(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が外装部材に収納されて成り、電解質が充填されたリチウムイオン電池であって、
構造体の長手方向をＸ方向、構造体の短手方向をＺ方向、構造体の厚さ方向をＹ方向とし、
構造体のＸＺ平面に沿った外面を第１面及び第２面とし、
第１面側の構造体の部分を第１の部分、第１の部分と接する、第２面側の構造体の部分を第２の部分とし、
第１の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第１側面部、第２の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第２側面部とし、
充電時の第１の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ１、充電時の第２の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ２とし、
第１の部分と第１側面部との間に位置する隙間の最小値をｄ１、第２の部分と第２側面部との間に位置する隙間の最大値をｄ２、第１の部分と第２の部分との境界、及び、該境界とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分の間に位置する隙間の値をｄｍとしたとき、
ΔＸ１＞ΔＸ２
であり、且つ、
ｄ１＜ΔＸ１＜ｄｍ＜ｄ２
を満足し、
第１の部分と第２の部分の境界が捲回構造体の捲回中心を通る厚さ方向の中間のＸＺ平面、または第１の部分と第２の部分の境界が積層構造体の厚さ方向の中心を通る厚さ方向の中間のＸＺ平面であり、および
外装部材のヤング率が、第１の部分のヤング率および第２の部分のヤング率よりも大きい、リチウムイオン電池。
【請求項２】
外装部材のヤング率は５×１０8Ｐａ乃至７×１０９Ｐａである請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項３】
外装部材は、プラスチック材料層、金属層及びプラスチック材料層の積層構造を有する請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項４】
電解質は、ゲル状電解質から成る請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項５】
セパレータを構成する材料は、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、又は、ポリイミド樹脂から成る請求項１に記載のリチウムイオン電池。
【請求項６】
正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が外装部材に収納されて成り、電解質が充填されたリチウムイオン電池であって、
構造体の長手方向をＸ方向、構造体の短手方向をＺ方向、構造体の厚さ方向をＹ方向とし、
構造体のＸＺ平面に沿った外面を第１面及び第２面とし、
第１面側の構造体の部分を第１の部分、第１の部分と接する、第２面側の構造体の部分を第２の部分とし、
第１の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第１側面部、第２の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第２側面部とし、
充電時の第１の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ１、充電時の第２の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ２としたとき、
ΔＸ１＞ΔＸ２
であり、且つ、充電時、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触せず、
第１の部分と第２の部分の境界が捲回構造体の捲回中心を通る厚さ方向の中間のＸＺ平面、または第１の部分と第２の部分の境界が積層構造体の厚さ方向の中心を通る厚さ方向の中間のＸＺ平面であり、および
外装部材のヤング率が、第１の部分のヤング率および第２の部分のヤング率よりも大きい、リチウムイオン電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、リチウムイオン電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
薄型、軽量で、可撓性を有するといった特徴を備えたリチウムイオン電池にあっては、正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が、例えば、ラミネートフィルムから成る外装部材に収納されており、電解質が充填されている。ところで、リチウムイオン電池にあっては、充放電時、リチウムの脱挿入反応（若しくは合金化反応）によって負極活物質が膨張・収縮するため、リチウムイオン電池の構成部材に加わる応力が増減し、リチウムイオン電池それ自体が変形してしまうといった問題を有する。ここで、「変形」とは、負極活物質の膨張に起因する積層方向（正極、セパレータ及び負極の積層方向）への膨張及び負極面内での膨張、並びに、それに付随して各層に加わる力が不均一になることに起因してリチウムイオン電池全体が曲がる反りの両方を指す。
【０００３】
リチウムイオン電池の変形といった問題は、近年のスマートフォンやタブレット端末といった各種の電子機器向けに対して薄型で大判のリチウムイオン電池が求められるが故に、一層顕在化している。電子機器内での電池の専有スペースは、一般に、設計段階で決められてしまう。そのため、リチウムイオン電池が変形しても専有スペース内に納まるように、予め、リチウムイオン電池の体積を小さく設計しておく必要があり、電池容量の観点からも、リチウムイオン電池の変形は大きなデメリットである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３３８９９３
【特許文献２】特開２００９−１４０９０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
負極活物質の体積変化を抑制する手段が、種々、提案されている。例えば、特開２００６−３３８９９３に開示された技術では、メッシュを介して負極合剤層を負極集電体箔に塗布した後、メッシュを除去することで、充電時の負極合剤層の体積増加の影響を緩和するための緩衝空間を形成している。しかしながら、緩衝空間には負極合剤が存在しないので、その分、電池容量が減少してしまう。特開２００９−１４０９０４に開示された技術では、電極合剤層の体積密度を高くして電極の剛性を高めることで、外装部材としてラミネートフィルムを用いた場合でもリチウムイオン電池の厚さ方向の変形を抑制することができるとされている。しかしながら、電極の剛性を高めてリチウムイオン電池の厚さ方向の膨張を抑えても、リチウムイオン電池の内部の構成部材における厚さ方向の非対称性に起因した膨張量の違いが曲げモーメントを発生させるので、反り防止の効果は限定的である。
【０００６】
従って、本開示の目的は、特別な部材や構造をリチウムイオン電池に設ける（加える）こと無く、負極活物質の体積変化に起因した反りが発生し難い構成、構造のリチウムイオン電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係るリチウムイオン電池は、正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が外装部材に収納されて成り、電解質が充填されたリチウムイオン電池であって、
（Ａ）構造体の長手方向をＸ方向、構造体の短手方向をＺ方向、構造体の厚さ方向をＹ方向とし、
（Ｂ）構造体のＸＺ平面に沿った外面を第１面及び第２面とし、
（Ｃ）第１面側の構造体の部分を第１の部分、第１の部分と接する、第２面側の構造体の部分を第２の部分とし、
（Ｄ）第１の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第１側面部、第２の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第２側面部とし、
（Ｅ）充電時の第１の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ1、充電時の第２の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ2とし、
（Ｆ）第１の部分と第１側面部との間に位置する隙間の最小値をｄ1、第２の部分と第２側面部との間に位置する隙間の最大値をｄ2、第１の部分と第２の部分との境界、及び、該境界とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分の間に位置する隙間の値をｄmとしたとき、
ΔＸ1＞ΔＸ2
であり、且つ、
ｄ1＜ΔＸ1＜ｄm＜ｄ2
を満足する。
【０００８】
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係るリチウムイオン電池は、正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が外装部材に収納されて成り、電解質が充填されたリチウムイオン電池であって、
（Ａ）構造体の長手方向をＸ方向、構造体の短手方向をＺ方向、構造体の厚さ方向をＹ方向とし、
（Ｂ）構造体のＸＺ平面に沿った外面を第１面及び第２面とし、
（Ｃ）第１面側の構造体の部分を第１の部分、第１の部分と接する、第２面側の構造体の部分を第２の部分とし、
（Ｄ）第１の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第１側面部、第２の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第２側面部とし、
（Ｅ）充電時の第１の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ1、充電時の第２の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ2としたとき、
ΔＸ1＞ΔＸ2
であり、且つ、充電時、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触しない。
【発明の効果】
【０００９】
本開示の第１の態様に係るリチウムイオン電池にあっては、ΔＸ1，ΔＸ2，ｄ1，ｄm，ｄ2の値の関係が規定されている。また、本開示の第２の態様に係るリチウムイオン電池にあっては、充電時、ΔＸ1，ΔＸ2の値の関係が規定されており、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触しない。それ故、充電時、負極活物質の体積変化に起因した反りが発生し難いリチウムイオン電池を提供することができる。尚、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無く、また、付加的な効果があってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１Ａは、実施例１のリチウムイオン電池の断面を示す概念図であり、図１Ｂ及び図１Ｃは、実施例１のリチウムイオン電池の変形例の断面を示す概念図である。
【図２】図２は、実施例２のラミネートフィルム型のリチウムイオン電池の模式的な分解斜視図である。
【図３】図３Ａは、図２に示したとは別の状態における、実施例２のラミネートフィルム型のリチウムイオン電池の模式的な分解斜視図であり、図３Ｂは、実施例２のラミネートフィルム型のリチウムイオン電池における捲回電極体（構造体）の図２、図３Ａの矢印Ａ−Ａに沿った模式的な断面図である。
【図４】図４Ａ、図４Ｂ、図４Ｃ及び図４Ｄは、それぞれ、図２に示した捲回電極体の一部を拡大した模式的な一部断面図、絶縁性材料の配置に関する第１態様を説明するための模式的な断面図、絶縁性材料の配置に関する第２態様を説明するための模式的な一部断面図、及び、絶縁性材料の配置に関する第３態様を説明するための模式的な一部断面図である。
【図５】図５は、実施例３のラミネートフィルム型のリチウムイオン電池の模式的な断面図である。
【図６】図６は、実施例４における本開示のリチウムイオン電池の適用例（電池パック：単電池）の模式的な分解斜視図である。
【図７】図７Ａは、図６に示す実施例４における本開示のリチウムイオン電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表すブロック図であり、図７Ｂは、実施例４における本開示のリチウムイオン電池の適用例（電池パック：組電池）の構成を表すブロック図である。
【図８】図８Ａ、図８Ｂ及び図８Ｃは、それぞれ、実施例４における本開示のリチウムイオン電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図、実施例４における本開示のリチウムイオン電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図、及び、実施例４における本開示のリチウムイオン電池の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様及び第２の態様に係るリチウムイオン電池、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様及び第２の態様に係るリチウムイオン電池）
３．実施例２（実施例１の変形であり、正極、セパレータ及び負極が捲回された構造体を有するリチウムイオン電池）
４．実施例３（実施例１の変形であり、正極、セパレータ及び負極が積層された構造体を有するリチウムイオン電池）
５．実施例４（本開示のリチウムイオン電池の応用例）
６．その他
【００１２】
〈本開示の第１の態様及び第２の態様に係るリチウムイオン電池、全般に関する説明〉
本開示の第１の態様に係るリチウムイオン電池あるいは本開示の第２の態様に係るリチウムイオン電池（以下、これらを総称して、『本開示のリチウムイオン電池等』と呼ぶ場合がある）において、外装部材のヤング率は５×１０8Ｐａ乃至７×１０9Ｐａであることが好ましい。
【００１３】
上記の好ましい形態を含む本開示のリチウムイオン電池等において、外装部材は、プラスチック材料層（融着層）、金属層及びプラスチック材料層（表面保護層）の積層構造を有する形態、即ち、ラミネートフィルムである形態とすることが好ましい。ラミネートフィルム型のリチウムイオン電池とする場合、例えば、融着層同士が構造体を介して対向するように外装部材を折り畳んだ後、融着層の外周縁部同士を融着する。但し、外装部材は、２枚のラミネートフィルムが接着剤等を介して貼り合わされたものでもよい。融着層は、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、これらの重合体等のオレフィン樹脂のフィルムから成る。金属層は、例えば、アルミニウム箔、ステンレス鋼箔、ニッケル箔等から成る。表面保護層は、例えば、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート等から成る。中でも、外装部材は、ポリエチレンフィルムと、アルミニウム箔と、ナイロンフィルムとがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。但し、外装部材は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレン等の高分子フィルムでもよいし、金属フィルムでもよい。
【００１４】
更には、以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示のリチウムイオン電池等において、電解質はゲル状電解質から成る形態とすることができるが、これに限定するものではない。液系電解質を用いたリチウムイオン電池の場合、負極とセパレータとが相対的に比較的自由に滑動することができ、また、正極とセパレータとが相対的に比較的自由に滑動することができる場合がある。そして、このような場合、負極活物質の膨張に起因したリチウムイオン電池の反りが発生し難い場合がある。一方、ゲル状電解質では、電解液の真空注入プロセスが必要とされず、連続塗工プロセスを採用することができるため、大面積のリチウムイオン電池を製造する際に生産性の点で優位であると考えられる。しかしながら、ゲル状電解質によって、負極とセパレータとの間の滑り、セパレータと正極との間の滑りが生じ難くなる場合があり、その結果、形状安定性は向上するが、負極と正極のＸ方向の歪み量の差を吸収できなくなり、リチウムイオン電池に反りが発生し易くなる場合があるが、本開示のリチウムイオン電池等では、このような問題が生じ難い。
【００１５】
セパレータは、正極と負極とを隔離して、正極と負極の接触に起因する電流の短絡を防止しながら、リチウムイオンを通過させるものである。以上に説明した各種の好ましい形態を含む本開示のリチウムイオン電池等において、セパレータは、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂）、ポリイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、芳香族ポリアミドといった合成樹脂から成る多孔質膜；セラミック等の多孔質膜；ガラス繊維；液晶ポリエステル繊維や芳香族ポリアミド繊維、セルロース系繊維から成る不織布から構成されている。あるいは又、セパレータを２種類以上の多孔質膜が積層された積層膜から構成することもできるし、無機物層が塗布されたセパレータや、無機物含有セパレータとすることもできる。
【００１６】
リチウムイオン電池の形状、形態として、平板型のラミネート型（ラミネートフィルム型）を挙げることができる。
【００１７】
本開示のリチウムイオン電池において、正極活物質にはリチウム原子が含まれる形態とすることができる。
【００１８】
正極において、正極集電体の片面又は両面には、正極活物質層が形成されている。正極集電体を構成する材料として、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼等の導電材料を例示することができる。正極活物質層は、正極活物質として、リチウムを吸蔵・放出可能である正極材料を含んでいる。正極活物質層は、更に、正極結着剤や正極導電剤等を含んでいてもよい。正極材料としてリチウム含有化合物を挙げることができ、高いエネルギー密度が得られるといった観点からは、リチウム含有複合酸化物、リチウム含有リン酸化合物を用いることが好ましい。リチウム含有複合酸化物は、リチウム、及び、１又は２以上の元素（以下、『他元素』と呼ぶ。但し、リチウムを除く）を構成元素として含む酸化物であり、層状岩塩型の結晶構造又はスピネル型の結晶構造を有している。また、リチウム含有リン酸化合物は、リチウム、及び、１又は２以上の元素（他元素）を構成元素として含むリン酸化合物であり、オリビン型の結晶構造を有している。尚、正極に関しては、後に詳しく説明する。
【００１９】
負極において、負極集電体の片面又は両面には、負極活物質層が形成されている。負極集電体を構成する材料として、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の導電材料を挙げることができる。負極活物質層は、負極活物質として、リチウムを吸蔵・放出可能である負極材料を含んでいる。負極活物質層は、更に、負極結着剤や負極導電剤等を含んでいてもよい。負極結着剤及び負極導電剤は、正極結着剤及び正極導電剤と同様とすることができる。負極集電体の表面は、所謂アンカー効果に基づき負極集電体に対する負極活物質層の密着性を向上させるといった観点から、粗面化されていることが好ましい。この場合、少なくとも負極活物質層を形成すべき負極集電体の領域の表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法として、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法を挙げることができる。電解処理とは、電解槽中において電解法を用いて負極集電体の表面に微粒子を形成することで負極集電体の表面に凹凸を設ける方法である。
【００２０】
負極活物質層は、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法、焼成法（焼結法）に基づき形成することができる。塗布法とは、粒子（粉末）状の負極活物質を負極結着剤等と混合した後、混合物を有機溶剤等の溶媒に分散させ、負極集電体に塗布する方法である。気相法とは、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法といったＰＶＤ法（物理的気相成長法）や、プラズマＣＶＤ法を含む各種ＣＶＤ法（化学的気相成長法）である。液相法として、電解メッキ法や無電解メッキ法を挙げることができる。溶射法とは、溶融状態又は半溶融状態の負極活物質を負極集電体に噴き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて溶媒に分散された混合物を負極集電体に塗布した後、負極結着剤等の融点よりも高い温度で熱処理する方法であり、雰囲気焼成法、反応焼成法、ホットプレス焼成法を挙げることができる。尚、負極に関しては、後に詳しく説明する。
【００２１】
充電途中に意図せずにリチウムが負極に析出することを防止するために、負極材料の充電可能な容量は、正極の放電容量よりも大きいことが好ましい。即ち、リチウムを吸蔵・放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。尚、負極に析出するリチウムとは、例えば、電極反応物質がリチウムである場合にはリチウム金属である。
【００２２】
本開示のリチウムイオン電池をリチウムイオン二次電池から構成する場合、使用に適した非水系電解液を構成するリチウム塩として、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＴａＦ6、ＬｉＮｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3、ＬｉＣ4Ｆ9ＳＯ3、Ｌｉ（ＦＳＯ2）2Ｎ、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ、ＬｉＢＦ3（Ｃ2Ｆ5）、ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2、ＬｉＢ（Ｃ6Ｆ5）4、ＬｉＰＦ3（Ｃ2Ｆ5）3、１／２Ｌｉ2Ｂ12Ｆ12、Ｌｉ2ＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩを挙げることができるが、これらに限定するものではない。また、有機溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）といった環状炭酸エステル；ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）といった鎖状炭酸エステル；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＴＨＦ）、１，３ジオキソラン（ＤＯＬ）、４−メチル−１，３ジオキソラン（４−ＭｅＤＯＬ）といった.環状エーテル；１，２ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２ジエトキシエタン（ＤＥＥ）といった鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、γ−バレロラクトン（ＧＶＬ）といった環状エステル；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、酪酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピルといった鎖状エステルを挙げることができる。あるいは又、有機溶媒として、テトラヒドロピラン、１，３ジオキサン、１，４ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−メチルピロリジノン（ＮＭＰ）、Ｎ−メチルオキサゾリジノン（ＮＭＯ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、トリメチルホスフェート（ＴＭＰ）、ニトロメタン（ＮＭ）、ニトロエタン（ＮＥ）、スルホラン（ＳＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、グルタロニトリル（ＧＬＮ）、アジポニトリル（ＡＤＮ）、メトキシアセトニトリル（ＭＡＮ）、３−メトキシプロピオニトリル（ＭＰＮ）、ジエチルエーテルを挙げることができる。あるいは又、イオン液体を用いることもできる。イオン液体として、従来公知のものを用いることができ、必要に応じて選択すればよい。
【実施例１】
【００２３】
一般に、リチウムイオン電池の内部構造の非対称性に起因して、リチウムイオン電池の表（おもて）面側と裏面側とでは、充電時のＸＺ平面内での膨張量が異なる。実施例１にあっては、２次元応力シミュレーションに基づき、ラミネートフィルムから成る外装部材の寸法と、リチウムイオン電池の負極活物質の膨張に起因した構造体の膨張とが、リチウムイオン電池の反りにどのような影響を与えるかを検証した。
【００２４】
実施例１のリチウムイオン電池の断面を図１Ａの概念図に示す。ここで、実施例１におけるリチウムイオン電池は、正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が外装部材に収納されて成り、電解質が充填されたリチウムイオン電池（リチウムイオン二次電池）である。そして、ＸＹ平面に沿った模式的な断面図を図１Ａに示すように、
（Ａ）構造体１０の長手方向をＸ方向、構造体１０の短手方向をＺ方向、構造体１０の厚さ方向をＹ方向とし、
（Ｂ）構造体１０のＸＺ平面に沿った（即ち、ＸＺ平面と平行な、あるいは、略平行な）外面を第１面１０Ａ及び第２面１０Ｂとし、
（Ｃ）第１面側の構造体１０の部分を第１の部分１１、第１の部分１１と接する、第２面側の構造体１０の部分を第２の部分１２とし、
（Ｄ）第１の部分１１とＸ方向に対向する外装部材２０の側面の部分を第１側面部２１、第２の部分１２とＸ方向に対向する外装部材２０の側面の部分を第２側面部２２とする。
【００２５】
そして、更には、
ｄ1  ：第１の部分１１と第１側面部２１との間に位置する隙間の最小値
ｄ2  ：第２の部分１２と第２側面部２２との間に位置する隙間の最大値
ｄm  ：第１の部分１１と第２の部分１２との境界を境界１３としたとき、この境界１３
とＸ方向に対向する外装部材２０の側面の部分２３と境界１３との間に位置する
隙間の値（即ち、第１側面部２１と第２側面部２１の境界２３と境界１３との間
に位置する隙間）値
ΔＸ1：充電時の第１の部分１１のＸ方向の線膨張量
ΔＸ2：充電時の第２の部分１２のＸ方向の線膨張量
とする。
【００２６】
ここで、簡単化のため、モデルとしてのリチウムイオン電池にあっては、構造体１０の第１の部分１１と第２の部分１２とは一体となっていると仮定する。尚、構造体１０の第１の部分１１の厚さ（Ｙ方向の厚さ）を１．０ｍｍ、構造体１０の第２の部分１２の厚さ（Ｙ方向の厚さ）を１．０ｍｍとする。また、第１の部分１１と第２の部分１２とは、境界１３に対して対称であると仮定する。更には、構造体１０の長手方向（Ｘ方向）の長さを２０．０ｍｍとする。また、ラミネートフィルムから成る外装部材２０の厚さを０．１ｍｍとし、外装部材２０の第１側面部２１と第２側面部２２とは同一平面内にあり、この平面と構造体１０の第２面１０Ｂとの成す角度θを８５度とする。即ち、
ｄ1＜ｄm＜ｄ2
を満足している。更には、充電時の第１の部分１１のＸ方向、Ｙ方向の膨張率を１．１％、６．０％とし、第２の部分１２のＸ方向、Ｙ方向の膨張率を１．０％、６．０％と仮定する。また、第１の部分１１、第２の部分１２のヤング率を２×１０8Ｐａ、ポアソン比を０．３、ラミネートフィルムから成る外装部材２０のヤング率を４×１０9Ｐａ、ポアソン比を０．３とする。
【００２７】
そして、以上の条件の元、リチウムイオン電池の反り量がどう変化するか、以下の表１に示す４つのケースでシミュレーションを行った。尚、以上に説明したモデルでは、充電時の第１の部分１１、第２の部分１２のＸ方向への伸び量ΔＸ1，ΔＸ2は以下のとおりである。
ΔＸ1＝２０．０×１．１×１０-2＝０．２２ｍｍ
ΔＸ2＝２０．０×１．０×１０-2＝０．２０ｍｍ
即ち、
ΔＸ1＞ΔＸ2
である。
【００２８】
シミュレーション結果を以下の表２に示すが、リチウムイオン電池に対するラミネートフィルムの拘束力によってリチウムイオン電池全体の反りを抑制するには、ケース３を採用することが最も好ましい。即ち、
ｄ1＜ΔＸ1＜ｄm＜ｄ2
を満足するとき、リチウムイオン電池の反りを最も少なくすることができた。云い換えれば、充電時、ΔＸ1＞ΔＸ2であり、しかも、第１の部分１１の少なくとも一部が外装部材２０の第１側面部２１と接触し、第２の部分１２が外装部材２０の第２側面部２２と接触しないとき、リチウムイオン電池の反りを最も少なくすることができた。
【００２９】
［表１］
0006742067.tif 000002
【００３０】
［表２］
0006742067.tif 000003
【００３１】
尚、ケース１では、ΔＸ1＞ΔＸ2であり、しかも、外装部材無しであるが故に、構造体１０の伸びに何らの制約も無く、第１の部分側に凸に大きく反った。
【００３２】
ケース２（外装部材２０のＸ方向の長さ２０．６ｍｍ）では、第１の部分１１は第１側面部２１と衝突（干渉）せず、第２の部分１２は第２側面部２２と衝突（干渉）しない。即ち、構造体１０のＸ方向への伸びには、第１面１０Ａ、第２面１０Ｂと外装部材２０との接触以外に制約が無く、しかも、第１の部分１１のＸ方向の伸び量が、第２の部分１２のＸ方向への伸び量よりも大きいので、第１の部分側に凸に反った。
【００３３】
一方、ケース３（外装部材２０のＸ方向の長さ２０．５ｍｍ）では、第１の部分１１は第１側面部２１と衝突（干渉）するが、第２の部分１２は第２側面部２２と衝突（干渉）しない。即ち、構造体１０のＸ方向への伸びには、外装部材２０による制約が第１の部分１１に対してあるので、第２の部分側に凸に反ったが、反り量は最も少なかった。
【００３４】
更には、ケース４（外装部材２０のＸ方向の長さ２０．４ｍｍ）では、第１の部分１１は第１側面部２１と衝突（干渉）し、第２の部分１２は第２側面部２２と衝突（干渉）する。即ち、構造体１０のＸ方向への伸びにはケース３よりも大きな制約があるので、ケース３よりも第２の部分側に凸に大きく反った。
【００３５】
ところで、リチウムイオン電池全体の反りを抑制しようとする試みは今まであまりなされてきていない。その理由として、薄型、大判のリチウムイオン電池のニーズが最近になって高まってきたこと、信頼性、安全性の高いゲル状電解質の開発が、近年、進められてきたことが挙げられる。薄く、大判であればあるほど、断面２次モーメントが減少するため、同じ力で曲げようとすると、リチウムイオン電池は曲がり易くなる。更に、形状安定性の高いゲル状電解質の利点が逆に各層の密着性を高め、Ｘ方向の伸びの違いを滑りによって吸収できなくなり、反り易くなると考えられる。
【００３６】
然るに、本開示のリチウムイオン電池にあっては、ΔＸ1，ΔＸ2，ｄ1，ｄm，ｄ2の値の関係が規定されているし、あるいは又、充電時、ΔＸ1，ΔＸ2の値の関係が規定されており、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触しない。即ち、リチウムイオン電池において、充電時に電極のＸ方向の伸びが大きい構造体の部分と外装部材との間に位置する隙間（空間）を狭くして、Ｘ方向の伸びが小さい構造体の部分と外装部材との間に位置する隙間（空間）を広くして、外装部材の干渉（拘束力）によって構造体全体の伸びを抑えて、反りの原因となるリチウムイオン電池の表面側と裏面側での伸び量の違いを抑制する。即ち、構造体のＸ方向における伸びを外装部材の側面部によって規制することで、構造体の表面側と裏面側の歪み量の差が減少して、リチウムイオン電池全体の反りを抑制することができ、充電時、負極活物質の体積変化に起因した反りが発生し難いリチウムイオン電池を提供することができる。しかも、リチウムイオン電池の設計変更をすること無く、外装部材の形状や外装部材を構成する材料によって反り量を制御することができるので、反りに対する柔軟な対処が可能となる。
【００３７】
図１Ａに示した例では、外装部材２０の第１側面部２１と第２側面部２２とは同一平面内にあるが、第１側面部２１及び第２側面部２２の形状は、このような形状に限定されない。図１Ｂあるいは図１Ｃに示すように、外装部材２０の側面部の断面形状が一種の階段状となる場合もある。図１Ｂに示した例では、ｄ1＝ｄmであるし、図１Ｃに示した例では、ｄm＝ｄ2である。即ち、本開示の第１の態様に係るリチウムイオン電池の規定である、
ｄ1＜ΔＸ1＜ｄm＜ｄ2
を満足していない。しかしながら、本開示の第２の態様に係るリチウムイオン電池の規定である、
（規定−Ａ）ΔＸ1＞ΔＸ2
であり、且つ、
（規定−Ｂ）充電時、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触しない。
といった規定を満足する限り、リチウムイオン電池全体の反りを抑制することができることが判った。云い換えれば、外装部材２０の側面部の断面形状が凸である形状や凹である形状等を含む外装部材２０の側面部の断面形状が如何なる形状、異形形状であっても、上記の（規定−Ａ）及び（規定−Ｂ）満足する限り、リチウムイオン電池全体の反りを抑制することができることが判った。
【００３８】
尚、リチウムイオン電池にあっては、充電時、構造体は伸長し、放電時、収縮する。そして、充放電においては、伸長、収縮を繰り返す。従って、充電完了時、放電終了時、リチウムイオン電池を解体（分解）することで、ｄ1，ｄ2，ｄm，ΔＸ1，ΔＸ2の値を求めることができる。
【実施例２】
【００３９】
実施例２は実施例１の変形である。実施例２のリチウムイオン電池は、平板型のラミネートフィルム型のリチウムイオン電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）から成り、正極、セパレータ及び負極が捲回されている。実施例２のリチウムイオン電池の模式的な分解斜視図を図２及び図３Ａに示し、図２、図３Ａに示す捲回電極体（構造体）の矢印Ａ−Ａに沿った模式的な拡大断面図（ＹＺ平面に沿った模式的な拡大断面図）を図３Ｂに示す。更には、図３Ｂに示す捲回電極体の一部を拡大した模式的な一部断面図（ＸＹ平面に沿った模式的な一部断面図）を図４Ａに示す。
【００４０】
実施例２のリチウムイオン電池にあっては、ラミネートフィルムから成る外装部材４０の内部に捲回電極体３０が収納されている。捲回電極体３０は、セパレータ３５及び電解質層３６を介して正極３３と負極３４とを積層した後、積層物を捲回することで作製することができる。正極３３には正極リード３１が取り付けられており、負極３４には負極リード３２が取り付けられている。捲回電極体３０の最外周部は、保護テープ３７によって保護されている。
【００４１】
このような捲回電極体３０にあっては、捲回中心を中心に積層物が捲回されている。図３Ｂにおいて、捲回中心を通るＸＺ平面をＣ−Ｃで示すが、この捲回中心を通るＸＺ平面が、実施例１における第１の部分と第２の部分との境界に相当する。そして、図３Ｂにおいて、Ｃ−Ｃで示すＸＺ平面より上方に位置する捲回部分（実施例１における第１の部分に相当する）と、Ｃ−Ｃで示すＸＺ平面より下方に位置する捲回部分（実施例１における第２の部分に相当する）とでは、捲回数（巻き数）が異なるし、正極リード３１、負極リード３２の取付け位置が異なっている。即ち、リチウムイオン電池の内部の構成部材である捲回電極体（構造体）３０における厚さ方向（Ｙ方向）の非対称性（巻き数の非対称性、リードの取付け位置の非対称性）に起因した膨張量の違いが曲げモーメントを発生させる。しかしながら、実施例２にあっても、ΔＸ1，ΔＸ2，ｄ1，ｄm，ｄ2の値の関係を規定することで、あるいは又、充電時、ΔＸ1，ΔＸ2の値の関係を規定し、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触しない構成、構造とすることで、充電時、負極活物質の体積変化に起因した反りが発生し難いリチウムイオン電池を提供することができる。
【００４２】
正極リード３１及び負極リード３２は、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に突出している。正極リード３１は、アルミニウム等の導電性材料から形成されている。負極リード３２は、銅、ニッケル、ステンレス鋼等の導電性材料から形成されている。これらの導電性材料は、例えば、薄板状又は網目状である。
【００４３】
外装部材４０は、図２に示す矢印Ｒの方向に折り畳み可能な１枚のフィルムであり、外装部材４０の一部には、捲回電極体３０を収納するための窪み（エンボス）が設けられている。外装部材４０は、具体的には、ナイロンフィルム（厚さ３０μｍ）と、アルミニウム箔（厚さ４０μｍ）と、無延伸ポリプロピレンフィルム（厚さ３０μｍ）とが外側からこの順に積層された耐湿性のアルミラミネートフィルム（総厚１００μｍ）から成る。
【００４４】
外気の侵入を防止するために、外装部材４０と正極リード３１との間、及び、外装部材４０と負極リード３２との間には、密着フィルム４１が挿入されている。密着フィルム４１は、正極リード３１及び負極リード３２に対して密着性を有する材料、例えば、ポリオレフィン樹脂等、より具体的には、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等のポリオレフィン樹脂から成る。
【００４５】
図３Ｂ、図４Ａに示すように、正極３３は、正極集電体３３Ａの片面又は両面に正極活物質層３３Ｂを有している。また、負極３４は、負極集電体３４Ａの片面又は両面に負極活物質層３４Ｂを有している。
【００４６】
正極３３を作製する場合、先ず、正極活物質〈ＬｉＣｏＯ2〉９１質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部と、正極導電剤（黒鉛、グラファイト）６質量部とを混合して、正極合剤とする。そして、正極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）と混合して、ペースト状の正極合剤スラリーとする。次いで、コーティング装置を用いて帯状の正極集電体３３Ａ（厚さ１２μｍのアルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布した後、正極合剤スラリーを乾燥させて、正極活物質層３３Ｂを形成する。そして、ロールプレス機を用いて正極活物質層３３Ｂを圧縮成型する。
【００４７】
正極活物質としてＬｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）0.85Ｏ2を得る場合、先ず、硫酸ニッケル〈ＮｉＳＯ4〉と、硫酸コバルト〈ＣｏＳＯ4〉と、硫酸マンガン〈ＭｎＳＯ4〉とを混合する。そして、混合物を水に分散させて、水溶液を調製する。次いで、水溶液を十分に攪拌しながら、水溶液に水酸化ナトリウム〈ＮａＯＨ〉を添加して、共沈物（マンガン・ニッケル・コバルト複合共沈水酸化物）を得る。その後、共沈物を水洗してから乾燥させ、次いで、共沈物に水酸化リチウム一水和塩を添加して、前駆体を得る。そして、大気中において前駆体を焼成（８００゜Ｃ×１０時間）することで、上記の正極活物質を得ることができる。
【００４８】
また、正極活物質としてＬｉＮｉ0.5Ｍｎ1.50Ｏ4を得る場合、先ず、炭酸リチウム〈Ｌｉ2ＣＯ3〉と、酸化マンガン〈ＭｎＯ2〉と、酸化ニッケル〈ＮｉＯ〉とを秤量して、ボールミルを用いて秤量物を混合する。この場合、主要元素の混合比（モル比）をＮｉ：Ｍｎ＝２５：７５とする。次いで、大気中において混合物を焼成（８００゜Ｃ×１０時間）した後、冷却する。次に、ボールミルを用いて焼成物を再混合した後、大気中において焼成物を再焼成（７００゜Ｃ×１０時間）することで、上記の正極活物質を得ることができる。
【００４９】
あるいは又、正極活物質として、以下の式（Ａ）で表される化合物、あるいは、ＬｉＮｉＭｎＯ系材料を用いることもできる。
【００５０】
Ｌｉ1+a（ＭｎbＣｏcＮｉ1-b-c）1-aＭ0dＯ2-e  （Ａ）
ここで、「Ｍ0」は、長周期型周期表における２族〜１５族に属する元素（但し、マンガン、コバルト及びニッケルを除く）の少なくとも１種類であり、０＜ａ＜０．２５，０．３≦ｂ＜０．７，０≦ｃ＜１−ｂ，０≦ｄ≦１，０≦ｅ≦１を満足する。具体的には、Ｌｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）0.85Ｏ2を例示することができる。また、ＬｉＮｉＭｎＯ系材料として、具体的には、ＬｉＮｉ0.5Ｍｎ1.50Ｏ4を例示することができる。
【００５１】
負極３４を作製する場合、先ず、負極活物質（黒鉛、グラファイト）９７質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）３質量部とを混合して、負極合剤とする。黒鉛の平均粒径ｄ50を２０μｍとする。次いで、負極合剤を有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）と混合して、ペースト状の負極合剤スラリーとする。そして、コーティング装置を用いて帯状の負極集電体３４Ａ（厚さ１５μｍの銅箔）の両面に負極合剤スラリーを塗布した後、負極合剤スラリーを乾燥させて、負極活物質層３４Ｂを形成する。そして、ロールプレス機を用いて負極活物質層３４Ｂを圧縮成型する。
【００５２】
あるいは又、負極活物質（ケイ素）と負極結着剤の前駆体（ポリアミック酸）とを混合して、負極合剤とすることもできる。この場合、混合比を乾燥質量比でケイ素：ポリアミック酸＝８０：２０とする。ケイ素の平均粒径ｄ50を１μｍとする。ポリアミック酸の溶媒として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン及びＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミドを用いる。また、圧縮成型の後、真空雰囲気中において負極合剤スラリーを、４００゜Ｃ×１２時間といった条件で加熱する。これによって、負極結着剤であるポリイミドが形成される。
【００５３】
セパレータ３５は、厚さ２０μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムから成る。また、捲回電極体３０には、ゲル状電解質である非水系電解液が含浸されている。
【００５４】
電解質層３６は、非水系電解液及び保持用高分子化合物を含んでおり、非水系電解液は、保持用高分子化合物によって保持されている。電解質層３６は、ゲル状電解質であり、高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）が得られると共に、非水系電解液の漏液が防止される。電解質層３６は、更に、添加剤等の他の材料を含んでいてもよい。
【００５５】
非水系電解液の組成として、以下の表３、表４を例示することができる。
【００５６】
［表３］
有機溶媒                        ：ＥＣ／ＰＣ  質量比で１／１
非水系電解液を構成するリチウム塩：ＬｉＰＦ6   １．０モル／有機溶媒１ｋｇ
その他の添加剤                  ：炭酸ビニレン（ＶＣ）  １質量％
【００５７】
［表４］
有機溶媒                        ：ＥＣ／ＤＭＣ／ＦＥＣ
質量比で２．７／６．３／１．０
非水系電解液を構成するリチウム塩：ＬｉＰＦ6  １．０モル／有機溶媒１ｋｇ
【００５８】
保持用高分子化合物として、具体的には、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンオキシド、塩化ビニルを例示することができる。これらは、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。また、保持用高分子化合物は共重合体であってもよい。共重合体として、具体的には、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体等を例示することができるが、中でも、電気化学的な安定性といった観点から、単独重合体としてポリフッ化ビニリデンが好ましく、共重合体としてフッ化ビニリデンとヘキサフルオロピレンとの共重合体が好ましい。また、フィラーとして、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＢＮ（窒化ホウ等の耐熱性の高い化合物を含んでいてもよい。
【００５９】
非水系電解液を調製する場合、詳細は後述するが、第１化合物、第２化合物、第３化合物、及び、他の材料を混合、撹拌する。第１化合物として、ビスフルオロスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＦＳＩ〉又はビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＴＦＳＩ〉を用いる。また、第２化合物として、非酸素含有モノニトリル化合物であるアセトニトリル（ＡＮ）、プロピオニトリル（ＰＮ）若しくはブチロニトリル（ＢＮ）、又は、酸素含有モノニトリル化合物であるメトキシアセトニトリル（ＭＡＮ）を用いる。更には、第３化合物として、不飽和環状炭酸エステルである炭酸ビニレン（ＶＣ）、炭酸ビニルエチレン（ＶＥＣ）若しくは炭酸メチレンエチレン（ＭＥＣ）、又は、ハロゲン化炭酸エステルである４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）若しくは炭酸ビス（フルオロメチル）（ＤＦＤＭＣ）、又は、ポリニトリル化合物であるスクシノニトリル（ＳＮ）を用いる。更には、他の材料として、環状炭酸エステルである炭酸エチレン（ＥＣ）、鎖状炭酸エステルである炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、電解質塩である六フッ化リン酸リチウム〈ＬｉＰＦ6〉、四フッ化ホウ酸リチウム〈ＬｉＢＦ4〉を用いる。
【００６０】
尚、ゲル状の電解質である電解質層３６において、非水系電解液の溶媒とは、液状の材料だけでなく、電解質塩を解離させることが可能なイオン伝導性を有する材料まで含む広い概念である。よって、イオン伝導性を有する高分子化合物を用いる場合には、高分子化合物も溶媒に含まれる。ゲル状の電解質層３６に代えて、非水系電解液をそのまま用いてもよい。この場合、非水系電解液が捲回電極体３０に含浸される。
【００６１】
具体的には、電解質層３６を形成する場合、先ず、非水系電解液を調製する。そして、非水系電解液と、保持用高分子化合物と、有機溶剤（炭酸ジメチル）とを混合して、ゾル状の前駆体溶液を調製する。保持用高分子化合物として、ヘキサフルオロプロピレンとフッ化ビニリデンとの共重合体（ヘキサフルオロプロピレンの共重合量＝６．９質量％）を用いる。次いで、正極３３及び負極３４に前駆体溶液を塗布した後、前駆体溶液を乾燥させて、ゲル状の電解質層３６を形成する。
【００６２】
正極３３に含まれている正極活物質と負極３４に含まれている負極活物質との間の領域（活物質間領域）の内のいずれかに、絶縁性材料を備えていてもよい。絶縁性材料が配置される場所は、活物質間領域の内のいずれかであれば特に限定されない。即ち、絶縁性材料は、正極３３（正極活物質層３３Ｂ）中に存在していてもよいし、負極３４（負極活物質層３４Ｂ）中に存在していてもよいし、正極３３と負極３４との間に存在していてもよい。一例を挙げると、絶縁性材料を配置する場所に関して、例えば、以下で説明するように、３通りの態様を挙げることができる。
【００６３】
第１態様においては、図４Ｂに示すように、正極活物質層３３Ｂは、粒子状の正極活物質２１１を含んでいる。そして、正極活物質２１１の表面に、絶縁性材料を含む層（第１絶縁層である活物質絶縁層２１２）が形成されている。活物質絶縁層２１２は、正極活物質２１１の表面の一部だけを被覆していてもよいし、全部を被覆していてもよい。活物質絶縁層２１２が正極活物質２１１の表面の一部を被覆している場合、互いに離間された複数の活物質絶縁層２１２が存在していてもよい。活物質絶縁層２１２は、単層であってもよいし、多層であってもよい。
【００６４】
活物質絶縁層２１２は、絶縁性セラミックス等の無機絶縁性材料から成り、あるいは又、絶縁性高分子化合物等の有機絶縁性材料から成り、あるいは又、無機絶縁性材料及び有機絶縁性材料から成る。絶縁性セラミックスとして、具体的には、酸化アルミニウム〈Ａｌ2Ｏ3〉、酸化ケイ素〈ＳｉＯ2〉、酸化マグネシウム〈ＭｇＯ〉、酸化チタン〈ＴｉＯ2〉、酸化ジルコニウム〈ＺｒＯ2〉を例示することができるし、ＬｉＮｂＯ3、ＬＩＰＯＮ〈Ｌｉ3+yＰＯ4-xＮx，但し、０．５≦ｘ≦１、−０．３＜ｙ＜０．３〉、ＬＩＳＩＣＯＮ（Lithium-Super-Ion-CONductor）と呼ばれる材料、Ｔｈｉｏ−ＬＩＳＩＣＯＮ（例えば、Ｌｉ3.25Ｇｅ0.25Ｐ0.75Ｓ4）、Ｌｉ2Ｓ、Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5、Ｌｉ2Ｓ−ＳｉＳ2、Ｌｉ2Ｓ−ＧｅＳ2、Ｌｉ2Ｓ−Ｂ2Ｓ5、Ｌｉ2Ｓ−Ａｌ2Ｓ5及びＬｉ2Ｏ−Ａｌ2Ｏ3−ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5（ＬＡＴＰ）を例示することもできる。絶縁性高分子化合物は、結着剤を構成する材料と同様とすることができるが、中でも、フッ化ビニリデンの単独重合体（例えば、ポリフッ化ビニリデン）あるいは共重合体（例えば、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体）が好ましい。物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。フッ化ビニリデンと共重合される単量体は、ヘキサフルオロプロピレン以外の単量体であってもよい。
【００６５】
正極活物質２１１の表面に活物質絶縁層２１２を形成する手順は、例えば、以下のとおりである。尚、活物質絶縁層２１２が絶縁性セラミックスを含む場合を例にとり説明する。活物質絶縁層２１２を形成する場合、正極活物質２１１の粒子と絶縁性セラミックスの粒子とを混合する。そして、ボールミル、ジェットミル、擂潰機、微粉粉砕機等を用いて、混合物を粉砕・混合する。この場合、水等の分散媒又は溶媒を混合物に加えてもよい。これによって、正極活物質２１１の表面に絶縁性セラミックスが被着するため、活物質絶縁層２１２が形成される。その他、メカノフュージョン等のメカノケミカル処理を用いて、絶縁性セラミックスを被着させてもよい。また、スパッタリング法等のＰＶＤ法やＣＶＤ法に基づき、正極活物質２１１の表面に絶縁性セラミックスを堆積させてもよい。あるいは又、ゾル・ゲル法を用いてもよく、この場合、アルミニウム、ケイ素等を含むアルコキシド溶液に正極活物質２１１を浸漬させて、正極活物質２１１の表面に前駆体層を被着させた後、前駆体層を焼成すればよい。
【００６６】
第２態様においては、図４Ｃに示すように、負極３４（負極活物質層３４Ｂ）の表面に、絶縁性材料を含む層（第２絶縁層である負極絶縁層２１３）が設けられている。負極絶縁層２１３の被覆状態、層構造及び構成材料等に関する詳細は、上記の活物質絶縁層２１２と同様である。そして、この場合、特に、負極絶縁層２１３が絶縁性高分子化合物を含んでいると、負極３４に対するセパレータ３５の密着性が向上するため、捲回電極体３０が歪み難くなる。そして、これによって、非水系電解液の分解反応が抑制されると共に、セパレータ３５に含浸されている非水系電解液の漏液も抑制される。よって、充放電を繰り返しても抵抗が上昇し難くなると共に、リチウムイオン電池が膨れ難くなる。
【００６７】
負極活物質層３４Ｂの表面に負極絶縁層２１３を形成する手順は、例えば、以下のとおりである。尚、負極絶縁層２１３が絶縁性セラミックス及び絶縁性高分子化合物を含む場合を例にとり説明する。負極絶縁層２１３を形成する場合、絶縁性セラミックスの粒子と、絶縁性高分子化合物と、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶媒とを混合して、絶縁性セラミックスの粒子を溶媒中に分散させると共に、絶縁性高分子化合物を溶媒に溶解させる。そして、混合液中に負極３４を浸漬させた後、混合液中から負極３４を取り出して乾燥させる。これによって、混合液中の溶媒が揮発すると共に絶縁性高分子化合物が膜化するため、負極活物質層３４Ｂの表面に負極絶縁層２１３が形成される。この場合、乾燥前に負極３４を加圧して、負極絶縁層２１３の厚さを調整してもよい。混合液中に負極３４を浸漬させる代わりに、混合液を負極活物質層３４Ｂの表面に塗布してもよい。
【００６８】
あるいは又、負極絶縁層２１３を形成する場合、先ず、粉末状の絶縁性セラミックス８０質量部と、絶縁性高分子化合物（ポリフッ化ビニリデン）２０質量部とを混合した後、混合物を有機溶剤に分散させて、処理溶液を調製する。粉末状の絶縁性セラミックスとして、酸化アルミニウム〈Ａｌ2Ｏ3〉及び酸化ケイ素〈ＳｉＯ2〉を用いる。絶縁性セラミックスの平均粒径ｄ50を０．５μｍとする。そして、処理溶液中に負極３４を浸漬した後、グラビアローラを用いて負極３４の表面に供給された処理溶液の厚さを調整する。そして、乾燥器を用いて処理溶液を１２０゜Ｃにて乾燥させて、処理溶液中の有機溶剤を揮発させる。こうして、負極活物質層３４Ｂの表面に負極絶縁層２１３を形成することができる。負極絶縁層２１３の厚さを、例えば５μｍとする。
【００６９】
第３態様においては、図４Ｄに示すように、セパレータ３５の表面に、絶縁性材料を含む層（第３絶縁層であるセパレータ絶縁層２１４）が設けられている。セパレータ絶縁層２１４は、セパレータ３５の正極３３と対向する面に設けられていてもよいし、負極３４と対向する面に設けられていてもよいし、双方の面に設けられていてもよい。セパレータ絶縁層２１４の被覆状態、層構造及び構成材料等に関する詳細は、上記の活物質絶縁層２１２と同様である。そして、この場合、特に、セパレータ絶縁層２１４が絶縁性高分子化合物を含んでいると、正極３３及び負極３４に対するセパレータ３５の密着性が向上するため、上記の負極絶縁層２１３が高分子化合物を含んでいる場合と同様の利点が得られる。
【００７０】
セパレータ絶縁層２１４を形成する場合、先ず、負極絶縁層２１３を調製した場合と同様の手順に基づき、処理溶液を調製する。次いで、処理溶液中にセパレータ３５を浸漬する。そして、処理溶液中からセパレータ３５を引き上げた後、セパレータ３５を水で洗浄する。そして、セパレータ３５の表面に供給された処理溶液を熱風で８０゜Ｃにて乾燥させて、処理溶液中の有機溶剤を揮発させる。こうして、セパレータ３５の両面にセパレータ絶縁層２１４を形成することができる。セパレータ３５の両面に形成されたセパレータ絶縁層２１４の厚さ（総厚）を、例えば４．５μｍとする。
【００７１】
セパレータ３５の表面にセパレータ絶縁層２１４を形成する手順は、上記の負極絶縁層２１３を形成する手順と同様である。セパレータ絶縁層２１４が絶縁性高分子化合物だけを含む場合には、絶縁性セラミックスの粒子を用いないことを除き、セパレータ絶縁層２１４が絶縁性セラミックス及び絶縁性高分子化合物を含む場合と同様の手順を用いればよい。
【００７２】
活物質間領域の内のいずれかに絶縁性材料を配置することで、電池特性と安全性とを両立させることができる。即ち、活物質間領域に絶縁性材料が配置されていると、リチウムイオン電池の内部において熱暴走等の異常が発生し難くなるため、安全性が向上する。しかも、非水系電解液が第１化合物（後述する）を含んでいると、第１化合物との反応に起因して絶縁性材料の表面状態が適正化されるため、活物質間領域に絶縁性材料が存在していても、リチウムイオンが円滑に移動し易くなるため、電池特性が確保される。よって、電池特性を確保しつつ、安全性が向上する。
【００７３】
絶縁性材料の表面状態が適正化されるメカニズムは、例えば、以下のとおりであると考えられる。即ち、絶縁性材料が酸化アルミニウム等の絶縁性セラミックスを含んでいる場合、絶縁性材料の粒子表面に存在する水酸基〈−ＯＨ〉に起因して、リチウムイオンが移動し難くなる傾向にある。しかしながら、非水系電解液に第１化合物（後述する）が含まれていると、第１化合物と絶縁性材料とが反応するため、絶縁性材料の表面に、リチウムイオンの移動を阻害し難い被膜が形成される。この場合、例えば、第１化合物がＳＯ2−Ｆ結合を含んでいると、ＳＯ2−Ｆ結合と水酸基とが反応するため、セラミックスの粒子表面にＦ−ＳＯ2−Ｎ−ＳＯ2−Ｏ−結合を有する良好な被膜が形成される。そして、この被膜によって、セラミックスの表面状態がリチウムイオンの移動を阻害し難くなるように改質される。
【００７４】
ゲル状の電解質層３６を備えたリチウムイオン電池は、例えば、以下の３種類の手順に基づき製造することができる。尚、以下の説明では、絶縁層２１２，２１３，２１４の形成手順は省略する。
【００７５】
第１の手順にあっては、先ず、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成し、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成する。一方、非水系電解液、保持用高分子化合物及び有機溶剤を混合して、ゾル状の前駆体溶液を調製する。そして、正極３３及び負極３４に前駆体溶液を塗布した後、前駆体溶液を乾燥させて、ゲル状の電解質層３６を形成する。その後、溶接法等を用いて、正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付け、負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。次に、厚さ２５μｍの微孔性プリプロピレンフィルムから成るセパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層し、捲回して、捲回電極体３０を作製した後、最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。その後、捲回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだ後、熱融着法等を用いて外装部材４０の外周縁部同士を接着させて、外装部材４０の内部に捲回電極体３０を封入する。尚、正極リード３１及び負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム（厚さ５０μｍの酸変性プロピレンフィルム）４１を挿入しておく。
【００７６】
あるいは又、第２の手順にあっては、先ず、正極３３及び負極３４を作製する。そして、正極３３に正極リード３１を取り付け、負極３４に負極リード３２を取り付ける。その後、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層し、捲回して、捲回電極体３０の前駆体である捲回体を作製した後、捲回体の最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。次いで、捲回体を挟むように外装部材４０を折り畳んだ後、熱融着法等を用いて外装部材４０の内の一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着し、袋状の外装部材４０の内部に捲回体を収納する。一方、非水系電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤等の他の材料とを混合して、電解質用組成物を調製する。そして、袋状の外装部材４０の内部に電解質用組成物を注入した後、熱融着法等を用いて外装部材４０を密封する。その後、モノマーを熱重合させて、高分子化合物を形成する。これによって、ゲル状の電解質層３６が形成される。
【００７７】
あるいは又、第３の手順にあっては、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を用いることを除き、第２の手順と同様にして、捲回体を作製して袋状の外装部材４０の内部に収納する。セパレータ３５に塗布される高分子化合物は、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体（単独重合体、共重合体又は多元共重合体）等である。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデン及びヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン及びクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体等である。フッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の１種類又は２種類以上の高分子化合物を用いてもよい。その後、非水系電解液を調製して外装部材４０の内部に注入した後、熱融着法等を用いて外装部材４０の開口部を密封する。次いで、外装部材４０に荷重を加えながら加熱して、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３及び負極３４に密着させる。これによって、非水系電解液が高分子化合物に含浸すると共に、高分子化合物がゲル化し、電解質層３６が形成される。
【００７８】
第３の手順では、第１の手順よりもリチウムイオン電池の膨れが抑制される。また、第３の手順では、第２の手順と比較して、溶媒及び高分子化合物の原料であるモノマー等が電解質層３６中に殆ど残存しないため、高分子化合物の形成工程が良好に制御される。そのため、正極３３、負極３４及びセパレータ３５と電解質層３６とが十分に密着する。
【００７９】
実施例２のリチウムイオン電池は、例えば、以下のように動作する。即ち、充電時、正極３３からリチウムイオンが放出されると、リチウムイオンが非水系電解液を介して負極３４に吸蔵される。一方、放電時、負極３４からリチウムイオンが放出されると、リチウムイオンが非水系電解液を介して正極３３に吸蔵される。リチウムイオン電池は、例えば、完全充電時の開回路電圧（電池電圧）が４．２ボルト乃至６．０ボルト、好ましくは４．２５ボルト乃至６．０ボルト、より好ましくは４．３ボルト乃至４．５５ボルトとなるように設計されていることが望ましい。この場合、完全充電時の開回路電圧が４．２ボルトとなるように設計されている場合と比較して、同じ種類の正極活物質を用いても、単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなる。このように、正極活物質の量と負極活物質との量を調整し、完全充電時の開回路電圧（電池電圧）が所定の電圧（上限電圧）となるようにリチウムイオン電池を設計することで、高いエネルギー密度が得られる。
【実施例３】
【００８０】
実施例３も実施例１の変形である。実施例３のリチウムイオン電池は、平板型のラミネートフィルム型のリチウムイオン電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）から成り、正極、セパレータ及び負極が積層されている。実施例３のリチウムイオン電池の模式的な断面図（ＸＹ平面に沿った模式的な一部断面図）を図５に示す。
【００８１】
実施例３のリチウムイオン電池にあっても、ラミネートフィルムから成る外装部材５８の内部に積層電極体５０が収納されている。積層電極体５０は、セパレータ５５及び電解質層（図示せず）を介して正極５３と負極５４とを積層することで作製することができる。正極５３は正極集電体５３Ａ及び正極活物質層５３Ｂから構成されており、正極活物質層５３Ｂは、正極集電体５３Ａの両面に形成されている。負極５４は負極集電体５４Ａ及び負極活物質層５４Ｂから構成されており、負極活物質層５４Ｂは、負極集電体５４Ａの両面に形成されている。図示した例では、図面の上の方から、下に向かって、負極集電体５４Ａ／負極活物質層５４Ｂ／セパレータ５５／正極活物質層５３Ｂ／正極集電体５３Ａ／正極活物質層５３Ｂ／セパレータ５５／負極活物質層５４Ｂ／負極集電体５４Ａ／負極活物質層５４Ｂ／セパレータ５５／正極活物質層５３Ｂ／正極集電体５３Ａ／正極活物質層５３Ｂ／セパレータ５５・・・の順で積層されている。そして、図示した例では、正極５３／セパレータ５５／負極５４の組が６組、積層されている。正極５３のそれぞれには正極リード（図示せず）が取り付けられており、負極５４には負極リード（図示せず）が取り付けられている。複数の正極リードは１つの正極出力端子部（図示せず）に纏められる。複数の負極リードは１つの負極出力端子部（図示せず）に纏められる。
【００８２】
このような積層電極体５０にあっては、図５において、積層電極体５０の厚さ方向の中心を通るＸＺ平面をＡ−Ａで示すが、この積層中心を通るＸＺ平面が、実施例１における第１の部分と第２の部分との境界に相当する。そして、図５において、Ａ−Ａで示すＸＺ平面より上方に位置する積層部分（実施例１における第１の部分に相当する）と、Ａ−Ａで示すＸＺ平面より下方に位置する積層部分（実施例１における第２の部分に相当する）とでは、正極リード、負極リードの取付け位置が異なっている。即ち、リチウムイオン電池の内部の構成部材である積層電極体（構造体）５０における厚さ方向の非対称性（リードの取付け位置の非対称性）に起因した膨張量の違いが曲げモーメントを発生させる。しかしながら、実施例３にあっても、ΔＸ1，ΔＸ2，ｄ1，ｄm，ｄ2の値の関係を規定することで、あるいは又、充電時、ΔＸ1，ΔＸ2の値の関係を規定し、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触しない構成、構造とすることで、充電時、負極活物質の体積変化に起因した反りが発生し難いリチウムイオン電池を提供することができる。
【００８３】
実施例３のリチウムイオン電池は、捲回であるか、積層であるかの違いを除き、実質的に、実施例２のリチウムイオン電池と同様の構成、構造を有するので、詳細な説明は省略する。また、実施例３のリチウムイオン電池は、実施例２のリチウムイオン電池と実質的に同様の方法で製造することができるので、詳細な説明は省略するし、
【実施例４】
【００８４】
実施例４においては、本開示のリチウムイオン電池の適用例について説明する。
【００８５】
本開示のリチウムイオン電池の用途は、本開示のリチウムイオン電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）を駆動用・作動用の電源又は電力蓄積用の電力貯蔵源として利用可能な機械、機器、器具、装置、システム（複数の機器等の集合体）であれば、特に限定されない。電源として使用されるリチウムイオン電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）は、主電源（優先的に使用される電源）であってもよいし、補助電源（主電源に代えて、又は、主電源から切り換えて使用される電源）であってもよい。リチウムイオン電池を補助電源として使用する場合、主電源はリチウムイオン電池に限られない。
【００８６】
本開示のリチウムイオン電池の用途として、具体的には、ビデオカメラやカムコーダ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、各種表示装置、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、音楽プレーヤ、携帯用ラジオ、電子ブックや電子新聞等の電子ペーパー、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）を含む携帯用情報端末といった各種電子機器、電気機器（携帯用電子機器を含む）；玩具；電気シェーバ等の携帯用生活器具；室内灯等の照明器具；ペースメーカや補聴器等の医療用電子機器；メモリーカード等の記憶用装置；着脱可能な電源としてパーソナルコンピュータ等に用いられる電池パック；電動ドリルや電動鋸等の電動工具；非常時等に備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステム等の電力貯蔵システムやホームエネルギーサーバ（家庭用蓄電装置）；蓄電ユニットやバックアップ電源；電動自動車、電動バイク、電動自転車、セグウェイ（登録商標）等の電動車両；航空機や船舶の電力駆動力変換装置（具体的には、例えば、動力用モータ）の駆動を例示することができるが、これらの用途に限定するものではない。
【００８７】
中でも、本開示のリチウムイオン電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具、電子機器、電気機器等に適用されることが有効である。優れた電池特性が要求されるため、本開示のリチウムイオン電池を用いることで、有効に性能向上を図ることができる。電池パックは、リチウムイオン二次電池を用いた電源であり、所謂組電池等である。電動車両は、リチウムイオン二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車等）であってもよい。電力貯蔵システムは、リチウムイオン二次電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源であるリチウムイオン二次電池に電力が蓄積されているため、電力を利用して家庭用の電気製品等が使用可能となる。電動工具は、リチウムイオン二次電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリル等）が可動する工具である。電子機器や電気機器は、リチウムイオン二次電池を作動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
【００８８】
以下、リチウムイオン電池の幾つかの適用例について具体的に説明する。尚、以下で説明する各適用例の構成は、あくまで一例であり、構成は適宜変更可能である。
【００８９】
単電池を用いた電池パックを分解した模式的な斜視図を図６に示し、電池パック（単電池）の構成を表すブロック図を図７Ａに示す。電池パックは、１つのリチウムイオン二次電池を用いた簡易型の電池パック（所謂ソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器等に搭載される。電池パックは、ラミネートフィルム型の実施例２〜実施例３のリチウムイオン電池から成る電源１１１、及び、電源１１１に接続された回路基板１１６を備えている。電源１１１には、正極リード１１２及び負極リード１１３が取り付けられている。
【００９０】
電源１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８，１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection Circuit Module）が設けられている。回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極１１２に接続され、タブ１１５を介して負極リード１１３に接続されている。また、回路基板１１６には、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７が接続されている。回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、回路基板１１６は、ラベル１２０及び絶縁シート１２１によって上下から保護されている。ラベル１２０を貼り付けることで、回路基板１１６及び絶縁シート１２１は固定される。回路基板１１６は、制御部１２１、スイッチ部１２２、ＰＴＣ１２３、及び、温度検出部１２４を備えている。電源１１１は、正極端子１２５及び負極端子１２７を介して外部と接続可能であり、電源１１１は、正極端子１２５及び負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（所謂、Ｔ端子）を介して温度を検出可能である。
【００９１】
電池パック全体の動作（電源１１１の使用状態を含む）を制御する制御部１２１には、中央演算処理装置（ＣＰＵ）及びメモリ等が備えられている。制御部１２１は、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断することで、電源１１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断し、充電電流を遮断する。その他、制御部１２１は、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断することで、電源１１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断し、放電電流を遮断する。
【００９２】
リチウムイオン電池の過充電検出電圧は、例えば、４．２０ボルト±０．０５ボルトであり、過放電検出電圧は、例えば、２．４ボルト±０．１ボルトである。
【００９３】
スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電源１１１の使用状態（電源１１１と外部機器との接続の可否）を切り換える。スイッチ部１２２には、充電制御スイッチ及び放電制御スイッチ等が備えられている。充電制御スイッチ及び放電制御スイッチは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等の半導体スイッチから成る。充放電電流は、例えば、スイッチ部１２２のオン抵抗に基づいて検出される。
【００９４】
サーミスタ等の温度検出素子１２６を備えた温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定し、測定結果を制御部１２１に出力する。温度検出部１２４の測定結果は、異常発熱時における制御部１２１による充放電制御、制御部１２１による残容量算出時における補正処理等に用いられる。
【００９５】
回路基板１１６にはＰＴＣ１２３が備えられていなくともよく、この場合、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子を配設すればよい。
【００９６】
次に、図７Ａに示したとは別の電池パック（組電池）の構成を表すブロック図を図７Ｂに示す。この電池パックは、例えば、プラスチック材料等から作製された筐体６０の内部に、制御部６１、電源６２、スイッチ部６３、電流測定部６４、温度検出部６５、電圧検出部６６、スイッチ制御部６７、メモリ６８、温度検出素子６９、電流検出抵抗７０、正極端子７１、及び、負極端子７２を備えている。
【００９７】
制御部６１は、電池パック全体の動作（電源６２の使用状態を含む）を制御し、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源６２は、例えば、実施例２〜実施例３において説明した２以上のリチウムイオン二次電池（図示せず）を含む組電池であり、リチウムイオン二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６つのリチウムイオン二次電池を備えている。
【００９８】
スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて電源６２の使用状態（電源６２と外部機器との接続の可否）を切り換える。スイッチ部６３には、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオード及び放電用ダイオード（いずれも図示せず）が備えられている。充電制御スイッチ及び放電制御スイッチは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチから成る。
【００９９】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定し、測定結果を制御部６１に出力する。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定し、測定結果を制御部６１に出力する。温度測定結果は、例えば、異常発熱時における制御部６１による充放電制御、制御部６１による残容量算出時における補正処理等に用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中におけるリチウムイオン二次電池の電圧を測定し、測定電圧をアナログ−デジタル変換して制御部６１に供給する。
【０１００】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４及び電圧検出部６６から入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御する。スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に充電電流が流れないように制御する。これによって、電源６２では、放電用ダイオードを介した放電のみが可能になる。また、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れた場合に、充電電流を遮断する。更には、スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達した場合に、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これによって、電源６２では、充電用ダイオードを介した充電のみが可能になる。また、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れた場合に、放電電流を遮断する。
【０１０１】
リチウムイオン二次電池の過充電検出電圧は、例えば、４．２０ボルト±０．０５ボルトであり、過放電検出電圧は、例えば、２．４ボルト±０．１ボルトである。
【０１０２】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ等から成る。メモリ６８には、例えば、制御部６１によって演算された数値や、製造工程段階で測定されたリチウムイオン二次電池の情報（例えば、初期状態の内部抵抗等）等が記憶されている。メモリ６８にリチウムイオン二次電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量等の情報を把握することが可能となる。サーミスタ等から成る温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定し、測定結果を制御部６１に出力する。正極端子７１及び負極端子７２は、電池パックによって作動させられる外部機器（例えばパーソナルコンピュータ等）や、電池パックを充電するために用いられる外部機器等（例えば充電器等）に接続される端子である。電源６２の充放電は、正極端子７１及び負極端子７２を介して行われる。
【０１０３】
次に、電動車両の一例であるハイブリッド自動車といった電動車両の構成を表すブロック図を図８Ａに示す。電動車両は、例えば、金属製の筐体７３の内部に、制御部７４、エンジン７５、電源７６、駆動用のモータ７７、差動装置７８、発電機７９、トランスミッション８０及びクラッチ８１、インバータ８２，８３、並びに、各種センサ８４を備えている。その他、電動車両は、例えば、差動装置７８や、トランスミッション８０に接続された前輪用駆動軸８５、前輪８６、後輪用駆動軸８７、後輪８８を備えている。
【０１０４】
電動車両は、例えば、エンジン７５又はモータ７７のいずれか一方を駆動源として走行可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジン等である。エンジン７５を動力源とする場合、エンジン７５の駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０及びクラッチ８１を介して前輪８６又は後輪８８に伝達される。エンジン７５の回転力は発電機７９にも伝達され、回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生させ、交流電力はインバータ８３を介して直流電力に変換され、電源７６に蓄積される。一方、変換部であるモータ７７を動力源とする場合、電源７６から供給された電力（直流電力）がインバータ８２を介して交流電力に変換され、交流電力を利用してモータ７７を駆動する。モータ７７によって電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０及びクラッチ８１を介して前輪８６又は後輪８８に伝達される。
【０１０５】
図示しない制動機構を介して電動車両が減速すると、減速時の抵抗力がモータ７７に回転力として伝達され、その回転力を利用してモータ７７が交流電力を発生させるようにしてもよい。交流電力はインバータ８２を介して直流電力に変換され、直流回生電力は電源７６に蓄積される。
【０１０６】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源７６は、実施例２〜実施例３において説明した１又は２以上のリチウムイオン二次電池（図示せず）を備えている。電源７６は、外部電源と接続され、外部電源から電力供給を受けることで電力を蓄積する構成とすることもできる。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御すると共に、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。各種センサ８４は、例えば、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等を備えている。
【０１０７】
尚、電動車両がハイブリッド自動車である場合について説明したが、電動車両は、エンジン７５を用いずに電源７６及びモータ７７だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
【０１０８】
次に、電力貯蔵システムの構成を表すブロック図を図８Ｂに示す。電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅及び商業用ビル等の家屋８９の内部に、制御部９０、電源９１、スマートメータ９２、及び、パワーハブ９３を備えている。
【０１０９】
電源９１は、例えば、家屋８９の内部に設置された電気機器（電子機器）９４に接続されていると共に、家屋８９の外部に停車している電動車両９６に接続可能である。また、電源９１は、例えば、家屋８９に設置された自家発電機９５にパワーハブ９３を介して接続されていると共に、スマートメータ９２及びパワーハブ９３を介して外部の集中型電力系統９７に接続可能である。電気機器（電子機器）９４は、例えば、１又は２以上の家電製品を含んでいる。家電製品として、例えば、冷蔵庫、エアコンディショナー、テレビジョン受像機、給湯器等を挙げることができる。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機や風力発電機等から構成されている。電動車両９６として、例えば、電動自動車、ハイブリッド自動車、電動オートバイ、電動自転車、セグウェイ（登録商標）等を挙げることができる。集中型電力系統９７として、商用電源、発電装置、送電網、スマートグリッド（次世代送電網）を挙げることができるし、また、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所、風力発電所等を挙げることもできるし、集中型電力系統９７に備えられた発電装置として、種々の太陽電池、燃料電池、風力発電装置、マイクロ水力発電装置、地熱発電装置等を例示することができるが、これらに限定するものではない。
【０１１０】
制御部９０は、電力貯蔵システム全体の動作（電源９１の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源９１は、実施例２〜実施例３において説明した１又は２以上のリチウムイオン二次電池（図示せず）を備えている。スマートメータ９２は、例えば、電力需要側の家屋８９に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信可能である。そして、スマートメータ９２は、例えば、外部と通信しながら、家屋８９における需要・供給のバランスを制御することで、効率的で安定したエネルギー供給が可能となる。
【０１１１】
この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統９７からスマートメータ９２及びパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機９５からパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積される。電源９１に蓄積された電力は、制御部９０の指示に応じて電気機器（電子機器）９４及び電動車両９６に供給されるため、電気機器（電子機器）９４の作動が可能になると共に、電動車両９６が充電可能になる。即ち、電力貯蔵システムは、電源９１を用いて、家屋８９内における電力の蓄積及び供給を可能にするシステムである。
【０１１２】
電源９１に蓄積された電力は、任意に利用可能である。そのため、例えば、電気料金が安価な深夜に集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、電源９１に蓄積しておいた電力を電気料金が高い日中に用いることができる。
【０１１３】
以上に説明した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）毎に設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）毎に設置されていてもよい。
【０１１４】
次に、電動工具の構成を表すブロック図を図８Ｃに示す。電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料等から作製された工具本体９８の内部に、制御部９９及び電源１００を備えている。工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が回動可能に取り付けられている。制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源１００は、実施例２〜実施例３において説明した１又は２以上のリチウムイオン二次電池（図示せず）を備えている。制御部９９は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給する。
【０１１５】
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定するものではなく、種々の変形が可能である。実施例において説明したリチウムイオン電池の構成、構造は例示であり、適宜、変更することができる。
【０１１６】
以下、前述したリチウムイオン二次電池を構成する正極、負極、非水系電解液等について、詳述する。
【０１１７】
正極材料を構成する好ましい材料であるリチウム含有複合酸化物、リチウム含有リン酸化合物の詳細は、以下のとおりである。尚、リチウム含有複合酸化物やリチウム含有リン酸化合物を構成する他元素として、特に限定されないが、長周期型周期表における２族〜１５族に属する元素のいずれか１種類又は２種類以上を挙げることができ、高い電圧が得られるといった観点からは、ニッケル〈Ｎｉ〉、コバルト〈Ｃｏ〉、マンガン〈Ｍｎ〉、鉄〈Ｆｅ〉を用いることが好ましい。
【０１１８】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物として、具体的には、式（Ｂ）、式（Ｃ）、式（Ｄ）で表される化合物を例示することができる。
【０１１９】
ＬｉaＭｎ1-b-cＮｉbＭ11cＯ2-dＦe      （Ｂ）
【０１２０】
ここで、Ｍ11は、コバルト〈Ｃｏ〉、マグネシウム〈Ｍｇ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、ホウ素〈Ｂ〉、チタン〈Ｔｉ〉、バナジウム〈Ｖ〉、クロム〈Ｃｒ〉、鉄〈Ｆｅ〉、銅〈Ｃｕ〉、亜鉛〈Ｚｎ〉、ジルコニウム〈Ｚｒ〉、モリブデン〈Ｍｏ〉、スズ〈Ｓｎ〉、カルシウム〈Ｃａ〉、ストロンチウム〈Ｓｒ〉及びタングステン〈Ｗ〉から成る群から選択された少なくとも１種類の元素であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの値は、
０．８≦ａ≦１．２
０＜ｂ＜０．５
０≦ｃ≦０．５
ｂ＋ｃ＜１
−０．１≦ｄ≦０．２
０≦ｅ≦０．１
を満足する。但し、組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。
【０１２１】
ＬｉaＮｉ1-bＭ12bＯ2-cＦd      （Ｃ）
【０１２２】
ここで、Ｍ12は、コバルト〈Ｃｏ〉、マンガン〈Ｍｎ〉、マグネシウム〈Ｍｇ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、ホウ素〈Ｂ〉、チタン〈Ｔｉ〉、バナジウム〈Ｖ〉、クロム〈Ｃｒ〉、鉄〈Ｆｅ〉、銅〈Ｃｕ〉、亜鉛〈Ｚｎ〉、モリブデン〈Ｍｏ〉、スズ〈Ｓｎ〉、カルシウム〈Ｃａ〉、ストロンチウム〈Ｓｒ〉及びタングステン〈Ｗ〉から成る群から選択された少なくとも１種類の元素であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄの値は、
０．８    ≦ａ≦１．２
０．００５≦ｂ≦０．５
−０．１  ≦ｃ≦０．２
０≦ｄ≦０．１
を満足する。但し、組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。
【０１２３】
ＬｉaＣｏ1-bＭ13bＯ2-cＦd      （Ｄ）
【０１２４】
ここで、Ｍ13は、ニッケル〈Ｎｉ〉、マンガン〈Ｍｎ〉、マグネシウム〈Ｍｇ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、ホウ素〈Ｂ〉、チタン〈Ｔｉ〉、バナジウム〈Ｖ〉、クロム〈Ｃｒ〉、鉄〈Ｆｅ〉、銅〈Ｃｕ〉、亜鉛〈Ｚｎ〉、モリブデン〈Ｍｏ〉、スズ〈Ｓｎ〉、カルシウム〈Ｃａ〉、ストロンチウム〈Ｓｒ〉及びタングステン〈Ｗ〉から成る群から選択された少なくとも１種類の元素であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄの値は、
０．８≦ａ≦１．２
０≦ｂ＜０．５
−０．１≦ｃ≦０．２
０≦ｄ≦０．１
を満足する。但し、組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。
【０１２５】
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物として、具体的には、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2、Ｌｉ1.2Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175Ｎｉ0.1Ｏ2、Ｌｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2を例示することができる。
【０１２６】
また、スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物として、式（Ｅ）で表される化合物を例示することができる。
ＬｉaＭｎ2-bＭ14bＯcＦd      （Ｅ）
【０１２７】
ここで、Ｍ14は、コバルト〈Ｃｏ〉、ニッケル〈Ｎｉ〉、マグネシウム〈Ｍｇ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、ホウ素〈Ｂ〉、チタン〈Ｔｉ〉、バナジウム〈Ｖ〉、クロム〈Ｃｒ〉、鉄〈Ｆｅ〉、銅〈Ｃｕ〉、亜鉛〈Ｚｎ〉、モリブデン〈Ｍｏ〉、スズ〈Ｓｎ〉、カルシウム〈Ｃａ〉、ストロンチウム〈Ｓｒ〉及びタングステン〈Ｗ〉から成る群から選択された少なくとも１種類の元素であり、ａ，ｂ，ｃ，ｄの値は、
０．９≦ａ≦１．１
０≦ｂ≦０．６
３．７≦ｃ≦４．１
０≦ｄ≦０．１
を満足する。但し、組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物として、具体的には、ＬｉＭｎ2Ｏ4を例示することができる。
【０１２８】
更には、オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物として、式（Ｆ）で表される化合物を例示することができる。
ＬｉaＭ15ＰＯ4      （Ｆ）
【０１２９】
ここで、Ｍ15は、コバルト〈Ｃｏ〉、マンガン〈Ｍｎ〉、鉄〈Ｆｅ〉、ニッケル〈Ｎｉ〉、マグネシウム〈Ｍｇ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、ホウ素〈Ｂ〉、チタン〈Ｔｉ〉、バナジウム〈Ｖ〉、ニオブ〈Ｎｂ〉、銅〈Ｃｕ〉、亜鉛〈Ｚｎ〉、モリブデン〈Ｍｏ〉、カルシウム〈Ｃａ〉、ストロンチウム〈Ｓｒ〉、タングステン〈Ｗ〉及びジルコニウム〈Ｚｒ〉から成る群から選択された少なくとも１種類の元素であり、ａの値は、
０．９≦ａ≦１．１
を満足する。但し、組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物として、具体的には、ＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＭｎＰＯ4、ＬｉＦｅ0.5Ｍｎ0.5ＰＯ4、ＬｉＦｅ0.3Ｍｎ0.7ＰＯ4を例示することができる。
【０１３０】
あるいは又、リチウム含有複合酸化物として、式（Ｇ）で表される化合物を例示することができる。
（Ｌｉ2ＭｎＯ3）x（ＬｉＭｎＯ2）1-x      （Ｇ）
ここで、ｘの値は、
０≦ｘ≦１
を満足する。但し、組成は充放電状態に応じて異なり、ｘは完全放電状態の値である。
【０１３１】
正極には、その他、例えば、酸化チタン、酸化バナジウム、二酸化マンガンといった酸化物；二硫化チタン、硫化モリブデンといった二硫化物；セレン化ニオブといったカルコゲン化物；硫黄、ポリアニリン、ポリチオフェンといった導電性高分子が含まれていてもよい。
【０１３２】
結着剤として、具体的には、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴム、エチレンプロピレンジエンといった合成ゴム；ポリフッ化ビニリデン、ポリイミドといった高分子材料等を例示することができる。また、導電剤として、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックといった炭素材料を例示することができるが、導電性を有する材料であれば、金属材料、導電性高分子等とすることもできる。
【０１３３】
負極を構成する材料の詳細は、以下のとおりである。
【０１３４】
負極を構成する材料として、例えば、炭素材料を挙げることができる。炭素材料は、リチウムの吸蔵・放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が安定して得られる。また、炭素材料は負極導電剤としても機能するため、負極活物質層の導電性が向上する。炭素材料として、例えば、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、黒鉛（グラファイト）を挙げることができる。但し、難黒鉛化性炭素における（００２）面の面間隔は０．３７ｎｍ以上であることが好ましいし、黒鉛における（００２）面の面間隔は０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料として、例えば、熱分解炭素類；ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスといったコークス類；ガラス状炭素繊維；フェノール樹脂、フラン樹脂等の高分子化合物を適当な温度で焼成（炭素化）することで得ることができる有機高分子化合物焼成体；活性炭；カーボンブラック類を挙げることができる。また、炭素材料として、その他、約１０００゜Ｃ以下の温度で熱処理された低結晶性炭素を挙げることもできるし、非晶質炭素とすることもできる。炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状、鱗片状のいずれであってもよい。
【０１３５】
あるいは又、負極を構成する材料として、例えば、金属元素、半金属元素のいずれかを、１種類又は２種類以上、構成元素として含む材料（以下、『金属系材料』と呼ぶ）を挙げることができ、これによって、高いエネルギー密度を得ることができる。金属系材料は、単体、合金、化合物のいずれであってもよいし、これらの２種類以上から構成された材料でもよいし、これらの１種類又は２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料であってもよい。合金には、２種類以上の金属元素から成る材料の他、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。金属系材料の組織として、例えば、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、及び、これらの２種類以上の共存物を挙げることができる。
【０１３６】
金属元素、半金属元素として、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素、半金属元素を挙げることができる。具体的には、例えば、マグネシウム〈Ｍｇ〉、ホウ素〈Ｂ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、ガリウム〈Ｇａ〉、インジウム〈Ｉｎ〉、ケイ素〈Ｓｉ〉、ゲルマニウム〈Ｇｅ〉、スズ〈Ｓｎ〉、鉛〈Ｐｂ〉、ビスマス〈Ｂｉ〉、カドミウム〈Ｃｄ〉、銀〈Ａｇ〉、亜鉛〈Ｚｎ〉、ハフニウム〈Ｈｆ〉、ジルコニウム〈Ｚｒ〉、イットリウム〈Ｙ〉、パラジウム〈Ｐｄ〉、白金〈Ｐｔ〉を例示することができるが、中でも、ケイ素〈Ｓｉ〉やスズ〈Ｓｎ〉が、リチウムを吸蔵・放出する能力が優れており、著しく高いエネルギー密度が得られるといった観点から、好ましい。
【０１３７】
ケイ素を構成元素として含む材料として、ケイ素の単体、ケイ素合金、ケイ素化合物を挙げることができるし、これらの２種類以上から構成された材料であってもよいし、これらの１種類又は２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料であってもよい。スズを構成元素として含む材料として、スズの単体、スズ合金、スズ化合物を挙げることができるし、これらの２種類以上から構成された材料であってもよいし、これらの１種類又は２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料であってもよい。単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体を意味しており、微量の不純物を含んでいてもよく、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
【０１３８】
ケイ素合金あるいはケイ素化合物を構成するケイ素以外の元素として、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〉、クロム〈Ｃｒ〉を挙げることができるし、炭素〈Ｃ〉、酸素〈Ｏ〉を挙げることもできる。ケイ素合金あるいはケイ素化合物として、具体的には、ＳｉＢ4、ＳｉＢ6、Ｍｇ2Ｓｉ、Ｎｉ2Ｓｉ、ＴｉＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＣｏＳｉ2、ＮｉＳｉ2、ＣａＳｉ2、ＣｒＳｉ2、Ｃｕ5Ｓｉ、ＦｅＳｉ2、ＭｎＳｉ2、ＮｂＳｉ2、ＴａＳｉ2、ＶＳｉ2、ＷＳｉ2、ＺｎＳｉ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＳｉＯv（０＜ｖ≦２、好ましくは、０．２＜ｖ＜１．４）、ＬｉＳｉＯを例示することができる。
【０１３９】
スズ合金あるいはスズ化合物を構成するスズ以外の元素として、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〉、クロム〈Ｃｒ〉を挙げることができるし、炭素〈Ｃ〉、酸素〈Ｏ〉を挙げることもできる。スズ合金あるいはスズ化合物として、具体的には、ＳｎＯw（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3、ＬｉＳｎＯ、Ｍｇ2Ｓｎを例示することができる。特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、スズ（第１構成元素）と共に第２構成元素及び第３構成元素を含む材料（以下、『Ｓｎ含有材料』と呼ぶ）であることが好ましい。第２構成元素として、例えば、コバルト〈Ｃｏ〉、鉄〈Ｆｅ〉、マグネシウム〈Ｍｇ〉、チタン〈Ｔｉ〉、バナジウム〈Ｖ〉、クロム〈Ｃｒ〉、マンガン〈Ｍｎ〉、ニッケル〈Ｎｉ〉、銅〈Ｃｕ〉、亜鉛〈Ｚｎ〉、ガリウム〈Ｇａ〉、ジルコニウム〈Ｚｒ〉、ニオブ〈Ｎｂ〉、モリブデン〈Ｍｏ〉、銀〈Ａｇ〉、インジウム〈Ｉｎ〉、セシウム〈Ｃｅ〉、ハフニウム〈Ｈｆ〉、タンタル〈Ｔａ〉、タングステン〈Ｗ〉、ビスマス〈Ｂｉ〉、ケイ素〈Ｓｉ〉を挙げることができるし、第３構成元素として、例えば、ホウ素〈Ｂ〉、炭素〈Ｃ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、リン〈Ｐ〉を挙げることができる。Ｓｎ含有材料が第２構成元素及び第３構成元素を含んでいると、高い電池容量及び優れたサイクル特性等が得られる。
【０１４０】
中でも、Ｓｎ含有材料は、スズ〈Ｓｎ〉、コバルト〈Ｃｏ〉及び炭素〈Ｃ〉を構成元素として含む材料（『ＳｎＣｏＣ含有材料』と呼ぶ）であることが好ましい。ＳｎＣｏＣ含有材料にあっては、例えば、炭素の含有量が９．９質量％乃至２９．７質量％、スズ及びコバルトの含有量の割合｛Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ）｝が２０質量％乃至７０質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ、コバルト及び炭素を含む相を有しており、その相は、低結晶性又は非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応可能な反応相であるため、その反応相の存在により優れた特性が得られる。この反応相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用い、挿引速度を１度／分とした場合、１度以上であることが好ましい。リチウムがより円滑に吸蔵・放出されると共に、非水系電解液との反応性が低減するからである。ＳｎＣｏＣ含有材料は、低結晶性又は非晶質の相に加えて、各構成元素の単体又は一部が含まれている相を含んでいる場合もある。
【０１４１】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較すれば容易に判断することができる。例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウムと反応可能な反応相に対応するものである。この場合、例えば、低結晶性又は非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０度乃至５０度の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記の各構成元素を含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化又は非晶質化しているものと考えられる。
【０１４２】
ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が金属元素又は半金属元素と結合していることが好ましい。スズ等の凝集、結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、軟Ｘ線源としてＡｌ−Ｋα線又はＭｇ−Ｋα線等を用いたＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。炭素の少なくとも一部が金属元素又は半金属元素等と結合している場合、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。尚、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ているものとする。この際、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとして、そのピークをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定において、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で得られる。そのため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析して、両者のピークを分離すればよい。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。
【０１４３】
ＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がスズ、コバルト及び炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。ＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、スズ、コバルト及び炭素に加えて、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〉、ビスマス〈Ｂｉ〉等のいずれか１種類又は２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
【０１４４】
ＳｎＣｏＣ含有材料の他、スズ、コバルト、鉄及び炭素を構成元素として含む材料（以下、『ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料』と呼ぶ）も好ましい材料である。ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の組成は任意である。一例を挙げると、鉄の含有量を少なめに設定する場合、炭素の含有量が９．９質量％乃至２９．７質量％、鉄の含有量が０．３質量％乃至５．９質量％、スズ及びコバルトの含有量の割合｛Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ）｝が３０質量％乃至７０質量％である。また、鉄の含有量を多めに設定する場合、炭素の含有量が１１．９質量％乃至２９．７質量％、スズ、コバルト及び鉄の含有量の割合｛（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ）｝が２６．４質量％乃至４８．５質量％、コバルト及び鉄の含有量の割合｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝が９．９質量％乃至７９．５質量％である。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られるからである。ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅等）は、上記のＳｎＣｏＣ含有材料の物性と同様である。
【０１４５】
その他、負極を構成する材料として、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデンといった金属酸化物；ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロールといった高分子化合物を挙げることができる。
【０１４６】
中でも、負極を構成する材料は、以下の理由により、炭素材料及び金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。即ち、金属系材料、特に、ケイ素及びスズの少なくとも一方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張・収縮し易い。一方、炭素材料は、理論容量が低い反面、充放電時において膨張・収縮し難いという利点を有する。よって、炭素材料及び金属系材料の双方を用いることで、高い理論容量（云い換えれば、電池容量）を得つつ、充放電時の膨張・収縮が抑制される。
【０１４７】
前述したように、本開示のリチウムイオン電池における使用に適した非水系電解液として、限定するものではないが、
式（１）で表される化合物、
式（２−Ａ）で表される化合物及び式（２−Ｂ）で表される化合物の少なくとも一方の化合物、並びに、
式（３−Ａ）乃至式（３−Ｆ）で表される化合物の少なくとも１種類の化合物、
を含む非水系電解液を挙げることができる。尚、非水系電解液中における式（１）で表される化合物の含有量は、２．５モル／リットル乃至６モル／リットル、好ましくは３モル／リットル乃至６モル／リットルであることが望ましい。
【０１４８】
Ｍ+［（Ｚ1Ｙ1）（Ｚ2Ｙ2）Ｎ］-      （１）
但し、Ｍは金属元素であり、Ｚ1及びＺ2のそれぞれは、フッ素基〈−Ｆ〉、１価の炭化水素基、１価のフッ素化炭化水素基のいずれかであり、Ｚ1及びＺ2の少なくとも一方は、フッ素基〈−Ｆ〉、１価のフッ素化炭化水素基のいずれかであり、Ｙ1及びＹ2のそれぞれは、スルホニル基〈−Ｓ（＝Ｏ）2−〉、カルボニル基〈−Ｃ（＝Ｏ）−〉のいずれかである。
【０１４９】
Ｒ1−ＣＮ                            （２−Ａ）
Ｒ2−Ｘ−ＣＮ                        （２−Ｂ）
但し、Ｒ1は１価の炭化水素基であり、Ｒ2は１価の炭化水素基であり、Ｘは、１又は２以上のエーテル結合〈−Ｏ−〉と１又は２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合した基である。
【０１５０】
0006742067.tif 000004
0006742067.tif 000005
Ｒ22−（ＣＮ）n      （３−Ｆ）
【０１５１】
ここで、式（３−Ａ）中、Ｒ3及びＲ4のそれぞれは、水素基〈−Ｈ〉、１価の炭化水素基のいずれかである。また、式（３−Ｂ）中、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基のいずれかであり、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8の少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基である。更には、式（３−Ｃ）中、Ｒ9は、＞ＣＲ10Ｒ11で表される基であり、Ｒ10及びＲ11のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかである。また、式（３−Ｄ）中、Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15の少なくとも１つは、ハロゲン基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかである。更には、式（３−Ｅ）中、Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18，Ｒ19，Ｒ20，Ｒ21のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18，Ｒ19，Ｒ20，Ｒ21の少なくとも１つは、ハロゲン基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかである。また、式（３−Ｆ）中、Ｒ22はｎ価（但し、ｎは２以上の整数）の炭化水素基である。尚、「＞Ｃ」、「Ｃ＜」は、炭素原子から２本の接合手が延びていることを表している。
【０１５２】
具体的には、上記の非水系電解液は、スルホニルイミド型の構造を有する第１化合物と、アセトニトリル型の構造を有する第２化合物と、不飽和炭化水素基等の反応性基を有する第３化合物とを含んでいる。ここで、非水系電解液がこのような組成を有しているのは、以下の利点が得られるからである。即ち、非水系電解液が第１化合物、第２化合物及び第３化合物を一緒に含んでいると共に、非水系電解液中における第１化合物の含有量が上記の範囲（２．５モル／リットル乃至６モル／リットル）内であると、第１化合物と第２化合物と第３化合物との相乗作用により、非水系電解液の化学的安定性が特異的に向上し、充放電時における非水系電解液の分解反応が抑制される。よって、充放電を繰り返しても放電容量が減少し難くなり、二次電池の電池特性を向上させることができる。特に、ここで説明する特異的な相乗作用が得られるかどうかは、第１化合物の含有量に依存する。そのため、特異的な相乗作用は、第１化合物の含有量が上記の範囲内である場合においてだけ得られる。
【０１５３】
第１化合物は、式（１）で表される化合物の１種類又は２種類以上を含んでいる。第１化合物は、カチオン（Ｍ+）とアニオン（［（Ｚ1Ｙ1）（Ｚ2Ｙ2）Ｎ］-）とを含む塩であるため、二次電池において電解質塩の一部として機能し得る。
【０１５４】
式（１）における「Ｍ」は、金属元素であれば特に限定されず、アルカリ金属元素、アルカリ土類金属元素を例示することができるが、中でも、「Ｍ」は、アルカリ金属元素であることが好ましく、これによって、高いエネルギー密度を得ることができる。アルカリ金属元素として、リチウム〈Ｌｉ〉、ナトリウム〈Ｎａ〉、カリウム〈Ｋ〉、ルビジウム〈Ｒｂ〉、セシウム〈Ｃｓ〉等を挙げることができるが、中でも、リチウム〈Ｌｉ〉が好ましい。アルカリ金属元素は、電極反応物質を構成するアルカリ金属元素と同じであることが好ましく、これによって、高いエネルギー密度を得ることができる。電極反応物質とは、電極反応に拘わる物質であり、例えば、リチウムイオン二次電池ではリチウムである。このため、リチウムイオン二次電池に用いられる場合、「Ｍ」はリチウムであることが好ましい。
【０１５５】
Ｚ1及びＺ2は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｚ1、Ｚ2における１価の炭化水素基とは、炭素〈Ｃ〉及び水素〈Ｈ〉から構成される１価の基の総称であり、直鎖状であってもよいし、１又は２以上の側鎖を有する分岐状であってもよい。また、１価の飽和炭化水素基は、不飽和結合を含んでいない飽和炭化水素基であってもよいし、１又は２以上の不飽和結合を含んでいる不飽和炭化水素基であってもよい。不飽和結合とは、炭素間二重結合（＞Ｃ＝Ｃ＜）及び炭素間三重結合（−Ｃ≡Ｃ−）の一方、又は、双方である。
【０１５６】
１価の炭化水素基として、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、これらの２種類以上が１価となるように結合した基を挙げることができる。云い換えれば、１価の飽和炭化水素基は、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、及び、これらの２種類以上が１価となるように結合した基である。１価の不飽和炭化水素基は、例えば、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、これらの１種類以上を含む基、及び、これらの２種類以上が１価となるように結合した基である。１価の炭化水素基における２種類以上が結合した基として、アルキル基とアルケニル基とが結合した基、アルキル基とアルキニル基とが結合した基、アルケニル基とアルキニル基とが結合した基、アルキル基とシクロアルキル基とが結合した基、アルキル基とアリール基とが結合した基を例示することができる。１価の飽和炭化水素基における２種類以上が結合した基として、アルキル基とシクロアルキル基とが結合した基を例示することができる。１価の不飽和炭化水素基における２種類以上が結合した基として、アルキル基とアルケニル基とが結合した基、アルキル基とアルケニル基とが結合した基を例示することができる。
【０１５７】
アルキル基として、具体的には、メチル基〈−ＣＨ3〉、エチル基〈−Ｃ2Ｈ5〉、プロピル基〈−Ｃ3Ｈ7〉、ｎ−ブチル基〈−Ｃ4Ｈ8〉、ｔ−ブチル基〈−Ｃ（ＣＨ3）2−ＣＨ3〉を例示することができる。アルケニル基として、具体的には、ビニル基〈−ＣＨ＝ＣＨ2〉、アリル基〈−ＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ2〉を例示することができる。アルキニル基として、具体的には、エチニル基〈−Ｃ≡ＣＨ〉を例示することができる。シクロアルキル基として、具体的には、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基を例示することができる。アリール基として、具体的には、フェニル基、ナフチル基を例示することができる。２種類以上が結合した基として、具体的には、メチル基とエチニル基とが結合した基、ビニル基とエチニル基とが結合した基、メチル基とシクロプロピル基とが結合した基、メチル基とフェニル基とが結合した基を例示することができる。
【０１５８】
１価のフッ素化炭化水素基とは、上記の１価の炭化水素基において、１又は２以上の水素基〈−Ｈ〉がフッ素基〈−Ｆ〉によって置換された基である。１価のフッ素化炭化水素基として、具体的には、フッ素化アルキル基、フッ素化アルケニル基、フッ素化アルキニル基、フッ素化シクロアルキル基、フッ素化アリール基、これらの２種類以上が１価となるように結合した基を例示することができる。
【０１５９】
フッ素化アルキル基として、具体的には、フルオロメチル基〈−ＣＨ2Ｆ〉、ジフルオロメチル基〈−ＣＨＦ2〉、パーフルオロメチル基〈−ＣＦ3〉、パーフルオロエチル基〈−Ｃ2Ｆ5〉、パーフルオロプロピル基〈−Ｃ3Ｆ7〉、ｎ−パーフルオロブチル基〈−Ｃ4Ｆ8〉、ｔ−パーフルオロブチル基〈−Ｃ（ＣＦ3）2−ＣＦ3〉を例示することができる。フッ素化アルケニル基として、具体的には、パーフルオロビニル基〈−ＣＦ＝ＣＦ2〉、パーフルオロアリル基〈−ＣＦ2−ＣＦ＝ＣＦ2〉を例示することができる。フッ素化アルキニル基として、具体的には、パーフルオロエチニル基〈−Ｆ≡ＣＦ〉を例示することができる。フッ素化シクロアルキル基として、具体的には、パーフルオロシクロプロピル基、パーフルオロシクロブチル基、パーフルオロシクロペンチル基、パーフルオロシクロヘキシル基、パーフルオロシクロヘプチル基、パーフルオロシクロオクチル基を例示することができる。フッ素化アリール基として、具体的には、パーフルオロフェニル基、パーフルオロナフチル基を例示することができる。中でも、フッ素化アルキル基、フッ素化アルケニル基、フッ素化アルキニル基、フッ素化シクロアルキル基、フッ素化アリール基は、パーフルオロ基であることが好ましく、パーフルオロアルキル基がより好ましい。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られ易いからである。
【０１６０】
１価の炭化水素基及び１価のフッ素化炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、極端に多すぎないことが好ましい。第１化合物の溶解性及び相溶性等が向上するからである。具体的には、フッ素化アルキル基の炭素数は、１乃至４であることが好ましい。フッ素化アルケニル基及びフッ素化アルキニル基の炭素数は、２乃至４であることが好ましい。フッ素化シクロアルキル基及びフッ素化アリール基の炭素数は、６乃至１２であることが好ましい。
【０１６１】
式（１）において、Ｚ1及びＺ2の一方、又は、双方は、フッ素基〈−Ｆ〉、１価のフッ素化炭化水素基のいずれかである。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られ易いからである。これに伴い、Ｚ1及びＺ2の一方が１価の炭化水素基である場合、他方はフッ素基〈−Ｆ〉、１価のフッ素化炭化水素基のいずれかである。即ち、Ｚ1及びＺ2の双方が１価の炭化水素基とはならない。
【０１６２】
式（１）において、Ｙ1及びＹ2のそれぞれは、スルホニル基、カルボニル基のいずれかであれば特に限定されない。Ｙ1及びＹ2は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。
【０１６３】
第１化合物として、具体的には、ビスフルオロスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＦＳＯ2）2〉、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2〉、フルオロスルホニルトリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＦＳＯ2）（ＣＦ3ＳＯ2）〉、フルオロスルホニルペンタフルオロエチルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＦＳＯ2）（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）〉、フルオロスルホニルノナフルオロブチルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＦＳＯ2）（Ｃ4Ｆ9ＳＯ2）〉、フルオロスルホニルフェニルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＦＳＯ2）（Ｃ6Ｈ5ＳＯ2）〉、フルオロスルホニルペンタフルオロフェニルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＦＳＯ2）（Ｃ6Ｆ5ＳＯ2）〉、フルオロスルホニルビニルスルホニルイミドリチウム〈ＬｉＮ（ＦＳＯ2）（Ｃ2Ｆ3ＳＯ2）〉を例示することができる。
【０１６４】
上述した第２化合物は、式（２−Ａ）及び式（２−Ｂ）で表される化合物のいずれか一方、又は、双方を含んでいる。但し、第２化合物は、式（２−Ａ）に示した化合物の２種類以上を含んでいてもよいし、式（２−Ｂ）に示した化合物の２種類以上を含んでいてもよい。
【０１６５】
式（２−Ａ）に示した化合物は、エーテル結合を含んでいないモノニトリル化合物（非酸素含有モノニトリル化合物）である。Ｒ1は、１価の炭化水素基であれば特に限定されない。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。非酸素含有モノニトリル化合物として、具体的には、アセトニトリル〈ＣＨ3ＣＮ〉、プロピオニトリル〈Ｃ3Ｈ7ＣＮ〉、ブチロニトリル〈Ｃ4Ｈ9ＣＮ〉を例示することができる。
【０１６６】
式（２−Ｂ）に示した化合物は、エーテル結合を含んでいるモノニトリル化合物（酸素含有モノニトリル化合物）である。Ｒ2は、１価の炭化水素基であれば特に限定されない。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。式（２−Ｂ）中の「Ｘ」において、２価の炭化水素基とは、炭素及び水素から構成される２価の基の総称であり、直鎖状であってもよいし、１又は２以上の側鎖を有する分岐状であってもよい。２価の炭化水素基として、具体的には、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、及び、これらの２種類以上が２価となるように結合した基を例示することができる。２種類以上が結合した基として、具体的には、アルキレン基とアルケニレン基とが結合した基、アルキル基とアルキニレン基とが結合した基、アルケニレン基とアルキニレン基とが結合した基、アルキレン基とシクロアルキレン基とが結合した基、アルキレン基とアリーレン基とが結合した基を例示することができる。
【０１６７】
アルキレン基として，具体的には、メチレン基〈−ＣＨ2−〉、エチレン基〈−Ｃ2Ｈ4−〉、プロピレン基〈−Ｃ3Ｈ6−〉、ｎ−ブチレン基〈−Ｃ4Ｈ8−〉、ｔ−ブチレン基〈−Ｃ（ＣＨ3）2−ＣＨ2−〉を例示することができる。アルケニレン基として、具体的には、ビニレン基〈−ＣＨ＝ＣＨ−〉、アリレン基〈−ＣＨ2−ＣＨ＝ＣＨ−〉を例示することができる。アルキニレン基として、具体的には、エチニレン基〈−Ｃ≡Ｃ−〉を例示することができる。シクロアルキレン基として、具体的には、シクロプロピレン基、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基、シクロオクチレン基を例示することができる。アリーレン基として、具体的には、フェニレン基、ナフチレン基を例示することができる。２種類以上が結合した基として、具体的には、メチレン基とエチニレン基とが結合した基、ビニレン基とエチニレン基とが結合した基、メチレン基とシクロプロピレン基とが結合した基、メチレン基とフェニレン基とが結合した基を例示することができる。
【０１６８】
２価の炭化水素基の炭素数は特に限定されないが、極端に多すぎないことが好ましい。第２化合物の溶解性及び相溶性等が向上するからである。具体的には、アルキレン基の炭素数は、１乃至４であることが好ましい。アルケニレン基及びアルキニレン基の炭素数は、２乃至４であることが好ましい。シクロアルキレン基及びアリーレン基の炭素数は、６乃至１２であることが好ましい。
【０１６９】
「Ｘ」は、１又は２以上のエーテル結合、及び、１又は２以上の２価の炭化水素基が任意の順に結合した基であれば特に限定されない。即ち、「Ｘ」中に含まれるエーテル結合の数は、１であってもよいし、２以上であってもよい。同様に、「Ｘ」中に含まれる２価の炭化水素基の数は、１であってもよいし、２以上であってもよい。２価の炭化水素基の数が２以上である場合、２以上の２価の炭化水素基は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。２以上の２価の炭化水素基の一部が同じ基であってもよい。エーテル結合と２価の炭化水素基とが結合される順序は任意でよいため、エーテル結合同士が結合されてもよいし、２価の炭化水素基同士が結合されてもよいし、エーテル結合と２価の炭化水素基とが結合されてもよい。
【０１７０】
中でも、「Ｘ」は、−Ｏ−Ｙ−（Ｙは、２価の炭化水素基である）で表される基であることが好ましい。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られ易いからである。２価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。但し、ここで説明したＸ（即ち、−Ｏ−Ｙ−）では、エーテル結合（−Ｏ−）がＲ2に結合されると共に、Ｙがシアノ基〈−ＣＮ〉に結合される。「Ｘ」として、具体的には、−Ｏ−ＣＨ2−、−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｏ−ＣＨ2−Ｏ−、−Ｏ−Ｃ2Ｈ5−を例示することができる。
【０１７１】
酸素含有モノニトリル化合物の具体例として、メトキシアセトニトリル〈ＣＨ3−Ｏ−ＣＨ2−ＣＮ〉、エトキシアセトニトリル〈Ｃ2Ｈ5−Ｏ−ＣＨ2−ＣＮ〉、プロポキシアセトニトリル〈Ｃ3Ｈ7−Ｏ−ＣＨ2−ＣＮ〉を例示することができる。
【０１７２】
非水系電解液中における第２化合物の含有量は特に限定されないが、例えば、２０質量％乃至１００質量％であることが好ましい。後述する相乗作用が得られ易いからである。第２化合物が非酸素含有モノニトリル化合物及び酸素含有モノニトリル化合物の双方を含む場合、上記の第２化合物の含有量は、非酸素含有モノニトリル化合物の含有量と酸素含有モノニトリル化合物の含有量との総和である。このように含有量が総和を意味することは、以降においても同様である。
【０１７３】
上述した第３化合物は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化環状炭酸エステル、ポリニトリル化合物のいずれかを、１種類又は２種類以上、含んでいる。但し、第３化合物は、２種類以上の不飽和環状炭酸エステルを含んでいてもよい。このように２種類以上を含んでいてもよいことは、ハロゲン化環状炭酸エステル及びポリニトリル化合物に関しても同様である。
【０１７４】
不飽和環状炭酸エステルは、式（３−Ａ）、式（３−Ｂ）、式（３−Ｃ）に示した化合物のいずれかを、１種類又は２種類以上、含んでいる。ここで、不飽和環状炭酸エステルとは、１又は２以上の不飽和結合（炭素間二重結合）を含む環状炭酸エステルである。
【０１７５】
式（３−Ａ）に示した化合物は、炭酸ビニレン系化合物である。Ｒ3及びＲ4のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。Ｒ3及びＲ4は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。
【０１７６】
炭酸ビニレン系化合物の具体例として、炭酸ビニレン（１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸メチルビニレン（４−メチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸エチルビニレン（４−エチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソール−２−オン、４，５−ジエチル−１，３−ジオキソール−２−オン、４−フルオロ−１，３−ジオキソール−２−オン、４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソール−２−オンを例示することができるが、中でも、容易に合成可能であるといった観点から、炭酸ビニレンが好ましい。
【０１７７】
式（３−Ｂ）に示した化合物は、炭酸ビニルエチレン系化合物である。Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。１価の飽和炭化水素基及び１価の不飽和炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。但し、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8の１又は２以上は、１価の不飽和炭化水素基である。炭酸ビニルエチレン系化合物は、１又は２以上の不飽和結合（炭素間二重結合）を含んでいなければならないからである。Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8の一部が同じ基であってもよい。
【０１７８】
炭酸ビニルエチレン系化合物として、具体的には、炭酸ビニルエチレン（４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン）、４−メチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ｎ−プロピル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、５−メチル−４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンを例示することができるが、中でも、容易に合成可能であるといった観点から、炭酸ビニルエチレンが好ましい。
【０１７９】
式（３−Ｃ）に示した化合物は、炭酸メチレンエチレン系化合物である。Ｒ9は、＞ＣＲ10Ｒ11で表される基であれば特に限定されない。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。Ｒ10及びＲ11は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。
【０１８０】
炭酸メチレンエチレン系化合物として、具体的には、炭酸メチレンエチレン（４−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン）、４，４−ジメチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジエチル−５−メチレン−１，３−ジオキソラン−２−オンを例示することができる。
【０１８１】
その他、不飽和環状炭酸エステルは、２つのメチレン基を含む化合物であってもよいし、ベンゼン環を含む炭酸カテコール（カテコールカーボネート）等であってもよい。２つのメチレン基を含む化合物とは、式（３−Ｃ）において、＞Ｃ＝Ｒ9の代わりに＞Ｃ＝ＣＨ2を含むと共に、＞ＣＨ2の代わりに＞Ｃ＝ＣＨ2を含む化合物である。
【０１８２】
非水系電解液中における不飽和環状炭酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、不飽和環状炭酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至２０質量％であることが好ましい。
【０１８３】
ハロゲン化環状炭酸エステルは、式（３−Ｄ）及び式（３−Ｅ）に示した化合物のいずれかを、１種類又は２種類以上、含んでいる。ハロゲン化炭酸エステルとは、１又は２以上のハロゲン基を有する炭酸エステルである。
【０１８４】
式（３−Ｄ）に示した化合物は、ハロゲン化環状炭酸エステルである。Ｒ12〜Ｒ15は、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。但し、Ｒ12〜Ｒ15の１又は２以上は、ハロゲン基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかである。ハロゲン化環状炭酸エステルは、１又は２以上のハロゲン基を含んでいなければならないからである。Ｒ12〜Ｒ15は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ12〜Ｒ15の一部が同じ基であってもよい。
【０１８５】
１価のハロゲン化炭化水素基とは、上記の１価の炭化水素基において、１又は２以上の水素基がハロゲン基によって置換された基である。ハロゲン基は特に限定されないが、例えば、フッ素基〈−Ｆ〉、塩素基〈−Ｃｌ〉、臭素基〈−Ｂｒ〉、ヨウ素基〈−Ｉ〉等のいずれかであり、中でも、フッ素基〈−Ｆ〉が好ましい。容易に合成可能であると共に、後述する相乗作用が得られ易いからである。ハロゲン基の数は、１よりも２が好ましく、更には、３以上であってもよい。より高い効果が得られるからである。
【０１８６】
１価のハロゲン化炭化水素基として、具体的には、ハロゲン化アルキル基、ハロゲン化アルケニル基、ハロゲン化アルキニル基、ハロゲン化シクロアルキル基、ハロゲン化アリール基、これらの２種類以上が１価となるように結合した基を例示することができる。
【０１８７】
ハロゲン化アルキル基の内、フッ素化アルキル基、フッ素化アルケニル基、フッ素化アルキニル基、フッ素化シクロアルキル基、フッ素化アリール基の具体例は、上記のとおりである。塩素化アルキル基、臭素化アルキル基、ヨウ素化アルキル基の具体例は、上記のフッ素化アルキル基の具体例の内のフッ素基を、塩素基、臭素基、ヨウ素基に変更した化合物である。このように、フッ素基を、塩素基、臭素基、ヨウ素基に変更することは、塩素化アルケニル基、塩素化アルキニル基、塩素化シクロアルキル基、塩素化アリール基、臭素化アルケニル基、臭素化アルキニル基、臭素化シクロアルキル基、臭素化アリール基、ヨウ素化アルケニル基、ヨウ素化アルキニル基、ヨウ素化シクロアルキル基、ヨウ素化アリール基に関しても同様である。
【０１８８】
ハロゲン化環状炭酸エステルの具体例として、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−クロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、テトラフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−クロロ−５−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジクロロ−１，３−オキソラン−２−オン、テトラクロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ビストリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジフルオロ−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，４−ジフルオロ−５−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−５，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−フルオロ−５−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−メチル−５−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−フルオロ−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、５−１，１−ジフルオロエチル−４，４−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジクロロ−４，５−ジメチル−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−５−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−エチル−４，５，５−トリフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−フルオロ−４−メチル−１，３−ジオキソラン−２−オンを例示することができる。ここで説明するハロゲン化環状炭酸エステルの具体例には、異性体（シス異性体及びトランス異性体）が含まれる。
【０１８９】
式（３−Ｅ）に示した化合物は、ハロゲン化鎖状炭酸エステルである。Ｒ16〜Ｒ21は、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。１価の炭化水素基及び１価のハロゲン化炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。但し、上記のハロゲン化環状炭酸エステルと同様の理由により、Ｒ16〜Ｒ21の１又は２以上は、ハロゲン基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかである。Ｒ16〜Ｒ21は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ16〜Ｒ21の一部が同じ基であってもよい。ハロゲン化鎖状炭酸エステルとして、具体的には、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビスフルオロメチル、炭酸ジフルオロメチルメチルを例示することができる。非水系電解液中におけるハロゲン化環状炭酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、ハロゲン化環状炭酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至２０質量％であることが好ましい。
【０１９０】
ポリニトリル化合物は、式（３−Ｆ）に示した化合物のいずれかを、１種類又は２種類以上、含んでいる。ポリニトリル化合物は、２以上のニトリル基を含む化合物であり、上記の第２化合物は、ここで説明するポリニトリル化合物に含まれない。第２化合物は、２以上のニトリル基を含んでいないからである。
【０１９１】
Ｒ22は、ｎ価の炭化水素基であれば特に限定されない。一例を挙げると、Ｒ22の炭素数が１である場合、２価の炭化水素基として−ＣＨ2−、３価の炭化水素基として＞ＣＨ−等を挙げることができる。同様に、Ｒ22の炭素数が２である場合、２価の炭化水素基として−ＣＨ2−ＣＨ2−、３価の炭化水素基として＞ＣＨ−ＣＨ2−等を挙げることができる。中でも、Ｒ22は、２価の炭化水素基であることが好ましい。シアノ基〈−ＣＮ〉の数が２になるため、後述する相乗作用が得られ易いからである。２価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。
【０１９２】
ポリニトリル化合物として、具体的には、マロノニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、アゼラニトリル、セバコニトリル、ウンデカンジニトリル、ドデカンジニトリル、フタロニトリル、テトラシアノキノジメタンを例示することができる。非水系電解液中におけるポリニトリル化合物の含有量は特に限定されないが、例えば、ポリニトリル化合物を除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。
【０１９３】
非水系電解液は、上記の第１化合物、第２化合物及び第３化合物に加えて、他の材料の１種類又は２種類以上を含んでいてもよい。他の材料として、具体的には、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル（ラクトン）、ジアルキルスルホキシド、鎖状ジ炭酸エステル（下記の式（１０）参照）、芳香族炭酸エステル（下記の式（１１）参照）、環状炭酸エステル（下記の式（１２）参照）、鎖状モノ炭酸エステル（下記の式（１３）参照）、鎖状カルボン酸エステル（下記の式（１４）参照）、リン酸エステル（下記の式（１５）参照）、モノフルオロリン酸リチウム〈Ｌｉ2ＰＯ3Ｆ〉、ジフルオロリン酸リチウム〈ＬｉＰＯ2Ｆ2〉のいずれか１種類又は２種類以上を例示することができる。
【０１９４】
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【０１９５】
ここで、Ｒ23及びＲ24のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、Ｒ25は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基のいずれかである。また、Ｒ26，Ｒ27，Ｒ28，Ｒ29，Ｒ30，Ｒ31，Ｒ32，Ｒ33，Ｒ34，Ｒ35のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価の窒素含有炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、これらの２種類以上が１価となるように結合した基のいずれかである。更には、Ｒ36，Ｒ37，Ｒ38，Ｒ39のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかである。また、Ｒ40及びＲ41のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかである。更には、Ｒ42及びＲ43のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかである。また、Ｒ44，Ｒ45，Ｒ46のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかである。
【０１９６】
スルホン酸エステルとして、具体的には、モノスルホン酸エステル、ジスルホン酸エステルを例示することができる。非水系電解液中におけるスルホン酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、スルホン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。
【０１９７】
モノスルホン酸エステルは、環状モノスルホン酸エステルであってもよいし、鎖状モノスルホン酸エステルであってもよい。環状モノスルホン酸エステルとして、具体的には、プロパンスルトン、プロペンスルトン等のスルトンを例示することができる。鎖状モノスルホン酸エステルとして、具体的には、環状モノスルホン酸エステルが途中で切断された構造を有する化合物を例示することができる。一例を挙げると、プロパンスルトンが途中で切断された化合物として、ＣＨ3−ＣＨ2−ＣＨ2−ＳＯ3−ＣＨ3を例示することができる。−ＳＯ3−（−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｏ−）の向きは特に限定されない。即ち、上記のＣＨ3−ＣＨ2−ＣＨ2−ＳＯ3−ＣＨ3は、ＣＨ3−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｏ−ＣＨ3であってもよいし、ＣＨ3−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2−ＣＨ3であってもよい。
【０１９８】
ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルであってもよいし、鎖状ジスルホン酸エステルであってもよい。環状ジスルホン酸エステルとして、具体的には、式（１６−１）、式（１６−２）、式（１６−３）で表される化合物を例示することができる。鎖状ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルが途中で切断された化合物である。式（１６−２）に示した化合物が途中で切断された化合物として、具体的には、ＣＨ3−ＳＯ3−ＣＨ2−ＣＨ2−ＳＯ3−ＣＨ3を例示することができる。２つの−ＳＯ3−（−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｏ−）の向きは特に限定されない。即ち、上記のＣＨ3−ＳＯ3−ＣＨ2−ＣＨ2−ＳＯ3−ＣＨ3は、ＣＨ3−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｏ−ＣＨ3でもよいし、ＣＨ3−Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｏ−ＣＨ3でもよいし、ＣＨ3−Ｓ（＝Ｏ）2−Ｏ−ＣＨ2−ＣＨ2−Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2−ＣＨ3でもよい。
【０１９９】
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【０２００】
酸無水物として、具体的には、安息香酸無水物、コハク酸無水物、グルタル酸無水物、マレイン酸無水物といったカルボン酸無水物；エタンジスルホン酸無水物、プロパンジスルホン酸無水物といったジスルホン酸無水物；スルホ安息香酸無水物、スルホプロピオン酸無水物、スルホ酪酸無水物といったカルボン酸スルホン酸無水物を例示することができる。非水系電解液中における酸無水物の含有量は特に限定されないが、例えば、酸無水物を除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。
【０２０１】
環状カルボン酸エステルとして、具体的には、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンを例示することができる。非水系電解液中における環状カルボン酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、環状カルボン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。
【０２０２】
ジアルキルスルホキシドとして、具体的には、ジメチルスルホキシド〈（ＣＨ3）2ＳＯ〉、ジエチルスルホキシド〈（Ｃ2Ｈ5）2ＳＯ〉を例示することができる。非水系電解液中におけるジアルキルスルホキシドの含有量は特に限定されないが、例えば、ジアルキルスルホキシドを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。
【０２０３】
鎖状ジ炭酸エステルは、上記の式（１０）で表される化合物のいずれか１種類又は２種類以上の化合物である。Ｒ23及びＲ24は、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。Ｒ23及びＲ24は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ25は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。１価の炭化水素基及び１価のハロゲン化炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。２価のハロゲン化炭化水素基とは、２価の炭化水素基の１又は２以上の水素基がハロゲン基によって置換された基である。２価の炭化水素基及びハロゲン基に関する詳細は、上記のとおりである。２価のハロゲン化炭化水素基として、具体的には、パーフルオロメチレン基〈−ＣＦ2−〉、パーフルオロエチレン基〈−Ｃ2Ｆ4−〉、パーフルオロプロピレン基〈−Ｃ3Ｆ6−〉、ｎ−パーフルオロブチレン基〈−Ｃ4Ｆ8−〉、ｔ−パーフルオロブチレン基〈−Ｃ（ＣＦ3）2−ＣＦ2−〉を例示することができる。鎖状ジ炭酸エステルとして、具体的には、エタン−１，２−ジイルジメチルジカーボネート、エタン−１，２−ジイルエチルメチルジカーボネート、エタン−１，２−ジイルジエチルジカーボネート、ジメチルオキシビスエタン−２，１−ジイルジカーボネート、エチルメチルオキシビスエタン−２，１−ジイルジカーボネート、ジエチルオキシビスエタン−２，１−ジイルジカーボネートを例示することができる。非水系電解液中における鎖状ジ炭酸エステルの含有量は特に限定されないが、鎖状ジ炭酸エステルを除いた全体の合計に対して例えば、０．０１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。
【０２０４】
芳香族炭酸エステルは、上記の式（１１）で表される化合物のいずれか１種類又は２種類以上の化合物である。Ｒ26〜Ｒ35は、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価の窒素含有炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、これらの２種類以上が１価となるように結合した基のいずれかであれば特に限定されない。Ｒ26〜Ｒ35は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ26〜Ｒ35の一部が同じ基であってもよい。１価の炭化水素基及び１価のハロゲン化炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。
【０２０５】
１価の酸素含有炭化水素基とは、炭素、水素及び酸素から構成される１価の基の総称であり、直鎖状であってもよいし、１又は２以上の側鎖を有する分岐状であってもよい。１価の酸素含有炭化水素基として、具体的には、アルコキシ基を例示することができ、アルコキシ基として、具体的には、メトキシ基〈−ＯＣＨ3〉、エトキシ基〈−ＯＣ2Ｈ5〉、プロポキシ基〈−ＯＣ3Ｈ7〉を例示することができる。
【０２０６】
１価の窒素含有炭化水素基とは、炭素、水素及び窒素から構成される１価の基の総称であり、直鎖状であってもよいし、１又は２以上の側鎖を有する分岐状であってもよい。１価の窒素含有炭化水素基として、具体的には、アミノ基〈−ＮＨ2〉を例示することができる。
【０２０７】
１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基とは、１価の酸素含有炭化水素基の１又は２以上の水素基がハロゲン基によって置換された基である。１価の酸素含有炭化水素基及びハロゲン基に関する詳細は、上記のとおりである。１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基として、具体的には、パーフルオロメトキシ基〈−ＯＣＦ3−〉、パーフルオロエトキシ基〈−ＯＣ2Ｆ4−〉を例示することができる。
【０２０８】
１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基とは、１価の窒素含有炭化水素基の１又は２以上の水素基がハロゲン基によって置換された基である。１価の窒素含有炭化水素基及びハロゲン基に関する詳細は、上記のとおりである。１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基として、具体的には、パーフルオロアミノ基〈−ＮＦ2〉、パーフルオロメチルアミノ基〈−ＣＦ2−ＮＦ2〉を例示することができる。
【０２０９】
２種類以上が結合した基として、具体的には、アルキル基とアルコキシ基とが１価となるように結合した基（アルキルアルコキシ基）、アルキル基とアミノ基とが１価となるように結合した基（アルキルアミノ基）を例示することができる。アルキルアルコキシ基として、具体的には、メチルメトキシ基〈−ＣＨ2−ＯＣＨ3〉を例示することができる。アルキルアミノ基として、具体的には、メチルアミノ基〈−ＣＨ2−ＮＨ2〉を例示することができる。
【０２１０】
芳香族炭酸エステルとして、具体的には、炭酸ジフェニル、炭酸ビス４−メチルフェニル、炭酸ビスペンタフルオロフェニルを例示することができる。
【０２１１】
非水系電解液中における芳香族炭酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、芳香族炭酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至１０質量％であることが好ましい。
【０２１２】
環状炭酸エステルは、上記の式（１２）で表される化合物のいずれか１種類又は２種類以上の化合物である。Ｒ36〜Ｒ39は、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。Ｒ36〜Ｒ39は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ36〜Ｒ39の一部が同じ基であってもよい。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。環状炭酸エステルとして、具体的には、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレンを例示することができる。非水系電解液中における環状炭酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、０．０１質量％乃至８０質量％であることが好ましい。
【０２１３】
鎖状モノ炭酸エステルは、上記の式（１３）で表される化合物のいずれか１種類又は２種類以上の化合物である。Ｒ40及びＲ41は、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。Ｒ40及びＲ41は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ40及びＲ41の一部が同じ基であってもよい。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。鎖状モノ炭酸エステルとして、具体的には、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸メチルエチル、炭酸メチルプロピルを例示することができる。非水系電解液中における鎖状モノ炭酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、０．０１質量％乃至７０質量％であることが好ましい。
【０２１４】
鎖状カルボン酸エステルは、上記の式（１４）で表される化合物のいずれか１種類又は２種類以上の化合物である。Ｒ42及びＲ43は、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。Ｒ42及びＲ43は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。１価の炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。鎖状カルボン酸エステルとして、具体的には、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチルを例示することができる。非水系電解液中における鎖状カルボン酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、鎖状カルボン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至５０質量％であることが好ましい。
【０２１５】
リン酸エステルは、上記の式（１５）で表される化合物のいずれか１種類又は２種類以上の化合物である。Ｒ44〜Ｒ46は、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであれば特に限定されない。Ｒ44〜Ｒ46は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。Ｒ44〜Ｒ46の一部が同じ基であってもよい。１価の炭化水素基及び１価のハロゲン化炭化水素基に関する詳細は、上記のとおりである。リン酸エステルとして、具体的には、リン酸リメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリフルオロエチル、リン酸トリプロピルを例示することができる。非水系電解液中におけるリン酸エステルの含有量は特に限定されないが、例えば、リン酸エステルを除いた全体の合計に対して０．０１質量％乃至５０質量％であることが好ましい。
【０２１６】
更には、他の材料として、非水系溶媒（有機溶剤）等の溶媒のいずれか１種類又は２種類以上を挙げることができる。但し、上記のスルホン酸エステル等の他の材料は、ここで説明する非水系溶媒から除かれる。
【０２１７】
また、他の材料として、例えば、リチウム塩等の電解質塩のいずれか１種類又は２種類以上を例示することができる。但し、電解質塩は、例えば、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。リチウム塩以外の塩とは、例えば、リチウム塩以外の軽金属塩等である。
【０２１８】
以下では、電解質塩の具体例としてリチウム塩を例に挙げながら説明するが、リチウム塩をリチウム塩以外の塩に変更してもよい。即ち、例えば、以下に説明する六フッ化リン酸リチウムを、六フッ化リン酸ナトリウムや六フッ化リン酸カリウム等の他の軽金属塩に変更してもよい。
【０２１９】
リチウム塩として、具体的には、前述した各種のリチウム塩を例示することができ、内部抵抗の低下を図ることができる。中でも、六フッ化リン酸リチウム〈ＬｉＰＦ6〉、四フッ化ホウ酸リチウム〈ＬｉＢＦ4〉、過塩素酸リチウム〈ＬｉＣｌＯ4〉、六フッ化ヒ酸リチウ〈ＬｉＡｓＦ6〉ムのいずれか１種類又は２種類以上が好ましい。内部抵抗がより低下するからである。特に、六フッ化リン酸リチウム〈ＬｉＰＦ6〉、四フッ化ホウ酸リチウム〈ＬｉＢＦ4〉が一層好ましく、六フッ化リン酸リチウム〈ＬｉＰＦ6〉がより一層好ましい。
【０２２０】
電解質塩は、式（１７）、式（１８）、式（１９）で表される化合物のいずれか１種類又は２種類以上であってもよい。Ｒ51及びＲ53は、同じ基であってもよいし、異なる基であってもよい。このことは、Ｒ61，Ｒ62，Ｒ63に関しても同様であるし、Ｒ71及びＲ72に関しても同様である。Ｒ61，Ｒ62，Ｒ63の内の２つが同じ基であってもよい。
【０２２１】
0006742067.tif 000008
【０２２２】
ここで、Ｘ51は、長周期型周期表における１族元素、２族元素、Ａｌのいずれかである。Ｍ51は、遷移金属、並びに、長周期型周期表における１３族元素、１４族元素、１５族元素のいずれかである。Ｒ51はハロゲン基である。また、Ｙ51は、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｒ52−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｃ（＝Ｏ）−ＣＲ532−、−Ｃ（＝Ｏ）−Ｃ（＝Ｏ）−のいずれかである。但し、Ｒ52は、アルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基、ハロゲン化アリーレン基のいずれかであり、Ｒ53は、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基、ハロゲン化アリール基のいずれかである。また、ａ５は１乃至４の整数であり、ｂ５は０、２、４のいずれかであり、ｃ５、ｄ５、ｍ５、ｎ５は１乃至３の整数である。
【０２２３】
0006742067.tif 000009
【０２２４】
ここで、Ｘ61は、長周期型周期表における１族元素、２族元素のいずれかである。Ｍ61は、遷移金属、並びに、長周期型周期表における１３族元素、１４族元素、１５族元素のいずれかである。Ｙ61は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ612）b6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ632Ｃ−（ＣＲ622）c6−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ632Ｃ−（ＣＲ622）c6−ＣＲ632−、−Ｒ632Ｃ−（ＣＲ622）c6−Ｓ（＝Ｏ）2−、−Ｓ（＝Ｏ）2−（ＣＲ622）d6−Ｓ（＝Ｏ）2−、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ622）d6−Ｓ（＝Ｏ）2−のいずれかである。但し、Ｒ61及びＲ63のそれぞれは、水素基、アルキル基、ハロゲン基、ハロゲン化アルキル基のいずれかである。但し、Ｒ61は、ハロゲン基、ハロゲン化アルキル基のいずれかであり、Ｒ63は、ハロゲン基、ハロゲン化アルキル基のいずれかである。Ｒ62は、水素基、アルキル基、ハロゲン基、ハロゲン化アルキル基のいずれかである。また、ａ６、ｅ６、ｎ６は１又は２の整数であり、ｂ６、ｄ６は１乃至４の整数であり、ｃ６は０乃至４の整数であり、ｆ６、ｍ６は１乃至３の整数である。
【０２２５】
0006742067.tif 000010
【０２２６】
ここで、Ｘ71は、長周期型周期表における１族元素、２族元素のいずれかである。Ｍ71は、遷移金属、並びに、長周期型周期表における１３族元素、１４族元素、１５族元素のいずれかである。Ｒfは、フッ素化アルキル基、フッ素化アリール基のいずれかであり、フッ素化アルキル基、フッ素化アリール基の炭素数は、１乃至１０である。Ｙ71は、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ712）d7−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ722Ｃ−（ＣＲ712）d7−Ｃ（＝Ｏ）−、−Ｒ722Ｃ−（ＣＲ712）d7−ＣＲ722−、−Ｒ722Ｃ−（ＣＲ712）d7−Ｓ（＝Ｏ）2−、−Ｓ（＝Ｏ）2−（ＣＲ712）e7−Ｓ（＝Ｏ）2−、−Ｃ（＝Ｏ）−（ＣＲ712）e7−Ｓ（＝Ｏ）2−のいずれかである。但し、Ｒ71は、水素基、アルキル基、ハロゲン基、ハロゲン化アルキル基のいずれかであり、Ｒ72は、水素基、アルキル基、ハロゲン基、ハロゲン化アルキル基のいずれかであり、Ｒ72は、ハロゲン基、ハロゲン化アルキル基のいずれかである。また、ａ７、ｆ７、ｎ７は１又は２の整数であり、ｂ７、ｃ７、ｅ７は１乃至４の整数であり、ｄ７は０乃至４の整数であり、ｇ７、ｍ７は１乃至３の整数である。
【０２２７】
１族元素とは、水素〈Ｈ〉、リチウム〈Ｌｉ〉、ナトリウム〈Ｎａ〉、カリウム〈Ｋ〉、ルビジウム〈Ｒｂ〉、セシウム〈Ｃｓ〉、フランシウム〈Ｆｒ〉である。２族元素とは、ベリリウム〈Ｂｅ〉、マグネシウム〈Ｍｇ〉、カルシウム〈Ｃａ〉、ストロンチウム〈Ｓｒ〉、バリウム〈Ｂａ〉、ラジウム〈Ｒａ〉である。１３族元素とは、ホウ素〈Ｂ〉、アルミニウム〈Ａｌ〉、ガリウム〈Ｇａ〉、インジウム〈Ｉｎ〉、タリウム〈Ｔｌ〉である。１４族元素とは、炭素〈Ｃ〉、ケイ素〈Ｓｉ〉、ゲルマニウム〈Ｇｅ〉、スズ〈Ｓｎ〉、鉛〈Ｐｂ〉である。１５族元素とは、窒素〈Ｎ〉、リン〈Ｐ〉、ヒ素〈Ａｓ〉、アンチモン〈Ｓｂ〉、ビスマス〈Ｂｉ〉である。
【０２２８】
式（１７）に示した化合物として、具体的には、式（１７−１）〜式（１７−６）で表される化合物を例示することができる。式（１８）に示した化合物として、具体的には、式（１８−１）〜式（１８−８）で表される化合物を例示することができる。式（１９）に示した化合物として、具体的には、式（１９−１）で表される化合物を例示することができる。
【０２２９】
0006742067.tif 000011
【０２３０】
0006742067.tif 000012
【０２３１】
0006742067.tif 000013
【０２３２】
また、電解質塩として、式（２０）あるいは式（２１）で表される化合物を例示することもできる。ｐ、ｑ、ｒは、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。ｐ、ｑ、ｒの内の２つが同じ値であってもよい。
【０２３３】
0006742067.tif 000014
但し、Ｒ81は炭素数２乃至４の直鎖状又は分岐状のパーフルオロアルキレン基である。
【０２３４】
ＬｉＣ（ＣpＦ2p+1ＳＯ2）（ＣqＦ2q+1ＳＯ2）（ＣrＦ2r+1ＳＯ2）    （２１）
但し、ｐ、ｑ、ｒは１以上の整数である。
【０２３５】
式（２０）に示した化合物は環状のイミド化合物である。環状のイミド化合物として、具体的には、式（２０−１）〜式（２０−４）で表される化合物を例示することができる。
【０２３６】
0006742067.tif 000015
【０２３７】
式（２１）に示した化合物は鎖状のメチド化合物である。鎖状のメチド化合物として、具体的には、リチウムトリストリフルオロメタンスルホニルメチド〈ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3〉を例示することができる。
【０２３８】
電解質塩の含有量は特に限定されないが、溶媒に対して０．３モル／ｋｇ乃至３．０モル／ｋｇであることが、高いイオン伝導性が得られるといった観点から好ましい。電解質塩の含有量を算出する場合、電解質塩の量に、上記の第１化合物、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウムの量を含めてもよい。また、溶媒の量に、第２化合物、第３化合物、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル、ジアルキルスルホキシド、鎖状ジ炭酸エステル、芳香族炭酸エステル、環状炭酸エステル、鎖状モノ炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、リン酸エステルの量を含めてもよい。
【０２３９】
非水系電解液の固有粘度は特に限定されないが、２５゜Ｃにおいて１０ｍＰａ／ｓ以下であることが、電解質塩の解離性及びイオン移動度等の確保といった観点から好ましい。
【０２４０】
特に、非水系電解液が、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル、ジアルキルスルホキシド、鎖状ジ炭酸エステル、芳香族炭酸エステル、環状炭酸エステル、鎖状モノ炭酸エステル、鎖状カルボン酸エステル、リン酸エステル、モノフルオロリン酸リチウム、ジフルオロリン酸リチウムのいずれか１種類又は２種類以上を含んでいれば、より高い効果を得ることができる。
【０２４１】
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《リチウムイオン電池：第１の態様》
正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が外装部材に収納されて成り、電解質が充填されたリチウムイオン電池であって、
構造体の長手方向をＸ方向、構造体の短手方向をＺ方向、構造体の厚さ方向をＹ方向とし、
構造体のＸＺ平面に沿った外面を第１面及び第２面とし、
第１面側の構造体の部分を第１の部分、第１の部分と接する、第２面側の構造体の部分を第２の部分とし、
第１の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第１側面部、第２の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第２側面部とし、
充電時の第１の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ1、充電時の第２の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ2とし、
第１の部分と第１側面部との間に位置する隙間の最小値をｄ1、第２の部分と第２側面部との間に位置する隙間の最大値をｄ2、第１の部分と第２の部分との境界、及び、該境界とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分の間に位置する隙間の値をｄmとしたとき、
ΔＸ1＞ΔＸ2
であり、且つ、
ｄ1＜ΔＸ1＜ｄm＜ｄ2
を満足するリチウムイオン電池。
［Ａ０２］外装部材のヤング率は５×１０8Ｐａ乃至７×１０9Ｐａである［Ａ０１］に記載のリチウムイオン電池。
［Ａ０３］外装部材は、プラスチック材料層、金属層及びプラスチック材料層の積層構造を有する［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載のリチウムイオン電池。
［Ａ０４］電解質は、ゲル状電解質から成る［Ａ０１］乃至［Ａ０３］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
［Ａ０５］セパレータを構成する材料は、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、又は、ポリイミド樹脂から成る［Ａ０１］乃至［Ａ０４］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
［Ｂ０１］《リチウムイオン電池：第２の態様》
正極、セパレータ及び負極が捲回又は積層された構造体が外装部材に収納されて成り、電解質が充填されたリチウムイオン電池であって、
構造体の長手方向をＸ方向、構造体の短手方向をＺ方向、構造体の厚さ方向をＹ方向とし、
構造体のＸＺ平面に沿った外面を第１面及び第２面とし、
第１面側の構造体の部分を第１の部分、第１の部分と接する、第２面側の構造体の部分を第２の部分とし、
第１の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第１側面部、第２の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分を第２側面部とし、
充電時の第１の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ1、充電時の第２の部分のＸ方向の線膨張量をΔＸ2としたとき、
ΔＸ1＞ΔＸ2
であり、且つ、充電時、第１の部分の少なくとも一部は外装部材の第１側面部と接触し、第２の部分は外装部材の第２側面部と接触しないリチウムイオン電池。
［Ｂ０２］外装部材のヤング率は５×１０8Ｐａ乃至７×１０9Ｐａである［Ｂ０１］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｂ０３］外装部材は、プラスチック材料層、金属層及びプラスチック材料層の積層構造を有する［Ｂ０１］又は［Ｂ０２］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｂ０４］電解質は、ゲル状電解質から成る［Ｂ０１］乃至［Ｂ０３］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
［Ｂ０５］セパレータを構成する材料は、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂、又は、ポリイミド樹脂から成る［Ｂ０１］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ０１］電解質は非水系電解液から成り、
非水系電解液は、
式（１）で表される化合物、
式（２−Ａ）で表される化合物及び式（２−Ｂ）で表される化合物の少なくとも一方の化合物、並びに、
式（３−Ａ）乃至式（３−Ｆ）で表される化合物の少なくとも１種類の化合物、
から成り、式（１）で表される化合物の含有量は、２．５モル／リットル乃至６モル／リットル、好ましくは３モル／リットル乃至６モル／リットルである［Ａ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
Ｍ+［（Ｚ1Ｙ1）（Ｚ2Ｙ2）Ｎ］-      （１）
Ｒ1−ＣＮ                            （２−Ａ）
Ｒ2−Ｘ−ＣＮ                        （２−Ｂ）
0006742067.tif 000016
0006742067.tif 000017
Ｒ22−（ＣＮ）n                      （３−Ｆ）
但し、
式（１）中、Ｍは金属元素であり、Ｚ1及びＺ2のそれぞれは、フッ素基、１価の炭化水素基、１価のフッ素化炭化水素基のいずれかであり、Ｚ1及びＺ2の少なくとも一方は、フッ素基、１価のフッ素化炭化水素基のいずれかであり、Ｙ1及びＹ2のそれぞれは、スルホニル基、カルボニル基のいずれかであり、
式（２−Ａ）中、Ｒ1は１価の炭化水素基であり、
式（２−Ｂ）中、Ｒ2は１価の炭化水素基であり、Ｘは、１又は２以上のエーテル結合と１又は２以上の２価の炭化水素基とが任意の順に結合した基であり、
式（３−Ａ）中、Ｒ3及びＲ4のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであり、
式（３−Ｂ）中、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8のそれぞれは、水素基、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基のいずれかであり、Ｒ5，Ｒ6，Ｒ7，Ｒ8の少なくとも１つは、１価の不飽和炭化水素基であり、
式（３−Ｃ）中、Ｒ9は、＞ＣＲ10Ｒ11で表される基であり、Ｒ10及びＲ11のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであり、
式（３−Ｄ）中、Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、Ｒ12，Ｒ13，Ｒ14，Ｒ15の少なくとも１つは、ハロゲン基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、
式（３−Ｅ）中、Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18，Ｒ19，Ｒ20，Ｒ21のそれぞれは、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、Ｒ16，Ｒ17，Ｒ18，Ｒ19，Ｒ20，Ｒ21の少なくとも１つは、ハロゲン基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、
式（３−Ｆ）中、Ｒ22はｎ価（但し、ｎは２以上の整数）の炭化水素基である。
［Ｃ０２］Ｍは、アルカリ金属元素であり、
１価の炭化水素基は、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、シクロアルキル基、アリール基、及び、これらの２種類以上が１価となるように結合した基のいずれかであり、
１価のフッ素化炭化水素基は、１価の炭化水素基の内の少なくとも１つの水素基がフッ素基によって置換された基であり、
２価の炭化水素基は、アルキレン基、アルケニレン基、アルキニレン基、シクロアルキレン基、アリーレン基、及び、これらの２種類以上が結合された基のいずれかであり、
１価の飽和炭化水素基は、アルキル基、シクロアルキル基、及び、これらが１価となるように結合された基のいずれかであり、
１価の不飽和炭化水素基は、アルケニル基、アルキニル基、アリール基、これらの１種類以上を含む基、及び、これらの２種類以上が１価となるように結合された基のいずれかであり、
ハロゲン基は、フッ素基、塩素基、臭素基、及び、ヨウ素基のいずれかであり、
１価のハロゲン化炭化水素基は、１価の炭化水素基の内の少なくとも１つの水素基がハロゲン基によって置換された基である［Ｃ０１］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ０３］Ｍはリチウムであり、
１価のフッ素化炭化水素基は、パーフルオロアルキル基であり、
Ｘは、−Ｏ−Ｙ−（但し、Ｙは、２価の炭化水素基）で表される基である［Ｃ０１］又は［Ｃ０２］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ０４］非水系電解液は、スルホン酸エステル、酸無水物、環状カルボン酸エステル、ジアルキルスルホキシド、式（１０）乃至式（１５）で表される化合物、モノフルオロリン酸リチウム、及び、ジフルオロリン酸リチウムの少なくとも１種を含む［Ｃ０１］乃至［Ｃ０３］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
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但し、
Ｒ23及びＲ24のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、
Ｒ25は、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基のいずれかであり、
Ｒ26，Ｒ27，Ｒ28，Ｒ29，Ｒ30，Ｒ31，Ｒ32，Ｒ33，Ｒ34，Ｒ35のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価の酸素含有炭化水素基、１価の窒素含有炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基、１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基、１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基、これらの２種類以上が１価となるように結合した基のいずれかであり、
Ｒ36，Ｒ37，Ｒ38，Ｒ39のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであり、
Ｒ40及びＲ41のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであり、
Ｒ42及びＲ43のそれぞれは、水素基、１価の炭化水素基のいずれかであり、
Ｒ44，Ｒ45，Ｒ46のそれぞれは、１価の炭化水素基、１価のハロゲン化炭化水素基のいずれかである。
［Ｃ０５］２価のハロゲン化炭化水素基は、２価の炭化水素基の内の少なくとも１つの水素基がハロゲン基によって置換された基であり、
ハロゲン基は、フッ素基、塩素基、臭素基及びヨウ素基のいずれかであり、
１価の酸素含有炭化水素基は、アルコキシ基であり、
１価の窒素含有炭化水素基は、アルキルアミノ基であり、
１価のハロゲン化酸素含有炭化水素基は、１価の酸素含有炭化水素基の内の少なくとも１つの水素基がハロゲン基によって置換された基であり、
１価のハロゲン化窒素含有炭化水素基は、１価の窒素含有炭化水素基の内の少なくとも１つの水素基がハロゲン基によって置換された基である［Ｃ０４］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ０６］非水系電解液は、六フッ化リン酸リチウム及び四フッ化ホウ酸リチウムの内の少なくとも一方を含む［Ｃ０１］乃至［Ｃ０５］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ０７］正極は、電極反応物質を吸蔵・放出可能である正極活物質を含み、
負極は、電極反応物質を吸蔵・放出可能である負極活物質を含み、
正極活物質と負極活物質との間に絶縁性材料を備え、
絶縁性材料は、絶縁性セラミックス及び絶縁性高分子化合物の少なくとも一方を含む［Ｃ０１］乃至［Ｃ０６］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ０８］絶縁性セラミックスは、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタン、及び、酸化ジルコニウムの少なくとも１種を含み、
絶縁性高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体及び共重合体の少なくとも一方を含む［Ｃ０７］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ０９］正極活物質の表面に、絶縁性材料を含む第１絶縁層が設けられている［Ｃ０７］又は［Ｃ０８］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ１０］負極の表面に、絶縁性材料を含む第２絶縁層が設けられている［Ｃ０７］又は［Ｃ０８］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｃ１１］セパレータの表面に、絶縁性材料を含む第３絶縁層が設けられている［Ｃ０７］又は［Ｃ０８］に記載のリチウムイオン電池。
［Ｄ０１］《電池パック》
［Ａ０１］乃至［Ｃ１１］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池、
リチウムイオン電池の動作を制御する制御部、及び、
制御部の指示に応じてリチウムイオン電池の動作を切り換えるスイッチ部、
を備えている電池パック。
［Ｄ０２］《電動車両》
［Ａ０１］乃至［Ｃ１１］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池、
リチウムイオン電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部、
駆動力に応じて駆動する駆動部、及び、
リチウムイオン電池の動作を制御する制御部、
を備えている電動車両。
［Ｄ０３］《電力貯蔵システム》
［Ａ０１］乃至［Ｃ１１］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池、
リチウムイオン電池から電力を供給される１又は２以上の電気機器、及び、
リチウムイオン電池からの電気機器に対する電力供給を制御する制御部、
を備えている電力貯蔵システム。
［Ｄ０４］《電動工具》
［Ａ０１］乃至［Ｃ１１］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池、及び、
リチウムイオン電池から電力を供給される可動部、
を備えている電動工具。
［Ｄ０５］《電子機器》
［Ａ０１］乃至［Ｃ１１］のいずれか１項に記載のリチウムイオン電池を電力供給源として備えている電子機器。
【符号の説明】
【０２４２】
１０・・・構造体、１０Ａ・・・構造体の外面である第１面、１０Ｂ・・・構造体の外面である第２面、１１・・・第１面側の構造体の部分である第１の部分、１２・・・第２面側の構造体の部分である第２の部分、１３・・・第１の部分と第２の部分との境界、２０・・・外装部材、２１・・・第１の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分である第１側面部、２２・・・第２の部分とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分である第２側面部、２３・・・境界とＸ方向に対向する外装部材の側面の部分、３０・・・捲回電極体（構造体）、３１・・・正極リード、３２・・・負極リード、３３・・・正極、３３Ａ・・・正極集電体、３３Ｂ・・・正極活物質層、３４・・・負極、３４Ａ・・・負極集電体、３４Ｂ・・・負極活物質層、３５・・・セパレータ、３６・・・電解質層、３７・・・保護テープ、４０・・・外装部材、４１・・・密着フィルム、５０・・・積層電極体（構造体）、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、５８・・・外装部材、２１１・・・正極活物質、２１２・・・活物質絶縁層、２１３・・・負極絶縁層、２１４・・・セパレータ絶縁層、６０・・・筐体、６１・・・制御部、６２・・・電源、６３・・・スイッチ部、６４・・・電流測定部、６５・・・温度検出部、６６・・・電圧検出部、６７・・・スイッチ制御部、６８・・・メモリ、６９・・・温度検出素子、７０・・・電流検出抵抗、７１・・・正極端子、７２・・・負極端子、７３・・・筐体、７４・・・制御部、７５・・・エンジン、７６・・・電源、７７・・・モータ、７８・・・差動装置、７９・・・発電機、８０・・・トランスミッション、８１・・・クラッチ、８２，８３・・・インバータ、８４・・・各種センサ、８５・・・前輪用駆動軸、８６・・・前輪、８７・・・後輪用駆動軸、８８・・・後輪、８９・・・家屋、９０・・・制御部、９１・・・電源、９２・・・スマートメータ、９３・・・パワーハブ、９４・・・電気機器（電子機器）、９５・・・自家発電機、９６・・・電動車両、９７・・・集中型電力系統、９８・・・工具本体、９９・・・制御部、１００・・・電源、１０１・・・ドリル部、１１１・・・電源、１１６・・・回路基板、１１２・・・正極リード、１１３・・・負極リード、１１８，１１９・・・粘着テープ、１１４・・・タブ、１１５・・・タブ、１１７・・・コネクタ付きリード線、１２０・・・ラベル、１２１・・・絶縁シート、１２１・・・制御部、１２２・・・スイッチ部、１２３・・・ＰＴＣ、１２４・・・温度検出部、１２５・・・正極端子、１２６・・・温度検出素子、１２７・・・負極端子
【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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