウムリン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ4）を正極活物質として得た。
【０１７４】
続いて、得られた正極活物質９５質量部と、導電剤である黒鉛１質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン４質量部とを混合して正極合剤を調製し、さらにこれを分散媒であるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させて正極合剤スラリーとした。続いて、この正極合剤スラリーを厚み１５μｍのアルミニウム（Ａｌ）箔よりなる正極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成形して正極活物質層を形成し、正極シートを作製した。なお、このとき、正極集電体の一部を露出させて正極活物質を作製した。最後に、正極シートを所定のサイズに切断して、矩形上の一辺に正極集電体露出部が形成された正極を作製した。
【０１７５】
［負極の作製］
粉砕した黒鉛粉末を負極活物質として用意した。この黒鉛粉末９２質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン８質量部とを混合して負極合剤を調製し、さらにこれを分散媒であるＮ−メチル−２−ピロリドンに分散させ負極合剤スラリーとした。次に、この負極合剤スラリーを厚み１２μｍの銅（Ｃｕ）箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布し、乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成形して負極活物質層を形成し、負極シートを作製した。なお、このとき、負極集電体の一部を露出させて負極活物質を作製した。最後に、負極シートを所定のサイズに切断して、矩形上の一辺に負極集電体露出部が形成された負極を作製した。
【０１７６】
［重合体が表面に形成されたセパレータの作製］
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液に、重量平均分子量を１００万のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）重合体が８質量％となるように溶解したポリマー溶液を作製し、このポリマー溶液を厚み１６μｍの微孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ両面にコーティング装置を用いて塗布した。次に、ポリマー溶液を塗布したポリエチレンフィルムを脱イオン水に浸漬し、その後乾燥することで、厚み３μｍの多孔性ポリフッ化ビニリデンからなる重合体層をポリエチレンフィルムの両面に作製した。
【０１７７】
［非水電解質電池の組み立て］
以上のようにして作製した正極および負極を、多孔性ポリフッ化ビニリデンからなる重合体層が形成されたセパレータを介して積層し、電池素子を作製した。このとき、セパレータをつづら状に折り曲げ、正極および負極をセパレータ間に順に挿入していくことにより、正極および負極がセパレータを介して積層されるようにした。また、このとき、最外層がセパレータに形成された多孔性重合体層になるように正極および負極を挿入した。続いて、正極、負極およびセパレータがずれないように保護テープで固定し、電池素子とした。
【０１７８】
さらに、作製した電池素子を、外装材で挟み、一方のサイド部を残した３辺を熱融着した。なお、外装材には、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てなる防湿性のアルミラミネートフィルムを用いた。続いて、熱融着していないサイド部の開口から非水電解液を注入し、減圧下で残りの１辺を熱融着して密封した。最後に、ラミネートフィルムで外装された電池素子を鉄板に挟んで９０℃で３分間加熱することで、多孔性重合体層を介して、正極および負極にセパレータを接着させた。これにより、容量１０Ａｈ、厚さ８．０ｍｍの非水電解質電池を作製した。
【０１７９】
＜実施例１−２＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液に溶解する重合体として、フッ化ビニリデン９０質量部と、ヘキサフルオロプロピレン１０質量部とを共重合させた共重合体を用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１８０】
＜実施例１−３＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液に溶解する重合体として、フッ化ビニリデン９７質量部と、ヘキサフルオロプロピレン４質量部と、クロロトリフルオロエチレン３質量部とを共重合させた共重合体を用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１８１】
＜実施例１−４＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液に溶解する重合体として、フッ化ビニリデン９９．５質量部と、モノメチルマレイン酸エステル０．５質量部とを共重合させた共重合体を用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１８２】
＜実施例１−５＞
セパレータの端部のみに多孔性重合体層を形成し、負極とラミネートフィルムに挟まれる最外層以外には多孔性重合体層が形成されていないセパレータを用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１８３】
＜比較例１−１＞
多孔性重合体層を形成していないセパレータを用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１８４】
＜比較例１−２＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液に溶解する重合体として、メタクリル酸メチルを用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１８５】
＜比較例１−３＞
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液に溶解する重合体として、ポリビニルアルコールを用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１８６】
［非水電解質電池の評価］
（ａ）放電容量の測定
上述の各実施例および比較例の非水電解質電池について、２３℃の環境下で２Ａの定電流充電を上限３．６Ｖまで行い、続いて、３．６Ｖでの定電圧充電を総充電時間が７時間になるまで行った。次に２Ａの定電流放電を終止電圧２．０Ｖまで行い、初回放電容量を求めた。各実施例および比較例ごとに２０個の非水電解質電池の試験を行い、その平均値を表１に示した。
【０１８７】
（ｂ）振動試験
各実施例および比較例の非水電解質電池について、初回放電容量を求めた後の非水電解質電池を３．６Ｖまで充電した。この後、３軸方向（ｘ軸、ｙ軸、ｚ軸）それぞれで、振幅０．８ｍｍ、周波数１０〜５５Ｈｚ、掃引速度１Ｈｚ／分の条件で振動試験を各９０分間行ったあと、内部抵抗（１ｋＨｚ）を測定した。各実施例および比較例ごとに２０個の非水電解質電池の試験を行い、その平均値を表１に示した。
【０１８８】
上述の評価結果を表１に示す。
【０１８９】
【表１】
0006048477.tif 000002
【０１９０】
表１から分かるように、電池素子と外装材との間に多孔性ポリフッ化ビニリデンを成分として含む重合体層が形成されている各実施例１−１〜１−５は、内部抵抗値が１０ｍΩ以下であり、また初回放電容量が低下することもなかった。電池素子表面とセパレータの間にのみ多孔性ポリフッ化ビニリデンを成分として含む重合体層を形成した実施例１−５でも、内部抵抗値の上昇がほとんど見られなかった。
【０１９１】
これに対して、重合体層が一切形成されていないセパレータを用いた比較例１−１と、ポリフッ化ビニリデンを成分として含まない重合体層を形成したセパレータを用いた比較例１−２および比較例１−３は、内部抵抗が１４．６〜１６．１ｍΩと顕著に向上することが確認された。
【０１９２】
すなわち、電池素子の外表面と外装材との間に多孔性のポリフッ化ビニリデンを成分として含む重合体層が形成されていれば、振動が加えられた際の内部抵抗の上昇を抑制できることが分かった。
【０１９３】
［実施例２］
実施例２では、セパレータ表面に形成される多孔性のポリフッ化ビニリデンを成分として含む重合体層の厚みを変化させて、電池特性を確認した。
【０１９４】
＜実施例２−１＞
多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の厚みを５μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１９５】
＜実施例２−２＞
多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の厚みを３μｍと実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１９６】
＜実施例２−３＞
多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の厚みを１μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１９７】
＜実施例２−４＞
多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の厚みを０．５μｍとした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１９８】
＜比較例２−１＞
多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層を形成していないセパレータを用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０１９９】
［非水電解質電池の評価］
（ａ）放電容量の測定
（ｂ）振動試験
各実施例および比較例の非水電解質電池について、実施例１と同様に放電容量の測定および振動試験を行った。
【０２００】
上述の評価結果を表２に示す。
【０２０１】
【表２】
0006048477.tif 000003
【０２０２】
表２から分かるように、電池素子の外表面と外装材との間の多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層を形成した実施例２−１〜実施例２−４は、多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層を形成しないセパレータを用いた比較例２−１と比較して初回放電容量が高く、かつ内部抵抗が小さかった。特に、多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の厚みを１μｍ以上とした実施例２−１〜実施例２−３は、多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の厚みが０．５μｍの実施例２−４よりもさらに内部抵抗が小さくなることが分かった。また、多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の厚みが１μｍ以上となると、内部抵抗の顕著な低下が見られないことが分かった。
【０２０３】
［実施例３］
実施例３では、多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の形成に用いるポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を変化させて、電池特性を確認した。
【０２０４】
＜実施例３−１＞
ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を４０万とした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２０５】
＜実施例３−２＞
ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を５０万とした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２０６】
＜実施例３−３＞
ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を８０万とした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２０７】
＜実施例３−４＞
実施例１−１と同様に、ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を１００万として非水電解質電池を作製した。
【０２０８】
＜実施例３−５＞
ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を１５０万とした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２０９】
＜実施例３−６＞
ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を１８０万とした以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２１０】
＜比較例３−１＞
多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層を形成していないセパレータを用いた以外は実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２１１】
［非水電解質電池の評価］
（ａ）放電容量の測定
（ｂ）振動試験
各実施例および比較例の非水電解質電池について、実施例１と同様に放電容量の測定および振動試験を行った。
【０２１２】
上述の評価結果を表３に示す。
【０２１３】
【表３】
0006048477.tif 000004
【０２１４】
表３から分かるように、セパレータに形成する多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の形成に用いるポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量が４０万の実施例３−１およびポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量が１８０万の実施例３−６は、内部抵抗が１１．１〜１１．７ｍΩであった。これに対して、ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を５０〜１５０万とした実施例３−２〜実施例３−５は、内部抵抗値が１０ｍΩ以下と顕著に向上した。
【０２１５】
すなわち、電池素子の外表面と外装材との間に設ける多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層の形成に用いるポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量を５０〜１５０万とした場合、振動が加えられた際の内部抵抗の上昇を抑制できる効果が大きいことが分かった。
【０２１６】
［実施例４］
実施例４では、無機酸化物粒子を混合した多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層を形成して電池特性を確認した。
【０２１７】
＜実施例４−１＞
実施例１−１と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２１８】
＜実施例４−２＞
無機酸化物粒子として平均粒径０．５μｍのアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）用いた。無機酸化物粒子を含む多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体層は、以下のようにして形成した。
【０２１９】
Ｎ−メチル−２−ピロリドン溶液に、重量平均分子量を１００万のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）重合体が８質量％となるように溶解したポリマー溶液を作製した。このポリマー溶液に、上述のアルミナ微粉末をポリフッ化ビニリデンの添加量に対して２倍の量となるように添加し、十分に攪拌した。
【０２２０】
アルミナを添加したポリマー溶液を厚み１６μｍの微孔性ポリエチレンフィルムよりなるセパレータ両面にコーティング装置を用いて塗布した。次に、ポリマー溶液を塗布したポリエチレンフィルムを脱イオン水に浸漬し、その後乾燥することで、厚み３μｍの多孔性ポリフッ化ビニリデンからなる重合体層をポリエチレンフィルムの両面に作製した。
【０２２１】
＜実施例４−３＞
無機酸化物粒子として平均粒径０．５μｍのシリカ（ＳｉＯ2）を用いた以外は実施例４−２と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２２２】
＜実施例４−４＞
無機酸化物粒子として平均粒径０．５μｍのチタニア（ＴｉＯ2）を用いた以外は実施例４−２と同様にして非水電解質電池を作製した。
【０２２３】
［非水電解質電池の評価］
（ａ）放電容量の測定
（ｂ）振動試験
各実施例および比較例の非水電解質電池について、実施例１と同様に放電容量の測定および振動試験を行った。
【０２２４】
上述の評価結果を表４に示す。
【０２２５】
【表４】
0006048477.tif 000005
【０２２６】
表４から分かるように、電池素子の外表面と外装材との間の多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体に無機酸化物粒子を混合させた実施例４−２〜４−４では、無機酸化物粒子を混合しない実施例４−１よりもさらに内部抵抗の上昇が小さいことが分かった。したがって、電池素子の外表面と外装材との間の多孔性ポリフッ化ビニリデン重合体に無機酸化物粒子を混合させることがより好ましい。
【０２２７】
以上、この発明の一実施形態について具体的に説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０２２８】
例えば、上述した一実施形態では、電池として正極と負極とを積層してなる積層型電極体を用いた場合や、巻回せずにいわゆるつづら折りにされたつづら折り型電極体を用いた場合を例に挙げて説明したが、この発明はこれに限定されるものではなく、帯状の正極と帯状の負極とをセパレータを介して積層し、さらに長手方向に巻回されてなる電極巻回体を用いた場合も適用可能である。
【符号の説明】
【０２２９】
１・・・非水電解質電池
２・・・ラミネートフィルム
３・・・正極リード
４・・・負極リード
５・・・シーラント
６・・・固定部材
７・・・電池素子収納部
１０・・・電池素子
１１・・・正極
１１Ａ・・・正極集電体
１１Ｂ・・・正極活物質層
１１Ｃ・・・正極タブ
１２・・・負極
１２Ａ・・・負極集電体
１２Ｂ・・・負極活物質層
１２Ｃ・・・負極タブ
１３・・・セパレータ
１４・・・多孔性重合体層
１００・・・バッテリユニット
２００・・・バッテリモジュール 
【図１】
0006048477.tif 000006
【図２】
0006048477.tif 000007
【図３】
0006048477.tif 000008
【図４】
0006048477.tif 000009
【図５】
0006048477.tif 000010
【図６】
0006048477.tif 000011
【図７】
0006048477.tif 000012
【図８】
0006048477.tif 000013
【図９】
0006048477.tif 000014
【図１０】
0006048477.tif 000015
【図１１】
0006048477.tif 000016
【図１２】
0006048477.tif 000017
【図１３】
0006048477.tif 000018
【図１４】
0006048477.tif 000019
【図１５】
0006048477.tif 000020
【図１６】
0006048477.tif 000021
【図１７】
0006048477.tif 000022