(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
セパレータと、
粒子、並びに、溶媒および電解質塩を含む電解液、並びに、マトリックス高分子化合物を含む塗布層と
を備え、
前記塗布層は、前記電解液が含浸されて前記マトリックス高分子化合物が膨潤し、前記粒子を含むゲル状の電解質からなり、かつ、前記正極および前記負極の少なくとも一方の電極の両面、または、前記セパレータの両面に設けられており、
前記粒子の粒子径Ｄ５０は、７５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、または、１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
前記粒子は、ベーマイト、タルク、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、炭化ホウ素、窒化チタン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、スピネル、ハイドロタルサイト、ドロマイト、カオリナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、パイロフィライト、雲母、ゼオライト、ムライト、サポナイト、アタパルジャイト、モンモリロナイトからなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子であり、
前記粒子と前記マトリックス高分子化合物との質量比（粒子／マトリックス高分子化合物）、および、前記粒子と前記電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）は、１５／８５以上５０／５０以下であり、
前記粒子の含有量は、前記電解質の質量に対して、５．２質量％以上１０．０質量％以下であり、
前記マトリックス高分子化合物の含有量は、前記電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下であり、
前記電解質塩の含有量は、前記電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下である電池。
【請求項２】
前記電解質は、透明である請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記マトリックス高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、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からなる群から選ばれた少なくとも何れかである請求項１または２に記載の電池。
【請求項４】
前記塗布層の厚みは、１μｍ以上５μｍ以下である請求項１から３のいずれか一つに記載の電池。
【請求項５】
正極と、
負極と、
セパレータと、
粒子、並びに、溶媒および電解質塩を含む電解液、並びに、マトリックス高分子化合物を含む電解質層と
を備えた電池の製造方法であって、
前記電解液が含浸されて前記マトリックス高分子化合物が膨潤し、前記粒子を含むゲル状の電解質を、前記正極および前記負極の少なくとも一方の電極の両面、または、前記セパレータの両面に塗布することにより前記電解質層を形成する工程を含み、
前記粒子の粒子径Ｄ５０は、７５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、または、１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
前記粒子は、ベーマイト、タルク、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、炭化ホウ素、窒化チタン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、スピネル、ハイドロタルサイト、ドロマイト、カオリナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、パイロフィライト、雲母、ゼオライト、ムライト、サポナイト、アタパルジャイト、モンモリロナイトからなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子であり、
前記粒子と前記マトリックス高分子化合物との質量比（粒子／マトリックス高分子化合物）、および、前記粒子と前記電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）は、１５／８５以上５０／５０以下であり、
前記粒子の含有量は、前記電解質の質量に対して、５．２質量％以上１０．０質量％以下であり、
前記マトリックス高分子化合物の含有量は、前記電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下であり、
前記電解質塩の含有量は、前記電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下である電池の製造方法。
【請求項６】
前記電解質は、透明である請求項５に記載の電池の製造方法。
【請求項７】
前記マトリックス高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、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からなる群から選ばれた少なくとも何れかである請求項５または６に記載の電池の製造方法。
【請求項８】
前記電解質層の厚みは、１μｍ以上５μｍ以下である請求項５から７のいずれか一つに記載の電池の製造方法。
【請求項９】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
【請求項１０】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電池を有し、前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１１】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電池と、
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
を有する電動車両。
【請求項１２】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電池を有し、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１３】
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う請求項１２に記載の蓄電装置。
【請求項１４】
請求項１から４のいずれか一つに記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置または電力網から前記電池に電力が供給される電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池、電池の製造方法、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】
エネルギー密度に優れ携帯機器用に普及したリチウムイオン二次電池では、より軽量でエネルギー密度が高いこと、極めて薄い形状のものを製造可能であること等から、外装部材にラミネートフィルムを用いたものが実用化されている。【０００３】
そして、このように外装部材としてラミネートフィルムを用いた電池では、耐漏液性等の目的から、電解質として、電解液および高分子化合物を用いることが行われ、ポリマー電池として知られている。中でも、電解液を高分子化合物に保持させていわゆるゲル状としたゲル電解質を用いた電池は、広く普及している。【０００４】
ポリマー電池は、外装部材にアルミラミネートフィルムを用いたことにより、形状自由度が大きく向上しているが、この反面、強度が十分でないことがあり、誤使用により強い力がかかった際には変形を生じ易い。【０００５】
この場合、強固な外装パックに覆われていれば問題はないが、近年の高容量化の要求に伴い、外装パックも簡易なものになってきており、変形が大きければ電池内部でショートが発生し易くなり、電池として機能しないこともあり得る。【０００６】
これに対して、特許文献１では、ゲル電解質中にアルミナ等の粒子を混ぜてゲルの強度を向上することが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１９８７５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
電解質に粒子を混ぜた電池では、電解質に白濁等が生じることに起因して、容量を犠牲にすることなく、安全性を確保することが難しかった。【０００９】
したがって、本技術の目的は、容量を犠牲にすることなく、安全性を確保できる電池、電池の製造方法、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】
【００１０】
上記問題点を解消するために、本技術は、正極と、負極と、セパレータと、粒子、並びに、溶媒および電解質塩を含む電解液、並びに、マトリックス高分子化合物を含む塗布層とを備え、塗布層は、電解液が含浸されてマトリックス高分子化合物が膨潤し、粒子を含むゲル状の電解質からなり、かつ、正極および負極の少なくとも一方の電極の両面、または、セパレータの両面に設けられており、粒子の粒子径Ｄ５０は、７５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、または、１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、粒子は、ベーマイト、タルク、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、炭化ホウ素、窒化チタン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、スピネル、ハイドロタルサイト、ドロマイト、カオリナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、パイロフィライト、雲母、ゼオライト、ムライト、サポナイト、アタパルジャイト、モンモリロナイトからなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子であり、粒子とマトリックス高分子化合物との質量比（粒子／マトリックス高分子化合物）、および、粒子と電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）は、１５／８５以上５０／５０以下であり、粒子の含有量は、電解質の質量に対して、５．２質量％以上１０．０質量％以下であり、マトリックス高分子化合物の含有量は、電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下であり、電解質塩の含有量は、電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下である電池である。
【００１１】
本技術は、正極と、負極と、セパレータと、粒子、並びに、溶媒および電解質塩を含む電解液、並びに、マトリックス高分子化合物を含む電解質層とを備えた電池の製造方法であって、電解液が含浸されてマトリックス高分子化合物が膨潤し、粒子を含むゲル状の電解質を、正極および負極の少なくとも一方の電極の両面、または、セパレータの両面に塗布することにより電解質層を形成する工程を含み、粒子の粒子径Ｄ５０は、７５ｎｍ以上３００ｎｍ以下、または、１０００ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、粒子は、ベーマイト、タルク、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、炭化ホウ素、窒化チタン、ケイ酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、スピネル、ハイドロタルサイト、ドロマイト、カオリナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、パイロフィライト、雲母、ゼオライト、ムライト、サポナイト、アタパルジャイト、モンモリロナイトからなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子であり、粒子とマトリックス高分子化合物との質量比（粒子／マトリックス高分子化合物）、および、粒子と電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）は、１５／８５以上５０／５０以下であり、粒子の含有量は、電解質の質量に対して、５．２質量％以上１０．０質量％以下であり、マトリックス高分子化合物の含有量は、電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下であり、電解質塩の含有量は、電解質の質量に対して、７．７質量％以上３０．８質量％以下である電池の製造方法である。
【００１２】
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】
【００１３】
本技術によれば、容量を犠牲にすることなく、安全性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本技術の第１の実施の形態によるラミネートフィルム型非水電解質電池の構成を示す分解斜視図である。
【図２】図２Ａは図１に示す巻回電極体のI−I線に沿った断面構成を表す断面図である。図２Ｂは、巻回電極体のI−I線と直交する方向に沿った断面の一部を表す概略断面図である。
【図３】図３Ａ〜図３Ｃは積層電極体を用いたラミネートフィルム型非水電解質電池の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は簡易型の電池パックの構成例を示す分解斜視図である。
【図５】図５Ａは簡易型の電池パックの外観を示す概略斜視図である。図５Ｂは簡易型の電池パックの外観を示す概略斜視図である。
【図６】図６は本技術の実施の形態による電池パックの回路構成例を示すブロック図である。
【図７】図７は本技術の非水電解質電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。
【図８】図８は本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。
【図９】図９は電池折曲げ試験を説明するための概略模式図である。
【図１０】図１０は電池折曲げ試験を説明するための概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（本技術の技術的背景）
まず、本技術の理解を容易にするため、本技術の技術的背景について説明する。［背景技術］の欄で述べたように、特許文献１（特開２０１０−１９８７５７号公報）では、ゲル電解質中にアルミナ等の粒子を混ぜてゲル電解質の強度を向上することが提案されている。
【００１６】
特許文献１に記載の電池を製造する際には、以下の方法等がとられる。すなわち、あらかじめ流動性を持たせたゲル電解質（溶剤でゾル状にするか熱で溶かしてホットメルト状にしたゲル電解質）を、電極（またはセパレータ）上に形成してから固化する。その後、電極とセパレータとを積層および／または巻回し、発電素子（巻回電極体または積層電極体）とする。
【００１７】
発電素子を形成する際、ゲル電解質は少なくとも活物質合剤層（活物質層）の全面に塗布されるが、特に電極の活物質合剤層を含む切断端面にも充分にゲル電解質を与えることが重要である。電解質が不足すると充電の反応に寄与できない部分ができ容量のロスを招くだけではなく、切断端面に生じたバリ、脱落した導電剤、高い電位の印加現象による金属イオンの溶出等を引き起こし、短絡事故の原因となるためである。
【００１８】
しかしながら、アルミナ等の粒子を混ぜたゲル電解質を、電極の切断端面に充分に塗布しようとすると、電極の幅よりも広い幅のゲル電解質層が形成され、電極の幅方向の両端からゲル電解質層が幅方向にはみ出した状態となる。塗布後、この状態になると、アルミナ等の粒子を混ぜたゲル電解質は白濁等しているので、ゲル電解質を通して見る電極の輪郭を判別しにくくなってしまう。
【００１９】
このため、発電素子を形成する際に、正極電極端、セパレータ端および負極電極端を、適切なクリアランス（各端間の幅方向の間隔）で、正確に重ねることが難しくなってしまう。電極やセパレータを積層したり、巻回したりする際には、正極電極端とセパレータ端と負極電極端とを、適切なクリアランスで正確に重ねることが重要である。なぜなら、電極の外形寸法は、例えば、負極の方を正極よりも広くとり、さらにはセパレータをより広く設定しており、三者の端部には適切なクリアランスが設けられており、これにより直接接触や、リチウムの負極上への局所析出を抑制し短絡事故を防いでいるからである。適切なクリアランスからの位置ずれは、深刻な短絡事故の原因となるため避けねばならない。
【００２０】
これに対して、アルミナ等の粒子を混ぜたゲル電解質を用いる際には、クリアランスを大きくとれば短絡の可能性が低減するため、例えば、正極のサイズを小さくする（正極の幅を小さくする）という方法がとられてきた。しかしながら、この方法では電池容量が目減りするため、容量を損ねてしまう。すなわち、安全性を確保できる一方で、容量が犠牲になってしまう。
【００２１】
このような課題に対して、本技術は、ゲル電解質の透明性を向上することによって、容量を犠牲にすることなく安全性を確保できる電池、電解質、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ものである。
【００２２】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電池の第１の例および第２の例）
２．第２の実施の形態（電池パックの例）
３．第３の実施の形態（電池パックの例）
４．第４の実施の形態（蓄電システム等の例）
５．他の実施の形態（変形例）
なお、以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。
【００２３】
＜１．第１の実施の形態＞
本技術の第１の実施の形態では、ラミネートフィルム型の非水電解質電池（電池）について説明する。この非水電解質電池は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池であり、また、例えばリチウムイオン二次電池である。以下では、ラミネートフィルム型の非水電解質電池の２つの構成例（第１の例および第２の例）について説明する。
【００２４】
（１−１）第１の例
〔非水電解質電池の構成例〕
図１は、第１の実施の形態による非水電解質電池６２の構成を表すものである。この非水電解質電池６２は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード５１および負極リード５２が取り付けられた巻回電極体５０をフィルム状の外装部材６０の内部に収容したものである。
【００２５】
正極リード５１および負極リード５２は、それぞれ、外装部材６０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５１および負極リード５２は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレス等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。
【００２６】
外装部材６０は、例えば、金属層の両面に樹脂層が形成されたラミネートフィルムからなる。ラミネートフィルムは、金属層のうち電池外側に露出する面に外側樹脂層が形成され、巻回電極体５０等の発電要素に対向する電池内側面に内側樹脂層が形成される。
【００２７】
金属層は、水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っており、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム（Ａｌ）が最もよく使われる。外側樹脂層は、外観の美しさや強靱さ、柔軟性等を有し、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料が用いられる。内側樹脂層は、熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であるため、ポリオレフィン樹脂が適切であり、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）が多用される。金属層と外側樹脂層および内側樹脂層との間には、必要に応じて接着剤層を設けてもよい。
【００２８】
外装部材６０は、例えば深絞りにより内側樹脂層側から外側樹脂層の方向に向けて形成された、巻回電極体５０を収容する凹部が設けられており、内側樹脂層が巻回電極体５０と対向するように配設されている。外装部材６０の対向する内側樹脂層同士は、凹部の外縁部において融着等により互いに密着されている。外装部材６０と正極リード５１および負極リード５２との間には、外装部材６０の内側樹脂層と、金属材料からなる正極リード５１および負極リード５２との接着性を向上させるための密着フィルム６１が配置されている。密着フィルム６１は、金属材料との接着性の高い樹脂材料からなり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンや、これら材料が変性された変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂により構成されている。
【００２９】
なお、外装部材６０は、金属層がアルミニウム（Ａｌ）からなる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、ポリプロピレン等の高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。
【００３０】
図２Ａは、図１に示した巻回電極体５０のI−I線に沿った断面構造を表すものである。図２Ｂは、巻回電極体５０のI−I線と直交する方向に沿った断面の一部を表す概略断面図である。図２Ａに示すように、巻回電極体５０は、帯状の正極５３と帯状の負極５４とを帯状のセパレータ５５およびゲル電解質層５６を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は必要に応じて保護テープ５７により保護されている。
【００３１】
図２Ｂに示すように、帯状の正極５３の幅、帯状の負極５４の幅および帯状のセパレータ５５の幅の大小関係は、典型的には、例えば、帯状の正極５３の幅＜帯状の負極５４の幅＜帯状のセパレータ５５の幅とされている。ゲル電解質層５６は、帯状の正極５３の幅、帯状の負極５４の幅より広い幅で形成され、帯状の正極５３の幅方向の両端面の少なくとも一部および帯状の負極５４の幅方向の両端面の少なくとも一部を覆っている。なお、ゲル電解質層５６は、正極５３の両端面および負極５４の両端面の全部を覆っていることが好ましい。また、正極５３の端、負極５４の端およびセパレータ５５の端の各端間が幅方向において所定の適切なクリアランスを有するように、正極５３、負極５４およびセパレータ５５が、これらの各間に形成されたゲル電解質層５６を介して、積層されている。
【００３２】
［正極］
正極５３は、正極集電体５３Ａの片面あるいは両面に正極活物質層５３Ｂが設けられた構造を有している。
【００３３】
正極５３は、正極活物質を含有する正極活物質層５３Ｂが、正極集電体５３Ａの両面上に形成されたものである。正極集電体５３Ａ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）箔等の金属箔を用いることができる。
【００３４】
正極活物質層５３Ｂ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、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種以上を用いることができ、必要に応じて、結着剤、導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。
【００３５】
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等が挙げられる。中でも、遷移金属元素としてコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。より高い電圧が得られるからである。
【００３６】
正極材料は、例えば、ＬｉxＭ１Ｏ2あるいはＬｉyＭ２ＰＯ4で表されるリチウム含有化合物を用いることができる。式中、Ｍ１およびＭ２は１種類以上の遷移金属元素を表す。ｘおよびｙの値は電池の充放電状態によって異なり、通常、０．０５≦ｘ≦１．１０、０．０５≦ｙ≦１．１０である。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（０＜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（０＜ｖ＋ｗ＜１、ｖ＞０、ｗ＞０））、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（０＜ｔ＜２））等が挙げられる。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（０＜ｕ＜１））等が挙げられる。
【００３７】
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。
【００３８】
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なる粒子の表面を、他のリチウム含有化合物のいずれかよりなる微粒子で被覆した複合粒子としてもよい。
【００３９】
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）等の酸化物、二硫化鉄（ＦｅＳ2）、二硫化チタン（ＴｉＳ2）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）等の二硫化物、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等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。
【００４０】
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等の炭素材料等が用いられる。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）等の樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体等から選択される少なくとも１種が用いられる。
【００４１】
正極５３は正極集電体５３Ａの一端部にスポット溶接または超音波溶接で接続された正極リード５１を有している。この正極リード５１は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的および化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくとも問題はない。正極リード５１の材料としては、例えばアルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）等が挙げられる。
【００４２】
［負極］
負極５４は、負極集電体５４Ａの片面あるいは両面に負極活物質層５４Ｂが設けられた構造を有しており、負極活物質層５４Ｂと正極活物質層５３Ｂとが対向するように配置されている。
【００４３】
なお、図示はしないが、負極集電体５４Ａの片面のみに負極活物質層５４Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体５４Ａは、例えば、銅箔等の金属箔により構成されている。
【００４４】
負極活物質層５４Ｂ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種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層５３Ｂと同様の結着剤や導電剤等の他の材料を含んで構成されていてもよい。
【００４５】
なお、この非水電解質電池６２では、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電気化学当量が、正極５３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５４にリチウム金属が析出しないようになっている。
【００４６】
また、この非水電解質電池６２は、完全充電状態における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、例えば２．８０Ｖ以上６．００Ｖ以下の範囲内になるように設計されている。特に、負極活物質としてＬｉ／Ｌｉ+に対して０Ｖ近くでリチウム合金となる材料またはリチウムを吸蔵する材料を用いた場合には、完全充電状態における開回路電圧が、例えば４．２０Ｖ以上６．００Ｖ以下の範囲内になるように設計されている。この場合、満充電状態における開回路電圧が４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下とされることが好ましい。満充電状態における開回路電圧が４．２５Ｖ以上とされる場合は、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ため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整される。これにより、高いエネルギー密度が得られるようになっている。
【００４７】
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、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等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等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。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】
リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、かつ高容量化が可能な他の負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、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。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、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】
この負極材料を構成する金属元素あるい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）、チタン（Ｔｉ）、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）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】
負極材料としては、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（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものであり、特に好ましくは少なくともケイ素を含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）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。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。
【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（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。
【００５２】
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（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、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００５３】
中でも、この負極材料としては、コバルト（Ｃｏ）と、スズ（Ｓｎ）と、炭素（Ｃ）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（Ｓｎ）とコバルト（Ｃｏ）との合計に対するコバルト（Ｃｏ）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（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）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（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）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（Ｃ）の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズ（Ｓｎ）等が凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素（Ｃ）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】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物等も挙げられる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）等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等が挙げられる。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等が挙げられる。
【００５９】
［セパレータ］
セパレータ５５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る。セパレータ５５の空孔には、非水電解液が保持される。
【００６０】
このようなセパレータ５５を構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレンまたはポリエチレン等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等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、線状ポリエチレン等のポリエチレン、またはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレン等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、または、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５３と負極５４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。
【００６１】
セパレータ５５の厚さは、必要な強度を保つことができる厚さ以上であれば任意に設定可能である。セパレータ５５は、正極５３と負極５４との間の絶縁を図り、短絡等を防止するとともに、セパレータ５５を介した電池反応を好適に行うためのイオン透過性を有し、かつ電池内において電池反応に寄与する活物質層の体積効率をできるだけ高くできる厚さに設定されることが好ましい。具体的に、セパレータ５５の厚さは、例えば４μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
【００６２】
［ゲル電解質層］
ゲル電解質層５６は、フィラーと樹脂であるマトリックス高分子化合物と溶媒および電解質塩を含む非水電解液（電解液）とを含む。ゲル電解質層５６は、非水電解液がマトリックス高分子化合物により保持されたゲル状の電解質からなる層である。ゲル電解質層５６は、例えば、マトリックス高分子化合物に電解液が含浸されてマトリックス高分子化合物が膨潤し、いわゆるゲル状となっている。ゲル電解質層５６では、例えば、電解液を吸収してこれを保持したゲル状のマトリックス高分子自体がイオン伝導体として機能する。また、ゲル電解質層５６には、フィラーが含まれているので、ゲル電解質層５６の強度等が向上し、安全性等の特性を向上することができる。
【００６３】
本技術では、ゲル電解質層５６の透明性を向上させるために、ゲル電解質層５６に含まれるフィラーとして、所定範囲内の屈折率、且つ、所定範囲内の粒子径を有する粒子を含み、且つ、ゲル電解質層５６の粒子と樹脂との質量比（粒子／樹脂）および粒子と電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比を、所定範囲内としている。ゲル電解質層５６が透明であることによって、ゲル電解質層５６が透明でないことに起因して、電池が容量を犠牲にすることなく安全性を確保できなくなることを解消できる。
【００６４】
以下、ゲル電解質層５６の透明性を向上させるために、ゲル電解質層５６を上記構成にした理由について説明する。例えば、アルミナ粒子等の白い無機物の粉体は、無色透明な粒子で構成されているが、光の散乱現象により白くなっている。本願発明者等は、鋭意検討の結果、ゲル電解質中の散乱は、可視光（青、緑、黄色、橙色、赤の可視光）の波長とほぼ同じ範囲（４５０ｎｍ超７５０ｎｍ未満）の径を持つ粒子表面で発生することを見出した。そして、上記波長範囲よりも小さな粒子径の粒子を選択する、または、上記波長範囲よりも大きな粒子径の粒子を選択することによって散乱を回避できることを見出した。具体的には、５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲の粒子、若しくは、７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の粒子が有効である。ただし、粒子径が小さすぎると塗布に適切な塗料粘度よりも高くなるため、５０ｎｍ以上であることが好ましい。また、粒子径が１００００ｎｍよりも大きい場合には塗布したい厚みよりも粒子の方が大きくなるケースがあり、電池の厚みが設計どおりにいかなくなる。
【００６５】
ゲル電解質層５６に含まれる粒子の粒子径は、粒子径Ｄ５０の値で規定することができる。なお、粒子径Ｄ５０が、上記範囲（５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の粒子、若しくは、７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下）に入っていれば、例えばＤ１０、Ｄ９０等の粒度分布の一部の粒子径が、上記可視光の波長領域（４５０ｎｍ超７５０ｎｍ未満）に入っていても全体としての透明度が保たれる。また、粒子が凝集して二次粒子を形成している場合でも、二次粒子の表面凸凹のサイズが光散乱する波長と等しくなるため、凸凹のもととなる粒子１個の粒子径が重要である。
【００６６】
さらに、ゲル電解質の屈折率と粒子の屈折率との違い（固体は高く、液体は低い）からくる光の屈折による散乱をおさえると透明度が増すことも見出した。固形の電解質（ゲル電解質）は、電解液成分を多く含むため屈折率が１．３以上１．８以下となるケースが多く、できるだけこの範囲に屈折率が近い材料（屈折率が２．４未満、好ましくは２．１以下）を選択すると、光が電解質（ゲル電解質）の粒子を透過する際に直進して進めるようになる。
【００６７】
さらに、ゲル電解質層５６の粒子と樹脂との質量比（粒子／樹脂）および粒子と電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比を、所定範囲内（１５／８５以上９０／１０以下）としている。ゲル電解質の屈折率と粒子の屈折率とが同じにならないので、上記質量比の範囲を設定して粒子の比率を下げることによって、白濁が生じても濃くならないようにすることで、ゲル電解質層５６の透明性を確保することができる。なお、ゲル電解質層５６の透明性を確保する観点からは粒子の比率が低い程好ましいが、粒子の比率が低すぎるとゲル電解質層５６の強度が低下する傾向にあるため、上記質量比の下限値を設定している。
【００６８】
さらに、ゲル電解質の屈折率を粒子に近づけるために、ゲル電解質に対するマトリックス高分子化合物の含有比率を所定範囲内にすることが好ましい。マトリックス高分子化合物の屈折率は電解液溶媒よりも高いため、その含有比率が多い方が固体粒子の屈折率に近づく。なお、一方、マトリックス高分子化合物の含有比率が、多すぎると電池のイオン移動抵抗が増し出力が悪くなる傾向がある。
【００６９】
さらに、ゲル電解質の屈折率を粒子に近づけるために、ゲル電解質に対する電解質塩の含有比率を、所定範囲内にすることが好ましい。電解質塩の含有比率が多い方が、ゲル電解質の屈折率が粒子の屈折率に近づく。なお、一方、電解質塩の含有比率が多すぎると電池のイオン移動抵抗が増し出力が悪くなる。
【００７０】
なお、「透明である」とは、電極（またはセパレータ５５）上に形成されたゲル電解質層５６を通して、電極（セパレータ５５上に形成されている場合にはセパレータ５５）の輪郭を視認できる程度の透明性のことをいう。ゲル電解質層５６を通して、電極（またはセパレータ５５）の輪郭がはっきりと視認できる場合は勿論、電極（またはセパレータ５５）の輪郭がうっすらと視認できる場合も「透明である」に含まれる。ゲル電解質層５６が、半透明、着色状態、白濁状態等になって、ゲル電解質層５６を通して、電極（またはセパレータ５５）の輪郭が完全に視認できない状態は「透明である」に含まれない。なお、ゲル電解質層５６を通して、電極（またはセパレータ５５）の輪郭がよりはっきりと視認できた（透明性がより高い）方が、より安全性を確保し易いので好ましい。
【００７１】
（ゲル電解質層の厚み）
ゲル電解質層５６の厚みは、典型的には、例えば、１μｍ以上１５μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以上８μｍ以下であることがより好ましい。散乱は完全に消すことはできないので、ゲル電解質層５６の厚みが厚いときには透明感が少なくなるため、電極の端部を浮き立たせるには、電極上の白濁を薄くしコントラストを確保する必要がある。したがって、ゲル電解質層５６を薄く塗布形成することが好ましいが、ゲル電解質層５６の厚みが１μｍより小さくなると電池性能が低下する傾向にある。一方、ゲル電解質層５６が、１５μｍを超えると電極間距離が広がるため、体積当たりのエネルギー密度が低下する傾向にある。
【００７２】
以下、ゲル電解質層５６に含まれるフィラー、非水電解液および樹脂について説明する。
【００７３】
［非水電解液］
非水電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒とを含む。
【００７４】
［電解質塩］
電解質塩は、例えば、リチウム塩等の軽金属化合物の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）等が挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウム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がより好ましい。
【００７５】
［非水溶媒］
非水溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンあるいはε−カプロラクトン等のラクトン系溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチル等の炭酸エステル系溶媒、１，２−ジメトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフランあるいは２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、スルフォラン系溶媒、リン酸類、リン酸エステル溶媒、またはピロリドン類等の非水溶媒が挙げられる。溶媒は、いずれか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。
【００７６】
また、非水溶媒として、環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステルを混合して用いることが好ましく、環状炭酸エステルまたは鎖状炭酸エステルの水素の一部または全部がフッ素化された化合物を含むことがより好ましい。このフッ素化された化合物としては、フルオロエチレンカーボネート（４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン：ＦＥＣ）およびジフルオロエチレンカーボネート（４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン：ＤＦＥＣ）を用いることが好ましい。負極活物質としてケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の化合物を含む負極５４を用いた場合であっても、充放電サイクル特性を向上させることができるためである。なかでも、非水溶媒としてジフルオロエチレンカーボネートを用いることが好ましい。サイクル特性改善効果に優れるためである。
【００７７】
［樹脂］
樹脂としては、電解液を保持するマトリックス高分子化合物として、溶媒に相溶可能な性質を有するもの等を用いることができる。このような樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、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等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、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、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、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等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、ポリアミド（特にアラミド）、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等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の樹脂、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
【００７８】
［フィラー］
ゲル電解質層５６に含まれるフィラーとしては、光の散乱を低減させてゲル電解質層５６の透明性を向上できる観点から、所定範囲内の粒子径、且つ、所定範囲内の屈折率を有する粒子を用いる。
【００７９】
粒子の粒子径としては、粒子径Ｄ５０が、５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、若しくは、７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下に設定されている。これらの範囲の粒子径を有する粒子を用いることにより、電解質全体の透明度を確保できるからである。また、粒子径が５０ｎｍ未満の場合には、粒子径が小さすぎて、塗布に適切な塗料粘度よりも高くなるからである。粒子径が、１００００ｎｍよりも大きい場合には塗布したい厚みよりも粒子の方が大きくなるケースがあり、電池の厚みが設計どおりにいかなくなるからである。
【００８０】
また、上記粒子径Ｄ５０の７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の範囲の上限については、電池容量の観点から、８０００ｎｍ以下、好ましくは７０００ｎｍ以下、さらに好ましくは５０００ｎｍ以下である。上記の７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下の範囲の下限については、ゲル電解質の透明性をより向上させる観点から、好ましくは８００ｎｍ以上、より好ましくは２０００ｎｍ以上である。また、上記粒子径Ｄ５０の５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲の上限については、ゲル電解質層５６の透明性をより向上させる観点から、好ましくは４００ｎｍ以下、より好ましくは３００ｎｍ以下である。
【００８１】
また、ゲル電解質層５６の透明性をより向上させる観点から、粒子の粒子径としては、粒子径Ｄ５０に加えて、さらに粒子径Ｄ４０および粒子径Ｄ６０が、５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、または、７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であることがより好ましい。すなわち、粒子の粒子径Ｄ５０が５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であり、且つ、粒子径Ｄ４０が５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であり、粒子径Ｄ６０が５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下であることが好ましい。あるいは、粒子の粒子径Ｄ５０が７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、且つ、粒子径Ｄ４０が７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、粒子径Ｄ６０が７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
（粒子径の測定）
粒子の粒子径Ｄ５０は、例えば、ゲル電解質層５６からゲル電解質成分等を除去した後の粒子を、レーザー回折法により測定した粒度分布において、小さい粒子径の粒子側から起算した体積累計５０％の粒子径である。また、上記測定した粒度分布から、体積累計４０％の粒子径Ｄ４０の値や体積累計６０％の粒子径Ｄ６０を得ることができる。
【００８３】
粒子の形状は、典型的には、例えば、球状、または、鱗片状、薄片状等の板状、若しくは針状等の扁平形状（扁平状と称する場合もある）等であるが、これに限定されるものではない。粒子の形状としては、粒界での光散乱をより少なくでき透明性をより向上できる観点から、球状以外の非球状が好ましく、非球状の中でも鱗片状、薄片状等の板状、若しくは針状等の扁平形状がより好ましい。また、粒子としては、透明性をより向上できる観点から、球状になりやすい多結晶体や一次粒子の凝集体である二次粒子よりも、単結晶または少数の単結晶からなる粒子が好ましい。なお、球状には、真球状のみならず、真球状がやや扁平または歪んだ形状、真球状の表面に凹凸が形成された形状、またはこれらの形状が組み合わされた形状等も含まれる。扁平形状とは、粒子の長辺と粒子の短辺との比（長辺／短辺）が、２／１以上である粒子のことをいう。その値は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Scanning Electron Microscope）で撮影した粒子の拡大写真から読み取ることができる。鱗片状、薄片状等の板状および針状は、扁平形状の一種であり、薄くて平たい形状を板状と称し、針のように細長い形状を針状と称する。また、鱗片状および薄片状は板状の一種である。
【００８４】
本願発明者等は、鋭意検討の結果、これらの形状の中でも扁平形状の粒子を選んだ場合には、その粒子の各方向からの投影寸法の最大値および最少値の少なくとも一方が、上記範囲（５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、または７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下）に入ることにより透明をより保つことができることを見出している。例えば、板状であれば主要面の最大長が７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、厚みが５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲であることが好ましい。針状であれば長さが５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、太さが５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の範囲であると、光の散乱が少ない。また、例えば、可視光波長範囲である３５０ｎｍ以上８５０ｎｍ以下の直径を持つ球状粒子を持つと、塗料の粘度や電池特性の影響低減と電解質との強度向上のバランスをとるのに最適とされている。したがって、１粒子あたりの体積を、上記範囲の直径を持つ球状粒子と同じ範囲とするのに、上記投影寸法範囲の板状や針状の粒子を選択するとバランスを崩さずに透明性を得るのに好適である。
【００８５】
（粒子の屈折率）
粒子の屈折率は、光の散乱を抑制して、ゲル電解質層５６の透明性を確保できる観点から、１．３以上２．４未満であり、１．３以上２．１以下であることが好ましい。ゲル電解質と粒子との屈折率の違い（固体は屈折率が高く、液体は屈折率が低いという違い）からくる光の屈折による散乱による透明性の低下を抑えるためである。
【００８６】
固体である粒子の屈折率を、液体である電解液を含むため低くなるゲル電解質の屈折率に近づけるため、固体である粒子の中でも、低い方の屈折率である１．３以上２．４未満、好ましくは１．３以上２．１以下の範囲の粒子を用いる。
【００８７】
粒子としては、例えば、無機粒子および有機粒子の少なくとも何れか等を用いることができる。無機粒子としては、例えば、金属酸化物、硫酸塩化合物、炭酸塩化合物、金属水酸化物、金属炭化物、金属窒化物、金属フッ化物、リン酸塩化合物、鉱物等の粒子を挙げることができる。なお、粒子としては、典型的には電気絶縁性を有するものを用いるが、導電性材料の粒子（微粒子）の表面を、電気絶縁性材料で表面処理等を行うことで、電気絶縁性を持たせた粒子（微粒子）を用いてもよい。
【００８８】
金属酸化物としては、酸化ケイ素（ＳｉＯ2、シリカ（珪石粉末、石英ガラス、ガラスビーズ、珪藻土、湿式又は乾式の合成品等、湿式合成品としてはコロイダルシリカ、乾式合成品としてはフュームドシリカが挙げられる。））、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化アンチモン（Ｓｂ2Ｏ3）、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）等を好適に用いることができる。
【００８９】
硫酸塩化合物としては、硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ4）、硫酸カルシウム（ＣａＳＯ4）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）、硫酸ストロンチウム（ＳｒＳＯ4）等を好適に用いることができる。炭酸塩化合物としては、炭酸マグネシウム（ＭｇＣＯ3、マグネサイト）、炭酸カルシウム（ＣａＣＯ3、方解石）、炭酸バリウム（ＢａＣＯ3）、炭酸リチウム（Ｌｉ2ＣＯ3）等を好適に用いることができる。金属水酸化物としては、水酸化マグネシウム（Ｍｇ（ＯＨ）2、ブルサイト）、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3（バイヤーライト、ギブサイト））、水酸化亜鉛（Ｚｎ（ＯＨ）2）等や、ベーマイト（Ａｌ2Ｏ3Ｈ2ＯまたはＡｌＯＯＨ、ダイアスポア）、ホワイトカーボン（ＳｉＯ2・ｎＨ2Ｏ、シリカ水和物）、酸化ジルコニウム水和物（ＺｒＯ2・ｎＨ2Ｏ（ｎ＝０．５〜１０））、酸化マグネシウム水和物（ＭｇＯa・ｍＨ2Ｏ（ａ＝０．８〜１．２、ｍ＝０．５〜１０））等の酸化水酸化物、水和酸化物や、水酸化マグネシウム８水和物等の水酸化水和物等を好適に用いることができる。金属炭化物としては、炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）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）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）または窒化チタン（ＴｉＮ）等を好適に用いることができる。
【００９０】
金属フッ化物としては、フッ化リチウム（ＬｉＦ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2）、フッ化バリウム（ＢａＦ2）、フッ化マグネシウム等を好適に用いることができる。リン酸塩化合物としては、リン酸トリリチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、ポリリン酸アンモニウム等を好適に用いることができる。
【００９１】
鉱物としては、ケイ酸塩鉱物、炭酸塩鉱物、酸化鉱物等が挙げられる。ケイ酸塩鉱物は、結晶構造を基に、ネソケイ酸塩鉱物、ソロケイ酸塩鉱物、サイクロケイ酸塩鉱物、イノケイ酸塩鉱物、層状（フィロ）ケイ酸塩鉱物、テクトケイ酸塩鉱物に分類される。なお、結晶構造とは異なる分類基準で、アスベスト類と称される繊維状ケイ酸塩鉱物に分類されるものもある。
【００９２】
ネソケイ酸塩鉱物は、独立のＳｉ−Ｏ四面体（［ＳｉＯ4］4-）よりなる島状四面体型ケイ酸鉱物である。ネソケイ酸塩鉱物としては、かんらん石類、柘榴石類に該当するもの等が挙げられる。ネソケイ酸塩鉱物としては、より具体的には、オリビン（Ｍｇ2ＳｉＯ4（苦土かんらん石）とＦｅ2ＳｉＯ4（鉄かんらん石）の連続固溶体）、ケイ酸マグネシウム（フォルステライト（苦土かんらん石）、Ｍｇ2ＳｉＯ4）、ケイ酸アルミニウム（Ａｌ2ＳｉＯ5、珪線石、紅柱石、藍晶石）、ケイ酸亜鉛（珪亜鉛鉱物、Ｚｎ2ＳｉＯ4）、ケイ酸ジルコニウム（ジルコン、ＺｒＳｉＯ4）、ムライト（３Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2〜２Ａｌ2Ｏ3・ＳｉＯ2）等が挙げられる。
【００９３】
ソロケイ酸塩鉱物は、Ｓｉ−Ｏ四面体の複結合群（［Ｓｉ2Ｏ7］6-、［Ｓｉ5Ｏ16］12-）よりなる群構造型ケイ酸塩鉱物である。ソロケイ酸塩鉱物としては、ベスブ石、緑簾石類に該当するもの等が挙げられる。
【００９４】
サイクロケイ酸塩鉱物は、Ｓｉ−Ｏ四面体の有限（３−６個）結合の環状体（［Ｓｉ3Ｏ9］6-、［Ｓｉ4Ｏ12］8-、［Ｓｉ6Ｏ18］12-）よりなる環状体型のケイ酸塩鉱物である。サイクロケイ酸塩鉱物としては、緑柱石、電気石類等が挙げられる。
【００９５】
イノケイ酸塩鉱物は、Ｓｉ−Ｏ四面体の連結が無限に延びて、鎖状（［Ｓｉ2Ｏ6］4-）および帯状（［Ｓｉ3Ｏ9］6-、［Ｓｉ4Ｏ11］6-、［Ｓｉ5Ｏ15］10-、［Ｓｉ7Ｏ21］14-）をなす繊維状型ケイ酸塩鉱物である。イノケイ酸塩鉱物としては、例えば、ケイ酸カルシウム（珪灰石（ワラストナイト）、ＣａＳｉＯ3）等の輝石類に該当するもの等、角閃石類に該当するもの等が挙げられる。
【００９６】
層状珪酸塩鉱物は、Ｓｉ−Ｏ四面体（［ＳｉＯ4］4-）の網状結合をなす層状型ケイ酸塩鉱物である。なお、層状珪酸塩鉱物の具体例は、後述する。
【００９７】
テクトケイ酸塩鉱物は、Ｓｉ−Ｏ四面体（［ＳｉＯ4］4-）が３次元的の網目結合をなす３次元網目構造型ケイ酸塩鉱物である。テクトケイ酸塩鉱物としては、石英、長石類、沸石類等、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ、Ｍは金属元素、ｎはＭの価数、ｘ≧２、ｙ≧０）＝沸石等のアルミノケイ酸塩（ａＭ2Ｏ・ｂＡｌ2Ｏ3・ｃＳｉＯ2・ｄＨ2Ｏ、Ｍは上記と同義である。ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ１以上の整数である。）等が挙げられる。
【００９８】
アスベスト類としては、クリソタイル、アモサイト、アンソフィナイト等が挙げられる。
【００９９】
炭酸塩鉱物としては、ドロマイト（苦灰石、ＣａＭｇ（ＣＯ3）2）、ハイドロタルサイト（Ｍｇ6Ａｌ2（ＣＯ3）（ＯＨ）16・４（Ｈ2Ｏ））等が挙げられる。
【０１００】
酸化鉱物としては、スピネル（ＭｇＡｌ2Ｏ4）等が挙げられる。
【０１０１】
その他の鉱物としては、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）等が挙げられる。なお、鉱物は天然鉱物であっても人工鉱物であってもよい。
【０１０２】
なお、これらの鉱物の中で、粘土鉱物に分類されるものがある。この粘土鉱物としては、結晶質の粘土鉱物、非結晶質または準結晶質の粘土鉱物等が挙げられる。結晶質の粘土鉱物としては、層状ケイ酸塩鉱物、層状ケイ酸塩に近い構造のもの、その他のケイ酸塩鉱物等のケイ酸塩鉱物、層状炭酸塩鉱物等が挙げられる。
【０１０３】
層状ケイ酸塩鉱物は、Ｓｉ−Ｏの四面体シートと、四面体シートと組合うＡｌ−Ｏ、Ｍｇ−Ｏ等の八面体シートとを備えるものである。層状ケイ酸塩は、典型的には四面体シートおよび八面体シートの数、八面体の陽イオンの数、層電荷によって分類される。なお、層状ケイ酸塩鉱物は、層間の金属イオンの全部または一部を有機アンモニウムイオン等で置換したもの等であってもよい。
【０１０４】
具体的には、層状ケイ酸塩鉱物としては、１：１型構造のカオリナイト−蛇紋石族、２：１型構造のパイロフィライト−タルク族、スメクタイト族、バーミキュライト族、マイカ（雲母）族、ブリトルマイカ（脆雲母）族、クロライト（緑泥石族）等に該当するもの等が挙げられる。
【０１０５】
カオリナイト−蛇紋石族に該当するものとしては、例えば、クリソタイル、アンチゴライト、リザーダイト、カオリナイト（Ａｌ2Ｓｉ2Ｏ5（ＯＨ）4）、ディッカイト等が挙げられる。パイロフィライト−タルク族に該当するものとしては、例えば、タルク（Ｍｇ3Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2）、ウィレムサイト、葉ろう石（パイロフィライト、Ａｌ2Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2）等が挙げられる。スメクタイト族に該当するものとしては、例えば、サポナイト〔（Ｃａ／２，Ｎａ）0.33（Ｍｇ，Ｆｅ2+）3（Ｓｉ，Ａｌ）4Ｏ10（ＯＨ）2・４Ｈ2Ｏ〕、ヘクトライト、ソーコナイト、モンモリロナイト｛（Ｎａ，Ｃａ）0.33（Ａｌ，Ｍｇ）２Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2・ｎＨ2Ｏ、なお、モンモリロナイトを主成分とする粘土はベントナイトと称する｝、バイデライト、ノントライト等が挙げられる。マイカ（雲母）族に該当するものとしては、例えば、モスコバイト（白雲母、ＫＡｌ2（ＡｌＳｉ3）Ｏ10（ＯＨ）2）セリサイト（絹雲母）、フロゴパイト（金雲母）、バイオタイト、レピドライト（リチア雲母）等が挙げられる。ブリトルマイカ（脆雲母）族に該当するものとしては、例えば、マーガライト、クリントナイト、アナンダイト等が挙げられる。クロライト（緑泥石）族に該当するものとしては、例えば、クッケアイト、スドーアイト、クリノクロア、シャモサイト、ニマイト等が挙げられる。
【０１０６】
層状ケイ酸塩に近い構造のものとしては、リボン状に配列した四面体シートが頂点を逆転しながら隣のリボン状に配列した四面体シートとつながる２：１リボン構造をとる含水マグネシウムケイ酸塩等が挙げられる。含水マグネシウムケイ酸塩としては、セピオライト（海泡石：Ｍｇ9Ｓｉ12Ｏ30（ＯＨ）6（ＯＨ2）4・６Ｈ2Ｏ）、パリゴルスカイト等が挙げられる。
【０１０７】
その他のケイ酸塩鉱物としては、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ、Ｍは金属元素、ｎはＭの価数、ｘ≧２、ｙ≧０）等の多孔質アルミノケイ酸塩、アタパルジャイト〔（Ｍｇ，Ａｌ）２Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）・６Ｈ2Ｏ〕等が挙げられる。
【０１０８】
層状炭酸塩鉱物としては、ハイドロタルサイト（Ｍｇ6Ａｌ2（ＣＯ3）（ＯＨ）16・４（Ｈ2Ｏ））等が挙げられる。
【０１０９】
非結晶質または準結晶質の粘土鉱物としては、ビンゲライト、イモゴライト（Ａｌ2ＳｉＯ3（ＯＨ））、アロフェン等が挙げられる。
【０１１０】
これらの無機粒子は、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。無機粒子は耐酸化性も備えており、ゲル電解質層５６を正極５３とセパレータ５５との間に設ける場合には、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。
【０１１１】
粒子としては、有機粒子であってもよい。有機粒子を構成する材料としては、メラミン、メラミンシアヌレート、ポリリン酸メラミン、架橋ポリメタクリル酸メチル（架橋ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等が挙げられる。これら材料は、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。
【０１１２】
（粒子と樹脂との質量比）
粒子と樹脂との質量比（混合比）は、透明性を確保する観点から、質量比（粒子／樹脂）で粒子／樹脂＝１５／８５以上９０／１０以下の範囲であり、透明性をより向上させる観点から、１５／８５以上８０／２０以下の範囲であることがより好ましい。なお、ゲル電解質層５６の透明性を確保する観点からは粒子の比率が低い程好ましいが、粒子の比率が低すぎるとゲル電解質層５６の強度が低下する傾向にあるため、上記質量比の下限値を設定している。
【０１１３】
（粒子と電解質塩との質量比）
粒子と電解質塩との質量比（混合比）は、透明性を確保する観点から、質量比（粒子／電解質塩）で粒子／電解質塩＝１５／８５以上９０／１０以下の範囲であり、透明性をより向上させる観点から、１５／８５以上８０／２０以下の範囲であることがより好ましい。なお、ゲル電解質層５６の透明性を確保する観点からは粒子の比率が低い程好ましいが、粒子の比率が低すぎるとゲル電解質層５６の強度が低下する傾向にあるため、上記質量比の下限値を設定している。
【０１１４】
本技術では、ゲル電解質層５６の透明性を向上する観点から、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方が、上記範囲内（１５／８５以上９０／１０以下）とされている。なお、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の一方が、上記範囲とされていれば、ゲル電解質層５６の透明性を確保できる。質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の両方が、上記範囲内とされていれば、より透明性を向上できるので好ましい。
【０１１５】
（粒子の含有量）
粒子の含有量は、ゲル電解質の屈折率を粒子に近づけ、透明性をより向上できる観点から、電解質の質量に対して、５．２質量％以上５０．０質量％以下であることが好ましく、５．２質量％以上３０．８質量％以下であることがより好ましい。
【０１１６】
（樹脂の含有量）
樹脂の含有量は、ゲル電解質の屈折率を粒子に近づけ、透明性をより向上できる観点から、電解質の質量に対して、５．６質量％以上３０．８質量％以下であることが好ましく、７．７質量％以上３０．８質量％以下であることがより好ましい。なお、樹脂の含有量が、３０．８質量％より多いと、電池のイオン移動抵抗が増し出力が低下する傾向にある。
【０１１７】
（電解質塩の含有量）
電解質塩の含有量は、ゲル電解質の屈折率をフィラー粒子に近づけ、透明性をより向上できる観点から、電解質の質量に対して、５．６質量％以上３０．８質量％以下であることが好ましく、７．７質量％以上３０．８質量％以下であることがより好ましい。なお、電解質塩の含有量が、３０．８質量％より多いと、電池のイオン移動抵抗が増し出力が低下する傾向にある。
【０１１８】
〔非水電解質電池の製造方法〕
この非水電解質電池６２は、例えば、以下のようにして、製造することができる。
【０１１９】
［正極の製造方法］
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−ピロリドン等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５３Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより正極活物質層５３Ｂを形成し、正極５３を作製する。
【０１２０】
［負極の製造方法］
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−ピロリドン等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５４Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより負極活物質層５４Ｂを形成し、負極５４を作製する。
【０１２１】
［非水電解液の調製］
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。
【０１２２】
［非水電解質電池の組み立て］
正極５３および負極５４の少なくとも一方の両面に、非水電解液と、樹脂と、フィラーと、希釈溶媒（ジメチルカーボネート等）とを含む前駆溶液（塗料）を塗布した後、希釈溶媒を揮発させてゲル電解質層５６を形成する。そののち、正極集電体５３Ａの端部に正極リード５１を溶接により取り付けると共に、負極集電体５４Ａの端部に負極リード５２を溶接により取り付ける。
【０１２３】
次に、ゲル電解質層５６が形成された正極５３とゲル電解質層５６が形成された負極５４とを、セパレータ５５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５７を接着して巻回電極体５０を形成する。
【０１２４】
なお、巻回電極体５０は以下のように形成してもよい。前駆溶液をセパレータ５５の両面の少なくとも一方の面に塗布した後、希釈溶媒を揮発させる。これにより、セパレータ５５の両面にゲル電解質層５６を形成する。なお、予め正極集電体５３Ａの端部に正極リード５１を溶接により取り付けるとともに、負極集電体５４Ａの端部に負極リード５２を溶接により取り付けるようにする。正極５３と負極５４とを、両面にゲル電解質層５６が形成されたセパレータ５５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、巻回電極体５０を得る。
【０１２５】
なお、正極５３の端、負極５４の端およびセパレータ５５の端の各端間のクリアランスの、適切なクリアランスに対する精度は、巻回電極体５０を形成する際に、電極等の端部をカメラ等の撮影手段で正確にとらえることで高く保たれるため、ゲル電解質層５６は透明であることが求められる。
【０１２６】
例えば、巻回電極体５０の形成の際の、正極５３、負極５４、セパレータ５５の積層および巻回は、典型的には、例えば、正極５３、負極５４、セパレータ５５を巻回装置（ワインダー）で積層および巻回することにより行う。この際、巻回装置内にカメラを設置し、巻回時の様子を撮影し（例えば、１回転ごと等）、撮影した画像データを画像処理装置に送る。画像処理装置では、画像処理により、各電極および／またはセパレータのエッジの位置データを検出し、例えば各部材のエッジの位置データの差等に基づいて、正極５３、負極５４およびセパレータ５５間に巻きずれが生じていないかを検出する。巻きずれがあると判定された場合には、巻回装置の巻回部にフィードバックし、正極５３、負極５４、セパレータ５５のエッジ位置が正しいエッジ位置と一致するように、巻回装置の巻回部を制御する。
【０１２７】
この場合、カメラ等の撮影手段による塗布対象の端部の撮影は、塗布対象（正極５３、負極５４またはセパレータ５５）上に形成されたゲル電解質層５６を通して、行われる。このため、ゲル電解質層５６が透明でない場合には、塗布対象のエッジ位置の検出がうまくいかなくなるので、巻きずれが生じてしまう。例えば、エッジの位置の検出は、基準とする片側１辺のみ行い、誤検出により巻きずれが生じる場合、基準とする１辺の反対側の正負極のエッジが、セパレータからはみだすおそれがあり、短絡が生じるおそれがある。これに対して、本技術では、塗布対象上に形成されるゲル電解質層５６が透明であるため、塗布対象のエッジ位置の検出がうまくいかなくなることを解消でき、巻きずれが生じることを抑制できる。これにより、電池の巻きずれによる短絡不良を回避でき、安全性を確保できる。
【０１２８】
最後に、例えば、外装部材６０の間に巻回電極体５０を挟み込み、外装部材６０の外縁部同士を熱融着等により密着させて封入する。その際、正極リード５１および負極リード５２と外装部材６０との間には密着フィルム６１を挿入する。これにより、図１および図２に示した非水電解質電池６２が完成する。
【０１２９】
（１−２）第２の例
上述の第１の例では、巻回電極体５０が外装部材６０で外装された非水電解質電池６２について説明したが、図３Ａ〜図３Ｃに示すように、巻回電極体５０の代わりに積層電極体７０を用いてもよい。図３Ａは、積層電極体７０を収容した非水電解質電池６２の外観図である。図３Ｂは、外装部材６０に積層電極体７０が収容される様子を示す分解斜視図である。図３Ｃは、図３Ａに示す非水電解質電池６２の底面側からの外観を示す外観図である。
【０１３０】
積層電極体７０は、矩形状の正極７３および矩形状の負極７４を、矩形状のセパレータ７５を介して積層し、固定部材７６で固定した積層電極体７０を用いる。なお、図示は省略するが、ゲル電解質層が正極７３および負極７４に接するように設けられている。例えば、正極７３およびセパレータ７５の間、並びに、負極７４およびセパレータ７５の間にゲル電解質層（図示省略）が設けられている。このゲル電解質層は、第１の例のゲル電解質層５６と同様である。積層電極体７０からは、正極７３と接続された正極リード７１および負極７４と接続された負極リード７２とが導出されており、正極リード７１および負極リード７２と外装部材６０との間には密着フィルム６１が設けられる。
【０１３１】
また、図示は省略するが、第１の例と同様、矩形状の正極７３の４辺の端、矩形上の負極７４の４辺の端および矩形状のセパレータ７５の４辺の端の各端間が、所定のクリアランスを有するように、正極７３、負極７４およびセパレータ７５が、これらの各間に形成されたゲル電解質層（図示省略）を介して、積層されている。ゲル電解質層は、正極７３の周端面の少なくとも一部および負極７４の周端面の少なくとも一部を覆っている。
【０１３２】
なお、ゲル電解質層の形成方法および外装部材６０の熱融着方法は、第１の例と同様である。また、第１の例と同様、積層電極体７０の形成時に、ゲル電解質層５６が透明でない場合には、エッジ位置の検出がうまくいかなくなるので、積層ずれが生じてしまう。例えば、エッジの位置の検出は、基準とする隣接する２辺のみ行い、誤検出により積層ずれが生じる場合、基準とする隣接する２辺の反対側の正負極のエッジが、セパレータからはみだすおそれがあり、短絡が生じるおそれがある。これに対して、本技術では、塗布対象（電極またはセパレータ７５）上に形成されるゲル電解質層が透明であるため、塗布対象（電極またはセパレータ７５）のエッジ検出がうまくいかなくなることを解消でき、正極７３、負極７４、セパレータ７５のエッジ間のクリアランスのずれ（積層ずれ）が生じることを抑制できる。これにより、電池の短絡不良を回避でき、安全性を確保できる。
【０１３３】
２．第２の実施の形態
第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同様のゲル電解質層を備えたラミネートフィルム型の電池（非水電解質電池）の電池パックの例について説明する
【０１３４】
この電池パックは、簡易型の電池パック（ソフトパックとも称する）である。簡易型の電池パックは、電子機器に内蔵されるものであり、電池セルや保護回路等が絶縁テープ等で固定され、電池セルの一部が露出され、電子機機本体に接続されるコネクタ等の出力が設けられたものである。
【０１３５】
簡易型の電池パックの構成の一例について説明する。図４は簡易型の電池パックの構成例を示す分解斜視図である。図５Ａは、簡易型の電池パックの外観を示す概略斜視図であり、図５Ｂは、簡易型の電池パックの外観を示す概略斜視図である。
【０１３６】
図４および図５Ａ〜図５Ｂに示すように、簡易型の電池パックは、電池セル１０１と、電池セル１０１から導出されたリード１０２ａおよび１０２ｂと、絶縁テープ１０３ａ〜１０３ｃと、絶縁プレート１０４と、保護回路（ＰＣＭ（Protection Circuit Module））が形成された回路基板１０５と、コネクタ１０６とを備える。電池セル１０１は、例えば、第１の実施の形態による非水電解質二次電池と同様である。
【０１３７】
電池セル１０１の前端のテラス部１０１ａに、絶縁プレート１０４および回路基板１０５が配置され、電池セル１０１から導出されたリード１０２ａおよびリード１０２ｂが、回路基板１０５に接続される。
【０１３８】
回路基板１０５には、出力のためのコネクタ１０６が接続されている。電池セル１０１、絶縁プレート１０４および回路基板１０５等の部材は、絶縁テープ１０３ａ〜１０３ｃを所定箇所に貼ることによって固定されている。
【０１３９】
＜３．第３の実施の形態＞
図６は、本技術の第１の実施の形態による電池（以下、二次電池と適宜称する）を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
【０１４０】
また、電池パックは、正極端子３２１および負極リード３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極リード３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極リード３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
【０１４１】
組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図６では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
【０１４２】
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極リード３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部３０４を設けているが、−側に設けても良い。
【０１４３】
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチ３０２ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０１４４】
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０１４５】
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
【０１４６】
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧または過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。
【０１４７】
ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【０１４８】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
【０１４９】
そして、例えば過充電または過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
【０１５０】
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等からなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値等が予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。（また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
【０１５１】
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
【０１５２】
＜４．第４の実施の形態＞
上述した本技術の第１の実施の形態による電池およびこれを用いた第２の実施の形態および第３の実施の形態による電池パックは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。
【０１５３】
電子機器として、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。
【０１５４】
また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。
【０１５５】
蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源等が挙げられる。
【０１５６】
以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。
【０１５７】
この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
【０１５８】
さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。
【０１５９】
（４−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図７を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８等を介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置４０４等の独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【０１６０】
住宅４０１には、発電装置４０４、電力消費装置４０５、蓄電装置４０３、各装置を制御する制御装置４１０、スマートメータ４０７、各種情報を取得するセンサ４１１が設けられている。各装置は、電力網４０９および情報網４１２によって接続されている。発電装置４０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置４０５および／または蓄電装置４０３に供給される。電力消費装置４０５は、冷蔵庫４０５ａ、空調装置４０５ｂ、テレビジョン受信機４０５ｃ、風呂４０５ｄ等である。さらに、電力消費装置４０５には、電動車両４０６が含まれる。電動車両４０６は、電気自動車４０６ａ、ハイブリッドカー４０６ｂ、電気バイク４０６ｃである。
【０１６１】
蓄電装置４０３に対して、本技術の電池が適用される。本技術の電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ４０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網４０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【０１６２】
各種のセンサ４１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種のセンサ４１１により取得された情報は、制御装置４１０に送信される。センサ４１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置４０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置４１０は、住宅４０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【０１６３】
パワーハブ４０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置４１０と接続される情報網４１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【０１６４】
制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ４１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に、表示されても良い。
【０１６５】
各部を制御する制御装置４１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置４０３に格納されている。制御装置４１０は、蓄電装置４０３、家庭内の発電装置４０４、電力消費装置４０５、各種のセンサ４１１、サーバ４１３と情報網４１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【０１６６】
以上のように、電力が火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２のみならず、家庭内の発電装置４０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置４０３に蓄えることができる。したがって、家庭内の発電装置４０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置４０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置４０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置４０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０１６７】
なお、この例では、制御装置４１０が蓄電装置４０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ４０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム４００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０１６８】
（４−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図８を参照して説明する。図８に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【０１６９】
このハイブリッド車両５００には、エンジン５０１、発電機５０２、電力駆動力変換装置５０３、駆動輪５０４ａ、駆動輪５０４ｂ、車輪５０５ａ、車輪５０５ｂ、バッテリー５０８、車両制御装置５０９、各種センサ５１０、充電口５１１が搭載されている。バッテリー５０８に対して、上述した本技術の電池が適用される。
【０１７０】
ハイブリッド車両５００は、電力駆動力変換装置５０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置５０３の一例は、モータである。バッテリー５０８の電力によって電力駆動力変換装置５０３が作動し、この電力駆動力変換装置５０３の回転力が駆動輪５０４ａ、５０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置５０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ５１０は、車両制御装置５０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ５１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。
【０１７１】
エンジン５０１の回転力は発電機５０２に伝えられ、その回転力によって発電機５０２により生成された電力をバッテリー５０８に蓄積することが可能である。
【０１７２】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両５００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置５０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置５０３により生成された回生電力がバッテリー５０８に蓄積される。
【０１７３】
バッテリー５０８は、ハイブリッド車両５００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口５１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【０１７４】
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置等がある。
【０１７５】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【実施例】
【０１７６】
以下、実施例により本技術を詳細に説明する。なお、本技術は、下記の実施例の構成に限定されるものではない。【０１７７】
＜実施例１−１＞
［正極の作製］
正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９１質量％と、導電剤であるカーボンブラック６質量％と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）３質量％とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を分散媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて正極合剤スラリーとした。この正極合剤スラリーを厚さ１２μｍの帯状アルミニウム箔からなる正極集電体の両面に、正極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した正極合剤スラリーの分散媒を蒸発・乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。最後に、正極端子を正極集電体露出部に取り付け、正極を形成した。【０１７８】
［負極の作製］
負極活物質である平均粒子径２０μｍの粒状黒鉛粉末９６質量％と、結着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体のアクリル酸変性体１．５質量％と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース１．５質量％とを混合して負極合剤とし、さらに適量の水を加えて攪拌することにより、負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを厚さ１５μｍの帯状銅箔からなる負極集電体の両面に、負極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した負極合剤スラリーの分散媒を蒸発・乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型することにより、負極活物質層を形成した。最後に、負極端子を正極集電体露出部に取り付け、負極を形成した。【０１７９】
［ゲル電解質層の形成］
炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸プロピレン（ＰＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とを、質量比４９：４９：２で混合した非水溶媒に対して、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１ｍｏｌ／ｄｍ3の濃度で溶解させることにより、非水電解液を調製した。【０１８０】
続いて、非水電解液を保持するマトリックス高分子化合物（樹脂）として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用い、非水電解液と、ポリフッ化ビニリデンと、希釈溶媒として炭酸ジメチル（ＤＭＣ：ジメチルカーボネート）と、フィラーとして、ベーマイト粒子（粒子径Ｄ５０：１０００ｎｍ、屈折率１．７、扁平状粒子（板状粒子）））とを混合して、ゾル状の前駆溶液を調製した。【０１８１】
なお、前駆溶液は、ゲル電解質層の構成成分（ベーマイト粒子：１０質量％、マトリックス高分子化合物（ＰＶｄＦ）：１０質量％、ＬｉＰＦ6：１０質量％、非水溶媒：７０質量％）に、非水溶媒と同質量の希釈溶媒（ＤＭＣ）を含むものである。ベーマイト粒子と電解質塩（ＬｉＰＦ6）との質量比（粒子／電解質塩）は５０／５０、ベーマイト粒子と樹脂（ＰＶｄＦ）との質量比（粒子／樹脂）は５０／５０である。【０１８２】
続いて、正極および負極の両面に、前駆溶液を塗布し、乾燥させて希釈溶媒（ＤＭＣ）を除去し、膜厚５μｍとなるように調整しながら、正極および負極の表面にゲル電解質層を形成した。【０１８３】
［ラミネートフィルム型電池の組み立て］
ゲル電解質層が両面に形成された正極および負極と、セパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層したのち、巻回装置を用いて、長手方向に多数回、扁平形状に巻回した。その後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。なお、正極幅３８ｍｍ、負極幅４０ｍｍ、セパレータ幅４２ｍｍとして、相互のクリアランスを１ｍｍに設定した。巻回装置はカメラ撮影による画像データを画像処理装置に送り、画像データから正極、セパレータ、負極のエッジの位置を検出し、検出結果をフィードバックして、正極、セパレータ、負極の幅方向の位置を正しい位置に制御する機能を備えたものである。巻回装置において、正極、セパレータ、負極のエッジの位置の検出は、基準とする片側１辺のみ行った。誤検出により巻きずれが生じる場合、基準とする１辺の反対側の正負極のエッジが、セパレータからはみだすおそれがあり、短絡が生じるおそれがある。【０１８４】
次に、巻回電極体を、軟質アルミニウム層を有するラミネートフィルムで外装し、巻回電極体周辺の正極端子および負極端子の導出辺と、他の二辺とを減圧下で熱融着して封止し、密閉した。これにより、電池形状が厚さ４．５ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ５０ｍｍの図１に示すラミネートフィルム型電池を作製した。【０１８５】
＜実施例１−２〜実施例１−５５＞
実施例１−２〜実施例１−５５では、下掲の表１に示すように、用いる粒子を変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１８６】
＜実施例１−５６〜１−５７＞
実施例１−５６〜実施例１−５７では、質量比（粒子／樹脂）、質量比（粒子／電解質塩）を下掲の表１に示すように変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１８７】
＜比較例１−１＞
前駆溶液に粒子を混合せず、粒子を含有しないゲル電解質層を形成したこと以外は実施例１−１と同様にして、比較例１−１のラミネートフィルム型電池を作製した。【０１８８】
＜比較例１−２〜比較例１−１０＞
比較例１−２〜比較例１−１０では、下掲の表１に示すように、用いる粒子の材料種を屈折率が異なるものまたは有色粒子に変え、粒子の形状も球状または多面体に変えたこと以外は、実施例１−５７と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１８９】
＜比較例１−１１＞
比較例１−１１では、下掲の表１に示すように、用いる粒子の材料種を屈折率が異なるものに変え、粒子の形状も多面体に変えたこと以外は、実施例１−５６と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１９０】
＜比較例１−１２＞
比較例１−１２では、下掲の表１に示すように、用いる粒子の材料種を屈折率が異なるものに変え、粒子の形状も多面体に変え、正極として、実施例１−５７の正極電極幅と比べて正極電極幅を６％細くしたものを用いた。以上のこと以外は、実施例１−５７と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０１９１】
＜比較例１−１３＞
質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）を、下掲の表１に示すように変えたこと以外は、比較例１−７と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１９２】
＜比較例１−１４＞
質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）を、下掲の表１に示すように変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１９３】
＜比較例１−１５〜比較例１−１７＞
粒子の粒子径を下掲の表１に示すように変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１９４】
＜比較例１−１８＞
粒子の材料種を下掲の表１に示すように変え、粒子の粒子径Ｄ５０も６００ｎｍに変えたこと以外は、比較例１−１４と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０１９５】
（粒子の粒子径、ゲル電解質層の外観）
上述の実施例および比較例において、粒子の粒子径、ゲル電解質層の外観は以下のようにして測定または評価したものである。（後述の実施例および比較例も同様）【０１９６】
（粒子径の測定）
ゲル電解質層からゲル電解質成分等を除去した後の粒子を、レーザー回折法により測定した粒度分布において、小さい粒子径の粒子側から起算した体積累計５０％の粒子径を、粒子の粒子径Ｄ５０とした。なお、必要に応じて、上記測定した粒度分布から、体積累計４０％の粒子径Ｄ４０の値や体積累計６０％の粒子径Ｄ６０の値も得た。【０１９７】
（外観評価）
視覚観察により、ゲル電解質層の外観を観察した。なお、透明性の程度で、さらに透明、透明、概ね透明、透明に近い、不透明の順に段階的に評価した。さらに透明、透明、概ね透明、透明に近い場合は、いずれも、ゲル電解質層を通して、塗布対象（電極またはセパレータ）の輪郭を完全に視認できた。また、不透明の場合は、ゲル電解質層５６を通して、塗布対象（電極またはセパレータ）の輪郭を視認できなかった。【０１９８】
（電池評価：巻きずれ短絡検査）
以下のようにして、巻きずれによる短絡が生じているかを確認するための短絡検査を行った。作製した電池について、電池の初回充電時の巻きずれによる短絡の有無を確認した。具体的には、電池の初回充電が終了してから２４時間経過するまでの間に電圧の低下が０．５Ｖ以上になったものを短絡と判定することにより、短絡の有無を確認した。【０１９９】
なお、電池は、２３℃の雰囲気下において、１Ｃの定電流で電池電圧が４．２Ｖに達するまで定電流充電した後、４．２Ｖの定電圧で充電時間の合計が２．５時間となるまで定電圧充電した。【０２００】
（電池評価：電池容量の測定）
短絡検査において、短絡が生じなかった電池について、以下のようにして電池容量の測定を行った。上記充電後の電池を１Ｃの放電電流で電池電圧３．０Ｖまで定電流放電を行い、このときの放電容量を測定して電池容量とした。電池容量は、作製した電池に求められる必要容量１０００ｍＡｈを基準値として、必要な電池容量を満足しているかどうかを判断した。なお、比較例１−２〜比較例１−１１、比較例１−１４〜比較例１−１６、比較例１−１８では、短絡が生じたため、電池容量測定ができなかった。【０２０１】
（電池評価：電池折曲げ試験）
短絡検査において短絡が生じなかった電池を電池容量の測定と同条件で放電した後、短絡検査と同様の条件で充電した。次に、図９および図１０に示すように、３０ｍｍの間隔で並置された２本の丸棒Ｓ上に、充電した電池ＣＥＬＬを配置し、電池ＣＥＬＬのセンター位置に対して、上方から１本の丸棒Ｓを押し当てて、３００Ｎまたは押し当てた部分が３ｍｍたわむ（下方に３ｍｍ下がる状態になる）まで加圧した。その際、電圧計（テスター）６００により電池ＣＥＬＬの電圧を確認し、１％以上の電圧低下を確認したら短絡判定を不合格とした。また短絡検査において短絡が生じたものを測定不能とし、不合格および測定不能以外を合格とした。【０２０２】
（電池評価：巻きずれ量の最大値の測定）
実施例１−１〜実施例１−５７については、電極体作製工程において、カメラ撮影により取得した画像データから正極、負極およびセパレータの各エッジ間のクリアランスの測定値を得た。そして、これらのクリアランスの測定値のうちの最大値と相互クリアランスの設定値（１ｍｍ）との差（「前記最大値」―「１ｍｍ」）を算出して得た値を、巻きずれ量の最大値とした。【０２０３】
評価結果を表１に示す。【０２０４】
【表１】
0006489023.tif 000002
0006489023.tif 000003
【０２０５】
表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−５７では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。一方、比較例１−１では、ゲル電解質が、粒子を含まないため強度が不足し、電池折曲げ試験が不合格であった。比較例１−２〜比較例１−１１では、ゲル電解質に含まれる粒子の屈折率が所定範囲内にないため、ゲル電解質が透明ではなくなり、巻きずれ短絡検査で短絡が確認され不合格となったため、電池容量および電池折曲げ試験が共に測定不能であった。比較例１−１２では、従来のように、正極電極幅を実施例１−５７の正極電極幅と比べて正極電極幅を６％細くしたものであるので、巻きずれは大きいが、正極、負極およびセパレータの各端間のクリアランスも大きいため短絡が生じなかった。しかしながら、電池容量は必要容量１０００ｍＡｈに達しなかった。比較例１−１３では、粒子の含有比率を下げることにより、透明性は向上したが、粒子の含有比率が小さいため、ゲル電解質の強度が低下し、電池折曲げ試験が不合格であった。比較例１−１４では、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の両方の質量比が、所定範囲内とされていないため、ゲル電解質が透明ではなくなり、巻きずれ短絡検査で短絡が確認され不合格となったため、電池容量および電池折曲げ試験が共に測定不能であった。比較例１−１５では、ゲル電解質に含まれる粒子の粒子径が、所定の範囲内にないため、ゲル電解質が透明ではなくなり、巻きずれ短絡検査で短絡が確認され不合格となったため、電池容量および電池折曲げ試験が共に測定不能であった。比較例１−１６では、ゲル電解質に含まれる粒子の粒子径が小さすぎるため、ゲル電解質（塗布溶液）の粘度が高くなりすぎてしまい、電極上に塗布することができなかった。比較例１−１７では、ゲル電解質に含まれる粒子の粒子径が大きすぎるため、粒子の大きさで電極間距離が広がってデッドスペースが増えた。このため、電池容量が必要容量１０００ｍＡｈに達しなかった。比較例１−１８では、粒子の屈折率、粒子径、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の何れも所定の範囲内にないため、ゲル電解質が透明ではなくなり、巻きずれ短絡検査で短絡が確認され不合格となったため、電池容量および電池折曲げ試験が共に測定不能であった。また、巻きずれ量の最大値は、ゲル電解質の外観がさらに透明の実施例では０．２ｍｍ、透明の実施例では０．４ｍｍ、概ね透明の実施例では０．７ｍｍ、透明に近いの実施例（後述の実施例２−２２、実施例２−２３など）では０．９ｍｍの結果が得られ、透明性が高い程小さかった。ゲル電解質の外観がさらに透明の実施例および透明の実施例のように、巻きずれ量の最大値が０．５ｍｍ以下の場合、電極およびセパレータの巻回精度が、透明に近いの実施例および概ね透明の実施例のほぼ倍以上に高められるので、正極、負極、セパレータの各エッジ間のクリアランスをより狭く設定することができ、外径寸法を変えずに負極や正極の幅をより広くとれ、電池容量を増やすことができるというメリットがある。さらに、ゲル電解質の外観がさらに透明の実施例では、電極およびセパレータの巻回精度が透明の実施例の倍の精度となるため、外径寸法を変えずに負極や正極の幅をさらに広くとれ、電池容量をさらに増やすことができるというメリットがある。なお、実施例１−１〜実施例１−５７などでは電極幅を一定にしているため、電池容量の測定値に上記のメリットは反映されていない。【０２０６】
＜実施例２−１〜実施例２−８＞
ベーマイト粒子の粒子径Ｄ５０と、ゲル電解質の構成成分であるベーマイト粒子、樹脂（ＰＶｄＦ）、ＬｉＰＦ6および非水溶媒（溶媒）の各成分の量を下掲の表２に示すように変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。なお、表２中において、粒子、ＰＶｄＦ、ＬｉＰＦ6、溶媒の各成分の量は、ゲル電解質の全体量（構成成分の合計量）に対する質量百分率で示している。
【０２０７】
＜実施例２−９〜実施例２−１６＞
タルク粒子の粒子径Ｄ５０と、ゲル電解質の構成成分であるタルク粒子（扁平状粒子（薄片状粒子））、樹脂（ＰＶｄＦ）、ＬｉＰＦ6および非水溶媒（溶媒）の各成分の量を下掲の表２に示すように変えたこと以外は、実施例１−２と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。なお、表２中において、粒子、ＰＶｄＦ、ＬｉＰＦ6、溶媒の各成分の量は、ゲル電解質の全体量（構成成分の合計量）に対する質量百分率で示している。
【０２０８】
＜実施例２−１７〜実施例２−２４＞
酸化アルミニウム粒子の粒子径Ｄ５０と、ゲル電解質の構成成分である酸化アルミニウム粒子、樹脂（ＰＶｄＦ）、ＬｉＰＦ6および非水溶媒（溶媒）の各成分の量を下掲の表２に示すように変えたこと以外は、実施例１−８と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。なお、表２中において、粒子、ＰＶｄＦ、ＬｉＰＦ6、溶媒の各成分の量は、ゲル電解質の全体量（構成成分の合計量）に対する質量百分率で示している。
【０２０９】
［電池の評価：巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定］
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例１−１と同様にして、巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定を行った。【０２１０】
評価結果を表２に示す。【０２１１】
【表２】
0006489023.tif 000004
【０２１２】
表２に示すように、実施例２−１〜実施例２−２４では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。【０２１３】
＜実施例３−１〜実施例３−１３＞
実施例３−１〜実施例３−１３では、ゲル電解質の構成成分であるベーマイト粒子の粒子径Ｄ５０を下掲の表３に示すように変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２１４】
＜実施例３−１４〜実施例３−２６＞
実施例３−１４〜実施例３−２６では、ゲル電解質の構成成分であるタルク粒子の粒子径Ｄ５０を下掲の表３に示すように変えたこと以外は、実施例１−２と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２１５】
＜実施例３−２７〜実施例３−３９＞
実施例３−２７〜実施例３−３９では、ゲル電解質の構成成分である酸化アルミニウム粒子の粒子径Ｄ５０を下掲の表３に示すように変えたこと以外は、実施例１−８と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２１６】
［電池の評価：巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定］
作製した各実施例のラミネートフィルム型電池について、実施例１−１と同様にして、巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定を行った。【０２１７】
評価結果を表３に示す。【０２１８】
【表３】
0006489023.tif 000005
【０２１９】
表３に示すように、実施例３−１〜実施例３−３９では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。また、粒子の粒子径を変えることにより透明性の程度を変えることができることを確認できた。【０２２０】
＜実施例４−１〜実施例４−８＞
実施例４−１〜実施例４−８では、ゲル電解質の構成成分であるベーマイト粒子の粒子径Ｄ４０、粒子径Ｄ５０、粒子径Ｄ６０を下掲の表４に示すように変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２２１】
［電池の評価：巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定］
作製した各実施例のラミネートフィルム型電池について、実施例１−１と同様にして、巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定を行った。【０２２２】
評価結果を表４に示す。【０２２３】
【表４】
0006489023.tif 000006
【０２２４】
表４に示すように、実施例４−１〜実施例４−８では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。【０２２５】
＜実施例５−１〜実施例５−３＞
実施例５−１〜実施例５−３では、フィラーとして、下掲の表５に示す板状のタルク粒子を用いたこととその粒子径Ｄ５０を変えたこと以外は、実施例１−２と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２２６】
＜実施例５−４〜実施例５−６＞
実施例５−４〜実施例５−６では、フィラーとして、下掲の表５に示す針状の酸化アルミニウム粒子を用いたこととその粒子径Ｄ５０を変えたこと以外は、実施例１−８と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２２７】
［電池の評価：巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定］
作製した各実施例のラミネートフィルム型電池について、実施例１−１と同様にして、巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定を行った。【０２２８】
評価結果を表５に示す。【０２２９】
【表５】
0006489023.tif 000007
【０２３０】
表５に示すように、実施例５−１〜実施例５−６では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。【０２３１】
＜実施例６−１〜実施例６−２９＞
実施例６−１〜実施例６−２９では、下掲の表６に示すように、ゲル電解質層を構成するマトリックス高分子化合物（樹脂）の種類を変えたこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２３２】
［電池の評価：巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定］
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例１−１と同様にして、巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定を行った。【０２３３】
評価結果を表６に示す。【０２３４】
【表６】
0006489023.tif 000008
【０２３５】
表６に示すように、実施例６−１〜実施例６−２９では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。【０２３６】
＜実施例７−１〜実施例７−６＞
実施例７−１〜実施例７−６では、実施例１−２の同様の扁平状（薄片状）のタルク粒子を用い、ゲル電解質層の厚みを変えたこと以外は、実施例１−２と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２３７】
［電池の評価：巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定］
作製した各実施例および各比較例のラミネートフィルム型電池について、実施例１−１と同様にして、巻きずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量の最大値の測定を行った。【０２３８】
評価結果を表７に示す。【０２３９】
【表７】
0006489023.tif 000009
【０２４０】
表７に示すように、実施例７−１〜実施例７−６では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。また、ゲル電解質の厚みを変えることにより、透明性の程度を変えることができることを確認できた。【０２４１】
＜実施例８−１＞
実施例８−１では、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２４２】
＜実施例８−２＞
正極および負極のそれぞれの両面にゲル電解質層を形成する代わりに、セパレータの両面にゲル電解質を形成した。すなわち、ゲル電解質層の形成を以下のように変えたこと以外は、実施例８−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。【０２４３】
［ゲル電解質層の形成］
炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸プロピレン（ＰＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とを、質量比４９：４９：２で混合した非水溶媒に対して、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１ｍｏｌ／ｄｍ3の濃度で溶解させることにより、非水電解液を調製した。【０２４４】
続いて、非水電解液を保持するマトリックス高分子化合物（樹脂）として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用い、非水電解液と、ポリフッ化ビニリデンと、希釈溶媒として炭酸ジメチル（ＤＭＣ：ジメチルカーボネート）と、フィラーとして、ベーマイト粒子（粒子径Ｄ５０：１０００ｎｍ、屈折率１．７、板状粒子）とを混合して、ゾル状の前駆溶液を調製した。【０２４５】
なお、前駆溶液は、ゲル電解質層の構成成分（ベーマイト粒子：１０質量％、マトリックス高分子化合物（ＰＶｄＦ）：１０質量％、ＬｉＰＦ6：１０質量％、非水溶媒：７０質量％）に、非水溶媒と同質量の希釈溶媒（ＤＭＣ）を含むものである。ベーマイト粒子と電解質塩（ＬｉＰＦ6）との質量比（粒子／電解質塩）は５０／５０、ベーマイト粒子と樹脂（ＰＶｄＦ）との質量比（粒子／樹脂）は５０／５０である。【０２４６】
続いて、セパレータの両面に、前駆溶液を塗布し、乾燥させて希釈溶媒（ＤＭＣ）を除去した。これにより、セパレータの表面にゲル電解質層を形成した。【０２４７】
［ラミネートフィルム型電池の組み立て］
正極および負極と、ゲル電解質層が両面に形成されたセパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層したのち、実施例８−１と同様の巻回装置を用いて、長手方向に多数回、扁平形状に巻回した。その後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。【０２４８】
次に、巻回電極体を軟質アルミニウム層を有するラミネートフィルムで外装し、巻回電極体周辺の正極端子および負極端子の導出辺と、他の二辺とを減圧下で熱融着して封止し、密閉した。これにより、電池形状が厚さ４．５ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ５０ｍｍの図１に示すラミネートフィルム型電池を作製した。【０２４９】
＜実施例８−３＞
実施例８−１では、正極、負極、セパレータおよびゲル電解質層それぞれの構成およびゲル電解質の塗布対象が、実施例８−１と同様であり、積層電極体をラミネートフィルムで外装したラミネートフィルム型電池を作製した。【０２５０】
［ラミネートフィルム型電池の組み立て］
矩形状の正極および負極の両面に、実施例８−１と同様の前駆溶液を塗布し、乾燥させて希釈溶媒を除去し、正極および負極の表面にゲル電解質層を形成した。次に、矩形状の正極（両面にゲル電解質層が形成されたもの）および矩形状の負極（両面にゲル電解質層が形成されたもの）と、矩形状のセパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に、積層して積層電極体を形成した。【０２５１】
なお、正極、セパレータ、負極の積層は、カメラ撮影による撮影画像を処理することにより、矩形状の部材の４辺のエッジの位置を検出し、部材間の４辺の各エッジ間が適切なクリアランスとなるように、水平方向の位置決めを行った後、積層動作を行うシート積層装置を用いて行った。積層装置において、エッジの位置の検出は、基準とする隣接する２辺のみ行った。誤検出により積層ずれが生じる場合、基準とする隣接する２辺の反対側の正負極のエッジが、セパレータからはみだすおそれがあり、短絡が生じるおそれがある。【０２５２】
次に、積層電極体を、軟質アルミニウム層を有するラミネートフィルムで外装し、積層電極体周辺の正極端子および負極端子の導出辺と、他の３辺とを熱融着して封止し、密閉した。これにより、電池形状が厚さ４．５ｍｍ、幅３０ｍｍ、高さ５０ｍｍの図３Ａ〜Ｃに示すラミネートフィルム型電池を作製した。【０２５３】
＜実施例８−４＞
実施例８−４では、正極および負極のそれぞれの両面にゲル電解質層を形成する代わりに、セパレータの両面にゲル電解質を形成した。【０２５４】
＜実施例８−５＞
実施例８−５では、実施例８−１と同様のラミネートフィルム型電池を用いた、図４、図５Ａおよび図５Ｂに示す簡易型の電池パック（ソフトパック）を作製した。【０２５５】
［電池の評価：巻きずれまたは積層ずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量または積層ずれ量の最大値の測定］
作製した各実施例のラミネートフィルム型電池について、実施例１−１と同様にして、巻きずれまたは積層ずれ短絡検査、電池容量の測定、電池折曲げ試験、巻きずれ量または積層ずれ量の最大値の測定を行った。【０２５６】
評価結果を表８に示す。【０２５７】
【表８】
0006489023.tif 000010
【０２５８】
表８に示すように、実施例８−１〜実施例８−５では、ゲル電解質が、所定範囲内の粒子径および屈折率を有する粒子を含み、且つ、質量比（粒子／樹脂）および質量比（粒子／電解質塩）の少なくとも一方の質量比が、所定範囲内とされている。これにより、ゲル電解質の外観が透明であり、電池容量も損なわれず（必要容量１０００ｍＡｈ以上）、巻きずれ短絡検査および電池折曲げ試験も合格であり、安全性を確保できた。【０２５９】
５．他の実施の形態
以上、本技術を各実施の形態および実施例によって説明したが、本技術はこれらに限定されるものではなく、本技術の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。【０２６０】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。【０２６１】
また、上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。例えば、非水電解質電池は一次電池であってもよい。【０２６２】
また、本技術の電解質層は、円筒型、コイン型、角型またはボタン型等の他の電池構造を有する場合についても、同様に適用可能である。【０２６３】
なお、本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
正極と、
負極と、
セパレータと、
粒子、並びに、溶媒および電解質塩を含む電解液、並びに、マトリックス高分子化合物を含む電解質と
を備え、
前記粒子の粒子径Ｄ５０は、５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、または、７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
前記粒子の屈折率は、１．３以上２．４未満であり、
前記粒子と前記マトリックス高分子化合物との質量比（粒子／マトリックス高分子化合物）、および、前記粒子と前記電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）の一方の質量比は、１５／８５以上９０／１０以下である電池。
［２］
前記マトリックス高分子化合物に前記電解液が含浸されて前記マトリックス高分子化合物が膨潤したゲル状の前記電解質が、前記正極および前記負極の少なくとも一方の電極の両面、または、前記セパレータの両面の少なくとも一方の面に形成された［１］に記載の電池。
［３］
前記質量比（粒子／マトリックス高分子化合物）および前記質量比（粒子／電解質塩）の両方の質量比は、１５／８５以上９０／１０以下である［１］〜［２］の何れかに記載の電池。
［４］
前記電解質は、透明である［１］〜［３］の何れかに記載の電池。
［５］
前記粒子は、無機粒子および有機粒子の少なくとも何れかである［１］〜［４］の何れかに記載の電池。
［６］
前記無機粒子は、酸化ケイ素、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化マグネシウム、酸化アンチモン、酸化アルミニウム、硫酸マグネシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、硫酸ストロンチウム、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、炭酸リチウム、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、水酸化亜鉛、ベーマイト、ホワイトカーボン、酸化ジルコニウム水和物、酸化マグネシウム水和物、水酸化マグネシウム８水和物、炭化ホウ素、窒化ケイ素、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、窒化チタン、フッ化リチウム、フッ化アルミニウム、フッ化カルシウム、フッ化バリウム、フッ化マグネシウム、リン酸トリリチウム、リン酸マグネシウム、リン酸水素マグネシウム、ポリリン酸アンモニウム、ケイ酸塩鉱物、炭酸塩鉱物、酸化鉱物からなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子であり、
前記有機粒子は、メラミン、メラミンシアヌレート、ポリリン酸メラミン、架橋ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニリデンフルオリド、ポリアミド、ポリイミド、メラミン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂からなる群から選ばれた少なくとも何れかの粒子である［５］に記載の電池。
［７］
前記ケイ酸塩鉱物は、タルク、ケイ酸カルシウム、ケイ酸亜鉛、ケイ酸ジルコニウム、ケイ酸アルミニウム、ケイ酸マグネシウム、カオリナイト、セピオライト、イモゴライト、セリサイト、パイロフィライト、雲母、ゼオライト、ムライト、サポナイト、アタパルジャイト、モンモリロナイトからなる群から選ばれた少なくとも１種であり、
前記炭酸塩鉱物は、ハイドロタルサイト、ドロマイトからなる群から選ばれた少なくとも１種であり、
前記酸化鉱物は、スピネルである［６］に記載の電池。
［８］
前記マトリックス高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、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、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、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、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、エチルセルロース、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、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、ポリエステル、ポリエチレングリコールからなる群から選ばれた少なくとも何れかである［１］〜［７］の何れかに記載の電池。
［９］
前記粒子の粒子径Ｄ５０、粒子径Ｄ４０および粒子径Ｄ６０は、５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、または、７５０ｎｍ以下１００００ｎｍ以下である［１］〜［８］の何れかに記載の電池。
［１０］
前記粒子の含有量は、前記電解質の質量に対して、５．２質量％以上５０．０質量％以下である［１］〜［９］の何れかに記載の電池。
［１１］
前記マトリックス高分子化合物の含有量および前記電解質塩の含有量の少なくとも一方の含有量は、前記電解質の質量に対して、５．６質量％以上３０．８質量％以下である［１］〜［１０］の何れかに記載の電池。
［１２］
前記粒子は、厚みが５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の板状の粒子または太さが５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下の針状の粒子である［１］〜［１１］の何れかに記載の電池。
［１３］
前記ゲル電解質層の厚みは、１μｍ以上１５μｍ以下である［２］〜［１２］の何れかに記載の電池。
［１４］
粒子、並びに、溶媒および電解質塩を含む電解液、並びに、マトリックス高分子化合物を含み、
前記粒子の粒子径Ｄ５０は、５０ｎｍ以上４５０ｎｍ以下、または、７５０ｎｍ以上１００００ｎｍ以下であり、
前記粒子の屈折率は、１．３以上２．４未満であり、
前記粒子と前記マトリックス高分子化合物との質量比（粒子／マトリックス高分子化合物）、および、前記粒子と前記電解質塩との質量比（粒子／電解質塩）の一方の質量比は、１５／８５以上９０／１０以下である電解質。
［１５］
［１］〜［１３］の何れかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１６］
［１］〜［１３］の何れかに記載の電池を有し、前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１７］
［１］〜［１３］の何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
を有する電動車両。
［１８］
［１］に記載の電池を有し、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。
［１９］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う［１８］に記載の蓄電装置。
［２０］
［１］〜［１３］の何れかに記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置または電力網から前記電池に電力が供給される電力システム。
【符号の説明】
【０２６４】
５０・・・巻回電極体、５１・・・正極リード、５２・・・負極リード、５３・・・正極、５３Ａ・・・正極集電体、５３Ｂ・・・正極活物質層、５４・・・負極、５４Ａ・・・負極集電体、５４Ｂ・・・負極活物質層、５５・・・セパレータ、５６・・・ゲル電解質層、５７・・・保護テープ、６０・・・外装部材、６１・・・密着フィルム、７０・・・積層電極体、７１・・・正極リード、７２・・・負極リード、７３・・・正極、７４・・・負極、７５・・・セパレータ、７６・・・固定部材、１０１・・・電池セル、１０１ａ・・・テラス部、１０２ａ、１０２ｂ・・・リード、１０３ａ〜１０３ｃ・・・絶縁テープ、１０４・・・絶縁プレート、１０５・・・回路基板、１０６・・・コネクタ、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・空調装置、４０５ｃ・・・テレビジョン受信機、４０５ｄ・・・風呂、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・センサ、５１１・・・充電口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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