(57)【要約】  ８種類以上の構成元素からなる合金において、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最大である構成元素と、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最小である構成元素とのDNNの相対差が９％以内であり、単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる構成元素が３種類以内であり、含有濃度が最大である構成元素と、含有濃度が最小である構成元素と濃度の差が２at.％以下である。９種類の構成元素からなる合金において、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最大である構成元素と、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最小である構成元素とのDNNの相対差が９％以内であり、単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる構成元素が３種類以内であり、前記構成元素の含有濃度が１０．２at.％以上１２．２５at.％以下である。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
８種類以上の構成元素からなる合金において、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最大である構成元素と、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最小である構成元素とのDNNの相対差が９％以内であり、単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる構成元素が３種類以内であり、含有濃度が最大である構成元素と、含有濃度が最小である構成元素と濃度の差が２at.％以下である合金。
【請求項２】
請求項１において、前記単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる構成元素が２種類以内である合金。
【請求項３】
請求項２において、前記構成元素が８種類であり、前記構成元素の含有濃度が１１．５at.％以上１３．５at.％以下である合金。
【請求項４】
請求項３において、前記構成元素が下記（１）〜（４）の何れかである合金。
Cu、Ni、Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Si・・・（１）
Nb、Ta、Ti、Al、Ag、Sn、Sb、Te・・・（２）
Nb、Ta、Ti、Al、Au、Sn、Sb、Te・・・（３）
Nb、Ta、Ti、Ag、Au、Sn、Sb、Te・・・（４）
【請求項５】
９種類の構成元素からなる合金において、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最大である構成元素と、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最小である構成元素とのDNNの相対差が９％以内であり、単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる構成元素が３種類以内であり、前記構成元素の含有濃度が１０．２at.％以上１２．２５at.％以下である合金。
【請求項６】
請求項５において、前記構成元素が下記（１）〜（５）の何れかである合金。
Nb、Ta、Ti、Al、Ag、Au、Sn、Sb、Te・・・（１）
Mo、W、V、Re、Ru、Os、Pd、Rh、Ir・・・（２）
Mo、W、V、Re、Ru、Os、Pd、Rh、Pt・・・（３）
Mo、W、V、Re、Ru、Os、Pd、Pt、Ir・・・（４）
Mo、W、V、Re、Ru、Os、Pt、Rh、Ir・・・（５）
【請求項７】
リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極と、リチウム塩を含む非水電解液と、を有し、可逆的に充放電可能なリチウムイオン電池において、前記正極は、正極金属板と、前記正極金属板表面に形成される正極活物質と、を含み、前記負極は、負極金属板と、前記負極金属板表面に形成される負極活物質と、を含み、前記正極電極板および前記負極板の少なくとも一方の少なくとも一部が、請求項１乃至６の何れかに記載された合金で形成されるリチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金およびリチウムイオン電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高出力及び高エネルギ密度のリチウムイオン電池は、携帯電話等の民生用機器用電源として注目され、船舶、鉄道、自動車等の駆動用電源への適用も望まれている。リチウムイオン電池は、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極及び負極並びにセパレータを容器内に備えて構成されている。そして、正極・負極は、アルミニウム箔・銅箔等の金属板と正極活物質・負極活物質とを含んで構成されている。正極活物質としては、例えば、層状岩塩構造を有するコバルト酸リチウム（LiCoO2）、コバルト酸リチウムのコバルト原子の一部又は全部がニッケル、マンガン等により置換されたリチウムと遷移金属との酸化物からなる粉体等が用いられる。負極活物質には、カーボン等などが用いられてきた。 
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１９８２号公報
【特許文献２】国際公開２０１３／１７５７１５号公報
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】JOURNAL OF PHYSICS: CONDENSED MATTER,第 16巻 (2004年) S429〜S453
【非特許文献２】固体物理学入門（上）  第５版、チャールズ・キッテル著、宇野良清他３名共訳、丸善株式会社、１９７８年発行
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
リチウムイオン電池の電極板には電極活物質が塗着されているが、活物質からのイオンの移動に伴って充放電時には活物質が膨張及び収縮し、充放電毎に電極板が繰り返し負荷を受ける。これによって電極板が部分的に破断すると電池の寿命低下に繋がる。特許文献１では、このような寿命低下を防止するために、破断伸びの大きな圧延銅箔を電極板として用いることが提案されている。しかし、特許文献２にも示されている通り、リチウムイオン電池のさらなる高容量化に伴って、従来から使われている黒鉛のような活物質よりも膨張・収縮の大きな活物質として、シリコンを含有する物質が使われるようになってきており、電極板の破断伸びをさらに大きくする必要性が生じてきた。【０００６】
そこで、本発明が解決しようとする課題は、リチウムの充放電によって活物質および電極板が伸び縮みしても、電極板が破断しないように、電極板等に用いるための破断伸びの大きな合金を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、例えば特許請求の範囲に記載の構成を採用する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、大容量のリチウムイオン電池等に用いることが可能な破断伸びの大きな合金を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態に係る合金の結晶粒界近傍の原子配列を示す図である。
【図２】従来の合金の結晶粒界近傍の原子配列を示す図である。
【図３】分子動力学シミュレーションの計算モデルにおける原子配列を示す断面図である。
【図４】第１実施形態に係る合金の結晶粒界近傍の原子配列の特徴を示す図である。
【図５】合金の破断伸びのシミュレーション結果を示す第１の図である。
【図６】結晶粒内に対する結晶粒界の原子密度の比率を算出したシミュレーション結果を示す第１の図である。
【図７】合金の結晶粒界における拡散係数のシミュレーション結果を示す第１の図である。
【図８】合金の破断伸びのシミュレーション結果を示す第２の図である。
【図９】結晶粒内に対する結晶粒界の原子密度の比率を算出したシミュレーション結果を示す第２の図である。
【図１０】合金の結晶粒界における拡散係数のシミュレーション結果を示す第２の図である。
【図１１】合金の破断伸びのシミュレーション結果を示す第３の図である。
【図１２】結晶粒内に対する結晶粒界の原子密度の比率を算出したシミュレーション結果を示す第３の図である。
【図１３】合金の結晶粒界における拡散係数のシミュレーション結果を示す第３の図である。
【図１４】本実施形態に係るリチウムイオン電池の部分断面図である。
【図１５】リチウムイオン電池の正極を示すである。
【図１６】リチウムイオン電池の負極を示すである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
発明者らは、破断伸びの大きな金属を得るための手段を検討した結果、ひとつの手段としては、破断の原因となる結晶粒界の無い金属として、非晶質（アモルファス）金属を用いることがある程度の有効性を示すことがわかった。しかし、非晶質金属は、充放電のような伸び縮みの負荷を与えられると、しだいに結晶化して、結晶粒界から小さな伸びでも破断してしまうことがわかった。また、結晶粒界の無いもうひとつの金属として、単結晶金属を用いた場合には、破断させるための力（応力）は大きくなるものの、破断伸びは非晶質金属よりも小さくなってしまうことがわかった。そこで、発明者らは、非晶質金属や単結晶金属ではなく、多結晶金属の破断伸びを大きくさせるために、鋭意研究をおこなった結果、従来の多結晶金属において破断伸びが小さくなってしまう原因、すなわち、結晶粒界の原子密度の低さを解消し、結晶粒界の原子密度を大きくできる合金組成を見出した。
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施例を説明する。
【実施例１】
【００１２】
本実施例の合金は、８種類以上の構成元素からなり、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最大である構成元素と、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最小である構成元素のDNNの相対差が9％以内である。なおかつ単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる元素を3種類以内、より好ましくは２種類以内だけを含有し、含有濃度が最大である構成元素と、含有濃度が最小である構成元素の濃度の相対差が２at.％以下である合金である。【００１３】
具体的には、８種類の構成元素がCu、 Ni、 Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Siであり、これらの各構成元素の含有濃度が１１．５at.％以上１３．５at.％以下である合金である。この合金組成によって、図１に示すように結晶粒界における原子密度を、結晶粒内の９８％以上とすることができるようになった。なお、この明細書で示す図においては、原子を示す球の、色と大きさの違いは、原子の種類を表すものとする。【００１４】
このような有効な合金組成が得られた経緯について説明する。従来の多結晶金属の場合、図２の結晶粒界においては、限られた結晶構造しか許されていなかったため、図２の結晶粒界の左側の結晶粒の配向と、右側の結晶粒の配向の両方と整合する原子配置しか許されていなかった。このような原子配置は、数が少ないため、結晶粒界の原子密度は結晶粒内の９８％未満にしかならなかった。図２の結晶粒界における×の位置は、図中の右側にある結晶粒Ｂとは整合する位置にあるが、左側にある結晶粒Ａには近すぎて反発力を受けるため、原子を配置させることができない位置となっている。【００１５】
このような理由から、結晶粒界における原子密度は結晶粒内の９８％未満にしかならなかった。そこで、いろいろな合金組成において、非特許文献１に示す分子動力学シミュレーションを実施して室温（２０℃）の平衡状態における結晶粒内と結晶粒界の原子密度を求め、結晶粒界の原子密度が結晶粒内の原子密度の何パーセントになるかを解析した。また、引張変形における破断伸びと拡散係数も計算した。ここでは、リチウムイオン電池が発熱することと、使用される場が高温になる可能性を考慮して、耐熱性が悪くならないように、合金の融点がアルミニウムの値（660.3℃）以上になるものを選定して説明する。【００１６】
計算モデルとしては、図３に示すものを用いた。ただし、図３では２次元的にしか原子が表示されていないが、計算モデルは紙面奥行き方向にも紙面横方向と同じ数だけ原子は並んでおり、３次元のモデルとなっている。計算モデル中の原子の数は、３２４８０個である。なお、計算における初期の原子位置は、乱数を用いて、各元素が一様に分散されるように配置した。このように配置して、温度を室温（２０℃）に設定し、平衡状態における結晶粒内と結晶粒界の原子密度、拡散係数を計算した。また、左右の最も端の原子に引張変形を与えていき、破断が起こる臨界の伸び、すなわち破断伸びを算出した。【００１７】
このようにしてシミュレーションした結果、単一の元素でバルク結晶を構成した場合の最近接原子間距離DNN（例えば非特許文献２の第２８ページに掲載されている値）の相対差が９％を超える複数の元素を含有させると、結晶粒内でのひずみが大きくなって配列が乱れ、この影響で結晶粒界における原子配列も乱れてしまうため、結晶粒界の原子密度が結晶粒内の原子密度の８２％以下と小さくなってしまうことがわかった。【００１８】
この場合には、破断伸びも小さくなってしまうという結果が得られた。そこで、単一の元素でバルク結晶を構成した場合の最近接原子間距離DNNの相対差が９％以内である複数の元素を含有させたが、元素の種類が７種類以下の場合には、１種類当たりの濃度が１４at.％以上と大きな濃度となる元素が少なくとも１種類は存在してしまうため、このような大きな濃度を持つ元素が結晶粒界の近くに集まってしまう（いわゆる偏析が起こる）ことで、ひずみが一様に分散されず、結果として破断伸びは大きくならないことがわかった。【００１９】
そこで、元素１種類当たりの濃度が１４at.％未満となるように、８種類以上の元素で、なおかつ単一の元素でバルク結晶を構成した場合の最近接原子間距離DNNの相対差が９％以内である８種類以上の元素を含有させた場合に、ひずみや偏析が大きくならず、好ましい合金に近づくことがわかった。しかし、この場合でも、８種類以上の構成元素のうち、単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる元素が４種類以上含まれる場合には、この結晶構造が結晶粒界の近傍に偏って存在してしまい、ひずみが一様に分散されず、結果として破断伸びは大きくならないことがわかった。【００２０】
こうして、８種類以上の構成元素からなる合金で、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最大である構成元素と、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNが最小である構成元素のDNNの相対差が9％以内であり、なおかつ単一の元素でバルク結晶を構成した際に同じ結晶構造となる元素を3種類以内、より好ましくは２種類以内だけを含有し、各元素の含有濃度が約１４at.％未満となるように含有した合金組成が、破断伸びを大きくする上で有効であることがわかった。【００２１】
このような合金組成が破断伸びを大きくする理由としては、結晶粒界に同一の元素や同一の結晶構造が偏析しなくなることによってひずみが分散される上に、結晶粒界の原子密度が、結晶粒内の原子密度の９８％以上と大きくなることで、結晶粒界での破断が抑制されることにある。【００２２】
この様子を、計算結果の例を部分的に拡大して表示した図２と図４を用いて説明する。前述したように、従来の多結晶金属の場合、図２の結晶粒界においては、限られた結晶構造しか許されていなかったため、図２の結晶粒界の左側の結晶粒の配向と、右側の結晶粒の配向の両方と整合する原子配置しか許されておらず、このような原子配置は、数が少ないため、結晶粒界の原子密度は結晶粒内の９８％未満にしかならなかった。【００２３】
これに対し、本実施例の合金は、いろいろな結晶構造を持つ元素が均等に分散されているため、結晶粒内とは異なる結晶構造を持つ元素を結晶粒界に置くことが許される状態となっている。すなわち、図２の結晶粒Ａや結晶粒Ｂの配列と整合する原子配置に置く必要はなく、いろいろな結晶構造を持つ元素を組み合わせることにより、図２の×の位置にも反発力を受けることなく原子を置くことができる。図４においては、従来の合金であれば原子を置くことができなかった位置に×を記載してあるが、本実施例の合金の場合には、×の位置にも原子を置くことができるようになっている。このようにして、結晶粒界にも原子を緻密に配置させることができるため、結晶粒界における原子の動き（原子拡散）が抑制され、破断伸びが大きくなる。【００２４】
これらの効果の詳細を、分子動力学シミュレーションの結果を図示して説明する。図５は、構成元素をCu、 Ni、 Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Siの８種類とし、各構成元素の含有濃度が異なることで、破断伸びがどのように異なるかを示す。この図から、これらの各構成元素の含有濃度を１２．５at.％ずつとすることが破断伸びを最も大きくできることがわかる（棒グラフの一番下）。また、これらと同じ８種類の元素を用いて、各構成元素の含有濃度が１１．５at.％以上１３．５at.％以下の範囲に入っている場合、すなわち、含有濃度が最小である構成元素の濃度の差が２at.％以下である場合にも、破断伸びを大きくする上で有効であることがわかる（棒グラフの下から２番目と３番目）。【００２５】
しかし、構成元素のうちの最大濃度が１３．５at.％を超えて、最低濃度が１１．５at.％未満となる場合には、破断伸びが小さくなってしまうことが、図５からわかる。この場合には、最大濃度の元素が結晶粒界近傍に偏ってしまうために破断伸びが小さくなってしまう。【００２６】
図６は、結晶粒界における原子密度が結晶粒内の原子密度の何パーセントあるかを示している。図５と対応させると、原子密度の値が高いほど破断伸びが大きいこともわかる。図７には、結晶粒界における原子の拡散係数を、非特許文献１のＳ４４０ページに記載されているアインシュタインの関係から求めた結果を示している。この結果（図７）と図５、図６を比較することにより、結晶粒界の原子密度を大きくすることで（緻密にすることで）原子拡散を抑制できているものは、破断伸びが大きくなることがわかる。【００２７】
Cu、 Ni、 Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Siの８種類の構成元素の、単一元素におけるバルク結晶を構成した際の結晶構造は、非特許文献２の第２７ページに記載されている通り、それぞれ順番に、fcc、fcc、bcc、bcc、hcp、diamond、complex、diamondである。なお、fccは、面心立方構造（face-centered cubic structure）、bccは体心立方構造（body-centered cubic structure）、hcpは六方最密構造（hexagonal close packed structure）、diamondはダイヤモンド構造、complexはコンプレックス構造である。前述した通り、このような５種類の結晶構造を持つ元素が結晶粒界に配置されるために、結晶粒界における原子密度が高くすることができ、結晶粒界での破断を抑制できるために、破断伸びを大きくする効果が得られる。【００２８】
なお、Cu、 Ni、 Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Siの８種類の構成元素の、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNは、非特許文献２の第２８ページに記載されている通り、それぞれ順番に、2.56、2.49、2.48、2.50、2.50、2.45、2.44、2.35（単位はオングストローム）であり、DNNの最大と最小の相対差が9％以内となっているため、結晶中におけるひずみが小さく抑えられ、なおかつ原子配列が乱されない構成となっている。図５、図６、図７にも示されている通り、最近接原子間距離DNNが2.86オングストロームと大きいAl、DNNが2.62オングストロームと大きいV、またはDNNが1.54オングストロームと小さいCが上記の8種類のいずれかと置き換わって入った場合には、破断伸びは小さくなってしまう。このように、DNNの最大と最小の差が9％を超える構成となっている場合には、ひずみが大きくなって原子配列が乱れるため、破断伸びを小さくする効果は無くなってしまう。【００２９】
図５、図６、図７で効果があることを示したCu、 Ni、 Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Siの８種類とは異なる構成元素を持つ場合のシミュレーション結果を図８、図９、図１０に示す。図８、図９、図１０より、構成元素をNb、Ta、Ti、Al、Ag、Sn、Sb、Teの８種類とし、これらの各構成元素の含有濃度を１１．５at.％以上１３．５at.％以下とすることが破断伸びを大きくする上で有効であることがわかる。【００３０】
これらの８種類の構成元素の、単一元素におけるバルク結晶を構成した際の結晶構造は、非特許文献２の第２７ページに記載されている通り、それぞれ順番に、bcc、bcc、hcp、fcc、fcc、diamond、rhomb、hexである。なお、前述しなかった結晶構造の記号については、rhombが菱面体構造、hexは六方晶構造を現す。また、図８、図９、図１０より、fcc構造であるAl、Agのうちのいずれかを同じfcc構造を持つAuに変えても同様の効果が得られることがわかる。さらには、少し効果は弱くなるが、fcc構造のAl、Ag、Auを３つとも含有させて、構成元素をNb、Ta、Ti、Al、Ag、Au、Sn、Sb、Teの９種類とし、これらの各構成元素の含有濃度を１０．２at.％以上１２．２５at.％以下としても従来の材料よりも破断伸びを大きくできることがわかる。効果が少し弱くなる理由は、Al、Ag、Auの３つが同じfcc構造を持つため、結晶粒界に配置できる元素がこの３つにやや偏りやすくなり、結晶粒内と整合するように置ける配置がやや限られてしまうために、緻密性が少し低下することが原因である。【００３１】
なお、Nb、Ta、Ti、Al、Ag、Au、Sn、Sb、Teの９種類の構成元素の、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNは、非特許文献２の第２８ページに記載されている通り、それぞれ順番に、2.86、2.86、2.89、2.86、2.89、2.88、2.81、2.91、2.86（単位はオングストローム）であり、DNNの最大と最小の相対差が4％以内となっているため、結晶中におけるひずみが小さく抑えられ、なおかつ原子配列が乱されない構成となっている。【００３２】
Nb、Ta、Ti、Al、Ag、Au、Sn、Sb、Teの９種類のDNNの相対差は3％以内であり、Cu、 Ni、 Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Siの８種類の相対差よりも小さいため、破断伸びの最大値としては、図８、図９、図１０のほうが図５、６、７よりも大きな値となっている。図８、図９、図１０にも示されている通り、最近接原子間距離DNNが3.17オングストロームと大きいZrや、DNNが2.62オングストロームと小さいVが上記の8種類のいずれかと置き換わって入った場合には、破断伸びは小さくなってしまう。このように、DNNの最大と最小の差が9％を超える構成となっている場合には、ひずみが大きくなって原子配列が乱れるため、破断伸びを小さくする効果は無くなってしまう。【００３３】
図５、６、７、８、９、１０とは異なる構成元素を持つ場合のシミュレーション結果を、図１１、図１２、図１３に示す。図１１、図１２、図１３より、構成元素をMo、W、V、Re、Ru、Os、Pd、Rh、Irの９種類とし、これらの各構成元素の含有濃度を１０．２at.％以上１２．２５at.％以下とすることが破断伸びを大きくする上で有効であることがわかる。これらの９種類の構成元素の、単一元素におけるバルク結晶を構成した際の結晶構造は、非特許文献２の第２７ページに記載されている通り、それぞれ順番に、bcc、bcc、bcc、hcp、hcp、hcp、fcc、fcc、fccである。なお、fcc構造を持つPd、Rh、Irのいずれかを、同じfcc構造を持つPtに置き換えても、同様の効果が得られることが、図１１、図１２、図１３からわかる。【００３４】
なお、Mo、W、V、Re、Ru、Os、Pd、Rh、Irの９種類の構成元素の、単一の元素でバルク結晶を構成した際の最近接原子間距離DNNは、非特許文献２の第２８ページに記載されている通り、それぞれ順番に、2.72、2.74、2.62、2.74、2.65、2.68、2.75、2.69、2.71（単位はオングストローム）であり、DNNの最大と最小の相対差が5％以内となっているため、結晶中におけるひずみが小さく抑えられ、なおかつ原子配列が乱されない構成となっている。DNNの相対差は5％であり、Cu、 Ni、 Fe、Cr、Co、Ge、Ga、Siの相対差よりも小さいが、結晶構造がbcc、hcp、fccの3種類しか存在しないために、効果は図５、６、７よりもやや小さくなっている。
【実施例２】
【００３５】
次に、正極７が適用されるリチウムイオン電池の構成を、図１４を参照しながら説明する。図１４に示すリチウムイオン電池１００（以下、単に「電池１００」と記載する。）の正極７は、図１５に示すように、合金板１と正極バインダー２と正極活物質３により構成される。ここで、合金板１は、少なくとも活物質が塗布される部分が実施例１で示したような破断伸びの大きな合金で形成される。正極活物質３としては、LiCoO2等が用いられる。また、図１６における負極８は、合金板４と負極バインダー５と負極活物質６により構成される。ここで、合金板４は、第１実施形態で示したような破断伸びの大きな合金からなる。負極活物質６としては、従来から用いられているカーボンのほか、特許文献３等にも掲載されているような、高容量向けのシリコン含有物質でもよい。【００３６】
高容量向けの負極活物質は、充放電における膨張・収縮の負荷が大きくなりがちであるが、合金板４として、実施例１で示したような破断伸びの大きな合金を用いることにより、合金板で破断が発生することを抑制でき、寿命を向上させることができる。また、電池１００は、図１４に示すように、正極７と、負極８と、正極７及び負極８の間に介在するセパレータ９と、リチウム塩を含む非水電解液（図示しない）とを備える。【００３７】
電池１００は円筒形状であるが、角型、ラミネート型等であってもよい。正極７と負極８との間には、前記のように、セパレータ９が配設される。これにより、正極７と負極８との接触（短絡）を避けることができる。電池１００は円筒形状であるため、正極７、セパレータ９及び負極８をこの順で積層して、図示しない芯材に捲回することで、図１４に示す形態とすることができる。負極８はリチウムイオンを吸蔵放出可能なものである。また、負極８、セパレータ９並びに非水電解液及びリチウム塩としては任意のものを用いることができるため、それらの詳細な説明を省略する。【００３８】
電池１００は正極板リード片１１と、負極リード片１２と、電池缶１３と、密閉蓋部１３ａと、絶縁板１４と、パッキン１５とを備える。電池缶１３及び密閉蓋部１３ａは、例えばステンレス鋼（ＳＵＳ）等で構成される。正極板リード片１１は、正極７と密閉蓋部１３ａとを電気的に接続する。これにより、電池蓋部１３ａが電池１００の正極として機能する。また、負極リード片１２は、負極９と電池缶１３の底部とを電気的に接続する。これにより、電池缶１３本体（具体的には電池缶１３の底部）が電池１００の負極として機能する。なお、電池缶１３と密閉蓋部１３ａとは、パッキン１５により電気的に絶縁されている。 電池１００は、前記のように、リチウムイオンを吸蔵放出可能な正極と、リチウムイオンを吸蔵放出可能な負極と、リチウム塩を含む非水電解液とを有するため、可逆的に充放電可能な構成となっている。【００３９】
以上で説明した本発明の実施例の合金は、例えばアーク溶解法を用いて、構成元素を含む金属を溶かして混合し、固化させることにより製造することができる。また、溶射法を用いて、基材に吹き付けることにより、合金膜を基材表面に形成してもよい。例えば、合金板４の基材には従来の銅箔を用い、破断が発生しやすい銅箔表面を、溶射法等を用いて本発明の実施例の合金で覆ってもよい。さらには、積層造形法を用いて合金を製造してもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１ 合金板
２ 正極バインダー
３ 正極活物質層（固溶体物質）
４ 合金板
５ 負極バインダー
７ 正極
８ 負極
９ セパレータ
１００ リチウムイオン電池（電池）
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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