(57)【要約】  【課題】正極の内周側端部および外周側端部に非露出構造を有する電池において、正極の切れを抑制できる電池を提供する。  【解決手段】電池は、巻回された正極および負極を備え、正極は、正極集電体と、正極集電体の内側面に設けられた第１正極活物質層と、正極集電体の外側面に設けられた第２正極活物質層とを備える。正極集電体の内周側端部および外周側端部は、第１正極活物質層により覆われており、第１正極活物質層は、正極の内周側端部に対向する部分に低面積密度部を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
巻回された正極および負極を備え、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体の内側面に設けられた第１正極活物質層と、前記正極集電体の外側面に設けられた第２正極活物質層とを備え、
前記正極集電体の内周側端部および外周側端部は、前記第１正極活物質層および前記第２正極活物質層により覆われており、
前記第１正極活物質層は、前記正極の内周側端部に対向する部分に低面積密度部を有する電池。
【請求項２】
前記低面積密度部は、前記第１正極活物質層の平均面積密度に比べて低い面積密度を有する請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記低面積密度部の面積密度ＤAと前記第１正極活物質層の平均面積密度ＤBとの面積密度比ＤA／ＤBが、ＤA／ＤB≦０．９８の関係を満たす請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記低面積密度部は、前記正極の内周側の端部から１周を超える範囲に設けられている請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記第１正極活物質層は、前記正極の外周側端部に低面積密度部をさらに有する請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記第２正極活物質層は、前記正極の内周側端部および外周側端部のうちの少なくとも一方に低面積密度部をさらに有する請求項１に記載の電池。
【請求項７】
前記正極および前記負極と共に巻回されたセパレータをさらに備え、
前記セパレータの内周側端部は、前記正極の内周側端部よりも長く巻回されている請求項４に記載の電池。
【請求項８】
前記正極および前記負極と共に巻回されたセパレータをさらに備え、
前記セパレータの外周側端部は、前記正極の外周側端部よりも長く巻回されている請求項５に記載の電池。
【請求項９】
前記低面積密度部は、前記正極の内周側端部に対向する部分に局所的に設けられている請求項１に記載の電池。
【請求項１０】
前記正極を収容する円筒状の電池缶をさらに備える請求項１に記載の電池。
【請求項１１】
巻回された電極を備え、
前記電極は、集電体と、前記集電体の内側面に設けられた第１活物質層と、前記集電体の外側面に設けられた第２活物質層とを備え、
前記集電体の内周側端部および外周側端部は、前記第１活物質層および前記第２活物質層により覆われており、
前記第１活物質層は、前記電極の内周側端部に対向する部分に低面積密度部を有する電池。
【請求項１２】
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１３】
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１４】
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１５】
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１６】
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、巻回された正極および負極を備える電池、それ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に関する。
【背景技術】
【０００２】
長尺状の正極および負極を巻回した構造の電池は広く用いられている。この巻回構造の電池では、安全性の向上のために、正極の内周側および外周側の両端部において正極集電体の両面が露出しないように、正極活物質層により覆った構造（以下「集電体非露出構造」という。）のものがある。
【０００３】
特許文献１では、正極板および負極板の少なくともいずれか一方の電極群の内周側の活物質密度を外周側の活物質密度より部分的に小さくすることで、電極板の柔軟性を向上し、電極板をシート形状で加工する際および電極板を巻回する際の電極板の切れを抑制することが記載されている。また、活物質密度の小さい箇所は、電極群の長手方向に対して最内周の塗工端部から一巻き分までの範囲で形成されることが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−１８１８３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
集電体非露出構造の電池の場合、電池素子を形成するために正極および負極を巻回した際に、巻始め端部から１周外側の位置を起点として正極に切れが発生することがある。これは内周側の正極端部の厚み(＝「正極集電体の厚み」＋「正極集電体の両面の正極活物質層の厚みの総和」)による段差で巻始め端部から１周外側の正極が折れるためである。上記の特許文献１では、巻始め端部から１周外側の位置を起点として発生する正極の切れを抑制する技術については記載されていない。
【０００６】
なお、正極の内周側端部にて正極集電体の片面または両面が露出している構造の場合、段差は集電体非露出構造の場合に比べて小さくなるため、正極の切れは発生しにくい。したがって、巻始め端部から１周外側の位置を起点として発生する正極の切れは、集電体非露出構造の電池において特に発生しやすい現象といえる。
【０００７】
本技術の目的は、正極の内周側端部および外周側端部に集電体非露出構造を有する電池において、正極の切れを抑制できる電池、それ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】
【０００８】
上述の課題を解決するために、本技術の電池は、巻回された正極および負極を備え、正極は、正極集電体と、正極集電体の内側面に設けられた第１正極活物質層と、正極集電体の外側面に設けられた第２正極活物質層とを備え、正極集電体の内周側端部および外周側端部は、第１正極活物質層により覆われており、第１正極活物質層は、正極の内周側端部に対向する部分に低面積密度部を有する。
【０００９】
また、本技術の電池は、巻回された電極を備え、電極は、集電体と、集電体の内側面に設けられた第１活物質層と、集電体の外側面に設けられた第２活物質層とを備え、集電体の内周側端部および外周側端部は、第１活物質層および第２活物質層により覆われており、第１活物質層は、電極の内周側端部に対向する部分に低面積密度部を有する。
【００１０】
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ものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上説明したように、本技術によれば、正極の内周側端部および外周側端部に非露出構造を有する電池において、正極の切れを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、本技術の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池の一構成例を示す断面図である。
【図２】図２Ａは、巻き解かれた状態の巻回電極体の一構成例を示す断面図である。図２Ｂは、正極の巻回構造の一例を示す断面図である。
【図３】図３Ａは、巻き解かれた状態の巻回電極体の一構成例を示す断面図である。図３Ｂは、正極の巻回構造の一例を示す断面図である。
【図４】図４Ａは、巻き解かれた状態の巻回電極体の一構成例を示す断面図である。図４Ｂは、正極の巻回構造の一例を示す断面図である。
【図５】図５Ａは、巻き解かれた状態の巻回電極体の一構成例を示す断面図である。図５Ｂは、正極の巻回構造の一例を示す断面図である。
【図６】図６は、本技術の第２の実施形態に係る電子機器の一構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は、本技術の第３の実施形態に係る蓄電システムの一構成例を示す概略図である。
【図８】図８は、本技術の第４の実施形態に係る電動車両の一構成例を示す概略図である。
【図９】図９Ａは、巻き解かれた状態の巻回電極体の構成を示す断面図である。図９Ｂは、正極の巻回構造を示す断面図である。
【図１０】図１０Ａは、巻き解かれた状態の巻回電極体の構成を示す断面図である。図１０Ｂは、正極の巻回構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１  第１の実施形態（円筒型電池の例）
２  第２の実施形態（電池パックおよび電子機器の例）
３  第３の実施形態（蓄電システムの例）
４  第４の実施形態（電動車両の例）
【００１４】
＜１  第１の実施形態＞
［電池の構成］
以下、図１を参照しながら、本技術の第１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。この非水電解質二次電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、一端が開放され、他端が閉鎖された円筒状の電池缶１１の内部に、一対の帯状の正極２１と帯状の負極２２とが帯状のセパレータ２３を介して積層され、巻回された巻回電極体２０を有している。正極２１、負極２２およびセパレータ２３は、それらの長手方向の一端が巻回電極体２０の内周側となり、それらの長手方向の他端が巻回電極体２０の外周側となるように巻回されている。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。
【００１５】
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。
【００１６】
巻回電極体２０の中心には、貫通孔２０Ａを有し、この貫通孔２０Ａにセンターピン２４が挿入されている。巻回電極体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。
【００１７】
第１の実施形態に係る電池では、一対の正極２１および負極２２当たりの完全充電状態における開回路電圧（すなわち電池電圧）は、４．２Ｖ以下でもよいが、４．２Ｖよりも高く、好ましくは４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下、より好ましくは４．３Ｖ以上５．０Ｖ以下、さらにより好ましくは４．３５Ｖ以上４．６０Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。正極活物質として例えば層状岩塩型リチウム複合酸化物などを用いた場合において、完全充電時における開回路電圧が４．２５Ｖ以上とされると、４．２０Ｖの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、高いエネルギー密度が得られる。
【００１８】
以下、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。
【００１９】
（正極）
正極２１は、図２Ａに示すように、正極集電体２１Ａと、正極集電体２１Ａの内側面に設けられた第１正極活物質層２１Ｂと、正極集電体２１Ａの外側面に設けられた第２正極活物質層２１Ｃとを備える。ここで、内側、外側とは、巻回された状態にある正極集電体２１Ａにおいて内側、外側であることを意味している。正極２１は、その中周部に正極集電体２１Ａの両面が第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃに覆われずに露出した正極集電体露出部を有している。この正極集電体露出部に正極リード２５が接続されている。
【００２０】
正極２１の内周側端部および外周側端部において、正極集電体２１Ａの両面は第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃにより覆われている。すなわち、正極２１は、正極２１の内周側端部および外周側端部において、正極集電体２１Ａが露出しない構造を有している。
【００２１】
第１正極活物質層２１Ｂは、図２Ａ、図２Ｂに示すように、正極２１の内周側端部（先端部）に対向する部分に局所的に低面積密度部２１Ｄを有する。なお、図２Ｂでは、正極２１の内周側端部と低面積密度部２１Ｄとの位置関係の理解を容易とするために、負極２２の図示を省略している。第１正極活物質層２１Ｂが低面積密度部２１Ｄを有することで、正極２１の巻回時に、正極２１の内周側端部に対向する部分にて正極２１に切れが発生することを抑制できる。
【００２２】
ここで、低面積密度部２１Ｄは、第１正極活物質層２１Ｂの平均面積密度に比べて低い面積密度を有する。正極２１が低面積密度部２１Ｄを有しているか否かは以下のようにして確認することができる。すなわち、正極２１の内周側端部に対向する部分の第１正極活物質層２１Ｂと、それ以外の部分の第１正極活物質層２１Ｂとの断面ＴＥＭ（Transmission Electron Microscope）像を取得して、それらの断面ＴＥＭ像を比較することで、正極２１が低面積密度部２１Ｄを有しているか否かを確認することができる。
【００２３】
なお、図２Ａ、図２Ｂでは、低面積密度部２１Ｄの表面がそれ以外の部分の表面に対して凹状を有している構成を示しているが、低面積密度部２１Ｄの表面が凹状を有しておらず、低面積密度部２１Ｄの厚みがそれ以外の部分と同一またはほぼ同一の厚みとなっていてもよい。
【００２４】
低面積密度部２１Ｄによる正極２１の切れの発生を抑制する効果は、貫通孔２０Ａの孔径（直径）が３．０ｍｍ以下である場合に、より顕著に発現する。ここで、貫通孔２０Ａの孔径とは、円柱状の巻回電極体１の中心軸に対して垂直な方向における貫通孔２０Ａの幅を意味する。貫通孔２０Ａの孔径が方向によって異なる場合、貫通孔２０Ａの孔径のうち最大の値を有するものを貫通孔２０Ａの孔径と定義する。
【００２５】
第１正極活物質層２１Ｂの低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤAと第１正極活物質層２１Ｂの平均面積密度ＤBとの面積密度比ＤA／ＤBが、好ましくはＤA／ＤB≦０．９８、より好ましくは０．１≦ＤA／ＤB≦０．９８の関係を満たしている。面積密度比ＤA／ＤBが０．９８＜ＤA／ＤBであると、低面積密度部２１Ｄの面積密度が高すぎて、低面積密度部２１Ｄにおける正極２１の柔軟性が低下する虞がある。一方、面積密度比ＤA／ＤBがＤA／ＤB＜０．１であると、低面積密度部２１Ｄの面積密度が低すぎて、正極２１の巻回時に低面積密度部２１Ｄにて正極集電体２１Ａが露出する虞がある。
【００２６】
第１正極活物質層２１Ｂの低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤAは、以下のようにして求められる。まず、電池を完全放電させてから解体して正極２１を取り出し、溶剤（例えばＤＭＣ（ジメチルカーボネート）など）で洗浄した後、充分に乾燥させる。次に、溶剤（例えばＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）など）を浸み込ませた不織布などで第２正極活物質層２１Ｃを除去する。次に、第２正極活物質層２１Ｃが除去された正極２１の底面積密度部２１Ｄの位置を断面ＴＥＭ像などにより特定し、底面積密度２１Ｄに相当する部分を切り出して測定サンプル（以下「測定サンプルＡ」という。）を作製した後、この測定サンプルＡの質量（以下「質量ＭＡ１」という。）を測定する。
【００２７】
次に、溶剤を浸み込ませた不織布などで測定サンプルＡの第１正極活物質層２１Ｂを除去し、質量（以下「質量ＭＡ２」という。）および面積Ｓ（＝（切り出し長さＬ）×（切り出し幅Ｗ））を測定する。上記の測定作業を１００個の電池について行い、切り出した電池１００個分の質量ＭＡ１、質量ＭＡ２、面積Ｓをそれぞれ単純に平均（算術平均）して、質量ＭＡ１の平均値、質量ＭＡ２の平均値、面積Ｓの平均値を求める。次に、下記の式から第１正極活物質層２１Ｂの低面積密度部２１Ｄの（平均）面積密度ＤAを求める。
面積密度ＤA［ｍｇ／ｃｍ2］＝（（質量ＭＡ１の平均値）−（質量ＭＡ２の平均値））／（測定サンプルＡの面積Ｓの平均値）
【００２８】
第１正極活物質層２１Ｂの平均面積密度ＤBは、以下のようにして求められる。まず、上記の面積密度ＤAの求め方と同様にして、第２正極活物質層２１Ｃが除去された正極２１を作製して、これを測定サンプル（以下「測定サンプルＢ」という。）とし、この測定サンプルＢの質量（以下「質量ＭＢ１」という。）を測定する。次に、溶剤を浸み込ませた不織布などで測定サンプルＢの第１正極活物質層２１Ｂを除去し、質量（以下「質量ＭＢ２」という。）を測定する。次に、下記の式から第１正極活物質層２１Ｂの平均面積密度ＤBを求める。
平均面積密度ＤB［ｍｇ／ｃｍ2］＝（質量ＭＢ１−質量ＭＢ２）／（正極集電体露出部を除く測定サンプルＢの面積Ｓ）
【００２９】
正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃは、例えば、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な正極活物質を含んでいる。第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃは、必要に応じて添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤および結着剤のうちの少なくとも１種を用いることができる。
【００３０】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ａ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｂ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル、マンガン（Ｍｎ）および鉄からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。Ｎｉを含むリチウム複合酸化物としては、例えば、リチウムとニッケルとコバルトとマンガンと酸素とを含むリチウム複合酸化物（ＮＣＭ）、リチウムとニッケルとコバルトとアルミニウムと酸素とを含むリチウム複合酸化物（ＮＣＡ）などを用いることできる。
【００３１】
上述のようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ｃ）、式（Ｄ）もしくは式（Ｅ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｆ）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（Ｇ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）などがある。
【００３２】
ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz  ・・・（Ａ）
（但し、式（Ａ）中、Ｍ１は、ニッケル、マンガンを除く２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、−０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
【００３３】
ＬｉaＭ２bＰＯ4  ・・・（Ｂ）
（但し、式（Ｂ）中、Ｍ２は、２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
【００３４】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk  ・・・（Ｃ）
（但し、式（Ｃ）中、Ｍ３は、コバルト、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、−０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３５】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq  ・・・（Ｄ）
（但し、式（Ｄ）中、Ｍ４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からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３６】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu  ・・・（Ｅ）
（但し、式（Ｅ）中、Ｍ５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。）
【００３７】
ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy  ・・・（Ｆ）
（但し、式（Ｆ）中、Ｍ６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からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３８】
ＬｉzＭ７ＰＯ4  ・・・（Ｇ）
（但し、式（Ｇ）中、Ｍ７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（Ｎｂ）、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からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
【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、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
【００４０】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００４１】
結着材としては、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。
【００４２】
導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラックあるいはケッチェンブラックなどの炭素材料が挙げられ、それらのうちの１種または２種以上が混合して用いられる。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あるいは導電性高分子材料などを用いるようにしてもよい。
【００４３】
（負極）
負極２２は、図２Ａに示すように、負極集電体２２Ａと、負極集電体２２Ａの内側面に設けられた第１負極活物質層２２Ｂと、負極集電体２２Ａの外側面に設けられた第２負極活物質層２２Ｃとを備える。ここで、内側、外側とは、巻回された状態にある負極集電体２２Ａにおいて内側、外側であることを意味している。
【００４４】
負極２２は、その内周側および外周側の両端部に負極集電体２２Ａが第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃに覆われずに露出した負極集電体露出部を有している。この負極集電体露出部に負極リード２６が接続されている。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００４５】
第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃ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。第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃは、必要に応じて結着剤や導電剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００４６】
なお、この非水電解質電池では、負極５４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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。導電剤としては、第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃと同様の炭素材料などを用いることができる。
【００６０】
（セパレータ）
セパレータ２３の内周側端部は、正極２１の内周側端部よりも長く巻回されている。一方、セパレータ２３の外周側端部は、正極２１の外周側端部よりも長く巻回されている。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。
【００６１】
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。
【００６２】
また、セパレータ２３は、基材である多孔質膜の片面または両面に樹脂層が設けられていてもよい。樹脂層は、無機物が担持された多孔性のマトリックス樹脂層である。これにより、耐酸化性を得ることができ、セパレータ２３の劣化を抑制できる。マトリックス樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができ、また、これらの共重合体を用いることも可能である。
【００６３】
無機物としては、金属、半導体、またはこれらの酸化物、窒化物を挙げることができる。例えば、金属としては、アルミニウム、チタンなど、半導体としては、ケイ素、ホウ素などを挙げることができる。また、無機物としては、実質的に導電性がなく、熱容量の大きいものが好ましい。熱容量が大きいと、電流発熱時のヒートシンクとして有用であり、電池の熱暴走をより抑制することが可能になるからである。このような無機物としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（アルミナの一水和物）、タルク、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などの酸化物または窒化物が挙げられる。
【００６４】
無機物の粒径としては、１ｎｍ〜１０μｍの範囲内が好ましい。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。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からである。
【００６５】
樹脂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、乾燥させることで形成できる。
【００６６】
また、セパレータ２３の突き刺し強度としては、１００ｇｆ〜１０００ｇｆの範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、１００ｇｆ〜４８０ｇｆである。突き刺し強度が低いとショートが発生することがあり、高いとイオン伝導性が低下してしまうからである。
【００６７】
また、セパレータ２３の透気度としては、３０ｓｅｃ／１００ｃｃ〜１０００ｓｅｃ／１００ｃｃの範囲内であることが好ましい。さらに好ましくは、３０ｓｅｃ／１００ｃｃ〜６８０ｓｅｃ／１００ｃｃである。透気度が低いとショートが発生することがあり、高いとイオン伝導性が低下してしまうからである。
【００６８】
なお、上述した無機物は、基材としての多孔質膜に含有されていてもよい。
【００６９】
（電解液）
第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃ、第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃおよびセパレータ２３に含浸される電解液は、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。
【００７０】
溶媒としては、炭酸エチレンまた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。
【００７１】
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、炭酸エチルメチルまた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。
【００７２】
溶媒としては、さらにまた、２，４−ジフルオロアニソールまた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。
【００７３】
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またはリン酸トリメチルなどが挙げられる。
【００７４】
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。
【００７５】
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、または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。
【００７６】
［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、第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃからリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された電解液を介して第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃからリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された電解液とを介して第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃに吸蔵される。
【００７７】
［電池の製造方法］
次に、本技術の第１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。
【００７８】
まず、例えば、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の両面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第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃを形成し、正極２１を作製する。この際、正極２１の巻回時に正極２１の巻始め端部から１周外側の位置に低面積密度部２１Ｄがくるように、第１正極活物質層２１Ｂに低面積密度部２１Ｄを形成する。
【００７９】
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の両面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第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃを形成し、負極２２を作製する。
【００８０】
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１に示した電池が得られる。
【００８１】
［効果］
第１の実施形態に係る電池では、正極２１が、正極２１の内周側の一端（先端）から１周外側の箇所に局所的に設けられた低面積密度部２１Ｄを有している。これにより、高容量化のために第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃを高面密度化しても、正極２１の内周側の一端から１周外側の箇所にて正極２１の柔軟性を確保できる。したがって、巻回電極体２０の作製時に、正極２１の内周側の一端から１周外側の箇所にて正極２１の切れが発生することを抑制できる。
【００８２】
［変形例１］
図３Ａ、図３Ｂに示すように、低面積密度部２１Ｄが、正極２１の内周側端部（先端）から１周を超える範囲に渡って連続的に設けられていてもよい。この場合、正極２１の内周側端部における段差が低減されるため、落下などにより電池に衝撃が加えられた場合に、正極２１の内周側端部によりセパレータ２３に与えられるダメージを抑制することができる。したがって、上記の正極２１の切れを抑制する効果に加えて、巻回電極体２０の内周部におけるショート発生を抑制する効果も得ることができる。
【００８３】
第１正極活物質層２１Ｂの低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤAと第１正極活物質層２１Ｂの平均面積密度ＤBとの面積密度比ＤA／ＤBが、好ましくはＤA／ＤB≦０．９８、より好ましくは０．１≦ＤA／ＤB≦０．９８の関係を満たしている。面積密度比ＤA／ＤBが０．９８＜ＤA／ＤBであると、低面積密度部２１Ｄの面積密度が高すぎて、低面積密度部２１Ｄにおける正極２１の柔軟性が低下する虞がある。また、低面積密度部２１Ｄの面積密度が高すぎて、正極２１の内周側端部における段差の低減が不十分になる虞がある。したがって、落下などにより電池に衝撃が加えられた場合に、正極２１の内周側端部によりセパレータ２３に与えられるダメージを十分に抑制できなくなる虞がある。一方、面積密度比ＤA／ＤBがＤA／ＤB＜０．１であると、低面積密度部２１Ｄの面積密度が低すぎて、正極２１の巻回時に低面積密度部２１Ｄにて正極集電体２１Ａが露出する虞がある。
【００８４】
正極２１の内周側端部と正極２１の内周側の一端（先端）から１周外側の箇所との２箇所にそれぞれ局所的に低面積密度部２１Ｄを設けるようにしてもよい。この場合にも、上記と同様の効果を得ることができる。
【００８５】
［変形例２］
図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１正極活物質層２１Ｂは、正極２１の外周側端部に低面積密度部２１Ｄをさらに有するようにしてもよい。この場合、正極２１の外周側端部における段差が低減されるため、落下などにより電池に衝撃が加えられた場合に、正極２１の外周側端部によりセパレータ２３に与えられるダメージを抑制することができる。したがって、巻回電極体２０の外周部におけるショート発生を抑制できる。
【００８６】
第１正極活物質層２１Ｂの外周側端部における低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤCと第１正極活物質層２１Ｂの平均面積密度ＤBとの面積密度比ＤC／ＤBが、好ましくはＤC／ＤB≦０．９８、より好ましくは０．１≦ＤC／ＤB≦０．９８の関係を満たしている。面積密度比ＤC／ＤBが０．９８＜ＤC／ＤBであると、低面積密度部２１Ｄの面積密度が高すぎて、正極２１の外周側端部における段差の低減が不十分になる虞がある。したがって、落下などにより電池に衝撃が加えられた場合に、正極２１の外周側端部によりセパレータ２３に与えられるダメージを十分に抑制できなくなる虞がある。一方、面積密度比ＤC／ＤBがＤC／ＤB＜０．１であると、低面積密度部２１Ｄの面積密度が低すぎて、正極２１の巻回時に低面積密度部２１Ｄにて正極集電体２１Ａが露出する虞がある。
【００８７】
第１正極活物質層２１Ｂの外周側端部における低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤCは、以下のようにして求められる。まず、面積密度ＤAの求め方と同様にして第２正極活物質層２１Ｃが除去された正極２１を作製する。次に、第２正極活物質層２１Ｃが除去された正極２１の底面積密度部２１Ｄの位置を断面ＴＥＭ像などにより特定し、底面積密度２１Ｄに相当する部分を外周側（巻き終わり側）端部から切り出して測定サンプル（以下「測定サンプルＣ」という。）を作製した後、この測定サンプルＣの質量（以下「質量ＭＣ１」という。）を測定する。
【００８８】
次に、溶剤を浸み込ませた不織布などで測定サンプルＣの第１正極活物質層２１Ｂを除去し、質量（以下「質量ＭＣ２」という。）および面積Ｓ（＝（切り出し長さＬ）×（切り出し幅Ｗ））を測定する。上記の測定作業を１００個の電池について行い、切り出した電池１００個分の質量ＭＣ１、質量ＭＣ２、面積Ｓをそれぞれ単純に平均（算術平均）して、質量ＭＣ１の平均値、質量ＭＣ２の平均値、面積Ｓの平均値を求める。次に、下記の式から第１正極活物質層２１Ｂの外周側端部の（平均）面積密度ＤCを求める。
面積密度ＤC［ｍｇ／ｃｍ2］＝（（質量ＭＣ１の平均値）−（質量ＭＣ２の平均値））／（測定サンプルＣの面積Ｓの平均値）
【００８９】
図４Ａ、図４Ｂでは、第１正極活物質層２１Ｂが正極２１の内周側および外周側の両端部に低面積密度部２１Ｄを有する構成が示されているが、第１正極活物質層２１Ｂが正極２１の外周側端部にのみ低面積密度部２１Ｄを有する構成を採用するようにしてもよい。
【００９０】
［変形例３］
図５Ａ、図５Ｂに示すように、第２正極活物質層２１Ｃが正極２１の内周側および外周側の両端部に低面積密度部２１Ｅをさらに有するようにしてもよい。この場合、正極２１の内周側および外周側の両端部における段差が更に低減されるため、落下などにより電池に衝撃が加えられた場合に、正極２１の内周側および外周側の両端部によりセパレータ２３に与えられるダメージを更に抑制することができる。したがって、巻回電極体２０の内周部および外周部におけるショート発生を更に抑制できる。
【００９１】
ここで、低面積密度部２１Ｅは、第２正極活物質層２１Ｃの平均面積密度に比べて低い面積密度を有する。なお、落下などにより電池に衝撃が加えられた場合におけるセパレータ２３のダメージを抑制する観点からすると、低面積密度部２１Ｄが凹状となっていることが好ましい。
【００９２】
第２正極活物質層２１Ｃの内周側端部における低面積密度部２１Ｅの面積密度ＤDと第２正極活物質層２１Ｃの平均面積密度ＤEとの面積密度比ＤD／ＤEが、好ましくはＤD／ＤE≦０．９８、より好ましくは０．１≦ＤD／ＤE≦０．９８の関係を満たしている。
【００９３】
第２正極活物質層２１Ｃの外周側端部における低面積密度部２１Ｅの面積密度ＤFと第２正極活物質層２１Ｃの平均面積密度ＤEとの面積密度比ＤF／ＤEが、好ましくはＤF／ＤE≦０．９８、より好ましくは０．１≦ＤF／ＤE≦０．９８の関係を満たしている。
【００９４】
面積密度ＤDは、第１正極活物質層２１Ｂを除去した正極２１の内周側端部から底面積密度２１Ｅに相当する部分を切り出して測定サンプルを作製する以外は、面積密度ＤCの求め方と同様にして求められる。平均面積密度ＤEは、第１正極活物質層２１Ｂが除去された正極２１を作製して、これを測定サンプルとする以外は、平均面積密度ＤBの求め方と同様にして求められる。面積密度ＤFは、第１正極活物質層２１Ｂを除去した正極２１の外周側端部から底面積密度２１Ｅに相当する部分を切り出して測定サンプルを作製する以外は、面積密度ＤCの求め方と同様にして求められる。
【００９５】
図５Ａ、図５Ｂでは、正極２１の内周側および外周側の両端部の両方に低面積密度部２１Ｅを有する構成が示されているが、正極２１の内周側および外周側の両端部のうちの一方に低面積密度部２１Ｅを有するようにしてもよい。但し、巻回電極体２０の内周部および外周部の両方のショート発生を抑制する観点からすると、正極２１の内周側および外周側の両端部に低面積密度部２１Ｅを有する構成を採用することが好ましい。
【００９６】
図５Ａ、図５Ｂでは、正極２１が内周部に低面積密度部２１Ｄ、２１Ｅの両方を有する構成が示されているが、正極２１が内周部に低面積密度部２１Ｄ、２１Ｅのうちの一方を有するように構成を採用してもよい。但し、巻回電極体２０の内周部のショート発生を抑制する観点からすると、正極２１が内周部に低面積密度部２１Ｄ、２１Ｅの両方を有する構成を採用することが好ましい。
【００９７】
図５Ａ、図５Ｂでは、正極２１が外周部に低面積密度部２１Ｄ、２１Ｅの両方を有する構成が示されているが、正極２１が外周部に低面積密度部２１Ｄ、２１Ｅのうちの一方を有するように構成を採用してもよい。但し、巻回電極体２０の外周部のショート発生を抑制する観点からすると、正極２１が外周部に低面積密度部２１Ｄ、２１Ｅの両方を有する構成を採用することが好ましい。
【００９８】
［その他の変形例］
上述の第１の実施形態では、正極に本技術を適用した例について説明したが、負極に本技術を適用してもよいし、正極および負極の両方に本技術を適用してもよい。
【００９９】
上述の第１の実施形態では、リチウムイオン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、本技術はリチウムイオン二次電池以外の二次電池、および一次電池に対しても適用可能である。但し、本技術はリチウムイオン二次電池に適用することが特に有効である。
【０１００】
上述の第１の実施形態では、円筒型の電池に本技術を適用した例について説明したが、角型または扁平型の電池に本技術を適用してもよい。
【０１０１】
上述の第１の実施形態では、巻回電極体を収容する外装材が電池缶である場合を例として説明したが、外装材はラミネートフィルムなどのフレキシブルな外装材であってもよい。
【０１０２】
上述の第１の実施形態では、電解質が電解液である場合を例として説明したが、電解質は、電解液により高分子化合物を膨潤させたもの（例えばゲル状の電解質）であってもよいし、固体電解質であってもよいし、それらが組み合わされたものであってもよい。
【０１０３】
＜２．第２の実施形態＞
第２の実施形態では、第１の実施形態またはその変形例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。
【０１０４】
［電池パックおよび電子機器の構成］
以下、図６を参照して、本技術の第２の実施形態に係る電池パック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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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など）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパなど）、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など）、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、信号機などが挙げられるが、これに限定されるものでなない。
【０１０７】
（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などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
【０１０８】
（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６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１の実施形態またはその変形例に係る電池が用いられる。
【０１０９】
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。
【０１１０】
［変形例］
上述の第２の実施形態では、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を備える場合を例として説明したが、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。
【０１１１】
＜３．第３の実施形態＞
第３の実施形態では、第１の実施形態またはその変形例に係る電池を蓄電装置に備える蓄電システムについて説明する。この蓄電システムは、およそ電力を使用するものである限り、どのようなものであってもよく、単なる電力装置も含む。この電力システムは、例えば、スマートグリッド、家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）、車両など含み、蓄電も可能である。
【０１１２】
［蓄電システムの構成］
以下、図７を参照して、第３の実施形態に係る蓄電システム（電力システム）１００の構成例について説明する。この蓄電システム１００は、住宅用の蓄電システムであり、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１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。
【０１１３】
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃなどである。
【０１１４】
蓄電装置１０３は、第１の実施形態またはその変形例に係る電池を備えている。スマートメータ１０７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１０９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の組み合わせであってもよい。
【０１１５】
各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５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１１０は、住宅１０１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などに送信することができる。
【０１１６】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなど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。
【０１１７】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、およびサービスプロバイダーのいずれかによって管理されていてもよい。サーバ１１３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）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。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)などに、表示されてもよい。
【０１１８】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２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などを備えていてもよい。
【０１１９】
以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４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１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３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。
【０１２０】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００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。
【０１２１】
＜４．第４の実施形態＞
第４の実施形態では、第１の実施形態またはその変形例に係る電池を備える電動車両について説明する。
【０１２２】
［電動車両の構成］
図８を参照して、本技術の第４の実施形態に係る電動車両の一構成について説明する。このハイブリッド車両２００は、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である。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２０３で走行する車である。
【０１２３】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８としては、第１の実施形態またはその変形例に係る電池が用いられる。
【０１２４】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂ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２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９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２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【０１２５】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。
【０１２６】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両２００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２０３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２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
【０１２７】
バッテリー２０８は、充電口２１１を介してハイブリッド車両２００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。
【０１２８】
図示しないが、電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていてもよい。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。
【０１２９】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、またはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力をいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【実施例】
【０１３０】
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。なお、以下の実施例においては、上述の実施形態と対応する部分には同一の符号を付す。また、以下の実施例における面積密度ＤA、ＤC、ＤD、ＤFおよび平均面積密度ＤB、ＤEは、第１の実施形態およびその変形例にて説明した方法により求められたものである。
【０１３１】
［実施例１］
（正極の作製工程）
正極２１を次にようにして作製した。まず、正極活物質としてＮＣＭ（ニッケル−コバルト−マンガン）９４質量部と、導電剤としてＤＢ（デンカブラック）３質量部と、結着剤としてＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）３質量部とを混合して正極合剤としたのち、溶剤としてＮ−メチル−２−ピロリドンに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した。次に、帯状のアルミニウム箔（１５μｍ厚）からなる正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布して乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型することにより、第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃを形成した。この際、図２Ａ、図２Ｂに示すように、正極２１の巻回時に正極２１の巻始め端部から１周外側の位置に低面積密度部２１Ｄがくるように、第１正極活物質層２１Ｂに低面積密度部２１Ｄを形成した。これにより、電極幅５８ｍｍの正極２１を得た。次に、正極集電体２１Ａの中周部にアルミニウム製の正極リード２５を溶接して取り付けた。
【０１３２】
なお、上述のようにして得られた第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃそれぞれの体積密度は３．７ｇ／ｃｍ3、第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃそれぞれの平均面積密度は２８ｍｇ／ｃｍ2、第１正極活物質層２１Ｂの低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤAは２０ｍｇ／ｃｍ2であった。
【０１３３】
（負極の作製工程）
負極２２を次のようにして作製した。まず、負極活物質として天然黒鉛９６質量部と、導電剤としてＤＢ（デンカブラック）２質量部と、結着剤としてＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）２質量部とを混合して負極合剤としたのち、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。次に、帯状の銅箔（１２μｍ厚）からなる負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布して乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型することにより、第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃを形成した。次に、負極集電体２２Ａの一端に、ニッケル製の負極リード２６を取り付けた。
【０１３４】
なお、上述のようにして得られた第１、第２負極活物質層２２Ｂ、２２Ｃそれぞれの体積密度は１．５ｇ／ｃｍ3、第１、第２正極活物質層２１Ｂ、２１Ｃそれぞれの平均面積密度は１３ｍｇ／ｃｍ2であった。
【０１３５】
（電解液の調整工程）
電解液を次のようにして調製した。溶媒としてエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジメチルカーボネート（ＤＭＣ）と電解質塩としてＬｉＰＦ6とをＥＣ：ＤＭＣ：ＬｉＰＦ6＝２５：５５：２０の質量比で混合して非水電解液を調製した。
【０１３６】
（電池の組み立て工程）
電池を次のようにして組み立てた。まず、上述のようにして作製した正極２１と負極２２とを厚み１６μｍの微多孔性ポリエチレン延伸フィルムよりなるセパレータ２３を介して、負極２２、セパレータ２３、正極２１、セパレータ２３の順に積層し、Φ（直径）３．０ｍｍの巻芯にそれらを巻き付けて多数回巻回することによりジェリーロール型の巻回電極体２０を得た。
【０１３７】
次に、巻回電極体２０を一対の絶縁板１２、１３で挟み、負極リード２６を電池缶１１に溶接すると共に、正極リード２５を安全弁機構１５に溶接して、巻回電極体２０を円筒状の電池缶１１の内部に収納した。最後に、巻回電極体２０が収容された電池缶１１内に、上述のようにして調製した電解液を注入した後、絶縁封口ガスケット１７を介して電池缶１１をかしめることにより、安全弁機構１５、ＰＴＣ素子１６および電池蓋１４を固定し、外径（直径）１８．２０ｍｍ、高さ６５ｍｍの円筒型の電池を作製した。
【０１３８】
［実施例２］
図３Ａ、図３Ｂに示すように、第１正極活物質層２１Ｂの内周側端部（先端）から１周を超える範囲に渡って連続的に低面積密度部２１Ｄを形成すること以外は実施例１と同様にして電池を得た。なお、第１正極活物質層２１Ｂの低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤAは２０ｍｇ／ｃｍ2であった。
【０１３９】
［実施例３］
図４Ａ、図４Ｂに示すように、第１正極活物質層２１Ｂの外周側端部に低面積密度部２１Ｄをさらに形成すること以外は実施例２と同様にして電池を得た。なお、第１正極活物質層２１Ｂの内周側端部および外周側端部の低面積密度部２１ＤA、ＤCの面積密度はいずれも２０ｍｇ／ｃｍ2であった。
【０１４０】
［実施例４］
図５Ａ、図５Ｂに示すように、第２正極活物質層２１Ｃの内周側および外周側の両端部に低面積密度部２１Ｅをさらに形成すること以外は実施例３と同様にして電池を得た。なお、第２正極活物質層２１Ｃの内周側端部および外周側端部の低面積密度部２１Ｅの面積密度ＤE、ＤFはいずれも２０ｍｇ／ｃｍ2であった。
【０１４１】
［比較例１］
図９Ａ、図９Ｂに示すように、第１正極活物質層２１Ｂに低面積密度部２１Ｄを形成しないこと以外は実施例１と同様にして電池を得た。
【０１４２】
［比較例２］
図１０Ａ、図１０Ｂに示すように、第１正極活物質層２１Ｂの内周側端部（先端）から１周未満の範囲に渡って連続的に低面積密度部２１Ｄを形成すること以外は実施例１と同様にして電池を得た。なお、第１正極活物質層２１Ｂの低面積密度部２１Ｄの面積密度ＤAは２０ｍｇ／ｃｍ2であった。
【０１４３】
［評価］
上述のようにして得られた電池について以下の評価を行った。
【０１４４】
（巻回時における正極の巻き切れ発生の有無）
巻回時における正極２１の巻き切れ発生の有無を以下のようにして確認した。まず、上述の実施例１〜４、比較例１、２の電池の作製に用いたのと同様の正極２１、負極２２およびセパレータ２３を準備した。次に、負極２２、セパレータ２３、正極２１、セパレータ２３の順に積層し、Φ３．０ｍｍの巻芯に巻き付けて巻回電極体２０を形成したときに、正極２１に巻き切れが発生するか否かを確認した。なお、上述の実施例１〜４、比較例１、２では、実施例１〜４、比較例１、２のいずれの巻回電極体２０においても正極２１に巻き切れが発生する確率が低いΦ（直径）３．５ｍｍの巻芯を用いた。
【０１４５】
（低温サイクル試験前後の落下試験によるショート発生確率）
（低温サイクル試験前）
落下試験により外部から電池に衝撃が加える過酷試験を行い、ショートが発生した電池の個数を求めた。次に、以下の式からショート発生確率を求めた。
（ショート発生確率）［％］＝（（ショートが発生した電池の個数）／（落下試験を行った電池の個数））×１００
【０１４６】
（低温サイクル試験後）
まず、負極２２でのＬｉ析出により巻回電極体２０が膨張し、内圧が上昇する低温（０℃）にてサイクル試験を行い、正極２１の端部の段差でセパレータ２３にダメージを与えた。その後、低温サイクル試験前の落下試験と同様にしてショート発生確率を求めた。
【０１４７】
以下に、サイクル試験および落下試験の詳細を示す。
＜サイクル試験＞
環境温度：０℃
充電：ＣＣ／ＣＶ、４．２５Ｖ／１Ｃ、１００ｍＡｃｕｔ
放電：２Ｃ、２Ｖｃｕｔ（放電後セル温度が０℃になったら充電再開）
初期の放電容量に対する維持率［％］が３０％以下になったら放電レートを１Ｃに下げ、同じく３０％以下になったら０．５Ｃに下げて３０％以下まで試験した。
【０１４８】
＜落下試験＞
落下試験としては、「リチウム二次電池安全性評価基準ガイドライン」（ＳＢＡ  Ｇ１１０１）に規定されたものに一部改変を加えたものを採用した。具体的には、ＳＢＡ  Ｇ１１０１に規定された落下試験は、１．９ｍからコンクリートに１０回落下させる試験であるが、本評価の落下試験ではこの落下回数ｎを２０回にして限界試験を行い、ｎ＝１０でのショート発生確率を調査した。
【０１４９】
［結果］
表１は、実施例１〜４、比較例１、２の電池の構成および評価結果を示す。
【表１】
2018010764.tif 000003
【０１５０】
上記評価から以下のことがわかる。
正極集電体２１Ａの内側面に設けられた第１正極活物質層２１Ｂが、正極２１の内周側端部に対向する部分に低面積密度部２１Ｄを有することで、正極２１の巻始め端部から１周外側の位置において正極２１の柔軟性を確保できるため、巻回時に正極２１に切れが発生することを抑制できる（実施例１〜４）。一方、第１正極活物質層２１Ｂが正極２１の内周側端部に対向する部分に低面積密度部２１Ｄを有していない場合には、正極２１の巻始め端部から１周外側の位置において正極２１の柔軟性を確保できないため、巻回時に正極２１に切れが発生してしまう（比較例１）。また、第１正極活物質層２１Ｂが内周側端部（先端）から１周未満の範囲に渡って連続的に低面積密度部２１Ｄを有する場合にも、正極２１の巻始め端部から１周外側の位置において正極２１の柔軟性を確保できないため、巻回時に正極２１に切れが発生してしまう（比較例２）。
【０１５１】
第１正極活物質層２１Ｂが内周側端部（先端）から１周を超える範囲に渡って連続的に低面積密度部２１Ｄを有することで、落下試験によるショート発生確率を抑制することができる（実施例２）。これは、低面積密度部２１Ｄにより正極２１の内周側端部における段差が低減され、正極２１の内周側端部によりセパレータ２３に与えられるダメージが抑制されたからである。
【０１５２】
第１正極活物質層２１Ｂが内周側端部および外周側端部の両方に低面積密度部２１Ｄを有することで、落下試験によるショート発生確率をさらに抑制することができる（実施例３）。これは、低面積密度部２１Ｄにより正極２１の内周側および外周側の両端部における段差が低減され、正極２１の内周側端部および外周側端部によりセパレータ２３に与えられるダメージが抑制されたからである。
【０１５３】
第１正極活物質層２１Ｂが内周側端部および外周側端部の両方に低面積密度部２１Ｄを有し、かつ、第２正極活物質層２１Ｃが内周側端部および外周側端部の両方に低面積密度部２１Ｅを有することで、落下試験によるショート発生確率を最も抑制することができる（実施例４）。これは、低面積密度部２１Ｄ、２１Ｅにより正極２１の内周側および外周側の両端部における段差が著しく低減され、正極２１の内周側端部および外周側端部によりセパレータ２３に与えられるダメージが著しく抑制されたからである。
【０１５４】
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。
【０１５５】
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、材料および数値など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、材料および数値などを用いてもよい。
【０１５６】
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、材料および数値などは、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。
【０１５７】
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
巻回された正極および負極を備え、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体の内側面に設けられた第１正極活物質層と、前記正極集電体の外側面に設けられた第２正極活物質層とを備え、
前記正極集電体の内周側端部および外周側端部は、前記第１正極活物質層および前記第２正極活物質層により覆われており、
前記第１正極活物質層は、前記正極の内周側端部に対向する部分に低面積密度部を有する電池。
（２）
前記低面積密度部は、前記第１正極活物質層の平均面積密度に比べて低い面積密度を有する（１）に記載の電池。
（３）
前記低面積密度部の面積密度ＤAと前記第１正極活物質層の平均面積密度ＤBとの面積密度比ＤA／ＤBが、ＤA／ＤB≦０．９８の関係を満たす（１）または（２）に記載の電池。
（４）
前記低面積密度部は、前記正極の内周側の端部から１周を超える範囲に設けられている（１）から（３）のいずれかに記載の電池。
（５）
前記第１正極活物質層は、前記正極の外周側端部に低面積密度部をさらに有する（１）から（４）のいずれかに記載の電池。
（６）
前記第２正極活物質層は、前記正極の内周側端部および外周側端部のうちの少なくとも一方に低面積密度部をさらに有する（１）から（５）のいずれかに記載の電池。
（７）
前記正極および前記負極と共に巻回されたセパレータをさらに備え、
前記セパレータの内周側端部は、前記正極の内周側端部よりも長く巻回されている（４）または（６）に記載の電池。
（８）
前記正極および前記負極と共に巻回されたセパレータをさらに備え、
前記セパレータの外周側端部は、前記正極の外周側端部よりも長く巻回されている（５）または（６）に記載の電池。
（９）
前記正極の内周側端部に対向する部分に設けられた前記低面積密度部は、前記正極の内周側端部に対向する部分に局所的に設けられている（１）から（８）のいずれかに記載の電池。
（１０）
前記正極を収容する円筒状の電池缶をさらに備える（１）から（８）のいずれかに記載の電池。
（１１）
巻回された電極を備え、
前記電極は、集電体と、前記集電体の内側面に設けられた第１活物質層と、前記集電体の外側面に設けられた第２活物質層とを備え、
前記集電体の内周側端部および外周側端部は、前記第１活物質層および前記第２活物質層により覆われており、
前記第１活物質層は、前記電極の内周側端部に対向する部分に低面積密度部を有する電池。
（１２）
（１）から（１１）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。
（１３）
（１）から（１１）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。
（１４）
（１）から（１１）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。
（１５）
（１）から（１１）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。
（１６）
（１）から（１１）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】
【０１５８】
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    巻回電極体
２０Ａ    貫通孔
２１    正極
２１Ａ    正極集電体
２１Ｂ    第１正極活物質層
２１Ｃ    第１正極活物質層
２１Ｄ    低面積密度部
２２    負極
２２Ａ    負極集電体
２２Ｂ    第１負極活物質層
２２Ｃ    第２負極活物質層
２２Ｄ    低面積密度部
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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