(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１つの貫通孔を備える電極リードを有する電池素子と、
前記電極リード上のうち、前記貫通孔と前記電池素子との間に設けられた放熱材と、
前記電極リードの一端を外に出すようにして、前記電池素子を収容するフィルム状の外装材と
を備え、
前記貫通孔は、前記外装材に覆われている
電池。
【請求項２】
前記放熱材は、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ２・Ｋ以上である
請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記外装材は、ラミネートフィルムである
請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記放熱材は、前記外装材の外部に設けられている
請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記放熱材は、前記外装材の内部に設けられている
請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記放熱材は、前記電極リードに直接接触するように設けられている
請求項１に記載の電池。
【請求項７】
前記電極リードは、正極リードである
請求項１に記載の電池。
【請求項８】
請求項１に記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と
を備える電池パック。
【請求項９】
請求項１に記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１０】
請求項１に記載の電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を備える電動車両。
【請求項１１】
請求項１に記載の電池を備え、
前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
【請求項１２】
請求項１に記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から電池の冷却部材として様々なものが提案されている。例えば、端子部を冷媒で冷やされた熱伝導性バスバに接続する二次電池が提案されている（特許文献１）。また、積層セルの間に電熱板を挟むことによって放熱を行なう蓄電池モジュールが提案されている（特許文献２）。さらに、セル内部にある集電体と電極端子との間に熱吸収部材を設けた電池が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−００２１０５号公報
【特許文献２】特開２０１４−０８６２８１号公報
【特許文献３】特開２００７−１８８７４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本技術の目的は、貫通孔を備える電極リードで発生した熱が電池素子に伝わることを抑制することができる電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、第１の技術は、少なくとも１つの貫通孔を備える電極リードを有する電池素子と、電極リード上のうち、貫通孔と電池素子との間に設けられた放熱材と、電極リードの一端を外に出すようにして、電池素子を収容するフィルム状の外装材とを備え、貫通孔は、外装材に覆われている電池である。
【発明の効果】
【０００６】
本技術によれば、貫通孔を備える電極リードで発生した熱が電池素子に伝わることを抑制することができる。なお、ここに記載された効果は必ずしも限定されるものではなく、明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１Ａは、本技術の第１の実施形態に係るフィルム外装型電池の一構成例を示す斜視図である。図１Ｂは、図１ＡのＩＢ−ＩＢ線に沿った断面図である。
【図２】本技術の実施形態に係る第１のフィルム外装型電池の一構成例を示す分解斜視図である。
【図３】電池素子の一構成例を示す拡大断面図である。
【図４】図４Ａは、正極集電体の一構成例を示す平面図である。図４Ｂは、負極集電体本の一構成例を示す平面図である。
【図５】図５Ａ、図５Ｂ、図５Ｃ、図５Ｄ、図５Ｅはそれぞれ、本技術の第１の実施形態の変形例に係るフィルム外装型電池の構成例を示す断面図である。
【図６】本技術の第２の実施形態に係る電池パックおよび電子機器の一構成例を示すブロック図である。
【図７】本技術の第３の実施形態に係る蓄電システムの一構成例を示す概略図である。
【図８】本技術の第４の実施形態に係る電動車両の一構成を示す概略図である。
【図９】図９Ａは、試験例１の正極リードおよび放熱材の構成を示す斜視図である。図９Ｂは、試験例２の正極リードの構成を示す斜視図である。
【図１０】試験例３の正極リードと放熱材の構成を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施形態
１．１  電池の構成
１．２  電池の製造方法
１．３  効果
１．４  変形例
２．第２の実施形態
３．第３の実施形態
４．第４の実施形態
【０００９】
＜１．第１の実施形態＞
［１．１  電池の構成］
図１Ａに示すように、本技術の第１の実施形態に係るフィルム外装型電池（以下単に「電池」という。）１０は、いわゆる扁平型または角型のリチウムイオンポリマー電池であり、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂが取り付けられた電池素子１１をフィルム状の外装材１２の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。
【００１０】
正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂは、それぞれ、外装材１２の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂは、例えば、アルミニウム(Ａｌ)、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）またはステンレスなどの金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。本明細書では、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂが導出された電池素子１１の端部側をトップ側、それとは反対側の端部側をボトム側と称する。また、トップ側とボトム側の間に位置する両端部の側をサイド側と称する。
【００１１】
正極リード１３Ａには、一方の面から反対側の他方の面に向けて貫通する貫通孔１３Ｃが設けられている。正極リード１３Ａの一方の面に垂直な方向から貫通孔１３Ｃを平面視すると、貫通孔１３Ｃは矩形状を有している。なお、貫通孔１３Ｃの数は１つに限られず２つ以上であってもよい。また、貫通孔１３Ｃの形状は矩形状に限られず、円形状、楕円形状、矩形状以外の多角形状または不定形状などであってもよい。
【００１２】
貫通孔１３Ｃは、異常な大電流が正極リード１３Ａに流れた際に、貫通孔１３Ｃが設けられた部分で正極リード１３Ａを溶断させるためのものである。貫通孔１３Ｃは、負極リード１３Ｂに設けてもよいし、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂの両方に設けてもよいが、少なくとも正極リード１３Ａに設けることが好ましい。一般的に正極リード１３Ａに用いられる材料は、負極リード１３Ｂに用いられる材料よりも融点が低い。このため、正極リード１３Ａに貫通孔１３Ｃを設けた場合の方が、負極リード１３Ｂに貫通孔１３Ｃを設けた場合に比べてリードの溶断温度を低くでき、安全性を向上させることができる。
【００１３】
（外装材）
図２に示すように、外装例１２は、矩形状を有し、その中央部から各辺が重なるようにして折り返されている。折返しの境界には、切り込みなどが予め設けられていてもよい。折り返された外装材１２の間には、電池素子１１が挟み込まれ、電池素子１１の周囲のうちトップ側およびサイド側にて外装材１２が封止されている。封止の形態としては、例えば、熱融着などの接着が挙げられる。外装材１２は、重ね合わされる一方の面に、電池素子１１を収容するための収容部１５を有している。この収容部１５は、例えば、深絞り加工により形成される。
【００１４】
外装材１２は、例えば、柔軟性を有するラミネートフィルムからなる。外装材１２は、例えば、熱融着樹脂層、金属層、表面保護層を順次積層した構成を有する。なお、熱融着樹脂層側の面が、電池素子１１を収容する側の面となる。この熱融着樹脂層の材料としては、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）が挙げられる。金属層の材料としては、例えばアルミニウムが挙げられる。表面保護層の材料としては、例えばナイロン（Ｎｙ）が挙げられる。具体的には例えば、外装材１２は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装材１２は、例えば、ポリエチレンフィルム側と電池素子１１とが対向するように配設され、各外縁部が融着または接着剤により互いに密着されている。外装材１２と正極リード１３Ａの間に密着フィルム１４Ａが挿入され、外装材１２と負極リード１３Ｂの間に密着フィルム１４Ｂが挿入されている。密着フィルム１４Ａ、１４Ｂは外気の侵入を防止するため、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂに対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまた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ている。
【００１５】
なお、外装材１２は、上述したラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。あるいは、アルミニウム製フィルムを心材として、その片面または両面に高分子フィルムを積層したラミネートフィルムを用いてもよい。
【００１６】
また、外装材１２としては、外観の美しさの点から、有色層をさらに備えるもの、および／または、熱融着樹脂層および表面保護層のうちから選ばれる少なくとも一種の層に着色材を含むものを用いてもよい。熱融着樹脂層と金属層との間、および表面保護層と金属層との間の少なくとも一方に接着層が設けられている場合には、その接着層が着色材を含むようにしてもよい。
【００１７】
（放熱材）
正極リード１３Ａに設けられた貫通孔１３Ｃと電池素子１１のトップ側端部との間に位置するように、外装材１２の外側面上に放熱材１６が設けられている。放熱材１６と外装材１２の外側面とは、接着層などを介して貼り合わされている。接着層は、粘着材などの接着材により構成されている。粘着材としては、例えばアクリル系粘着剤、ゴム系粘着剤、シリコン系粘着剤などを用いることができる。ここでは、粘着（pressure sensitive adhesion）は接着（adhesion）の一種と定義する。この定義に従えば、粘着層は接着層の一種とみなされる。接着層は、フィルム状の支持体の両面に接着材が塗布されたものであってもよい。このような構成を有する接着層としては、例えば、両面接着テープ、両面接着フィルムなどが挙げられる。なお、接着層などにより放熱材１６と外装材１２の外側面とを貼り合わせる代わりに、クリップなどの挟持部材により放熱材１６を外装材１２の外側面に対して押し付けるようにしてもよい。
【００１８】
放熱材１６は、電池１０の通常の使用時に、正極リード１３Ａのうち貫通孔１３Ｃが設けられた部分で発生した熱が電池素子１１に伝わるのを抑制するためのものである。放熱材１６を外装材１２の外に設けることにより、放熱材１６の寸法に応じて電池素子１１や外装材１２の寸法などを変更する必要が無いので、電池１０の製造が容易となる。
【００１９】
放熱材１６は、薄板状を有し、その主面が外装材１２の外側面に貼り合わされている。放熱材１６をその主面に垂直な方向から平面視すると、放熱材１６は、矩形状を有している。但し、放熱材１６の形状は矩形状に限られず、円形状、楕円形状、矩形状以外の多角形状または不定形状などであってもよい。
【００２０】
放熱材１６は、金属、金属化合物、炭素および炭素含有樹脂のうちの少なくとも１種により構成されている。ここで、金属には半金属元素も含むものとする。金属化合物としては、例えば、金属窒化物、金属炭化物および金属酸化物などのうちの少なくとも１種を用いることができる。金属化合物はセラミックスであってもよい。放熱材１６の材料の具体例としては、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）などが挙げられる。放熱材１６の材料として金属（例えばアルミニウム、銅）などの導電性を有する材料を用いる場合には、放熱材１６の表面を絶縁処理することが好ましい。
【００２１】
放熱材１６の熱伝導率は、放熱性の観点からすると、３０Ｗ／ｍ2・Ｋ以上であることが好ましい。ここで、熱伝導率は、レーザーフラッシュ法で求められた値である。
【００２２】
（電池素子）
図２に示すように、電池素子１１は、扁平形状を有するスタック型電極構造の電池素子である。正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂは、例えば電池素子１１の一端から同一方向に導出されている。電池素子１１は、いわゆるリチウムイオンポリマー二次電池である。
【００２３】
図３に示すように、電池素子１１は、正極２１と、負極２２と、セパレータ２３と、電解質層２４とを備え、正極２１、負極２２およびセパレータ２３は、例えば矩形状を有している。電池素子１１は、例えば、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して積層した構造を有している。正極２１とセパレータ２３との間、および負極２２とセパレータ２３との間にはそれぞれ、電解質層２４が設けられている。
【００２４】
（正極）
正極２１は、正極集電体２１Ａの片面または両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体２１Ａの片面のみに正極活物質層２１Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、例えば、電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質を含んでいる。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤および結着剤のうちの少なくとも１種を用いることができる。
【００２５】
図４Ａに示すように、正極集電体２１Ａは、正極活物質層形成部２１Ｍと正極集電体露出部２１Ｎとを備える。正極活物質層形成部２１Ｍは、正極集電体２１Ａの主面に垂直な方向から見ると、例えば矩形状を有している。正極活物質層形成部２１Ｍの両面または片面には、正極活物質層２１Ｂが設けられる。正極集電体露出部２１Ｎは、正極活物質層形成部２１Ｍの一辺の一部から延設されている。但し、図４Ａ中に二点鎖線で示すように、正極集電体露出部２１Ｎは正極活物質層形成部２１Ｍの一辺の全体から延設されていてもよく、正極集電体露出部２１Ｎの形状は特に限定されるものではない。周縁に延設されて設けられる。正極２１と負極２２とセパレータ２３とが積層された状態において、複数の正極集電体露出部２１Ｎ同士が接合され、この接合された正極集電体露出部２１Ｎが正極リード１３Ａに電気的に接続されている。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００２６】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物またはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ａ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｂ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ｃ）、式（Ｄ）もしくは式（Ｅ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｆ）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（Ｇ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）またはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）などがある。
【００２７】
ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz  ・・・（Ａ）
（但し、式（Ａ）中、Ｍ１は、ニッケル、マンガンを除く２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、−０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
【００２８】
ＬｉaＭ２bＰＯ4  ・・・（Ｂ）
（但し、式（Ｂ）中、Ｍ２は、２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
【００２９】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk  ・・・（Ｃ）
（但し、式（Ｃ）中、Ｍ３は、コバルト、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄、銅、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、−０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３０】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq  ・・・（Ｄ）
（但し、式（Ｄ）中、Ｍ４は、コバルト、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３１】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu  ・・・（Ｅ）
（但し、式（Ｅ）中、Ｍ５は、ニッケル、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、−０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３２】
ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy  ・・・（Ｆ）
（但し、式（Ｆ）中、Ｍ６は、コバルト、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステンからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３３】
ＬｉzＭ７ＰＯ4  ・・・（Ｇ）
（但し、式（Ｇ）中、Ｍ７は、コバルト、マンガン、鉄、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、ニオブ（Ｎｂ）、銅、亜鉛、モリブデン、カルシウム、ストロンチウム、タングステンおよびジルコニウムからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３４】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
【００３５】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００３６】
結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリアミド（ＰＡ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
【００３７】
導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブまたはカーボンナノファイバーなどの炭素材料が挙げられ、それらのうちの１種または２種以上が混合して用いられる。また、炭素材料の他にも、導電性を有する材料であれば金属材料または導電性高分子材料などを用いるようにしてもよい。
【００３８】
（負極）
負極２２は、負極集電体２２Ａの片面または両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有しており、負極活物質層２２Ｂと正極活物質層２１Ｂとが対向するように配置されている。なお、図示はしないが、負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００３９】
図４Ｂに示すように、負極集電体２２Ａは、負極活物質層形成部２２Ｍと負極集電体露出部２２Ｎとを備える。負極活物質層形成部２２Ｍは、負極集電体２２Ａの主面に垂直な方向から見ると、例えば矩形状を有している。負極活物質層形成部２２Ｍの両面または片面には、負極活物質層２２Ｂが設けられる。負極集電体露出部２２Ｎは、負極活物質層形成部２２Ｍの一辺の一部から延設されている。但し、図４Ｂ中に二点鎖線で示すように、負極集電体露出部２２Ｎは正極活物質層形成部２２Ｍの一辺の全体から延設されていてもよく、負極集電体露出部２２Ｎの形状は特に限定されるものではない。正極２１と負極２２とセパレータ２３とが積層された状態において、複数の負極集電体露出部２２Ｎ同士が接合され、この接合された負極集電体露出部２２Ｎが負極リード１３Ｂに電気的に接続されている。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
【００４０】
負極活物質層２２Ｂは、リチウムを吸蔵および放出することが可能な１種または２種以上の負極活物質を含んでいる。負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて結着剤や導電剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００４１】
負極活物質としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭などの炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂などの高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池１０の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
【００４２】
また、高容量化が可能な他の負極活物質としては、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素（例えば、合金、化合物または混合物）として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物またはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００４３】
このような負極活物質としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム、ホウ素、アルミニウム、チタン、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００４４】
負極活物質としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素または半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。このような負極活物質としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
【００４５】
ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン（Ｓｂ）およびクロムからなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ以外の第２の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００４６】
スズの化合物またはケイ素の化合物としては、例えば、酸素または炭素を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００４７】
中でも、Ｓｎ系の負極活物質としては、コバルトと、スズと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。
【００４８】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン（Ｐ）、ガリウムまたはビスマスが好ましく、２種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。
【００４９】
なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズと、コバルトと、炭素とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズなどが凝集または結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集または結晶化を抑制することができるからである。
【００５０】
元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、グラファイトであれば、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは、２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。
【００５１】
なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばＣ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
【００５２】
その他の負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物なども挙げられる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）などのチタンとリチウムとを含むリチウムチタン酸化物、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどが挙げられる。高分子化合物としては、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどが挙げられる。
【００５３】
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、スチレンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロースなどの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。導電剤としては、正極活物質層２１Ｂと同様の炭素材料などを用いることができる。
【００５４】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの樹脂製の多孔質膜によって構成されており、これらの２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池１０の安全性向上を図ることができるので好ましい。特にポリエチレンは、１００℃以上１６０℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ２３を構成する材料として好ましい。他にも、化学的安定性を備えた樹脂を、ポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合またはブレンド化した材料を用いることができる。あるいは、多孔質膜は、ポリプロピレン層と、ポリエチレン層と、ポリプロピレン層とを順次に積層した３層以上の構造を有していてもよい。
【００５５】
また、セパレータ２３は、基材である多孔質膜の片面または両面に樹脂層が設けられていてもよい。樹脂層は、無機物が担持された多孔性のマトリックス樹脂層である。これにより、耐酸化性を得ることができ、セパレータ２３の劣化を抑制できる。マトリックス樹脂としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができ、また、これらの共重合体を用いることも可能である。
【００５６】
無機物としては、金属、半導体、またはこれらの酸化物、窒化物を挙げることができる。例えば、金属としては、アルミニウム、チタンなどを挙げることができ、半導体としては、ケイ素、ホウ素などを挙げることができる。また、無機物としては、実質的に導電性がなく、熱容量の大きいものが好ましい。熱容量が大きいと、電流発熱時のヒートシンクとして有用であり、電池１０の熱暴走をより抑制することが可能になるからである。このような無機物としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（アルミナの一水和物）、タルク、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などの酸化物または窒化物が挙げられる。なお、上述した無機物は、基材としての多孔質膜に含有されていてもよい。
【００５７】
無機物の粒径としては、１ｎｍ〜１０μｍの範囲内が好ましい。１ｎｍより小さいと、入手が困難であり、また入手できたとしてもコスト的に見合わない。１０μｍより大きいと電極間距離が大きくなり、限られたスペースで活物質充填量が十分得られず電池容量が低くなる。
【００５８】
樹脂層は、例えば、次のようにして形成することができる。すなわち、マトリックス樹脂、溶媒および無機物からなるスラリーを基材（多孔質膜）上に塗布し、マトリックス樹脂の貧溶媒且つ上記溶媒の親溶媒浴中を通過させて相分離させ、その後、乾燥させる。
【００５９】
（電解質層）
電解質層２４は、非水電解液と、この非水電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、高分子化合物は非水電解液により膨潤されている。高分子化合物の含有比率は適宜調整可能である。特にゲル状の電解質とする場合には、高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池１０の漏液を防止することができるので好ましい。
【００６０】
非水電解液は、例えば、溶媒と電解質塩とを含んでいる。溶媒としては、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、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、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、エチレンスルフィト、およびビストリフルオロメチルスルホニルイミドトリメチルヘキシルアンモニウムなどの常温溶融塩が挙げられる。中でも、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよびエチレンスルフィトからなる群のうちの少なくとも１種を混合して用いるようにすれば、優れた充放電容量特性および充放電サイクル特性を得ることができるので好ましい。電解質層２４が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。
【００６１】
電解質塩は、１種または２種以上の材料を混合して含んでいてもよい。電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＳＯ3ＣＦ3）、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ）、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチルリチウム（ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）が挙げられる。
【００６２】
高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、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、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、ポリスチレンまたはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンまたはポリエチレンオキサイドが好ましい。
【００６３】
なお、セパレータ２３の樹脂層の説明で述べた無機物と同様の無機物が、電解質層２４に含まれていてもよい。より耐熱性を向上できるからである。
【００６４】
電池１０は以上のように構成されている。この電池１０は、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、例えば、例えば２．８０Ｖ以上６．００Ｖ以下または３．６０Ｖ以上６．００Ｖ以下、好ましくは４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下または４．２０Ｖ以上４．５０Ｖ以下、さらに好ましくは４．３０Ｖ以上４．５５Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。完全充電時における開回路電圧が、例えば正極活物質として層状岩塩型リチウム複合酸化物などを用いた電池において４．２５Ｖ以上とされる場合は、４．２０Ｖの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整され、高いエネルギー密度が得られるようになっている。
【００６５】
上述の構成を有する電池１０では、充電を行うと、例えば、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層２２Ｂに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層２２Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
【００６６】
［１．２  電池の製造方法］
次に、本技術の第１の実施形態に係る電池１０の製造方法の一例について説明する。
【００６７】
（正極の作製工程）
正極２１を以下のようにして作製する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを帯状の正極集電体２１Ａ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正極活物質層２１Ｂを形成し、帯状の正極２１を作製する。次に、正極２１に、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層２４を形成する。次に、この正極２１を電池素子１１に応じた形状に裁断する。なお、正極２１を裁断後に電解質層２４を形成するようにしてもよい。
【００６８】
（負極の作製工程）
負極２２を以下のようにして作製する。まず、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）またはメチルエチルケトン（ＭＥＫ）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帯状の負極集電体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を形成し、帯状の負極２２を作製する。次に、負極２２に、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層２４を形成する。次に、この負極２２を電池素子１１に応じた形状に裁断する。なお、負極２２を裁断後に電解質層２４を形成するようにしてもよい。
【００６９】
（電池素子の作製工程）
電池素子１１を以下のようにして作製する。まず、ポリプロピレン製微多孔フィルムなどを矩形状に切断し、セパレータ２３を作製する。次に、上述のようにして得られた複数枚の正極２１、負極２２およびセパレータ２３を、例えば図３に示すように、セパレータ２３、正極２１、セパレータ２３、負極２２、セパレータ２３、・・・、セパレータ２３、負極２２、セパレータ、正極２１、セパレータ２３の順で積層して、扁平形状を有する電池素子１１を作製する。次に、積層した複数の正極２１の正極集電体露出部２１Ｎ同士を接合するとともに、この接合した正極集電体露出部２１Ｎに対して正極リード１３Ａを電気的に接続する。また、積層した複数の負極２２の負極集電体露出部２２Ｎ同士を接合するとともに、この接合した負極集電体露出部２２Ｎに対して負極リード１３Ｂを電気的に接続する。接続の方法としては、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、半田付けなどが挙げられるが、熱による接続部のダメージを考慮すると、超音波溶、抵抗溶接などの熱影響の少ない方法を用いることが好ましい。
【００７０】
（電池素子の封止工程）
次に、外装材１２の収容部１５に電池素子１１を収容した後、外装材１２を中央から折り返して、外装材１２の間に電池素子１１を挟み込みつつ、外装材１２を重ね合わせる。その際、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂと外装材１２との間には密着フィルム１４Ａ、１４Ｂを挿入する。なお、正極リード１３Ａ、負極リード１３Ｂにそれぞれ密着フィルム１４Ａ、１４Ｂを予め設けておくようにしてもよい。次に、電池素子１１の周囲のうちトップ側およびサイド側にて、重ね合わせた外装材１２の熱融着樹脂層同士を熱融着により貼り合わせる。これにより、電池素子１１が外装材１２により封止され、電池１０が得られる。
【００７１】
（ヒートプレス工程）
次に、必要に応じてヒートプレスにより電池１０を成型する。より具体的には、電池１０を加圧しながら、常温より高い温度で加熱する。これにより、電解質層２４を構成する電解質などを正極活物質層２１Ｂおよび負極活物質層２２Ｂに含浸させるとともに、電解質層２４と正極２１および負極２２との密着性を高めることができる。また、正極活物質同士および負極活物質同士の密着性を高め、正極活物質および負極活物質の接触抵抗を低下させることができる。
【００７２】
以上のようにして本技術の第１の実施形態に係る電池１０が製造される。
【００７３】
［１．３  効果］
本技術によれば、大掛かりな装置を付けることなく、放熱材１６によって、貫通孔１３Ｃを付けた正極リード１３Ａの温度上昇を抑制することができるため、電池素子１１に熱が伝わることによるダメージを低減することができる。また、放熱材１６を外装材１２の外部に取り付けることによって取り付け取り外しが簡便となり、貫通孔１３Ｃのサイズに応じて放熱材１６のサイズを簡単に変更でき、製造工程を簡易化することができる。すなわち、本技術を用いることで、電池１０の特性を低減することなく異常に大電流が流れた時に正極リード１３Ａが溶断することにより電池１０を安全に停止することができるようになり、かつ、通常使用範囲での貫通孔１３Ｃによる温度上昇の影響を簡易に緩和することができる。
【００７４】
また、特許文献１に記載の技術のように、端子部を冷媒で冷やすために冷媒を流すことにより単セルが大型化してしまうということがない。また、特許文献２に記載の技術のように、端子で発生する熱が単電池に伝わった後に放熱することで単電池に熱の影響を与えてしまうということもない。
【００７５】
［１．４  変形例］
図５Ａに示すように、放熱材１６を外装材１２内に設け、正極リード１３Ａに直接接触させてもよい。このように正極リード１３Ａに放熱材１６を直接接触させることが、放熱性の観点から好ましい。
図５Ｂに示すように、貫通孔１３Ｃが外装材１２内に位置するようにしてもよい。この場合、正極リード１３Ａのうち貫通孔１３Ｃが設けられた部分を保護し、外力などにより正極リード１３Ａが切断されることを抑制できる。但し、放熱性の観点からすると、第１の実施形態のように、貫通孔１３Ｃが外装材１２の外部に設けられていることが好ましい。
図５Ｃに示すように、放熱材１６は１つではなく２つ以上設けてもよい。この場合、各放熱材１６の熱伝導率が異なっていてもよいし、各放熱材１６のサイズが異なっていてもよい。
図５Ｄに示すように、放熱材１６を備える電池１０を複数重ね合わせて積層してもよい。
この場合、積層された複数の電池１０の周縁部は、図示を省略した支持部材により支持されて一体化されていてもよい。また、放熱材１６が、その上に設けられたトップ側の外装材１２の封止部分を支持していてもよい。さらに、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂの両方に放熱材１６が設けられていてもよい。
なお、図５Ｂ〜図５Ｄに示した構成において、放熱材１６を外装材１２内に設け、正極リード１３Ａに直接接触させてもよい。
図５Ｅに示すように、貫通孔１３Ｃと外装材１６の周縁部との間に位置するように、正極リード１３Ａ上に放熱材１６が直接設けられていてもよい。このように正極リード１３Ａに放熱材１６を直接接触させることが、放熱性の観点から好ましい。なお、図５Ｃ、図５Ｄに示した構成においても、貫通孔１３Ｃと外装材１６の周縁部との間に位置するように、正極リード１３Ａ上に放熱材１６を直接設けるようにしてもよい。
【００７６】
第１の実施形態では、電池１０が扁平型または角型である場合を例として説明したが、電池１０の形状はこれに限定されるものではなく、電池１０が湾曲形状や屈曲形状などを有していてもよい。
【００７７】
第１の実施形態では、剛性を有する電池を例として説明したが、フレキシブル電池であってもよい。フレキシブル電池としては、例えば、スマートウオッチ、ヘッドマウンドディスプレイ、ｉＧｌａｓｓ（登録商標）などのウェアラブル端末に搭載されるものが挙げられる。
【００７８】
第１の実施形態では、電池素子１１がスタック型電極構造を有するものである場合を例として説明したが、電池素子１１の構成はこれに限定されるものではない。例えば、電池素子１１が巻回電極構造を有するもの、または正極および負極をセパレータを介して折り畳んだ構造を有するものなどであってもよい。
【００７９】
第１の実施形態では、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂが、外装材１２の同一の辺から同一方向に導出されている構成を例として説明したが、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂの構成はこれに限定されるものではない。例えば、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂが、外装材１２の異なる辺から異なる方向に導出されていてもよい。
【００８０】
貫通孔１３Ｃは正極リード１３Ａのみでなく、負極リード１３Ｂにのみ設けられていてもよいし、正極リード１３Ａおよび負極リード１３Ｂの両方に設けられていてもよい。貫通孔１３Ｃを負極リード１３Ｂに設ける場合には、負極リード１３Ｂの貫通孔１３Ｃと電池素子１１との間に位置するように放熱材１６を設ける必要がある。
【００８１】
放熱材１６は使用する素材の種類に応じて寸法を変更してもよい。例えば、熱伝導率が低い素材を用いる場合には熱伝導率が高い素材よりも寸法を大きくするとよい。
【００８２】
第１の実施形態では、電解質が、非水電解液と、この非水電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含むものである場合を例として説明したが、電解質が、液状の電解質、すなわち電解液であってもよい。
【００８３】
第１の実施形態では、リチウムイオン二次電池に対して本技術を適用した例を示したが、リチウムイオン二次電池以外の各種の二次電池にも本技術は適用可能である。また、本技術は、二次電池に限定されるものではなく一次電池に適用することも可能であるし、全固体電池に適用することも可能である。
【００８４】
＜２．第２の実施形態＞
［電池パックおよび電子機器の構成］
以下、図６を参照して、本技術の第２の実施形態に係る電池パック３００および電子機器４００の一構成例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
【００８５】
電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
【００８６】
電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパなど）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機などが挙げられるが、これに限定されるものでなない。
【００８７】
（電子回路）
電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
【００８８】
（電池パック）
電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図６では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第１の実施形態またはその変形例に係る電池が用いられる。
【００８９】
充放電回路３０２は、組電池３０１の充放電を制御する制御部である。具体的には、充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
【００９０】
［変形例］
上述の第２の実施形態では、電池パック３００が、複数の二次電池３０１ａにより構成される組電池３０１を備える場合を例として説明したが、電池パック３００が、組電池３０１に代えて１つの二次電池３０１ａを備える構成を採用してもよい。
【００９１】
＜３．第３の実施形態＞
第３の実施形態では、第１の実施形態またはその変形例に係る電池１０を蓄電装置に備える蓄電システムについて説明する。この蓄電システムは、およそ電力を使用するものである限り、どのようなものであってもよく、単なる電力装置も含む。この電力システムは、例えば、スマートグリッド、家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）、車両など含み、蓄電も可能である。
【００９２】
［蓄電システムの構成］
以下、図７を参照して、第３の実施形態に係る蓄電システム（電力システム）１００の構成例について説明する。この蓄電システム１００は、住宅用の蓄電システムであり、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【００９３】
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃなどである。
【００９４】
蓄電装置１０３は、第１の実施形態またはその変形例に係る電池を備えている。スマートメータ１０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数の組み合わせであってもよい。
【００９５】
各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。
【００９６】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network） またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【００９７】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、およびサービスプロバイダーのいずれかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants）などに、表示されてもよい。
【００９８】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていてもよい。
【００９９】
以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０１００】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０１０１】
＜４．第４の実施形態＞
第４の実施形態では、第１の実施形態またはその変形例に係る電池１０を備える電動車両について説明する。
【０１０２】
［電動車両の構成］
図８を参照して、本技術の第４の実施形態に係る電動車両の一構成について説明する。このハイブリッド車両２００は、シリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両である。シリーズハイブリッドシステムは、エンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置２０３で走行する車である。
【０１０３】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８としては、第１の実施形態またはその変形例に係る電池１０が用いられる。
【０１０４】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置２０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ２１０は、車両制御装置２０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【０１０５】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。
【０１０６】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両２００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置２０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
【０１０７】
バッテリー２０８は、充電口２１１を介してハイブリッド車両２００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口２１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【０１０８】
図示しないが、電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていてもよい。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
【０１０９】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、またはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力をいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【０１１０】
［試験例］
以下、試験例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの試験例のみに限定されるものではない。
【０１１１】
正極リード１３Ａと放熱材１６とを直接接触させて構成した電池１０について、シミュレーションにより放熱材１６の効果について検討した。
【０１１２】
（試験例１）
正極リード１３Ａの一方の面側に放熱材１６を直接接触させた構成を温度分布のシミュレーションのモデルとして設定した。シミュレーションとしては、有限要素法を用いた。その結果を図９Ａに示す。
以下に、温度分布のシミュレーションの条件を示す。
電流密度（５０［Ａ］／正極リード１３Ａの断面積［ｍ］）：１．６６６７×１０7Ａ／ｍ2 
正極リード１３Ａの幅：２０ｍｍ
正極リード１３Ａの長さ：５０ｍｍ
正極リード１３Ａの厚さ：１５０μｍ
正極リード１３Ａの熱伝達係数：１０Ｗ／（ｍ2Ｋ）
正極リード１３Ａの電気抵抗率：２．６５×１０-11Ω・ｍ
貫通孔１３Ｃの幅：１７ｍｍ
貫通孔１３Ｃの長さ：１５ｍｍ
放熱材１６の種類：銅（Ｃｕ）
放熱材１６の高さ：１０ｍｍ
放熱材１６の幅：２０ｍｍ
放熱材１６の厚さ：３０ｍｍ
【０１１３】
放熱材１６を正極リード１３Ａの一方の面側に直接接触させた場合、正極リード１３Ａの先端側（貫通孔１３Ｃが設けられている側）の温度は約２８１℃に達するが、正極リード１３Ａの後端側（電池素子１１と接続される側）および放熱材１６の温度は約９５℃に抑えられていることがわかった。なお、図９Ａでは、温度分布はケルビン［Ｋ］で表記している。
【０１１４】
（試験例２）
放熱材１６を正極リード１３Ａの一方の面側と他方の面側にそれぞれ直接接触させたこと以外は、試験例１と同様にして、有限要素法により温度分布のシミュレーションを行った。その結果を図９Ｂに示す。
なお、放熱材１６としては以下の構成のものとした。
放熱材１６の種類：アルミニウム（Ａｌ）
放熱材１６の高さ：１０ｍｍ
放熱材１６の幅：２０ｍｍ
放熱材１６の厚さ：１５ｍｍ
【０１１５】
放熱材１６を正極リード１３Ａの一方の面側に直接接触させた場合、正極リード１３Ａの先端側（貫通孔１３Ｃが設けられている側）の温度は約２８６℃に達するが、正極リード１３Ａの後端側（電池素子１１と接続される側）および放熱材１６の温度は約１００℃に抑えられていることがわかった。
【０１１６】
このように、放熱材１６を設けることにより、正極リード１３Ａの電池素子１１と接続される側の温度を低下させ、電池素子１１に正極リード１３Ａで発生した高温の熱が伝わることを防止することができることがわかった。
【０１１７】
（試験例３）
放熱材１６を設けないこと以外は、試験例１と同様にして、有限要素法により温度分布のシミュレーションを行った。その結果を図１０に示す。
【０１１８】
放熱材１６を設けない場合、正極リード１３Ａの先端側（貫通孔１３Ｃが設けられている側）の温度は約３５５℃に達し、正極リード１３Ａの後端側（電池素子１１と接続される側）の温度は約２０９℃に達することがわかった。
【０１１９】
以上、本技術の実施形態および試験例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態および試験例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１２０】
例えば、上述の実施形態および試験例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
【０１２１】
また、上述の実施形態および試験例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０１２２】
また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
少なくとも１つの貫通孔を備える電極リードを有する電池素子と、
前記電極リード上のうち、前記貫通孔と前記電池素子との間に設けられた放熱材と
を備える
電池。
（２）
前記放熱材は、熱伝導率が３０Ｗ／ｍ2・Ｋ以上である（１）に記載の電池。
（３）
前記電極リードの一端を外に出すようにして、前記電池素子を収容するフィルム状の外装材をさらに備える（１）または（２）に記載の電池。
（４）
前記外装材は、ラミネートフィルムである（３）に記載の電池。
（５）
前記放熱材は、前記外装材の外部に設けられている（３）または（４）に記載の電池。
（６）
前記放熱材は、前記外装材の内部に設けられている（３）から（５）のいずれかに記載の電池。
（７）
前記貫通孔は、前記外装材の外部に設けられている（３）から（６）のいずれかに記載の電池。
（８）
前記貫通孔は、前記外装材に覆われている（３）から（７）のいずれかに記載の電池。
（９）
前記放熱材は、前記電極リードに直接接触するように設けられている（１）から（８）のいずれかに記載の電池。
（１０）
前記電極リードは、正極リードである（１）から（９）のいずれかに記載の電池。
（１１）
（１）から（１０）のいずれかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と
を備える電池パック。
（１２）
（１）から（１０）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
（１３）
（１）から（１０）のいずれかに記載の電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を備える電動車両。
（１４）
（１）から（１０）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
（１５）
（１）から（１０）のいずれかに記載の電池を備え、
前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
【符号の説明】
【０１２３】
１０  電池
１１  電池素子
１２  外装材
１３Ａ  正極リード
１３Ｂ  負極リード
１３Ｃ  貫通孔
１６  放熱材
【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】
0006753465.tif 000007
【図７】
0006753465.tif 000008
【図８】
0006753465.tif 000009
【図９】
0006753465.tif 000010
【図１０】
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