(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極および電解液を含む電池素子と、
前記電池素子を収納すると共に、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材と
を備え、
前記外装部材は、開口部を有し、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が前記開口部を被覆することにより、前記窓部が形成されており、
前記窓部材は、前記開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、前記外装部材の内側に配置されることにより、前記外装部材に接着剤を介して貼り付けられている、
二次電池。
【請求項２】
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂は、非多孔質テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、非多孔質テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）および非多孔質テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）のうちの少なくとも１種を含む、
請求項１記載の二次電池。
【請求項３】
前記窓部材の上に、通気性を有する材料を含む保護層が設けられている、
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記窓部材の厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下である、
請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項５】
リチウムイオン二次電池である、
請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項６】
二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備え、
前記二次電池は、
正極、負極および電解液を含む電池素子と、
前記電池素子を収納すると共に、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材と
を備え、
前記外装部材は、開口部を有し、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が前記開口部を被覆することにより、前記窓部が形成されており、
前記窓部材は、前記開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、前記外装部材の内側に配置されることにより、前記外装部材に接着剤を介して貼り付けられている、
電池パック。
【請求項７】
二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、
正極、負極および電解液を含む電池素子と、
前記電池素子を収納すると共に、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材と
を備え、
前記外装部材は、開口部を有し、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が前記開口部を被覆することにより、前記窓部が形成されており、
前記窓部材は、前記開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、前記外装部材の内側に配置されることにより、前記外装部材に接着剤を介して貼り付けられている、
電動車両。
【請求項８】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備え、
前記二次電池は、
正極、負極および電解液を含む電池素子と、
前記電池素子を収納すると共に、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材と
を備え、
前記外装部材は、開口部を有し、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が前記開口部を被覆することにより、前記窓部が形成されており、
前記窓部材は、前記開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、前記外装部材の内側に配置されることにより、前記外装部材に接着剤を介して貼り付けられている、
電力貯蔵システム。
【請求項９】
二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備え、
前記二次電池は、
正極、負極および電解液を含む電池素子と、
前記電池素子を収納すると共に、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材と
を備え、
前記外装部材は、開口部を有し、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が前記開口部を被覆することにより、前記窓部が形成されており、
前記窓部材は、前記開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、前記外装部材の内側に配置されることにより、前記外装部材に接着剤を介して貼り付けられている、
電動工具。
【請求項１０】
二次電池を電力供給源として備え、
前記二次電池は、
正極、負極および電解液を含む電池素子と、
前記電池素子を収納すると共に、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材と
を備え、
前記外装部材は、開口部を有し、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が前記開口部を被覆することにより、前記窓部が形成されており、
前記窓部材は、前記開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、前記外装部材の内側に配置されることにより、前記外装部材に接着剤を介して貼り付けられている、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、フィルム状の外装部材を用いた二次電池、ならびにその二次電池を用いた電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話機および携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。そこで、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。【０００３】
二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。一例を挙げると、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、および電動ドリルなどの電動工具である。【０００４】
ラミネートフィルム型の二次電池は、フィルム状の外装部材を用いた二次電池である。ラミネートフィルム型の二次電池では、フィルム状の外装部材の内部に電池素子が収納されていると共に、その電池素子は、正極、負極および電解液などを含んでいる。【０００５】
フィルム状の外装部材は、柔軟性を有しているため、外力に応じて変形しやすい性質を有している。このため、ラミネートフィルム型の二次電池では、その二次電池の内部においてガスが発生すると、フィルム状の外装部材の変形に起因して二次電池が膨らみやすい傾向にある。【０００６】
このように二次電池が膨れることを抑制するために、さまざまな検討がなされている。具体的には、二次電池の内部において発生したガスを外部に放出するために、フィルム状の外装部材に安全弁などが設けられている（例えば、特許文献１〜４参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００７−０８７９２２号公報
【特許文献２】特開２００７−１５７６７８号公報
【特許文献３】特開２００７−２６５７２５号公報
【特許文献４】特開２０１４−２１１９９４号公報
【発明の概要】
【０００８】
電子機器などは、益々、高性能化および多機能化している。このため、電子機器などの使用頻度は増加していると共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。よって、二次電池の膨れ特性などを含む電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
【０００９】
したがって、優れた電池特性を得ることが可能な二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器を提供することが望ましい。
【００１０】
本技術の一実施形態の二次電池は、正極、負極および電解液を含む電池素子と、その電池素子を収納すると共に非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材とを備え、その外装部材が開口部を有し、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が開口部を被覆することにより窓部が形成されており、その窓部材が開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、外装部材の内側に配置されることにより外装部材に接着剤を介して貼り付けられているものである。
【００１１】
本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、二次電池を備え、その二次電池が上記した本技術の一実施形態の二次電池と同様の構成を有するものである。
【００１２】
ここで、「窓部」とは、フィルム状の外装部材の一部であり、電池素子が収納されている内部環境および電池素子が収納されていない外部環境のそれぞれに露出している。内部環境は、フィルム状の外装部材の内部の環境であると共に、外部環境は、フィルム状の外装部材の外部の環境である。
【００１３】
本技術の一実施形態の二次電池によれば、フィルム状の外装部材の内部に電池素子が収納されており、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部が外装部材に設けられていると共に、その非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む単層のフィルム状の窓部材が外装部材の開口部を被覆することで窓部が形成されており、開口部の面積よりも大きな面積を有する窓部材が外装部材の内側に配置されることで外装部材に接着剤を介して貼り付けられているので、優れた電池特性を得ることができる。また、本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具または電子機器においても、同様の効果を得ることができる。
【００１４】
なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本技術の第１実施形態の二次電池の構成（外装部材の貼り合わせ前の状態）を表す斜視図である。
【図２】図１に示した二次電池の他の構成（外装部材の貼り合わせ後の状態）を表す斜視図である。
【図３】図１に示したＡ−Ａ線に沿った外装部材の構成を表す断面図である。
【図４】図１に示したＢ−Ｂ線に沿った巻回電極体の構成を表す断面図である。
【図５】二次電池の構成に関する第１変形例を説明するための斜視図である。
【図６】二次電池の構成に関する第２変形例を説明するための斜視図である。
【図７】二次電池の構成に関する第３変形例を説明するための斜視図である。
【図８】本技術の第２実施形態の二次電池の構成（外装部材の貼り合わせ後の状態）を表す斜視図である。
【図９】図８に示したＣ−Ｃ線に沿った外装部材の構成を表す断面図である。
【図１０】図８に示したＤ−Ｄ線に沿った外装部材の構成を表す断面図である。
【図１１】二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。
【図１２】図１１に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図１３】二次電池の適用例（電池パック：組電池）の構成を表すブロック図である。
【図１４】二次電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図である。
【図１５】二次電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図である。
【図１６】二次電池の適用例（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】
【００１６】
以下、本技術の一実施形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．二次電池（第１実施形態）
１−１．リチウムイオン二次電池
１−２．リチウム金属二次電池
１−３．変形例
２．二次電池（第２実施形態）
２−１．リチウムイオン二次電池
２−２．リチウム金属二次電池
２−３．変形例
３．二次電池の用途
３−１．電池パック（単電池）
３−２．電池パック（組電池）
３−３．電動車両
３−４．電力貯蔵システム
３−５．電動工具
【００１７】
＜１．二次電池（第１実施形態）＞
まず、第１実施形態の二次電池に関して説明する。
【００１８】
＜１−１．リチウムイオン二次電池＞
ここで説明する二次電池は、例えば、電極反応物質であるリチウムの吸蔵放出により負極の容量が得られるリチウムイオン二次電池である。
【００１９】
図１および図２のそれぞれは、本実施形態の二次電池の斜視構成を表している。ただし、図１では、外装部材４０の貼り合わせ前の状態を示していると共に、巻回電極体３０と外装部材４０とを互いに離間させている。図２では、外装部材４０の貼り合わせ後の状態を示している。
【００２０】
図３は、図１に示したＡ−Ａ線に沿った外装部材４０の断面構成を表している。図４は、図１に示したＢ−Ｂ線に沿った巻回電極体３０の断面構成を表している。
【００２１】
［全体構成］
この二次電池は、フィルム状の外装部材４０を用いたラミネートフィルム型の二次電池である。ラミネートフィルム型の二次電池では、例えば、図１〜図３に示したように、窓部４２を有する外装部材４０の内部に、電池素子である巻回電極体３０が収納されている。窓部４２の詳細に関しては、後述する。
【００２２】
巻回電極体３０では、例えば、図４に示したように、セパレータ３５および電解質層３６を介して正極３３および負極３４が積層されたのち、その正極３３、負極３４、セパレータ３５および電解質層３６が巻回されている。すなわち、外装部材４０の内部に収納されている巻回電極体３０は、正極３３、負極３４および電解質層３６を含んでおり、その電解質層３６は、後述する電解液を含んでいる。巻回電極体３０の最外周部は、例えば、保護テープ３７により保護されている。
【００２３】
正極３３には、正極リード３１が取り付けられており、その正極リード３１は、外装部材４０の内部から外部に向かって導出されている。この正極リード３１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の形状は、特に限定されないが、例えば、薄板状または網目状である。
【００２４】
負極３４には、負極リード３２が取り付けられており、その負極リード３２は、外装部材４０の内部から外部に向かって導出されている。負極リード３２は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびステンレスなどの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の形状は、例えば、正極リード３１に関して説明した場合と同様である。
【００２５】
なお、図２では、正極リード３１および負極リード３２のそれぞれの図示を省略している。正極リード３１および負極リード３２のそれぞれは、例えば、図１から明らかなように、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。
【００２６】
［外装部材］
外装部材４０は、上記したように、巻回電極体３０を収納している。この外装部材４０は、フィルム状であるため、柔軟性を有している。
【００２７】
特に、外装部材４０は、例えば、図１〜図３に示したように、上記した窓部４２が設けられた外装本体４１を含んでいる。
【００２８】
（外装本体）
外装本体４１は、外装部材４０の本体であり、フィルム状の部材である。外装本体４１の構成は、特に限定されないが、その外装本体４１は、例えば、接着層を含む多層フィルム（ラミネートフィルム）である。
【００２９】
具体的には、外装本体４１は、例えば、内側から順に、接着層と、金属層と、表面保護層とがこの順に積層されたラミネートフィルムである。この場合には、例えば、外装本体４１のうちの接着層同士が巻回電極体３０を介して互いに接着されることにより、外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納される。
【００３０】
接着方法として熱融着法が用いられる場合の接着層は、例えば、融着層である。この融着層は、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどの高分子化合物うちのいずれか１種類または２種類以上を含むフィルムである。金属層は、例えば、アルミニウムなどの金属材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む金属箔である。表面保護層は、例えば、ナイロンおよびポリエチレンテレフタレートなどの高分子化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含むフィルムである。
【００３１】
中でも、外装本体４１は、例えば、内側から順に、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。十分な接着性および十分な気密性などが得られるからである。
【００３２】
この外装本体４１は、例えば、図１〜図３に示したように、巻回電極体３０を一方（ここでは上方）から被覆する第１外装部材である外装部４１Ａと、その巻回電極体３０を他方（ここでは下方）から被覆する第２外装部材である外装部４１Ｂとを含んでいる。外装部４１Ａの形成材料と外装部４１Ｂの形成材料とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。
【００３３】
この場合には、例えば、外装部４１Ａ，４１Ｂの間に巻回電極体３０が挟まれた状態において、外装部４１Ａの一部と外装部４１Ｂの一部とが互いに接着されることにより、その巻回電極体３０が外装部材４０の内部に収納されている。外装部４１Ａの一部は、例えば、その外装部４１Ａの外縁部であると共に、外装部４１Ｂの一部は、例えば、その外装部４１Ｂの外縁部である。
【００３４】
これに伴い、外装本体４１は、外装部材４０の内部に巻回電極体３０を収納するために外装部４１Ａ，４１Ｂが互いに接着されていない非接着領域４１Ｘと、その外装部材４０を封止するために外装部４１Ａ，４１Ｂが互いに接着されている接着領域４１Ｙとを含んでいる。例えば、図１および図２に示したように、接着領域４１Ｙは、外装部４１Ａ，４１Ｂのそれぞれのうちの外縁領域であると共に、非接着領域４１Ｘは、外装部４１Ａ，４１Ｂのそれぞれのうちの外縁領域以外の領域（外縁領域により囲まれた中央領域）である。
【００３５】
外装部４１Ａ，４１Ｂは、例えば、互いに分離されていてもよいし、互いに連結（一体化）されていてもよい。外装部４１Ａ，４１Ｂが互いに分離されている場合の外装本体４１は、例えば、２枚のフィルムである。一方、外装部４１Ａ，４１Ｂが互いに連結されている場合の外装本体４１は、例えば、１枚のフィルムである。
【００３６】
ここでは、例えば、外装部４１Ａ，４１Ｂが互いに連結されているため、外装本体４１は１枚のフィルムである。この１枚のフィルムは、もともと１枚のフィルムでもよいし、２枚のフィルムが連結された複合フィルムでもよい。これに伴い、外装本体４１は、例えば、図１に示した矢印Ｒの方向に折り畳み可能である。この場合には、外装本体４１が折り畳まれることにより、上記したように、外装部４１Ａが上方から巻回電極体３０を被覆すると共に外装部４１Ｂが下方から巻回電極体３０を被覆するため、その巻回電極体３０が外装部材４０の内部に収納される。
【００３７】
なお、外装部４１Ａには、例えば、巻回電極体３０を収納するための窪み部４１Ｐが設けられている。これに伴い、外装部４１Ａは、例えば、窪み部４１Ｐが設けられている箇所において、外側に向かって部分的に突出している。外装部４１Ａに窪み部４１Ｐが設けられているのは、外装本体４１に対して巻回電極体３０を位置合わせしやすくなると共に、外装部材４０の内部に巻回電極体３０を収納しやすくなるからである。
【００３８】
外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納された状態において、その外装部材４０を封止するために、例えば、密着フィルム５０が用いられている。具体的には、例えば、外装本体４１（外装部４１Ａ，４１Ｂ）と正極リード３１との間に密着フィルム５０が挿入されていると共に、同様に外装本体４１と負極リード３２との間に密着フィルム５０が挿入されている。
【００３９】
この密着フィルム５０は、外装部材４０の内部に外気が侵入することを防止するために、密着性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。密着性材料は、正極リード３１および負極リード３２のそれぞれに対して密着性を有する材料であり、例えば、ポリオレフィン樹脂などである。ポリオレフィン樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンおよび変性ポリプロピレンなどである。
【００４０】
（窓部）
窓部４２は、主に、外装部材４０の外部から内部に水が侵入することを抑制する機能（防水機能）を果たすと共に、その外装部材４０の内部において発生したガスを外部に放出する機能（排気機能）を果たす。ここで説明する水は、例えば、二次電池の外部に存在する水および水蒸気などである。また、ガスは、例えば、電解液の分解反応などの副反応に起因して発生した炭酸ガス（二酸化炭素）などである。
【００４１】
この窓部４２は、上記したように、外装部材４０の一部であると共に、図３に示したように、内部環境Ｅ１および外部環境Ｅ２のそれぞれに露出している。
【００４２】
内部環境Ｅ１は、巻回電極体３０が収納されている環境（外装部材４０の内部の環境）である。このため、内部環境Ｅ１は、外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されることにより形成される。一方、外部環境Ｅ２は、巻回電極体３０が収納されていない環境（外装部材４０の外部の環境）である。すなわち、窓部４２は、外部環境Ｅ２から内部環境Ｅ１に水が侵入することを抑制しながら、その内部環境Ｅ１から外部環境Ｅ２にガスを放出する。
【００４３】
外装部材４０（外装本体４１）が窓部４２を有しているのは、その窓部４２の防水機能を利用して、水に起因するサイクル特性などの低下を抑制しながら、その窓部４２の排気機能を利用して、二次電池の膨れを抑制するためである。この場合には、安全弁などの機械、器具および装置などを用いる必要がないため、サイクル特性などの低下を容易に抑制することができると共に、二次電池の膨れを容易に抑制することもできる。
【００４４】
上記した防水機能および排気機能を発揮することができれば、窓部４２の数、位置および構成は、特に限定されない。
【００４５】
具体的には、窓部４２の数は、１個だけでもよいし、２個以上でもよい。ここでは、窓部４２の数は、例えば、１個である。
【００４６】
また、窓部４２の位置は、任意でよい。ここでは、窓部４２は、例えば、外装本体４１（外装部４１Ａ）のうちの窪み部４１Ｐに設けられている。より具体的には、例えば、窪み部４１Ｐが１つの上面４１ＰＴおよび４つの側面４１ＰＳを有している場合において、窓部４２は、その上面４１ＰＴに設けられている。
【００４７】
すなわち、窓部４２は、例えば、外装本体４１のうちの非接着領域４１Ｘに設けられている。
【００４８】
また、例えば、外装本体４１に開口部４１Ｋが設けられており、フィルム状の窓部材である窓フィルム４３が開口部４１Ｋを被覆（閉塞）することにより、窓部４２が形成されている。すなわち、窓部４２は、例えば、後述する窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）を含むと共に開口部４１Ｋを閉塞する窓フィルム４３を含んでいる。図１および図２のそれぞれでは、窓フィルム４３を識別しやすくするために、その窓部４３に網掛けを施している。
【００４９】
開口部４１Ｋは、内部環境Ｅ１と外部環境Ｅ２とを互いに連通させる貫通口である。開口部４１Ｋの開口形状は、特に限定されないため、例えば、円形でもよいし、楕円形でもよいし、矩形でもよいし、それら以外の形状でもよい。ここでは、開口部４１Ｋの開口形状は、例えば、楕円形である。なお、開口部４１Ｋの大きさ（面積）は、特に限定されないため、任意に設定可能である。
【００５０】
窓フィルム４３は、上記した防水機能および排気機能のそれぞれを有するフィルムである。これに伴い、窓フィルム４３は、窓機能材料を含んでいる。「窓機能材料」とは、外装部材４０の外部から内部に水が侵入することを抑制することができると共に、その外装部材４０の内部から外部にガスを放出できる材料である。より具体的には、窓機能材料は、防水機能を担保するために、水を十分に透過させないバリア膜として機能する材料であると共に、排気機能を担保するために、二酸化炭素などのガスを十分に透過させることができる気体透過性を有する材料である。すなわち、窓機能材料は、水およびガスに関して選択透過性を有する材料である。
【００５１】
この窓機能材料は、非多孔質の溶融フッ素樹脂のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この非多孔質の溶融フッ素樹脂は、主に、１個または２個以上の細孔を有していないと共に、溶融加工および溶融成型することができる程度の溶融性を有するフッ素樹脂の総称である。
【００５２】
非多孔質の溶融フッ素樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、非多孔質テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、非多孔質テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）および非多孔質テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）などのフッ素系高分子化合物である。これらの特定の種類のフッ素系高分子化合物は、上記した防水機能および排気機能のそれぞれを十分に発揮することができるからである。
【００５３】
なお、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）およびポリプロピレン（ＰＰ）などの非フッ素系の高分子化合物では、溶融フッ素樹脂と比較して上記した水およびガスに関する選択透過性が低すぎるため、その非フッ素系の高分子化合物は、上記した防水機能および排気機能の双方を発揮できない。また、多孔質ＰＦＡ、多孔質ＦＥＰおよび多孔質ＥＴＦＥなどは、溶融フッ素樹脂に該当しても、多孔質であるため、上記した防水機能および排気機能の双方を発揮できない。
【００５４】
ここで、高分子化合物が非多孔質であるか否かに関しては、例えば、以下の手順により確認可能である。具体的には、高分子化合物のフィルムを入手したのち、電子顕微鏡などを用いてフィルムの断面を観察する。観察時の倍率は、任意に設定可能である。この結果、フィルムの内部に１個または２個以上の細孔が観察される場合、そのフィルムを形成している高分子化合物は多孔質である。この細孔の状態は、特に限定されないため、例えば、略円形状の空隙でもよいし、所定の方向に延在する管状の経路でもよい。これに対して、フィルムの内部に１個または２個以上の細孔が観察されない場合、そのフィルムを形成している高分子化合物は非多孔質である。
【００５５】
窓フィルム４３の平面形状は、特に限定されないため、例えば、円形でもよいし、楕円形でもよいし、矩形でもよいし、それら以外の形状でもよい。すなわち、窓フィルム４３の平面形状は、開口部４１Ｋの開口形状と同じでもよいし、開口部４１Ｋの開口形状と異なる形状でもよい。ここでは、窓フィルム４３の平面形状は、例えば、開口部４１Ｋの開口形状と同じである。このため、窓フィルム４３の平面形状は、例えば、楕円形である。
【００５６】
窓フィルム４３が開口部４１Ｋを閉塞することができれば、その窓フィルム４３の大きさ（面積）は、特に限定されない。すなわち、窓フィルム４３の面積は、開口部４１Ｋの開口面積と同じでもよいし、開口部４１Ｋの開口面積より大きくてもよい。
【００５７】
中でも、窓フィルム４３が窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）を含んでいることに伴い、その窓フィルム４３の面積は、開口部４１Ｋの面積より大きいことが好ましい。外装本体４１に窓フィルム４３を固定するために、接着剤を用いて外装本体４１に窓フィルム４３を貼り付けることができるからである。
【００５８】
具体的には、例えば、図３に示したように、窓フィルム４３の面積は、開口部４１Ｋの面積より大きくなっているため、その窓フィルム４３は、開口部４１Ｋを閉塞するように接着剤４４を介して外装本体４１に貼り付けられている。非多孔質の溶融フッ素樹脂を含んでいる窓フィルム４３は、一般的に、その非多孔質の溶融フッ素樹脂に特有の耐粘着性などに起因して、他の物体（ここでは外装本体４１）に接着されにくい性質を有している。しかしながら、非多孔質の溶融フッ素樹脂との相性（接着性）に優れた接着剤４４を選択することにより、その接着剤４４を用いて窓フィルム４３を外装本体４１に十分に接着させることができる。
【００５９】
窓フィルム４３の設置位置は、特に限定されない。このため、窓フィルム４３は、外装本体４１の内側（内部環境Ｅ１）に配置されていてもよいし、外装本体４１の外側（外部環境Ｅ２）に配置されていてもよい。
【００６０】
中でも、図３に示したように、窓フィルム４３は、外装本体４１の内側に配置されていることが好ましい。二次電池の内部においてガスが発生しても、窓フィルム４３が意図せずに剥離および脱落することは抑制されるからである。この窓フィルム４３は、例えば、接着剤４４を介して外装本体４１の内側面に接着されている。
【００６１】
詳細には、二次電池の内部においてガスが発生すると、内圧の上昇に起因して内部環境Ｅ１から外部環境Ｅ２に向かって窓フィルム４３が押される。この場合には、例えば、後述するように、窓フィルム４３が外装本体４１の外側に配置されていると（図６参照）、窓フィルム４３が初めから外部環境Ｅ２に位置しており、その窓フィルム４３の外側に何も存在していない。よって、内圧の上昇具合によっては、接着剤４４が外装本体４１および窓フィルム４３のうちの一方または双方から剥離すると、その窓フィルム４３が外装本体４１から剥離する可能性がある。また、窓フィルム４３が外装本体４１から剥離すると、その窓フィルム４３が二次電池から脱落する可能性もある。
【００６２】
これに対して、窓フィルム４３が外装本体４１の内側に配置されていると（図３参照）、窓フィルム４３が内部環境Ｅ１に位置しており、その窓フィルム４３の外側に外装本体４１が存在している。この場合には、窓フィルム４３と外装本体４１とが互いに重なっている場所において、その外装本体４１により内部環境Ｅ１に留まるように窓フィルム４３が押さえられる。よって、接着剤４４が外装本体４１および窓フィルム４３のそれぞれから剥離しにくくなるため、その窓フィルム４３が外装本体４１から剥離しにくくなる。また、内圧の上昇に起因して窓フィルム４３が外装本体４１から剥離しても、その窓フィルム４３が依然として内部環境Ｅ１に存在しやすくなるため、その窓フィルム４３が二次電池から脱落しにくくなる。
【００６３】
窓フィルム４３の厚さは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ〜５００μｍであり、好ましくは１０μｍ〜２００μｍである。窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）を含む窓フィルム４３を用いることにより、その窓フィルム４３の物理耐久性などを確保しつつ、十分な防水機能および十分な排気機能が得られるからである。
【００６４】
詳細には、窓フィルム４３の厚さが１０μｍよりも小さいと、その窓フィルム４３が薄すぎるため、ガスの発生時において窓フィルム４３がガスを放出しやすくなる反面、その窓フィルム４３が水を通しやすくなる可能性があると共に、内圧の上昇時などにおいて窓フィルム４３が変形、破損および剥離しやすくなる可能性もある。一方、窓フィルム４３の厚さが５００μｍよりも大きいと、その窓フィルム４３が厚すぎるため、内圧の上昇時などにおいても窓フィルム４３が変形、破損および剥離しにくくなると共に、その窓フィルム４３が水を通しにくくなる反面、その窓フィルム４３がガスを放出しにくくなる可能性がある。
【００６５】
接着剤４４は、例えば、ポリオレフィン系樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、シアノアクリレートおよびスチレンブタジエンゴムなどの高分子化合物（接着性材料）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ポリオレフィン樹脂は、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）などである。
【００６６】
接着前における接着剤４４の状態は、特に限定されないため、粉末状でもよいし、液体状でもよいし、フィルム状でもよいし、それらのうちの２種類以上が混在した状態でもよい。ただし、接着剤４４の厚さを均一化すると共に、その接着剤４４にピンホールが発生することを抑制するためには、接着前における接着剤４４の状態は、液体状およびフィルム状のうちの一方または双方であることが好ましい。
【００６７】
なお、接着剤４４と窓フィルム４３との接着性が十分でない場合には、例えば、その接着性を向上させるために、窓フィルム４３の表面に前処理のうちのいずれか１種類または２種類以上が施されていてもよい。この前処理の種類は、特に限定されないが、例えば、薬剤処理、コロナ処理および紫外線照射（ＵＶ）処理などである。中でも、薬剤処理が好ましい。熱源および光源などの設備を用いずに、窓フィルム４３と接着剤４４との接着性を簡単に向上させることができるからである。
【００６８】
もちろん、接着剤４４と外装本体４１との接着性が十分でない場合においても、例えば、上記した接着剤４４と窓フィルム４３との接着性が十分でない場合と同様に、その接着性を向上させるために外装本体４１の表面に前処理のうちのいずれか１種類または２種類以上が施されていてもよい。前処理に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
【００６９】
［正極］
正極３３は、例えば、図４に示したように、正極集電体３３Ａと、その正極集電体３３Ａの両面に設けられた正極活物質層３３Ｂとを含んでいる。ただし、正極活物質層３３Ｂは、正極集電体３３Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【００７０】
正極集電体３３Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この正極集電体３３Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【００７１】
正極活物質層３３Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵放出することが可能である正極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層３３Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００７２】
正極材料は、リチウム含有化合物であることが好ましく、より具体的には、リチウム含有複合酸化物およびリチウム含有リン酸化合物のうちのいずれか一方または双方であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
【００７３】
リチウム含有複合酸化物は、リチウムと１種類または２種類以上の他元素（リチウム以外の元素）とを構成元素として含む酸化物であり、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれかの結晶構造を有している。リチウム含有リン酸化合物は、リチウムと１種類または２種類以上の他元素とを構成元素として含むリン酸化合物であり、例えば、オリビン型などの結晶構造を有している。
【００７４】
他元素の種類は、任意の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であれば、特に限定されない。中でも、他元素は、長周期型周期表における２族〜１５族に属する元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より具体的には、他元素は、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）のうちのいずれか１種類または２種類以上の金属元素を含んでいることがより好ましい。高い電圧が得られるからである。
【００７５】
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は、例えば、下記の式（２１）〜式（２３）のそれぞれで表される化合物などである。
【００７６】
Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１１c Ｏ(2-d) Ｆe   ・・・（２１）
（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）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｅは、０．８≦ａ≦１．２、０＜ｂ＜０.５、０≦ｃ≦０.５、（ｂ＋ｃ）＜１、−０．１≦ｄ≦０．２および０≦ｅ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの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。）
【００７７】
Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ１２b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２２）
（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）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０．００５≦ｂ≦０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの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。）
【００７８】
Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ１３b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２３）
（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）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０≦ｂ＜０．５、−０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの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。）
【００７９】
なお、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は、例えば、下記の式（２４）で表される化合物などでもよい。この化合物は、ニッケルを構成元素として含んでいると共に、そのニッケルの含有割合が相対的に大きいリチウムニッケル含有複合酸化物である。
【００８０】
Ｌｉx Ｃｏy Ｎｉz Ｍ1-y-z Ｏb-a Ｘe   ・・・（２４）
（Ｍは、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ガリウム（Ｇａ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、セシウム（Ｃｓ）、バリウム（Ｂａ）、インジウム（Ｉｎ）およびアンチモン（Ｓｂ）のうちの少なくとも１種である。Ｘは、ハロゲン元素である。ｘ、ｙ、ｚ、ａおよびｂは、０．８＜ｘ≦１．２、０≦ｙ≦１．０、０．５≦ｚ≦１．０、０≦ａ≦１．０、１．８≦ｂ≦２．２およびｙ＜ｚを満たす。）
【００８１】
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の具体例は、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2 、Ｌｉ1.2 Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175 Ｎｉ0.1 Ｏ2 およびＬｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2 などである。
【００８２】
なお、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がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、５０原子％以上であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
【００８３】
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は、例えば、下記の式（２５）で表される化合物などである。
【００８４】
Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ１４b Ｏc Ｆd   ・・・（２５）
（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）およびタングステン（Ｗ）のうちの少なくとも１種である。ａ〜ｄは、０．９≦ａ≦１．１、０≦ｂ≦０．６、３．７≦ｃ≦４．１および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの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。）
【００８５】
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の具体例は、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 などである。
【００８６】
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は、例えば、下記の式（２６）で表される化合物などである。
【００８７】
Ｌｉa Ｍ１５ＰＯ4   ・・・（２６）
（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）およびジルコニウム（Ｚｒ）のうちの少なくとも１種である。ａは、０．９≦ａ≦１．１を満たす。ただし、リチウムの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。）
【００８８】
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の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ4 、ＬｉＭｎＰＯ4 、ＬｉＦｅ0.5 Ｍｎ0.5 ＰＯ4 およびＬｉＦｅ0.3 Ｍｎ0.7 ＰＯ4 などである。
【００８９】
なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（２７）で表される化合物などでもよい。
【００９０】
（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x   ・・・（２７）
（ｘは、０≦ｘ≦１を満たす。ただし、リチウムの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。）
【００９１】
この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物および導電性高分子などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンおよびポリチオフェンなどである。ただし、正極材料は、上記以外の他の材料でもよい。
【００９２】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムおよびエチレンプロピレンジエンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリフッ化ビニリデンおよびポリイミドなどである。
【００９３】
正極導電剤は、例えば、炭素材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
【００９４】
［負極］
負極２２は、例えば、図４に示したように、負極集電体３４Ａと、その負極集電体３４Ａの両面に設けられた負極活物質層３４Ｂとを含んでいる。ただし、負極活物質層３４Ｂは、負極集電体３４Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【００９５】
負極集電体３４Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この負極集電体３４Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【００９６】
負極集電体３４Ａの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果により、負極集電体３４Ａに対する負極活物質層３４Ｂの密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層３４Ｂと対向する領域において、負極集電体３４Ａの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法などである。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体３４Ａの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体３４Ａの表面に凹凸が設けられる。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
【００９７】
負極活物質層３４Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵放出することが可能である負極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層３４Ｂは、さらに、負極結着剤および負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【００９８】
充電途中において意図せずにリチウム金属が負極３４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３３の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、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３３の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。
【００９９】
負極材料は、例えば、炭素材料のうちのいずれか１種類または２種類以上である。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からである。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３４Ｂの導電性が向上するからである。
【０１００】
炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛などである。ただし、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と共に、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、炭素材料は、例えば、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭およびカーボンブラック類などである。このコークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂およびフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）されたものである。この他、炭素材料は、約１０００℃以下の温度で熱処理された低結晶性炭素でもよいし、非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状のうちのいずれでもよい。
【０１０１】
また、負極材料は、例えば、金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料（金属系材料）である。高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１０２】
金属系材料は、単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ただし、合金には、２種類以上の金属元素からなる材料に加えて、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。この金属系材料の組織は、例えば、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物およびそれらの２種類以上の共存物などである。
【０１０３】
上記した金属元素および半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上である。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、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）および白金（Ｐｔ）などである。
【０１０４】
中でも、ケイ素およびスズのうちの一方または双方が好ましい。リチウムを吸蔵放出する能力が優れているため、著しく高いエネルギー密度が得られるからである。
【０１０５】
ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、ケイ素の単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、スズの単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料でもよい。ここで説明する単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体（微量の不純物を含んでいてもよい）を意味しており、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
【０１０６】
ケイ素の合金は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、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、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、ケイ素の合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１０７】
ケイ素の合金およびケイ素の化合物のそれぞれの具体例は、ＳｉＢ4 、ＳｉＢ6 、Ｍｇ2 Ｓｉ、Ｎｉ2 Ｓｉ、ＴｉＳｉ2 、ＭｏＳｉ2 、ＣｏＳｉ2 、ＮｉＳｉ2 、ＣａＳｉ2 、ＣｒＳｉ2 、Ｃｕ5 Ｓｉ、ＦｅＳｉ2 、ＭｎＳｉ2 、ＮｂＳｉ2 、ＴａＳｉ2 、ＶＳｉ2 、ＷＳｉ2 、ＺｎＳｉ2 、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ、ＳｉＯv （０＜ｖ≦２）、およびＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯv におけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
【０１０８】
スズの合金は、例えば、スズ以外の構成元素として、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などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、スズの合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１０９】
スズの合金およびスズの化合物の具体例は、ＳｎＯw （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3 、ＬｉＳｎＯおよびＭｇ2 Ｓｎなどである。
【０１１０】
特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第１構成元素であるスズと共に第２構成元素および第３構成元素を含む材料（Ｓｎ含有材料）であることが好ましい。第２構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、セシウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル、タングステン、ビスマスおよびケイ素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。第３構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウムおよびリンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｎ含有材料が第２および第３構成元素を含んでいることで、高い電池容量および優れたサイクル特性などが得られるからである。
【０１１１】
中でも、Ｓｎ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）であることが好ましい。このＳｎＣｏＣ含有材料では、例えば、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が２０質量％〜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。
【０１１２】
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、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応することが可能な反応相であるため、その反応相の存在に基づいて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線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとした場合において、１°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、電解液との反応性が低減するからである。なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、低結晶性または非晶質の相に加えて、各構成元素の単体または一部が含まれている相を含んでいる場合もある。
【０１１３】
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。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０°〜５０°の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記した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または非晶質化しているものと考えられる。
【０１１４】
ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素のうち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。スズなどの凝集または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、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。市販の装置では、例えば、軟Ｘ線としてＡｌ−Ｋα線またはＭｇ−Ｋα線などが用いられる。炭素のうちの少なくとも一部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、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。なお、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークは、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、その表面汚染炭素の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。このため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することで、両者のピークを分離する。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。
【０１１５】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。このＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、スズ、コバルトおよび炭素に加えて、さらにケイ素、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、ガリウムおよびビスマスなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
【０１１６】
ＳｎＣｏＣ含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料）も好ましい。この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は、炭素の含有量が９．９質量％〜２９．７質量％、鉄の含有量が０．３質量％〜５．９質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％〜７０質量％である。また、鉄の含有量を多めに設定する場合は、炭素の含有量が１１．９質量％〜２９．７質量％、スズ、コバルトおよび鉄の含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））が２６．４質量％〜４８．５質量％、コバルトおよび鉄の含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））が９．９質量％〜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。なお、ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料の物性と同様である。
【０１１７】
この他、負極材料は、例えば、金属酸化物および高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムおよび酸化モリブデンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンおよびポリピロールなどである。
【０１１８】
中でも、負極材料は、以下の理由により、炭素材料および金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。
【０１１９】
金属系材料、特に、ケイ素およびスズのうちの一方または双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やすいという懸念点を有する。一方、炭素材料は、理論容量が低いという懸念点を有する反面、充放電時において膨張収縮しにくいという利点を有する。よって、炭素材料および金属系材料の双方を用いることで、高い理論容量（言い替えれば電池容量）を得つつ、充放電時の膨張収縮が抑制される。
【０１２０】
負極活物質層３４Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上の方法により形成されている。塗布法とは、例えば、粒子（粉末）状の負極活物質を負極結着剤などと混合したのち、その混合物を有機溶剤などに分散させてから負極集電体３４Ａに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法および化学堆積法などである。より具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長（ＣＶＤ）法およびプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法および無電解鍍金法などである。溶射法とは、溶融状態または半溶融状態の負極活物質を負極集電体３４Ａ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、有機溶剤などに分散された混合物を負極集電体３４Ａに塗布したのち、負極結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。この焼成法としては、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法およびホットプレス焼成法などを用いることができる。
【０１２１】
この二次電池では、上記したように、充電途中において負極３４にリチウムが意図せずに析出することを防止するために、リチウムを吸蔵および放出することが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くなっている。また、完全充電時の開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖ以上であると、その完全充電時の開回路電圧が４．２０Ｖである場合と比較して、同じ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ため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより、高いエネルギー密度が得られる。
【０１２２】
完全充電時の開回路電圧（充電終止電圧）は、特に限定されないが、上記したように、４．２Ｖ以上であることが好ましい。中でも、完全充電時の開回路電圧は、４．２５Ｖ以上であることが好ましく、４．３５Ｖ以上であることがより好ましい。完全充電時の開回路電圧を著しく高くしても、上記した電解質塩と炭酸エチレンとの混合比の適正化に基づく利点が得られるため、優れた電池特性が得られるからである。なお、放電終止電圧は、特に限定されないが、例えば、３．０Ｖ以下である。
【０１２３】
［セパレータ］
セパレータ３５は、例えば、図４に示したように、正極３３と負極３４との間に配置されている。これにより、セパレータ３５は、主に、正極３３と負極３４とを隔離すると共に、両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。
【０１２４】
このセパレータ３５は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜のうちのいずれか１種類または２種類以上であり、２種類以上の多孔質膜の積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどである。
【０１２５】
特に、セパレータ３５は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）と、その基材層の片面または両面に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。正極３３および負極３４のそれぞれに対するセパレータ３５の密着性が向上するため、巻回電極体３０の歪みが抑制されるからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、基材層に含浸された電解液の漏液も抑制されるため、充放電を繰り返しても抵抗が上昇しにくくなると共に、二次電池の膨れが抑制される。
【０１２６】
高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。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。ただし、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデンに限られない。この高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などに高分子化合物が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。また、高分子化合物層を形成する場合には、例えば、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。この高分子化合物層は、例えば、無機粒子などの絶縁性粒子のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。無機粒子の種類は、例えば、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ベーマイトおよびタルクなどである。
【０１２７】
［電解質層］
電解質層３６は、電解液と、高分子化合物とを含んでいる。ここで説明する電解質層３６は、いわゆるゲル状の電解質であり、その電解質層３６中では、高分子化合物により電解液が保持されている。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、電解液の漏液が防止されるからである。なお、電解質層３６は、さらに、添加剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１２８】
電解液は、溶媒および電解質塩を含んでいる。ただし、電解液は、さらに、添加剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
【０１２９】
（溶媒）
溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
【０１３０】
非水溶媒は、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステルおよびニトリル（モノニトリル）などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
【０１３１】
環状炭酸エステルは、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレンおよび炭酸ブチレンなどである。鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。ラクトンは、例えば、γ−ブチロラクトンおよびγ−バレロラクトンなどである。鎖状カルボン酸エステルは、例えば、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およびトリメチル酢酸エチルなどである。ニトリルは、例えば、アセトニトリル、メトキシアセトニトリルおよび３−メトキシプロピオニトリルなどである。
【０１３２】
この他、非水溶媒は、例えば、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、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、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、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。
【０１３３】
中でも、溶媒は、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。高い電池容量、優れたサイクル特性および優れた保存特性などが得られるからである。この場合には、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば比誘電率ε≧３０）と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
【０１３４】
特に、溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物、ジシアノ化合物（ジニトリル化合物）、ジイソシアネート化合物、リン酸エステルおよび炭素間三重結合を有する鎖状化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。電解液の化学的安定性が向上するからである。
【０１３５】
不飽和環状炭酸エステルとは、１個または２個以上の不飽和結合（炭素間二重結合または炭素間三重結合）を含む環状炭酸エステルである。この不飽和環状炭酸エステルは、例えば、炭酸ビニレン、炭酸ビニルエチレンおよび炭酸メチレンエチレンなどである。溶媒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、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１３６】
ハロゲン化炭酸エステルとは、１個または２個以上のハロゲンを構成元素として含む環状または鎖状の炭酸エステルである。ハロゲン化炭酸エステルが２個以上のハロゲンを構成元素として含む場合、その２個以上のハロゲンの種類は、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。環状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンおよび４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどである。鎖状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）および炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。溶媒中におけるハロゲン化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重量％〜５０重量％である。
【０１３７】
スルホン酸エステルは、例えば、モノスルホン酸エステルおよびジスルホン酸エステルなどである。溶媒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、０．０１重量％〜１０重量％である。
【０１３８】
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もよいし、鎖状モノスルホン酸エステルでもよい。環状モノスルホン酸エステルは、例えば、１，３−プロパンスルトンおよび１，３−プロペンスルトンなどのスルトンである。鎖状モノスルホン酸エステルは、例えば、環状モノスルホン酸エステルが途中で切断された化合物などである。ジスルホン酸エステルは、環状ジスルホン酸エステルでもよいし、鎖状ジスルホン酸エステルでもよい。
【０１３９】
酸無水物は、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物およびカルボン酸スルホン酸無水物などである。カルボン酸無水物は、例えば、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物は、例えば、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物は、例えば、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などである。溶媒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、０．５重量％〜５重量％である。
【０１４０】
ジニトリル化合物は、例えば、ＮＣ−Ｃm Ｈ2m−ＣＮ（ｍは、１以上の整数である。）で表される化合物である。このジニトリル化合物は、例えば、スクシノニトリル（ＮＣ−Ｃ2 Ｈ4 −ＣＮ）、グルタロニトリル（ＮＣ−Ｃ3 Ｈ6 −ＣＮ）、アジポニトリル（ＮＣ−Ｃ4 Ｈ8 −ＣＮ）およびフタロニトリル（ＮＣ−Ｃ6 Ｈ4 −ＣＮ）などである。溶媒中におけるジニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１４１】
ジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ−Ｃn Ｈ2n−ＮＣＯ（ｎは、１以上の整数である。）で表される化合物である。このジイソシアネート化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＯＣＮ−Ｃ6 Ｈ12−ＮＣＯ）などである。溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１４２】
リン酸エステルは、例えば、リン酸トリメチルおよびリン酸トリエチルなどである。溶媒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、０．５重量％〜５重量％である。
【０１４３】
炭素間三重結合を有する鎖状化合物は、１または２以上の炭素間三重結合（−Ｃ≡Ｃ−）を有する鎖状の化合物である。この炭素間三重結合を有する鎖状化合物は、例えば、炭酸プロパルギルメチル（ＣＨ≡Ｃ−ＣＨ2 −Ｏ−Ｃ（＝Ｏ）−Ｏ−ＣＨ3 ）およびメチルスルホン酸プロパルギル（ＣＨ≡Ｃ−ＣＨ2 −Ｏ−Ｓ（＝Ｏ）2 −ＣＨ3 ）などである。溶媒中における炭素間三重結合を有する鎖状化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％〜５重量％である。
【０１４４】
（電解質塩）
電解質塩は、例えば、リチウム塩などの塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、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。このリチウム以外の塩は、例えば、リチウム以外の軽金属の塩などである。
【０１４５】
リチウム塩は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 ）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3 ＳＯ3 ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4 ）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2 ＳｉＦ6 ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
【０１４６】
中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムのうちのいずれか１種類または２種類以上が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。内部抵抗が低下するため、より高い効果が得られるからである。
【０１４７】
電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、溶媒に対して０．３ｍｏｌ／ｋｇ〜３．０ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。高いイオン伝導性が得られるからである。
【０１４８】
ただし、ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液に含まれる溶媒とは、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、その高分子化合物も非水溶媒に含まれる。
【０１４９】
高分子化合物は、例えば、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、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、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この他、高分子化合物は、共重合体でもよい。この共重合体は、例えば、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などである。中でも、単独重合体としては、ポリフッ化ビニリデンが好ましいと共に、共重合体としては、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が好ましい。電気化学的に安定だからである。
【０１５０】
なお、電解質層３６に代えて、電解液がそのまま用いられてもよい。この場合には、電解液が巻回電極体３０に含浸される。
【０１５１】
［動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
【０１５２】
充電時には、正極３３からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して負極３４に吸蔵される。一方、放電時には、負極３４からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して正極３３に吸蔵される。
【０１５３】
［製造方法］
ゲル状の電解質層３６を備えた二次電池は、例えば、以下の３種類の手順により製造される。
【０１５４】
（第１手順）
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質と、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤などとを混合することにより、正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、正極集電体３３Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層３３Ｂを形成する。最後に、必要に応じて正極活物質層３３Ｂを加熱しながら、ロールプレス機などを用いて正極活物質層３３Ｂを圧縮成型する。この場合には、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。
【０１５５】
負極３４を作製する場合には、上記した正極３３と同様の手順により、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成する。具体的には、最初に、負極活物質と、負正極結着剤および負極導電剤などとを混合することにより、負極合剤としたのち、有機溶剤などに負極合剤を分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、負極集電体３４Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層３４Ｂを形成する。最後に、ロールプレス機などを用いて負極活物質層３４Ｂを圧縮成型する。
【０１５６】
ゲル状の電解質層３６を形成する場合には、最初に、電解液と、高分子化合物と、有機溶剤などとを混合することにより、前駆溶液を調製する。続いて、正極３３に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成する。また、負極３４に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層３６を形成する。
【０１５７】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、溶接法などを用いて正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層したのち、その正極３３、負極３４およびセパレータ３５を巻回させることにより、巻回電極体３０を形成する。続いて、巻回電極体３０の最外周部に、保護テープ３７を貼り付ける。最後に、窓部４２が設けられた外装部材４０を用いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０の外縁部同士を貼り合わせることにより、その外装部材４０の内部に巻回電極体３０を封入する。この場合には、正極リード３１と外装部材４０との間に密着フィルム５０を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム５０を挿入する。
【０１５８】
これにより、ゲル状の電解質層３６を備えたラミネートフィルム型の二次電池が完成する。
【０１５９】
（第２手順）
第１手順と同様の手順により正極３３および負極３４のそれぞれを作製したのち、二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード３２を取り付ける。
【０１６０】
続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層してから巻回させることにより、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製したのち、その巻回体の最外周部に保護テープ３７を貼り付ける。続いて、窓部４２が設けられた外装部材４０を用いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材４０のうちの一辺の外縁部を除いた残りの外縁部同士を貼り合わせることにより、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。
【０１６１】
続いて、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などの他の材料とを混合することにより、電解質用組成物を調製する。続いて、袋状の外装部材４０の内部に電解質用組成物を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０を密封する。最後に、モノマーを熱重合させることにより、高分子化合物を形成する。この高分子化合物により電解液が保持されるため、ゲル状の電解質層３６が形成される。よって、ラミネートフィルム型の二次電池が完成する。
【０１６２】
（第３手順）
二次電池を組み立てる場合には、最初に、高分子化合物層が形成されたセパレータ３５を用いることを除いて、上記した第２手順と同様の手順により、巻回体を作製したのち、窓部４２が設けられた袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。
【０１６３】
続いて、外装部材４０の内部に電解液を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材４０を密封する。続いて、外装部材４０に加重をかけながら加熱することにより、高分子化合物層を介してセパレータ３５を正極３３に密着させると共に、高分子化合物層を介してセパレータ３５を負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物層のそれぞれに含浸すると共に、その高分子化合物層のそれぞれがゲル化するため、電解質層３６が形成される。よって、ラミネートフィルム型の二次電池が完成する。
【０１６４】
この第３手順では、第１手順と比較して、二次電池の膨れが抑制される。また、第３手順では、第２手順と比較して、溶媒およびモノマー（高分子化合物の原料）などが電解質層３６中に残存しにくくなるため、高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極３３、負極３４およびセパレータ３５のそれぞれと電解質層３６とが互いに密着しやすくなる。
【０１６５】
［作用および効果］
このラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池によれば、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されており、窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）を含む窓部４２（窓フィルム４３）が外装部材４０（外装本体４１）に設けられている。よって、以下で説明する理由により、優れた電池特性を得ることができる。
【０１６６】
外装部材４０に窓部４２が設けられていない場合には、二次電池の内部において電解液の分解反応などの副反応に起因して二酸化炭素などのガスが発生すると、そのガスの逃げ場がないため、二次電池の内部においてガスが蓄積される。この場合には、内圧の上昇に応じて、内部環境Ｅ１から外部環境Ｅ２に向かって突出するように外装部材４０が変形するため、二次電池が膨れてしまう。
【０１６７】
これに対して、外装部材４０に窓部４２が設けられている場合には、上記したように、二次電池の内部においてガスが発生しても、窓部４２の排気機能を利用してガスが外部に放出されるため、その二次電池の膨れが抑制される。しかも、外装部材（外装本体４１）に開口部４１Ｋが設けられていると、その開口部４１Ｋを通じて二次電池の内部に水が侵入することが懸念されるが、窓部４２の防水機能を利用して水の侵入が抑制されるため、その水に起因するサイクル特性などの低下も抑制される。よって、安全弁などの機械、器具および装置などの設備を用いずに、窓部４２を利用して二次電池の膨れが抑制されると共にサイクル特性などの低下が抑制されるため、優れた電池特性が得られる。
【０１６８】
特に、窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）が非多孔質ＰＦＡ、非多孔質ＦＥＰおよび非多孔質ＥＴＦＥなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいれば、窓部４２が水の侵入をより抑制しやすくなると共に、その窓部４２がガスをより放出しやすくなるため、より高い効果を得ることができる。
【０１６９】
また、外装本体４１に開口部４１Ｋが設けられており、窓機能材料を含む窓フィルム４３が開口部４１Ｋを被覆することにより窓部４２が形成されていれば、その開口部４１Ｋ（窓フィルム４３）を通じてガスが十分に放出されるため、より高い効果を得ることができる。
【０１７０】
この場合には、窓フィルム４３が開口部４１Ｋの面積よりも大きな面積を有しており、その窓フィルム４３が外装本体４１に接着剤４４を介して貼り付けられていれば、その外装本体４１に窓フィルム４３が強固に固定される。よって、窓部４２の防水機能および排気機能が安定に発揮されるため、さらに高い効果を得ることができる。
【０１７１】
また、窓フィルム４３の厚さが１０μｍ〜５００μｍであれば、その窓フィルム４３の物理耐久性などを確保しつつ、十分な防水機能および十分な排気機能が得られるため、より高い効果を得ることができる。
【０１７２】
＜１−２．リチウム金属二次電池＞
ここで説明する二次電池は、リチウム金属の析出溶解により負極３４の容量が得られるラミネートフィルム型のリチウム金属二次電池である。この二次電池は、負極活物質層３４Ｂがリチウム金属により形成されていることを除いて、上記したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池と同様の構成を有していると共に、同様の手順により製造される。
【０１７３】
この二次電池では、負極活物質としてリチウム金属が用いられているため、高いエネルギー密度が得られる。負極活物質層３４Ｂは、組み立て時から既に存在してもよいが、組み立て時には存在しておらず、充電時において析出したリチウム金属により形成されてもよい。また、負極活物質層３４Ｂを集電体として利用することにより、負極集電体３４Ａを省略してもよい。
【０１７４】
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。充電時には、正極３３からリチウムイオンが放出されると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して負極集電体３４Ａの表面にリチウム金属となって析出する。一方、放電時には、負極活物質層３４Ｂからリチウム金属がリチウムイオンとなって電解質層３６中に溶出すると共に、そのリチウムイオンが電解質層３６を介して正極２１に吸蔵される。
【０１７５】
このラミネートフィルム型のリチウム金属二次電池によれば、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されており、窓機能材料を含む窓部４２（窓フィルム４３）が外装部材４０（外装本体４１）に設けられている。よって、上記したリチウムイオン二次電池と同様の理由により、優れた電池特性を得ることができる。リチウム金属二次電池に関する他の作用および効果は、リチウムイオン二次電池に関する作用および効果と同様である。
【０１７６】
＜１−３．変形例＞
本実施形態の二次電池の構成は、適宜、変更可能である。
【０１７７】
（変形例１）
具体的には、窓フィルム４３は、例えば、接着剤４４を用いない方法のうちのいずれか１種類または２種類以上を用いて外装本体４１に接着されていてもよい。この接着剤４４を用いない方法は、例えば、熱融着法および超音波溶接法などである。この場合においても、窓フィルム４３が外装本体４１に固定されるため、同様の効果を得ることができる。
【０１７８】
（変形例２）
また、例えば、図２に対応する図５に示したように、窪み部４１Ｐのうちの上面４１ＰＴに代えて、側面４１ＰＳに窓部４２が設けられていてもよい。開口部４１Ｋの開口形状および開口面積などは、任意に設定可能であると共に、窓フィルム４３の平面形状および面積などは、任意に設定可能である。ここでは、例えば、開口部４１Ｋの開口形状および窓フィルム４３の平面形状のそれぞれが略矩形（４つの角部が丸みを帯びた矩形）であると共に、窓フィルム４３の面積が開口部４１Ｋの開口面積よりも大きくなっている。この場合においても、窓部２４が防水機能および排気機能を発揮することにより、同様の効果を得ることができる。
【０１７９】
（変形例３）
また、例えば、図３に対応する図６に示したように、外装本体４１の内側（内部環境Ｅ１）に代えて、その外装本体４１の外側（外部環境Ｅ２）に窓フィルム４３が配置されていてもよい。この窓フィルム４３は、例えば、接着剤４４を介して外装本体４１の外側面に接着されている。この場合においても、窓部２４が防水機能および排気機能を発揮することにより、同様の効果を得ることができる。
【０１８０】
ただし、上記したように、窓フィルム４３が外装本体４１の外側に配置されていると、ガスの発生（内圧の上昇）に起因して窓フィルム４３が剥離する可能性があると共に、その窓フィルム４３が二次電池から脱落する可能性がある。よって、窓フィルム４３が剥離および脱落することを抑制するためには、その窓フィルム４３は外装本体４１の内側（内部環境Ｅ１）に配置されていることが好ましい。
【０１８１】
（変形例４）
また、例えば、図３に対応する図７に示したように、窓フィルム４３の上に保護層４６が設けられていてもよい。この「窓フィルム４３の上」とは、窓フィルム４３の外側を意味している。
【０１８２】
保護層４６は、主に、窓フィルム４３の表面を物理的に保護する機能を果たす。この保護層４６は、例えば、通気性を有する材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。通気性を有する材料の種類は、特に限定されないが、例えば、多孔質の樹脂、セラミックおよびメッシュフィルタなどである。多孔質の樹脂の種類は、特に限定されないが、例えば、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ナイロン、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）およびゼオライトなどである。保護層４６の厚さは、特に限定されないため、任意に設定可能である。
【０１８３】
保護層４６が窓フィルム４３を保護することができれば、その保護層４６の大きさ（面積）は、特に限定されない。すなわち、保護層４６の面積は、窓フィルム４３の露出面積（開口部４１Ｋに露出している窓フィルム４３の面積）と同じでもよいし、窓フィルム４３の露出面積より大きくてもよい。
【０１８４】
ここでは、保護層４６は、例えば、窓フィルム４３の露出面積よりも大きい面積を有しており、接着剤４５を介して外装本体４１に接着されている。この接着剤４５は、例えば、窓フィルム４３を利用した通気性を確保するために、開口部４１Ｋを塞がないように設けられていることが好ましい。図７では、例えば、保護層４６が接着剤４５を介して窓フィルム４３に接着されないようにした場合を示している。接着剤４５に関する詳細は、例えば、接着剤４４に関する詳細と同様である。
【０１８５】
この場合には、保護層４６により窓フィルム４３が物理的に保護されるため、その窓フィルム４３が外力に起因して変形、破損および剥離することは抑制される。しかも、通気性を有する材料は、ガスを通しやすい性質を有しているため、窓フィルム４３の上に保護層４６が設けられていても、その保護層４６を経由してガスが外部に放出される。よって、窓部４２の排気機能が担保されながら、窓フィルム４３の物理耐久性が向上するため、より高い効果を得ることができる。
【０１８６】
ここでは具体的に図示しないが、例えば、図６に示したように、窓フィルム４３が外装本体４１の外側に配置されている場合において、その窓フィルム４３の上に保護層４６が設けられていてもよい。この保護層４６は、例えば、接着剤４５を介して外装本体４１などに接着される。この場合においても、同様の効果を得ることができる。
【０１８７】
＜２．二次電池（第２実施形態）＞
次に、第２実施形態の二次電池に関して説明する。以下では、第１実施形態の二次電池の構成要素を随時引用する。
【０１８８】
＜２−１．リチウムイオン二次電池＞
ここで説明する二次電池は、リチウムイオン二次電池である。この二次電池は、外装本体４１に開口部４１Ｋが設けられていないと共に、外装部材４０が窓部４２に代えて窓部４７を有していることを除いて、第１実施形態の二次電池と同様の構成を有していると共に、同様の手順により製造される。
【０１８９】
［構成］
図８は、本実施形態の二次電池の斜視構成（貼り合わせ後の状態）を表しており、図１および図２のそれぞれに対応している。ただし、図８では、図２と同様に、正極リード３１および負極リード３２のそれぞれの図示を省略している。
【０１９０】
図９は、図８に示したＣ−Ｃ線に沿った外装部材４０の断面構成を表している。図１０は、図８に示したＤ−Ｄ線に沿った外装部材４０の断面構成を表している。
【０１９１】
窓部４７は、主に、窓部４２と同様の機能（防水機能および排気機能）を果たす。この窓部４７は、例えば、図８に示したように、外装本体４１のうちの非接着領域４１Ｘに代えて接着領域４１Ｙに設けられており、窓フィルム４３に代えて窓フィルム４８を含んでいる。
【０１９２】
具体的には、例えば、外装部４１Ａ，４１Ｂにより窓フィルム４８が挟まれた状態において、その外装部４１Ａ，４１Ｂが互いに接着されることにより、窓部４７が形成されている。すなわち、窓部４７は、例えば、窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）を含むと共に外装部４１Ａ，４１Ｂの間に介在する窓フィルム４８を含んでいる。図８では、窓部４７（窓フィルム４８）を識別しやすくするために、その窓部４７に網掛けを施している。
【０１９３】
この窓部４７は、図９および図１０に示したように、内部環境Ｅ１および外部環境Ｅ２のそれぞれに露出している。外装部材４０に窓部４７が設けられているのは、外装部材４０に窓部４２が設けられている場合と同様の理由による。すなわち、窓部４７の防水機能および排気機能を利用して、安全弁などの機械、器具および装置などの設備を用いずに、サイクル特性などの低下が抑制されると共に、二次電池の膨れが抑制される。
【０１９４】
上記した防水機能および排気機能を発揮することができれば、窓部４７の数、位置および構成は、特に限定されない。
【０１９５】
窓部４７の数は、１個だけでもよいし、２個以上でもよい。ここでは、窓部４７の数は、例えば、１個である。
【０１９６】
また、窓部４７の位置は、接着領域４１Ｙのうちのいずれかの位置であれば、任意でよい。ここでは、窓部４７は、例えば、外装部材４０の内部から外部に正極リード３１および負極リード３２のそれぞれが導入される側における接着領域４１Ｙの一部に設けられている。
【０１９７】
窓フィルム４８は、例えば、窓フィルム４３と同様に、窓機能材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。窓フィルム４８の平面形状は、特に限定されないため、例えば、円形でもよいし、楕円形でもよいし、矩形でもよいし、それら以外の形状でもよい。ここでは、窓フィルム４８の平面形状は、例えば、矩形である。
【０１９８】
この窓フィルム４８は、例えば、接着剤４９を介して外装本体４１（外装部４１Ａ）に接着されていると共に、同様に接着剤４９を介して外装本体４１（外装部４１Ｂ）に接着されている。接着剤４９に関する詳細は、例えば、接着剤４４に関する詳細と同様である。
【０１９９】
なお、窓フィルム４８が存在していない領域では、上記したように、外装部４１Ａの接着層と外層部４１Ｂの接着層とが互いに接着されている。これにより、外装部材４０は封止されている。
【０２００】
窓フィルム４８の厚さは、特に限定されないが、例えば、１０μｍ〜５００μｍであり、好ましくは１０μｍ〜２００μｍである。窓フィルム４３の厚さを規定した場合と同様に、窓フィルム４８の物理耐久性などを確保しつつ、十分な防水機能および十分な排気機能が得られるからである。
【０２０１】
なお、接着剤４９と窓フィルム４８との接着性が十分でない場合には、例えば、上記した接着剤４４と窓フィルム４３との接着性が十分でない場合と同様に、その接着性を向上させるために、窓フィルム４８の表面に前処理のうちのいずれか１種類または２種類以上が施されていてもよい。前処理に関する詳細は、例えば、上記した通りである。
【０２０２】
もちろん、接着剤４９と外装本体４１との接着性が十分でない場合には、例えば、上記した接着剤４４と外装本体４１との接着性が十分でない場合と同様に、その接着性を向上させるために、外装本体４１の表面に前処理のうちのいずれか１種類または２種類以上が施されていてもよい。
【０２０３】
［製造方法］
この二次電池は、例えば、接着剤４９を用いて外装本体４１（外装部４１Ａ，４１Ｂ）に窓フィルム４８を貼り付けることにより、窓部４８が設けられた外装部材４０を用いることを除いて、第１実施形態の二次電池と同様の手順により製造される。
【０２０４】
［作用および効果］
このラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池によれば、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されており、窓機能材料を含む窓部４７（窓フィルム４８）が外装部材４０に設けられている。この場合には、第１実施形態の二次電池と同様の理由により、窓フィルム４８の防水機能を利用して、水に起因するサイクル特性などの低下が抑制されると共に、その窓フィルム４８の排気機能を利用して、二次電池の膨れが抑制される。よって、優れた電池特性を得ることができる。
【０２０５】
特に、窓機能材料を含む窓フィルム４８を介して外装部４１Ａ，４１Ｂが互いに接着されることにより窓部４８が形成されていれば、外装本体４１に開口部などを設けなくても窓部４８が形成されるため、より高い効果を得ることができる。
【０２０６】
また、窓フィルム４８の厚さが１０μｍ〜５００μｍであれば、その窓フィルム４８の物理耐久性などを確保しつつ、十分な防水機能および十分な排気機能が得られるため、より高い効果を得ることができる。
【０２０７】
本実施形態の二次電池に関する他の作用および効果は、第１実施形態の二次電池に関する作用および効果と同様である。
【０２０８】
＜２−２．リチウム金属二次電池＞
ここで説明する二次電池は、ラミネートフィルム型のリチウム金属二次電池である。この二次電池は、負極活物質としてリチウム金属が用いられていることを除いて、上記したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池と同様の構成を有していると共に、同様の手順により製造される。
【０２０９】
このラミネートフィルム型のリチウム金属二次電池によれば、フィルム状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納されており、窓機能材料を含む窓部４７（窓フィルム４８）が外装部材４０に設けられている。よって、上記したリチウムイオン二次電池と同様の理由により、優れた電池特性を得ることができる。リチウム金属二次電池に関する他の作用および効果は、リチウムイオン二次電池に関する作用および効果と同様である。
【０２１０】
＜２−３．変形例＞
本実施形態の二次電池の構成は、適宜、変更可能である。具体的には、窓フィルム４８は、例えば、窓フィルム４３と同様に、接着剤４９を用いない方法のうちのいずれか１種類または２種類以上を用いて外装本体４１に貼り付けられていてもよい。この接着剤４９を用いない方法に関する詳細は、例えば、上記した通りである。この場合においても、窓フィルム４８が外装本体４１に固定されるため、同様の効果を得ることができる。
【０２１１】
＜３．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
【０２１２】
二次電池の用途は、その二次電池を駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能である機械、機器、器具、装置およびシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０２１３】
二次電池の用途は、例えば、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオ、携帯用テレビおよび携帯用情報端末などの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに搭載される電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。もちろん、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。
【０２１４】
中でも、二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器などに適用されることが有効である。これらの用途では優れた電池特性が要求されるため、本技術の二次電池を用いることにより、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、二次電池を用いた電源である。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。電動車両は、二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、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など）でもよい。電力貯蔵システムは、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、電力貯蔵源である二次電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して家庭用の電気製品などを使用することが可能である。電動工具は、二次電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、二次電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
【０２１５】
ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。
【０２１６】
＜３−１．電池パック（単電池）＞
図１１は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図１２は、図１１に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図１１では、電池パックが分解された状態を示している。
【０２１７】
ここで説明する電池パックは、１つの本技術の二次電池を用いた簡易型の電池パック（いわゆるソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。この電池パックは、例えば、図１１に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池である電源１１１と、その電源１１１に接続される回路基板１１６とを備えている。この電源１１１には、正極リード１１２および負極リード１１３が取り付けられている。
【０２１８】
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 ）が形成されている。この回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極１１２に接続されていると共に、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は、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１２１により保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
【０２１９】
また、電池パックは、例えば、図１２に示したように、電源１１１と、回路基板１１６とを備えている。回路基板１１６は、例えば、制御部１２１と、スイッチ部１２２と、ＰＴＣ素子１２３と、温度検出部１２４とを備えている。電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して外部と接続されることが可能であるため、その電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）１２６を用いて温度を検出する。
【０２２０】
制御部１２１は、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。この制御部１２１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリなどを含んでいる。
【０２２１】
この制御部１２１は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、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、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、充電電流を遮断する。
【０２２２】
一方、制御部１２１は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、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、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、放電電流を遮断する。
【０２２３】
なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２２４】
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、すなわち電源１１１と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部１２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、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）などの半導体スイッチである。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部１２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
【０２２５】
温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部１２１に出力する。この温度検出部１２４は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部１２４により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部１２１が補正処理を行う場合などに用いられる。
【０２２６】
なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ素子１２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。
【０２２７】
＜３−２．電池パック（組電池）＞
図１３は、組電池を用いた電池パックのブロック構成を表している。
【０２２８】
この電池パックは、例えば、筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１および負極端子７２とを備えている。この筐体６０は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。
【０２２９】
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）を制御する。この制御部６１は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、２種類以上の本技術の二次電池を含む組電池であり、その２種類以上の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つの二次電池を含んでいる。
【０２３０】
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、すなわち電源６２と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、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）などの半導体スイッチである。
【０２３１】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部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すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度の測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部６１が補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における二次電池の電圧を測定すると共に、アナログ−デジタル変換された電圧の測定結果を制御部６１に供給する。
【０２３２】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６のそれぞれ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。
【０２３３】
このスイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。
【０２３４】
また、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すると、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。
【０２３５】
なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２３６】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどを含んでいる。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値、製造工程段階において測定された二次電池の情報（例えば、初期状態の内部抵抗など）などが記憶されている。なお、メモリ６８に二次電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量などの情報を把握できる。
【０２３７】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度検出素子６９は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。
【０２３８】
正極端子７１および負極端子７２のそれぞれは、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えばノート型のパーソナルコンピュータなど）、電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば充電器など）などに接続される端子である。電源６２は、正極端子７１および負極端子７２を介して充放電される。
【０２３９】
＜３−３．電動車両＞
図１４は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。
【０２４０】
この電動車両は、例えば、金属製の筐体７３の内部に、制御部７４と、エンジン７５と、電源７６と、駆動用のモータ７７と、差動装置７８と、発電機７９と、トランスミッション８０およびクラッチ８１と、インバータ８２，８３と、各種センサ８４とを備えている。この他、電動車両は、例えば、差動装置７８およびトランスミッション８０に接続された前輪用駆動軸８５および前輪８６と、後輪用駆動軸８７および後輪８８とを備えている。
【０２４１】
この電動車両は、例えば、エンジン７５およびモータ７７のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行することが可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン７５を動力源とする場合には、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して、エンジン７５の駆動力（回転力）が前輪８６および後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力が発電機７９に伝達されるため、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ８３を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源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には、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るため、その交流電力を利用してモータ７７が駆動する。このモータ７７により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およびクラッチ８１を介して前輪８６および後輪８８に伝達される。
【０２４２】
なお、制動機構を介して電動車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ７７に回転力として伝達されるため、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。この交流電力はインバータ８２を介して直流電力に変換されるため、その直流回生電力は電源７６に蓄積されることが好ましい。
【０２４３】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部７４は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続されていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。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、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。この各種センサ８４は、例えば、速度センサ、加速度センサおよびエンジン回転数センサなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２４４】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、その電動車両は、エンジン７５を用いずに電源７６およびモータ７７だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
【０２４５】
＜３−４．電力貯蔵システム＞
図１５は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。
【０２４６】
この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋８９の内部に、制御部９０と、電源９１と、スマートメータ９２と、パワーハブ９３とを備えている。
【０２４７】
ここでは、電源９１は、例えば、家屋８９の内部に設置された電気機器９４に接続されていると共に、家屋８９の外部に停車された電動車両９６に接続されることが可能である。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およびパワーハブ９３を介して外部の集中型電力系統９７に接続されることが可能である。
【０２４８】
なお、電気機器９４は、例えば、１または２種類以上の家電製品を含んでおり、その家電製品は、例えば、冷蔵庫、エアコン、テレビおよび給湯器などである。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機および風力発電機などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。電動車両９６は、例えば、電気自動車、電気バイクおよびハイブリッド自動車などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。集中型電力系統９７は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所および風力発電所などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【０２４９】
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。この制御部９０は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。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、電力供給側と通信することが可能である。これに伴い、スマートメータ９２は、例えば、外部と通信しながら、家屋８９における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０２５０】
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およびパワーハブ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。この電源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９４および電動車両９６に供給されるため、その電気機器９４が稼働可能になると共に、その電動車両９６が充電可能になる。すなわち、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および供給を可能にするシステムである。
【０２５１】
電源９１に蓄積された電力は、必要に応じて使用することが可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜において、集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、電気使用料が高い日中において、その電源９１に蓄積された電力を用いることができる。
【０２５２】
なお、上記した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）ごとに設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）ごとに設置されていてもよい。
【０２５３】
＜３−５．電動工具＞
図１６は、電動工具のブロック構成を表している。
【０２５４】
ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
【０２５５】
工具本体９８は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。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。この制御部９９は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、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。
【実施例】
【０２５６】
本技術の実施例に関して説明する。【０２５７】
（実験例１−１〜１−１５）
以下の手順により、外装本体４１のうちの非接着領域４１Ｘに窓部４２（開口部４１Ｋおよび窓フィルム４３）を設けることにより、図１〜図５および図７に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。【０２５８】
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ｏ2 ）９７質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）２質量部と、正極導電剤（カーボンブラック）１質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に正極合剤を投入したのち、その有機溶剤を撹拌することにより、ペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体３３Ａ（１２μｍ厚の帯状アルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させることにより、正極活物質層３３Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層３３Ｂを圧縮成型した。【０２５９】
負極３４を作製する場合には、最初に、負極活物質（粒状黒鉛粉末，メジアン径Ｄ５０＝２０μｍ）９５質量部と、負極結着剤（スチレンブタジエンゴム共重合体のアクリル変性体）１．５質量部と、負極結着剤（微粒子ポリフッ化ビニリデン，メジアン径Ｄ５０＝０．３μｍ）２質量部と、増粘剤（カルボキシメチルセルロース）１．５質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、純水に負極合剤を投入したのち、その純水を撹拌することにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体３４Ａ（１５μｍ厚の帯状銅箔）の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させることにより、負極活物質層３４Ｂを形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層３４Ｂを圧縮成型した。【０２６０】
電解液を調製する場合には、溶媒（炭酸エチレン、炭酸エチルメチルおよび炭酸ビニレン）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を加えたのち、その溶媒を撹拌することにより、その溶媒中において電解質塩を溶解させた。この場合には、溶媒の混合比（質量比）を炭酸エチレン：炭酸エチルメチル：炭酸ビニレン＝３０：６９：１とした。また、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｄｍ3 （＝１ｍｏｌ／ｌ）とした。【０２６１】
二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体３３Ａにアルミニウム製の正極リード３１を溶接すると共に、負極集電体３４Ａに銅製の負極リード３２を溶接した。【０２６２】
続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）に高分子化合物（ポリフッ化ビニリデン）を溶解させることにより、その有機溶剤中において高分子化合物が溶解された溶液を得たのち、基材層（１２μｍ厚の微多孔性ポリエチレンフィルム）の両面に溶液を塗布した。続いて、基材層を水浴中に浸漬させることにより、その溶液を相分離させたのち、その基材層を温風乾燥した。これにより、基材層の両面に高分子化合物層が形成されたため、セパレータ３５が得られた。【０２６３】
続いて、セパレータ３５を介して正極３３および負極３４を積層させることにより、積層体とした。続いて、積層体を長手方向に巻回させたのち、その積層体の最外周部に保護テープ３７を貼り付けることにより、巻回電極体３０を作製した。【０２６４】
続いて、巻回電極体３０を挟むようにフィルム状の外装部材４０を折り畳んだのち、その外装部材４０のうちの３辺の外周縁部同士を熱融着した。この外装部材４０は、２５μｍ厚のナイロンフィルムと、４０μｍ厚のアルミニウム箔と、３０μｍ厚のポリプロピレンフィルムとが外側からこの順に積層されたアルミラミネートフィルムである。外装部材４０を熱融着する場合には、正極リード３１と外装部材４０との間に密着フィルム５０を挿入すると共に、負極リード３２と外装部材４０との間に密着フィルム５０を挿入した。【０２６５】
この場合には、外装本体４１のうちの非接着領域４１Ｘに設けられた開口部４１Ｋを被覆するように、窓機能材料を含む窓フィルム４３を接着剤４４を介して外装本体４１に貼り付けることにより、窓部４２が設けられた外装部材４０を用いた。また、窓フィルム４３に接着剤４６を介して保護層４６を貼り付けることにより、その保護層４６が設けられた外装部材４０を用いた。【０２６６】
なお、比較のために、窓部４２が設けられていない外装部材４０を用いた。また、比較のために、窓フィルム４３が窓機能材料以外の材料を含んでいる外装部材４０を用いた。【０２６７】
窓部４２の有無、開口部４１Ｋの構成（位置および寸法（ｃｍ×ｃｍ））、窓フィルム４３の構成（材質および厚さ（μｍ））および保護層４６の構成（有無および材質）は、表１に示した通りである。【０２６８】
窓フィルム４３の材質は、以下の通りである。窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）としては、非多孔質ＰＦＡ、非多孔質ＦＥＰおよび非多孔質ＥＴＦＥを用いた。窓機能材料以外の材料としては、多孔質ＰＦＡ、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いた。【０２６９】
保護層４６の形成材料（多孔質の樹脂）としては、多孔質ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用いた。【０２７０】
窓機能材料を含む窓フィルム４３を接着剤４４を介して外装本体４１に貼り付ける場合には、最初に、窓フィルム４３の表面に前処理を施した。この場合には、窓フィルム４３の表面に前処理剤（株式会社テクノス製のフッ素樹脂表面処理剤フロロボンダーＥ）を吹き付けることにより、その窓フィルム４３の表面を改質処理（いわゆるフロロボンダー処理）した。続いて、外装本体４１の表面に前処理を施した。この場合には、外装本体４１の表面に下塗り剤（セメダイン株式会社製のＰＰＸプライマー）を塗布した。最後に、接着剤４４（セメダイン株式会社製のＰＰＸ）を介して、窓フィルム４３の前処理面と外装本体４１の前処理面とを接着させた。【０２７１】
窓機能材料以外の材料を含む窓フィルム４３を接着剤４４を介して外装本体４１に貼り付ける場合には、窓機能材料を含む窓フィルム４３を接着剤４４を介して外装本体４１に貼り付けた場合と同様の手順を用いた。【０２７２】
最後に、外装部材４０の内部に電解液を注入することにより、その電解液をセパレータ３５に含浸させたのち、減圧環境中において外装部材４０の残りの１辺の外周縁部同士を熱融着した。これにより、外装部材４０の内部に巻回電極体３０が封入されたため、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池（電池サイズ＝８０ｍｍ×６０ｍｍ×４０ｍｍ，電池容量＝３０００ｍＡｈ）が完成した。【０２７３】
二次電池の電池特性を評価するために、その二次電池の容量維持特性、膨れ特性、物理耐久特性および接着特性を調べたところ、表１に示した結果が得られた。【０２７４】
容量維持特性を調べる場合には、最初に、恒温槽を用いて、高温環境中（温度＝６０℃，湿度＝９０％）中において二次電池を保存（保存期間＝７日間）した。続いて、恒温槽から二次電池を取り出したのち、その二次電池を充放電させることにより、放電容量（ｍＡｈ）を測定した。最後に、容量維持率（％）＝（放電容量／電池容量（＝３０００ｍＡｒ））×１００を算出した。【０２７５】
なお、充電時には、０．２Ａの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電した。放電時には、０．６Ａの電流で電圧が２．５Ｖに到達するまで定電流放電した。【０２７６】
膨れ特性を調べる場合には、最初に、常温環境中（温度＝２３℃）において二次電池を充電させたのち、マイクロメータを用いて充電状態の二次電池の厚さ（保存前の厚さ）を測定した。続いて、恒温槽内の高温環境中（温度＝６０℃，湿度＝９０％）において充電状態の二次電池を保存（保存期間＝７日間）したのち、マイクロメータを用いて充電状態の二次電池の厚さ（保存後の厚さ）を測定した。最後に、厚さ変化率（％）＝［（保存後の厚さ−保存前の厚さ）／保存前の厚さ］×１００を算出した。【０２７７】
なお、充電時には、１Ａの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで定電流充電した。【０２７８】
物理耐久特性を調べる場合には、ＪＩＳ  Ｋ５４００−５−４に準拠した引っ掻き試験を行うことにより、窓部４２の最表面の擦過状態を目視で確認した。この結果、窓部４２の最表面に傷が発生しなかった場合を「Ａ」、窓部４２の最表面に傷が発生した場合を「Ｂ」、窓部４２の最表面に傷が発生しただけでなく、その窓部４２が破損した場合を「Ｃ」とそれぞれ評価した。なお、窓部４２の最表面とは、保護層４６が設けられていない場合には窓フィルム４３の表面であると共に、保護層４６が設けられている場合には保護層４６の表面である。【０２７９】
接着特性を調べる場合には、ＪＩＳ  Ｋ７１２７：１９９９に準拠した接着試験を行うことにより、窓フィルム４３の接着強度を確認した。この結果、窓フィルム４３が剥離しなかった場合を「Ａ」、窓フィルム４３が剥離した場合を「Ｃ」とそれぞれ評価した。【０２８０】
【表１】
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【０２８１】
窓部４２を設けなかった場合（実験例１−１２）には、高い容量維持率は得られたが、厚さ変化率が増大した。この結果は、二次電池の内部において、電解液の分解反応に起因するガスが発生したため、内圧の上昇に応じて二次電池が膨れたことを表している。以下では、窓部４２を設けなかった場合の結果を比較基準とする。【０２８２】
これに対して、窓部４２を設けた場合には、窓フィルム４３の材質に応じて容量維持率および厚さ変化率のそれぞれが大きく変動した。【０２８３】
詳細には、窓フィルム４３の形成材料として窓機能材料以外の材料（多孔質ＰＦＡおよびＰＰ）を用いた場合（実験例１−１３，１−１４）には、厚さ変化率は著しく減少したが、容量維持率も大幅に減少した。また、窓機能材料以外の材料（ＰＥＴ）を用いた場合（実験例１−１５）には、高い容量維持率は維持されたが、厚さ変化率がほぼ同等であった。【０２８４】
しかしながら、窓フィルム４３の形成材料として窓機能材料（非多孔質ＰＦＡ、非多孔質ＦＥＰおよび非多孔質ＥＴＦＥ）を用いた場合（実験例１−１〜１−１１）には、開口部４１Ｋの位置、窓機能材料の種類および窓フィルム４３の厚さなどに依存せずに、容量維持率がほぼ維持されたまま、厚さ変化率が著しく減少した。この結果は、窓部４２（窓機能材料を含む窓フィルム４３）を用いると、二次電池の内部において発生したガスが外部に放出されるため、その二次電池が膨れにくくなると共に、二次電池の内部に水が侵入しにくくなるため、放電容量が低下しにくくなることを表している。【０２８５】
しかも、窓機能材料を用いた場合（実験例１−１〜１−１１）には、その窓機能材料以外の材料を用いた場合（実験例１−１３〜１−１５）と同程度の擦過状態が得られると共に、同程度の接着強度が得られた。すなわち、窓フィルム４３の形成材料として窓機能材料を用いても、擦過状態および接着強度のそれぞれが悪化することはなかった。【０２８６】
特に、窓機能材料を用いた場合（実験例１−１〜１−１１）には、以下の傾向が得られた。第１に、窓フィルム４３の厚さが１０μｍ〜５００μｍであると、厚さ変化率が十分に減少した。この場合には、窓フィルム４３の厚さが２００μｍ以下であると、厚さ変化率がより減少した。第２に、保護層４６を用いると、窓部４２の最表面の擦過状態が著しく改善された。【０２８７】
（実験例２−１〜２−４）
表２に示したように、外装本体４１のうちの非接着領域４１Ｘに代えて接着領域４１Ｙに窓部４７（窓フィルム４８）を設けたことを除いて、実験例１−１〜１−１５と同様の手順により、図８〜図１０に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製したと共に、その二次電池の電池特性を評価した。【０２８８】
窓機能材料を含む窓フィルム４８を接着剤４９を介して外装本体４１（外装部４１Ａ，４１Ｂ）に貼り付ける場合には、最初に、窓フィルム４８の両面に前処理を施した。この場合には、窓フィルム４８の両面に前処理剤（株式会社テクノス製のフッ素樹脂表面処理剤フロロボンダーＥ）を吹き付けることにより、その窓フィルム４８の両面を改質処理（フロロボンダー処理）した。続いて、外装部４１Ａの表面および外装部４１Ｂの表面のそれぞれに前処理を施した。この場合には、外装部４１Ａの表面に下塗り剤（セメダイン株式会社製のＰＰＸプライマー）を塗布すると共に、外装部４１Ｂに表面に同様の下塗り剤を塗布した。最後に、接着剤４９（セメダイン株式会社製のＰＰＸ）を介して、窓フィルム４８の前処理面と外装部４１Ａの前処理面とを互いに接着させると共に、同様の接着剤４９を介して窓フィルム４８の前処理面と外装部４１Ｂの前処理面とを互いに接着させた。【０２８９】
【表２】
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【０２９０】
接着領域４１Ｙに窓部４７を設けた場合（表２）においても、非接着領域４１Ｘに窓部４２を設けた場合（表１）と同様の結果が得られた。すなわち、窓部４７を設けたと共に、窓フィルム４８の形成材料として窓機能材料を用いた場合（実験例２−１〜２−４１）には、窓部４７を設けなかった場合（実験例１−１２）および窓フィルム４８の形成材料として窓機能材料以外の材料を用いた場合（実験例１−１３〜１−１５）と比較して、高い容量維持率が得られると共に、厚さ変化率が著しく減少した。もちろん、窓部４７を設けたと共に窓機能材料を用いた場合（実験例２−１〜２−４）には、窓部４７を設けなかった場合（実験例１−１２）および窓機能材料以外の材料を用いた場合（実験例１−１３〜１−１５）のそれぞれと同等の擦過状態および接着強度も得られた。【０２９１】
表１および表２に示した結果から、フィルム状の外装部材の内部に巻回電極体が収納されており、その外装部材に窓機能材料（非多孔質の溶融フッ素樹脂）を含む窓部が設けられていると、その外装部材の物理耐久特性および接着特性を担保しながら、二次電池の容量維持特性および膨れ特性が改善された。よって、二次電池において優れた電池特性が得られた。【０２９２】
以上、いくつかの実施形態および実施例を挙げながら本技術を説明したが、本技術は、一実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。【０２９３】
具体的には、例えば、電池素子が巻回構造を有する場合に関して説明したが、本技術の二次電池において電池素子が有する構造は、特に限定されない。具体的には、電池素子は、例えば、積層構造などの他の構造を有していてもよい。【０２９４】
また、リチウムの吸蔵放出により負極の容量が得られる二次電池（リチウムイオン二次電池）およびリチウムの析出溶解により負極の容量が得られる二次電池（リチウム金属二次電池）に関して説明したが、本技術の二次電池において負極の容量が得られる原理は、特に限定されない。具体的には、例えば、リチウムを吸蔵放出可能な負極材料の容量を正極の容量よりも小さくすることにより、二次電池は、リチウムの吸蔵放出による容量とリチウムの析出溶解による容量との和により負極の容量が得られる二次電池などでもよい。【０２９５】
また、電極反応物質としてリチウムを用いる場合に関して説明したが、これに限られない。電極反応物質は、例えば、ナトリウム（Ｎａ）およびカリウム（Ｋ）などの長周期型周期表における他の１族の元素でもよいし、マグネシウム（Ｍｇ）およびカルシウム（Ｃａ）などの長周期型周期表における２族の元素でもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの他の軽金属でもよい。また、電極反応物質は、上記した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む合金でもよい。【０２９６】
なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。【０２９７】
なお、本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
正極、負極および電解液を含む電池素子と、
前記電池素子を収納すると共に、非多孔質の溶融フッ素樹脂を含む窓部を有するフィルム状の外装部材と
を備えた、二次電池。
（２）
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂は、非多孔質テトラフルオロエチレン・パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、非多孔質テトラフルオロエチレン・ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＦＥＰ）および非多孔質テトラフルオロエチレン・エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）のうちの少なくとも１種を含む、
上記（１）に記載の二次電池。
（３）
前記外装部材は、開口部を有し、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含むフィルム状の窓部材が少なくとも前記開口部を被覆することにより、前記窓部が形成されている、
上記（１）または（２）に記載の二次電池。
（４）
前記窓部材は、前記開口部の面積よりも大きな面積を有していると共に、前記外装部材に接着剤を介して貼り付けられている、
上記（３）に記載の二次電池。
（５）
前記窓部材の上に、通気性を有する材料を含む保護層が設けられている、
上記（３）または（４）に記載の二次電池。
（６）
前記窓部材の厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下である、
上記（３）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
前記外装部材は、
前記電池素子を一方から被覆する第１外装部材と、
前記電池素子を他方から被覆する第２外装部材と
を含み、
前記非多孔質の溶融フッ素樹脂を含むフィルム状の窓部材を介して、前記第１外装部材の一部と前記第２外装部材の一部とが互いに接着されることにより、前記窓部が形成されている、
上記（１）または（２）に記載の二次電池。
（８）
前記窓部材は、接着剤を介して前記第１外装部材および前記第２外装部材のそれぞれに貼り付けられている、
上記（７）に記載の二次電池。
（９）
前記窓部材の厚さは、１０μｍ以上５００μｍ以下である、
上記（７）または（８）に記載の二次電池。
（１０）
リチウムイオン二次電池である、
上記（１）ないし（９）のいずれかに記載の二次電池。
（１１）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と、
前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
を備えた、電池パック。
（１２）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
前記二次電池の動作を制御する制御部と
を備えた、電動車両。
（１３）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
を備えた、電力貯蔵システム。
（１４）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池と、
前記二次電池から電力を供給される可動部と
を備えた、電動工具。
（１５）
上記（１）ないし（１０）のいずれかに記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。【０２９８】
本出願は、日本国特許庁において２０１６年１２月１６日に出願された日本特許出願番号第２０１６−２４４５１２を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。【０２９９】
当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲の趣旨やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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