(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
（１）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記正極に隣接する第１高分子化合物層、
または、（２）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記負極に隣接する第２高分子化合物層、
または、（３）前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層と
を備え、
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料および絶縁性材料とを含み、
前記絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む、
二次電池。
【請求項２】
前記高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちの少なくとも１種を含み、
前記導電性材料は、炭素材料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】
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、電解液を含み、
前記電解液は、溶媒と、電解質塩とを含む、
請求項１または請求項２に記載の二次電池。
【請求項４】
前記第１高分子化合物層と前記第２高分子化合物層との間に配置されたセパレータを備えた、
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】
前記負極は、炭素材料、ならびにケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料、のうちの少なくとも１種を含む、
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】
リチウム二次電池である、
請求項１ないし請求項５のいずれか１項に記載の二次電池。
【請求項７】
二次電池と、
その二次電池の動作を制御する制御部と、
その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、
正極と、
負極と、
（１）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記正極に隣接する第１高分子化合物層、
または、（２）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記負極に隣接する第２高分子化合物層、
または、（３）前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層と
を備え、
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料および絶縁性材料とを含み、
前記絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む、
電池パック。
【請求項８】
二次電池と、
その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、
その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、
正極と、
負極と、
（１）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記正極に隣接する第１高分子化合物層、
または、（２）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記負極に隣接する第２高分子化合物層、
または、（３）前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層と
を備え、
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料および絶縁性材料とを含み、
前記絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む、
電動車両。
【請求項９】
二次電池と、
その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、
正極と、
負極と、
（１）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記正極に隣接する第１高分子化合物層、
または、（２）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記負極に隣接する第２高分子化合物層、
または、（３）前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層と
を備え、
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料および絶縁性材料とを含み、
前記絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む、
電力貯蔵システム。
【請求項１０】
二次電池と、
その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、
正極と、
負極と、
（１）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記正極に隣接する第１高分子化合物層、
または、（２）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記負極に隣接する第２高分子化合物層、
または、（３）前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層と
を備え、
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料および絶縁性材料とを含み、
前記絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む、
電動工具。
【請求項１１】
二次電池を電力供給源として備え、
前記二次電池は、
正極と、
負極と、
（１）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記正極に隣接する第１高分子化合物層、
または、（２）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記負極に隣接する第２高分子化合物層、
または、（３）前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層と
を備え、
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料および絶縁性材料とを含み、
前記絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む、
電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、正極および負極を備えた二次電池、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】
近年、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、その電子機器のさらなる小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。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の二次電池が開発されている。
【０００３】
二次電池は、最近では、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】
電池容量を得るためにさまざまな充放電原理を利用する二次電池が提案されているが、中でも、電極反応物質の吸蔵放出を利用する二次電池、および電極反応物質の析出溶解を利用する二次電池が注目されている。これらの二次電池では、鉛電池およびニッケルカドミウム電池などよりも高いエネルギー密度が得られるからである。
【０００５】
二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えている。この二次電池の構成は、電池特性に大きな影響を及ぼすため、その二次電池の構成に関しては、さまざまな検討がなされている。
【０００６】
具体的には、高分子固体電解質のイオン伝導性などを改善するために、高分子マトリックスとしてフッ化ビニリデン系共重合体を用いている（例えば、特許文献１参照。）。セパレータの耐熱性を向上させるために、電解質層に絶縁性粒子を含有させている（例えば、特許文献２参照。）。高分子固体電解質のポットライフなどを改善するために、架橋型樹脂としてアミノ樹脂などの反応物を用いている（例えば、特許文献３参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平１１−１３０８２１号公報
【特許文献２】特開２００７−２５８１６０号公報
【特許文献３】特開平０３−０１２４４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記した電子機器などは高性能化および多機能化していると共に、その電子機器などの使用頻度は増加しているため、二次電池は頻繁に充放電される傾向にある。よって、二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
【０００９】
本技術はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、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にある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本技術の二次電池は、正極と、負極と、（１）正極と負極との間に配置されると共に正極に隣接する第１高分子化合物層、または、（２）正極と負極との間に配置されると共に負極に隣接する第２高分子化合物層、または、（３）第１高分子化合物層および第２高分子化合物層とを備えたものである。第１高分子化合物層および第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料および絶縁性材料とを含み、その絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む。
【００１１】
本技術の電池パック、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二次電池と同様の構成を有するものである。
【００１２】
上記した本技術の二次電池は、（１）〜（３）に記載している３種類の構成を取り得る。（１）の構成を有する二次電池は、正極と、負極と、第１高分子化合物層とを備える。（２）の構成を有する二次電池は、正極と、負極と、第２高分子化合物層とを備える。（３）の構成を有する二次電池は、正極と、負極と、第１高分子化合物層と、第２高分子化合物層とを備える。
【発明の効果】
【００１３】
本技術の二次電池によれば、正極と、負極と、第１高分子化合物層および第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方とを備えているので、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】本技術の一実施形態の二次電池（円筒型）の構成を表す断面図である。
【図２】図１に示した巻回電極体の一部の構成を表す断面図である。
【図３】図２に示した巻回電極体の構成に関する変形例１を表す断面図である。
【図４】図２に示した巻回電極体の構成に関する変形例２を表す断面図である。
【図５】本技術の一実施形態の他の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。
【図６】図５に示した巻回電極体のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【図７】図６に示した巻回電極体の一部の構成を表す断面図である。
【図８】図７に示した巻回電極体の構成に関する変形例１を表す断面図である。
【図９】図７に示した巻回電極体の構成に関する変形例２を表す断面図である。
【図１０】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１１】図１０に示した電池パックの構成を表すブロック図である。
【図１２】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１３】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１４】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１５】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
１−１．リチウムイオン二次電池（円筒型）
１−１−１．基本構成
１−１−２．変形例１
１−１−３．変形例２
１−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）
１−２−１．基本構成
１−２−２．変形例１
１−２−３．変形例２
１−３．リチウム金属二次電池
２．二次電池の用途
２−１．電池パック（単電池）
２−２．電池パック（組電池）
２−３．電動車両
２−４．電力貯蔵システム
２−５．電動工具
【００１７】
＜１．二次電池＞
まず、本技術の一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（円筒型）＞
図１は、二次電池の断面構成を表しており、図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部の断面構成を表している。
【００１９】
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（Ｌｉ）の吸蔵放出により負極２２の容量が得られるリチウム二次電池（リチウムイオン二次電池）である。
【００２０】
＜１−１−１．基本構成＞
［二次電池の全体構成］
二次電池は、いわゆる円筒型の電池構造を有している。この二次電池では、例えば、図１に示したように、中空円柱状の電池缶１１の内部に、一対の絶縁板１２，１３と、電池素子である巻回電極体２０とが収納されている。巻回電極体２０では、例えば、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層されていると共に、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３が巻回されている。この巻回電極体２０には、例えば、液状の電解質である電解液が含浸されている。
【００２１】
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いる。この電池缶１１は、例えば、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）およびそれらの合金などのうちのいずれか１種類または２種類以上により形成されている。なお、電池缶１１の表面には、ニッケル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を挟むと共に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。
【００２２】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、安全弁機構１５と、熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）１６とがガスケット１７を介してかしめられている。これにより、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形成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６のそれぞれは、電池蓋１４の内側に設けられており、その安全弁機構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になると、ディスク板１５Ａが反転する。これにより、電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続が切断される。大電流に起因する異常な発熱を防止するために、熱感抵抗素子１６の抵抗は、温度の上昇に応じて増加する。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により形成されており、そのガスケット１７の表面には、アスファルトなどが塗布されていてもよい。
【００２３】
巻回電極体２０の巻回中心には、例えば、センターピン２４が挿入されている。ただし、センターピン２４は、巻回電極体２０の巻回中心に挿入されていなくてもよい。正極２１には、正極リード２５が取り付けられていると共に、負極２２には、負極リード２６が取り付けられている。正極リード２５は、例えば、アルミニウムなどの導電性材料により形成されている。この正極リード２５は、例えば、安全弁機構１５に取り付けられていると共に、電池蓋１４と電気的に接続されている。負極リード２６は、例えば、ニッケルなどの導電性材料により形成されている。この負極リード２６は、例えば、電池缶１１に取り付けられているため、その電池缶１１と電気的に接続されている。
【００２４】
［正極］
正極２１は、例えば、図２に示したように、正極集電体２１Ａと、その正極集電体２１Ａの両面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを含んでいる。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。
【００２５】
正極集電体２１Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上により形成されている。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（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）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２１Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【００２６】
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵放出可能である正極材料のうちのいずれか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２１Ｂは、正極活物質と一緒に、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。
【００２７】
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。
【００２８】
リチウム含有複合酸化物は、リチウムと１または２以上のリチウム以外の元素（以下、「他元素」という。）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１種類または２種類以上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または２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、オリビン型などのうちのいずれか１種類または２種類以上の結晶構造を有している。
【００２９】
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。
【００３０】
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（１）〜式（３）のそれぞれで表される化合物などである。
【００３１】
Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１c Ｏ(2-d) Ｆe   ・・・（１）
（Ｍ１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。）
【００３２】
Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ２b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（２）
（Ｍ２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。）
【００３３】
Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ３b Ｏ(2-c) Ｆd   ・・・（３）
（Ｍ３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。）
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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（４）で表される化合物などである。
【００３７】
Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ４b Ｏc Ｆd   ・・・（４）
（Ｍ４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。）
【００３８】
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。
【００３９】
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（５）で表される化合物などである。
【００４０】
Ｌｉa Ｍ５ＰＯ4   ・・・（５）
（Ｍ５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。）
【００４１】
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。
【００４２】
なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（６）で表される化合物などでもよい。
【００４３】
（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x   ・・・（６）
（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。）
【００４４】
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。
【００４５】
もちろん、正極材料は、上記した一連の材料に限定されず、他の材料でもよい。
【００４６】
正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子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。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。高分子材料は、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。
【００４７】
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チェンブラックなどである。ただし、正極導電剤は、導電性の材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
【００４８】
［負極］
負極２２は、例えば、図２に示したように、負極集電体２２Ａと、その負極集電体２２Ａの両面に設けられた負極活物質層２２Ｂとを含んでいる。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。
【００４９】
負極集電体２２Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上により形成されている。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）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２２Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
【００５０】
負極集電体２２Ａ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を利用して、負極集電体２２Ａに対する負極活物質層２２Ｂ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２２Ｂと対向する領域において、負極集電体２２Ａ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。この方法では、電解槽中において電解法により負極集電体２２Ａの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体２２Ａ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。
【００５１】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料のうちのいずれか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２２Ｂは、負極活物質と一緒に、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。
【００５２】
充電途中において意図せずにリチウム金属が負極２２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２１の放電容量よりも大きいことが好ましい。言い替えれば、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２１の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。
【００５３】
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に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２２Ｂの導電性が向上するからである。
【００５４】
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。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の焼成物（炭素化物）である。この焼成物の焼成温度は、特に限定されない。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、例えば、繊維状、球状、粒状および鱗片状などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【００５５】
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。
【００５６】
金属系材料は、単体、合金および化合物のいずれでもよいし、それらの２種類以上でもよいし、それらの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。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、１種類または２種類以上の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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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２種類以上でもよいし、それらの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。
【００６０】
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。
【００６１】
ケイ素の合金およびケイ素の化合物の具体例は、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、例えば、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、スズ（第１構成元素）と共に第２構成元素および第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（Ｐ）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。
【００６５】
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。
【００６６】
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、リチウムと反応可能な反応相であるため、その反応相の存在により、優れた特性が得られる。この反応相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用い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。
【００６７】
Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較することで、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していれば、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と考えられる。
【００６８】
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および半金属元素のうちの一方または双方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および半金属元素のうちの一方または双方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ることとする。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としてエネルギー基準にする。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。
【００６９】
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。
【００７０】
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含有材料の物性条件（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料の物性条件と同様である。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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）が得られつつ、充放電時の膨張収縮が抑制される。
【００７４】
負極活物質層２２Ｂ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２２Ａ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２２Ａ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２２Ａ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混合物を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。
【００７５】
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２２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、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。また、完全充電時の開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖ以上である場合には、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。
【００７６】
［正極側高分子化合物層および負極側高分子化合物層］
正極２１と負極２２との間には、例えば、正極側高分子化合物層２７（第１高分子化合物層）および負極側高分子化合物層２８（第２高分子化合物層）が設けられている。正極側高分子化合物層２７は、正極２１に隣接していると共に、負極側高分子化合物層２８は、負極２２に隣接している。
【００７７】
ここでは、例えば、図２に示したように、正極側高分子化合物層２７と負極側高分子化合物層２８との間に、セパレータ２３が設けられている。これにより、正極側高分子化合物層２７と負極側高分子化合物層２８とは、セパレータ２３を介して離間されている。正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれの厚さは、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ〜１５μｍである。
【００７８】
正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のうちの一方または双方は、高分子化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上と、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上とを含んでいる。
【００７９】
高分子化合物は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含んでいる。物理的強度が高いと共に、電気化学的に安定だからである。
【００８０】
この高分子化合物の種類は、フッ素を構成元素として含む重合体であれば、特に限定されない。中でも、高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。優れた物理的強度および優れた電気化学的安定性が得られるからである。
【００８１】
「単独重合体」とは、１種類の単量体を重合成分として含む重合体である。フッ化ビニリデンの単独重合体は、ポリフッ化ビニリデンである。
【００８２】
「共重合体」は、２種類以上の単量体を重合成分として含む重合体である。フッ化ビニリデンと共重合体を形成する単量体の種類は、特に限定されないが、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびモノメチルマレイン酸などである。フッ化ビニリデンの共重合体の具体例は、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、およびフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体などである。共重合体における各重合成分の含有量（共重合量）は、特に限定されない。
【００８３】
なお、高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちのいずれか１種類または２種類以上と一緒に、他の単独重合体および他の共重合体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。ここで説明する「他の単独重合体」とは、フッ素を構成元素として含んでいない単独重合体であると共に、「他の共重合体」とは、フッ素を構成元素として含んでいない共重合体である。
【００８４】
他の単独重合体の具体例は、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどである。
【００８５】
他の共重合体の具体例は、上記した他の単独重合体の具体例のうちの２種類以上を重合成分として含む共重合体などである。
【００８６】
導電性材料の種類は、導電性を有する材料であれば、特に限定されない。中でも、導電性材料は、炭素材料であることが好ましい。電気化学的に安定であると共に、高い電気伝導性を有するからである。
【００８７】
この導電性材料は、例えば、複数の粒子状であり、高分子化合物中に分散されている。ただし、ここで説明する「粒子状」には、球状（略球状を含む）だけでなく、塊状、平板状および繊維状なども含まれる。複数の導電性材料が存在していれば、その複数の導電性材料は形状に依存せずに高分子化合物中に分散され得るからである。
【００８８】
球状の導電性材料の具体例は、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。繊維状の導電性材料の具体例は、カーボンナノチューブおよび気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）などである。
【００８９】
高分子化合物と導電性材料との混合比（重量比）は、特に限定されない。中でも、高分子化合物の重量に対する導電性材料の重量の比率（導電性材料の重量／高分子化合物層の重量）は、１／１０００〜４／１であることが好ましい。正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれが容易かつ安定に形成されると共に、十分な電気伝導性が得られるからである。
【００９０】
詳細には、比率が１／１０００よりも小さいと、導電性材料の絶対量が不足するため、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれにおいて導電性材料により導電パス（電子伝導パス）が形成されにくくなる。これにより、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれの電気伝導性が十分に高くならない可能性がある。一方、比率が４／１よりも大きいと、導電性材料の絶対量が過剰になるため、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれにおいて導電性材料が十分に分散されない可能性がある。
【００９１】
上記したように、導電性材料は、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれの中に分散されているが、その導電性材料の分布は、特に限定されない。具体的には、導電性材料は、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれの厚さ方向において均一に分布していてもよいし、不均一に分布していてもよい。
【００９２】
正極側高分子化合物層２７を例に挙げると、その正極側高分子化合物層２７中において導電性材料が不均一に分散されている場合とは、例えば、正極２１に近い側から遠い側に向かって導電性材料の存在量が次第に減少している場合などである。この場合には、正極側高分子化合物層２７と正極２１との界面近傍において導電性材料の存在量が最大になるため、その正極側高分子化合物層２７と正極２１との電気伝導性が向上しやすくなる。
【００９３】
ここで、正極２１と負極２２との間に正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８が設けられている理由は、以下の通りである。
【００９４】
第１に、正極２１および負極２２のそれぞれに対するセパレータ２３の密着性が向上するため、巻回電極体２０の歪みが抑制される。この場合には、電解液の分解反応が抑制されると共に、セパレータ２３に含浸された電解液の漏液も抑制される。これにより、充放電を繰り返しても、抵抗が上昇しにくくなると共に、電池膨れが抑制される。
【００９５】
第２に、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれにおいて、導電性材料により導電パスが形成される。この場合には、正極２１と負極２２との間に正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８を介在させても、その正極２１と負極２２との電気伝導性が確保される。しかも、充放電時において負極活物質層２２Ｂが膨張収縮しても、導電パスにより負極活物質を含む導電ネットワークが維持されるため、その負極活物質が電気的に孤立しにくくなる。これにより、充放電を繰り返しても、電気伝導性の低下が抑制されると共に、放電容量が低下しにくくなる。
【００９６】
第３に、充放電時において、意図せずに負極２２においてリチウムが析出しても、そのリチウムが再溶解しやすくなる。これにより、充放電を繰り返しても、電気的短絡の発生が抑制されると共に、放電容量が低下しにくくなる。
【００９７】
これらの３つの利点は、特に、二次電池が低温環境などの厳しい環境において使用された場合において、顕著に得られる。
【００９８】
なお、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のうちの一方または双方は、上記した高分子化合物および導電性材料と一緒に、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。
【００９９】
他の材料は、例えば、絶縁性材料である。二次電池の耐熱性が向上するからである。
【０１００】
絶縁性材料は、上記したように、正極側高分子化合物層２７だけに含まれていてもよいし、負極側高分子化合物層２８だけに含まれていてもよいし、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８の双方に含まれていてもよい。
【０１０１】
この絶縁性材料は、例えば、複数の粒子状であり、高分子化合物中に導電性材料と一緒に分散されている。この絶縁性材料に関する「粒子状」の定義は、上記した導電性材料に関する「粒子状」の定義と同様である。なお、高分子化合物中における絶縁性材料の分散量は、特に限定されない。
【０１０２】
この絶縁性材料は、例えば、金属酸化物および金属窒化物などである。絶縁性材料の具体例は、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）および酸化チタン（ＴｉＯ2 ）などである。金属窒化物の具体例は、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）などである。
【０１０３】
なお、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれの有無および構成などの確認方法は、以下の通りである。なお、以下では、正極側高分子化合物層２７を例に挙げて説明する。
【０１０４】
正極側高分子化合物層２７の有無を確認するためには、例えば、巻回電極体２０を切断したのち、顕微鏡を用いて巻回電極体２０の断面（図２）を観察すればよい。これにより、正極２１とセパレータ２３との間に正極側高分子化合物層２７が介在しているかどうかを識別できる。なお、顕微鏡は、例えば、光学顕微鏡および電子顕微鏡などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【０１０５】
正極側高分子化合物層２７に含まれている導電性材料の有無を確認するためには、例えば、正極側高分子化合物層２７の有無を確認した場合と同様に、顕微鏡を用いて巻回電極体２０の断面を観察すればよい。これにより、正極側高分子化合物層２７中に複数の導電性材料が分散されているかどうかを識別できる。
【０１０６】
正極側高分子化合物層２７に含まれている高分子化合物および導電性材料のそれぞれの種類（材質および組成など）を確認するためには、例えば、以下の方法を用いればよい。
【０１０７】
二次電池を解体して正極側高分子化合物層２７を取り出したのち、その正極側高分子化合物２７の断面を観察および分析する。この観察方法および分析方法は、例えば、光学顕微鏡および走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【０１０８】
また、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの有機溶剤を用いて正極側高分子化合物層２７を抽出して、溶解性の高分子化合物と不溶性の導電性材料とを分離したのち、その高分子化合物および導電性材料を分析する。この分析方法は、例えば、核磁気共鳴（ＮＭＲ）法、Ｘ線回折（ＸＲＤ）法、ガスクロマトグラフィ法および質量分析法などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【０１０９】
［セパレータ］
セパレータ２３は、正極２１と負極２２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。
【０１１０】
このセパレータ２３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。
【０１１１】
正極２１と負極２２との間に設けられているセパレータ２３は、絶縁性を有している。これにより、正極２１と負極２２とは、セパレータ２３を介して電気的に分離されている。
【０１１２】
［電解液］
巻回電極体２０には、上記したように、電解液が含浸されている。
【０１１３】
この電解液は、例えば、溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上と、電解質塩のうちのいずれか１種類または２種類以上とを含んでいる。なお、電解液は、上記した溶媒および電解質塩と一緒に、添加剤などの各種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。
【０１１４】
溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒を含んでいる。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
【０１１５】
この溶媒は、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。
【０１１６】
環状炭酸エステルの具体例は、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。鎖状炭酸エステルの具体例は、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。ラクトンの具体例は、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の具体例は、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、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。ニトリルの具体例は、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。
【０１１７】
この他、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。
【０１１８】
中でも、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炭酸エステルのうちのいずれか１種類または２種類以上が好ましい。より優れた電池容量、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。
【０１１９】
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環状炭酸エステルである高粘度（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鎖状炭酸エステルである低粘度溶媒（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。
【０１２０】
なお、環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとを併用する場合において、その環状炭酸エステルと鎖状炭酸エステルとの混合比は、特に限定されない。中でも、環状炭酸エステルの割合は、２０重量％以上であることが好ましい。サイクル特性が向上するからである。この環状炭酸エステルの割合（重量％）は、（環状炭酸エステルの重量／環状炭酸エステルの重量と鎖状炭酸エステルの重量との和）×１００で表される。
【０１２１】
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、ジニトリル化合物およびジイソシアネート化合物などでもよい。電解液の化学的安定性が向上するからである。
【０１２２】
不飽和環状炭酸エステルは、１または２以上の不飽和結合（炭素間二重結合）を含む環状炭酸エステルである。この不飽和環状炭酸エステルの具体例は、炭酸ビニレン（１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸ビニルエチレン（４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オン）および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。
【０１２３】
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または鎖状の炭酸エステルである。ハロゲンの種類は、特に限定されないが、例えば、フッ素（Ｆ）、塩素（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）およびヨウ素（Ｉ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。環状ハロゲン化炭酸エステルの具体例は、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。鎖状ハロゲン化炭酸エステルの具体例は、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。
【０１２４】
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。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の具体例は、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の具体例は、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。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、０．５重量％〜５重量％である。
【０１２５】
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。カルボン酸無水物の具体例は、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の具体例は、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の具体例は、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。
【０１２６】
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の具体例は、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 Ｈ5 −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。
【０１２７】
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の具体例は、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。
【０１２８】
電解質塩は、例えば、リチウム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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
中でも、ＬｉＰＦ6 、ＬｉＢＦ4 、ＬｉＣｌＯ4 およびＬｉＡｓＦ6 のうちのいずれか１種類または２種類以上が好ましく、ＬｉＰＦ6 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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
［二次電池の動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
【０１３３】
充電時には、正極２１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液を介して負極２２に吸蔵される。一方、放電時には、負極２２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液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１３４】
［二次電池の製造方法］
この二次電池は、例えば、以下の手順により製造される。
【０１３５】
正極２１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して、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塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させて、正極活物質層２１Ｂを形成する。続いて、必要に応じて正極活物質層２１Ｂ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２１Ｂ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。
【０１３６】
負極２２を作製する場合には、上記した正極２１と同様の手順により、負極集電体２２Ａに負極活物質層２２Ｂを形成する。具体的には、負極活物質と、必要に応じて負正極結着剤および負極導電剤などとを混合して、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て、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２２Ａ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て、負極活物質層２２Ｂ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２２Ｂを圧縮成型する。
【０１３７】
正極側高分子化合物層２７を形成する場合には、有機溶剤などの溶媒と、高分子化合物と、導電性材料とを混合して、処理溶液を調製する。この処理溶液では、高分子化合物が溶媒により溶解されると共に、その高分子化合物が溶解された溶媒中に導電性材料が分散される。続いて、正極２１に処理溶液を塗布したのち、その処理溶液を乾燥させる。なお、正極２１に処理溶液を塗布する代わりに、処理溶液中に正極２１を浸漬させたのち、その正極２１を乾燥させてもよい。
【０１３８】
ここで、正極側高分子化合物層２７を形成する場合には、正極２１に処理溶液を塗布する代わりに、セパレータ２３のうち、正極２１と対向する面に処理溶液を塗布してもよい。いずれの形成方法を用いても、最終的には、正極２１とセパレータ２３との間に正極側高分子化合物層２７が介在することになるからである。
【０１３９】
負極側高分子化合物層２８を形成する場合には、正極２１に代えて負極２２に処理溶液を塗布することを除き、正極側高分子化合物層２７の形成手順と同様の手順を用いる。もちろん、負極側高分子化合物層２８を形成する場合には、処理溶液中に負極２２を浸漬させてもよいし、セパレータ２３のうち、負極２２と対向する面に処理溶液を塗布してもよい。
【０１４０】
二次電池を組み立てる場合には、溶接法などを用いて正極集電体２１Ａに正極リード２５の一端部を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体２２Ａに負極リード２６の一端部を取り付ける。続いて、正極側高分子化合物層２７が形成された正極２１と負極側高分子化合物層２８が形成された負極２２とをセパレータ２３を介して積層させた。こののち、正極２１、負極２２、セパレータ２３、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８を巻回させて、巻回電極体２０を形成する。こののち、巻回電極体２０の巻回中心にセンターピン２４を挿入する。
【０１４１】
続いて、一対の絶縁板１２，１３により巻回電極体２０を挟みながら、その巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納する。この場合には、溶接法などを用いて安全弁機構１５に正極リード２５の一端部を取り付けると共に、溶接法などを用いて電池缶１１に負極リード２６の一端部を取り付ける。続いて、電池缶１１の内部に電解液を注入して、その電解液を巻回電極体２０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、円筒型の二次電池が完成する。
【０１４２】
［二次電池の作用および効果］
この二次電池によれば、正極２１と負極２２との間において、その正極２１に隣接するように正極側高分子化合物層２７が設けられていると共に、その負極２２に隣接するように負極側高分子化合物層２８が設けられている。この場合には、上記した３つの利点が得られるため、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８が設けられていない場合と比較して、充放電を繰り返しても放電容量が低下しにくくなる。よって、優れた電池特性を得ることができる。
【０１４３】
特に、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８の双方が設けられているため、その正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のうちのいずれか一方だけが設けられている場合と比較して、放電容量がより低下しにくくなる。よって、電池特性をより向上させることができる。
【０１４４】
また、高分子化合物がフッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、導電性材料が炭素材料を含んでいれば、より高い効果を得ることができる。
【０１４５】
また、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のうちの一方または双方が絶縁性材料を含んでいれば、より高い効果を得ることができる。
【０１４６】
＜１−１−２．変形例１＞
なお、図２では、正極２１に隣接する正極側高分子化合物層２７と、負極２２に隣接する負極側高分子化合物層２８との双方を設けるようにしたが、これに限られない。
【０１４７】
例えば、図２に対応する図３に示したように、負極側高分子化合物層２８を設けずに、正極側高分子化合物層２７だけを設けるようにしてもよい。この場合には、正極２１は、正極側高分子化合物層２７を介してセパレータ２３から離間されるが、負極２２は、セパレータ２３に隣接する。
【０１４８】
この場合においても、正極側高分子化合物層２７を利用して上記した利点が得られるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０１４９】
＜１−１−３．変形例２＞
または、例えば、図２に対応する図４に示したように、正極側高分子化合物層２７を設けずに、負極側高分子化合物層２８だけを設けるようにしてもよい。この場合には、正極２１は、セパレータ２３に隣接するが、負極２２は、負極側高分子化合物層２８を介してセパレータ２３から離間される。
【０１５０】
この場合においても、負極側高分子化合物層２８を利用して上記した利点が得られるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０１５１】
ただし、電池特性を著しく向上させるためには、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のうちのいずれか一方だけを設けるよりも、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８の双方を設けることが好ましい。
【０１５２】
また、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のうちのいずれか一方だけを設ける場合には、負極側高分子化合物層２８を設けることが好ましい。上記したように、負極２２に隣接する負極側高分子化合物層２８では、導電性材料（導電パス）により負極活物質を含む導電ネットワークが維持されるため、その負極活物質が電気的に孤立しにくくなるからである。
【０１５３】
＜１−２．リチウムイオン二次電池（ラミネートフィルム型）＞
図５は、他の二次電池の斜視構成を表しており、図６は、図５に示した巻回電極体３０のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面を表している。図７は、図６に示した巻回電極体３０の一部の断面構成を表している。なお、図５では、巻回電極体３０と外装部材４０とを離間させた状態を示している。
【０１５４】
以下では、既に説明した円筒型の二次電池の構成要素を随時引用する。
【０１５５】
＜１−２−１．基本構成＞
［二次電池の全体構成］
他の二次電池は、いわゆるラミネートフィルム型の電池構造を有するリチウムイオン二次電池である。この二次電池では、例えば、図５に示したように、フィルム状の外装部材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。
【０１５６】
巻回電極体３０では、例えば、セパレータ３５および正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７を介して正極３３と負極３４とが積層されていると共に、その正極３３、負極３４、セパレータ３５および正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７が巻回されている。正極３３には、正極リード３１が取り付けられていると共に、負極３４には、負極リード３２が取り付けられている。巻回電極体３０の最外周部は、保護テープ３８により保護されている。
【０１５７】
正極リード３１および負極リード３２のそれぞれは、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。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種類以上により形成されている。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種類以上により形成されている。これらの導電性材料は、例えば、薄板状および網目状などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【０１５８】
外装部材４０は、例えば、図５に示した矢印Ｒの方向に折り畳み可能な１枚のフィルムであり、その外装部材４０の一部には、例えば、巻回電極体３０を収納するための窪みが設けられている。この外装部材４０は、例えば、融着層と、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。二次電池の製造工程では、融着層同士が巻回電極体３０を介して対向するように外装部材４０が折り畳まれたのち、その融着層の外周縁部同士が融着される。ただし、外装部材４０は、２枚のラミネートフィルムが接着剤などを介して貼り合わされた複合ラミネートフィルムでもよい。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うちのいずれか１種類または２種類以上のフィルムである。金属層は、例えば、アルミニウム箔などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。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うちのいずれか１種類または２種類以上のフィルムである。
【０１５９】
中でも、外装部材４０は、ポリエチレンフィルムと、アルミニウム箔と、ナイロンフィルムとがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。ただし、外装部材４０は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムでもよいし、金属フィルムでもよい。
【０１６０】
外装部材４０と正極リード３１との間には、例えば、外気の侵入を防止するために密着フィルム４１が挿入されている。また、外装部材４０と負極リード３２との間にも、例えば、上記した密着フィルム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の双方に対して密着性を有する材料により形成されている。この密着性を有する材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂などであり、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンおよび変性ポリプロピレンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【０１６１】
［正極、負極およびセパレータ］
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａおよび正極活物質層３３Ｂを含んでいると共に、負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂを含んでいる。正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂのそれぞれの構成は、例えば、正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂのそれぞれの構成と同様である。セパレータ３５の構成は、例えば、セパレータ２３の構成と同様である。
【０１６２】
［正極側高分子化合物層および負極側高分子化合物層］
正極３３と負極３４との間には、その正極３３に隣接するように正極側高分子化合物層３６が設けられていると共に、その負極３４に隣接するように負極側高分子化合物層３７が設けられている。正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれの構成は、以下で説明することを除き、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれの構成と同様である。
【０１６３】
ここで説明する正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれは、上記したように、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８のそれぞれと同様の構成を有していてもよい。この場合には、上記したように、電解液は巻回電極体３０に含浸される。
【０１６４】
または、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のうちの一方または双方は、電解液を含んでいてもよい。この電解液は、例えば、円筒型の二次電池における電解液と同様の構成を有している。
【０１６５】
正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれが電解液を含む場合、その正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれは、いわゆるゲル状の電解質である。この正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７では、高分子化合物により電解液が保持される。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。
【０１６６】
電解液を含む正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれは、電解質層（いわゆるポリマー電解質）として機能する。これに対して、電解液を含まない正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれは、電解質層として機能し得ないため、いわゆる非電解質層である。
【０１６７】
ゲル状の電解質において、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。
【０１６８】
［二次電池の動作］
この二次電池は、例えば、以下のように動作する。ただし、以下では、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれが電解液を含んでいることとする。
【０１６９】
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正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７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正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７を介して正極３３に吸蔵される。
【０１７０】
［二次電池の製造方法］
ゲル状の電解質である正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれ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。
【０１７１】
第１手順では、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。すなわち、正極３３を作製する場合には、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成すると共に、負極３４を作製する場合には、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成する。
【０１７２】
続いて、電解液と、高分子化合物と、導電性材料と、有機溶剤などとを混合して、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て、ゲル状の電解質である正極側高分子化合物層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て、ゲル状の電解質である負極側高分子化合物層３７を形成する。
【０１７３】
なお、正極側高分子化合物層３６を形成する場合には、正極３３に処理溶液を塗布する代わりに、セパレータ３５のうち、正極３３と対向する面に処理溶液を塗布してもよい。また、負極側高分子化合物層３７を形成する場合には、負極３４に処理溶液を塗布する代わりに、セパレータ３５のうち、負極３４と対向する面に処理溶液を塗布してもよい。
【０１７４】
続いて、溶接法などを用いて正極集電体３３Ａに正極リード３１の一端部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の一端部を取り付ける。続いて、正極側高分子化合物層３６が形成された正極３３と負極側高分子化合物層３７が形成された負極３４とをセパレータ３５を介して積層させた。こののち、正極３３、負極３４、セパレータ３５、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７を巻回させて、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３８を貼り付ける。続いて、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の外周縁部同士を接着させて、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４１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４１を挿入する。
【０１７５】
第２手順では、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とを積層してから巻回させて、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、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のうちの一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を接着させて、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、導電性材料と、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して、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。続いて、モノマーを熱重合させて、高分子化合物を形成する。これにより、高分子化合物により電解液が保持されるため、ゲル状の電解質である正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７が形成される。
【０１７６】
第３手順では、電解液を含んでいない正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７が形成されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２手順と同様に、巻回体を作製して袋状の外装部材４０の内部に収納する。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、熱融着法などを用いて外装部材４０の開口部を密封する。続いて、外装部材４０に加重をかけながら加熱して、正極側高分子化合物層３６を介してセパレータ３５を正極３３に密着させると共に、負極側高分子化合物層３７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、電解液が正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれに含浸すると共に、その正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれがゲル化する。
【０１７７】
［二次電池の作用および効果］
この二次電池によれば、正極３３と負極３４との間において、その正極３３に隣接するように正極側高分子化合物層３６が設けられていると共に、その負極３４に隣接するように負極側高分子化合物層３７が設けられている。よって、上記した円筒型の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。これ以外の作用および効果は、円筒型の二次電池と同様である。
【０１７８】
＜１−２−２．変形例１＞
なお、図７では、正極３３に隣接する正極側高分子化合物層３６と、負極３４に隣接する負極側高分子化合物層３７との双方を設けるようにしたが、これに限られない。
【０１７９】
例えば、図７に対応する図８に示したように、負極側高分子化合物層３７を設けずに、正極側高分子化合物層３６だけを設けるようにしてもよい。この場合には、正極３３は、正極側高分子化合物層３６を介してセパレータ３５から離間されるが、負極３４は、セパレータ３５に隣接する。
【０１８０】
この場合においても、正極側高分子化合物層３６を利用して上記した利点が得られるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０１８１】
＜１−２−３．変形例２＞
または、例えば、図７に対応する図９に示したように、正極側高分子化合物層３６を設けずに、負極側高分子化合物層３７だけを設けるようにしてもよい。この場合には、正極３３は、セパレータ３５に隣接するが、負極３４は、負極側高分子化合物層３７を介してセパレータ３５から離間される。
【０１８２】
この場合においても、負極側高分子化合物層３７を利用して上記した利点が得られるため、優れた電池特性を得ることができる。
【０１８３】
ただし、正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８に関して説明した場合と同様に、電池特性を著しく向上させるためには、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７の双方を設けることが好ましい。また、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のうちのいずれか一方だけを設ける場合には、負極側高分子化合物層３７を設けることが好ましい。
【０１８４】
＜１−３．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２２の容量が得られる円筒型の二次電池（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２２Ｂがリチウム金属により形成されていることを除き、上記したリチウムイオン二次電池（円筒型）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。
【０１８５】
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２２Ｂ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２２Ｂを集電体として利用することで、負極集電体２２Ａを省略してもよい。
【０１８６】
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２１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、放電時には、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電解液中に溶出すると共に、そのリチウムイオンが電解液を介して正極２１に吸蔵される。
【０１８７】
この円筒型のリチウム金属二次電池によれば、正極２１と負極２２との間に正極側高分子化合物層２７および負極側高分子化合物層２８が設けられている。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。これ以外の作用および効果は、円筒型のリチウムイオン二次電池と同様である。
【０１８８】
なお、ここで説明したリチウム金属二次電池の構成は、円筒型の二次電池に限らず、ラミネートフィルム型の二次電池に適用されてもよい。この場合においても、同様の効果を得ることができる。
【０１８９】
＜２．二次電池の用途＞
次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
【０１９０】
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な機械、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。電源として使用される二次電池は、主電源（優先的に使用される電源）でもよいし、補助電源（主電源に代えて、または主電源から切り換えて使用される電源）でもよい。二次電池を補助電源として使用する場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
【０１９１】
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用いら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、上記以外の用途でもよい。
【０１９２】
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。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で、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り、いわゆる組電池などである。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可能になる。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。
【０１９３】
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、以下で説明する各適用例の構成は、あくまで一例であるため、その構成は、適宜変更可能である。
【０１９４】
＜２−１．電池パック（単電池）＞
図１０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１１は、図１０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１０では、電池パックが分解された状態を示している。
【０１９５】
ここで説明する電池パックは、本技術の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搭載される。この電池パックは、例えば、図１０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。
【０１９６】
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により上下から保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることで、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
【０１９７】
また、電池パックは、例えば、図１１に示しているように、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、ＰＴＣ１２３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可能である。
【０１９８】
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。
【０１９９】
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を切断させることで、電源１１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させて、充電電流を遮断する。
【０２００】
この他、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を切断させることで、電源１１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させて、放電電流を遮断する。
【０２０１】
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。
【０２０２】
スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電源１１１の使用状態（電源１１１と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。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。
【０２０３】
温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定して、その測定結果を制御部１２１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１２４による測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合や、制御部１２１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。
【０２０４】
なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ１２３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。
【０２０５】
＜２−２．電池パック（組電池）＞
図１２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。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により形成されている。
【０２０６】
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）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、本技術の１または２以上の二次電池を含んでいる。この電源６２は、例えば、２以上の二次電池を含む組電池であり、それら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。
【０２０７】
スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて電源６２の使用状態（電源６２と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。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。
【０２０８】
電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定して、その測定結果を制御部６１に出力するものである。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定して、その測定結果を制御部６１に出力する。この温度測定結果は、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や、制御部６１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。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して、その測定電圧をアナログ−デジタル変換して制御部６１に供給するものである。
【０２０９】
スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６から入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御するものである。
【０２１０】
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した場合に、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に充電電流が流れないように制御する。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れた場合に、充電電流を遮断する。
【０２１１】
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した場合に、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断して、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電のみが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れた場合に、放電電流を遮断する。
【０２１２】
なお、二次電池では、例えば、過充電検出電圧は４．２０Ｖ±０．０５Ｖであり、過放電検出電圧は２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【０２１３】
メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどである。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や、製造工程段階で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可能になる。
【０２１４】
温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共にその測定結果を制御部６１に出力するものであり、例えば、サーミスタなどである。
【０２１５】
正極端子７１および負極端子７２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）や、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の充放電は、正極端子７１および負極端子７２を介して行われる。
【０２１６】
＜２−３．電動車両＞
図１３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。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。
【０２１７】
この電動車両は、例えば、エンジン７５またはモータ７７のいずれか一方を駆動源として走行可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン７５を動力源とする場合、そのエンジン７５の駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して前輪８６または後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力は発電機７９にも伝達され、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生させると共に、その交流電力はインバータ８３を介して直流電力に変換され、電源７６に蓄積される。一方、変換部であるモータ７７を動力源とする場合、電源７６から供給された電力（直流電力）がインバータ８２を介して交流電力に変換され、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または後輪８８に伝達される。
【０２１８】
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、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、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。
【０２１９】
制御部７４は、電動車両全体の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、本技術の１または２以上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、その外部電源から電力供給を受けることで電力を蓄積可能になっていてもよい。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を含んでいる。
【０２２０】
なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合に関して説明したが、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。
【０２２１】
＜２−４．電力貯蔵システム＞
図１４は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。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。
【０２２２】
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に接続可能である。
【０２２３】
なお、電気機器９４は、例えば、１または２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種類以上である。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種類以上である。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種類以上である。
【０２２４】
制御部９０は、電力貯蔵システム全体の動作（電源９１の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、本技術の１または２以上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における需要・供給のバランスを制御することで、効率的で安定したエネルギー供給を可能とする。
【０２２５】
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９１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、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。
【０２２６】
電源９１に蓄積された電力は、任意に利用可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜に集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、その電源９１に蓄積しておいた電力を電気使用料が高い日中に用いることができる。
【０２２７】
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。
【０２２８】
＜２−５．電動工具＞
図１５は、電動工具のブロック構成を表している。この電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料などにより形成された工具本体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。
【０２２９】
制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、本技術の１または２以上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】
【０２３０】
本技術の具体的な実施例に関して、詳細に説明する。
【０２３１】
（実験例１−１〜１−１３）
以下の手順により、図５〜図９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。
【０２３２】
正極３３を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９６質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン：ＰＶＤＦ）３質量部と、正極導電剤（カーボンブラック）１質量部とを混合して、正極合剤とした。このＰＶＤＦの重量平均分子量は、約５０００００であり、以下においても、同様である。続いて、有機溶剤（Ｎ−メチル−２−ピロリドン：ＮＭＰ）に正極合剤を分散させて、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（２０μｍ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て、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。
【０２３３】
負極３４を作製する場合には、最初に、負極活物質（炭素材料である黒鉛）９０質量部と、負極結着剤（ＰＶＤＦ）１０質量部とを混合して、負極合剤とした。続いて、有機溶剤（ＮＭＰ）に負極合剤を分散させて、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厚の帯状電解銅箔）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て、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。
【０２３４】
電解質層である正極側高分子化合物層３６を形成する場合には、最初に、有機溶剤（炭酸ジメチル）と、高分子化合物（ＰＶＤＦ）と、導電性材料と、絶縁性材料と、電解液とを混合したのち、その混合物を撹拌して、前駆溶液を調製した。この場合には、比較のために、導電性材料および絶縁性材料のそれぞれを用いないことを除き、同様の手順により正極側高分子化合物層３６を形成した。導電性材料および絶縁性材料のそれぞれの有無は、表１に示した通りである。
【０２３５】
導電性材料としては、炭素材料を用いた。この炭素材料は、カーボンブラック（ＣＢ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）および気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）である。ＣＢとしては、ＴＩＭＣＡＬ（ティムカル・グラファイト・アンド・カーボン）社製のＫＳ−６を用いた。ＡＢとしては、電気化学工業株式会社製のデンカブラックＨＳ−１００を用いた。ＫＢとしては、ライオン株式会社製のカーボンＥＣＰを用いた。ＣＮＴとしては、保土谷化学工業株式会社製のＮＴ−７を用いた。ＶＧＣＦとしては、昭和電工株式会社製のＶＧＣＦ−Ｈを用いた。高分子化合物と導電性材料との混合比（重量比）は、実験例１−３，１−５では高分子化合物：導電性材料＝１：２、それ以外では高分子化合物：導電性材料＝１：２とした。
【０２３６】
絶縁性材料としては、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）を用いた。高分子化合物と導電性材料と絶縁性材料との混合比（重量比）は、高分子化合物：導電性材料：絶縁性材料＝１：１：２とした。このＡｌ2 Ｏ3 の平均粒径（Ｄ５０）は、約０．１μｍ〜２．５μｍである。
【０２３７】
電解液を調製する場合には、溶媒に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を溶解させた。溶媒としては、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）と溶媒を用いた。この溶媒の組成（重量比）は、表１に示した通りである。溶媒に対する電解質塩の含有量は、１ｍｏｌ／ｋｇとした。
【０２３８】
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て、正極側高分子化合物層３６を形成した。なお、表１では、高分子化合物層の種類として、正極側高分子化合物層３６を単に「正極側」と表記している。
【０２３９】
なお、電子顕微鏡を用いて正極側高分子化合物層３６の断面を観察したところ、その正極側高分子化合物層３６中において導電性材料が分散されている様子が観察された。
【０２４０】
電解質層である負極側高分子化合物層３７を形成する場合には、正極３３に代えて負極３４に前駆溶液を塗布することを除き、正極側高分子化合物層３６の形成手順と同様の手順を経た。なお、表１では、高分子化合物層の種類として、負極側高分子化合物層３７を単に「負極側」と表記している。
【０２４１】
なお、電子顕微鏡を用いて負極側高分子化合物層３７の断面を観察したところ、その負極側高分子化合物層３７中において導電性材料が分散されている様子が観察された。
【０２４２】
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。続いて、正極側高分子化合物層３６が形成された正極３３と負極側高分子化合物層３７が形成された負極３４とをセパレータ３５（２３μｍ厚の微孔性プリプロピレンフィルム）を介して積層させた。こののち、正極３３、負極３４、セパレータ３５、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７を長手方向に巻回させて、巻回電極体３０を形成した。続いて、巻回電極体３０の最外周部に保護テープ３７を貼り付けた。
【０２４３】
続いて、巻回電極体３０を挟むように外装部材４０を折り曲げたのち、その外装部材４０の３辺における外周縁部同士を熱融着した。これにより、袋状の外装部材４０の内部に巻回電極体３０が収納された。この外装部材４０としては、ナイロンフィルム（３０μｍ厚）と、アルミニウム箔（４０μｍ厚）と、無延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ厚）とが外側からこの順に積層された耐湿性のアルミラミネートフィルム（総厚１００μｍ）を用いた。
【０２４４】
最後に、外装部材４０の内部に電解液を注入して、その電解液を巻回電極体３０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辺を熱融着した。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４１（５０μｍ厚の酸変性プロピレンフィルム）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４１を挿入した。これにより、ラミネートフィルム型の二次電池が完成した。
【０２４５】
なお、比較のために、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれを形成しなかったことを除き、同様の手順により二次電池を作製した。正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれの有無は、表１に示した通りである。
【０２４６】
この二次電池を作製する場合には、負極３４の充放電容量が正極３３の充放電容量よりも大きくなるように正極活物質層３３Ｂの厚さを調整して、満充電時において負極３４にリチウム金属が析出しないようした。
【０２４７】
二次電池の電池特性としてサイクル特性を調べたところ、表１に示した結果が得られた。
【０２４８】
サイクル特性を調べる場合には、最初に、電池状態を安定化させるために、常温環境中（２３℃）において二次電池を１サイクル充放電させた。続いて、低温環境中（０℃）において二次電池を１サイクル充放電させて、２サイクル目の放電容量を測定した。続いて、同環境中（０℃）においてサイクル数の合計が５００サイクルに到達するまで二次電池を繰り返して充放電させて、５００サイクル目の放電容量を測定した。これらの測定結果から、容量維持率（％）＝（５００サイクル目の放電容量／２サイクル目の放電容量）×１００を算出した。
【０２４９】
充電時には、３Ｃの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで充電したのち、４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、３Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで放電した。「３Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を１／３時間で放電しきる電流値であると共に、「０．０５Ｃ」とは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。
【０２５０】
【表１】
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【０２５１】
容量維持率は、電解質層である正極側高分子化合物層３６および電解質層である負極側高分子化合物層３７のそれぞれの有無などに応じて大きく変動した。
【０２５２】
詳細には、導電性材料を含む正極側高分子化合物層３６および導電性材料を含む負極側高分子化合物層３７のうちの一方または双方を形成した場合（実験例１−１〜１−１０）には、容量維持率が著しく高くなった。これに対して、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７のそれぞれを形成しなかった場合（実験例１−１１）、ならびに導電性材料を含まない負極側高分子化合物層３７を形成した場合（実験例１−１２，１−１３）には、容量維持率が著しく低くなった。
【０２５３】
特に、導電性材料を含む正極側高分子化合物層３６および導電性材料を含む負極側高分子化合物層３７のうちの一方または双方を形成した場合には、以下の傾向が得られた。
【０２５４】
第１に、負極側高分子化合物層３７だけを形成すると（実験例１−１）、正極側高分子化合物層３６だけを形成した場合（実験例１−６）と比較して、容量維持率がより増加した。
【０２５５】
第２に、正極側高分子化合物層３６および負極側高分子化合物層３７の双方を形成すると（実験例１−７）、いずれか一方だけを形成した場合（実験例１−１，１−６）と比較して、容量維持率がより増加した。
【０２５６】
第３に、負極側高分子化合物層３７が絶縁性材料を含んでいると（実験例１−１０）、その負極側高分子化合物層３７が絶縁性材料を含んでいない場合（実験例１−１）と比較して、容量維持率がより増加した。
【０２５７】
第４に、負極側高分子化合物層３７に含まれている電解液の組成に関して、溶媒が環状炭酸エステル（ＥＣおよびＰＣ）と鎖状炭酸エステル（ＥＭＣ）とを含んでいる場合に注目する。この場合には、溶媒中における環状炭酸エステルの割合が２０重量％以上であると（実験例１−８）、その割合が２０重量％未満である場合（実験例１−９）と比較して、容量維持率がより増加した。
【０２５８】
（実験例２−１〜２−３）
電解質層である負極側高分子化合物層３７の代わりに、非電解質層である負極側高分子化合物層３７を形成したことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べたところ、表２に示した結果が得られた。
【０２５９】
非電解質層である負極側高分子化合物層３７を形成する場合には、電解液を含まないことを除き、電解質層であび負極側高分子化合物層３７の形成手順と同様の手順を経た。この場合には、負極側高分子化合物層３７に電解液を含有させる代わりに、その電解液を巻回電極体３０に含浸させた。
【０２６０】
【表２】
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【０２６１】
負極側高分子化合物層３７が電解液を含んでいないため、その負極側高分子化合物層３７が非電解質層である場合においても、表１と同様の結果が得られた。すなわち、導電性材料を含む負極側高分子化合物層３７を形成すると（実験例２−１）、その導電性材料を含む負極側高分子化合物層３７を形成しなかった場合（実験例２−２，２−３）と比較して、容量維持率が著しく増加した。
【０２６２】
（実験例３−１〜３−１２）
負極活物質として炭素材料の代わりに金属系材料を用いたことを除き、同様の手順により二次電池を作製すると共に電池特性を調べたところ、表３に示した結果が得られた。
【０２６３】
負極活物質としては、ケイ素の単体（Ｓｉ）、ケイ素の酸化物（ＳｉＯ）およびスズの単体（Ｓｎ）を用いた。また、負極活物質として、金属系材料（ケイ素の単体）と炭素材料（黒鉛）との混合物も用いた。ケイ素の単体と黒鉛との混合比（重量比）は、ケイ素の単体：黒鉛＝２０：８０とした。
【０２６４】
【表３】
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【０２６５】
負極活物質として金属系材料を用いた場合においても、表１と同様の結果が得られた。すなわち、導電性材料を含む負極側高分子化合物層３７を形成すると（実験例３−１〜３−４）、その導電性材料を含む負極側高分子化合物層３７を形成しなかった場合（実験例３−５〜３−１２）と比較して、容量維持率が著しく増加した。
【０２６６】
表１〜表３に示した結果から、正極と負極との間に、高分子化合物中に導電性材料が分散された高分子化合物層を設けると、サイクル特性が向上した。よって、二次電池において優れた電池特性が得られた。
【０２６７】
以上、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。
【０２６８】
例えば、本技術では、電池構造が円筒型、ラミネートフィルム型およびコイン型であると共に、電池素子が巻回構造を有する場合を例に挙げて説明したが、これらに限られない。本技術の二次電池は、角型およびボタン型などの他の電池構造を有する場合においても同様に適用可能である。また、本技術の二次電池は、電池素子が積層構造などの他の構造を有する場合においても同様に適用可能である。
【０２６９】
また、例えば、本技術では、電極反応物質としてリチウムを例に挙げて説明したが、これに限られない。電極反応物質は、長周期型周期表における１族元素（リチウムを除く）でもよいし、２族元素でもよいし、それ以外の元素でもよい。１族元素は、例えば、ナトリウム（Ｎａ）およびカリウム（Ｋ）などである。２族元素は、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）およびカルシウム（Ｃａ）などである。それ以外の元素は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などである。
【０２７０】
また、例えば、本技術の二次電池用電解液は、二次電池に限らず、他の電気化学デバイスに適用されてもよい。この他の電気化学デバイスは、例えば、キャパシタなどである。
【０２７１】
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。
【０２７２】
本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
正極と、
負極と、
（１）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記正極に隣接する第１高分子化合物層、
または、（２）前記正極と前記負極との間に配置されると共に前記負極に隣接する第２高分子化合物層、
または、（３）前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層と
を備え、
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、フッ素（Ｆ）を構成元素として含む高分子化合物と、その高分子化合物中に分散された導電性材料とを含む、
二次電池。
（２）
前記高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちの少なくとも１種を含み、
前記導電性材料は、炭素材料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）
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、電解液を含み、
前記電解液は、溶媒と、電解質塩とを含む、
上記（１）または（２）に記載の二次電池。
（４）
前記第１高分子化合物層および前記第２高分子化合物層のうちの少なくとも一方は、前記高分子化合物中に分散された絶縁性材料を含む、
上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
前記絶縁性材料は、金属酸化物および金属窒化物のうちの少なくとも１種を含む、
上記（４）に記載の二次電池。
（６）
前記第１高分子化合物層と前記第２高分子化合物層との間に配置されたセパレータを備えた、
上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
前記負極は、炭素材料、ならびにケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも一方を構成元素として含む材料、のうちの少なくとも１種を含む、
上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
リチウム二次電池である、
上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二次電池。
（９）
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
その二次電池の動作を制御する制御部と、
その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。
（１０）
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
その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、
その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。
（１１）
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
その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。
（１２）
上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
その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。
（１３）
上記（１）ないし（８）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。
【符号の説明】
【０２７３】
２０，３０…巻回電極体、２１，３３…正極、２１Ａ，３３Ａ…正極集電体、２１Ｂ，３３Ｂ…正極活物質層、２２，３４…負極、２２Ａ，３４Ａ…負極集電体、２２Ｂ，３４Ｂ…負極活物質層、２３，３５…セパレータ、２４，３６…正極側高分子化合物層、２５，３７…負極側高分子化合物層、４０…外装部材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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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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