(57)【要約】  本発明の一実施形態の目的は、ニッケル含有量の高い層状構造のリチウムニッケル複合酸化物およびポリエチレンテレフタレートセパレータを含み、安全性の高いリチウムイオン二次電池を提供することにある。本発明の第１のリチウムイオン二次電池は、リチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極合剤層と絶縁層とを有する正極、およびポリエチレンテレフタレートを含むセパレータを有することを特徴とする。
2018139524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極合剤層と絶縁層とを有する正極、およびポリエチレンテレフタレートを含むセパレータを有する、リチウムイオン二次電池。
【請求項２】
前記リチウムニッケル複合酸化物が、下式で表される、請求項１に記載のリチウムイオン二次電池。
ＬｉｙＮｉ（１−ｘ）ＭｘＯ２
（但し、０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦１．２、ＭはＣｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素である。）
【請求項３】
前記絶縁層が、絶縁性フィラーと、結着剤とを含み、前記絶縁層中の前記絶縁性フィラーの割合が、８０重量％以上であり、前記絶縁層中の前記結着剤の割合が、２０重量％以下である、請求項１または２に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項４】
前記結着剤が、フッ素または塩素を含有するポリオレフィンである、請求項３に記載のリチウムイオン二次電池。
【請求項５】
前記絶縁層の空孔率が、２０％以上である、請求項１〜４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６】
前記セパレータが、単層ポリエチレンテレフタレートセパレータである、請求項１〜５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】
前記正極合剤層がアルカリ成分を含む、請求項１〜６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】
請求項１〜７のいずれか１項に記載のリチウムイオン二次電池を搭載した車両。
【請求項９】
正極と負極とをセパレータを介して積層して電極素子を製造する工程と、
前記電極素子と電解液とを外装体に封入する工程と、
を含み、
前記正極が、リチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極合剤層と絶縁層とを有し、
前記セパレータが、ポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする、リチウムイオン二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン二次電池、リチウムイオン二次電池の製造方法およびリチウムイオン二次電池を搭載した車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、様々な用途に使用されるようになっており、従来よりもエネルギー密度の高い電池の要求がある。電池のエネルギー密度を高めるために、高い放電容量を示す正極活物質が検討されている。近年、高エネルギー密度の正極活物質として、リチウムニッケル複合酸化物が多く用いられている。また、電池のエネルギー密度を向上させるため、よりニッケル含有量の高いリチウムニッケル複合酸化物を正極活物質に使用した電池が望まれている。一方で、ニッケル含有量の高いリチウムニッケル複合酸化物は、熱暴走を容易に引き起こすという欠点もある。電池の安全性の改善のために、電極間の絶縁性を高めることが重要となっており、セパレータや絶縁層について改良検討がされている。【０００３】
特許文献１には、ＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２を正極活物質に使用した電池が記載されている。この電池には、酸化アルミニウムを配合した絶縁層が正極合剤層上に設けられ、さらに正極負極間にポリエチレン製のセパレータが設けられている。特許文献２には、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２およびＬｉＣｏＯ２を正極活物質に使用した電池が記載されている。この電池には、ベーマイトおよびシャットダウン機能を与えるポリエチレン微粒子を配合した絶縁層が負極合剤層上に設けられ、正極負極間にポリウレタン製微多孔膜が設けられている。しかしながら、これらの文献に記載されている電池は、ニッケル含有量が低いリチウムニッケル複合酸化物を正極活物質に用いている。このため、エネルギー密度において不十分である。また、よりニッケル含有量の高いリチウムニッケル複合酸化物を正極活物質に使用した場合、異常時に電池内の温度が高温になるため、１６０℃以下と低い融点を有するポリエチレンやポリウレタンを用いたセパレータでは安全性を確保できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２１１１３号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／１３６４２６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ニッケル含有量の高いリチウムニッケル複合酸化物に適したセパレータについて鋭意検討した結果、本発明者らは、ポリエチレンテレフタレートが適していることを見出した。ポリエチレンテレフタレートは、上述したポリエチレンやポリウレタンならびにポリブチレンテレフタレートなどその他のポリエステルと比較して高いガラス転移温度（７５℃）および融点（２５０℃〜２６４℃）を有し、耐熱性に優れる。このため、電池の安全性を改善できる。一方で、ポリイミドやポリアミドなどの更に耐熱性が高い素材は、融点がなく加工性に劣る。リチウムイオン二次電池のセパレータは、エネルギー密度や携帯性を目的に、３０μｍ以下程度に薄型化されることが要求される。ポリエチレンテレフタレートは、静電気を生じない熱溶断が可能であり、薄型化に適している。加えて、ポリエチレンテレフタレートは、一般にポリイミドやポリアミドに比べて安価であり、製造コスト面で有利である。【０００６】
しかしながら、ポリエチレンテレフタレートは、その他の材料と比較して耐酸化性および耐アルカリ性に劣るため劣化し易いという問題点があった。特に、ニッケル含有量の高い層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を使用する電池が過充電状態となった場合に、ポリエチレンテレフタレートを含むセパレータは劣化し易かった。このため、長期間使用した後には、ポリエチレンテレフタレートを含むセパレータとニッケル含有量の高い層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極とを使用する電池は、依然として安全性に問題があった。【０００７】
本発明の一実施形態の目的は、上述した課題を鑑み、ニッケル含有量の高い層状構造のリチウムニッケル複合酸化物およびポリエチレンテレフタレートセパレータを含み、安全性の高い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】
【０００８】
本発明の第１のリチウムイオン二次電池は、リチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極合剤層と絶縁層とを有する正極、およびポリエチレンテレフタレートを含むセパレータを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の一実施形態によれば、ニッケル含有量の高い層状構造のリチウムニッケル複合酸化物およびポリエチレンテレフタレートセパレータを使用した、安全性の高いリチウムイオン二次電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】フィルム外装電池の基本的構造を示す分解斜視図である。
【図２】図１の電池の断面を模式的に示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本実施形態のリチウムイオン二次電池の一例を構成要素ごとに説明する。
【００１２】
［セパレータ］
本実施形態のリチウムイオン二次電池は正極と負極の間にポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むセパレータを有する。ポリエチレンテレフタレートを含むセパレータをポリエチレンテレフタレートセパレータ、またはＰＥＴセパレータとも記載する。セパレータは、単層構造であっても積層構造であってもよい。積層構造の場合、セパレータは、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含むポリエチレンテレフタレート層を含む。ポリエチレンテレフタレート層は、正極側に配置され、正極と接していることが好ましい。ポリエチレンテレフタレートセパレータには、無機粒子など添加剤やその他の樹脂素材を含んでもよい。ポリエチレンテレフタレートセパレータまたはポリエチレンテレフタレート層におけるポリエチレンテレフタレートの含有量は、好ましくは５０重量％以上であり、より好ましくは７０重量％以上であり、１００重量％であってもよい。
【００１３】
セパレータが積層構造である場合、ポリエチレンテレフタレート層以外の層に用いられる素材としては、特に限定されないが、例えば、ポリブチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等のポリエチレンテレフタレート以外のポリエステル、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリパラフェニレンテレフタルアミドおよびコポリパラフェニレン−３，４’−オキシジフェニレンテレフタルアミド等の芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリイミド、ポリアミドイミド、セルロース等が挙げられる。セパレータが、無機粒子を主材とする無機粒子層を有してもよい。
【００１４】
本実施形態ではポリエチレンテレフタレートの欠点である酸化およびアルカリによる劣化を改善できる。このため、耐熱性および加工性に優れる単層ポリエチレンテレフタレートセパレータが好ましい。
【００１５】
セパレータは、例えば、織布や不織布といった繊維集合体および微多孔膜など、任意の形態を採用することができる。織布や不織布は、素材や繊維径などにおいて異なる複数の繊維を含んでもよい。また、織布や不織布は、複数の素材を含む複合繊維を含んでもよい。このような複合繊維の形態としては、芯鞘型、海島型、サイドバイサイド型などが挙げられる。
【００１６】
セパレータに使用する微多孔膜の空孔率および不織布の空孔率（空隙率）はリチウムイオン二次電池の特性に応じて適宜設定してよい。電池の良好なレート特性を得るために、セパレータの空孔率は、３５％以上であることが好ましく、４０％以上であることがより好ましい。また、セパレータの強度を高めるため、セパレータの空孔率は、８０％以下であることが好ましく、７０％以下であることがより好ましい。
【００１７】
なお、空孔率は、ＪＩＳ  Ｐ  ８１１８に準じて嵩密度を測定し、下式により計算することができる：
空孔率（％）＝［１−（嵩密度ρ（ｇ／ｃｍ３）／材料の理論密度ρ０（ｇ／ｃｍ３））］×１００
【００１８】
その他の測定方法としては、電子顕微鏡による直接観察法、水銀ポロシメータによる圧入法なども挙げられる。
【００１９】
微多孔膜の孔径は、好ましくは１μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以下、更に好ましくは０．１μｍ以下である。また荷電体の透過のため、微多孔膜の孔径は、好ましくは０．００５μｍ以上、より好ましくは０．０１μｍ以上である。
【００２０】
セパレータの厚みは大きい方が、絶縁性や強度を維持する点において好ましい。一方で電池のエネルギー密度を高めるためには、セパレータは薄い方がよい。本実施形態において短絡防止や耐熱性を与えるためにセパレータは好ましくは３μｍ以上、より好ましくは５μｍ以上、更に好ましくは８μｍ以上の厚みを有する。通常要求されるエネルギー密度など電池の仕様に対応するため厚みは、好ましくは４０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは２５μｍ以下である。
【００２１】
［正極］
正極は、集電体と、集電体上に設けられた、層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極活物質および結着剤を含む正極合剤層と、絶縁層とを備える。正極に絶縁層が設けられることにより、セパレータと層状構造のリチウムニッケル複合酸化物が接触しなくなるので、セパレータの劣化を抑制できる。
【００２２】
正極の高エネルギー密度化のため、正極活物質は、リチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む。層状構造のリチウムニッケル複合酸化物におけるリチウム以外の金属中のニッケル比率は、好ましくは７０ｍｏｌ％以上、より好ましくは８０ｍｏｌ％以上である。
【００２３】
好ましい層状構造のリチウムニッケル複合酸化物としては、下式（１）で表されるものが挙げられる。
【００２４】
ＬｉｙＮｉ（１−ｘ）ＭｘＯ２    ・・・（１）
（但し、０≦ｘ≦０．４、０＜ｙ≦１．２、ＭはＣｏ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｔｉ及びＢからなる群より選ばれる少なくとも１種の元素である。）
【００２５】
式（１）で表される化合物としては、Ｎｉの含有量が高いこと、すなわち式（１）において、ｘが０．３以下がより好ましく、０．２以下が特に好ましい。このような化合物としては、例えば、ＬｉαＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０＜α≦１．２好ましくは１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．６、γ≦０．２）、ＬｉαＮｉβＣｏγＡｌδＯ２（０＜α≦１．２好ましくは１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、β≧０．６好ましくはβ≧０．７、γ≦０．２）などが挙げられ、特に、ＬｉＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０．７５≦β≦０．８５、０．０５≦γ≦０．１５、０．１０≦δ≦０．２０）が挙げられる。より具体的には、例えば、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．０５Ｍｎ０．１５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ｍｎ０．１Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．１Ａｌ０．１Ｏ２等を好ましく用いることができる。
【００２６】
上述したリチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物とともに、その他の正極活物質を使用してもよい。その他の正極活物質としては、ＬｉＭｎＯ２；ＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ＜２）等の層状構造またはスピネル構造を有するマンガン酸リチウム；ＬｉＣｏＯ２またはこれらの遷移金属の一部を他の金属で置き換えたもの；これらのリチウム遷移金属酸化物において化学量論組成よりもＬｉを過剰にしたもの；及びＬｉＦｅＰＯ４などのオリビン構造を有するもの等が挙げられる。さらに、これらの金属酸化物をＡｌ、Ｆｅ、Ｐ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ等により一部置換した材料も使用することができる。
【００２７】
また、上述したリチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物とともに、リチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％未満である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を使用してもよい。例えば、特定の遷移金属が半数を超えない化合物を使用できる。このような化合物としては、ＬｉαＮｉβＣｏγＭｎδＯ２（０＜α≦１．２好ましくは１≦α≦１．２、β＋γ＋δ＝１、０．２≦β≦０．５、０．１≦γ≦０．４、０．１≦δ≦０．４）が挙げられる。より具体的には、ＬｉＮｉ０．４Ｃｏ０．３Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ４３３と略記）、ＬｉＮｉ１／３Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｏ２、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３Ｏ２（ＮＣＭ５２３と略記）、ＬｉＮｉ０．５Ｃｏ０．３Ｍｎ０．２Ｏ２（ＮＣＭ５３２と略記）など（但し、これらの化合物においてそれぞれの遷移金属の含有量が１０％程度変動したものも含む）を挙げることができる。
【００２８】
正極活物質の総量におけるリチウム以外の金属中のニッケル比率が６０ｍｏｌ％以上である層状構造のリチウムニッケル複合酸化物の比率は、好ましくは５０重量％以上、より好ましくは７０重量％以上であり、１００重量％であってもよい。
【００２９】
正極用結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリイミド、ポリアミドイミド等を用いることができる。前記のもの以外にも、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。ＳＢＲ系エマルジョンのような水系の結着剤を用いる場合、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤を用いることもできる。上記の正極用結着剤は、混合して用いることもできる。
【００３０】
使用する結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、活物質１００重量部に対して、０．５〜２０重量部が好ましい。
【００３１】
正極合剤層には、インピーダンスを低下させる目的で、導電補助材を添加してもよい。導電補助材としては、鱗片状、煤状、線維状の炭素質微粒子等、例えば、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック、気相法炭素繊維等が挙げられる。
【００３２】
正極集電体としては、電気化学的な安定性から、アルミニウム、ニッケル、銅、銀、およびそれらの合金が好ましい。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。特に、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄・ニッケル・クロム・モリブデン系のステンレスを用いた集電体が好ましい。
【００３３】
本実施形態においては、ポリエチレンテレフタレートセパレータの劣化を防止するために、正極に絶縁層を設ける。絶縁層は、好ましくは正極合剤層上に積層される。ポリエチレンテレフタレートセパレータは、絶縁層が設けられた正極と負極との間に配置される。
【００３４】
詳細なメカニズムは明らかではないが、ニッケル含有量の高い層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極を使用する電池において、以下の理由によりポリエチレンテレフタレートセパレータが劣化すると推測される。
【００３５】
ポリエチレンテレフタレートは、耐アルカリ性が低い。しかしながら、本実施形態で使用するリチウムニッケル複合酸化物などのニッケル含有量が高い活物質は、不純物として水酸化リチウム、炭酸リチウムおよび炭酸水素リチウムなどのアルカリ成分を多く含むため、アルカリによってポリエチレンテレフタレートが加水分解される。加えて、アルカリ性の雰囲気下において、物質の酸化還元電位は通常低下するため、酸化され易くなる。このような状態で高電位正極と接触した場合、耐酸化性の低いポリエチレンテレフタレートは容易に酸化され得る。
【００３６】
このようにニッケルの含有量が高いリチウムニッケル複合酸化物によりもたらされるアルカリによる劣化と、アルカリ性の雰囲気下での酸化による劣化が合わさり、ポリエチレンテレフタレートの劣化が促進されると考えられる。これに対して、本実施形態においては、正極合剤層上に絶縁層があるので、正極活物質とセパレータとが接触しない。従って、ポリエチレンテレフタレートセパレータの劣化を抑制できる。
【００３７】
ポリエチレンテレフタレートなど酸化耐性とアルカリ耐性が共に低い素材を含むセパレータを使用する場合、劣化を防止するために、洗浄や化学反応などの処理によりアルカリ性物質を除去する必要がある。しかしながら、本実施形態においては、そのような前処理をせずともセパレータの劣化を防止することができる。
【００３８】
セパレータに絶縁層を設置することでもセパレータと正極との接触を防止できるが、本実施形態においては正極に絶縁層を設置する。正極への絶縁層の設置は、絶縁層の収縮を防止する点においても有効である。耐熱性の低い樹脂素材は、高温下で熱収縮する。絶縁層で被覆されている基材が熱収縮すると、基材とともに絶縁層も収縮し、絶縁不良を誘発する。これに対して、正極は熱収縮しないので、高温時においても絶縁層の機能を維持できる。ポリエチレンテレフタレートは耐熱性の高い材料ではあるが、温度によっては溶融や熱収縮する恐れがある。熱収縮する可能性があるセパレータよりも正極に絶縁層を設置することにより、安全性を高めることができる。
【００３９】
絶縁層は、絶縁性フィラーと、絶縁性フィラーを結着する結着剤とを含む。本実施形態において、絶縁層はニッケル含有量が高い層状構造のリチウムニッケル複合酸化物を含む正極に設置されるので、これらは、耐酸化性を有するものが好ましい。
【００４０】
絶縁性フィラーとしては、例えば、金属の酸化物や窒化物、具体的には、酸化アルミニウム（アルミナ）、酸化ケイ素（シリカ）、酸化チタン（チタニア）、酸化ジルコニウム（ジルコニア）、酸化マグネシウム（マグネシア）、酸化亜鉛、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、窒化アルミニウム、窒化ケイ素等の無機粒子、およびシリコーンゴム等の有機粒子が挙げられる。有機粒子に比べ、無機粒子が耐酸化性を有するため、本実施形態においては好ましい。
【００４１】
結着剤についても、耐酸化性に優れるものが好ましく、分子軌道計算で得られるＨＯＭＯの値が小さいものの方が好ましい。フッ素や塩素などハロゲンを含有するポリマーが耐酸化性に優れるため本実施形態において使用される結着剤に適している。より具体的には、このような結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリヘキサフルオロプロピレン（ＰＨＦＰ）、ポリ三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリパーフルオロアルコキシフルオロエチレンなどのフッ素または塩素を含有するポリオレフィンが挙げられる。
【００４２】
この他にも電極合剤層に一般的に用いられる結着剤を使用してもよい。
【００４３】
後述する絶縁層形成用塗料に水系の溶媒（結着剤の分散媒として水または水を主成分とする混合溶媒を用いた溶液）を使用する場合には、水系の溶媒に分散または溶解するポリマーを結着剤に用いることができる。水系溶媒に分散または溶解するポリマーとしては、例えば、アクリル系樹脂が挙げられる。アクリル系樹脂としては、アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、メチルメタアクリレート、エチルヘキシルアクリレート、ブチルアクリレート等のモノマーを１種類で重合した単独重合体が好ましく用いられる。また、アクリル系樹脂は、２種以上の上記モノマーを重合した共重合体であってもよい。さらに、上記単独重合体及び共重合体の２種類以上を混合したものであってもよい。上述したアクリル系樹脂のほかに、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリエチレン（ＰＥ）等のポリオレフィン系樹脂、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等を用いることができる。これらの中でも、本実施形態においては耐酸化性の高いポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）が好ましい。これらポリマーは、１種のみを単独で、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。結着剤の形態は特に制限されず、粒子状（粉末状）のものをそのまま用いてもよく、溶液状あるいはエマルジョン状に調製したものを用いてもよい。２種以上の結着剤を、それぞれ異なる形態で用いてもよい。
【００４４】
絶縁層は、上述した絶縁性フィラーおよび結着剤以外の材料を必要に応じて含有することができる。そのような材料の例として、後述する絶縁層形成用塗料の増粘剤として機能し得る各種のポリマー材料が挙げられる。特に水系溶媒を使用する場合、上記増粘剤として機能するポリマーを含有することが好ましい。該増粘剤として機能するポリマーとしてはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）やメチルセルロース（ＭＣ）が好ましく用いられる。
【００４５】
絶縁層中の絶縁性フィラーの割合は、好ましくは８０重量％以上であり、より好ましくは９０重量％以上である。絶縁層中の絶縁性フィラーの割合は、好ましくは９９重量％以下であり、より好ましくは９７重量％以下である。また、絶縁層中の結着剤の割合は、好ましくは０．１重量％以上、より好ましくは１重量％以上である。絶縁層中の結着剤の割合は、好ましくは２０重量％以下であり、より好ましくは１０重量％以下である。上記結着剤の割合が少なすぎると、絶縁層自体の強度（保形性）が低下して、ヒビや剥落等の不具合が生じることがある。上記結着剤の割合が多すぎると、絶縁層の粒子間の隙間が不足し、絶縁層のイオン透過性が低下する場合がある。絶縁層と結着剤の比率を上記範囲内とすることで適切な空孔率を得ることができる。
【００４６】
絶縁性フィラー及び結着剤以外の絶縁層形成成分、例えば増粘剤を含有する場合は、該増粘剤の含有割合をおよそ１０重量％以下とすることが好ましく、およそ５重量％以下が好ましく、２重量％以下（例えばおよそ０．５重量％〜１重量％）とすることが好ましい。
【００４７】
絶縁層の空孔率（空隙率）（見かけ体積に対する空孔体積の割合）は、イオンの伝導性を維持するために、好ましくは２０％以上、更に好ましくは３０％以上確保する。しかしながら、空孔率が高すぎると絶縁層の摩擦や衝撃などによる脱落や亀裂が生じることから、８０％以下が好ましく、７０％以下であれば更に好ましい。
【００４８】
なお、空孔率は、絶縁層の単位面積当たりの重量、絶縁層を構成する材料の比率と真比重および塗工厚みから、理論密度と見掛けの密度を計算することにより求められる。
【００４９】
次に、絶縁層の形成方法について説明する。絶縁層を形成するための材料としては、絶縁性フィラー、結着剤および溶媒を混合分散したペースト状（スラリー状またはインク状を含む。）のものが用いられる。この絶縁層を形成するペースト状材料を絶縁層形成用塗料とも記載する。
【００５０】
絶縁層形成用塗料に用いられる溶媒としては、水または水を主体とする混合溶媒が挙げられる。かかる混合溶媒を構成する水以外の溶媒としては、水と均一に混合し得る有機溶媒（低級アルコール、低級ケトン等）の１種または２種以上を適宜選択して用いることができる。あるいは、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ピロリドン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン、トルエン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の有機系溶媒またはこれらの２種以上の組み合わせであってもよい。絶縁層形成用塗料における溶媒の含有率は特に限定されないが、塗料全体の３０〜９０重量％、特には５０〜７０重量％程度が好ましい。
【００５１】
上記絶縁性フィラー及び結着剤を溶媒に混合させる操作は、ボールミル、ホモディスパー、ディスパーミル（登録商標）、クレアミックス（登録商標）、フィルミックス（登録商標）、超音波分散機などの適当な混練機を用いて行うことができる。
【００５２】
絶縁層形成用塗料を塗布する操作には、従来の一般的な塗布手段を使用することができる。例えば、適当な塗布装置（グラビアコーター、スリットコーター、ダイコーター、コンマコーター、ディップコート等）を使用して、所定量の絶縁層形成用塗料を均一な厚さにコーティングすることにより塗布され得る。
【００５３】
その後、適当な乾燥手段で塗布物を乾燥（典型的にはセパレータの融点よりも低い温度、例えば１４０℃以下、例えば３０〜１１０℃）することによって、絶縁層形成用塗料中の溶媒を除去するとよい。
【００５４】
本実施形態に係る正極は、正極活物質、結着剤及び溶媒を含むスラリーを調製し、これを正極集電体上に塗布し、正極合剤層を形成し、さらに絶縁層形成用塗料を正極合剤層上に塗布し、絶縁層を形成することにより作製できる。
【００５５】
［負極］
負極は、集電体と、集電体上に設けられた、負極活物質および結着剤を含む負極合剤層とを備える。
【００５６】
負極活物質としては、充放電に伴いリチウムイオンを可逆的に受容、放出可能な材料であれば特に限定されない。具体的には、金属、金属酸化物、炭素などを挙げることができる。
【００５７】
金属としては、例えば、Ｌｉ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａ、またはこれらの２種以上の合金等が挙げられる。また、これらの金属又は合金は２種以上混合して用いてもよい。また、これらの金属又は合金は１種以上の非金属元素を含んでもよい。
【００５８】
金属酸化物としては、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウム、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化リチウム、またはこれらの複合物等が挙げられる。本実施形態では、金属酸化物の負極活物質として酸化スズもしくは酸化シリコンを含むことが好ましく、酸化シリコンを含むことがより好ましい。これは、酸化シリコンが、比較的安定で他の化合物との反応を引き起こしにくいからである。酸化シリコンとしては、組成式ＳｉＯｘ（ただし、０＜ｘ≦２）で表されるものが好ましい。また、金属酸化物に、窒素、ホウ素および硫黄の中から選ばれる１種または２種以上の元素を、例えば０．１〜５重量％添加することもできる。こうすることで、金属酸化物の電気伝導性を向上させることができる。
【００５９】
炭素としては、例えば、黒鉛、非晶質炭素、グラフェン、ダイヤモンド状炭素、カーボンナノチューブ、またはこれらの複合物等が挙げられる。ここで、結晶性の高い黒鉛は、電気伝導性が高く、銅などの金属からなる負極集電体との接着性および電圧平坦性が優れている。一方、結晶性の低い非晶質炭素は、体積膨張が比較的小さいため、負極全体の体積膨張を緩和する効果が高く、かつ結晶粒界や欠陥といった不均一性に起因する劣化が起きにくい。
【００６０】
負極結着剤としては、特に制限されるものではないが、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポリイミド、ポリアミドイミド等を用いることができる。また、前記の複数の樹脂からなる混合物や、共重合体、さらにその架橋体であるスチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）等が挙げられる。さらに、ＳＢＲ系エマルジョンのような水系の結着剤を用いる場合、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の増粘剤を用いることもできる。
【００６１】
使用する結着剤の量は、トレードオフの関係にある「十分な結着力」と「高エネルギー化」の観点から、活物質１００重量部に対して、０．５〜２０重量部が好ましい。
【００６２】
負極は、導電性を向上させる観点から、グラファイト、カーボンブラック、アセチレンブラック等の炭素質微粒子等の導電補助材を含んでよい。
【００６３】
負極集電体としては、電気化学的な安定性から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス、クロム、銅、銀、およびそれらの合金を使用できる。その形状としては、箔、平板状、メッシュ状が挙げられる。
【００６４】
本実施形態に係る負極は、例えば、負極活物質、導電補助材、結着剤及び溶媒を含むスラリーを調製し、これを負極集電体上に塗布し、負極合剤層を形成することにより作製できる。
【００６５】
［電解液］
電解液は、非水溶媒と、支持塩を含む。非水溶媒としては、特に限定されるものではないが、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）等の環状カーボネート類；ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の鎖状カーボネート類；プロピレンカーボネート誘導体；ギ酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸エチル等の脂肪族カルボン酸エステル類；ジエチルエーテル、エチルプロピルエーテル等のエーテル類；リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリプロピル、リン酸トリオクチル、リン酸トリフェニル等のリン酸エステル類等の非プロトン性有機溶媒、及び、これらの化合物の水素原子の少なくとも一部をフッ素原子で置換したフッ素化非プロトン性有機溶媒等が挙げられる。
【００６６】
これらの中でも、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等の環状または鎖状カーボネート類を含むことが好ましい。
【００６７】
非水溶媒は、１種を単独で、または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００６８】
支持塩は、Ｌｉを含有すること以外は特に限定されない。支持塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０等が挙げられる。また、支持塩としては、他にも、低級脂肪族カルボン酸リチウム、クロロボランリチウム、四フェニルホウ酸リチウム、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＣｌ等が挙げられる。支持塩は、１種を単独で、又は２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００６９】
支持塩の電解液中の濃度は、０．５〜１．５ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。支持塩の濃度をこの範囲とすることにより、密度や粘度、電気伝導率等を適切な範囲に調整し易くなる。
【００７０】
電解液は、さらに添加剤を含むことができる。添加剤としては特に限定されるものではないが、ハロゲン化環状カーボネート、不飽和環状カーボネート、及び、環状または鎖状ジスルホン酸エステル等が挙げられる。これらの化合物を添加することにより、サイクル特性等の電池特性を改善することができる。これは、これらの添加剤がリチウムイオン二次電池の充放電時に分解して電極活物質の表面に皮膜を形成し、電解液や支持塩の分解を抑制するためと推定される。
【００７１】
［リチウムイオン二次電池の構造］
本実施形態のリチウムイオン二次電池は、例えば、図１および図２のような構造を有する。このリチウムイオン二次電池は、電池要素２０と、それを電解質と一緒に収容するフィルム外装体１０と、正極タブ５１および負極タブ５２（以下、これらを単に「電極タブ」ともいう）とを備えている。
【００７２】
電池要素２０は、図２に示すように、複数の正極３０と複数の負極４０とがセパレータ２５を間に挟んで交互に積層されたものである。正極３０は、金属箔３１の両面に電極材料３２が塗布されており、負極４０も、同様に、金属箔４１の両面に電極材料４２が塗布されている。なお、本実施形態は、必ずしも積層型の電池に限らず捲回型などの電池にも適用しうる。
【００７３】
リチウムイオン二次電池は図１および図２のように電極タブが外装体の片側に引き出された構成であってもよいが、リチウムイオン二次電池は電極タブが外装体の両側に引き出されたものであってもいい。詳細な図示は省略するが、正極および負極の金属箔は、それぞれ、外周の一部に延長部を有している。負極金属箔の延長部は一つに集められて負極タブ５２と接続され、正極金属箔の延長部は一つに集められて正極タブ５１と接続される（図２参照）。このように延長部どうし積層方向に１つに集めた部分は「集電部」などとも呼ばれる。
【００７４】
フィルム外装体１０は、この例では、２枚のフィルム１０−１、１０−２で構成されている。フィルム１０−１、１０−２どうしは電池要素２０の周辺部で互いに熱融着されて密閉される。図１では、このように密閉されたフィルム外装体１０の１つの短辺から、正極タブ５１および負極タブ５２が同じ方向に引き出されている。
【００７５】
当然ながら、異なる２辺から電極タブがそれぞれ引き出されていてもよい。また、フィルムの構成に関し、図１、図２では、一方のフィルム１０−１にカップ部が形成されるとともに他方のフィルム１０−２にはカップ部が形成されていない例が示されているが、この他にも、両方のフィルムにカップ部を形成する構成（不図示）や、両方ともカップ部を形成しない構成（不図示）なども採用しうる。
【００７６】
［リチウムイオン二次電池の製造方法］
本実施形態によるリチウムイオン二次電池は、通常の方法に従って作製することができる。積層ラミネート型のリチウムイオン二次電池を例に、リチウムイオン二次電池の製造方法の一例を説明する。まず、乾燥空気または不活性雰囲気において、正極および負極を、セパレータを介して対向配置して、電極素子を形成する。次に、この電極素子を外装体（容器）に収容し、電解液を注入して電極に電解液を含浸させる。その後、外装体の開口部を封止してリチウムイオン二次電池を完成する。
【００７７】
［組電池］
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池を複数組み合わせて組電池とすることができる。組電池は、例えば、本実施形態に係るリチウムイオン二次電池を２つ以上用い、直列、並列又はその両方で接続した構成とすることができる。直列および／または並列接続することで容量および電圧を自由に調節することが可能になる。組電池が備えるリチウムイオン二次電池の個数については、電池容量や出力に応じて適宜設定することができる。
【００７８】
［車両］
本実施形態に係るリチウムイオン二次電池またはその組電池は、車両に用いることができる。本実施形態に係る車両としては、ハイブリッド車、燃料電池車、電気自動車（いずれも四輪車（乗用車、トラック、バス等の商用車、軽自動車等）のほか、二輪車（バイク）や三輪車を含む）が挙げられる。なお、本実施形態に係る車両は自動車に限定されるわけではなく、他の車両、例えば電車等の移動体の各種電源として用いることもできる。
【実施例】
【００７９】
＜実施例１＞
本実施例の電池の作製について説明する。
（正極）
正極活物質としてのリチウムニッケル複合酸化物（ＬｉＮｉ０．８０Ｍｎ０．１５Ｃｏ０．０５Ｏ２）、導電補助材としてのカーボンブラック、結着剤としてのポリフッ化ビニリデンを、９０：５：５の重量比で計量し、それらをＮ−メチルピロリドンを用いて混練し、正極スラリーとした。調製した正極スラリーを、集電体としての厚み２０μｍのアルミニウム箔に塗布し乾燥し、さらにプレスすることで正極を得た。【００８０】
（絶縁層スラリー作製）
次にアルミナ（平均粒径１．０μｍ）と結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を、９０：１０の重量比で計量し、それらをＮ−メチルピロリドンを用いて混練し、絶縁層スラリーとした。【００８１】
（正極への絶縁層コート）
作製した絶縁層スラリーを正極上にダイコーターで塗布し乾燥し、さらにプレスすることで絶縁層がコートされた正極を得た。断面を電子顕微鏡で観察したところ、絶縁層の平均厚みは５μｍであった。絶縁層の平均厚みと、絶縁層を構成する各材料の真密度と組成比から算出した絶縁層の空孔率を表１に記す。【００８２】
（負極）
炭素材としての人造黒鉛粒子（平均粒径８μｍ）と、導電補助材としてのカーボンブラック、結着剤としてのスチレン−ブタジエン共重合ゴム：カルボキシメチルセルロースの重量比１対１混合物を、９７：１：２の重量比で計量し、それらを蒸留水を用いて混練し、負極スラリーとした。調製した負極スラリーを、集電体としての厚み１５μｍの銅箔に塗布し乾燥し、さらにプレスすることで負極を得た。【００８３】
（二次電池の組み立て）
作製した正極および負極を、セパレータを介して重ね合わせて電極積層体を作製した。セパレータには単層のＰＥＴ不織布を用いた。このＰＥＴ不織布の、厚みは１５μｍ、空孔率は５５％であった。ここで、電極積層体の初回放電容量が１００ｍＡｈになるように積層数を調整した。次に、正極及び負極それぞれの集電部分を束ねて、アルミニウム端子、ニッケル端子を溶接し、電極素子を作製した。電極素子をラミネートフィルムで外装し、ラミネートフィルム内部に電解液を注入した。【００８４】
その後、ラミネートフィルム内部を減圧しながらラミネートフィルムを熱融着して封止した。これにより平板型の初回充電前の二次電池を複数個、作製した。ラミネートフィルムにはアルミニウムを蒸着したポリプロピレンフィルムを用いた。電解液には、電解質として１．０ｍｏｌ／ｌのＬｉＰＦ６と、非水溶媒としてエチレンカーボネートとジエチルカーボネートの混合溶媒（７：３（体積比））を含む溶液を用いた。【００８５】
［二次電池の評価］
（レート特性）
作製した二次電池を４．２Ｖまで充電後、１Ｃ（＝１００ｍＡ）で２．５Ｖまで放電し、１Ｃ放電容量を計測した。次に、再度４．２Ｖまで充電後、０．２Ｃ（＝２０ｍＡ）で２．５Ｖまで放電し、０．２Ｃ放電容量を計測した。これらの値から、レート特性（＝０．２Ｃ放電容量／１Ｃ放電容量）を算出した。結果を表１に記す。【００８６】
（高温試験）
作製した二次電池を、４．２Ｖまで充電後、１６０℃の恒温槽で３０分放置したが、電池の破裂や、発煙は無かった。この場合の判定は○、発煙または発火した場合は×と判定する。結果を表２に示す。【００８７】
（過充電によるセパレータの劣化）
作製した二次電池を、１Ｃで５Ｖまで充電し４週間放置したのち放電し解体したが、セパレータの正極側には、酸化劣化の兆候を示す変色などの異常は認められなかった。この場合の判定は○、着色などの異常が認められた場合は、×と判定する。結果を表２、３に示す。【００８８】
＜実施例２＞
絶縁層に用いる材料の比率を、重量比でアルミナ：ＰＶｄＦ＝９５：５とした以外は、実施例１と同じ条件で絶縁コート正極及び二次電池を作製した。絶縁層の空孔率、及び作製した電池のレート特性の結果を表１に示す。【００８９】
＜実施例３＞
絶縁層に用いる材料の比率を、重量比でアルミナ：ＰＶｄＦ＝９３：７とした以外は、実施例１と同じ条件で絶縁コート正極及び二次電池を作製した。絶縁層の空孔率、及び作製した電池のレート特性の結果を表１に示す。【００９０】
＜実施例４＞
絶縁層に用いる材料の比率を、重量比でアルミナ：ＰＶｄＦ＝８５：１５とした以外は、実施例１と同じ条件で絶縁コート正極及び二次電池を作製した。絶縁層の空孔率、及び作製した電池のレート特性の結果を表１に示す。【００９１】
＜実施例５＞
絶縁層に用いる材料の比率を、重量比でアルミナ：ＰＶｄＦ＝８０：２０とした以外は、実施例１と同じ条件で絶縁コート正極及び二次電池を作製した。絶縁層の空孔率、及び作製した電池のレート特性の結果を表１に示す。【００９２】
＜参考例１＞
絶縁層に用いる材料の比率を、重量比でアルミナ：ＰＶｄＦ＝７５：２５とした以外は、実施例１と同じ条件で絶縁コート正極及び二次電池を作製した。絶縁層の空孔率、及び作製した電池のレート特性の結果を表１に示す。【００９３】
＜参考例２＞
絶縁層に用いる材料の比率を、重量比でアルミナ：ＰＶｄＦ＝７０：３０とした以外は、実施例１と同じ条件で絶縁コート正極及び二次電池を作製した。絶縁層の空孔率、及び作製した電池のレート特性の結果を表１に示す。【００９４】
【表１】
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【００９５】
表１の結果からわかるように、絶縁層中のアルミナと結着剤であるＰＶｄＦの組成比に応じて、絶縁層の空孔率、及び電池のレート特性が変化している。実施例１〜５のように、ＰＶｄＦの濃度が２０％以内の範囲では、絶縁層の空孔率が５０％程度と良好な範囲に入っており、レート特性への影響はほとんどないことがわかる。中でも、ＰＶｄＦ１０％の場合が最も空孔率が高く、レート特性も良好であった。一方で、参考例１、２のように、ＰＶｄＦの濃度が２０％より高い場合、空孔率が著しく低下し、結果としてレート特性が下がっていることがわかる。これは、ＰＶｄＦが空隙を埋めてしまったためと考えられる。よって、以下の実験では、ＰＶｄＦの濃度を１０％に固定して行った。【００９６】
＜実施例６＞
絶縁層に用いる材料をアルミナからシリカに変更した以外は、実施例１と同じ条件で二次電池を作製し、評価を行った。結果を表２に示す。【００９７】
＜実施例７＞
（負極への絶縁層コート）
実施例１と同様の手順で作製した負極上に、作製した絶縁層スラリーをダイコーターで塗布し乾燥し、さらにプレスすることで絶縁層がコートされた負極を得た。断面を電子顕微鏡で観察したところ、絶縁層の平均厚みは７μｍであった。【００９８】
（二次電池の組み立て）
作製した絶縁コート負極を用いたこと以外は、実施例１と同様の手順で二次電池を作製し、高温試験及び過充電試験を行った。結果を表２に示す。【００９９】
＜比較例１＞
セパレータをＰＥＴからポリプロピレン（ＰＰ）に変更した以外は、実施例１と同じ条件で二次電池を作製し、評価を行った。結果を表２に示す。【０１００】
＜比較例２＞
絶縁層コート無しの正極を用いた以外は、実施例７と同じ条件で二次電池を作製し、評価を行った。すなわち、正極は絶縁層コート無し、負極は絶縁層コート有りである。結果を表２に示す。【０１０１】
＜比較例３＞
絶縁層コート無しの正極を用いた以外は、実施例１と同じ条件で二次電池を作製し、評価を行った。すなわち、正負極共に絶縁層コート無しである。結果を表２、３に示す。【０１０２】
＜比較例４＞
セパレータをＰＥＴからＰＰに変更した以外は、比較例３と同じ条件で二次電池を作製し、評価を行った。結果を表２に示す。【０１０３】
【表２】
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【０１０４】
表２からわかるように、実施例１、６、７では、高温試験・過充電試験共に良好な結果が得られている。これに対し、比較例２、３のように、セパレータにＰＥＴを用いて、正極に絶縁層をコートしていない場合は、過充電試験においてセパレータの劣化を示す変色が見られた。これは、アルカリ耐性及び酸化耐性の低いＰＥＴが、アルカリ濃度が高く、かつ電位の高い正極に触れたためと考えられる。また、比較例１、４のように、セパレータにアルカリ耐性、酸化耐性の高いＰＰを用いた場合では、上記のような過充電による変色は見れらなかったが、高温試験で発煙または発火が見られた。これはＰＰの耐熱性が低く、高温試験時にセパレータが収縮して正負極が接触してしまったためと考えられる。以上の結果から、正極に絶縁層をコートし、かつセパレータにＰＥＴを用いることで、良好な特性が得られたと言える。【０１０５】
＜実施例８＞
正極活物質をＬｉＮｉ０．８０Ｍｎ０．１５Ｃｏ０．０５Ｏ２からＬｉＮｉ０．６０Ｍｎ０．２０Ｃｏ０．２０Ｏ２に変更した以外は、実施例１と同じ条件で二次電池を作製し、過充電評価を行った。結果を表３に示す。【０１０６】
＜参考例３＞
正極活物質をＬｉＮｉ０．８０Ｍｎ０．１５Ｃｏ０．０５Ｏ２からＬｉＮｉ０．５０Ｍｎ０．３０Ｃｏ０．２０Ｏ２に変更した以外は、実施例１と同じ条件で二次電池を作製し、過充電評価を行った。結果を表３に示す。【０１０７】
＜比較例５＞
正極活物質をＬｉＮｉ０．８０Ｍｎ０．１５Ｃｏ０．０５Ｏ２からＬｉＮｉ０．６０Ｍｎ０．２０Ｃｏ０．２０Ｏ２に変更した以外は、比較例３と同じ条件で二次電池を作製し、過充電評価を行った。結果を表３に示す。【０１０８】
＜参考例４＞
正極活物質をＬｉＮｉ０．８０Ｍｎ０．１５Ｃｏ０．０５Ｏ２からＬｉＮｉ０．５０Ｍｎ０．３０Ｃｏ０．２０Ｏ２に変更した以外は、比較例３と同じ条件で二次電池を作製し、過充電評価を行った。結果を表３に示す。【０１０９】
【表３】
2018139524.tif 000005
【０１１０】
表３からわかるように、参考例３、４のように正極活物質におけるＬｉ以外の金属中のＮｉ比率が５０ｍｏｌ％以下の場合、正極上の絶縁層の有無に関わらず、過充電試験においてＰＥＴセパレータの変色などの劣化は見られなかった。これは、正極中に含まれるアルカリ成分が少ないためと考えられる。しかしながら、この材料はＮｉ比率が高い材料と比較してエネルギー密度が小さく、電池の高エネルギー密度化の観点で不利である。一方、比較例３、５のように、Ｎｉ比率が６０ｍｏｌ％以上の活物質を用いた場合、過充電試験においてＰＥＴセパレータの変色が見られた。これに対し、実施例１、８のように、正極上に絶縁層をコートした場合、Ｎｉ比率が６０ｍｏｌ％以上の活物質を用いても上記のセパレータの変色が見られなかった。以上の結果から、電池の高エネルギー密度化が期待できるＮｉ比率が６０ｍｏｌ％以上の正極活物質を用いた場合、正極に絶縁層をコートし、かつセパレータにＰＥＴを用いることで、良好な特性が得られたと言える。【０１１１】
この出願は、２０１７年１月２６日に出願された日本出願特願２０１７−０１１９４６を基礎とする優先権を主張し、その開示の全てをここに取り込む。【０１１２】
以上、実施形態及び実施例を参照して本願発明を説明したが、本願発明は上記実施形態及び実施例に限定されるものではない。本願発明の構成や詳細には、本願発明のスコープ内で当業者が理解し得る様々な変更をすることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１３】
本発明による電極およびこの電極を有する電池は、例えば、電源を必要とするあらゆる産業分野、ならびに電気的エネルギーの輸送、貯蔵および供給に関する産業分野において利用することができる。具体的には、携帯電話、ノートパソコン等のモバイル機器の電源；電気自動車、ハイブリッドカー、電動バイク、電動アシスト自転車等を含む電動車両、電車、衛星、潜水艦等の移動・輸送用媒体の電源；ＵＰＳ等のバックアップ電源；太陽光発電、風力発電等で発電した電力を貯める蓄電設備；等に、利用することができる。
【符号の説明】
【０１１４】
１０  フィルム外装体
２０  電池要素
２５  セパレータ
３０  正極
４０  負極
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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2018139524.tif 000009
2018139524.tif 000010
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