(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
非水溶媒と、
電解質塩と、
式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種と
を含有する電解液を含むリチウムイオン二次電池用の電解質。
【化１】
0006705119.tif 000036
（式（１）中、Ａ１はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基または２価の炭素間二重結合を有する不飽和炭化水素基である。Ｒ１は１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
0006705119.tif 000037
（式（２）中、Ａ２はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基である。Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
【請求項２】
前記式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種の含有量は、前記電解液に対して、０．００１質量％以上５０質量％以下である請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用の電解質。
【請求項３】
ハロゲン化炭酸エステル、不飽和環状炭酸エステル、スルトン、ジニトリル化合物、イソシアネート化合物、ジフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸リチウムおよびリチウムジフルオロオキサレートボレートのうちの少なくとも何れかをさらに含む請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用の電解質。
【請求項４】
前記ハロゲン化炭酸エステルは、式（３）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記不飽和環状炭酸エステルは、式（５）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記スルトンは、式（６）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記ジニトリル化合物は、式（７）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記イソシアネート化合物は、ヘキサメチレンジイソシアネートである請求項３に記載のリチウムイオン二次電池用の電解質。
【化２】
0006705119.tif 000038
（式（３）中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基または１価のハロゲン化炭化水素基であり、Ｒ１１〜Ｒ１４のうちの少なくとも１つはハロゲン基または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
0006705119.tif 000039
（式（５）中、Ｒ２１〜Ｒ２２は、それぞれ独立して、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
0006705119.tif 000040
（式（６）中、ＲｎはＳ（硫黄）およびＯ（酸素）と共に環を形成している炭素数ｎ個の２価の炭化水素基である。ｎは２〜５である。環中には不飽和二重結合を含んでいてもよい。）
0006705119.tif 000041
（式（７）中、Ｒ３１は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでもよい２価の炭化水素基または２価のハロゲン化炭化水素基である。）
【請求項５】
前記電解液を保持する高分子化合物と、
粒子と
をさらに含む請求項１に記載のリチウムイオン二次電池用の電解質。
【請求項６】
正極と、
負極と、
電解質と
を備え、
前記電解質は、
非水溶媒と、
電解質塩と、
式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種と
を含有する電解液を含むリチウムイオン二次電池。
【化３】
0006705119.tif 000042
（式（１）中、Ａ１はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基または２価の炭素間二重結合を有する不飽和炭化水素基である。Ｒ１は１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
0006705119.tif 000043
（式（２）中、Ａ２はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基である。Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
【請求項７】
前記負極は、負極活物質として、ケイ素の単体、合金および化合物のうちの少なくとも１種、または、リチウム金属を含む請求項６に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項８】
一対の前記正極および前記負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が４．２０Ｖ以上４．５０Ｖ以下である請求項６に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項９】
請求項６に記載のリチウムイオン二次電池と、
前記リチウムイオン二次電池を制御する制御部と、
前記リチウムイオン二次電池を内包する外装と
を有する電池パック。
【請求項１０】
請求項６に記載のリチウムイオン二次電池を有し、前記リチウムイオン二次電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１１】
請求項６に記載のリチウムイオン二次電池と、
前記リチウムイオン二次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、
前記リチウムイオン二次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
を有する電動車両。
【請求項１２】
請求項６に記載のリチウムイオン二次電池を有し、前記リチウムイオン二次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１３】
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記リチウムイオン二次電池の充放電制御を行う請求項１２に記載の蓄電装置。
【請求項１４】
請求項６に記載のリチウムイオン二次電池を備え、前記リチウムイオン二次電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記リチウムイオン二次電池に電力が供給される電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電解質、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】
近年、携帯電話機または携帯情報端末機器などに代表される電子機器が広く普及しており、そのさらなる小型化、軽量化および長寿命化が強く求められている。これに伴い、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】
この二次電池は、最近では、上記した電子機器に限らず、電動ドリルなどの電動工具、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に代表される多様な用途への適用も検討されている。これらの電源として、高出力且つ高容量の二次電池の開発が進められている。
【０００４】
下記特許文献１〜特許文献３には、二次電池に関連する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１７９２４７号公報
【特許文献２】特開２０１３−５５０３１号公報
【特許文献３】特開２００７−２０７４５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
電池では、保存時の抵抗上昇を抑制することが求められている。
【０００７】
したがって、本技術の目的は、保存時の抵抗上昇を抑制できる電解質、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にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決するために、本技術は、非水溶媒と、電解質塩と、式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種とを含有する電解液を含むリチウムイオン二次電池用の電解質である。
【化１】
0006705119.tif 000002
（式（１）中、Ａ１はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基または２価の炭素間二重結合を有する不飽和炭化水素基である。Ｒ１は１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
0006705119.tif 000003
（式（２）中、Ａ２はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基である。Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
【０００９】
本技術は、正極と、負極と、電解質とを備え、電解質は、非水溶媒と、電解質塩と、式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種とを含有する電解液を含むリチウムイオン二次電池である。
【化２】
0006705119.tif 000004
（式（１）中、Ａ１はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基または２価の炭素間二重結合を有する不飽和炭化水素基である。Ｒ１は１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
0006705119.tif 000005
（式（２）中、Ａ２はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成していると共に、炭素原子数が３以上５以下である２価の飽和炭化水素基である。Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
【００１０】
本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述のリチウムイオン二次電池を備えるものである。
【発明の効果】
【００１１】
本技術によれば、保存時の抵抗上昇を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は本技術の実施の形態による電池の構成を示す断面図である。
【図２】図２は図１に示した巻回電極体の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は本技術の実施の形態による電池の構成を示す分解斜視図である。
【図４】図４は図３に示した巻回電極体の断面図である。
【図５】図５は二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。
【図６】図６は図５に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図７】図７は本技術の実施の形態による電池パックの回路構成例を示すブロック図である。
【図８】図８は本技術の電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。
【図９】図９は本技術が適用される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の構成の一例を概略的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電解液の例）
２．第２の実施の形態（円筒型の電池の例）
３．第３の実施の形態（円筒型の電池の例）
４.第４の実施の形態（ラミネートフィルム型電池の例）
５.第５の実施の形態（電池パックの例）
６.第６の実施の形態（電池パックの例）
７.第７の実施の形態（蓄電システムなどの例）
８.他の実施の形態（変形例）
なお、以下に説明する実施の形態などは本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態などに限定されるものではない。また、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なく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。
【００１４】
１．第１の実施の形態
（１−１）電解液
電解液は、液状の電解質であり、例えば、非水溶媒および電解質塩を含む非水電解液である。この電解液は、式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種を含む。これにより、例えばセパレータ等の電極間に配される部材との濡れ性を改善することや充放電により、式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種に由来する被膜が電極（正極および負極の少なくとも何れかの電極）に形成されることによって、保存時の抵抗上昇を抑制できると考えられる。
【００１５】
【化３】
0006705119.tif 000006
（式（１）中、Ａ１はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成している２価の飽和炭化水素基、２価の不飽和炭化水素基、２価のハロゲン化飽和炭化水素基または２価のハロゲン化不飽和炭化水素基である。Ｒ１は１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
0006705119.tif 000007
（式（２）中、Ａ２はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成している２価の飽和炭化水素基、２価の不飽和炭化水素基、２価のハロゲン化飽和炭化水素基または２価のハロゲン化不飽和炭化水素基である。Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
【００１６】
「炭化水素基」とは、ＣおよびＨにより構成される基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。「飽和炭化水素基」は、炭素間多重結合を有しない脂肪族炭化水素基である。なお、「脂肪族炭化水素基」には、環を持つ脂環式炭化水素基も含まれる。「不飽和炭化水素基」は、炭素間多重結合（炭素間二重結合または炭素間三重結合）を有する脂肪族炭化水素基である。
【００１７】
「１価のハロゲン化飽和炭化水素基」とは、上記した１価の飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基（−Ｈ）がハロゲン基により置換（ハロゲン化）されたものである。ハロゲン基は、例えば、フッ素基（−Ｆ）、塩素基（−Ｃｌ）、臭素基（−Ｂｒ）またはヨウ素基（−Ｉ）などのいずれか１種類または２種類以上である。「２価のハロゲン化飽和炭化水素基」とは、上記した２価の飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基（−Ｈ）がハロゲン基により置換（ハロゲン化）されたものであり、そのハロゲン基の種類は上記した通りである。「１価のハロゲン化不飽和炭化水素基」とは、上記した１価の不飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基（−Ｈ）がハロゲン基により置換（ハロゲン化）されたものであり、そのハロゲン基の種類は上記した通りである。「２価のハロゲン化不飽和炭化水素基」とは、上記した２価の不飽和炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基（−Ｈ）がハロゲン基により置換（ハロゲン化）されたものであり、そのハロゲン基の種類は上記した通りである。「１価のハロゲン化芳香族炭化水素基」とは、上記した１価のハロゲン化芳香族炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基（−Ｈ）がハロゲン基により置換（ハロゲン化）されたものであり、そのハロゲン基の種類は上記した通りである。
【００１８】
式（１）で表される化合物としては、例えば、式（１−１）〜式（１−９）で表される化合物などが挙げられる。
【００１９】
【化４】
0006705119.tif 000008
【００２０】
式（２）で表される化合物としては、例えば、式（２−１）〜式（２−４）で表される化合物などが挙げられる。
【００２１】
【化５】
0006705119.tif 000009
【００２２】
（式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種の含有量）
式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種の含有量は、より優れた効果が得られる観点から、電解液の全質量に対する質量百分率で、０．００１質量％以上５０質量％以下であることが好ましく、０．０１質量％以上３０質量％以下であることがより好ましく、０．１質量％以上１０質量％以下であることが特に好ましい。
【００２３】
電解液は、より優れた効果を得ることができる観点から、式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種と共に、式（１）〜式（２）で表される化合物以外の他の化合物を含有していてもよい。他の化合物としては、例えば、ハロゲン化炭酸エステル、不飽和環状炭酸エステル、スルトン（環状スルホン酸エステル）、ジニトリル化合物、イソシアネート化合物、酸無水物などが挙げられる。
【００２４】
（ハロゲン化炭酸エステル）
ハロゲン化炭酸エステルは、１または２以上のハロゲンを構成元素として含む炭酸エステルである。ハロゲン化炭酸エステルとしては、例えば、式（３）〜式（４）で表されるハロゲン化炭酸エステルの少なくとも１種が挙げられる。
【００２５】
【化６】
0006705119.tif 000010
（式（３）中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基または１価のハロゲン化炭化水素基であり、Ｒ１１〜Ｒ１４のうちの少なくとも１つはハロゲン基または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
【化７】
0006705119.tif 000011
（式（４）中、Ｒ１５〜Ｒ２０は、それぞれ独立して、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基または１価のハロゲン化炭化水素基であり、Ｒ１５〜Ｒ２０のうちの少なくとも１つはハロゲン基または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
【００２６】
式（３）で表されるハロゲン化炭酸エステルは、１または２以上のハロゲンを構成元素として含む環状の炭酸エステル（ハロゲン化環状炭酸エステル）である。式（４）で表されるハロゲン化炭酸エステルは、１または２以上のハロゲンを構成元素として含む鎖状の炭酸エステル（ハロゲン化鎖状炭酸エステル）である。
【００２７】
１価の炭化水素基としては、例えば、アルキル基等が挙げられる。１価のハロゲン化炭化水素基としては、例えば、ハロゲンアルキル基等が挙げられる。ハロゲンの種類は、特に限定されないが、中でも、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）または臭素（Ｂｒ）が好ましく、フッ素がより好ましい。他のハロゲンよりも高い効果が得られるからである。ただし、ハロゲンの数は、１つよりも２つが好ましく、さらに３つ以上でもよい。保護膜を形成する能力が高くなり、より強固で安定な保護膜が形成されるため、電解液の分解反応がより抑制されるからである。
【００２８】
式（３）で表されるハロゲン化環状炭酸エステルとしては、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）、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、の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−オンなどである。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。このハロゲン化環状炭酸エステルには、幾何異性体も含まれる。例えば、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンでは、シス異性体よりもトランス異性体が好ましい。容易に入手できると共に、高い効果が得られるからである。式（４）で表されるハロゲン化鎖状炭酸エステルとしては、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）または炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。
【００２９】
（不飽和環状炭酸エステル）
不飽和環状炭酸エステルとは、１または２以上の不飽和炭素結合（炭素間二重結合）を含む環状炭酸エステルである。不飽和環状炭酸エステルとしては、例えば、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）などの式（５）で表される化合物、炭酸ビニレン（ＶＣ：ビニレンカーボネート）、炭酸ビニルエチレンなどが挙げられる。
【００３０】
【化８】
0006705119.tif 000012
（式（５）中、Ｒ２１〜Ｒ２２は、それぞれ独立して、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
【００３１】
（スルトン（環状スルホン酸エステル））
スルトンとしては、例えば、式（６）で表される化合物などが挙げられる。式（６）で表される化合物としては、例えば、プロパンスルトンまたはプロペンスルトンなどが挙げられる。
【００３２】
【化９】
0006705119.tif 000013
（式（６）中、ＲｎはＳ（硫黄）およびＯ（酸素）と共に環を形成している炭素数ｎ個の２価の炭化水素基である。ｎは２〜５である。環中には不飽和二重結合を含んでいてもよい。）
【００３３】
（ジニトリル化合物）
ジニトリル化合物は、ニトリル基（−ＣＮ）を２つ有する化合物である。ジニトリル化合物としては、例えば、式（７）で表される脂肪族ジニトリル化合物および芳香族ジニトリル化合物の少なくとも１種が挙げられる。
【００３４】
【化１０】
0006705119.tif 000014
（式（７）中、Ｒ３１は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでもよい２価の炭化水素基または２価のハロゲン化炭化水素基である。）
【００３５】
Ｒ３１の種類は、酸素原子もしくは硫黄原子を含んでもよい２価の炭化水素基または２価のハロゲン化炭化水素基であれば、特に限定されない。「酸素原子もしくは硫黄原子を含んでもよい２価の炭化水素基または２価のハロゲン化炭化水素基」とは、２価の炭化水素基、２価のハロゲン化炭化水素基、酸素原子もしくは硫黄原子を含む２価の炭化水素基、および、酸素原子もしくは硫黄原子を含む２価のハロゲン化炭化水素基の何れか一つの基のことをいう。
【００３６】
２価の炭化水素基は、例えば、炭素数＝１〜１２のアルキレン基、炭素数＝２〜１２のアルケニレン基、炭素数＝２〜１２のアルキニレン基、炭素数＝６〜１８のアリーレン基、炭素数＝３〜１８のシクロアルキレン基、それらの２つ以上が結合された基、またはそれらの少なくとも一部の水素基がハロゲン基により置換された基である。中でも、アルキレン基、アルケニレン基またはアルキニレン基の炭素数は、６以下であることがより好ましい。優れた溶解性および相溶性が得られるからである。
【００３７】
より具体的には、アルキレン基は、例えば、メチレン基（−ＣＨ2−）、エチレン基（−Ｃ2Ｈ4−）、プロピレン基（−Ｃ3Ｈ6−）またはブチレン基（−Ｃ4Ｈ8−）などである。アルケニレン基は、例えば、ビニレン基（−ＣＨ＝ＣＨ−）などである。アルキニレン基は、例えば、エチニレン基（−Ｃ≡Ｃ−）などである。アリーレン基は、例えば、フェニレン基などである。シクロアルキレン基は、例えば、シクロプロピレン基またはシクロブチレン基などである。
【００３８】
「２つ以上が結合された基」とは、例えば、上記したアルキレン基などのうちの２種類以上が全体として２価となるように結合された基であり、例えば、アルキレン基とアリーレン基とが結合された基などである。
【００３９】
「２価のハロゲン化炭化水素基」とは、上記した２価の炭化水素基がハロゲン化されたものである。より具体的には、アルキレン基などがハロゲン化された基は、例えば、ジフルオロメチレン基（−ＣＦ2−）などである。
【００４０】
ジニトリル化合物としては、例えば、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、フタロニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、エチレングリコールビス（プロピオニトリル）エーテル、３，３’−チオジプロピオニトリルなどが挙げられる。
【００４１】
（イソシアネート化合物）
イソシアネート化合物とは、１以上のイソシアネート基を有する化合物である。イソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、ジイソシアン酸イソホロン、メタクリル酸−２−イソシアナトエチルなどが挙げられる。
【００４２】
（酸無水物）
酸無水物としては、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物、またはカルボン酸とスルホン酸との無水物などが挙げられる。カルボン酸無水物は、例えば、無水コハク酸、無水グルタル酸または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または無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸とスルホン酸との無水物は、例えば、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸または無水スルホ酪酸などである。
【００４３】
（非水溶媒）
非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）、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、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、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−メトキシプロピオニトリル、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、リン酸トリメチルまたはジメチルスルホキシドなどを用いることができる。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００４４】
また、非水溶媒は、例えば、芳香族化合物を含んでいてもよい。芳香族化合物としてはクロロベンゼン、クロロトルエンやフルオロベンゼンなどのハロゲン化ベンゼン化合物、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン、ｔｅｒｔ−ペンチルベンゼンやシクロヘキシルベンゼン、水素ビフェニル、水素化ターフェニルなどのアルキル化芳香族化合物が挙げられる。アルキル基はハロゲン化されていてもよく特にフッ素化されているものが好ましい。このような芳香族化合物としては、例えば、トリフルオロメトキシベンゼンなどが挙げられる。その他の芳香族化合物として置換基を持ってもよいアニソール類が挙げられる。その他の芳香族化合物としては、より具体的には、例えば、２，４−ジフルオロアニソール、２，２−ジフルオロベンゾジオキソールなどが挙げられる。
【００４５】
（電解質塩）
電解質塩は、例えば、以下で説明するリチウム塩などのいずれか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、リチウム塩以外の他の塩（例えばリチウム塩以外の軽金属塩）を含んでいてもよい。
【００４６】
電解質塩としては、例えば、リチウム塩として、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（Ｃ6Ｈ5）4）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3ＳＯ3）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、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（Ｌｉ2ＳｉＦ6）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などが挙げられる。
【００４７】
中でも、電解質塩は、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１種類または２種類以上を含んでいることが好ましく、六フッ化リン酸リチウムを含んでいることがより好ましい。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。
【００４８】
電解質塩は、上述したリチウム塩と共に以下説明するリチウム塩などの金属塩の１種あるいは２種以上を含んでいてもよい。なお、これらの金属塩は、上述したリチウム塩と共に電解質塩に含まれずに、単独で含まれていてもよい。
【００４９】
電解質塩は、式（８）で表されるジフルオロリン酸リチウムおよび式（９）で表されるモノフルオロリン酸リチウムの少なくとも何れかを含んでいることが好ましい。より高い効果が得られるからである。
ＬｉＰＦ2Ｏ2・・・（８）
Ｌｉ2ＰＦＯ3・・・（９）
【００５０】
電解質塩は、式（１０）〜式（１６）で表される化合物のうちの少なくとも１種を含んでいることが好ましい。より高い効果が得られるからである。なお、式（１０）中のＲ３３は、同一でもよいし、異なってもよい。このことは、式（１１）中のＲ４１〜Ｒ４３および式（１２）中のＲ５１およびＲ５２についても同様である。
【００５１】
【化１１】
0006705119.tif 000015
（Ｘ３１は長周期型周期表における１族元素または２族元素、またはアルミニウムである。Ｍ３１は遷移金属元素、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素または１５族元素である。Ｒ７１はハロゲン基である。Ｙ３１は−ＯＣ−Ｒ３２−ＣＯ−、−ＯＣ−Ｃ（Ｒ３３）2−または−ＯＣ−ＣＯ−である。ただし、Ｒ３２はアルキレン基、ハロゲン化アルキレン基、アリーレン基またはハロゲン化アリーレン基である。Ｒ３３はアルキル基、ハロゲン化アルキル基、アリール基またはハロゲン化アリール基である。なお、ａ３は１〜４の整数であり、ｂ３は０、２または４であり、ｃ３、ｄ３、ｍ３およびｎ３は１〜３の整数である。）
【００５２】
【化１２】
0006705119.tif 000016
（Ｘ４１は長周期型周期表における１族元素または２族元素である。Ｍ４１は遷移金属元素、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素または１５族元素である。Ｙ４１は−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ４１）2）b4−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ４３）2Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2）c4−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ４３）2Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2）c4−Ｃ（Ｒ４３）2−、−（Ｒ４３）2Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2）c4−Ｓ（＝Ｏ）2−、−（Ｏ＝）2Ｓ−（Ｃ（Ｒ４２）2）d4−Ｓ（＝Ｏ）2−または−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ４２）2）d4−Ｓ（＝Ｏ）2−である。ただし、Ｒ４１およびＲ４３は、それぞれ独立して、水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基であり、それぞれのうちの少なくとも１つはハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。Ｒ４２は水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。なお、ａ４、ｅ４およびｎ４は１または２であり、ｂ４およびｄ４は１〜４の整数であり、ｃ４は０〜４の整数であり、ｆ４およびｍ４は１〜３の整数である。）
【００５３】
【化１３】
0006705119.tif 000017
（Ｘ５１は長周期型周期表における１族元素または２族元素である。Ｍ５１は遷移金属元素、または長周期型周期表における１３族元素、１４族元素または１５族元素である。Ｒｆはフッ素化アルキル基またはフッ素化アリール基であり、いずれの炭素数も１〜１０である。Ｙ５１は−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2）d5−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ５２）2Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2）d5−Ｃ（＝Ｏ）−、−（Ｒ５２）2Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2）d5−Ｃ（Ｒ５２）2−、−（Ｒ５２）2Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2）d5−Ｓ（＝Ｏ）2−、−（Ｏ＝）2Ｓ−（Ｃ（Ｒ５１）2）e5−Ｓ（＝Ｏ）2−または−（Ｏ＝）Ｃ−（Ｃ（Ｒ５１）2）e5−Ｓ（＝Ｏ）2−である。ただし、Ｒ５１は水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。Ｒ５２は水素基、アルキル基、ハロゲン基またはハロゲン化アルキル基であり、そのうちの少なくとも１つはハロゲン基またはハロゲン化アルキル基である。なお、ａ５、ｆ５およびｎ５は１または２であり、ｂ５、ｃ５およびｅ５は１〜４の整数であり、ｄ５は０〜４の整数であり、ｇ５およびｍ５は１〜３の整数である。）
【００５４】
なお、長周期型周期表における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）およびフランシウム（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）およびラジウム（Ｒａ）である。１３族元素とは、ホウ素、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）およびタリウム（Ｔｌ）である。１４族元素とは、炭素、ケイ素、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）および鉛（Ｐｂ）である。１５族元素とは、窒素、リン、ヒ素（Ａｓ）、アンチモン（Ｓｂ）およびビスマス（Ｂｉ）である。
【００５５】
ＬｉＮ（ＳＯ2Ｒ５３）（ＳＯ2Ｒ５４）…（１３）
（式中、Ｒ５３およびＲ５４はハロゲン基、１価の炭化水素基、または１価のハロゲン化炭化水素基であり、Ｒ５３およびＲ５４のうちの少なくとも一方はハロゲン基、または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
【００５６】
【化１４】
0006705119.tif 000018
（Ｒ６１は炭素数＝２〜４の直鎖状または分岐状のパーフルオロアルキレン基である。）
【００５７】
ＬｉＣ（ＣpＦ2p+1ＳＯ2）（ＣqＦ2q+1ＳＯ2）（ＣrＦ2r+1ＳＯ2）・・・（１５）
（ｐ、ｑおよびｒは１以上の整数である。）
【００５８】
式（１０）で表される化合物の一例としては、式（１０−１）〜式（１０−６）で表される化合物などが挙げられる。なお、式（１０−１）で表される化合物は、リチウムジフルオロオキサレートボレートである。式（１１）で表される化合物の一例としては、式（１１−１）〜式（１１−８）で表される化合物などが挙げられる。式（１２）で表される化合物の一例としては、式（１２−１）で表される化合物などが挙げられる。
【００５９】
【化１５】
0006705119.tif 000019
【化１６】
0006705119.tif 000020
【化１７】
0006705119.tif 000021
【００６０】
式（１３）で表される化合物は、鎖状のイミド化合物である。この化合物の一例としては、ビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2）、ビス（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2）、（トリフルオロメタンスルホニル）（ペンタフルオロエタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2））、（トリフルオロメタンスルホニル）（ヘプタフルオロプロパンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ3Ｆ7ＳＯ2））、（トリフルオロメタンスルホニル）（ノナフルオロブタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（Ｃ4Ｆ9ＳＯ2））、ビス（フルオロスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＦＳＯ2）2）、（フルオロスルホニル）（トリフルオロメタンスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）（ＦＳＯ2））などである
【００６１】
式（１４）で表される化合物は、環状のイミド化合物である。この化合物の一例としては、式（１４−１）〜式（１４−４）で表される化合物などが挙げられる。すなわち、式（１４−１）の１，２−パーフルオロエタンジスルホニルイミドリチウムまたは式（１４−２）の１，３−パーフルオロプロパンジスルホニルイミドリチウムである。式（１４−３）の１，３−パーフルオロブタンジスルホニルイミドリチウムまたは式（１４−４）の１，４−パーフルオロブタンジスルホニルイミドリチウムである。
【００６２】
【化１８】
0006705119.tif 000022
【００６３】
式（１５）で表される化合物は、鎖状のメチド化合物である。この化合物の一例としては、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）などが挙げられる。
【００６４】
２.第２の実施の形態
本技術の第２の実施の形態による電池について説明する。この電池は、上述した電解液を用いたものであり、例えば、非水電解質電池であり、充電および放電可能な二次電池であり、例えば、負極の容量が電極反応物質であるリチウムイオンの吸蔵および放出により表されるリチウムイオン二次電池である。
【００６５】
（２−１）非水電解質電池の構成
図１および図２は、第２の実施の形態による非水電解質電池の断面構成を表しており、図２では、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大している。
【００６６】
［非水電解質電池の全体構成］
この非水電解質電池は、主に、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、巻回電極体２０および一対の絶縁板１２、１３が収納されたものである。このような電池缶１１を用いた電池構造は、円筒型と呼ばれている。
【００６７】
電池缶１１は、例えば、一端部が閉鎖されると共に他端部が開放された中空構造を有しており、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）またはそれらの合金などにより構成されている。なお、電池缶１１が鉄により構成される場合には、例えば、電池缶の１１の表面にニッケル（Ｎｉ）などが鍍金されていてもよい。一対の絶縁板１２、１３は、巻回電極体２０を上下から挟み、その巻回周面に対して垂直に延在するように配置されている。
【００６８】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient：ＰＴＣ素子）１６がガスケット１７を介してかしめられており、その電池缶１１は、密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６は、電池蓋１４の内側に設けられている。安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されている。この安全弁機構１５では、内部短絡、または外部からの加熱などに起因して内圧が一定以上となった場合に、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との間の電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、温度の上昇に応じて抵抗が増大する（電流を制限する）ことにより、大電流に起因する異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、その表面には、例えば、アスファルトが塗布されている。
【００６９】
巻回電極体２０は、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層および巻回されたものである。この巻回電極体２０の中心には、センターピン２４が挿入されていてもよい。巻回電極体２０では、アルミニウムなどにより構成された正極リード２５が正極２１に接続されていると共に、ニッケルなどにより構成された負極リード２６が負極２２に接続されている。正極リード２５は、安全弁機構１５に溶接などされて電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は、電池缶１１に溶接などされて電気的に接続されている。
【００７０】
（正極）
正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられたものである。ただし、正極活物質層２１Ｂは、正極集電体２１Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【００７１】
正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム、ニッケルまたはステンレス（ＳＵＳ）な
どにより構成されている。
【００７２】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムイオンを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤または導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。
【００７３】
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（Ｎｉ）、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。
【００７４】
ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz・・・（Ａ）
（式中、Ｍ１は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）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（Ｏ）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。）
【００７５】
ＬｉaＭ２bＰＯ4・・・（Ｂ）
（式中、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。）
【００７６】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk・・・（Ｃ）
（式中、Ｍ３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）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。）
【００７７】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq・・・（Ｄ）
（式中、Ｍ４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）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。）
【００７８】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu・・・（Ｅ）
（式中、Ｍ５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）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。）
【００７９】
ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy・・・（Ｆ）
（式中、Ｍ６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）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。）
【００８０】
ＬｉzＭ７ＰＯ4・・・（Ｇ）
（式中、Ｍ７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）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。）
【００８１】
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、上述したリチウム含有化合物の粒子と、この母材となるリチウム含有化合物の粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有する被覆粒子を用いてもよい。このような被覆粒子を用いることで、電池特性をより向上できる。
【００８２】
被覆層は、母材となるリチウムコバルト複合酸化物などのリチウム含有化合物の粒子の表面の少なくとも一部に設けられたものであり、母材となるリチウムコバルト複合酸化物などのリチウム含有化合物の粒子とは異なる組成元素または組成比を有するものである。被覆層としては、例えば、酸化物や遷移金属化合物などを含むものが挙げられる。具体的には、被覆層としては、例えば、リチウム（Ｌｉ）とニッケル（Ｎｉ）およびマンガン（Ｍｎ）のうちの少なくとも一方とを含む酸化物、または、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、マグネシウム（Ｍｇ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群のうちの少なくとも１種と、酸素（Ｏ）と、リン（Ｐ）とを含む化合物などを含む。被覆層は、フッ化リチウムなどのハロゲン化物または酸素以外のカルコゲン化物を含むようにしてよい。
【００８３】
被覆層の存在は、正極材料の表面から内部に向かって構成元素の濃度変化を調べることで、確認することができる。例えば、濃度変化は、被覆層が設けられたリチウム複合酸化物粒子をスパッタリングなどにより削りながらその組成をオージェ電子分光分析（Auger Electron Spectroscopy ;AES）またはＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry ；二次イオン質量分析）により測定することが可能である。また、被覆層が設けられたリチウム複合酸化物粒子を酸性溶液中などでゆっくり溶解させ、その溶出分の時間変化を誘導結合高周波プラズマ（Inductively Coupled Plasma;ICP）分光分析などにより測定することも可能である。
【００８４】
この他、正極材料としては、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物または導電性高分子などが挙げられる。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンまたは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、ポリアニリンまたはポリチオフェンなどである。
【００８５】
もちろん、正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記した一連の正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００８６】
（結着剤）
結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエンなどの合成ゴムや、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。
【００８７】
（導電剤）
導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックまたはケチェンブラックなどの炭素材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。なお、正極導電剤は、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などであってもよい。
【００８８】
（負極）
負極２２は、例えば、負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられたものである。ただし、負極活物質層２２Ｂは、負極集電体２２Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【００８９】
負極集電体２２Ａは、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなどにより構成されている。
【００９０】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムイオンを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤または導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。なお、結着剤および導電剤に関する詳細
は、例えば、それぞれ正極２１の結着剤および導電剤と同様である。
【００９１】
なお、この非水電解質電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっていることが好ましい。
【００９２】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛（グラファイト）、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、炭素繊維あるい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、ニードルコークスあるい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。
【００９３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、かつ高容量化が可能な他の負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、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。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。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）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００９４】
この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、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（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、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）あるいは白金（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。
【００９５】
負極材料としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるい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（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものであり、特に好ましくは少なくともケイ素を含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種を有する負極材料としては、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。
【００９６】
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（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００９７】
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００９８】
中でも、この負極材料としては、コバルト（Ｃｏ）と、スズ（Ｓｎ）と、炭素（Ｃ）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（Ｓｎ）とコバルト（Ｃｏ）との合計に対するコバルト（Ｃｏ）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。
【００９９】
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（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）またはビスマス（Ｂｉ）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。
【０１００】
なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）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（Ｃ）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（Ｓｎ）などが凝集あるい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（Ｃ）が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。
【０１０１】
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。
【０１０２】
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。
【０１０３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、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。
【０１０４】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、塗布法または焼成法、またはそれらの２種以上の方法を用いて形成されてもよい。
【０１０５】
なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、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（Chemical Vapor Depositioｎ：ＣＶＤ）法またはプラズマ化学気相成長法などが挙げられる。液相法としては、電解鍍金または無電解鍍金などの公知の手法を用いることができる。塗布法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤などと混合したのち、溶剤に分散させて塗布する方法である。焼成法とは、例えば、塗布法によって塗布したのち、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。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。
【０１０６】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡（ショート）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。
【０１０７】
セパレータ２３は、例えば、樹脂からなる多孔質膜である。樹脂からなる多孔質膜とは、樹脂などの材料が薄く延伸されたものであり、且つ、多孔構造を有するものである。例えば、樹脂からなる多孔質膜は、樹脂などの材料を延伸開孔法、相分離法などで成形することにより得たものである。例えば、延伸開口法では、まず、溶融ポリマーをＴダイやサーキュラーダイから押し出し、さらに熱処理を施し規則性の高い結晶構造を形成する。その後、低温延伸、更には高温延伸して結晶界面を剥離させてラメラ間に間隔部分を作り、多孔構造を形成する。相分離法では、ポリマーと溶剤とを高温で混合して調製した均一溶液を、Ｔダイ法、インフレーション法などでフィルム化した後、溶剤を別の揮発性溶剤で抽出することにより、樹脂からなる多孔質膜を得ることができる。なお、樹脂からなる多孔質膜の製造方法は、これらに限定されるものではなく、従来提案されている方法を広く用いることができる。このようなセパレータ２３を構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレンもしくはポリエチレンなどのポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂などを用いることが好ましい。特に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレンなどのポリエチレン、もしくはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂は溶融温度が適当であり、入手が容易なので好適に用いられる。また、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造、もしくは、２種以上の樹脂材料を溶融混練して形成した多孔質膜としてもよい。ポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜を含むものは、正極２１と負極２２との分離性に優れ、内部短絡の低下をいっそう低減することができる。
【０１０８】
セパレータ２３は、不織布であってもよい。不織布は、繊維を織ったり編んだりしないで、機械的、化学的、若しくは、溶剤、またはこれらを組み合わせて、繊維間を接合若しくは絡合、または接合および絡合によって作られた構造物である。不織布の原料には繊維に加工できるほとんどの物質を使用することができ、繊維長や太さなどの形状を調整することで、目的、用途に応じた機能を持たせることができる。不織布の製造方法は、典型的には、フリースと呼ばれる繊維の集積層を形成する工程と、フリースの繊維間を結合する結合工程との２段階がある。それぞれの段階において、様々な製造方法があり、不織布の原料、目的、用途に応じて選択される。例えば、フリースを形成する工程としては、乾式法、湿式法、スパンボンド法、メルトブロー法などを用いることができる。フリースの繊維間を結合する結合工程としては、サーマルボンド法、ケミカルボンド法、ニードルパンチ法、スパンレース法（水流絡合法）、ステッチボンド法、スチームジェット法などを用いることができる。
【０１０９】
不織布としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維を用いたポリエチレンテレフタレート透気性膜（ポリエチレンテレフタレート不織布）などが挙げられる。なお、透気性膜とは、透気性を有する膜のことをいう。その他、不織布としては、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ポリオレフィン繊維、または、ナイロン繊維などを用いたものなどが挙げられる。不織布は、２種以上の繊維を用いたものであってもよい。
【０１１０】
（電解液）
セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電解液としては、第１の実施の形態による電解液を用いることができる。
【０１１１】
［非水電解質電池の動作］
この非水電解質電池では、充電時において、例えば、正極２１からリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された電解液を介して負極２２に吸蔵される。一方、放電時において、例えば、負極２２からリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１１２】
この非水電解質電池は、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、３．６０Ｖ以上６．００Ｖ以下、好ましくは４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下、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等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。
【０１１３】
（２−２）非水電解質電池の製造方法
この非水電解質電池は、例えば、以下の手順により製造される。
【０１１４】
まず、正極２１を作製する。最初に、正極活物質と、必要に応じて結着剤および導電剤などとを混合して正極合剤としたのち、例えば有機溶剤などに分散させて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２１Ａの両面に正極合剤スラリーを均一に塗布してから乾燥させて、正極活物質層２１Ｂを形成する。最後に、必要に応じて加熱しながら、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型する。この場合には、複数回に渡って圧縮成型を繰り返してもよい。
【０１１５】
次に、上記した正極２１と同様の手順により、負極２２を作製する。この場合には、負極活物質と、必要に応じて結着剤および導電剤などとを混合した負極合剤を、例えば有機溶剤などに分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーとする。こののち、負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを均一に塗布して負極活物質層２２Ｂを形成したのち、その負極活物質層２２Ｂを圧縮成型する。
【０１１６】
なお、正極２１とは異なる手順により、負極２２を作製してもよい。この場合には、最初に、蒸着法などの気相法を用いて負極集電体２２Ａの両面に負極材料を堆積させて、複数の負極活物質粒子を形成する。こののち、必要に応じて、液相析出法などの液相法を用いて酸化物含有膜を形成し、または電解鍍金法などの液相法を用いて金属材料を形成し、または双方を形成して、負極活物質層２２Ｂを形成する。
【０１１７】
最後に、正極２１および負極２２を用いて非水電解質電池を組み立てる。最初に、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接などして取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接などして取り付ける。続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層および巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回中心にセンターピン２４を挿入する。続いて、一対の絶縁板１２，１３で挟みながら、巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納する。この場合には、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接などして取り付けると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接などして取り付ける。続いて、電池缶１１の内部に電解液を注入して、セパレータ２３に含浸させる。最後に、ガスケット１７を介して電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６をかしめる。これにより、図１〜図２に示した非水電解質電池が完成する。
【０１１８】
３.第３の実施の形態
本技術の第３の実施の形態による電池について説明する。この電池は、上述した電解液を用いたものであり、例えば、非水電解質電池であり、充電および放電可能な二次電池であり、負極の容量がリチウム金属の析出および溶解により表されるリチウム金属二次電池である。この非水電解質電池は、負極活物質層２２Ｂがリチウム金属により構成されていることを除き、第２の実施の形態による非水電解質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。
【０１１９】
この非水電解質電池は、負極活物質としてリチウム金属（Ｌｉ）を用いており、それにより高いエネルギー密度を得ることができるようになっている。負極活物質層２２Ｂは、組み立て時から既に存在するようにしてもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により構成されるようにしてもよい。また、負極活物質層２２Ｂを集電体としても利用して、負極集電体２２Ａを省略してもよい。
【０１２０】
［非水電解質電池の動作］
この非水電解質電池では、充電を行うと、例えば、正極２１からリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された電解液を介して負極集電体２２Ａの表面にリチウム金属となって析出する。一方、放電を行うと、例えば、負極活物質層２２Ｂからリチウム金属がリチウムイオンとなって溶出し、セパレータ２３に含浸された電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１２１】
この第３の実施の形態による非水電解質電池によれば、負極２２の容量がリチウム金属の析出および溶解により表される場合において、上記した電解液を備えている。このため、第２の実施の形態による非水電解質電池と同様の作用により、保存時の抵抗上昇を抑制できる。
【０１２２】
４.第４の実施の形態
本技術の第４の実施の形態による電池について説明する。この電池は、上述した電解液を用いたものであり、例えば、非水電解質電池であり、充電および放電可能な二次電池であり、例えば、負極の容量が電極反応物質であるリチウムイオンの吸蔵および放出により表されるリチウムイオン二次電池である。
【０１２３】
（４−１）非水電解質電池の構成
図３は、本技術の第４の実施の形態による非水電解質電池の分解斜視構成を表しており、図４は、図３に示した巻回電極体３０のIV-IV線に沿った断面を拡大して示している。この非水電解質電池は、主に、フィルム状の外装部材４０の内部に、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられた巻回電極体３０が収納されたものである。このような外装部材４０を用いた電池構造は、ラミネートフィルム型と呼ばれている。
【０１２４】
正極リード３１および負極リード３２は、例えば、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。ただし、巻回電極体３０に対する正極リード３１および負極リード３２の設置位置や、それらの導出方向などは、特に限定されるわけではない。正極リード３１は、例えば、アルミニウムなどにより構成されており、負極リード３２は、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなどにより構成されている。これらの材料は、例えば、薄板状または網目状になっている。
【０１２５】
（外装部材）
外装部材４０は、例えば、変形性のフィルム状の外装部材であり、例えば、融着層、金属層および表面保護層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、融着層が巻回電極体３０と対向するように、２枚のフィルムの融着層における外縁部同士が融着、または接着剤などにより貼り合わされている。融着層としては、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのフィルムが挙げられる。金属層としては、例えば、アルミニウム箔などが挙げられる。表面保護層としては、例えば、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレートなどのフィルムが挙げられる。
【０１２６】
中でも、外装部材４０としては、ポリエチレンフィルム、アルミニウム箔およびナイロンフィルムがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムが好ましい。ただし、外装部材４０は、アルミラミネートフィルムに代えて、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムでもよい。
【０１２７】
外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２に対して密着性を有する材料により構成されている。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂が挙げられる。
【０１２８】
（正極、負極およびセパレータ）
巻回電極体３０は、セパレータ３５および電解質層３６を介して正極３３と負極３４とが積層および巻回されたものであり、その最外周部は、保護テープ３７により保護されている。正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂが設けられたものである。正極集電体３３Ａおよび正極活物質層３３Ｂの構成は、それぞれ第２の実施の形態による非水電解質電池における正極集電体２１Ａおよび正極活物質層２１Ｂと同様である。負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂが設けられたものである。負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂの構成は、それぞれ第２の実施の形態による非水電解質電池における負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂの構成と同様である。
【０１２９】
なお、セパレータ３５の構成は、第２の実施の形態による非水電解質電池におけるセパレータ２３の構成と同様である。
【０１３０】
（電解質層）
電解質層３６は、電解液が高分子化合物により保持されたものであり、必要に応じて、各種添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。この電解質層３６は、例えば、いわゆるゲル状の電解質である。ゲル状の電解質は、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ので好ましい。
【０１３１】
高分子化合物としては、以下の高分子材料うちの少なくとも１種が挙げられる。高分子材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、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、ポリシロキサンまたはポリフッ化ビニルなどが挙げられる。高分子材料としては、例えば、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などが挙げられる。高分子材料としては、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が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。中でも、ポリフッ化ビニリデン、また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。
【０１３２】
電解液は、第１の実施の形態による電解液と同様である。ただし、ゲル状の電解質である電解質層３６において、電解液の溶媒とは、液状の溶媒だけでなく、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もの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溶媒に含まれる。
【０１３３】
なお、電解液が高分子化合物により保持されたゲル状の電解質層３６に代えて、電解液をそのまま用いてもよい。この場合には、電解液がセパレータ３５に含浸される。
【０１３４】
（粒子を含有した電解質層）
電解質層３６は、より優れた効果を得ることができる観点から、無機粒子および有機粒子の少なくとも何れかの粒子などを含有したものであってもよい。具体的には、電気絶縁性の無機粒子である金属酸化物、金属酸化物水和物、金属水酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物などを挙げることができる。金属酸化物または金属酸化物水和物としては、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（Ａｌ2Ｏ3Ｈ2ＯまたはＡｌＯＯＨ）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、ＺｒＯ2）、酸化ケイ素（シリカ、ＳｉＯ2）または酸化イットリウム（イットリア、Ｙ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などを好適に用いることができる。金属窒化物としては、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）または窒化チタン（ＴｉＮ）などを好適に用いることができる。金属炭化物としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）などを好適に用いることができる。金属硫化物としては、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）などを好適に用いることができる。金属水酸化物としては水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）などを用いることができる。また、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ、Ｍは金属元素、ｘ≧２、ｙ≧０）などの多孔質アルミノケイ酸塩、タルク（Ｍｇ3Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2）などの層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）などの鉱物を用いてもよい。また、Ｌｉ2Ｏ4、Ｌｉ3ＰＯ4、ＬｉＦなどのリチウム化合物を用いてもよい。黒鉛、カーボンナノチューブ、ダイヤモンドなどの炭素材料を用いてもよい。中でも、アルミナ、ベーマイト、タルク、チタニア（特にルチル型構造を有するもの）、シリカまたはマグネシアを用いることが好ましく、アルミナまたはベーマイトを用いることがより好ましい。
【０１３５】
これら無機粒子は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。無機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状、針状、鱗片状、板状およびランダム形状などのいずれも用いることができる。
【０１３６】
有機粒子を構成する材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などの含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなどのゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、全芳香族ポリアミド（アラミド）などのポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステルなどの融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の高い耐熱性を有する樹脂などが挙げられる。これら材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。有機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状、針状、鱗片状、板状およびランダム形状などのいずれも用いることができる。
【０１３７】
［非水電解質電池の動作］
この非水電解質電池では、充電時において、例えば、正極３３からリチウムイオンが放出され、電解質層３６を介して負極３４に吸蔵される。一方、放電時において、例えば、負極３４からリチウムイオンが放出され、電解質層３６を介して正極３３に吸蔵される。
【０１３８】
（４−２）非水電解質電池の製造方法
非水電解質電池は、例えば、以下の３種類の手順により製造される。
【０１３９】
第１の製造方法では、最初に、第２の実施の形態による非水電解質電池における正極２１および負極２２と同様の作製手順により、正極３３および負極３４を作製する。具体的には、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成して正極３３を作製すると共に、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成して負極３４を作製する。続いて、電解液、高分子化合物および溶剤を含む前駆溶液を調製して正極３３および負極３４に塗布したのち、その溶剤を揮発させてゲル状の電解質層３６を形成する。続いて、正極集電体３３Ａに正極リード３１を溶接などして取り付けると共に、負極集電体３４Ａに負極リード３２を溶接などして取り付ける。続いて、電解質層３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層および巻回したのち、その最外周部に保護テープ３７を接着させて、巻回電極体３０を作製する。最後に、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込んだのち、その外装部材４０の外縁部同士を熱融着などで接着させて、巻回電極体３０を封入する。この際、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間に、密着フィルム４１を挿入する。これにより、図３および図４に示した非水電解質電池が完成する。
【０１４０】
第２の製造方法では、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。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層して巻回させたのち、その最外周部に保護テープ３７を接着させて、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製する。続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を挟み込んだのち、一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を熱融着などで接着させて、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。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含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着などで密封する。最後に、モノマーを熱重合させて高分子化合物とし、ゲル状の電解質層３６を形成する。これにより、非水電解質電池が完成する。
【０１４１】
第３の製造方法では、最初に、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、上記した第２の製造方法と同様に、巻回体を形成して袋状の外装部材４０の内部に収納する。このセパレータ３５に塗布する高分子化合物としては、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、または多元共重合体など）が挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデンおよ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およ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などである。なお、高分子化合物は、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の１種または２種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。続いて、電解液を調製して外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着などで密封する。最後に、外装部材４０に加重をかけながら加熱して、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して電解質層３６が形成されるため、非水電解質電池が完成する。
【０１４２】
この第３の製造方法では、第１の製造方法よりも電池膨れが抑制される。また、第３の製造方法では、第２の製造方法よりも高分子化合物の原料であるモノマーまたは溶媒などが電解質層３６中にほとんど残らず、しかも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と電解質層３６との間において十分な密着性が得られる。
【０１４３】
この第４の実施の形態による非水電解質電池によれば、負極３４の容量がリチウムイオンの吸蔵および放出により表される場合において、電解質層３６が上記した電解質（電解液）を含んでいる。したがって、第２の実施の形態による非水電解質電池と同様の作用により、保存時の抵抗上昇を抑制できる。この非水電解質電池に関する他の効果は、第２の実施の形態による非水電解質電池と同様である。なお、第４の実施の形態による非水電解質電池は、第２の実施の形態による非水電解質電池と同様の構成を有している場合に限られず、第３の非水電解質電池と同様の構成を有していてもよい。この場合も同様の効果を得ることができる。
【０１４４】
５．第５の実施の形態
図５は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表しており、図６は、図５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５では、電池パックを分解した状態を示している。
【０１４５】
ここで説明する電池パックは、１つ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内蔵される
。この電池パックは、例えば、図５に示したように、第４の実施の形態と同様のラミネートフィルム型の二次電池である電源２１１と、その電源２１１に接続される回路基板２１６とを備えている。
【０１４６】
電源２１１の両側面には、一対の粘着テープ２１８，２１９が貼り付けられている。回路基板２１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection・Circuit・Module）が形成されている。この回路基板２１６は、電源２１１の正極リード２１２および負極リード２１３に対して一対のタブ２１４，２１５を介して接続されていると共に、外部接続用のコネクタ付きリード線２１７に接続されている。なお、回路基板２１６が電源２１１に接続された状態において、その回路基板２１６は、ラベル２２０および絶縁シート２３１により上下から保護されている。このラベル２２０が貼り付けられることで、回路基板２１６および絶縁シート２３１などは固定されている。
【０１４７】
また、電池パックは、例えば、図６に示しているように、電源２１１と、回路基板２１６とを備えている。回路基板２１６は、例えば、制御部２２１と、スイッチ部２２２と、ＰＴＣ２２３と、温度検出部２２４とを備えている。電源２１１は、正極端子２２５および負極端子２２７を介して外部と接続可能であるため、その電源２１１は、正極端子２２５および負極端子２２７を介して充放電される。温度検出部２２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）２２６を用いて温度を検出可能である。
【０１４８】
制御部２２１は、電池パック全体の動作（電源２１１の使用状態を含む）を制御するものであり、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。
【０１４９】
この制御部２２１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２２２を切断させることで、電源２１１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２２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部２２２を切断させて、充電電流を遮断する。
【０１５０】
この他、制御部２２１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２２２を切断させることで、電源２１１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２２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部２２２を切断させることで、放電電流を遮断する。
【０１５１】
なお、二次電池の過充電検出電圧は、例えば、４．２０Ｖ±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。
【０１５２】
スイッチ部２２２は、制御部２２１の指示に応じて、電源２１１の使用状態（電源２１１と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。このスイッチ部２２２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２２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
【０１５３】
温度検出部２２４は、電源２１１の温度を測定して、その測定結果を制御部２２１に出力するものであり、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２２４による測定結果は、異常発熱時において制御部２２１が充放電制御を行う場合や、制御部２２１が残容量の算出時において補正処理を行う場合などに用いられる。
【０１５４】
なお、回路基板２１６は、ＰＴＣ２２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板２１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。
【０１５５】
６．第６の実施の形態
図７は、本技術の第２の実施〜第４の実施の形態による電池（以下、二次電池と適宜称する）を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
【０１５６】
また、電池パックは、正極端子３２１および負極リード３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極リード３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極リード３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
【０１５７】
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なる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図７では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
【０１５８】
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極リード３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部３０４を設けているが、−側に設けても良い。
【０１５９】
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチ３０２ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０１６０】
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０１６１】
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
【０１６２】
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。
【０１６３】
ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【０１６４】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴなどの半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
【０１６５】
そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
【０１６６】
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）などからなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値などが予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
【０１６７】
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
【０１６８】
７．第７の実施の形態
上述した本技術の第２の実施の形態〜第４の実施の形態による電池および第５の実施の形態〜第６の実施の形態による電池パックは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置などの機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。
【０１６９】
電子機器として、例えばノート型パソコン、スマートフォン、タブレット端末、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、ウェアラブル端末、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、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。
【０１７０】
また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などが挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。
【０１７１】
蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源などが挙げられる。
【０１７２】
以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。
【０１７３】
この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
【０１７４】
さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置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、蓄電装置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制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。
【０１７５】
（７−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図８を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃなどの集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８などを介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置４０４などの独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１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。
【０１７６】
住宅４０１には、発電装置４０４、電力消費装置４０５、蓄電装置４０３、各装置を制御する制御装置４１０、スマートメータ４０７、各種情報を取得するセンサ４１１が設けられている。各装置は、電力網４０９および情報網４１２によって接続されている。発電装置４０４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４０５および／または蓄電装置４０３に供給される。電力消費装置４０５は、冷蔵庫４０５ａ、空調装置であるエアコン４０５ｂ、テレビジョン受信機であるテレビ４０５ｃ、バス（風呂）４０５ｄなどである。さらに、電力消費装置４０５には、電動車両４０６が含まれる。電動車両４０６は、電気自動車４０６ａ、ハイブリッドカー４０６ｂ、電気バイク４０６ｃである。
【０１７７】
蓄電装置４０３に対して、本技術の電池が適用される。本技術の電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ４０７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４０９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を組み合わせても良い。
【０１７８】
各種のセンサ４１１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４１１により取得された情報は、制御装置４１０に送信される。センサ４１１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４０５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４１０は、住宅４０１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。
【０１７９】
パワーハブ４０８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４１０と接続される情報網４１２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、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。
【０１８０】
制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ４１３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）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信しても良い。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、表示されても良い。
【０１８１】
各部を制御する制御装置４１０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４０３に格納されている。制御装置４１０は、蓄電装置４０３、家庭内の発電装置４０４、電力消費装置４０５、各種のセンサ４１１、サーバ４１３と情報網４１２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良い。
【０１８２】
以上のように、電力が火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃなどの集中型電力系統４０２のみならず、家庭内の発電装置４０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置４０３に蓄えることができる。したがって、家庭内の発電装置４０４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４０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置４０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置４０３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。
【０１８３】
なお、この例では、制御装置４１０が蓄電装置４０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ４０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム４００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。
【０１８４】
（７−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図９を参照して説明する。図９に、本技術が適用される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の構成の一例を概略的に示す。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で走行する車である。
【０１８５】
このハイブリッド車両５００には、エンジン５０１、発電機５０２、電力駆動力変換装置５０３、駆動輪５０４ａ、駆動輪５０４ｂ、車輪５０５ａ、車輪５０５ｂ、バッテリー５０８、車両制御装置５０９、各種センサ５１０、充電口５１１が搭載されている。バッテリー５０８に対して、上述した本技術の電池が適用される。
【０１８６】
ハイブリッド車両５００は、電力駆動力変換装置５０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置５０３の一例は、モータである。バッテリー５０８の電力によって電力駆動力変換装置５０３が作動し、この電力駆動力変換装置５０３の回転力が駆動輪５０４ａ、５０４ｂ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５０３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５１０は、車両制御装置５０９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５１０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。
【０１８７】
エンジン５０１の回転力は発電機５０２に伝えられ、その回転力によって発電機５０２により生成された電力をバッテリー５０８に蓄積することが可能である。
【０１８８】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両５００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５０３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５０３により生成された回生電力がバッテリー５０８に蓄積される。
【０１８９】
バッテリー５０８は、ハイブリッド車両５００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５１１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。
【０１９０】
図示しないが、二次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良い。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。
【０１９１】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或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、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が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。
【実施例】
【０１９２】
以下、実施例により本技術を詳細に説明する。なお、本技術は、下記の実施例の構成に限定されるものではない。
【０１９３】
＜実施例１−１＞
（正極の作製）
正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９０質量％と、導電剤としてカーボンブラック５質量％と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５質量％とを混合することにより正極合剤としたのち、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に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した。帯状のアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に正極合剤スラリーを塗布して乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。こののち、正極集電体の一端に、正極リードを溶接して取り付けた。
【０１９４】
（負極の作製）
負極活物質としてグラファイト９６質量％と、結着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体のアクリル酸変性体１．５質量％と、カルボキシメチルセルロース１．５質量％と、適量の水とを攪拌し、負極合剤スラリーを調製した。次いで、この負極合剤スラリーを帯状銅箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布して乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層を形成した。こののち、負極集電体の一端に、負極リードを溶接して取り付けた。
【０１９５】
（マトリックス高分子化合物層の形成）
塗布溶液を、マトリックス高分子化合物であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させることにより調製した。この塗布溶液を、セパレータの両面に塗布後、乾燥することでＮＭＰを除去することにより、マトリックス高分子化合物層が形成されたセパレータを得た。セパレータとしては、微多孔性ポリエチレンセパレータを用いた。
【０１９６】
（電解液の調製）
電解液を、以下のように調製した。炭酸エチレン（ＥＣ）と、炭酸プロピレン（ＰＣ）と、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）と、炭酸ビニレン（ＶＣ）とを質量比（ＥＣ：ＰＣ：ＥＭＣ：ＶＣ）３９：３９：２０：２の割合で混合して非水溶媒を調製した。次にこの非水溶媒に式（１−１）で表される化合物を添加したのち、電解質塩としてＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解させた。式（１−１）で表される化合物の含有量は、電解液の全質量に対する質量百分率が１質量％となるように、調整した。以上により目的とする電解液を得た。
【０１９７】
（ラミネートフィルム型電池の組み立て）
次に、正極、負極およびマトリックス高分子化合物層が両面に形成されたセパレータを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
【０１９８】
次に、巻回電極体を、外装部材の間に挟み、巻回電極体周辺の正極リードおよび負極リードの導出辺と、他の２辺とを熱融着した。なお、外装部材には、アルミニウム箔が一対の樹脂フィルムで挟まれた構造を有するラミネートフィルムを用いた。
【０１９９】
そののち、これに電解液を注入し、減圧下で残りの１辺を熱融着し、密封した。この際、電解液をマトリックス高分子化合物層に含浸させ、マトリックス高分子化合物を膨潤させゲル状の電解質（ゲル電解質層）を形成した。以上により、図３に示すラミネートフィルム型電池を作製した。なお、このラミネートフィルム型電池は、正極活物質の量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．５Ｖになるように設計されたものである。
【０２００】
＜実施例１−２〜実施例１−１３＞
実施例１−２〜実施例１−１３では、式（１−１）で表される化合物に代えて、下掲の表１に示す化合物を添加したこと以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２０１】
＜実施例１−１４〜実施例１−２０＞
実施例１−１４〜実施例１−２０では、下掲の表１に示すように式（１−３）で表される化合物の添加量を変えたこと以外は、実施例１−３と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２０２】
＜実施例１−２１〜実施例１−２９＞
実施例１−２１〜実施例１−２９では、下掲の表１に示すように、その他の化合物（化合物Ｂ）をさらに加えてこと以外は、実施例１−３と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２０３】
＜実施例１−３０＞
非水溶媒として、炭酸エチレン（ＥＣ）と、炭酸プロピレン（ＰＣ）と、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）とを質量比（ＥＣ：ＰＣ：ＥＭＣ）４０：４０：２０の割合で混合したものを調製した。以上のこと以外は、実施例１−３と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２０４】
＜実施例１−３１＞
非水溶媒として、炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）とを質量比（ＥＣ：ＥＭＣ）５０：５０の割合で混合したものを調製した。以上のこと以外は、実施例１−３と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２０５】
＜実施例１−３２＞
非水溶媒として、炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）とを質量比（ＥＣ：ＥＭＣ）３０：７０の割合で混合したものを調製した。以上のこと以外は、実施例１−３と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２０６】
＜比較例１−１〜比較例１−１０＞
比較例１−１〜比較例１−１０では、電解液の調製の際に、式（１−３）で表される化合物を添加しなかったこと以外は、実施例１−３、実施例１−２１〜実施例１−２９と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２０７】
（電池評価：１００時間後抵抗増加率の測定）
作製した各電池について、以下のように、１００時間後抵抗増加率の測定を行った。２３℃にて充電電圧４．５Ｖ、０．２Ｃの電流で、定電流定電圧充電を行い、その後、充電状態のまま７０℃で１００時間保存した。この操作において、保存前の電池抵抗（初期セル抵抗）および保存後の電池抵抗（保存後セル抵抗）を測定し、以下の式により抵抗増加率を求めた。
抵抗増加率［％］＝｛（保存後セル抵抗［Ω（Ｏｈｍ）］−初期セル抵抗［Ω（Ｏｈｍ）］）／（初期セル抵抗［Ω（Ｏｈｍ）］）｝×１００
【０２０８】
表１に測定結果を示す。なお、表１の非水溶媒の項目内において、かっこ内の比は、非水溶媒を構成する各成分の質量比を示す（以下の表２〜表５においても同様）。
【０２０９】
【表１】
0006705119.tif 000023
【０２１０】
表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−３２では、１００時間後抵抗増加率を低減することができた。
【０２１１】
＜実施例２−１＞
正極活物質の量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２Ｖになるように設計した。以上のこと以外は、実施例１−３と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２１２】
＜比較例２−１＞
比較例２−１では、電解液の調製の際に、式（１−３）で表される化合物を添加しなかったこと以外は、実施例２−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２１３】
（電池評価：１００時間後抵抗増加率の測定）
作製した各電池について、以下のように、１００時間後抵抗増加率の測定を行った。２３℃にて充電電圧４．２Ｖ、０．２Ｃの電流で、定電流定電圧充電を行い、その後、充電状態のまま７０℃で１００時間保存した。この操作において、実施例１−１と同様にして、抵抗増加率を求めた。
【０２１４】
表２に評価結果を示す。
【０２１５】
【表２】
0006705119.tif 000024
【０２１６】
表２に示すように、実施例２−１では、１００時間後抵抗増加率を低減することができた。
【０２１７】
＜実施例３−１＞
負極活物質として、シリコン炭素複合材料を用いた。正極活物質の量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．３５Ｖになるように設計した。以上のこと以外は、実施例１−３と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２１８】
＜比較例３−１＞
比較例３−１では、電解液の調製の際に、式（１−３）で表される化合物を添加しなかったこと以外は、実施例３−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２１９】
（電池評価：１００時間後抵抗増加率の測定）
作製した各電池について、実施例１−１と同様にして、１００時間後抵抗増加率の測定を行った。２３℃にて充電電圧４．３５Ｖ、０．２Ｃの電流で、定電流定電圧充電を行い、その後、充電状態のまま７０℃で１００時間保存した。この操作において、実施例１−１と同様にして、抵抗増加率を求めた。
【０２２０】
表３に評価結果を示す。
【０２２１】
【表３】
0006705119.tif 000025
【０２２２】
表３に示すように、実施例３−１では、１００時間後抵抗増加率を低減することができた。
【０２２３】
＜実施例４−１＞
（コイン型セルの作製）
（正極の作製）
実施例１−１と同様にして、正極集電体の両面に正極活物質層を形成した。これを直径１６ｍｍの円形状に打ち抜き正極を形成した。
【０２２４】
（負極の作製）
Ｌｉ金属箔を直径１６ｍｍの円板状に打ち抜き、これを負極とした。
【０２２５】
セパレータとしてポリエチレン製の微多孔フィルムを準備した
【０２２６】
（非水電解液の調製）
実施例１−３と同様の非水電解液を調製した。
【０２２７】
（コイン型セルの組み立て）
作製した正極と負極とセパレータを介して積層して、外装カップおよび外装缶の内部に収容させてガスケットを介してかしめることにより、直径２０ｍｍ、高さ１．６ｍｍのコイン型非水電解質二次電池（コイン型セル）を作製した。なお、このコイン型セルは、正極活物質の量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．３５Ｖになるように設計されたものである。
【０２２８】
＜比較例４−１＞
比較例４−１では、電解液の調製の際に、式（１−３）で表される化合物を添加しなかったこと以外は、実施例４−１と同様にして、コイン型セル作製した。
【０２２９】
（電池評価：１００時間後抵抗増加率の測定）
作製した各電池について、実施例１−１と同様にして、１００時間後抵抗増加率の測定を行った。２３℃にて充電電圧４．３５Ｖ、０．２Ｃの電流で、定電流定電圧充電を行い、その後、充電状態のまま３５℃で１００時間保存した。この操作において、実施例１−１と同様にして、抵抗増加率を求めた。
【０２３０】
表４に評価結果を示す。
【０２３１】
【表４】
0006705119.tif 000026
【０２３２】
表４に示すように、実施例４−１では、１００時間後抵抗増加率を低減することができた。
【０２３３】
＜実施例５−１＞
（正極の作製）
実施例１−１と同様にして正極を作製した。
【０２３４】
（負極の作製）
実施例１−１と同様にして負極を作製した。
【０２３５】
（ゲル電解質層の形成）
炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸プロピレン（ＰＣ）とを、質量比５０：５０で混合した非水溶媒に対して、式（１−３）の化合物を添加したのち、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させることにより、非水電解液を調製した。なお、式（１−３）で表される化合物の含有量は、電解液の全質量に対する質量百分率で１質量％となるように調整した。
【０２３６】
続いて、非水電解液を保持する高分子化合物（樹脂材料）として、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用い、非水電解液と、ポリフッ化ビニリデンと、可塑剤である炭酸ジメチル（ＤＭＣ）とを混合して、ゾル状の前駆溶液を調製した。
【０２３７】
続いて、正極および負極の両面に、前駆溶液を塗布し、乾燥させて可塑剤を除去した。これにより、正極および負極の表面にゲル電解質層を形成した。
【０２３８】
（ラミネートフィルム型電池の組み立て）
ゲル電解質層が両面に形成された正極および負極と、セパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回、扁平形状に巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
【０２３９】
次に、巻回電極体をラミネートフィルムで外装し、巻回電極体周辺の正極リードおよび負極リードの導出辺と、他の二辺とを減圧下で熱融着して封止し、密閉した。これにより、図３に示すラミネートフィルム型電池を作製した。なお、このラミネートフィルム型電池は、正極活物質の量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．５Ｖになるように設計されたものである。
【０２４０】
＜実施例５−２＞
ゾル状の前駆溶液を調製する際、アルミナ粒子を添加した。その際、ポリフッ化ビニリデンと非水電解液とアルミナ粒子との質量比（ポリフッ化ビニリデン：非水電解液：アルミナ粒子）は、１０：９０：１０とした。以上のこと以外は、実施例５−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２４１】
＜比較例５−１＞
比較例５−１では、電解液の調製の際に、式（１−３）で表される化合物を添加しなかったこと以外は、実施例５−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２４２】
＜比較例５−２＞
比較例５−１では、電解液の調製の際に、式（１−３）で表される化合物を添加しなかったこと以外は、実施例５−２と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。
【０２４３】
（電池評価：１００時間後抵抗増加率の測定）
作製した各電池について、実施例１−１と同様にして、１００時間後抵抗増加率の測定を行った。
【０２４４】
表５に評価結果を示す。
【０２４５】
【表５】
0006705119.tif 000027
【０２４６】
表５に示すように、実施例５−１〜実施例５−２では、１００時間後抵抗増加率を低減することができた。
【０２４７】
８．他の実施の形態
以上、本技術を各実施の形態および実施例によって説明したが、本技術はこれらに限定されるものではなく、本技術の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
【０２４８】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセスなどはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセスなどを用いてもよい。
【０２４９】
上述の実施の形態および実施例の構成、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。例えば、非水電解質電池は一次電池であってもよい。
【０２５０】
本技術の電解質は、角型などの他の電池構造を有する場合についても、同様に適用可能である。第２〜第４の実施の形態において、巻回型の電極体に代えて、積層型の電極体を用いてもよい。例えば、スマートウォッチ、ヘッドマウントディスプレイ、ｉＧｌａｓｓ（登録商標）などのウェアラブル端末に搭載されるフレキシブル電池などにも適用可能である。
【０２５１】
セパレータは、無機粒子、有機粒子などの粒子を含むものであってもよい。例えば、このようなセパレータとしては、基材と、基材の両方の主面のうちの少なくとも一方に表面層が形成されたものなどである。基材は、例えば、樹脂からなる多孔質膜、不織布などである。表面層は、例えば、高分子化合物と、粒子とを含むものなどである。高分子化合物は、例えば、フィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していてもよい。
【０２５２】
なお、本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
溶媒と、
電解質塩と、
式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種と
を含有する電解液を含む電解質。
【化２１】
0006705119.tif 000028
（式（１）中、Ａ１はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成している２価の飽和炭化水素基、２価の不飽和炭化水素基、２価のハロゲン化飽和炭化水素基または２価のハロゲン化不飽和炭化水素基である。Ｒ１は１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
0006705119.tif 000029
（式（２）中、Ａ２はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成している２価の飽和炭化水素基、２価の不飽和炭化水素基、２価のハロゲン化飽和炭化水素基または２価のハロゲン化不飽和炭化水素基である。Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
［２］
前記式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種の含有量は、前記電解液に対して、０．００１質量％以上５０質量％以下である［１］に記載の電解質。
［３］
ハロゲン化炭酸エステル、不飽和環状炭酸エステル、スルトン、ジニトリル化合物、イソシアネート化合物、ジフルオロリン酸リチウム、モノフルオロリン酸リチウムおよびリチウムジフルオロオキサレートボレートのうちの少なくとも何れかをさらに含む［１］〜［２］の何れかに記載の電解質。
［４］
前記ハロゲン化炭酸エステルは、式（３）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記不飽和環状炭酸エステルは、式（５）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記スルトンは、式（６）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記ジニトリル化合物は、式（７）で表される化合物の少なくとも１種であり、
前記イソシアネート化合物は、ヘキサメチレンジイソシアネートである［３］に記載の電解質。
【化２２】
0006705119.tif 000030
（式（３）中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基または１価のハロゲン化炭化水素基であり、Ｒ１１〜Ｒ１４のうちの少なくとも１つはハロゲン基または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
0006705119.tif 000031
（式（５）中、Ｒ２１〜Ｒ２２は、それぞれ独立して、水素基、ハロゲン基、１価の炭化水素基または１価のハロゲン化炭化水素基である。）
0006705119.tif 000032
（式（６）中、ＲｎはＳ（硫黄）およびＯ（酸素）と共に環を形成している炭素数ｎ個の２価の炭化水素基である。ｎは２〜５である。環中には不飽和二重結合を含んでいてもよい。）
0006705119.tif 000033
（式（７）中、Ｒ３１は酸素原子もしくは硫黄原子を含んでもよい２価の炭化水素基または２価のハロゲン化炭化水素基である。）
［５］
前記電解液を保持する高分子化合物と、
粒子と
をさらに含む［１］〜［４］の何れかに記載の電解質。
［６］
正極と、
負極と、
電解質と
を備え、
前記電解質は、溶媒と、
電解質塩と、
式（１）〜式（２）で表される化合物の少なくとも１種と
を含有する電解液を含む電池。
【化２３】
0006705119.tif 000034
（式（１）中、Ａ１はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成している２価の飽和炭化水素基、２価の不飽和炭化水素基、２価のハロゲン化飽和炭化水素基または２価のハロゲン化不飽和炭化水素基である。Ｒ１は１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
0006705119.tif 000035
（式（２）中、Ａ２はＯ（酸素）およびＰ（リン）と共に環を形成している２価の飽和炭化水素基、２価の不飽和炭化水素基、２価のハロゲン化飽和炭化水素基または２価のハロゲン化不飽和炭化水素基である。Ｒ２およびＲ３は、それぞれ独立して、１価の飽和炭化水素基、１価の不飽和炭化水素基、１価の芳香族炭化水素基または１価のハロゲン化飽和炭化水素基、１価のハロゲン化不飽和炭化水素基または１価のハロゲン化芳香族炭化水素基である。）
［７］
前記負極は、負極活物質として、ケイ素の単体、合金および化合物のうちの少なくとも１種、または、リチウム金属を含む［６］に記載の電池。
［８］
一対の前記正極および前記負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が４．２０Ｖ以上４．５０Ｖ以下である［６］〜［７］の何れかに記載の電池。
［９］
［６］〜［８］の何れかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１０］
［６］〜［８］の何れかに記載の電池を有し、前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１１］
［６］〜［８］の何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
を有する電動車両。
［１２］
［６］〜［８］の何れかに記載の電池を有し、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。
［１３］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う［１２］に記載の蓄電装置。
［１４］
［６］〜［８］の何れかに記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される電力システム。
【符号の説明】
【０２５３】
１１・・・電池缶、１２，１３・・・絶縁板、１４・・・電池蓋、１５Ａ・・・ディスク板、１５・・・安全弁機構、１６・・・熱感抵抗素子、１７・・・ガスケット、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極活物質層、２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極活物質層、２３・・・セパレータ、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、３０・・・巻回電極体、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、２１１・・・電源、２１２・・・正極リード、２１３・・・負極リード、２１４、２１５・・・タブ、２１６・・・回路基板、２１７・・・コネクタ付きリード線、２１８、２１９・・・粘着テープ、２２０・・・ラベル、２２１・・・制御部、２２２・・・スイッチ部、２２４・・・温度検出部、２２５・・・正極端子、２２７・・・負極端子、２３１・・・絶縁シート、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・空調装置、４０５ｃ・・・テレビジョン受信機、４０５ｄ・・・風呂、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・センサ、５１１・・・充電口
【図１】
0006705119.tif 000044
【図２】
0006705119.tif 000045
【図３】
0006705119.tif 000046
【図４】
0006705119.tif 000047
【図５】
0006705119.tif 000048
【図６】
0006705119.tif 000049
【図７】
0006705119.tif 000050
【図８】
0006705119.tif 000051
【図９】
0006705119.tif 000052