(57)【要約】【課題】ガス発生を抑制でき、且つサイクル特性を向上できる、正極活物質、正極および非水電解質電池を提供する。【解決手段】正極１３は、正極活物質を含む。この正極活物質は、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有するものである。【選択図】図２
2008251434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、該リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有すること
を特徴とする正極活物質。
【請求項２】
上記リチウム複合酸化物は、平均組成が化１で表されるものであること
を特徴とする請求項１記載の正極活物質。
（化１）
ＬｉxＣｏyＮｉzＭ1-y-zＯb-aＸa
（式中、Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種以上の元素である。Ｘは、ハロゲン元素である。ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂはそれぞれ０．８＜ｘ≦１．２、０≦ｙ≦０．５、０．５≦ｚ≦１．０、１．８≦ｂ≦２．２、０≦ａ≦１．０の範囲内の値である。）
【請求項３】
上記リン化合物は、Ｘ線光電子分光法によるリンの２ｐスペクトルの束縛エネルギー１３２ｅＶ〜１３５ｅＶの領域にピークが存在する化合物であること
を特徴とする請求項１記載の正極活物質。
【請求項４】
上記リン化合物の少なくとも一部は、化２で表されるものであること
を特徴とする請求項１記載の正極活物質。
（化２）
ＬｉcＨdＰeＯf
（式中のｃ、ｅ、ｆは１以上の整数、ｄは０以上の整数を示す。）
【請求項５】
上記リン化合物の少なくとも一部は、化３で表されるものであること
を特徴とする請求項１記載の正極活物質。
（化３）
ＬｉgＰＯhＦi
（式中のｇ、ｈ、ｉは１以上の整数を示す。）
【請求項６】
飛行時間型二次イオン質量分析法による表面分析で、Ｌｉ4ＰＯ4の正二次イオン、ＰＯ2、ＰＯ3、ＬｉＰ2Ｏ4、ＬｉＰ2Ｏ5、ＬｉＰ2Ｏ6の負二次イオンの中から選ばれる少なくとも一つ以上の二次イオンのフラグメントのピークを有すること
を特徴とする請求項１記載の正極活物質。
【請求項７】
飛行時間型二次イオン質量分析法による表面分析で、Ｌｉ4ＰＯ4、Ｃ3Ｆ5、Ｃ5Ｆ9、Ｃ7Ｆ13の正二次イオン、ＰＯ2、ＰＯ3、ＬｉＰ2Ｏ4、ＬｉＰ2Ｏ5、ＬｉＰ2Ｏ6、ＬｉＰＯ2Ｆ、ＬｉＰＯ3Ｆ、ＰＯＦ2、ＰＯ2Ｆ2およびＬｉＰＯ3Ｈの負二次イオンの中から選ばれる少なくとも一つ以上の二次イオンのフラグメントのピークが上記表面近傍に観察されること
を特徴とする請求項１記載の正極活物質。
【請求項８】
炭酸塩、重炭酸塩の濃度が０．３０ｗｔ％以下であること
を特徴とする請求項１記載の正極活物質。
【請求項９】
リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有する正極活物質を含むこと
を特徴とする正極。
【請求項１０】
上記リチウム複合酸化物は、化１で表されるものであること
を特徴とする請求項９記載の正極。
（化１）
ＬｉxＣｏyＮｉzＭ1-y-zＯb-aＸa
（式中、Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種以上の元素である。Ｘは、ハロゲン元素である。ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂはそれぞれ０．８＜ｘ≦１．２、０≦ｙ≦０．５、０．５≦ｚ≦１．０、１．８≦ｂ≦２．２、０≦ａ≦１．０の範囲内の値である。）
【請求項１１】
上記リン化合物は、Ｘ線光電子分光法によるリンの２ｐスペクトルの束縛エネルギー１３２ｅＶ〜１３５ｅＶの領域にピークが存在する化合物であること
を特徴とする請求項９記載の正極。
【請求項１２】
上記リン化合物の少なくとも一部は、化２で表されるものであること
を特徴とする請求項９記載の正極。
（化２）
ＬｉcＨdＰｅＯf
（式中のｃ、ｅ、ｆは１以上の整数、ｄは０以上の整数を示す。）
【請求項１３】
上記リン化合物の少なくとも一部は、化３で表されるものであること
を特徴とする請求項９記載の正極。
（化３）
ＬｉgＰＯhＦi
（式中のｇ、ｈ、ｉは１以上の整数を示す。）
【請求項１４】
飛行時間型二次イオン質量分析法による表面分析で、Ｌｉ4ＰＯ4、Ｃ3Ｆ5、Ｃ5Ｆ9、Ｃ7Ｆ13の正二次イオン、ＰＯ2、ＰＯ3、ＬｉＰ2Ｏ4、ＬｉＰ2Ｏ5、ＬｉＰ2Ｏ6、ＬｉＰＯ2Ｆ、ＬｉＰＯ3Ｆ、ＰＯＦ2、ＰＯ2Ｆ2およびＬｉＰＯ3Ｈの負二次イオンの中から選ばれる少なくとも一つ以上の二次イオンのフラグメントのピークを有すること
を特徴とする請求項９記載の正極。
【請求項１５】
上記正極活物質は、炭酸塩、重炭酸塩の濃度が０．３０ｗｔ％以下であること
を特徴とする請求項９記載の正極。
【請求項１６】
正極および負極と、電解質と、を備え、
上記正極は、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、該リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有する正極活物質を含むこと
を特徴とする非水電解質電池。
【請求項１７】
上記リチウム複合酸化物は、平均組成が化１で表されるものであること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
（化１）
ＬｉxＣｏyＮｉzＭ1-y-zＯb-aＸa
（式中、Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種以上の元素である。Ｘは、ハロゲン元素である。ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂはそれぞれ０．８＜ｘ≦１．２、０≦ｙ≦０．５、０．５≦ｚ≦１．０、１．８≦ｂ≦２．２、０≦ａ≦１．０の範囲内の値である。）
【請求項１８】
上記リン化合物は、Ｘ線光電子分光法によるリンの２ｐスペクトルの束縛エネルギー１３２ｅＶ〜１３５ｅＶの領域にピークが存在する化合物であること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
【請求項１９】
上記リン化合物の少なくとも一部は、化２で表されるものであること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
（化２）
ＬｉcＨdＰｅＯf
（式中のｃ、ｅ、ｆは１以上の整数、ｄは０以上の整数を示す。）
【請求項２０】
上記リン化合物の少なくとも一部は、化３で表されるものであること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
（化３）
ＬｉgＰＯhＦi
（式中のｇ、ｈ、ｉは１以上の整数を示す。）
【請求項２１】
上記正極は、飛行時間型二次イオン質量分析法による表面分析で、Ｌｉ4ＰＯ4、Ｃ3Ｆ5、Ｃ5Ｆ9、Ｃ7Ｆ13の正二次イオン、ＰＯ2、ＰＯ3、ＬｉＰ2Ｏ4、ＬｉＰ2Ｏ5、ＬｉＰ2Ｏ6、ＬｉＰＯ2Ｆ、ＬｉＰＯ3Ｆ、ＰＯＦ2、ＰＯ2Ｆ2およびＬｉＰＯ3Ｈの負二次イオンの中から選ばれる少なくとも一つ以上の二次イオンのフラグメントのピークを有すること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
【請求項２２】
上記正極活物質は、炭酸塩、重炭酸塩の濃度が０．３０ｗｔ％以下であること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
【請求項２３】
外装部材として、円筒缶、角型缶またはラミネートフィルムを有すること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
【請求項２４】
上記正極および上記負極を巻回した巻回電極体を備え、扁平形状または角型形状であること
を特徴とする請求項１６記載の非水電解質電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、正極活物質、正極および非水電解質電池に関する。さらに詳しくは、リチウム複合酸化物を含む正極活物質、正極および非水電解質電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ビデオカメラやノート型パソコンなどのポ−タブル機器の普及に伴い、小型高容量の二次電池に対する需要が高まっている。現在使用されている二次電池にはアルカリ電解液を用いたニッケル−カドミウム電池があるが、電池電圧が約１．２Ｖと低く、エネルギー密度の向上は困難である。このため、比重が０．５３４と固体の単体中最も軽いうえ、電位が極めて卑であり、単位重量当たりの電流容量も金属負極材料中最大であるリチウム金属を使用するリチウム金属二次電池が検討された。
【０００３】
しかしながら、リチウム金属を負極に使用する二次電池では、充電時に負極の表面に樹枝状のリチウム（デンドライト）が析出し、充放電サイクルによってこれが成長する。このデンドライトの成長は、二次電池のサイクル特性の劣化、さらには、正極と負極が接触しないように配置された隔膜（セパレータ）を突き破って、内部短絡を生じてしまうなどの問題があった。
【０００４】
そこで、例えば、特許文献１に記載されているように、コ−クスなどの炭素質材料を負極とし、アルカリ金属イオンをド−ピング、脱ド−ピングすることにより充放電を繰り返す二次電池が提案された。これによって、上述したような充放電の繰り返しにおける負極の劣化問題を回避できることがわかった。
【０００５】
【特許文献１】特開昭６２−９０８６３号公報
【０００６】
一方、正極活物質としては、４Ｖ前後の電池電圧を得ることができるものとして、アルカリ金属を含む遷移金属酸化物や遷移金属カルコゲンなどの無機化合物が知られている。なかでも、コバルト酸リチウム、またはニッケル酸リチウムなどのリチウム複合酸化物は、高電位、安定性、長寿命という点から最も有望である。
【０００７】
このなかでも、ＬｉxＮｉＯ2に代表されるハイニッケル正極活物質は、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物であり、ＬｉxＣｏＯ2と比較して放電容量が高く、魅力的な正極材料ではある。
【０００８】
しかしながら、ハイニッケル正極活物質では、ＬｉxＣｏＯ2と比べて、表面には不純物として正極原料の残渣であるＬｉＯＨ、この他にＬｉＯＨが空気中の炭酸ガスを吸って生成するＬｉ2ＣＯ3が多く存在している。
【０００９】
不純物のうち、ＬｉＯＨはアルカリ成分であるため、正極を作製する工程において、正極活物質と、バインダとして使用するポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とを混練する際、または混練後溶剤を塗工する際に溶剤のゲル化を発生させてしまう。
【００１０】
不純物のうち、Ｌｉ2ＣＯ3は、溶剤や電解液にはほとんど溶解しないが、充放電により分解してＣＯ2ガスおよびＣＯ3ガスを発生させる。これらのガス成分は、電池内部の圧力を高めて電池の膨れやサイクル寿命の悪化を招く。また、電池外装がステンレス（ＳＵＳ）缶やアルミ缶によって高い強度を持つ場合には、ガス発生による内圧の上昇によって、電池が破損してしまうおそれがある。
【００１１】
ゲル化防止策としては、ハイニッケル正極活物質を炭酸ガス中でいったん保存することで、Ｌｉ2ＣＯ3となるようにアルカリ成分を中和させる方法がある。しかしながら、中和後も正極活物質のｐＨは、ＬｉxＣｏＯ2と比較して高いため、電解液の分解を促進しＣＯ2およびＣＯ3ガスを発生させてしまう問題がある。
【００１２】
そこで、他のゲル化防止策として、ゲル化を防止できるとともに、ガス発生を抑制できる方法が特許文献２で提案されている。この方法では、Ｆガスによる正極活物質を処理することによって、残存ＬｉＯＨをＬｉＦとして固定化し、これにより、ゲル化を防止できるとともに、ガス発生を抑制できる。
【００１３】
【特許文献２】特開２００６−２８６２４０号公報
【００１４】
また、上述した問題の他にも、ハイニッケル正極活物質では、ハイニッケル正極活物質の組成や形状に由来して電極体積密度が低く、且つ電極巻回性に劣る問題がある。
【００１５】
代表的なＬｉxＣｏＯ2の形状とＬｉxＮｉＯ2の形状とを比較するために、ＬｉxＣｏＯ2の一例およびＬｉxＮｉＯ2の一例の電子顕微鏡像を図１２に示す。図１２Ａは、ＬｉxＣｏＯ2の一例の電子顕微鏡像を示すものである。図１２Ｂは、ＬｉxＮＯ2の一例の電子顕微鏡像を示すものである。ハイニッケル正極活物質では、ＬｉxＣｏＯ2と比較して粉末の真比重が低いため、組成による電極体積密度減少を改善することはできない。
【００１６】
また、ハイニッケル正極活物質では、電極巻回性に劣るので、円筒型の電池の作製は可能であるものの、携帯電話機器などで使用される扁平型の電池を作る際には、電極の折り返し時のカーブがきつく、巻回による電極折り返し時または巻回後のプレスによる成型時に電極が割れたり、切れたりするため作製が困難である。
【００１７】
そこで、従来では、巻回、プレスによる電極の割れや切れを解消するための方法として、電極箔を厚くして強度を高める方法や電極箔に塗布される正極活物質の体積密度を低くする方法が提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
しかしながら、特許文献２で提案されているフッ素化処理の方法では、以下の（１）〜（３）の問題がある。（１）Ｆガスは毒性が高く取り扱いが困難である。（２）副生成物として生じるＬｉＦが電池内部抵抗を高め容量が低下し、正極活物質のＦガスによる腐食によっても容量が低下する。（３）さらに残留Ｆは活物質中や電解液中に存在する微量な水分と反応してＨＦを生じてサイクル劣化を発生しやすい。
【００１９】
また、電極体積密度および電極巻回性の問題に対して、上述した従来の方法では、電池体積当たりに含まれる正極活物質量が減ることになるため、結果として十分な容量が得られない。さらに、たとえ巻回が可能であっても、プレスによる成型ができない。プレスによる成型の代わりに、電極に電解液を塗布しながら巻回する方法や、巻回後に電解液を含浸させた後に成型して余分な電解液を捨てる方法などを用いて、実験室レベルでの電池の作製は可能であるが、これらの方法では、作製の電解液組成および電解液量が不明確になるなどの不具合が生じてしまう。
【００２０】
したがって、この発明の目的は、ハイニッケル正極活物質において、不純物であるＬｉＯＨおよびＬｉ2ＣＯ3を低減させることによって、ガス発生を抑制でき、且つサイクル特性を向上できる、正極活物質、正極および非水電解質電池を提供することにある。
【００２１】
また、この発明の他の目的としては、電極中のバインダおよび導電助剤の分布を変えて電極の巻回性を高めることができる正極活物質、正極および非水電解質電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
上述した課題を解決するために、第１の発明は、
リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有すること
を特徴とする正極活物質である。
【００２３】
第２の発明は、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有する正極活物質を含むこと
を特徴とする正極。
【００２４】
第３の発明は、
正極および負極と、電解質と、を備え、
正極は、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有する正極活物質を含むこと
を特徴とする非水電解質電池である。
【００２５】
この発明では、不純物であるＬｉＯＨを亜リン酸またはリン酸化合物などで処理し、反応性の低いリン酸リチウムなどにすることによって、ＬｉＯＨおよびＬｉＯＨが反応して生成するＬＩ2ＣＯ3が低減されているので、空気中でも炭酸ガスを吸収せず、ガス発生およびサイクル特性の劣化を抑制することができる。
【００２６】
この発明では、電極中のバインダおよび導電助剤の分布を変えることによって、電極の巻回性を高めることができる。
【発明の効果】
【００２７】
この発明によれば、ガス発生を抑制でき、且つサイクル特性を向上できる。また、電極の巻回性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。まず、この発明の第１の実施形態による非水電解質電池の構成の一例について、図１および図２を参照しながら説明する。
【００２９】
図１は、この発明の第１の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す斜視図である。この非水電解質電池は、例えば、非水電解質二次電池である。この非水電解質電池は、正極リード１１および負極リード１２が取り付けられた巻回電極体１０をフィルム状の外装部材１の内部に収納した構成とされており、扁平型の形状を有するものである。
【００３０】
正極リード１１および負極リード１２は、それぞれ例えば短冊状であり、外装部材１の内部から外部に向かい例えば同一方向にそれぞれ導出されている。正極リード１１は、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属材料により構成されており、負極リード１２は、例えばニッケル（Ｎｉ）などの金属材料により構成されている。
【００３１】
外装部材１は、例えば、絶縁層、金属層および最外層をこの順に積層しラミネート加工などにより貼り合わせた構造を有するラミネートファイルムである。外装部材１は、例えば、絶縁層の側を内側として、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。
【００３２】
絶縁層は、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレンあるいはこれらの共重合体などのポリオレフィン樹脂により構成されている。水分透過性を低くすることができ、気密性に優れているからである。金属層は、箔状あるいは板状のアルミニウム、ステンレス、ニッケルあるいは鉄などにより構成されている。最外層は、例えば絶縁層と同様の樹脂により構成されていてもよいし、ナイロンなどにより構成されていてもよい。破れや突き刺しなどに対する強度を高くすることができるからである。外装部材１は、絶縁層、金属層および最外層以外の他の層を備えていてもよい。
【００３３】
外装部材１と正極リード１１および負極リード１２との間には、正極リード１１および負極リード１２と、外装部材１の内側との密着性を向上させ、外気の侵入を防止するための密着フィルム２が挿入されている。密着フィルム２は、正極リード１１および負極リード１２に対して密着性を有する材料により構成され、例えば、正極リード１１および負極リード１２が上述した金属材料により構成される場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。
【００３４】
図２は、図１に示した巻回電極体１０のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。巻回電極体１０は、正極１３と負極１４とをセパレータ１５および電解質１６を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ１７により保護されている。
【００３５】
正極１３は、例えば、正極集電体１３Ａと、この正極集電体１３Ａの両面に設けられた正極活物質層１３Ｂとを有している。正極集電体１３Ａは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。
【００３６】
正極活物質層１３Ｂは、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、このリチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物と、を有する正極活物質を含む。また、正極活物質層１３Ｂは、さらに炭素材料などの導電助剤およびポリフッ化ビニリデンまたはポリテトラフルオロエチレンなどのバインダを含む。なお、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれる場合には、ニッケル以外の構成金属元素とニッケルとの含有量が同じであり、この含有量がこれら以外のリチウムを除いた構成金属元素と比べて、最も多く含まれる場合も該当する。
【００３７】
リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物としては、具体的には、例えば化１で平均組成が表されるリチウム複合酸化物が挙げられる。
（化１）
ＬｉxＣｏyＮｉzＭ1-y-zＯb-aＸa
（式中、Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種以上の元素である。Ｘは、ハロゲン元素である。ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂはそれぞれ０．８＜ｘ≦１．２、０≦ｙ≦０．５、０．５≦ｚ≦１．０、１．８≦ｂ≦２．２、０≦ａ≦１．０の範囲内の値である。）
【００３８】
リン化合物は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ；X-ray Photoelectron Spectroscopy）によるリンの２ｐスペクトルの束縛エネルギー１３２ｅＶ〜１３５ｅＶの領域にピークが存在するものである。このリン化合物の少なくとも一部は、例えば、化２、化３で表されるリン化合物である。
（化２）
ＬｉcＨdＰｅＯf
（式中のｃ、ｅ、ｆは１以上の整数、ｄは０以上の整数を示す。）
（化３）
ＬｉgＰＯhＦi
（式中のｇ、ｈ、ｉは１以上の整数を示す。）
【００３９】
これらのリン化合物は、リチウム複合酸化物粒子の表面近傍に存在し、例えば、リチウム複合酸化物粒子を覆うように存在している。これらのリン化合物がリチウム複合酸化物粒子の表面近傍に存在することの確認方法としては、例えば、正極１３を樹脂に埋め込み
断面出しを行った後、飛行時間型２次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ；Time of Flight secondary Ion Mass Spectrometry）により断面内の分布を確認する方法が挙げられる。また、正極表面をアルゴンスパッタしながらＸ線光電子分光法により元素分析をすることにより確認することも可能である。
【００４０】
正極活物質は、ＪＩＳ−Ｒ−９１０１で示された方法によって、分析を行った場合に、炭酸塩、重炭酸塩の濃度が０．３ｗｔ％以下であることが好ましい。重炭酸塩、炭酸塩が０．３ｗｔ％より多いと、充放電による重炭酸塩、炭酸塩が分解して発生するガスの量が多くなり、電池膨れが生じたり、サイクル特性が悪化するからである。
【００４１】
正極活物質層１３Ｂは、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）による表面分析において、Ｌｉ4ＰＯ4、Ｃ3Ｆ5、Ｃ5Ｆ9、Ｃ7Ｆ13の正二次イオン、ＰＯ2、ＰＯ3、ＬｉＰ2Ｏ4、ＬｉＰ2Ｏ5、ＬｉＰ2Ｏ6、ＬｉＰＯ2Ｆ、ＬｉＰＯ3Ｆ、ＰＯＦ2、ＰＯ2Ｆ2およびＬｉＰＯ3Ｈの負二次イオンの中から選ばれる少なくとも一つ以上の二次イオンのフラグメントのピークを有する。
【００４２】
正極活物質層１３Ｂは、以下に説明する第１の例、第２の例のようにして形成することができる。第１の例では、正極活物質と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などのバインダ、グラファイトなどの導電助剤などと、を混練して正極合剤スラリーを作製したのち、この正極合剤スラリーを正極集電体１３Ａに塗布し乾燥するようにして、正極活物質層１３Ｂを形成する。
【００４３】
ここで、正極活物質としては、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、ＰＯ3およびＰＯ4のうちの少なくとも何れかを有する化合物と、を混合して焼成することにより得られる正極活物質を用いる。
【００４４】
この正極活物質は、リチウム複合酸化物の表面近傍にリン化合物を含有しているものである。リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物としては、化１で平均組成が表されるリチウム複合酸化物を用いることができる。
【００４５】
リチウム複合酸化物の表面近傍に含まれるリン化合物は、例えばＸ線光電子分光法によるリンの２ｐスペクトルの束縛エネルギー１３２ｅＶ〜１３５ｅＶの領域にピークが存在する化合物である。このリン化合物の少なくとも一部は、例えば、化２で表されるものである。
（化２）
ＬｉcＨdＰeＯf
（式中のｃ、ｅ、ｆは１以上の整数、ｄは０以上の整数を示す。）
【００４６】
また、この正極活物質は、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）による表面分析で、Ｌｉ4ＰＯ4の正二次イオン、ＰＯ2、ＰＯ3、ＬｉＰ2Ｏ4、ＬｉＰ2Ｏ5、ＬｉＰ2Ｏ6の負二次イオンの中から選ばれる少なくとも一つ以上の二次イオンのフラグメントのピークを有する。
【００４７】
この正極活物質は、例えば、以下に説明するようにして作製できる。まず、例えば、活物質前駆体としてのニッケルを含む酸化物または水酸化物と、リチウム塩と、さらにＰＯ3およびＰＯ4のうちの少なくとも何れかを有する化合物と、を混合焼成する。
【００４８】
ここで、ＰＯ3およびＰＯ4のうちの少なくとも何れかを有する化合物としては、例えば、亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）、リン酸（Ｈ3ＰＯ4）、リン酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）などのリン酸化合物、などが挙げられる。ニッケルを含む酸化物としては、例えば化４で表されるよう化合物が挙げられる。ニッケルを含む水酸化物としては、化５で表されるような化合物が挙げられる。
（化４）
ＣｏyＮｉzＭ1-y-zＯj-aＸa
（化５）
ＣｏyＮｉzＭ1-y-z（ＯＨ）k-aＸa
（化４および化５中、Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種の元素である。Ｘは、ハロゲン元素である。ｙ、ｚ、ａ、ｊ、ｋはそれぞれ０≦ｙ≦０．５、０．５≦ｚ≦１．０、０．８≦ｊ≦１．２、２≦ｋ≦４、０≦ａ≦０．５の範囲。）
【００４９】
上記化合物が有するＰＯ3基およびＰＯ4基は、酸性であり、不純物成分であるＬｉＯＨのアルカリ性を中和させる効果がある。また炭酸化しやすいＬｉＯＨ成分を減少させることでＬｉ2ＣＯ3生成量も減少する。なお、硝酸成分、硫酸成分によってもＬｉＯＨを中和させることができるが、これらは強酸性のため活物質そのものにダメージを与え、且つ放電容量の低下が起こるため、好ましくない。
【００５０】
リチウム塩としては、化６、化７で表されるリチウム塩が挙げられる。
（化６）
ＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏ
（化７）
ＬｉＮＯ3
【００５１】
酸化物、水酸化物およびリチウム塩は、リチウム（Ｌｉ）と、コバルト（Ｃｏ）と、ニッケル（Ｎｉ）と、Ｍとがモル比で、式１となるように添加するのが好ましい。
（式１）
０．８≦Ｌｉ／（Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｍ）≦１．２
【００５２】
さらに、亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）およびリン酸リチウム（Ｌｉ3ＰＯ4）の少なくともいずれかを化６で表されるリチウム塩および化７で表されるリチウム塩の全混合量に対して、０．１ｗｔ％〜５．０ｗｔ％添加してよく混合し、空気雰囲気下または酸素雰囲気下にて７００℃以上５時間焼成する。以上により、第１の例で用いる正極活物質が得られる。
【００５３】
また、第１の例で用いる正極活物質を、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物に亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）を添加して、再度焼成するようにして作製してもよく、同様に不純物成分であるＬｉＯＨおよびＬｉ2ＣＯ3を低減させる効果が認められる。このときの亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）の添加量は、式２に示す範囲が好ましく、再焼成雰囲気は、酸素雰囲気とすることが好ましい。
（式２）
０．２ｗｔ％≦Ｈ3ＰＯ3の添加量≦２０ｗｔ％
【００５４】
第２の例では、リチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などのバインダと、Ｎ―メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤と、を混練時に、さらにＰＯ3およびＰＯ4のうちの少なくとも何れかを有する化合物をともに加えるようにして、正極合剤スラリーを作製し、この正極合剤スラリーを正極集電体１３Ａに塗布し乾燥するようにして、正極活物質層１３Ｂを形成する。上記混練時には、グラファイトなどの導電助剤を加えてもよい。
【００５５】
このように混練時にＰＯ3およびＰＯ4のうちの少なくとも何れかを有する化合物を加えることによって、不純物であるＬｉＯＨを中和することができる。なお、ＰＯ3およびＰＯ4のうちの少なくとも何れかを有する化合物として、亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）を用いる場合には、混練時に、亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）の含有量が式３となるように、加える。
（式３）
０．０５ｗｔ％≦Ｈ3ＰＯ3の含有量≦５．０ｗｔ％
【００５６】
従来、組成にニッケルを含む正極活物質では、不純物として活物質表面に発生したＬｉＯＨが空気中で徐々に炭酸化するため、空気中での取り扱いに注意が必要であった。一方、この発明の一実施形態によると、正極活物質表面に発生したＬｉＯＨを、亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）などにより反応性の低いリン酸リチウムとすることで、空気中でも炭酸ガスを吸収しないようにできる。これにより、膨れやサイクル特性の劣化が少なく製品として安定な非水電解質電池を提供できる。
【００５７】
負極１４は、例えば、正極１３と同様に、負極集電体１４Ａと、この負極集電体１４Ａの両面に設けられた負極活物質層１４Ｂとを有している。負極集電体１４Ａは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。
【００５８】
負極活物質層１４Ｂは、例えば、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、必要に応じて導電助剤およびバインダを含んでいてもよい。
【００５９】
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、黒鉛（グラファイト）、難黒鉛化性炭素あるいは易黒鉛化炭素などの炭素材料が挙げられる。炭素材料には、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く、また、平均粒子径の異なる２種以上を混合して用いてもよい。
【００６０】
また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素を構成元素として含む材料が挙げられる。具体的には、リチウムと合金を形成可能な金属元素の単体、合金、あるいは化合物、またはリチウムと合金を形成可能な半金属元素の単体、合金、あるいは化合物、またはこれらの１種あるいは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。
【００６１】
このような金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アルミニウム、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、亜鉛（Ｚｎ）、アンチモン（Ｓｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ヒ素（Ａｓ）、銀（Ａｇ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）またはハフニウム（Ｈｆ）が挙げられる。中でも、長周期型周期表における１４族の金属元素あるいは半金属元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素（Ｓｉ）あるいはスズ（Ｓｎ）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。
【００６２】
ケイ素（Ｓｉ）の合金としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）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（Ｓｎ）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。
【００６３】
ケイ素（Ｓｉ）の化合物あるいはスズ（Ｓｎ）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、ケイ素（Ｓｉ）またはスズ（Ｓｎ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００６４】
セパレータ１５は、電気的に安定であると共に、正極活物質、負極活物質あるいは溶媒に対して化学的に安定であり、かつ電気伝導性を有していなければどのようなものを用いてもよい。例えば、高分子の不織布、多孔質フィルム、ガラスあるいはセラミックスの繊維を紙状にしたものを用いることができ、これらを複数積層して用いてもよい。特に、多孔質ポリオレフィンフィルムを用いることが好ましく、これをポリイミド、ガラスあるいはセラミックスの繊維などよりなる耐熱性の材料と複合させたものを用いてもよい。
【００６５】
電解質１６は、電解液と、この電解液を保持する高分子化合物を含む保持体とを含有しており、いわゆるゲル状となっている。電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する溶媒とを含んでいる。電解質塩としては、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＳＯ2Ｃ2Ｆ5）2、あるいはＬｉＡｓＦ6などのリチウム塩が挙げられる。電解質塩にはいずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００６６】
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−カプロラクトンなどのラクトン系溶媒、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など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などのエーテル系溶媒、アセトニトリルなどのニトリル系溶媒、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など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。
【００６７】
また、溶媒として、環状エステルまたは鎖状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好ましい。このフッ素化された化合物としては、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）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）などの化合物を含む負極１４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、特にジフルオロエチレンカーボネートがサイクル特性改善効果に優れるからである。
【００６８】
高分子化合物は、溶媒を吸収してゲル化するものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデンあるいはビニリデンフルオロライドとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体などのフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子化合物、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレンオキサイドあるいはポリメチルメタクリレートを繰返し単位として含むものなどが挙げられる。高分子化合物には、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。
【００６９】
特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子化合物が望ましく、中でも、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含む共重合体が好ましい。さらに、この共重合体は、モノメチルマレイン酸エステルなどの不飽和二塩基酸のモノエステル、三フッ化塩化エチレンなどのハロゲン化エチレン、炭酸ビニレンなどの不飽和化合物の環状炭酸エステル、またはエポキシ基含有アクリルビニルモノマーなどを成分とし
て含んでいてもよい。より高い特性を得ることができるからである。
【００７０】
次に、この発明の第１の実施形態による非水電解質電池の製造方法の一例について説明する。
【００７１】
まず、例えば、正極集電体１３Ａに正極活物質層１３Ｂを形成し正極１３を作製する。正極活物質層１３Ｂは、上述のようにして、形成する。また、例えば、負極集電体１４Ａに負極活物質層１４Ｂを形成し負極１４を作製する。負極活物質層１４Ｂは、例えば、負極活物質と、バインダ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（ＮＭＰ）などの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成する。次に、正極集電体１３Ａに正極リード１１を取り付けると共に、負極集電体１４Ａに負極リード１２を取り付ける。
【００７２】
次に、電解液と、高分子化合物とを、混合溶剤を用いて混合し、この混合溶液を正極活物質層１３Ｂの上、および負極活物質層１４Ｂの上に塗布し、混合溶剤を揮発させて、電解質１６を形成する。次に、正極１３、セパレータ１５、負極１４、およびセパレータ１５を順に積層して巻回し、最外周部に保護テープ１７を接着して巻回電極体１０を形成したのち、外装部材１の間に挟み込み、外装部材１の外周縁部を熱融着する。その際、正極リード１１および負極リード１２と外装部材１との間には密着フィルム２を挿入する。これにより図１に示した非水電解質電池が得られる。
【００７３】
また、電解質１６を正極１３および負極１４の上に形成したのちに巻回するのではなく、正極１３および負極１４をセパレータ１５を介して巻回し、外装部材１の間に挟み込んだのち、電解液と高分子化合物のモノマーとを含む電解質組成物を注入し、外装部材１の内部でモノマーを重合させるようにしてもよい。
【００７４】
この非水電解質電池では、充電を行うと、例えば、正極１３からリチウムイオンが放出され、電解質１６を介して負極１４に吸蔵される。一方、放電を行うと、例えば、負極１４からリチウムイオンが放出され、電解質１６を介して正極１３に吸蔵される。
【００７５】
以上説明したように、この第１の実施形態によれば、ＬｉXＮｉＯ2に代表されるリチウムを除いた構成金属元素のなかでニッケルが最も多く含まれるリチウム複合酸化物において、不純物であるＬｉＯＨおよびＬｉ2ＣＯ3を低減させることによって、ガス発生を抑制でき、容量が高く、サイクル寿命の高い非水電解質電池を得ることができる。
【００７６】
また、この第１の実施形態によれば、正極活物質を亜リン酸などのＰＯ3およびＰＯ4のうちの少なくとも何れかを有する化合物で処理することで、電極中のバインダおよび導電助剤の分布を変え、これにより電極の巻回性を高めることができる。さらに、電極の巻回性を高めることができるので、第１の実施形態で説明したような、扁平型の形状を有する電池の製造が可能となる。
【００７７】
さらに、電極中のバインダおよび導電助剤の分布を変えることよって、バインダと導電助剤とが一次粒子間を埋めないようになっているので、大放電電流に対する容量（負荷特性）を向上させることができる。
【００７８】
次に、この発明の第２の実施形態について説明する。この第２の実施形態による非水電解質電池は、第１の実施形態の非水電解質電池において、ゲル状の電解質１６に代えて電解液を用いるものである。この場合、電解液はセパレータ１５に含浸される。電解液としては、上述の第１の実施形態と同様のものを用いることができる。
【００７９】
このような構成を有する非水電解質電池は、例えば以下のようにして作製することができる。ゲル状の電解質１６の形成を省略する以外は、上述の第１の実施形態と同様にして正極１３および負極１４を巻回して巻回電極体１０を作製し、この巻回電極体１０を外装部材１の間に挟み込んだのち、電解液を注入して外装部材１を密閉する。
【００８０】
この発明の第２の実施形態では、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００８１】
次に、図３〜図４を参照しながら、この発明の第３の実施形態による非水電解質電池の構成について説明する。図３は、この発明の第３の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す。この非水電解質電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、外装部材としての円筒缶であるほぼ中空円柱状の電池缶２１の内部に、帯状の正極３１と帯状の負極３２とがセパレータ３３を介して巻回された巻回電極体３０を有している。セパレータ３３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電池缶２１は、例えばニッケル（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２１の内部には、巻回電極体３０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板２２、２３がそれぞれ配置されている。
【００８２】
電池缶２１の開放端部には、電池蓋２４と、この電池蓋２４の内側に設けられた安全弁機構２５および熱感抵抗（ＰＴＣ：Positive Temperature Coefficient）素子２６が、ガスケット２７を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶２１の内部は密閉されている。電池蓋２４は、例えば、電池缶２１と同様の材料により構成されている。安全弁機構２５は、熱感抵抗素子２６を介して電池蓋２４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２５Ａが反転して電池蓋２４と巻回電極体３０との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子２６は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット２７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。
【００８３】
巻回電極体３０は、例えば、センターピン３４を中心に巻回されている。巻回電極体３０の正極３１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード３５が接続されており、負極３２にはニッケル（Ｎｉ）などよりなる負極リード３６が接続されている。正極リード３５は安全弁機構２５に溶接されることにより電池蓋２４と電気的に接続されており、負極リード３６は電池缶２１に溶接され電気的に接続されている。
【００８４】
図４は、図３に示した巻回電極体３０の一部を拡大して表す断面図ある。巻回電極体３０は、正極３１と負極３２とをセパレータ３３を介して積層し、巻回したものである。
【００８５】
正極３１は、例えば、正極集電体３１Ａと、この正極集電体３１Ａの両面に設けられた正極活物質層３１Ｂとを有している。負極３２は、例えば、負極集電体３２Ａと、この負極集電体３２Ａの両面に設けられた負極活物質層３２Ｂとを有している。正極集電体３１Ａ、正極活物質層３１Ｂ、負極集電体３２Ａ、負極活物質層３２Ｂ、セパレータ３３および電解液の構成はそれぞれ、上述の第１の実施形態における正極集電体１３Ａ、正極活物質層１３Ｂ、負極集電体１４Ａ、負極活物質層１４Ｂ、セパレータ１５および電解液と同様である。
【００８６】
次に、この発明の第３の実施形態による非水電解質電池の製造方法の一例について説明する。
【００８７】
正極３１は、以下のようにして作製する。正極集電体３１Ａ上に、上述のように正極活物質層３１Ｂを形成し、正極３１を得る。
【００８８】
負極３２は、以下のようにして作製する。まず、負極活物質と、バインダとを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーとする。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体３２Ａに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機などにより圧縮成型して負極活物質層３２Ｂを形成し、負極３２を得る。
【００８９】
次に、正極集電体３１Ａに正極リード３５を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体３２Ａに負極リード３６を溶接などにより取り付ける。その後、正極３１と負極３２とをセパレータ３３を介して巻回し、正極リード３５の先端部を安全弁機構２５に溶接すると共に、負極リード３６の先端部を電池缶２１に溶接して、巻回した正極３１および負極３２を一対の絶縁板２２、２３で挟み、電池缶２１の内部に収納する。正極３１および負極３２を電池缶２１の内部に収納したのち、電解質を電池缶２１の内部に注入し、セパレータ３３に含浸させる。その後、電池缶２１の開口端部に電池蓋２４、安全弁機構２５および熱感抵抗素子２６を、ガスケット２７を介してかしめることにより固定する。以上により、図３に示した非水電解質電池が作製される。
【００９０】
この発明の第３の実施形態では、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、この発明の第３の実施形態では、外装部材に円筒缶を用いているが、ガス発生が抑制されているので、ガス発生によって生じる内圧の上昇による破損を防止できる。
【００９１】
次に、この発明の第４の実施形態による非水電解質電池について説明する。この第４の実施形態は、角型の形状を有する非水電解質電池である。第４の実施形態による電池は、図５に示すように、巻回電極体５３を例えばアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）などの金属よりなる角型缶である外装缶５１内に収容し、電池蓋５２に設けられた電極ピン５４と、巻回電極体５３から導出された電極端子５５とを接続した後、電池蓋５２にて封口され、電解液注入口５６から電解液を注入して封止部材５７にて封止することにより作製される。なお、巻回電極体５３などは、第１の実施形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【００９２】
この発明の第４の実施形態では、上述の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第４の実施形態では、外装部材に角型缶である外装缶５１を用いているが、ガス発生が抑制されているので、ガス発生によって生じる内圧の上昇による破損を防止できる。
【実施例】
【００９３】
本発明の具体的実施態様を以下に実施例をもって述べるが、本発明はこれに限定されるものではない。
【００９４】
＜実施例１＞
平均組成がＣｏ0.20Ｎｉ0.77Ａｌ0.03（ＯＨ）2であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合水酸化物粒子と市販の水酸化リチウムＬｉＯＨ・Ｈ2Ｏをモル比にてＬｉ／（Ｃｏ＋Ｎｉ＋Ｍ）＝０．９８となるように混合した。〔但し、Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、アンチモン（Ｓｂ）よりなる群から選ばれる１種以上の元素である。〕
【００９５】
この混合粉末全重量に対して０．５ｗｔ％となるように市販の亜リン酸（Ｈ3ＰＯ3）を添加してさらによく混合した。これを電気炉を用いて酸素雰囲気にて４７０℃まで２℃／ｍｉｎにて昇温した後４時間保持し、さらに７９０℃まで２℃／ｍｉｎにて昇温した後６時間保持し、室温まで冷却して正極活物質焼成粉末とした。焼成粉末は目開き５０μｍのメッシュを通るように粉砕した。この正極活物質９７ｗｔ％に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を２ｗｔ％と、グラファイトを１ｗｔ％とを添加し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を添加して１時間よく混練したのち、Ａｌ箔上に薄く塗布し、乾燥させた後、所定の寸法にカットし、実施例１の正極電極を得た。
【００９６】
＜実施例２＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.05（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例２の正極電極を得た。
【００９７】
＜実施例３＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ｍｎ0.05（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例３の正極電極を得た。
【００９８】
＜実施例４＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｂａ0.01（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例４の正極電極を得た。
【００９９】
＜実施例５＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｓｎ0.01（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例５の正極電極を得た。
【０１００】
＜実施例６＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.20Ｎｉ0.80（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例１と同様にして、実施例６の正極電極を得た。
【０１０１】
＜実施例７＞
Ｈ3ＰＯ3の代わりに市販のＬｉ3ＰＯ4を添加した点以外は、実施例１と同様にして、実施例７の正極電極を得た。
【０１０２】
＜実施例８＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.05（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例７と同様にして、実施例８の正極電極を得た。
【０１０３】
＜実施例９＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ｍｎ0.05（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例７と同様にして、実施例９の正極電極を得た。
【０１０４】
＜実施例１０＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｂａ0.01（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例７と同様にして、実施例１０の正極電極を得た。
【０１０５】
＜実施例１１＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｓｎ0.01（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例７と同様にして、実施例１１の正極電極を得た。
【０１０６】
＜実施例１２＞
複合水酸化物粒子として平均組成がＣｏ0.20Ｎｉ0.80（ＯＨ）2であるものを用いた点以外は、実施例７と同様にして、実施例１２の正極電極を得た。
【０１０７】
＜実施例１３＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.20Ｎｉ0.77Ａｌ0.03Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子９６．８ｗｔ％に対して、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を２ｗｔ％、グラファイトを１ｗｔ％添加し、、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）にて混練中、さらにＨ3ＰＯ3を０．２ｗｔ％添加して１時間よく混練したのち、Ａｌ箔上に薄く塗布し、乾燥させた後、所定の寸法にカットし、実施例１３の正極電極を得た。
【０１０８】
＜実施例１４＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.05Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例１３と同様にして実施例１４の正極電極を得た。
【０１０９】
＜実施例１５＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ｍｎ0.05Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例１３と同様にして実施例１５の正極電極を得た。
【０１１０】
＜実施例１６＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｂａ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例１３と同様にして実施例１６の正極電極を得た。
【０１１１】
＜実施例１７＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｓｎ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例１３と同様にして実施例１７の正極電極を得た。
【０１１２】
＜実施例１８＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.20Ｎｉ0.80Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例１３と同様にして実施例１８の正極電極を得た。
【０１１３】
＜実施例１９＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.28Ｎｉ0.70Ａｌ0.02Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例１３と同様にして実施例１９の正極電極を得た。
【０１１４】
＜実施例２０＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.40Ｎｉ0.60Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例１３と同様にして実施例２０の正極電極を得た。
【０１１５】
＜実施例２１＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.20Ｎｉ0.77Ａｌ0.03Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子９６．０ｗｔ％に対して、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を２ｗｔ％、グラファイトを１ｗｔ％添加し、、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）にて混練中、さらにＨ3ＰＯ3を１．０ｗｔ％添加して１時間よく混練したのち、Ａｌ箔上に薄く塗布し、乾燥させた後、所定の寸法にカットし、実施例２１の正極電極を得た。
【０１１６】
＜実施例２２＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.05Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例２１と同様にして実施例２２の正極電極を得た。
【０１１７】
＜実施例２３＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ｍｎ0.05Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例２１と同様にして実施例２３の正極電極を得た。
【０１１８】
＜実施例２４＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｂａ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例２１と同様にして実施例２４の正極電極を得た。
【０１１９】
＜実施例２５＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｓｎ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例２１と同様にして実施例２５の正極電極を得た。
【０１２０】
＜実施例２６＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.20Ｎｉ0.80Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例２１と同様にして実施例２６の正極電極を得た。
【０１２１】
＜実施例２７＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.28Ｎｉ0.70Ａｌ0.02Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例２１と同様にして実施例２７の正極電極を得た。
【０１２２】
＜実施例２８＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.40Ｎｉ0.60Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、実施例２１と同様にして実施例２８の正極電極を得た。
【０１２３】
＜比較例１＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.20Ｎｉ0.77Ａｌ0.03Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子９７ｗｔ％に対して、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を２ｗｔ％、グラファイトを１ｗｔ％添加し、、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）にて１時間よく混練したのち、Ａｌ箔上に薄く塗布し、乾燥させた後、所定の寸法にカットし、比較例１の正極電極を得た。
【０１２４】
＜比較例２＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.05Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、比較例１と同様にして、比較例２の正極電極を得た。
【０１２５】
＜比較例３＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ｍｎ0.05Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、比較例１と同様にして、比較例３の正極電極を得た。
【０１２６】
＜比較例４＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｂａ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、比較例１と同様にして、比較例４の正極電極を得た。
【０１２７】
＜比較例５＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.15Ｎｉ0.80Ａｌ0.04Ｓｎ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、比較例１と同様にして、比較例５の正極電極を得た。
【０１２８】
＜比較例６＞
平均組成がＬｉ0.98Ｃｏ0.20Ｎｉ0.80Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子を用いた点以外は、比較例１と同様にして、比較例６の正極電極を得た。
【０１２９】
＜比較例７＞
平均組成がＬｉ1.01Ｃｏ0.99Ａｌ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１１μｍの複合酸化物粒子対して、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を２％、グラファイトを１％添加し、、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）にて１時間よく混練したのち、Ａｌ箔上に薄く塗布し、乾燥させた後、所定の寸法にカットし、比較例７の正極電極を得た。
【０１３０】
＜比較例８＞
平均組成がＬｉ1.01Ｃｏ0.99Ａｌ0.01Ｏ2.1であり、レーザー散乱法により測定した平均粒子径が１２μｍの複合酸化物粒子９６．８ｗｔ％に対して、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を２ｗｔ％、グラファイトを１ｗｔ％添加し、、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）にて混練中、さらにＨ3ＰＯ3を０．２ｗｔ％添加して１時間よく混練したのち、Ａｌ箔上に薄く塗布し、乾燥させた後、所定の寸法にカットし、比較例８の正極電極を得た。
【０１３１】
実施例１〜実施例２８および比較例１〜比較例８の正極電極を用いて、アルミラミネート外装でラミネートセル（５４２４３６サイズ、定格１０００ｍＡｈ）を作製した。また、比較例７〜比較例８の正極電極を用いて、アルミラミネート外装でラミネートセル（５４２４３６サイズ、定格９２０ｍＡｈ）を作製した。なお、電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）と、をＥＣ：ＤＥＣ＝３：７（重量比）で混合した混合溶媒に、ＬｉＰＦ6１ｍｏｌ／ｋｇとなるように溶解させ、さらに、ビニレンカーボネート（ＶＣ）を５ｗｔ％加えた組成を有するものを用いた。
【０１３２】
次に作製したラミネートについて、以下に説明する膨れ試験および充放電試験を行い、膨れ量および５００サイクル後の容量維持率を測定した。
【０１３３】
（膨れ試験）
ラミネートセルを、２３℃において、充放電を２サイクル行った。続いて、２３℃において、４．２Ｖまで充電を行い、電池の厚み（初期厚み）を測定した。その後、９０℃の高温槽にて保存試験を行い、４時間後の電池の厚みを求め、初期厚みとの差を求めた。なお、充電は、０．５Ｃの定電流定電圧充電を上限電圧４．２Ｖまで行い、放電は、０．２Ｃの定電流放電を終止電圧２．５Ｖまで行った。
【０１３４】
（充放電試験）
容量維持率は、２３℃で充放電を１サイクル繰り返したのち、２３℃において充放電を５００サイクル繰り返し、２３℃における１サイクル目の放電容量に対する割合、すなわち（「２３℃における５００サイクル目の放電容量」／「２３℃における１サイクル目の放電容量」）×１００から求めた。なお、充電は、１Ｃの定電流定電圧充電を上限電圧４．２Ｖまで行い、放電は、１Ｃの定電流放電を終止電圧２．５Ｖまで行った
【０１３５】
また、実施例および比較例の正極電極について、ＪＩＳ−Ｒ−９１０１で示された方法によって、正極活物質が含む炭酸分の濃度分析を行った。
【０１３６】
測定結果および炭酸分の濃度分析結果を表１に示す。
【０１３７】
【表１】
2008251434.tif 000003
【０１３８】
表１に示すように、実施例１〜実施例２８では、比較例１〜比較例６と比べて、膨れ量を著しく低減することができ、また、容量維持率を著しく向上できることがわかった。
【０１３９】
また、比較例７と比較例８との比較より、ニッケルを含有しない正極活物質では、添加物として、リン化合物を加えて作製した正極を用いた電池と、リン化合物を加えずに作製した正極を用いた電池とでは、膨れ量および容量維持率がほほ同等であることがわかった。
【０１４０】
また、実施例６、実施例１２、実施例１８、実施例２４、比較例６と同様の正極合剤スラリーを用いて、添加剤の量と種類を変えた場合の電極の巻回性を調べるために折り曲げ試験を実施した。折り曲げ試験は、以下に説明するようにして実施した。合成した正極活物質にバインダとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と、導電助剤としてケッチェンブラックと、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）と、を加えて混練した後、厚さ１５μｍのアルミニウム箔の両面に塗布し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）を揮発させるため十分乾燥した。乾燥後、正極活物質が所定の体積密度となるようにプレスした。このプレス後の塗布箔（電極）をさらに真空乾燥した後、２つに折り曲げて塗布箔に割れ欠け切れが生じないかを目視にて確認した。試験結果を表２に示す。なお、表２中において、１個の塗布箔（電極）に対する割れ欠けの評価を１個の○または×で示す。
【０１４１】
【表２】
2008251434.tif 000004
【０１４２】
表２に示すように、実施例６、実施例１２、実施例１８、実施例２４の正極では、体積密度３．３０ｇ／ｃｍ3〜３．３５ｇ／ｃｍ3および３．４０ｇ／ｃｍ3〜３．４５ｇ／ｃｍ3にした場合でも、電極の切れ、割れは生じなかったが、比較例６では、電極の切れ、割れは生じた。
【０１４３】
また、実施例１３、比較例１の正極電極を用いて作製したラミネートセルを用いて、負荷特性を測定した。測定結果を図６に示す。図６Ａは実施例１３の正極電極を用いて作製したラミネートセルについての測定結果を示す。図６Ｂは比較例１の正極電極を用いて作製したラミネートセルについての測定結果を示す。なお、測定は２３℃の温度環境下で行い、充電は、０．２Ｃの定電流定電圧充電を上限電圧４．２Ｖまで行い、放電は、０．２Ｃ、０．５Ｃ、１．０Ｃ、２．０Ｃ、３．０Ｃの定電流放電を終止電圧２．５Ｖまで行った。
【０１４４】
図６に示すように、実施例１３の正極を用いて作製したラミネートセルでは、比較例１の正極を用いて作製したラミネートセルより、大放電電流に対する容量を向上できることがわかった。
【０１４５】
さらに、正極電極を電子顕微鏡で観察した。実施例１３と比較例１の正極電極表面の電子顕微鏡写真を図７に示す。図７Ａは実施例１３の正極電極表面の電子顕微鏡である。図７Ｂは比較例１の正極電極表面の電子顕微鏡写真である。比較例１の表面では、バインダと、導電助剤（色の黒い部分）とが、正極活物質（灰色の部分）の一次粒子の間に入り込んで網目状になっているのに対して、実施例１３でバインダと導電助剤がほとんど一次粒子間に入り込んでいない。一次粒子間にバインダと導電助剤が少ないことがリチウムイオンの移動を起こりやすくしているのではないかと考えられる。
【０１４６】
さらに、実施例２１および比較例１の電極表面の飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）にて測定した。実施例２１および比較例１の正極電極のＴＯＦ−ＳＩＭＳ正二次イオン分析による結果を図８および図９に示す。実施例２１および比較例１の正極電極のＴＯＦ−ＳＩＭＳ負二次イオン分析による結果を図１０に示す。
【０１４７】
図８〜図１０に示すように、Ｃ3Ｆ5、Ｃ5Ｆ9、Ｃ7Ｆ13、Ｌｉ4ＰＯ4の正二次イオン、ＰＯ2、ＰＯ3、ＬｉＰ2Ｏ4、ＬｉＰ2Ｏ5、ＬｉＰ2Ｏ6、ＬｉＰＯ2Ｆ、ＬｉＰＯ3Ｆ、ＰＯＦ2、ＰＯ2Ｆ2およびＬｉＰＯ3Ｈの負二次イオンに基づくフラグメントピークが観察された。
【０１４８】
さらに、実施例２１と比較例１のＸ線光電子分光法による表面分析結果を図１１に示す。線ａは、実施例２１の充放電前の正極電極の分析結果を示す。線ｂは実施例２１の初回充放電後の正極電極の分析結果を示す。線ｃは比較例１の初回充電後の正極電極の分析結果を示す。なお、初回充放電後の正極電極は、電池解体後にジメチルカーボネート（ＤＭＣ）にて洗浄後、５０℃にて真空乾燥したものである。
【０１４９】
図１１に示すように、電池に用いた電解液中のＬｉＰＦ6由来のリン２ｐスペクトルが、亜リン酸を添加していない比較例１の初回充放電後でも観察されるが、ピーク強度の差から実施例２１との違いは明らかであり、正極に含まれるリン化合物由来のリン２ｐスペクトルのピークが確認できる。
【０１５０】
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、正極活物質層１３Ｂは、上述した正極活物質に加えて、他の正極活物質を混合して含んでいてもよい。他の正極活物質としては、リチウムとコバルトを含む層状岩塩構造を有するリチウムコバルト複合酸化物、リチウムとマンガンとを含むスピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物、などが挙げられる。
【０１５１】
また、上述の実施形態および実施例では、負極の容量がリチウム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について説明したが、この発明は、負極活物質にリチウム金属を用い、負極の容量が、リチウムの析出および溶解による容量成分により表されるいわゆるリチウム金属二次電池についても同様に適用できる。さらに、この発明は、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充電容量を正極の充電よりも小さくすることにより、負極の容量がリチウムの吸蔵および放出による容量成分と、リチウムの析出および溶解による容量成分とを含み、且つその和により表されるようにした二次電池についても同様に適用できる。
【０１５２】
さらに、上述の実施形態および実施例では、扁平型、円筒型および角型の二次電池にこの発明を適用した場合について説明したが、この発明は、ボタン型、薄型、大型および積層ラミネート型の二次電池についても同様に適用することができる。また、二次電池に限らず、一次電池についても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１５３】
【図１】この発明の第１の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す斜視図である。
【図２】図１に示した巻回電極体１０のII−II線に沿った断面図である。
【図３】この発明の第３の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す断面図である。
【図４】図３に示した巻回電極体３０の一部を拡大して表す断面図ある。
【図５】この発明の第４の実施形態による非水電解質電池の一構成例を示す斜視図である。
【図６】実施例１３、比較例１の正極電極を用いて作製したラミネートセルの負荷特性を示すグラフである。
【図７】実施例１３、比較例１の正極電極表面の電子顕微鏡写真である。
【図８】実施例２１および比較例１の正極電極のＴＯＦ−ＳＩＭＳ正二次イオン分析による結果を示すグラフである。
【図９】実施例２１および比較例１の正極電極のＴＯＦ−ＳＩＭＳ正二次イオン分析による結果を示すグラフである。
【図１０】実施例２１および比較例１の正極電極のＴＯＦ−ＳＩＭＳ負二次イオン分析による結果を示すグラフである。
【図１１】実施例２１と比較例１のＸ線光電子分光法による表面分析結果を示すグラフである。
【図１２】ＬｉxＣｏＯ2とＬｉxＮｉＯ2の一例の電子顕微鏡写真である。
【符号の説明】
【０１５４】
１・・・外装部材
２・・・密着フィルム
１０、３０、５３・・・巻回電極体
１１、３５・・・正極リード
１２、３６・・・負極リード
１３、３１・・・正極
１３Ａ、３１Ａ・・・正極集電体
１３Ｂ、３１Ｂ・・・正極活物質層
１４、３２・・・負極
１４Ａ、３２Ａ・・・負極集電体
１４Ｂ、３２Ｂ・・・負極活物質層
１５、３３・・・セパレータ
１６・・・電解質
１７・・・保護テープ
２１・・・電池缶
２２、２３・・・絶縁板
２４・・・電池蓋
２５・・・安全弁機構
２５Ａ・・・ディスク板
２６・・・熱感抵抗素子
２７・・・ガスケット
３４・・・センターピン
５１・・・外装缶
５２・・・電池蓋
５４・・・電極ピン
５５・・・電池端子
５６・・・電解液注入口
５７・・・封止部材
【図１】
2008251434.tif 000005
【図２】
2008251434.tif 000006
【図３】
2008251434.tif 000007
【図４】
2008251434.tif 000008
【図５】
2008251434.tif 000009
【図６】
2008251434.tif 000010
【図８】
2008251434.tif 000011
【図９】
2008251434.tif 000012
【図１０】
2008251434.tif 000013
【図１１】
2008251434.tif 000014
【図７】
2008251434.tif 000015
【図１２】
2008251434.tif 000016