(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極及び負極と共に電解質を備えたリチウムイオン二次電池であって、
前記正極及び負極は、それぞれ、活物質層を有して構成され、
前記負極の活物質層及び前記正極の活物質層のうちの前記正極の活物質層のみにおいて、活物質層全体の平均担持量に比して低い担持量で活物質の担持がなされた低担持領域が、２次元的に分布して、少なくとも一部、前記正極を構成する集電体の長手方向に沿って線状に形成され、
前記負極を構成する活物質層が、ケイ素（Ｓｉ）又はスズ（Ｓｎ）を含む
リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記低担持領域が、前記正極を、長手方向に関して均等分割する配置とされた
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項３】
前記低担持領域が、前記正極を構成する集電体を、該正極集電体の長手延在方向に関して均等分割する配置とされた
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記負極を構成する活物質層が、負極集電体と少なくとも一部で合金化された
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記負極を構成する集電体の、少なくとも１つの主面が、算術平均粗さＲａで０．２μｍ以上の粗度とされた
請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
前記低担持領域における平均活物質担持量が、前記正極を構成する集電体の主面に形成された活物質層全体の平均活物質平均担持量の５０％以下である
請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項７】
前記正極及び負極が、ともに巻回して対向配置された
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項８】
前記低担持領域が、前記正極を構成する集電体の少なくとも１つの主面に平行して２次元的に延在形成された
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項９】
前記正極及び負極が、角型の内面形状を有する外装部材内で対向配置された
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１０】
前記正極及び負極が、鉄を含む外装部材内で対向配置された
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項１１】
前記正極及び負極が、アルミニウムを含む外装部材内で対向配置された
請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、正極及び負極と共に電解質を備えたリチウムイオン二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体技術をはじめとする科学技術の進歩によって、パーソナルコンピュータ（Personal Computer；ＰＣ）や携帯電話などが開発され、これらの電子装置の電源となる電池にも、薄さ、軽さ、安全性などの扱いやすさと優れた電気的特性とを兼ね備えたものが求められている。
このような要求に対して、黒鉛層間へのリチウム（Ｌｉ）のインターカレーション反応を利用した黒鉛材料、あるいは細孔中へのリチウムの吸蔵・離脱作用を応用した炭素質材料を負極活物質として用いた所謂リチウムイオン２次電池が開発され、広く利用されている。
【０００３】
近年、前述した電子装置の高性能化による消費電力の増加や使用時間の長期化に伴って、２次電池の容量に対する要求は従来におけるよりも更に強いものとなっており、特に容量やサイクル特性については、より一層の特性向上が望まれている。しかし負極活物質が黒鉛などの炭素材料によって構成される電池は、その負極活物質の電池容量が理論限界に近づいているため、飛躍的な特性向上は難しいと考えられている。
活物質層の厚さを大きくすることによっても容量の向上を図ることはできるが、このような厚型電極は従来から使われている平滑集電体によって構成すると、接着強度の低下によってサイクル特性が劣化してしまう。また、この接着強度の低下を抑制するためにバインダーを増量すると、電池自体の負荷特性が低下してしまい、その影響でやはりサイクル特性が低下してしまう。
【０００４】
一方、ケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）などを含む負極活物質の検討も進められている。このような負極活物質は、負極集電体と一体化することができ、炭素材料に比してより多くリチウムを吸蔵することができるため、容量及びサイクル特性の両面で、高い性能が期待されている。
しかし、ケイ素やスズを含む負極活物質は、充放電に伴う、正極との間でのリチウムの受け渡しによって体積変化が生じ、この体積変化に基づいて生じる負極における歪みやシワ等によって、電極界面の剥離等が生じたり、サイクル特性の低下やセル外装の膨張による内部圧力の上昇が生るなどの問題が発生する。
【０００５】
これに対し、薄板状の集電体の両主面を粗面化した集電体により負極を構成した電池が提案されている（例えば特許文献１参照）。このような、表面を粗化した集電体による構成によれば、前述したようなバインダーの極端な増加によることなく、接着強度の向上が図られることが確認されているが、いまだに電池の諸特性は十分ではない。
【特許文献１】特開2003-7305号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、高い特性を有しながらも、負極の膨張収縮による特性劣化が抑制されたリチウムイオン二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係るリチウムイオン二次電池は、正極及び負極と共に電解質を備えたリチウムイオン二次電池であって、前記正極及び負極がそれぞれ活物質層を有して構成され、前記負極の活物質層及び前記正極の活物質層のうちの前記正極の活物質層のみにおいて、活物質層全体の平均担持量に比して低い担持量で活物質の担持がなされた低担持領域が、２次元的に分布して、少なくとも一部、前記正極を構成する集電体の長手方向に沿って線状に形成され、前記負極を構成する活物質層が、ケイ素（Ｓｉ）又はスズ（Ｓｎ）を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るリチウムイオン二次電池によれば、正極の少なくとも１つの主面に設けられた活物質層において、活物質層全体に関する平均担持量に比して低い担持量で活物質の担持がなされた低担持領域が、２次元的に分布して、少なくとも一部、前記正極を構成する集電体の長手方向に沿って線状に形成されたことから、負極の膨張収縮による電池全体の特性劣化を低減ないし回避することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００１０】
＜第１の実施の形態＞
本発明に係る電池の、第１の実施の形態を説明する。
本実施形態では、図１Ａに、各部材を分離して更に一部を切開した斜視図で示すような、ラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を例として説明する。
【００１１】
本実施形態に係る電池１は、外装部材２及び４によって形成される気密性構造体の内部に巻回体３が収容配置され、この巻回体３から、後述するリード５及び６のみが、気密性構造体の外部に向かって、例えば同一方向に導出されている。
本実施形態における巻回体３は、図１Ｂに巻回面の断面構造を模式的に示すように、帯状（薄板状）の正極９及び負極１０が、電解質を含むセパレータ７及び８を介して対向配置され、これらが巻回された構成を有する。なお、図示しないが、この巻回体３の最外周部は保護テープによって保護されている。
また、図１Ｂにおいては、巻回体３を矩形状に巻回して模式図示しているが、巻回体３は、外装部材２及び４によって形成される気密性構造体の内部で、楕円形状のように曲線部（非屈曲湾曲部）を有する形状とされるものである。
リード６は、それぞれ、後述する正極９及び負極１０に電気的に接続して設けられ、例えば、アルミニウム（Ａｌ），銅（Ｃｕ），ニッケル（Ｎｉ）あるいはステンレスなどの金属材料により、薄板状または網目状とされている。
【００１２】
ここで、外装部材２及び４は、それぞれ例えば、ナイロンフィルム，アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。これらの外装部材２及び４は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回体３とが対向するように配設されており、各外縁部が融着あるいは接着剤により互いに密着されている。外装部材２及び４とリード６との間には、必要に応じて、外気の侵入を防止するための密着フィルム（図示せず）が挿入される。
なお、この外装部材２及び４は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム，ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。
【００１３】
また、正極９は、例えば、巻回構造における内面となる第１主面１１ａと外面となる第２主面１１ｂとを有する正極集電体１１に対し、第１主面１１ａ側に第１正極活物質層１２が、第２主面１１ｂ側に第２正極活物質層１３が、それぞれ担持形成された構成を有する。
第１正極活物質層１２及び第２正極活物質層１３は必ずしも両方設けられなくともよく、目的とする電池構成や特性に応じて選定して設けられることが好ましい。正極集電体１１は、例えば、アルミニウム，ニッケルあるいはステンレスなどによることができる。
【００１４】
第１正極活物質層１２及び第２正極活物質層１３は、例えば、正極活物質としてリチウム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、必要に応じて炭素材料などの導電材およびポリフッ化ビニリデンなどの結着材を含んでいてもよい。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、リチウムと遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物が好ましい。高電圧を発生可能であると共に、高エネルギー密度を得ることができるからである。このリチウム遷移金属複合酸化物としては、例えば、一般式Ｌｉx ＭＯ２で表されるものが挙げられる。Ｍは１種類以上の遷移金属元素を含み、例えばコバルトおよびニッケルのうちの少なくとも一方を含むことが好ましい。ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０の範囲内の値である。このようなリチウム遷移金属複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２あるいはＬｉＮｉＯ２などが挙げられる。
【００１５】
なお、正極活物質として、粒子状のリチウム遷移金属複合酸化物を用いる場合には、その粉末をそのまま用いてもよいが、粒子状のリチウム遷移金属複合酸化物の少なくとも一部に、このリチウム遷移金属複合酸化物とは組成が異なる酸化物、ハロゲン化物、リン酸塩、硫酸塩からなる群のうちの少なくとも１種を含む表面層を設けるようにしてもよい。安定性を向上させることができ、容量の低下をより抑制することができるからである。この場合、表面層の構成元素と、リチウム遷移金属複合酸化物の構成元素とは、互いに拡散していてもよい。
【００１６】
また、第１正極活物質層１２及び第２正極活物質層１３は、長周期型周期表における２族元素，３族元素または４族元素の単体および化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含有することが好ましい。安定性を向上させることができ、容量の低下をより抑制することができるからである。２族元素としてはマグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ）あるいはストロンチウム（Ｓｒ）などが挙げられ、中でもマグネシウムが好ましい。３族元素としてはスカンジウム（Ｓｃ）あるいはイットリウム（Ｙ）などが挙げられ、中でもイットリウムが好ましい。４族元素としてはチタンあるいはジルコニウム（Ｚｒ）が挙げられ、中でもジルコニウムが好ましい。これらの元素は、正極活物質中に固溶していてもよく、また、正極活物質の粒界に単体あるいは化合物として存在していてもよい。
【００１７】
本実施形態に係る正極９においては、正極集電体１１の第１主面１１ａと第２主面１１ｂの各面に担持形成された第１正極活物質層１２及び第２正極活物質層１３の両方において、図２Ａ〜図２Ｃに、正極９の巻回前の例えば第１主面１１ａ側からの上面図を示すように、各主面における活物質層全体に関する平均担持量に比して低い担持量とされた低担持領域１２ａが、例えば第１主面１１ａ及び第２主面１１ｂの少なくとも一方に平行して、２次元的に分布して形成されている。
本実施形態において、この低担持領域１２ａは例えば、巻回されている正極９の長手延在方向に沿って線状に形成されており、連続的または断続的に、１列もしくは複数列に渡って配置されている。
この、低担持領域１２ａの配置形状については、目的とする電池の構成及び特性に基づいて選定することが好ましいが、正極９または正極集電体１１を、その長手方向に関して均等分割する配置とされることにより、電池の充放電時における負極１０の膨張収縮によって電池全体に及ぼされる負荷を、帯状細長の正極９の広い範囲で所望の程度に抑制することが可能となる。
【００１８】
また、この低担持領域１２ａにおける活物質層の平均厚さは、各主面を構成する活物質層１２及び１３のそれぞれの全体における厚さに比して小とされ、担持量についても、例えば５０％以下とされることが好ましい。
なお、図３Ａ〜図３Ｃに、本実施形態において正極９の要部となる低担持領域１２ａを含む断面図を示すように、低担持領域１２ａの厚さや縁の形状については、目的とする電池の構成及び特性に基づいて選定することが好ましく、特に正極集電体１１の露出の有無についても、図３Ａ及び図３Ｂに示すように活物質の担持が周囲に比べて薄いながらもなされた構成と、図３Ｃに示すように活物質の担持がなされていない部分（無担持領域１２ｂ）を有する構成とから選定することが好ましい。
【００１９】
また、本実施形態に係る電池において、正極における低担持領域は、負極活物質層のうち特に膨張を抑制したい領域に対向する位置形状を選定して配置することが、負極の体積変化によって生じる電池全体に対する影響をより直接的に緩和できるため特に好ましいが、正極の厚さが一部薄くなることによって、負極の膨張による電池全体に対する影響が分散（局所的には低減）されることから、正極の活物質層における低担持領域は２次元的に分布して形成されていれば、従来構成に比して好ましい構造及び特性を有する電池を構成することが可能となる。
【００２０】
一方、負極１０は、例えば、巻回構造における内面となる第１主面１４ａと外面となる第２主面１４ｂとを有する負極集電体１４において、第１主面１４ａ側に第１正極活物質層１５が、第２主面１４ｂ側に第２正極活物質層１６が、それぞれ形成されている。
また、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、リチウムと金属間化合物を形成しない金属元素の少なくとも１種を含む金属材料により構成されていてもよい。リチウムと金属間化合物を形成すると、充放電に伴い膨張および収縮し、構造破壊が起こって、集電性が低下する他、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６を支える能力が小さくなり各活物質層１５及び１６が負極集電体１４から脱落し易くなるからである。リチウムと金属間化合物を形成しない金属元素としては、例えば、銅，ニッケル，チタン（Ｔｉ），鉄（Ｆｅ）あるいはクロム（Ｃｒ）が挙げられる。
【００２１】
負極集電体１４を構成する金属材料としては、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６と合金化する金属元素を含むものが好ましい。各活物質層１５及び１６と負極集電体１４との密着性を向上させることができ、各活物質層１５及び１６の脱落を抑制することができるからである。後述するように各活物質層１５及び１６が構成元素としてケイ素を含む場合には、リチウムと金属間化合物を形成せず、各活物質層１５及び１６と合金化する金属元素としては、銅，ニッケル，鉄が挙げられる。中でも、銅は十分な強度および導電性を得ることができるので好ましい。
また、負極集電体１４は、単層により構成してもよいが、複数層により構成してもよい。その場合、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６と接する層をケイ素と合金化する金属材料により構成し、他の層を他の金属材料により構成するようにしてもよい。
【００２２】
第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、例えば、負極活物質として、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素の単体及び化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含んでいる。高いエネルギー密度を得ることができるからである。
このような金属元素または半金属元素としては、パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），亜鉛（Ｚｎ），カドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ），アルミニウム（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素，ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ， 鉛（Ｐｂ），ヒ素（Ａｓ），アンチモン（Ｓｂ）あるいはビスマス（Ｂｉ）が挙げられる。これらの化合物としては、例えば化学式Ｍａｓ Ｍｂｔで表されるものが挙げられる。この化学式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素及び半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、ＭｂはＭａ以外の元素のうちの少なくとも１種を表す。ｓ及びｔの値はそれぞれｓ＞０、ｔ≧０である。
【００２３】
中でも、ケイ素，ゲルマニウム，スズあるいは鉛の単体、またはこれらの化合物が好ましく、特に好ましいのは、前述したケイ素あるいはスズの単体、またはこれらの化合物である。ケイ素またはスズの単体及び化合物は、リチウムを吸蔵・離脱する能力が大きく、組み合わせによっては、負極３０のエネルギー密度を高くすることができるからである。なお、ケイ素及びスズの化合物は、結晶質でも非晶質でもよいが、好ましくは非晶質、または微結晶の集合体である。ここでいう非晶質あるいは微結晶とは、特性Ｘ線としてＣｕＫαを用いたＸ線回折分析で得られる回折パターンのピークの半値幅が２θで０．５°以上であり、かつ、２θで３０°から６０°にブロードなパターンを有するものである。
【００２４】
特に、ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。  第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、構成元素としてケイ素を含んでいる。ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。
【００２５】
ケイ素及びスズの化合物としては、例えば、ＳｉＢ４，ＳｉＢ６，Ｍｇ２Ｓｉ，Ｍｇ２ Ｓｎ，Ｎｉ２ Ｓｉ，ＴｉＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＣｏＳｉ２，ＮｉＳｉ２，ＣａＳｉ２，ＣｒＳｉ２，Ｃｕ５Ｓｉ，ＦｅＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＮｂＳｉ２，ＴａＳｉ２，ＶＳｉ２，ＷＳｉ２，ＺｎＳｉ２，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ２ Ｎ２ Ｏ，ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２），ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ３，ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎＯが挙げられる。
【００２６】
また、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、構成元素として酸素を含んでいる。各負極活物質層１５及び１６の膨張・収縮を抑制し、容量の低下および膨れを抑制することができるからである。この各負極活物質層１５及び１６に含まれる酸素の少なくとも一部は、ケイ素と結合していることが好ましく、結合の状態は一酸化ケイ素でも二酸化ケイ素でも、あるいはそれ以外の準安定状態でもよい。また、各活物質層１５及び１６における酸素の含有量は、３原子数％以上４５原子数％以下の範囲内であることが好ましい。これよりも少ないと十分な効果を得ることができず、これよりも多いと容量が低下してしまうほか、各負極活物質層１５及び１６の抵抗値が増大し、局所的なリチウムの挿入により膨れたり、サイクル特性が低下してしまうと考えられるからである。なお、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６には、充放電により電解液などが分解して各負極活物質層１５及び１６の表面に形成される被膜は含めないため、各負極活物質層１５及び１６における酸素の含有量を算出する際には、この被膜に含まれる酸素は含めない。
【００２７】
負極１０の第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６を構成し得る高容量活物質の中には、前述したように、充放電に伴い激しい体積変化を伴うものもあり、特にケイ素やスズなどを有する場合には、活物質層自体の厚さが薄くても、その体積変化が大きく電池内全体に応力がかかるため、集電体界面の剥離や、電極の亀裂や断裂が問題となっていたが、第１実施形態と同様、本実施形態に係る電池の構成によれば、前述した正極の構成により、電池全体にかかる応力の低減ないし回避が図られる。
【００２８】
なお、この第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、気相法，液相法及び焼結法からなる群のうちの少なくとも１つの方法により形成されたものであることが好ましい。充放電に伴う第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６の膨張収縮による破壊をより確実に抑制することができると共に、負極集電体１４と第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６とを一体化することができ、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６における電子伝導性を向上させることができるからである。また、結着剤及び空隙などを低減または排除でき、負極１０を薄膜化することもできるからである。
なお、ここで焼成法とは、活物質を含む粉末とバインダーとを混合し成形した層を、非酸化性雰囲気下等で熱処理することにより、熱処理前よりも体積密度が高く、より緻密な層を形成する手法を意味する。
【００２９】
第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、また、負極集電体１４との界面の少なくとも一部において負極集電体１４と合金化していることが好ましい。上述したように、第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６と負極集電体１４との密着性を向上させることができるからである。具体的には、界面において負極集電体１４の構成元素が各負極活物質層１５及び１６に、または各負極活物質層１５及び１６の構成元素が負極集電体１４に、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。なお、本願では、上述した元素の拡散も合金化の一形態に含める。
【００３０】
更に、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、塗布により形成されたもの、具体的には、負極活物質の粉末と必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んだものでもよい。
この場合、ケイ素またはスズの化合物の粉末は、１次粒径が、０．１μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上２５μｍ以下であればより好ましい。粒径がこの範囲よりも小さいと、粒子表面と後述の電解液との望ましくない反応が顕著になり、容量または効率が悪化するおそれがあり、一方、粒径がこの範囲よりも大きいとリチウムとの反応が粒子内部で進みにくくなり、容量が低下するおそれがあるからである。なお、粒径測定法としては、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡による観察法またはレーザー回折法などがあり、粒径域に応じて使い分けることが好ましい。また、所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩いあるいは風力分級機などを乾式法あるいは湿式法で用いることができる。
【００３１】
このケイ素またはスズの単体及び化合物の粉末は、例えば、粉末冶金などで用いられている従来の方法により作製することができる。従来の方法としては、例えば、アーク溶解炉あるいは高周波誘導加熱炉などの溶解炉で原料を溶融し冷却した後粉砕する方法、または、単ロール急冷法，双ロール急冷法，ガスアトマイズ法，水アトマイズ法あるいは遠心アトマイズ法などのように原料の溶融金属を急速冷却する方法、または、単ロール急冷法あるいは双ロール急冷法などの冷却法により原料の溶融金属を固化したのち、メカニカルアロイング法などの方法で粉砕する方法が挙げられる。特に、ガスアトマイズ法あるいはメカニカルアロイング法が好ましい。なお、これらの合成及び粉砕は、空気中の酸素による酸化を防ぐために、アルゴン、窒素あるいはヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中もしくは真空雰囲気中で行うことが好ましい。
【００３２】
セパレータ７及び８は、正極９と負極１０とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものであり、例えば、ポリエチレンあるいはポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂による微孔性ポリオレフィンフィルムによって構成されている。このセパレータ２７及び２８は、安全性確保のために所定の温度（例えば１２０℃）以上で熱溶融により孔を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を有することが好ましい。
このセパレータ７及び８には、電解液が含浸されている。電解液は、例えば、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでおり、必要に応じて添加剤を含んでいてもよい。
【００３３】
溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、３２−ジメトキシエタン、３２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、３３−ジオキソラン、４−メチル−３３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステルあるいはプロピオン酸エステルが挙げられる。溶媒には、いずれか１種を用いてもよいが、２種類以上を混合して用いてもよい。
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＣｌあるいはＬｉＢｒが挙げられる。このうち、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２あるいはＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）が好ましく、中でも、ＬｉＰＦ６あるいはＬｉＢＦ４は特に好ましい。リチウム塩には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００３４】
また、電解液を構成する溶媒には、１，３−ジオキソール−２−オンあるいは４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンなどの不飽和結合を有する環式炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。容量の低下をより抑制することができるからである。特に、１，３−ジオキソール−２−オンと４−ビニル−１，３−ジオキソラン−２−オンとを共に用いるようにすれば、より高い効果を得ることができるので好ましい。
更に、溶媒には、ハロゲン原子を有する炭酸エステル誘導体を混合して用いるようにしてもよい。容量の低下を抑制することができるからである。この場合、不飽和結合を有する環式炭酸エステルと共に混合して用いるようにすればより好ましい。より高い効果を得ることができるからである。ハロゲン原子を有する炭酸エステル誘導体は、環式化合物でも鎖式化合物でもよいが、環式化合物の方がより高い効果を得ることができるので好ましい。このような環式化合物としては、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−クロロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４−ブロモ−１，３−ジオキソラン−２−オン、あるいは４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが挙げられ、中でも、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンが好ましい。より高い効果を得ることができるからである。
また、溶媒を構成する他の物質としては、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートあるいはメチルエチルカーボネート  などの炭酸エステルが挙げられ、例えば、エチレンカーボネートあるいはプロピレンカーボネートなどの高沸点溶媒と、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネートあるいはメチルエチルカーボネートなどの低沸点溶媒とを混合して用いるようにすれば、高いイオン伝導度を得ることができるので好ましい。
【００３５】
なお、電解液はそのまま用いてもよいが、高分子化合物に保持させて、いわゆるゲル状の電解質としてもよい。その場合、電解質はセパレータ１５に含浸されていてもよく、また、セパレータ１５と負極１３または正極１４との間に層状に存在していてもよい。高分子材料としては、例えば、フッ化ビニリデンを含む重合体が好ましい。酸化還元安定性が高いからである。また、高分子化合物としては、重合性化合物が重合されることにより形成されたものも好ましい。重合性化合物としては、例えば、アクリル酸エステルなどの単官能アクリレート、メタクリル酸エステルなどの単官能メタクリレート、ジアクリル酸エステル，あるいはトリアクリル酸エステルなどの多官能アクリレート、ジメタクリル酸エステルあるいはトリメタクリル酸エステルなどの多官能メタクリレート、アクリロニトリル、またはメタクリロニトリルなどがあり、中でも、アクリレート基あるいはメタクリレート基を有するエステルが好ましい。重合が進行しやすく、重合性化合物の反応率が高いためである。
【００３６】
＜第２の実施の形態＞
本発明に係る電池の、第２の実施の形態を説明する。
本実施形態では、前述した第１の実施形態とは異なる型の電池について、図４に一部を切開した斜視図で示すような、所謂素子屈曲式の角型電池を例として説明する。
【００３７】
本実施形態に係る電池２１は、上面が開放された角柱状の電池缶２２の内部に、屈曲体２３ａが配置され、電池蓋２５によって封止された構成を有する。
電池缶２２は、例えばニッケルメッキされた鉄により構成されており、屈曲体２３ａは、電解質を含んで屈曲された一対のセパレータ２７及び２８を介して、同様に屈曲された正極２９及び負極３０が対向配置された構成を有する。なお、電池缶２２の材料としては、アルミニウムやステンレスなどを使用することも出来る。
【００３８】
電池蓋２５は、内側に熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）とともに安全弁機構３８が設けられており、電池缶２２に対して、ガスケット等を介してかしめられることにより取着されている。すなわち、電池缶２２及び電池蓋２５によって、電池缶１の内部は密閉された構成とされる。
安全弁機構３８は、熱感抵抗素子を介して電池蓋２５と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合には、例えば内蔵するディスク板が反転して電池蓋２５と屈曲体２３ａとの電気的接続が切断される。すなわち、熱感抵抗素子は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限して大電流による異常な発熱を防止する。
【００３９】
本実施形態において、屈曲体２３ａは、帯状（薄板状）の正極２９及び負極３０が、電解質を含むセパレータ２７及び２８を介して対向配置され、これらがそれぞれ屈曲された構成を有する。
なお、屈曲体２３ａは、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、細長の電池缶２２の内部で、繰り返し屈曲湾曲部が設けられた形状とされるものである。
屈曲体２３ａの正極２９及び負極３０には、例えばアルミニウムによる正極リード及び例えばニッケルなどによる負極リード（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【００４０】
ここで、正極２９は、第１主面３１ａと第２主面３１ｂとを有する正極集電体３１において、第１主面３１ａ側に第１正極活物質層３２が、第２主面３１ｂ側に第２正極活物質層３３が、それぞれ担持形成されている。
第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３は必ずしも両方設けられなくともよく、目的とする電池構成や特性に応じて選定して構成されることが好ましい。正極集電体３１は、例えば、アルミニウム，ニッケルあるいはステンレスなどによることができる。
【００４１】
第１正極極活物質層３２及び第２正極活物質層３３は、正極活物質を含み、必要に応じて炭素質材料などの導電助剤及びポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。正極活物質としては、例えば、一般式Ｌｉｘ ＭＯ２で表されるリチウム含有金属複合酸化物が好ましい。リチウム含有金属複合酸化物は、高電圧を発生可能であると共に、高密度であるため、二次電池の更なる高容量化を図ることが可能だからである。なお、Ｍは１種類以上の遷移金属であり、例えばコバルト，ニッケル及びマンガン（Ｍｎ）からなる群のうちの少なくとも１種が好ましい。ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０の範囲内の値である。このようなリチウム含有金属複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２あるいはＬｉＮｉＯ２などが挙げられる。なお、正極活物質には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４２】
本実施形態に係る正極２９においても、正極集電体３１の第１主面３１ａと第２主面３１ｂの各面に担持形成された第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３の両方において、前述の第１実施形態におけるのと同様に、各主面における活物質層全体に関する平均担持量に比して低い担持量とされた低担持領域が、２次元的に分布して形成されている。
この低担持領域の配置形状については、目的とする電池の構成及び特性に基づいて選定することが好ましいが、正極２９または正極集電体３１を、その長手方向に関して均等分割する配置とされることにより、電池の充放電時における負極３０の膨張収縮によって電池全体に及ぼされる負荷を、帯状細長の正極２９の広い範囲で所望の程度に抑制することが可能となる。
【００４３】
また、本実施形態においても、低担持領域における活物質層の平均厚さは、各主面を構成する活物質層３２及び３３のそれぞれの全体における厚さに比して小とされ、担持量についても、例えば５０％以下とされることが好ましい。
なお、低担持領域における厚さの選定に関しては、前述の第１実施形態と同様に、低担持領域の縁の形状や正極集電体３１の露出の有無についても、活物質の担持がなされていない部分を有する構成と、活物質の担持が周囲に比べて薄いながらもなされた構成とから選定することが好ましい。
【００４４】
また、本実施形態に係る電池において、正極における低担持領域は、負極活物質層のうち特に膨張を抑制したい領域に対向する位置形状を選定して配置することが特に好ましいが、正極の厚さが一部薄くなることによって、負極の膨張による電池全体に対する影響が分散（局所的には低減）されることから、正極の活物質層における低担持領域は２次元的に分布して形成されていれば、従来構成に比して好ましい構造及び特性を有する電池を構成することが可能となる。
本実施形態においては、図５Ａに示すように、正極２９と負極３０とがセパレータ２７及び２８を介してそれぞれ屈曲して対向配置される構成について説明したが、これに限らず、図５Ｂに示すように、屈曲配置された一方の電極（負極３０）の屈曲位置に対応して、個別に正極２９を配置した構成とすることもできる。
【００４５】
一方、負極３０は、例えば、巻回構造における内面となる第１主面３４ａと外面となる第２主面３４ｂとを有する負極集電体３４において、第１主面３４ａ側に第１負極活物質層３５が、第２主面３４ｂ側に第２負極活物質層３６が、それぞれ担持形成されている。
なお、後述するように、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は必ずしも両方設けられなくともよい。
【００４６】
負極集電体３４は、例えば、銅（Ｃｕ），ステンレス，ニッケル，チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）あるいはアルミニウムなどにより構成することが好ましく、中でも、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６との合金化を起こしやすい金属により構成した方がより好ましい場合もある。例えば、後述するよう第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６がケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）の単体または化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含む場合には、銅，チタン，アルミニウムあるいはニッケルなどが合金化しやすい材料として挙げられる。なお、負極集電体３４は、単層により構成してもよいが、複数層により構成してもよい。その場合、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６と接する層を第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６と合金化しやすい金属材料により構成し、他の層を他の金属材料により構成するようにしてもよい。
【００４７】
第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、例えば、負極活物質として、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素の単体及び化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含んでいる。高いエネルギー密度を得ることができるからである。
このような金属元素または半金属元素としては、パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），亜鉛（Ｚｎ），カドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ），アルミニウム（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素，ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ， 鉛（Ｐｂ），ヒ素（Ａｓ），アンチモン（Ｓｂ）あるいはビスマス（Ｂｉ）が挙げられる。これらの化合物としては、例えば化学式Ｍａｓ Ｍｂｔで表されるものが挙げられる。この化学式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素及び半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、ＭｂはＭａ以外の元素のうちの少なくとも１種を表す。ｓ及びｔの値はそれぞれｓ＞０、ｔ≧０である。
【００４８】
中でも、ケイ素，ゲルマニウム，スズあるいは鉛の単体、またはこれらの化合物が好ましく、特に好ましいのは、前述したケイ素あるいはスズの単体、またはこれらの化合物である。ケイ素またはスズの単体及び化合物は、リチウムを吸蔵・離脱する能力が大きく、組み合わせによっては、負極３０のエネルギー密度を高くすることができるからである。なお、ケイ素及びスズの化合物は、結晶質でも非晶質でもよいが、好ましくは非晶質、または微結晶の集合体である。ここでいう非晶質あるいは微結晶とは、特性Ｘ線としてＣｕＫαを用いたＸ線回折分析で得られる回折パターンのピークの半値幅が２θで０．５°以上であり、かつ、２θで３０°から６０°にブロードなパターンを有するものである。
【００４９】
特に、ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。  第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、構成元素としてケイ素を含んでいる。ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。
【００５０】
ケイ素及びスズの化合物としては、例えば、ＳｉＢ４，ＳｉＢ６，Ｍｇ２Ｓｉ，Ｍｇ２ Ｓｎ，Ｎｉ２ Ｓｉ，ＴｉＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＣｏＳｉ２，ＮｉＳｉ２，ＣａＳｉ２，ＣｒＳｉ２，Ｃｕ５Ｓｉ，ＦｅＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＮｂＳｉ２，ＴａＳｉ２，ＶＳｉ２，ＷＳｉ２，ＺｎＳｉ２，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ２ Ｎ２ Ｏ，ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２），ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ３，ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎＯが挙げられる。
【００５１】
また、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、構成元素として酸素を含んでいる。各負極活物質層３５及び３６の膨張・収縮を抑制し、容量の低下および膨れを抑制することができるからである。この各負極活物質層３５及び３６に含まれる酸素の少なくとも一部は、ケイ素と結合していることが好ましく、結合の状態は一酸化ケイ素でも二酸化ケイ素でも、あるいはそれ以外の準安定状態でもよい。また、各活物質層３５及び３６における酸素の含有量は、３原子数％以上４５原子数％以下の範囲内であることが好ましい。これよりも少ないと十分な効果を得ることができず、これよりも多いと容量が低下してしまうほか、各負極活物質層３５及び３６の抵抗値が増大し、局所的なリチウムの挿入により膨れたり、サイクル特性が低下してしまうと考えられるからである。なお、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６には、充放電により電解液などが分解して各負極活物質層３５及び３６の表面に形成される被膜は含めないため、各負極活物質層３５及び３６における酸素の含有量を算出する際には、この被膜に含まれる酸素は含めない。
【００５２】
負極３０の第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６を構成し得る高容量活物質の中には、前述したように、充放電に伴い激しい体積変化を伴うものもあり、特にケイ素やスズなどを有する場合には、活物質層自体の厚さが薄くても、その体積変化が大きく電池内全体に応力がかかるため、集電体界面の剥離や、電極の亀裂や断裂が問題となっていたが、第１実施形態と同様、本実施形態に係る電池の構成によれば、前述した正極の構成により、電池全体にかかる応力の低減ないし回避が図られる。
【００５３】
なお、この第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、気相法，液相法及び焼結法からなる群のうちの少なくとも１つの方法により形成されたものであることが好ましい。充放電に伴う第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６の膨張収縮による破壊をより確実に抑制することができると共に、負極集電体３４と第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６とを一体化することができ、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６における電子伝導性を向上させることができるからである。また、結着剤及び空隙などを低減または排除でき、負極３０を薄膜化することもできるからである。
【００５４】
また、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、また、負極集電体３４との界面の少なくとも一部において負極集電体３４と合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体３４の構成元素が第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６に、または負極活物質の構成元素が負極集電体３４に、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。この合金化は、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６を気相法，液相法あるいは焼結法により形成する際に同時に起こることが多いが、更に熱処理が施されることにより起こったものでもよい。なお、本明細書では、上述した元素の拡散も合金化の一形態に含める。
【００５５】
更に、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、また、塗布により形成されたもの、具体的には、負極活物質の粉末と必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んだものでもよい。
この場合、ケイ素またはスズの化合物の粉末は、１次粒径が、０．１μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上２５μｍ以下であればより好ましい。粒径がこの範囲よりも小さいと、粒子表面と後述の電解液との望ましくない反応が顕著になり、容量または効率が悪化するおそれがあり、一方、粒径がこの範囲よりも大きいとリチウムとの反応が粒子内部で進みにくくなり、容量が低下するおそれがあるからである。なお、粒径測定法としては、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡による観察法またはレーザー回折法などがあり、粒径域に応じて使い分けることが好ましい。また、所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩いあるいは風力分級機などを乾式法あるいは湿式法で用いることができる。
【００５６】
このケイ素またはスズの単体及び化合物の粉末は、例えば、粉末冶金などで用いられている従来の方法により作製することができる。従来の方法としては、例えば、アーク溶解炉あるいは高周波誘導加熱炉などの溶解炉で原料を溶融し冷却した後粉砕する方法、または、単ロール急冷法，双ロール急冷法，ガスアトマイズ法，水アトマイズ法あるいは遠心アトマイズ法などのように原料の溶融金属を急速冷却する方法、または、単ロール急冷法あるいは双ロール急冷法などの冷却法により原料の溶融金属を固化したのち、メカニカルアロイング法などの方法で粉砕する方法が挙げられる。特に、ガスアトマイズ法あるいはメカニカルアロイング法が好ましい。なお、これらの合成及び粉砕は、空気中の酸素による酸化を防ぐために、アルゴン、窒素あるいはヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中もしくは真空雰囲気中で行うことが好ましい。
【００５７】
セパレータ２７及び２８は、リチウムイオンを通過させつつ、正極２９と負極３０との物理的接触による短絡を防止するためのものであり、例えば、ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレンフィルムなどの微孔性ポリオレフィンフィルムなどにより構成されている。このセパレータ２７及び２８は、安全性確保のために所定の温度（例えば１２０℃）以上で熱溶融により孔を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を有することが好ましい。
【００５８】
このセパレータ２７及び２８には、液状の電解質である電解液（図示せず）が含浸されている。この電解液は、例えば、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩であるリチウム塩とを含んでおり、必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。
溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、３２−ジメトキシエタン、３２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、３３−ジオキソラン、４−メチル−３３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステルあるいはプロピオン酸エステルが挙げられる。溶媒には、いずれか１種を用いてもよいが、２種類以上を混合して用いてもよい。
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＣｌあるいはＬｉＢｒが挙げられる。このうち、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２あるいはＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）が好ましく、中でも、ＬｉＰＦ６あるいはＬｉＢＦ４は特に好ましい。リチウム塩には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５９】
＜第３の実施の形態＞
本発明に係る電池の、第３の実施の形態を説明する。
本実施形態では、前述した第１の実施形態とは異なる型の電池について、図６に一部を切開した斜視図で示すような、所謂素子巻回式の円筒型電池を例として説明する。
【００６０】
本実施形態に係る電池２１は、上面が開放された円筒状の電池缶２２の内部に、巻回体２３がセンターピン２４（図示せず）を中心として配置され、電池蓋２５によって封止された構成を有する。
電池缶２２は、例えばニッケルメッキされた鉄により構成されており、巻回体２３は、電解質を含む巻回された一対のセパレータ２７及び２８を介して、同様に巻回された正極２９及び負極３０が対向配置された構成を有する。なお、電池缶２２の材料としては、アルミニウムやステンレスなどを使用することも出来る。
【００６１】
電池蓋２５は、内側に熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）３９とともに安全弁機構３８が設けられており、電池缶２２に対して、ガスケット等を介してかしめられることにより取着されている。すなわち、電池缶２２及び電池蓋２５によって、電池缶２１の内部は密閉された構成とされる。
安全弁機構３８は、熱感抵抗素子を介して電池蓋２５と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合には、例えば内蔵するディスク板が反転して電池蓋２５と巻回体２３との電気的接続が切断される。ここで、熱感抵抗素子は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限して大電流による異常な発熱を防止するものである。
【００６２】
本実施形態において、巻回体２３は、帯状（薄板状）の正極２９及び負極３０が、電解質を含むセパレータ２７及び２８を介して対向配置され、これらが巻回された構成を有する。
巻回体２３の正極２９及び負極３０には、例えばアルミニウムによる正極リード及び例えばニッケルなどによる負極リード（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【００６３】
また、本実施形態における正極２９においては、例えば、巻回構造における内面となる第１主面３１ａと外面となる第２主面３１ｂとを有する正極集電体３１に対し、第１主面３１ａ側に第１正極活物質層３２が、第２主面３１ｂ側に第２正極活物質層３３が、それぞれ担持形成されている。
第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３は必ずしも両方設けられなくともよく、目的とする電池構成や特性に応じて選定して構成されることが好ましい。正極集電体３１は、例えば、アルミニウム，ニッケルあるいはステンレスなどによることができる。
【００６４】
また、第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３は、正極活物質を含み、必要に応じて炭素質材料などの導電助剤及びポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。正極活物質としては、例えば、一般式Ｌｉｘ ＭＯ２で表されるリチウム含有金属複合酸化物が好ましい。リチウム含有金属複合酸化物は、高電圧を発生可能であると共に、高密度であるため、二次電池の更なる高容量化を図ることが可能だからである。なお、Ｍは１種類以上の遷移金属であり、例えばコバルト，ニッケル及びマンガン（Ｍｎ）からなる群のうちの少なくとも１種が好ましい。ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０の範囲内の値である。このようなリチウム含有金属複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２あるいはＬｉＮｉＯ２などが挙げられる。なお、正極活物質には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００６５】
本実施形態に係る正極２９においても、正極集電体３１の第１主面３１ａと第２主面３１ｂの各面に担持形成された第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３の両方において、前述の第１実施形態におけるのと同様に、各主面における活物質層全体に関する平均担持量に比して低い担持量とされた低担持領域が、２次元的に分布して形成されている。
この低担持領域の配置形状については、目的とする電池の構成及び特性に基づいて選定することが好ましいが、正極２９または正極集電体３１を、その長手方向に関して均等分割する配置とされることにより、電池の充放電時における負極３０の膨張収縮によって電池全体に及ぼされる負荷を、帯状細長の正極２９の広い範囲で所望の程度に抑制することが可能となる。
【００６６】
また、本実施形態においても、低担持領域における活物質層の平均厚さは、各主面を構成する活物質層３２及び３３のそれぞれの全体における厚さに比して小とされ、担持量についても、例えば５０％以下とされることが好ましい。
なお、低担持領域における厚さの選定に関しては、前述の第１実施形態と同様に、低担持領域の縁の形状や正極集電体３１の露出の有無についても、活物質の担持がなされていない部分を有する構成と、活物質の担持が周囲に比べて薄いながらもなされた構成とから選定することが好ましい。
【００６７】
また、本実施形態に係る電池において、正極における低担持領域は、負極活物質層のうち特に膨張を抑制したい領域に対向する位置形状を選定して配置することが特に好ましいが、正極の厚さが一部薄くなることによって、負極の膨張による電池全体に対する影響が分散（局所的には低減）されることから、正極の活物質層における低担持領域は２次元的に分布して形成されていれば、従来構成に比して好ましい構造及び特性を有する電池を構成することが可能となる。
【００６８】
一方、負極３０は、例えば、巻回構造における内面となる第１主面３４ａと外面となる第２主面３４ｂとを有する負極集電体３４において、第１主面３４ａ側に第１負極活物質層３５が、第２主面３４ｂ側に第２負極活物質層３６が、それぞれ担持形成されている。
なお、後述するように、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は必ずしも両方設けられなくともよい。
【００６９】
負極集電体３４は、例えば、銅（Ｃｕ），ステンレス，ニッケル，チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）あるいはアルミニウムなどにより構成することが好ましく、中でも、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６との合金化を起こしやすい金属により構成した方がより好ましい場合もある。例えば、後述するよう第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６がケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）の単体または化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含む場合には、銅，チタン，アルミニウムあるいはニッケルなどが合金化しやすい材料として挙げられる。
なお、負極集電体３４は、単層により構成してもよいが、複数層により構成してもよい。その場合、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６と接する層を第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６と合金化しやすい金属材料により構成し、他の層を他の金属材料により構成するようにしてもよい。
【００７０】
第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、例えば、負極活物質として、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素の単体及び化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含んでいる。高いエネルギー密度を得ることができるからである。
このような金属元素または半金属元素としては、パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），亜鉛（Ｚｎ），カドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ），アルミニウム（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素，ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ，鉛（Ｐｂ），ヒ素（Ａｓ），アンチモン（Ｓｂ）あるいはビスマス（Ｂｉ）が挙げられる。これらの化合物としては、例えば化学式ＭａｓＭｂｔ で表されるものが挙げられる。この化学式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素及び半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、ＭｂはＭａ以外の元素のうちの少なくとも１種を表す。ｓ及びｔの値はそれぞれｓ＞０、ｔ≧０である。
【００７１】
中でも、ケイ素，ゲルマニウム，スズあるいは鉛の単体、またはこれらの化合物が好ましく、特に好ましいのは、前述したケイ素あるいはスズの単体、またはこれらの化合物である。ケイ素またはスズの単体及び化合物は、リチウムを吸蔵・離脱する能力が大きく、組み合わせによっては、負極１０のエネルギー密度を高くすることができるからである。なお、ケイ素及びスズの化合物は、結晶質でも非晶質でもよいが、好ましくは非晶質、または微結晶の集合体である。ここでいう非晶質あるいは微結晶とは、特性Ｘ線としてＣｕＫαを用いたＸ線回折分析で得られる回折パターンのピークの半値幅が２θで０．５°以上であり、かつ、２θで３０°から６０°にブロードなパターンを有するものである。
【００７２】
特に、ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。  第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、構成元素としてケイ素を含んでいる。ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。
【００７３】
ケイ素及びスズの化合物としては、例えば、ＳｉＢ４，ＳｉＢ６，Ｍｇ２Ｓｉ，Ｍｇ２ Ｓｎ，Ｎｉ２ Ｓｉ，ＴｉＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＣｏＳｉ２，ＮｉＳｉ２，ＣａＳｉ２，ＣｒＳｉ２，Ｃｕ５Ｓｉ，ＦｅＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＮｂＳｉ２，ＴａＳｉ２，ＶＳｉ２，ＷＳｉ２，ＺｎＳｉ２，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ２ Ｎ２ Ｏ，ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２），ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ３，ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎＯが挙げられる。
【００７４】
また、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、構成元素として酸素を含んでいる。各負極活物質層３５及び３６の膨張・収縮を抑制し、容量の低下および膨れを抑制することができるからである。この各負極活物質層３５及び３６に含まれる酸素の少なくとも一部は、ケイ素と結合していることが好ましく、結合の状態は一酸化ケイ素でも二酸化ケイ素でも、あるいはそれ以外の準安定状態でもよい。また、各活物質層３５及び３６における酸素の含有量は、３原子数％以上４５原子数％以下の範囲内であることが好ましい。これよりも少ないと十分な効果を得ることができず、これよりも多いと容量が低下してしまうほか、各負極活物質層３５及び３６の抵抗値が増大し、局所的なリチウムの挿入により膨れたり、サイクル特性が低下してしまうと考えられるからである。なお、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６には、充放電により電解液などが分解して各負極活物質層３５及び３６の表面に形成される被膜は含めないため、各負極活物質層３５及び３６における酸素の含有量を算出する際には、この被膜に含まれる酸素は含めない。
【００７５】
負極３０の第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６を構成し得る高容量活物質の中には、前述したように、充放電に伴い激しい体積変化を伴うものもあり、特にケイ素やスズなどを有する場合には、活物質層自体の厚さが薄くても、その体積変化が大きく電池内全体に応力がかかるため、集電体界面の剥離や、電極の亀裂や断裂が問題となっていたが、第１実施形態と同様、本実施形態に係る電池の構成によれば、前述した正極の構成により、電池全体にかかる応力の低減ないし回避が図られる。
【００７６】
この第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、気相法，液相法及び焼結法からなる群のうちの少なくとも１つの方法により形成されたものであることが好ましい。具体的には、充放電に伴う第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６の膨張収縮による破壊をより確実に抑制することができると共に、負極集電体３４と第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６とを一体化することができ、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６における電子伝導性を向上させることができるからである。また、結着剤及び空隙などを低減または排除でき、負極３０を薄膜化することもできるからである。
【００７７】
この第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、また、負極集電体３４との界面の少なくとも一部において負極集電体３４と合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体３４の構成元素が第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６に、または負極活物質の構成元素が負極集電体３４に、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。この合金化は、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６を気相法，液相法あるいは焼結法により形成する際に同時に起こることが多いが、更に熱処理が施されることにより起こったものでもよい。なお、本明細書では、上述した元素の拡散も合金化の一形態に含める。
【００７８】
なお、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、また、塗布により形成されたもの、具体的には、負極活物質の粉末と必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んだものでもよい。
この場合、ケイ素またはスズの化合物の粉末は、１次粒径が、０．１μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上２５μｍ以下であればより好ましい。粒径がこの範囲よりも小さいと、粒子表面と後述の電解液との望ましくない反応が顕著になり、容量または効率が悪化するおそれがあり、一方、粒径がこの範囲よりも大きいとリチウムとの反応が粒子内部で進みにくくなり、容量が低下するおそれがあるからである。なお、粒径測定法としては、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡による観察法またはレーザー回折法などがあり、粒径域に応じて使い分けることが好ましい。また、所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩いあるいは風力分級機などを乾式法あるいは湿式法で用いることができる。
【００７９】
なお、ケイ素またはスズの単体及び化合物の粉末は、例えば、粉末冶金などで用いられている従来の方法により作製することができる。従来の方法としては、例えば、アーク溶解炉あるいは高周波誘導加熱炉などの溶解炉で原料を溶融し冷却した後粉砕する方法、または、単ロール急冷法，双ロール急冷法，ガスアトマイズ法，水アトマイズ法あるいは遠心アトマイズ法などのように原料の溶融金属を急速冷却する方法、または、単ロール急冷法あるいは双ロール急冷法などの冷却法により原料の溶融金属を固化したのち、メカニカルアロイング法などの方法で粉砕する方法が挙げられる。特に、ガスアトマイズ法あるいはメカニカルアロイング法が好ましい。なお、これらの合成及び粉砕は、空気中の酸素による酸化を防ぐために、アルゴン、窒素あるいはヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中もしくは真空雰囲気中で行うことが好ましい。
【００８０】
セパレータ２７及び２８は、リチウムイオンを通過させつつ、正極２９と負極３０との物理的接触による短絡を防止すためのものであり、例えば、ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレンフィルムなどの微孔性ポリオレフィンフィルムなどにより構成されている。このセパレータ２７及び２８は、安全性確保のために所定の温度（例えば１２０℃）以上で熱溶融により孔を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を有することが好ましい。
【００８１】
本実施形態において、このセパレータ２７及び２８には、液状の電解質である電解液（図示せず）が含浸されている。この電解液は、例えば、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩であるリチウム塩とを含んでおり、必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。
溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、１，２−ジメトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステルあるいはプロピオン酸エステルが挙げられる。溶媒には、いずれか１種を用いてもよいが、２種類以上を混合して用いてもよい。
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＣｌあるいはＬｉＢｒが挙げられる。このうち、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２ あるいはＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）が好ましく、中でも、ＬｉＰＦ６あるいはＬｉＢＦ４は特に好ましい。リチウム塩には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００８２】
＜第４の実施の形態＞
本発明に係る電池の、第４の実施の形態を説明する。
本実施形態では、前述した第１の実施形態とは異なる型の電池について、図７に一部を切開した斜視図で示すような、所謂素子巻回式の角型電池を例として説明する。
【００８３】
本実施形態に係る電池２１は、上面が開放された角柱状の電池缶２２の内部に、巻回体２３がセンターピン２４（図示せず）を中心として配置され、電池蓋２５によって封止された構成を有する。
電池缶２２は、例えばニッケルメッキされた鉄により構成されており、巻回体２３は、電解質を含んで巻回された一対のセパレータ２７及び２８を介して、同様に巻回された正極２９及び負極３０が対向配置された構成を有する。なお、電池缶２２の材料としては、アルミニウムやステンレスなどを使用することも出来る。
【００８４】
電池蓋２５は、内側に熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）とともに安全弁機構３８が設けられており、電池缶２２に対して、ガスケット等を介してかしめられることにより取着されている。すなわち、電池缶２２及び電池蓋２５によって、電池缶１の内部は密閉された構成とされる。
安全弁機構３８は、熱感抵抗素子を介して電池蓋２５と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合には、例えば内蔵するディスク板が反転して電池蓋２５と巻回体２３との電気的接続が切断される。すなわち、熱感抵抗素子は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限して大電流による異常な発熱を防止する。
【００８５】
本実施形態において、巻回体２３は、帯状（薄板状）の正極２９及び負極３０が、電解質を含むセパレータ２７及び２８を介して対向配置され、これらが巻回された構成を有する。
なお巻回体２３は、細長の電池缶２２の内部で、楕円形状のように曲線部（非屈曲湾曲部）を有する形状とされるものである。
巻回体２３の正極２９及び負極３０には、例えばアルミニウムによる正極リード及び例えばニッケルなどによる負極リード（図示せず）がそれぞれ接続されている。
【００８６】
また、本実施形態における正極２９においては、例えば、巻回構造における内面となる第１主面３１ａと外面となる第２主面３１ｂとを有する正極集電体３１に対し、第１主面３１ａ側に第１正極活物質層３２が、第２主面３１ｂ側に第２正極活物質層３３が、それぞれ担持形成されている。
第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３は必ずしも両方設けられなくともよく、目的とする電池構成や特性に応じて選定して構成されることが好ましい。正極集電体３１は、例えば、アルミニウム，ニッケルあるいはステンレスなどによることができる。
【００８７】
第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３は、正極活物質を含み、必要に応じて炭素質材料などの導電助剤及びポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んでいてもよい。正極活物質としては、例えば、一般式Ｌｉｘ ＭＯ２で表されるリチウム含有金属複合酸化物が好ましい。リチウム含有金属複合酸化物は、高電圧を発生可能であると共に、高密度であるため、二次電池の更なる高容量化を図ることが可能だからである。なお、Ｍは１種類以上の遷移金属であり、例えばコバルト，ニッケル及びマンガン（Ｍｎ）からなる群のうちの少なくとも１種が好ましい。ｘは電池の充放電状態によって異なり、通常０．０５≦ｘ≦１．１０の範囲内の値である。このようなリチウム含有金属複合酸化物の具体例としては、ＬｉＣｏＯ２あるいはＬｉＮｉＯ２などが挙げられる。なお、正極活物質には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【００８８】
本実施形態に係る正極２９においても、正極集電体３１の第１主面３１ａと第２主面３１ｂの各面に担持形成された第１正極活物質層３２及び第２正極活物質層３３の両方において、前述の第１実施形態におけるのと同様に、各主面における活物質層全体に関する平均担持量に比して低い担持量とされた低担持領域が、２次元的に分布して形成されている。
この低担持領域の配置形状については、目的とする電池の構成及び特性に基づいて選定することが好ましいが、正極２９または正極集電体３１を、その長手方向に関して均等分割する配置とされることにより、電池の充放電時における負極３０の膨張収縮によって電池全体に及ぼされる負荷を、帯状細長の正極２９の広い範囲で所望の程度に抑制することが可能となる。
【００８９】
また、本実施形態においても、低担持領域における活物質層の平均厚さは、各主面を構成する活物質層３２及び３３のそれぞれの全体における厚さに比して小とされ、担持量についても、例えば５０％以下とされることが好ましい。
なお、低担持領域における厚さの選定に関しては、前述の第１実施形態と同様に、低担持領域の縁の形状や正極集電体３１の露出の有無についても、活物質の担持がなされていない部分を有する構成と、活物質の担持が周囲に比べて薄いながらもなされた構成とから選定することが好ましい。
【００９０】
また、本実施形態に係る電池において、正極における低担持領域は、負極活物質層のうち特に膨張を抑制したい領域に対向する位置形状を選定して配置することが特に好ましいが、正極の厚さが一部薄くなることによって、負極の膨張による電池全体に対する影響が分散（局所的には低減）されることから、正極の活物質層における低担持領域は２次元的に分布して形成されていれば、従来構成に比して好ましい構造及び特性を有する電池を構成することが可能となる。
【００９１】
一方、負極３０は、例えば、巻回構造における内面となる第１主面３４ａと外面となる第２主面３４ｂとを有する負極集電体３４において、第１主面３４ａ側に第１負極活物質層３５が、第２主面３４ｂ側に第２負極活物質層３６が、それぞれ担持形成されている。
なお、後述するように、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は必ずしも両方設けられなくともよい。
【００９２】
負極集電体３４は、例えば、銅（Ｃｕ），ステンレス，ニッケル，チタン（Ｔｉ），タングステン（Ｗ），モリブデン（Ｍｏ）あるいはアルミニウムなどにより構成することが好ましく、中でも、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６との合金化を起こしやすい金属により構成した方がより好ましい場合もある。例えば、後述するよう第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６がケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）の単体または化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含む場合には、銅，チタン，アルミニウムあるいはニッケルなどが合金化しやすい材料として挙げられる。なお、負極集電体３４は、単層により構成してもよいが、複数層により構成してもよい。その場合、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６と接する層を第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６と合金化しやすい金属材料により構成し、他の層を他の金属材料により構成するようにしてもよい。
【００９３】
第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、例えば、負極活物質として、リチウムと合金を形成可能な金属元素または半金属元素の単体及び化合物からなる群のうちの少なくとも１種を含んでいる。高いエネルギー密度を得ることができるからである。
このような金属元素または半金属元素としては、パラジウム（Ｐｄ），白金（Ｐｔ），亜鉛（Ｚｎ），カドミウム（Ｃｄ），水銀（Ｈｇ），アルミニウム（Ａｌ），インジウム（Ｉｎ），ケイ素，ゲルマニウム（Ｇｅ），スズ， 鉛（Ｐｂ），ヒ素（Ａｓ），アンチモン（Ｓｂ）あるいはビスマス（Ｂｉ）が挙げられる。これらの化合物としては、例えば化学式Ｍａｓ Ｍｂｔで表されるものが挙げられる。この化学式において、Ｍａはリチウムと合金を形成可能な金属元素及び半金属元素のうちの少なくとも１種を表し、ＭｂはＭａ以外の元素のうちの少なくとも１種を表す。ｓ及びｔの値はそれぞれｓ＞０、ｔ≧０である。
【００９４】
中でも、ケイ素，ゲルマニウム，スズあるいは鉛の単体、またはこれらの化合物が好ましく、特に好ましいのは、前述したケイ素あるいはスズの単体、またはこれらの化合物である。ケイ素またはスズの単体及び化合物は、リチウムを吸蔵・離脱する能力が大きく、組み合わせによっては、負極３０のエネルギー密度を高くすることができるからである。なお、ケイ素及びスズの化合物は、結晶質でも非晶質でもよいが、好ましくは非晶質、または微結晶の集合体である。ここでいう非晶質あるいは微結晶とは、特性Ｘ線としてＣｕＫαを用いたＸ線回折分析で得られる回折パターンのピークの半値幅が２θで０．５°以上であり、かつ、２θで３０°から６０°にブロードなパターンを有するものである。
【００９５】
特に、ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。  第１負極活物質層１５及び第２負極活物質層１６は、構成元素としてケイ素を含んでいる。ケイ素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。ケイ素は単体で含まれていてもよく、合金で含まれていてもよく、化合物で含まれていてもよい。
【００９６】
ケイ素及びスズの化合物としては、例えば、ＳｉＢ４，ＳｉＢ６，Ｍｇ２Ｓｉ，Ｍｇ２ Ｓｎ，Ｎｉ２ Ｓｉ，ＴｉＳｉ２，ＭｏＳｉ２，ＣｏＳｉ２，ＮｉＳｉ２，ＣａＳｉ２，ＣｒＳｉ２，Ｃｕ５Ｓｉ，ＦｅＳｉ２，ＭｎＳｉ２，ＮｂＳｉ２，ＴａＳｉ２，ＶＳｉ２，ＷＳｉ２，ＺｎＳｉ２，ＳｉＣ，Ｓｉ３Ｎ４，Ｓｉ２ Ｎ２ Ｏ，ＳｉＯｖ（０＜ｖ≦２），ＳｎＯｗ（０＜ｗ≦２），ＳｎＳｉＯ３，ＬｉＳｉＯあるいはＬｉＳｎＯが挙げられる。
【００９７】
また、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、構成元素として酸素を含んでいる。各負極活物質層３５及び３６の膨張・収縮を抑制し、容量の低下および膨れを抑制することができるからである。この各負極活物質層３５及び３６に含まれる酸素の少なくとも一部は、ケイ素と結合していることが好ましく、結合の状態は一酸化ケイ素でも二酸化ケイ素でも、あるいはそれ以外の準安定状態でもよい。また、各活物質層３５及び３６における酸素の含有量は、３原子数％以上４５原子数％以下の範囲内であることが好ましい。これよりも少ないと十分な効果を得ることができず、これよりも多いと容量が低下してしまうほか、各負極活物質層３５及び３６の抵抗値が増大し、局所的なリチウムの挿入により膨れたり、サイクル特性が低下してしまうと考えられるからである。なお、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６には、充放電により電解液などが分解して各負極活物質層３５及び３６の表面に形成される被膜は含めないため、各負極活物質層３５及び３６における酸素の含有量を算出する際には、この被膜に含まれる酸素は含めない。
【００９８】
負極３０の第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６を構成し得る高容量活物質の中には、前述したように、充放電に伴い激しい体積変化を伴うものもあり、特にケイ素やスズなどを有する場合には、活物質層自体の厚さが薄くても、その体積変化が大きく電池内全体に応力がかかるため、集電体界面の剥離や、電極の亀裂や断裂が問題となっていたが、第１実施形態と同様、本実施形態に係る電池の構成によれば、前述した正極の構成により、電池全体にかかる応力の低減ないし回避が図られる。
【００９９】
なお、この第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、気相法，液相法及び焼結法からなる群のうちの少なくとも１つの方法により形成されたものであることが好ましい。充放電に伴う第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６の膨張収縮による破壊をより確実に抑制することができると共に、負極集電体３４と第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６とを一体化することができ、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６における電子伝導性を向上させることができるからである。また、結着剤及び空隙などを低減または排除でき、負極３０を薄膜化することもできるからである。
なお、ここで焼成法とは、活物質を含む粉末とバインダーとを混合し成形した層を、非酸化性雰囲気下等で熱処理することにより、熱処理前よりも体積密度が高く、より緻密な層を形成する手法を意味する。
【０１００】
また、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、また、負極集電体３４との界面の少なくとも一部において負極集電体３４と合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体３４の構成元素が第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６に、または負極活物質の構成元素が負極集電体３４に、またはそれらが互いに拡散していることが好ましい。この合金化は、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６を気相法，液相法あるいは焼結法により形成する際に同時に起こることが多いが、更に熱処理が施されることにより起こったものでもよい。なお、本明細書では、上述した元素の拡散も合金化の一形態に含める。
【０１０１】
更に、第１負極活物質層３５及び第２負極活物質層３６は、また、塗布により形成されたもの、具体的には、負極活物質の粉末と必要に応じてポリフッ化ビニリデンなどの結着剤を含んだものでもよい。
この場合、ケイ素またはスズの化合物の粉末は、１次粒径が、０．１μｍ以上３５μｍ以下であることが好ましく、０．１μｍ以上２５μｍ以下であればより好ましい。粒径がこの範囲よりも小さいと、粒子表面と後述の電解液との望ましくない反応が顕著になり、容量または効率が悪化するおそれがあり、一方、粒径がこの範囲よりも大きいとリチウムとの反応が粒子内部で進みにくくなり、容量が低下するおそれがあるからである。なお、粒径測定法としては、光学顕微鏡あるいは電子顕微鏡による観察法またはレーザー回折法などがあり、粒径域に応じて使い分けることが好ましい。また、所望の粒径とするためには分級を行うことが好ましい。分級方法としては特に限定はなく、篩いあるいは風力分級機などを乾式法あるいは湿式法で用いることができる。
【０１０２】
このケイ素またはスズの単体及び化合物の粉末は、例えば、粉末冶金などで用いられている従来の方法により作製することができる。従来の方法としては、例えば、アーク溶解炉あるいは高周波誘導加熱炉などの溶解炉で原料を溶融し冷却した後粉砕する方法、または、単ロール急冷法，双ロール急冷法，ガスアトマイズ法，水アトマイズ法あるいは遠心アトマイズ法などのように原料の溶融金属を急速冷却する方法、または、単ロール急冷法あるいは双ロール急冷法などの冷却法により原料の溶融金属を固化したのち、メカニカルアロイング法などの方法で粉砕する方法が挙げられる。特に、ガスアトマイズ法あるいはメカニカルアロイング法が好ましい。なお、これらの合成及び粉砕は、空気中の酸素による酸化を防ぐために、アルゴン、窒素あるいはヘリウムなどの不活性ガス雰囲気中もしくは真空雰囲気中で行うことが好ましい。
【０１０３】
セパレータ２７及び２８は、リチウムイオンを通過させつつ、正極２９と負極３０との物理的接触による短絡を防止すためのものであり、例えば、ポリエチレンフィルムあるいはポリプロピレンフィルムなどの微孔性ポリオレフィンフィルムなどにより構成されている。このセパレータ２７及び２８は、安全性確保のために所定の温度（例えば１２０℃）以上で熱溶融により孔を閉塞して抵抗を上げ、電流を遮断する機能を有することが好ましい。
【０１０４】
このセパレータ２７及び２８には、液状の電解質である電解液（図示せず）が含浸されている。この電解液は、例えば、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩であるリチウム塩とを含んでおり、必要に応じて各種添加剤を含んでいてもよい。
溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、３２−ジメトキシエタン、３２−ジエトキシエタン、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、３３−ジオキソラン、４−メチル−３３−ジオキソラン、ジエチルエーテル、スルホラン、メチルスルホラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、アニソール、酢酸エステルあるいはプロピオン酸エステルが挙げられる。溶媒には、いずれか１種を用いてもよいが、２種類以上を混合して用いてもよい。
リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＣｌあるいはＬｉＢｒが挙げられる。このうち、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＨ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ ＳＯ２）２あるいはＬｉＮ（Ｃ４ Ｆ９ ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）が好ましく、中でも、ＬｉＰＦ６あるいはＬｉＢＦ４は特に好ましい。リチウム塩には、いずれか１種を用いてもよいが、２種以上を混合して用いてもよい。
【０１０５】
＜実施例＞
以下、本発明の具体的な実施例として、前述の第１実施形態〜第４実施形態で説明した構成による電池の特性を測定した結果について、図面を参照して詳細に説明する。以下の実施例では、前述した第１〜第４実施形態において用いた符号および記号をそのまま対応させて用いる。
なお、以下の各実施例におけるセル厚み増加率は、５０サイクル目の放電状態のセル厚みから１サイクル目の放電状態時のセル厚みを差し引いたものを、１サイクル目の放電状態時のセル厚みで割ったものを１００倍して％表示とした。
また、全ての実施例において、負極集電体には、１２ミクロン厚の圧延銅箔表面（Ｒａ値＝０．０５ミクロン）の両面に、電解析出法により銅粒子を析出させることにより、Ｒａ値の異なる表面粗度を有する銅箔を準備した。セパレータとしては、ポリエチレン製の厚み２０ミクロン製セパレータを用いた。電解質（電解液）としては、エチレンカーボネート：ジエチレンカーボネート＝３：７の溶媒に１ｍｏｌ／ｌ の濃度でＬｉＰＦ６を溶解させたものを用いた。
【０１０６】
＜第１実施例＞
第１の実施例について、〔表１〕を参照して説明する。
【０１０７】
まず、正極の作製について説明する。
平均粒径５ミクロンのＬｉＣｏＯ２粉末９５重量％、導電材としてケッチェンブラック２重量％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン３重量％をＮＭＰ中に分散させスラリー化し、これを１５ミクロン厚のアルミ箔上へ塗布後、オーブン中で乾燥させ、続いてロールプレスを行い高密度化した。なお、これに低担持領域を形成することなく、そのまま用いたものを比較例の正極とする。
次に、各実施例における、正極活物質層中への低担持領域の形成について説明する。
以下において用いる、未塗布またはゼロ担持量の低担持領域は、ドクターブレード方式により、前述したスラリーを塗布する際に、ブレード付近に設置されたシャッターの形状により、約１ｍｍ幅の未塗布部分を連続的に線状に形成して行った。
【０１０８】
次に、負極の作製について説明する。
まず、黒鉛負極は、平均粒径１５ミクロンの天然黒鉛とＰＶｄＦの９５：５の重量％（ｗｔ％）割合で混合し、混合物をＮＭＰ中に分散させ、これを表面粗度Ｒａ＝０．３μｍの電解銅箔上に塗布、乾燥、プレスを行い負極とした。
また、粉末Ｓｉ負極は、平均粒径１ミクロンのシリコン粉末８５重量％と、平均粒径６ミクロンの人造黒鉛５重量％と、ポリフッ化ビニリデン１０重量％をＮＭＰ中に分散させ、これを表面粗度Ｒａ＝０．３μｍの電解銅箔上に塗布、乾燥、プレスを行い、その後２９０℃、２４時間、アルゴン雰囲気中で加熱することにより、試験負極を得た。尚、本電極をＦＩＢ法により断面出しを行い、ＡＥＳにて局所元素分析を行ったところ、集電体と活物質層界面の合金化は見られなかった。
また、蒸着Ｓｉ負極は、塊状多結晶シリコンを原料とし、電子ビーム蒸着法にて、前記銅箔上にアモルファスシリコン膜を形成した。この電極を２２０℃、１０時間、アルゴン雰囲気中で熱処理を行うことにより、試験負極を得た。尚、本電極をＦＩＢ法により断面出しを行い、ＡＥＳにて局所元素分析を行ったところ、集電体と活物質層界面の一部成分が混じりあい、合金化していることを確認した。さらに、実施例のとおり、集電体表面のＲａを変化させ、これを基材として用いた負極も同様の方法で作製した。
また、Ｓｎ鍍金負極は、銅箔上に電解鍍金によりスズ層を形成させ、洗浄および乾燥後、真空蒸着法によりコバルトの薄膜層をさらに被覆した。このときのスズ層とコバルト層の厚み比は３：１であった。その後、１９０℃、６時間の熱処理を行うことにより、試験負極を得た。尚、本電極をＦＩＢ法により断面出しを行い、ＡＥＳにて局所元素分析を行ったところ、集電体と活物質層界面の一部成分が混じりあい、合金化していることを確認した。
また、金属リチウム電極は、集電体上に、１０ミクロン厚の金属リチウムを真空蒸着法により形成し、これを負極とした。
【０１０９】
これらの電極を用いて、前述の第１実施形態で説明したラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を構成し、放電容量維持率及びセル厚み増加率を測定した。結果を〔表１〕に示す。
【０１１０】
【表１】
0005194362.tif 000002
【０１１１】
〔表１〕の結果より、負極の活物質層を、１ミクロンＳｉ粉末，Ｓｎ鍍金，金属リチウムのいずれによって構成した場合においても、放電容量維持率及びセル厚み増加率に関して本発明構成の優位性を確認することができた。
また、負極の活物質層を蒸着Ｓｉ層によって構成した場合には、特に表面粗さＲａを大きくすることによって更に特性の向上が図られ、特に０．２μｍ以上とした場合には放電容量維持率が略９０％以上となることも確認できた。ここで、Ｒａ値とは、ＪＩＳ規格の表面粗度パラメータであり、算術平均表面粗さを意味する。
なお、負極の活物質層を黒鉛によって構成した場合には、比較例１−１及び比較例１−２の結果より、放電容量維持率及びセル厚み増加率に関して、低担持領域の有無による変化が殆ど生じなかったため、膨張収縮の激しい負極活物質層を有する電池において、本発明構成は特に優れた特性を示すことも確認できた。
【０１１２】
＜第２実施例＞
第２の実施例について、〔表２〕を参照して説明する。
【０１１３】
本実施例において、低担持領域の担持量を変化させた正極は、スラリー均一塗布後の正極をロールプレスで高密度化する際に、プレスロール自体の表面の周囲に突起部分を有するロールを作製し、このロールでプレスを行うことにより、線状に連続的に活物質層の担持密度が低い部分を形成することによって行った。
本実施形態においては、この突起部分の高さおよびプレス圧力を調整することにより、活物質層全体平均に対して９０％〜３０％の担持量となる低担持領域を有する正極を作製して測定に用いた。
負極としては、第１実施例と同様の蒸着Ｓｉ負極を用いた。
【０１１４】
これらの電極を用いて、前述の第１実施形態で説明したラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を構成し、放電容量維持率及びセル厚み増加率を測定した。結果を〔表２〕に示す。
【０１１５】
【表２】
0005194362.tif 000003
【０１１６】
〔表２〕の結果より、本実施例に係る電池においては、正極活物質層を構成する低担持領域の担持量が、正極活物質層全体の平均担持量に比して低いほど、特に無担持領域を有する構成をはじめとして、優れた特性を示すことが確認できた。
なお、特に低担持領域の担持量比率を正極活物質層全体の平均担持量に対して５０％以下とすることにより、比較例２−１の結果に比してセル厚み増加率を６０％以下に抑制することができるため、特に好ましいと考えられる。
【０１１７】
＜第３実施例＞
第３の実施例について、〔表３〕を参照して説明する。
【０１１８】
本実施例において、低担持領域の担持量を変化させた電極は、スラリー塗布時に、低担持量前記部分シャッター部の開放と閉鎖を調節することにより、未塗布部分を、いわゆる点線状の形態を有するものとして形成した。
一方、比較例となる、電極の長手方向と垂直な未塗布部分は、予め塗布用のアルミ箔の塗工方向と垂直に、約１ｍｍ幅のカプトンテープを各所に貼り付け、活物質スラリーを塗布、乾燥後に、このテープごと活物質層を引き剥がすことにより作製した。
負極としては、第１実施例と同様の蒸着Ｓｉ負極を用いた。
【０１１９】
これらの電極を用いて、前述の第１実施形態で説明したラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を構成し、放電容量維持率及びセル厚み増加率を測定した。結果を〔表３〕に示す。
【０１２０】
【表３】
0005194362.tif 000004
【０１２１】
〔表３〕の結果より、２次元的に分布して設けられた低担持領域の形状については、図２Ａに示したような、電極の長手方向を規定する端面部と平行して連続する形状とすることが最も好ましく（実施例３−１）、次いで、図２Ｂに示したような、電極の長手方向を規定する端面部と平行しながらも非連続的に配置形成された構成とすることが好ましい（実施例３−２）ことが確認できた。
なお、電極の長手方向を規定する端面部と垂直な方向に形成された構成による場合（比較例３−２）は、低担持領域が存在しない従来構成（比較例３−１）と同等の特性を示すことが確認できたことから、低担持領域は、電極の長手方向を規定する端面部と平行に、つまり長手方向に沿って形成されることが好ましいと考えられる。
【０１２２】
＜第４実施例＞
第４の実施例について、〔表４〕を参照して説明する。
【０１２３】
本実施例において、低担持領域の担持量を変化させた正極は、第１実施例で説明したドクターブレードのシャッター部分に複数の小型閉塞箇所を設けることにより、約１ｍｍ幅の未塗布部分を電極端面部と平行に連続的に線状に形成して作製した。
負極としては、第１実施例と同様の蒸着Ｓｉ負極を用いた。
【０１２４】
これらの電極を用いて、前述の第１実施形態で説明したラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を構成し、放電容量維持率及びセル厚み増加率を測定した。結果を〔表４〕に示す。
【０１２５】
【表４】
0005194362.tif 000005
【０１２６】
〔表４〕の結果より、電極の長手方向に沿って（つまり長手方向を規定する端面部と平行に）連続的に形成される低担持領域が、複数のラインで、つまりより広い面積を占めて形成されることにより、特に優れた特性を有する電池を構成できることが確認できた。
なお、この傾向は、必ずしも電極の長手方向に平行に設けられない場合についても、同様であると考えられ、２次元的に分布して設けられる低担持領域の占める割合を一定以上とすることにより、特に優れた特性を示す電池を構成できると考えられる。
【０１２７】
＜第５実施例＞
第５の実施例について、〔表５〕を参照して説明する。
【０１２８】
本実施例においては、前述の第１実施形態で説明した構造による電池のほか、前述の第２実施形態で説明した構造による電池として、図５Ａに示した構造（折りたたみ１）と図５Ｂに示した構造（折りたたみ２）のものをそれぞれ用意して用いた。また、前述の第３実施形態及び第４実施形態で説明した円筒型及び角型の電池についても検討を行った。
円筒型電池のセル厚みは、筒型電池の中心部分の外径変化をデジタルノギスで計測することによって測定した。
なお、負極としては、第１実施例と同様の蒸着Ｓｉ負極を用いた。
【０１２９】
これらの電極構成及び電池構成に関して、放電容量維持率及びセル厚み増加率を測定した。結果を〔表５〕に示す。
【０１３０】
【表５】
0005194362.tif 000006
【０１３１】
〔表５〕の結果より、本実施例に係る電池においては、実施例５−１〜実施例５−６の、いずれの構造及び外装材による構成においても、放電容量維持率及びセル厚み増加率について、従来の電池に比してより優れた特性を示すことが確認できた。
【０１３２】
＜第６実施例＞
第６の実施例について、〔表６〕を参照して説明する。
【０１３３】
本実施例においては、前述の第１実施形態で説明した構造による電池のみを用い、正極に形成する低担持領域を、電極の長手方向に関して不均一に電極を分割するような配置として正極を作製した。
なお、本実施例における不均一とは、実質的なものであり、例えば線状低密度層により電極端面の垂直方向幅を２０：８０で分割した場合は不均一とし、この場合よりは、より４０：６０、あるいは５０：５０に分割できる箇所に設置した方が均一的であると表記する。
【０１３４】
これらの電極を用いて、前述の第１実施形態で説明したラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を構成し、放電容量維持率及びセル厚み増加率を測定した。結果を〔表６〕に示す。
【０１３５】
【表６】
0005194362.tif 000007
【０１３６】
〔表６〕の結果より、電極の長手方向に延在する低担持領域の配置については、図２Ａに示したような中央１本の配置による構成（実施例６−１）の方が、図８Ａに示すような端部１本の配置による構成（実施例６−２）に比して、優れた特性を示すことが確認できた。
また、長手方向に延在する低担持領域が２本設けられる構成については、図８Ｂに示すような、電極の長手方向に関する幅に対して均等に配置された構成（実施例６−３）の方が、不均等に配置された構成（実施例６−４）に比して、優れた特性を示すことが確認できた。
【０１３７】
＜第７実施例＞
第７の実施例について、〔表７〕を参照して説明する。
【０１３８】
本実施例では、前述の第２実施例と同様の手法及び条件で、低担持量部分の担持量を変化させた正極を作製し、低担持領域の２次元延在方向についての検討を行った。
正極の作製は、均一塗布後の正極をロールプレスで高密度化する際、表面の周囲に突起部分を有するロールを作製し、このロールでプレスを行うことにより、線状に連続的に活物質層の担持密度が低い部分を形成することにより行った。また、垂直線、斜め４５度線の本数は、電極の長手方向と平行に形成した場合の線長とほぼ同等になるように必要に応じて本数の増減を行った。なお、本実施例において、低担持領域の形状は直線状とし、電極の端にまで及び形状とした。
【０１３９】
これらの電極を用いて、前述の第１実施形態で説明したラミネートフィルムを外装部材とする巻回式の電池を構成し、放電容量維持率及びセル厚み増加率を測定した。結果を〔表７〕に示す。
【０１４０】
【表７】
0005194362.tif 000008
【０１４１】
〔表７〕の結果より、２次元的に分布して設けられた低担持領域の形状については、電極の長手方向を規定する端面部と平行して連続する形状とともに、電極の長手方向を規定する端面部に対して４５°の角度で設けられた形状とすることも好ましく、電極の長手方向を規定する端面部に対して垂直に低担持領域が形成された場合でも、低担持領域がない構成に比べれば特性が改善されることが確認できた。
【０１４２】
以上の実施の形態及び実施例で説明したように、本発明に係る電池によれば、正極における活物質担持量に関して２次元的に分布を持たせた電池構成により、つまり正極活物質層の担持量を特定の部分で低下させることにより、充放電に伴う負極の形状変化による電極素子全体の歪みやシワ発生の抑制が図られる。
また、正極において特に、活物質層の担持量が低い低担持領域が、捲回方向（つまり巻回される正極集電体の長手延在方向）に平行な部分を有して２次元的に形成された構成とすることが確認できた。
なお、負極において活物質層の担持量が低い領域（低担持領域）が形成された構成による場合には、充電時に正極から負極に移動したリチウムが、負極において局所的に金属リチウムとして析出し、電池の安全性や信頼性が低下すると考えられるが、本発明構成によれば、このような安全性や信頼性の低下をも抑制することが可能となる。
【０１４３】
なお、以上の実施の形態の説明で挙げた使用材料及びその量、処理時間及び寸法などの数値的条件は好適例に過ぎず、説明に用いた各図における寸法形状及び配置関係も概略的なものである。すなわち、本発明は、この実施の形態に限られるものではない。
例えば、低担持領域の分布を、正極を構成する集電体に平行する限りの２次元的な分布とするのみならず、低担持領域の中で活物質層の厚さを異ならせた３次元的な分布とすることもできる。
また、例えば、正極の構成のみが従来の電池とは異なる例のみならず、負極の構成と併せて正極の構成を選定することも可能であるなど、本発明は、種々の変形及び変更をなされうる。
【図面の簡単な説明】
【０１４４】
【図１】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係る電池の一例の構成を示す、一部切開した概略斜視図と、概略断面図である。
【図２】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係る電池の一例の構成における、正極の構造の例を示す概略上面図である。
【図３】Ａ〜Ｃ  それぞれ、本発明に係る電池の一例の構成における、正極の構造の例を示す概略断面図である。
【図４】本発明に係る電池の他の例の構成を示す、一部切開した概略斜視図である。
【図５】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係る電池の他の例における、電極の形状の例を示した模式図である。
【図６】本発明に係る電池の他の例の構成を示す、一部切開した概略斜視図である。
【図７】本発明に係る電池の他の例の構成を示す、一部切開した概略斜視図である。
【図８】Ａ，Ｂ  それぞれ、本発明に係る電池の他の例の構成における、正極の構造の例を示す概略上面図である。
【符号の説明】
【０１４５】
１・・・電池、２・・・外装部材、３・・・巻回体、４・・・外装部材、５・・・リード、６・・・リード、７・・・セパレータ、８・・・セパレータ、９・・・正極、１０・・・負極、１１・・・正極集電体、１１ａ・・・第１主面（内面）１１ｂ・・・第２主面（外面）、１２・・第１正極活物質層、１２ａ・・・低担持領域、１２ｂ・・・無担持領域、１３・・・第２正極活物質層、１４・・・負極集電体、１４ａ・・・第１主面（内面）、１４ｂ・・・第２主面（外面）、１５・・・第１負極活物質層、１６・・・第２負極活物質層、２１・・・電池、２２・・・電池缶、２３・・・巻回体、２３ａ・・・屈曲体、２５・・・電池蓋、２７・・・セパレータ、２８・・・セパレータ、２９・・・正極、３０・・・負極、３１・・・正極集電体、３１ａ・・・第１主面、３１ｂ・・・第２主面、３２・・・第１正極活物質層、３３・・・第２正極活物質層、３４・・・負極集電体、３５・・・第１負極活物質層、３６・・・第２負極活物質層、３７・・・正極リード、３８・・・安全弁機構、３９・・・熱感抵抗素子、４０・・・絶縁板
【図１】
0005194362.tif 000009
【図２】
0005194362.tif 000010
【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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