(57)【要約】【課題】  外部短絡時の安全性に優れた非水電解液電池を提供することを目的とする。【解決手段】  本発明の非水電解質電池は、外装材と、非水電解質と、正極層と、正極集電体と、正極集電体の一部が延出した正極タブと、一端が正極タブに接続され、他端が外装材の外に延出した正極リードと、リチウム吸蔵・放出電位が0.4V（vs Li/Li+）より貴である負極活物質を含む負極層と、負極集電体と、負極集電体の一部が延出した負極タブと、一端が負極タブに接続され、他端が外装材の外に延出した負極リードと、を具備し、正負極のタブおよびリードは、夫々、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形成され、正極タブの総断面積は、正極リードの最小断面積より大きく、負極タブの総断面積は、負極リードの最小断面積より大きいことを特徴とする。【選択図】  図１
2007328952.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材と、
前記外装材内に充填された非水電解質と、
前記外装材内に収納された正極層と、
前記正極層に坦持され、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形成された正極集電
体と、
前記正極集電体の一部が延出した正極タブと、
一端が前記正極タブに接続され、他端が前記外装材の外に延出した、アルミニウムもし
くはアルミニウム合金で形成された正極リードと、
前記外装材内に収納され、リチウム吸蔵・放出電位が0.4V（vs Li/Li+）より貴である
負極活物質を含む負極層と、
前記負極層に坦持され、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形成された負極集電
体と、
前記負極集電体の一部が延出した負極タブと、
一端が前記負極タブに接続され、他端が前記外装材の外に延出した、アルミニウムもし
くはアルミニウム合金で形成された負極リードと、
を具備し、
電流が流れる方向に垂直な前記正極タブの総断面積は、電流が流れる方向に垂直な前記
正極リードの最小断面積より大きく、
電流が流れる方向に垂直な前記負極タブの総断面積は、電流が流れる方向に垂直な前記
負極リードの最小断面積より大きいことを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
前記正極リードの最小断面積は、前記負極リードの最小断面積より大きいことを特徴と
する請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項３】
前記正極タブの総断面積は、前記負極タブの総断面積より大きいことを特徴とする請求
項１乃至２のいずれか１項に記載の非水電解質電池。
【請求項４】
25℃環境下での１kHz交流インピーダンスが10ｍΩ以下であることを特徴とする請求項
１乃至３のいずれか１項に記載の非水電解質電池。
【請求項５】
前記負極活物質は、リチウムチタン酸化物であることを特徴とする請求項１乃至４のい
ずれか１項に記載の非水電解質電池。
【請求項６】
前記負極活物質が、スピネル型構造を有するリチウムチタン複合酸化物であることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の非水電解質電池。
【請求項７】
前記非水電解質は、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
ネートおよびγ-ブチロラクトンからなる群のうち２種以上を混合した溶媒を含むことを
特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項記載の非水電解質電池。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項記載の非水電解質電池の組電池を具備することを特徴と
する電池パック。
【請求項９】
請求項８記載の電池パックを搭載したことを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リチウムイオン非水電解質電池、電池パックおよびこれらが搭載された自動
車に係わる。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオンが負極と正極とを移動することにより充放電が行われる非水電解質電池
は、高エネルギー密度電池として盛んに研究開発が進められている。
【０００３】
正極活物質としてリチウム遷移金属複合酸化物を用い、負極活物質として炭素質物を用
いる非水電解質電池が既に商用化されている。リチウム遷移金属複合酸化物は、遷移金属
としてCo、Mn、Ni等を用いるのが一般的である。
【０００４】
近年、炭素質物に比してLi吸蔵放出電位が高い（約1.55V vs Li/Li+）リチウムチタン
複合酸化物を負極活物質として用いた非水電解質電池が提案された。リチウムチタン複合
酸化物は、充放電に伴う体積変化が小さいため、充放電の可逆性に優れるという特徴を有
する。また、リチウムチタン複合酸化物を負極活物質に用いた電池では、原理的にリチウ
ム金属が析出することがないため、大電流での充電が可能になる。すなわち、急速充電が
可能となる。
【０００５】
従来の炭素質物を負極活物質にした非水電解質電池では、負極集電体に銅箔を、負極リ
ードにニッケルを用いることが一般的であった。しかし、上述したLi吸蔵・放出電位が高
い負極活物質を用いた電池では、負極の作用電位がアルミニウムの合金化電位（リチウム
と反応する電位）よりも貴であるため、負極集電体や負極リードに正極側と同じアルミニ
ウムを用いることが可能となる。このことは、電池の軽量化や低コスト化に繋がるため、
炭素質物を用いた従来の電池に対して大きなメリットとなる。このようなアルミニウムを
負極集電体に用いた電池は特許文献１で開示されている。
【特許文献１】特開２００４−１９３１３９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
発明者らが鋭意研究した結果、両極の集電体およびリードにアルミニウムを用いた電池
は、外部で短絡した場合の電池内部発熱が大きいことが分かってきた。この原因は以下の
通りである。
【０００７】
炭素質物を負極活物質に用いた従来の非水電解質電池の場合には、負極リードであるニ
ッケル材の電気抵抗が、他の集電体やリード材のそれに比べて極端に大きい（20℃での電
気抵抗率は、アルミニウムが2.69×10-8Ωｍ、銅が1.673×10-8Ωｍに対して、ニッケル
は6.844×10-8Ωｍ）ために、外部短絡で大電流（例えば数百〜千数百Ａ以上）が流れた
場合に、負極リードであるニッケル材が抵抗発熱によって急激に発熱し、真っ先に溶断す
る。この結果、電池にこれ以上の電流が流れ続けることはなく、電池内部での発熱は抑止
され、電池は安全に電池機能を失ってくれる。
【０００８】
一方で、両極のリードにアルミニウムを用いた場合には、電気抵抗が低いので、外部短
絡が生じても発熱量が小さく、リードが溶断する処まで至らない。さらに、両極の集電体
がアルミニウムであると、電気抵抗が低いゆえに、より大電流が流れ抵抗加熱が生じる。
集電体に生じた熱は、電極層へと直接的に伝わり、電池が熱暴走する恐れがあった。
【０００９】
これを回避するためには、外付けの安全措置が必要になる。しかしながら、このような
安全装置を取り付けると、エネルギー密度が低下してしまい、好ましくなかった。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みて為されたものであり、外部短絡時の安全性に優れた非水電
解質電池、電池パックおよび自動車を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の非水電解質電池は、外装材と、外装材内に充填された非水電解質と、外装材内
に収納された正極層と、正極層に坦持され、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形
成された正極集電体と、正極集電体の一部が延出した正極タブと、一端が正極タブに接続
され、他端が外装材の外に延出した、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形成され
た正極リードと、外装材内に収納され、リチウム吸蔵・放出電位が0.4V（vs Li/Li+）よ
り貴である負極活物質を含む負極層と、負極層に坦持され、アルミニウムもしくはアルミ
ニウム合金で形成された負極集電体と、負極集電体の一部が延出した負極タブと、一端が
負極タブに接続され、他端が外装材の外に延出した、アルミニウムもしくはアルミニウム
合金で形成された負極リードと、を具備し、電流が流れる方向に垂直な正極タブの総断面
積は、電流が流れる方向に垂直な正極リードの最小断面積より大きく、電流が流れる方向
に垂直な負極タブの総断面積は、電流が流れる方向に垂直な負極リードの最小断面積より
大きいことを特徴とする。
【００１２】
本発明の電池パックは、上述の非水電解質電池の組電池を具備することを特徴とする。
【００１３】
本発明の自動車は、上述の電池パックを搭載したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明は、外部短絡時の安全性に優れた非水電解質電池、電池パックおよび自動車を提
供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下に、本発明の各実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形
態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、
各図は発明の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際
の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術を参酌して適宜、設計変
更することができる。
【００１６】
（第１の実施形態）
第１の実施形態に係る非水電解質電池について図１を参照して説明する。図１は第１の
実施形態に係る非水電解質電池の別な例を模式的に示す部分切欠斜視図で、図２は図１の
Ａ部の拡大断面図である。
【００１７】
図１に示すように、ラミネートフィルム製の外装材１内には、積層型電極群２が収納さ
れている。積層型電極群２は、図２に示すように、正極３と負極４とをその間にセパレー
タ５を介在させながら交互に積層した構造を有する。正極３は複数枚存在し、それぞれが
正極集電体３ａと、正極集電体３ａの両面に担持された正極活物質含有層３ｂとを備える
。負極４は複数枚存在し、それぞれが負極集電体４ａと、負極集電体４ａの両面に担持さ
れた負極活物質含有層４ｂとを備える。それぞれの負極４の負極集電体４ａは、一辺が正
極３から突出している。この突出した部分（以後、負極タブとする。）は負極集電体４ａ
の一部が延出して形成されている。負極タブは、帯状の負極リード６の一端に電気的に接
続されている。帯状の負極リード６の他端は、外装材８から外部に引き出されている。
【００１８】
また、ここでは図示しないが、正極３の正極集電体３ａは、負極タブと反対側に位置す
る辺が負極４から突出している。この突出した部分（以後、正極タブとする。）は正極集
電体３ａの一部が延出して形成されている。正極タブは、帯状の正極リード１の一端に電
気的に接続されている。帯状の正極リード７の他端は、外装材８の辺から外部に引き出さ
れている。正極リード７が外装材８から引き出されている方向は、負極リード６が外装材
８から引き出されている方向と反対向きである。なお、図２中、セパレータ５は点線で表
したが、これは便宜的なものであり、実際上のセパレータ５の断面を示すものではない。
【００１９】
ここで、負極集電体４ａの上面模式図を図３に示す。負極集電体４ａは、負極層が形成
される領域４ａ２と、負極層が形成されない領域である負極タブ４ａ１と、に分けられる
。負極タブ４ａ１は、負極層が形成される領域４ａ２の一辺の一部が延出されて形成され
る。
【００２０】
第１の実施形態では、正極集電体３ａ、負極集電体４ａ、正極リード７および負極リー
ド６の夫々は、アルミニウムもしくはアルミニウム合金で形成される。これは、負極活物
質のリチウム吸蔵・放出電位が0.4V（vs Li/Li+）より貴であることに起因する。
【００２１】
従来は、このような構成を持つ非水電解質電池において、外部短絡が生じた場合、上述
した理由により、電池内部の発熱が大きくなってしまっていた。発明者らは鋭意研究した
結果、このような電池の発熱挙動（熱分布）は、正極負極夫々における、電流が流れる方
向に垂直なリードの最小断面積と、電流が流れる方向に垂直なタブの総断面積と、の比率
で大きく変化することを見出した。
【００２２】
すなわち、電流が流れる方向に垂直なタブの総断面積が、電流が流れる方向に垂直な正
極リードの最小断面積より小さい場合には、タブに近い電池内部は大きく発熱する。しか
しながら、逆の場合、すなわち、電流が流れる方向に垂直なタブの総断面積は、電流が流
れる方向に垂直なリードの最小断面積より大きい場合には、電池内部の発熱がリードの発
熱よりも小さくなることが分かった。
【００２３】
前者の場合には、電池内部の急激な発熱が電池の異状発熱（電解液や正極活物質の熱分
解など）を誘発し、電池の安全性を低下させる。一方、後者の場合は、電池内部の発熱よ
りもリードの発熱が顕著となり、リードが溶断して電池機能を安全に消失させることが可
能となった。
【００２４】
ここで、負極の場合を例とし、タブの総断面積とリードの最小断面積の比較について、
図４を参照して説明する。図４（ａ）は、図２の線Ｂで表される断面におけるタブの断面
を示した模式図である。なお、便宜上、タブの枚数は１０枚とした。図４（ｂ）は、図２
の線Ｃで表される断面におけるリードの断面積を示した模式図である。図４（ａ）に示す
ように、負極タブ４ａ１の厚さＴｔと幅Ｗｔとを掛けることにより負極タブ４ａ１の断面
積を算出する。その後、負極タブ４ａ１の枚数と負極タブ４ａ１の断面積とを掛けること
により、負極タブの総断面積を算出する。一方、図４（ｂ）に示すように、負極リード２
の断面積は、負極リード２の厚さＴｌと幅Ｗｌとを掛けることにより算出する。なお、断
面積が最小であるか否かは、適宜何箇所か測定を行うことによって求める。また、寸法は
ノギスで測定した。
【００２５】
電流が流れる方向に垂直な負極リードの最小断面積は、電流が流れる方向に垂直な負極
タブの総断面積より小さい。負極リードの最小断面積（SNL）と負極タブの総断面積（SNT
）の比率（SNT/SNL）が1.3以上10以下であることが好ましい。この比率が1.3より小さい
とタブの溶断が起こり難く、電池内部の温度上昇が顕著になる。10より大きいと、負極リ
ードの抵抗が大きくなりすぎて、電池性能（負荷特性）が低下してしまう。より好ましい
範囲は、1.5以上6以下である。
【００２６】
同様に、電流が流れる方向に垂直な正極リードの最小断面積は、電流が流れる方向に垂
直な正極タブの総断面積より小さい。正極リードの最小断面積（SPL）と正極タブの総断
面積（SPT）の比率（SPT/SPL）が1.3以上10以下であることが好ましい。この比率が1.3よ
り小さいとタブの溶断が起こり難く、電池内部の温度上昇が顕著になる。10より大きいと
、正極リードの抵抗が大きくなりすぎて、電池性能（負荷特性）が低下してしまう。より
好ましい範囲は、1.5以上6以下である。
【００２７】
このようなリードの溶断が生じる場合は、外部短絡時に電池に大電流が流れる場合に限
られる。すなわち、電池の内部抵抗が高く、外部短絡を行っても大電流が流れない場合に
は、このような効果は小さくなる。したがって、本発明の効果が有効に機能する電池の構
成としては、電池の内部抵抗が10ｍΩ以下であることが好ましい。このような電池は電極
層の厚さを60μｍ以下、電池容量を2Ah以上とすることで容易に達成できる。なお、ここ
で、集電体の両面に電極層を形成した場合、電極層の厚さとは、片面のみの厚さをいうも
のとする。
【００２８】
また、正極リードの最小断面積は負極リードの最小断面積に比べて、大きいことが好ま
しい。これは以下の理由による。
【００２９】
正極は負極に比べて発熱を伴う電解液の分解が激しく、正極活物質自身も熱分解するた
め、電池の異状発熱が誘発され易い。すなわち、正極は負極に比して発熱耐性が低い。し
たがって、電池の発熱は正極側よりも負極側で優先的に生じる方が好ましい。負極側に抵
抗発熱を優先的に生じさせるためには、上述の構成を採ることが有効である。何故ならば
、正極リード、負極リード、正極タブ、負極タブの中で、電流の流れる断面積を比較した
場合において、負極リードが最も小さい断面積となり、同時に最も抵抗発熱が生じやすい
箇所となるからである。
【００３０】
このような効果は、特に正極に層状構造を有する遷移金属酸化物を用いた場合に顕著に
現れる。スピネル構造やオリビン構造を有する正極活物質に比べて、構造安定性が低く、
熱分解温度が低いためである。
【００３１】
正極リードの最小断面積（SPL）と負極リードの最小断面積（SNL）の比率（SPL/SNL）
は、1.01以上3以下であることが好ましい。（SPL/SNL）が1.01より小さいと負極側を優先
的に発熱させる効果に乏しく、3を超えると、リードの強度バランスが不均等で、振動試
験など行った際に、負極リードに負担が掛かり、破壊してしまうためである。より好まし
い範囲は1.03以上2以下である。
【００３２】
さらに、類似の議論から、正極タブの総断面積は、負極タブの総断面積より大きいこと
が好ましい。ただし、この場合、負極リードが最も小さい断面積となる訳ではない。よっ
て、正極負極のリードの最小断面積を調整した方が効果は顕著である。
【００３３】
正極リードの最小断面積（SPT）と負極リードの最小断面積（SNT）の比率（SPT/SNT）
は、1.01以上3以下であることが好ましい。（SPT/SNT）が1.01より小さいと負極側を優先
的に発熱させる効果に乏しく、3を超えると、タブの強度バランスが不均等で、振動試験
など行った際に、負極タブに負担が掛かり、破壊してしまうためである。より好ましい範
囲は1.03以上2以下である。
【００３４】
正極リード、負極リード、正極タブおよび負極タブは、長方形であり、電流方向に対し
て垂直方向の幅が略同一であることが好ましい。幅が小さい領域が存在すると、外部から
の振動などによる曲げなどの剪断応力が働いたときに、幅が小さい領域が核となって、リ
ード或いはタブが切れ易くなってしまう。アルミニウムもしくはアルミニウム合金箔は引
張には強いが、曲げ剪断が弱いためである。
【００３５】
なお、略同一とは、製造誤差の範囲内のことを指す。一般に、タブ・リード加工などの
幅方向の精度は±0.1mm位であり、実施例にて後述するタブ・リード幅から考えると±0.5
％となる。また、タブ・リードの厚みの精度は±0.1μm程度。実施例にて後述する集電体
（タブ）厚さ15μｍ厚さから考えると±0.67％程度となる。
【００３６】
以下、負極、正極、非水電解質、セパレータ、外装材、負極リード、正極リードについ
て、材料を中心として詳細に説明する。
【００３７】
１）負極
この負極は、負極集電体と、前記集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電
剤および結着剤を含む負極活物質含有層とを有する。
【００３８】
0.4V（vs.Li/Li+）より貴な電位でリチウムを吸蔵することが可能な負極活物質は、金
属酸化物、金属硫化物、金属窒化物あるいは合金であることが望ましい。
【００３９】
このような金属酸化物としては、例えば、チタン含有金属複合酸化物、例えばＳｎＢ0.
4Ｐ0.6Ｏ3.1などのアモルファススズ酸化物、例えばＳｎＳｉＯ3などのスズ珪素酸化物、
例えばＳｉＯなどの酸化珪素、例えばＷＯ3などのタングステン酸化物などが挙げられる
。中でも、チタン含有金属複合酸化物が好ましい。
【００４０】
チタン含有金属複合酸化物としては、例えば、リチウムチタン酸化物、酸化物合成時は
リチウムを含まないチタン系酸化物などを挙げることができる。リチウムチタン酸化物と
しては、例えばＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは０≦ｘ≦３）やＬｉ2+xＴｉ3Ｏ7（ｘは０≦ｘ≦
３）などが挙げられる。チタン系酸化物としては、ＴｉＯ2、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ
、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸
化物などが挙げられる。ＴｉＯ2はアナターゼ型で熱処理温度が300〜500℃の低結晶性の
ものが好ましい。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少
なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5、
ＴｉＯ2−Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ2、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、
Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）などを挙げることがで
きる。この金属複合酸化物は、結晶性が低く、結晶相とアモルファス相が共存もしくは、
アモルファス相単独で存在したミクロ構造であることが好ましい。このようなミクロ構造
であることによりサイクル性能が大幅に向上することができる。中でも、リチウムチタン
酸化物、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも
１種類の元素を含有する金属複合酸化物が好ましい。
【００４１】
金属硫化物としては、例えば、例えばＴｉＳ2などの硫化チタン、例えばＭｏＳ2などの
硫化モリブデン、例えば、ＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2などの硫化鉄などが挙げられ
る。
【００４２】
金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物（例えば、ＬｉxＣｏyＮ、０＜
ｘ＜４，０＜ｙ＜０．５）などが挙げられる。
【００４３】
負極活物質は、その平均粒径が１μｍ以下で、かつＮ2吸着によるＢＥＴ法での比表面
積が３〜２００ｍ2／ｇの範囲であることが望ましい。これにより、負極の非水電解質と
の親和性をさらに高くすることができる。
【００４４】
負極の多孔度（集電体を除く）は、２０〜５０％の範囲にすることが望ましい。これに
より、負極と非水電解質との親和性に優れ、かつ高密度な負極を得ることができる。多孔
度のさらに好ましい範囲は、２５〜４０％である。
【００４５】
負極活物質含有層の厚さ（LN）は、集電体の片面で５μｍ以上、６０μｍ以下にするこ
とが望ましい。より好ましい範囲は集電体の片面で１０μｍ以上、３５μｍ以下である。
【００４６】
負極集電体は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔であることが望ましい。負極
集電体は、平均結晶粒子径が５０μｍ以下であることが好ましい。これにより、集電体の
強度を飛躍的に増大することができるため、負極を高いプレス圧で高密度化することが可
能となり、電池容量を増大することができる。また、高温環境下（４０℃以上）における
過放電長期サイクルでの負極集電体の溶解・腐食劣化を防ぐことができるため、負極イン
ピーダンスの上昇を抑制することができる。さらに、出力特性、急速充電、充放電サイク
ル特性も向上することができる。平均結晶粒子径のより好ましい範囲は３０μｍ以下であ
り、さらに好ましい範囲は５μｍ以下である。
【００４７】
平均結晶粒子径は次のようにして求められる。集電体表面の組織を電子顕微鏡観察し、
１ｍｍ×１ｍｍ内に存在する結晶粒子数ｎを求める。このｎを用いてＳ＝１ｘ１０6／ｎ
（μｍ2）から平均結晶粒子面積Ｓを求める。得られたＳの値から下記（１）式により平
均結晶粒子径ｄ（μｍ）を算出する。
【００４８】
ｄ＝２（Ｓ／π）1/2          （１）
前記平均結晶粒子径の範囲が５０μｍ以下の範囲にあるアルミニウム箔またはアルミニ
ウム合金箔は、材料組成、不純物、加工条件、熱処理履歴ならび焼なましの加熱条件など
多くの因子に複雑に影響され、前記結晶粒子径（直径）は、製造工程の中で、前記諸因子
を有機的に組み合わせて調整される。
【００４９】
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、３０μｍ以下、より好ましくは１
５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９．９９％以上が好ましい。アルミニウム
合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄
、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属は１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。
【００５０】
前記導電剤としては、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭
素繊維、黒鉛、アルミニウム粉末、ＴｉＯ等を挙げることができる。より好ましくは、熱
処理温度が８００℃〜２０００℃の平均粒子径１０μｍ以下のコークス、黒鉛、ＴｉＯの
粉末、平均繊維径１μｍ以下の炭素繊維が好ましい。前記炭素材料のＮ2吸着によるＢＥ
Ｔ比表面積は１０ｍ2／ｇ以上が好ましい。
【００５１】
前記結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化
ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジェンゴム、コアシェルバインダ
ーなどが挙げられる。
【００５２】
前記負極の活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質８０〜９５重量％、導電
剤３〜１８重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
【００５３】
２）正極
この正極は、正極集電体と、前記集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電
剤および結着剤を含む正極活物質含有層とを有する。
【００５４】
正極活物質には、コバルト、ニッケル、マンガン及び鉄よりなる群から選択される少な
くとも一種類の金属元素を含有するリチウム金属化合物が使用される。
【００５５】
かかる正極活物質としては、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4また
はＬｉxＭｎＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2）、リチウムコバ
ルト複合酸化物（例えばＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えば
ＬｉxＮｉ1-yＣｏyＯ2）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ
1-yＯ2）、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4、ｘ
、ｙは０≦ｘ≦１、０．４≦ｙ≦１）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（Ｌｉ
xＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＶＰＯ4Ｆ、ＬｉxＣｏＰＯ4など）、層状結
晶構造を有するリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物などが挙げられる。なお、
ｘ，ｙは、特に記載がない限り、０〜１の範囲であることが好ましい。
【００５６】
高電圧で、出力性能に優れた非水電解質電池を得るためには、リチウムマンガン複合酸
化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコ
バルト複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガン
コバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄、層状結晶構造を有するリチウムニッケルコバル
トマンガン複合酸化物などを使用することが望ましい。
【００５７】
層状結晶構造を有するリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の組成は、Ｌｉa
ＮｉbＣｏcＭｎdＯ2（但し、モル比ａ，ｂ，ｃ及びｄは０≦ａ≦１．１、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１
）で表されることが好ましい。モル比ａ，ｂ，ｃ及びｄのより好ましい範囲は、０≦ａ≦
１．１、０．１≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．９、０．１≦ｄ≦０．５である。
【００５８】
正極活物質含有層の厚さ（LP）は、集電体の片面で５μｍ以上、６０μｍ以下にするこ
とが望ましい。より好ましい範囲は集電体の片面で１０μｍ以上、３５μｍ以下である。
【００５９】
前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げる
ことができる。
【００６０】
前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビ
ニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴムなどが挙げられる。
【００６１】
前記正極の活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質８０〜９５重量％、導電
剤３〜１９重量％、結着剤１〜７重量％の範囲にすることが好ましい。
【００６２】
前記正極は、例えば、正極活物質、導電剤及び結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁
物をアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の集電体に塗布し、乾燥し、プレスを施す
ことにより作製される。
【００６３】
前記正極集電体のアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、負極集電体と同様に平
均結晶粒子径が５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、平均結晶粒子径が
３０μｍ以下である。さらに好ましくは５μｍ以下である。前記平均結晶粒子径の範囲が
５０μｍ以下であることにより、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度が飛躍
的に増大することができ、正極を高いプレス圧で高密度化することが可能となり、電池容
量を増大することができる。
【００６４】
前記平均結晶粒子径の範囲が５０μｍ以下の範囲にあるアルミニウム箔またはアルミニ
ウム合金箔は、材料組成、不純物、加工条件、熱処理履歴ならび焼なましの加熱条件など
多くの因子に複雑に影響され、前記結晶粒子径（直径）は、製造工程の中で、前記諸因子
を有機的に組み合わせて調整される。
【００６５】
前記アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、３０μｍ以下、より好ましく
は１５μｍ以下である。
【００６６】
正極と負極の間にはセパレータを配置することができる。セパレータとしては、例えば
合成樹脂製不織布、ポリエチレン多孔質フィルム、ポリプロピレン多孔質フィルム、セル
ロース製不織布などを挙げることができる。
【００６７】
３）非水電解質
非水電解質には、リチウム塩電解質を有機溶媒に溶解することにより調整される液状電
解質、前記液状電解質と高分子材料を複合化したゲル状電解質、またはリチウム塩電解質
と高分子材料を複合化した固体電解質を使用することができる。高分子材料としては、例
えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチ
レンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。また、非水電解質には、揮発性がな
く不燃性のイオン性液体からなる常温溶融塩を含有させることもできる。
【００６８】
電解質であるリチウム塩としては、例えば、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フ
ッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒
素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）
、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］、Ｌｉ
Ｎ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2，Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ、ＬｉＢ［（ＯＣＯ）2］2などが挙げられ
る。使用する電解質の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
【００６９】
リチウム塩は、有機溶媒に１．５ｍｏｌ／Ｌ以上溶解させることが望ましい。これによ
り低温環境下においても高出力を取り出すことができる。リチウム塩濃度を１．５ｍｏｌ
／Ｌ未満にすると、大電流（ハイレート）で放電中に正極と非水電解質界面のリチウムイ
オン濃度が急激に低下するため、出力低下を招く恐れがある。一方、リチウム塩濃度が２
．５ｍｏｌ／Ｌを越えると、非水電解質の粘度が高くなるため、リチウムイオンの移動速
度が低下して出力低下に至る可能性がある。このため、リチウム塩濃度は、１．５ｍｏｌ
／Ｌ以上、２．５ｍｏｌ／Ｌ以下にすることが望ましい。さらに好ましい範囲は、２．２
ｍｏｌ／Ｌ以上、２．４ｍｏｌ／Ｌ以下である。
【００７０】
前記有機溶媒としては、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）などの環状カーボネートや、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカ
ーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）などの鎖状カーボネートや
、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（ＤＥＥ）などの鎖状エーテルや、テ
トラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジオキソラン（ＤＯＸ）などの環状エーテルや、γ−ブチ
ロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）などを挙げること
ができる。これらの有機溶媒は、単独または２種以上の混合物の形態で用いることができ
る。中でも、ＰＣ、ＥＣ、ＤＥＣ及びＧＢＬよりなる群から選択される少なくとも一種類
を含有するものが好ましい。これにより、二次電池の出力特性もしくは充放電サイクル寿
命を向上することができる。十分な特性向上を図るためには、ＰＣ、ＥＣ、ＤＥＣ及びＧ
ＢＬよりなる群から二種以上を選択することが望ましい。
【００７１】
４）セパレータ
セパレータとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、またはポ
リフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、合成樹脂製不織布等を挙げるこ
とができる。中でも、ポリエチレン又はポリプロピレンからなる多孔質フィルムは、一定
温度において溶融し、電流を遮断することが可能であり、安全性向上の観点から好ましい
。
【００７２】
５）外装材
外装材としては、肉厚0.2mm以下のラミネートフィルムが挙げられる。
【００７３】
ラミネートフィルムは、金属層と金属層を被覆する樹脂層とからなる多層フィルムであ
る。軽量化のために、金属層はアルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔が好ましい。
樹脂層は、金属層を補強するためのものであり、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン
（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子を用いることが
できる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行うことにより成形する。
【００７４】
６）負極リード
負極リードは、リチウムイオン金属に対する電位が0.4〜3.0Vの範囲における電気的安
定性と導電性とを備える材料を用いる。具体的には、アルミニウム若しくはMg、Ti、Zn、
Mn、Fe、Cu、Si等の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。負極タブとの溶接抵抗を
小さくするために、軟質で低融点のアルミニウムであることが好ましい。
【００７５】
７）正極リード
正極リードは、リチウムイオン金属に対する電位が3.0〜5.0V以下の範囲における電気
的安定性と導電性とを備える材料を用いる。具体的には、アルミニウム若しくはMg、Ti、
Zn、Mn、Fe、Cu、Si等の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。正極タブとの溶接抵
抗を小さくするために、軟質で低融点のアルミニウムであることが好ましい。
【００７６】
（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態に係る電池パックは、第１の実施形態に係る非水電解質電池を
単電池として複数備える。複数の単電池は電気的に直列もしくは並列に接続されており、
組電池を構成している。
【００７７】
単電池の定格容量は、２Ａｈ以上、１００Ａｈ以下にすることが望ましい。定格容量の
さらに好ましい範囲は３Ａｈ以上、４０Ａｈ以下である。さらに、ハイブリッド自動車用
では、３Ａｈ以上、１５Ａｈ以下の定格容量が好ましく、電気自動車用やＵＰＳ用では、
１５Ａｈ以上、４０Ａｈ以下の定格容量が好ましい。ここで、定格容量とは、０．２Ｃレ
ートで放電した時の容量を意味する。
【００７８】
単電池の個数は、少なくとも２個で良いが、５個以上、５００個以下が好ましい。個数
のより好ましい範囲は、５個以上、２００個以下である。さらに、ハイブリッド自動車用
や電気自動車用では、５個以上、２００個以下が好ましく、ＵＰＳ用では、５個以上、１
０００個以下が好ましい。また、車載用では、高電圧を得るために単電池を直列に接続す
ることが望ましい。
【００７９】
本実施形態に係る電池パックの一例について、図５および図６を参照して説明する。
【００８０】
図５は、第２の実施形態に係る電池パックの分解斜視図である。
【００８１】
図５に示すように、複数個（例えば８個）の平板状の単電池１１が厚さ方向に積層され
ており、直方体状を為す積層体２０、つまり組電池が形成されている。各単電池１１は、
上述したように、正極および負極夫々に接続された正極端子１３および負極端子１４が外
装材の外部に引き出されている。正極端子１３および負極端子１４が突出する側面に対し
ては、プリント配線基板１２が配置される。
【００８２】
正極端子１３は正極側配線１５を介して正極側コネクタ１６に電気的に接続される。負
極端子１４は負極側配線１７を介して、負極側コネクタ１８に電気的に接続される。正極
側および負極側コネクタ１６、１８は、夫々、プリント配線基板１２に搭載された相手方
コネクタに接続される。
【００８３】
単電池１１の積層体２０は、粘着テープ１９によって固定される。積層体２０について
、正極端子１３および負極端子１４が突出する側面以外の三側面には、ゴムもしくは樹脂
からなる保護シート２１が配置される。正極端子１３および負極端子１４が突出する側面
とプリント配線基板１２との間には、ゴムもしくは樹脂からなるブロック状の保護ブロッ
ク２２が配置される。
【００８４】
この積層体２０は、各保護シート２１、保護ブロック２２およびプリント配線基板１２
と共に収納容器２３に収納される。収納容器２３の上面には、蓋２４が取り付けられる。
【００８５】
以下、各構成について詳細に説明する。
【００８６】
プリント配線基板１２には、図６に示すように、サーミスタ２５、保護回路２６および
外部機器への通電用の端子２７が搭載されている。
【００８７】
サーミスタ２５は、単電池１１の温度を検知するためのもので、検知信号は保護回路２
６に送信される。
【００８８】
保護回路２６は、図６に示すように、所定の条件で保護回路２６と外部機器への通電用
端子２７との間の配線２８ａ，２８ｂを遮断できる。所定の条件とは、例えば、サーミス
タ２５の検出温度が所定温度以上になったとき、単電池１１の過充電、過放電、過電流等
を検知したとき等である。この検知方法は、個々の単電池１１もしくは単電池全体につい
て行われる。個々の単電池１１を検知する場合、電池電圧を検知してもよいし、正極電位
もしくは負極電位を検知してもよい。後者の場合、個々の単電池１１中に参照極として用
いるリチウム電極が挿入される。図６の場合、保護回路２６は、電池電圧監視回路部を備
えている。単電池１１それぞれが配線２９を通して電池電圧監視回路部と接続されている
。このような構成によると、単電池１１それぞれの電池電圧を保護回路２６により検出す
ることが可能である。
【００８９】
粘着テープ１９に代えて、熱収縮テープを用いても良い。この場合、積層体２０の両側
面に保護シート２１を配置させ、熱収縮チューブを周回させた後、該熱収縮チューブを熱
収縮させて積層体２０を結束させる。
【００９０】
なお、図５に示した単電池１１は直列に接続されているが、電池パックの容量を増大さ
せるためには並列に接続しても良い。無論、組み上がった電池パックを直列、並列に接続
することもできる。
【００９１】
また、電池パックの態様は用途により適宜変更される。
【００９２】
本実施形態の電池パックの用途としては、高温環境下での使用が想定されるものが好ま
しい。具体的には、二輪〜四輪のハイブリッド電気自動車、二輪〜四輪の電気自動車、ア
シスト自転車等の車載用や電子機器の非常用、充電式掃除機が挙げられる。特に、車載用
が好適である。
【００９３】
（第３の実施の形態）
第３の実施形態に係る自動車は、第２の実施形態に係る電池パックを備える。ここでい
う自動車としては、二輪〜四輪のハイブリッド電気自動車、二輪〜四輪の電気自動車、ア
シスト自転車などが挙げられる。
【００９４】
図７〜１１は、内燃機関と電池駆動の電動機とを組み合わせて走行動力源としたハイブ
リッドタイプの自動車を示している。自動車の駆動力には、その走行条件に応じ、広範囲
な回転数及びトルクの動力源が必要となる。一般的に内燃機関は理想的なエネルギー効率
を示すトルク・回転数が限られているため、それ以外の運転条件ではエネルギー効率が低
下する。ハイブリッドタイプの自動車は、内燃機関を最適条件で稼動させて発電すると共
に、車輪を高効率な電動機にて駆動することによって、あるいは内燃機関と電動機の動力
を合わせて駆動したりすることによって、自動車全体のエネルギー効率を向上できるとい
う特徴を有する。また、減速時に車両のもつ運動エネルギーを電力として回生することに
よって、通常の内燃機関単独走行の自動車に比較して、単位燃料当りの走行距離を飛躍的
に増大させることができる。
【００９５】
ハイブリッド自動車は、内燃機関と電動機の組み合わせ方によって、大きく3つに分類
することができる。
【００９６】
図７には、一般にシリーズハイブリッド自動車と呼ばれるハイブリッド自動車５０が示
されている。内燃機関５１の動力を一旦すべて発電機５２で電力に変換し、この電力をイ
ンバータ５３を通じて電池パック５４に蓄える。電池パック５４には本発明の第４の実施
形態に係る電池パックが使用される。電池パック５４の電力はインバータ５３を通じて電
動機５５に供給され、電動機５５により車輪５６が駆動する。電気自動車に発電機が複合
されたようなシステムである。内燃機関は高効率な条件で運転でき、電力回生も可能であ
る。その反面、車輪の駆動は電動機のみによって行われるため、高出力な電動機が必要と
なる。また、電池パックも比較的大容量のものが必要となる。電池パックの定格容量は、
５〜５０Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は１０〜２０Ａｈである。
ここで、定格容量とは、０．２Ｃレートで放電した時の容量を意味する。
【００９７】
図８には、パラレルハイブリッド自動車と呼ばれるハイブリッド自動車５７が示されて
いる。付番５８は、発電機を兼ねた電動機を示す。内燃機関５１は主に車輪５６を駆動し
、場合によりその動力の一部を発電機５８で電力に変換し、その電力で電池パック５４が
充電される。負荷が重くなる発進や加速時には電動機５８により駆動力を補助する。通常
の自動車がベースになっており、内燃機関５１の負荷変動を少なくして高効率化を図り、
電力回生なども合わせて行うシステムである。車輪５６の駆動は主に内燃機関５１によっ
て行うため、電動機５８の出力は必要な補助の割合によって任意に決定することができる
。比較的小さな電動機５８及び電池パック５４を用いてもシステムを構成することができ
る。電池パックの定格容量は、１〜２０Ａｈの範囲にすることができる。より好ましい範
囲は５〜１０Ａｈである。
【００９８】
図９には、シリーズ・パラレルハイブリッド車と呼ばれるハイブリッド自動車５９が示
されている。シリーズとパラレルの両方を組み合わせた方式である。動力分割機構６０は
、内燃機関５１の出力を、発電用と車輪駆動用とに分割する。パラレル方式よりもきめ細
かくエンジンの負荷制御を行い、エネルギー効率を高めることができる。
【００９９】
電池パックの定格容量は、１〜２０Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範
囲は５〜１０Ａｈである。
【０１００】
上述した図７〜図９に示すようなハイブリッド自動車に搭載される電池パックの公称電
圧は、２００〜６００Ｖの範囲にすることが望ましい。
【０１０１】
本発明の実施形態に係る電池パックは、シリーズ・パラレル方式のハイブリッド自動車
での使用に特に適している。
【０１０２】
電池パック５４は、一般に外気温度変化の影響を受けにくく、衝突時などに衝撃を受け
にくい場所に配置されるのが好ましい。例えば図１０に示すようなセダンタイプの自動車
では、後部座席６１後方のトランクルーム６２内などに配置することができる。また、座
席６１の下や後ろに配置することができる。電池重量が大きい場合には、車両全体を低重
心化するため、座席の下や床下などに配置するのが好ましい。
【０１０３】
電気自動車（EV）は、自動車外部から電力を供給して充電された電池パックに蓄えられ
たエネルギーで走行する。よって、電気自動車は、他の発電設備などを用いて高効率に発
電された電気エネルギーを利用することが可能である。また、減速時には自動車の運動エ
ネルギーを電力として回生できるため、走行時のエネルギー効率を高くすることができる
。電気自動車は二酸化炭素その他の排気ガスを全く排出しないため、クリーンな自動車で
ある。その反面、走行時の動力はすべて電動機であるため、高出力の電動機が必要である
。一般には一回の走行に必要なすべてのエネルギーを一度の充電で電池パックに蓄えて走
行する必要があるため、非常に大きな容量の電池が必要である。電池パックの定格容量は
、１００〜５００Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は２００〜４００
Ａｈである。
【０１０４】
また、車両の重量に占める電池重量の割合が大きいため、電池パックは床下に敷き詰め
るなど、低い位置に、かつ車両の重心から大きく離れない位置に配置することが好ましい
。１回の走行に相当する大きな電力量を短時間のうちに充電するためには、大容量の充電
器と充電ケーブルが必要である。このため、電気自動車は、それらを接続する充電コネク
タを備えることが望ましい。充電コネクタには、電気接点による通常のコネクタを用いる
ことができるが、電磁結合による非接触式の充電コネクタを用いても良い。
【０１０５】
図１１には、ハイブリッドバイク６３の一例を示す。二輪車の場合においても、ハイブ
リッド自動車と同様に、内燃機関６４、電動機６５、電池パック５４を備えたエネルギー
効率の高いハイブリッドバイクを構成することができる。内燃機関６４は主に車輪６６を
駆動し、場合によりその動力の一部で電池パック５４が充電される。負荷が重くなる発進
や加速時には電動機６５により駆動力を補助する。車輪６６の駆動は主に内燃機関６４に
よって行うため、電動機６５の出力は必要な補助の割合によって任意に決定することがで
きる。比較的小さな電動機６５及び電池パック５４を用いてもシステムを構成することが
できる。電池パックの定格容量は、１〜２０Ａｈの範囲にすることができる。より好まし
い範囲は３〜１０Ａｈである。
【０１０６】
図１２には、電動バイク６７の一例を示す。電動バイク６７は、外部から電力を供給し
て充電された電池パック５４に蓄えられたエネルギーで走行する。走行時の動力はすべて
電動機６５であるため、高出力の電動機６５が必要である。一般には一回の走行に必要な
すべてのエネルギーを一度の充電で電池パックに蓄えて走行する必要があるため、比較的
大きな容量の電池が必要である。電池パックの定格容量は、１０〜５０Ａｈの範囲にする
ことが望ましい。より好ましい範囲は１５〜３０Ａｈである。
【０１０７】
図１３には、第３の実施形態に係る充電式掃除機の一例を示す。充電式掃除機は、掃除
機の筐体７０内に第２の実施形態に係る電池パックが収容されている。また、充電式掃除
機は、置き台兼用の充電器７１を備えている。電池パックの定格容量は、２〜１０Ａｈの
範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は２〜４Ａｈである。また、電池パックの
公称電圧は、４０〜８０Ｖの範囲にすることが望ましい。
【実施例】
【０１０８】
以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明するが、本発明は以下に掲載
される実施例に限定されるものでない。
【０１０９】
（実施例１）
＜正極の作製＞
まず、正極活物質として平均粒径3.4μｍのリチウムコバルト酸化物（LiCoO2）粉末90
重量％、導電剤として、アセチレンブラック5重量％と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄ
Ｆ）5重量％をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に加えて混合してスラリーとし、このス
ラリーを厚さ15μmのアルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布、乾燥した後、プレス
することにより電極密度が3.3g/cm3、正極層厚さLPが23μｍの正極を作製した。
【０１１０】
＜負極の作製＞
次に、負極活物質として平均粒径0.8μｍのスピネル構造を有するリチウムチタン複合
酸化物（Li4Ti5O12）粉末90重量％、導電剤として1200℃で焼成したコークス（d002 = 0.
3465、平均粒径3μm）5重量％と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）5重量％をＮ−メチ
ルピロリドン（ＮＭＰ）加えて混合してスラリーとし、このスラリーを厚さ15μmのアル
ミニウム箔からなる集電体の両面に塗布、乾燥した後、プレスすることにより電極密度が
2.2g/cm3、負極層厚さLNが29μｍの負極を作製した。
【０１１１】
＜電極群の作製＞
上記正極、負極を図３に示す形状に加工した後、負極を厚さ25μｍのポリエチレン製多
孔質フィルムからなる袋状セパレータに挿入し、正極、負極、夫々20枚を互い違いに積層
させて電極群を作製した。このとき両極のタブ部は逆向きになるようにした。その後、両
極のタブ部を束ね、アルミニウム製のリードで溶接して、両極のリードが外装材から延出
するように電極群を厚さ105μｍのラミネートフィルムからなるパックに収納し、80℃で1
6時間の真空乾燥を行って、電解液の注液工程に供した。
【０１１２】
このとき、正極、負極ともタブ、及びリードの幅は全て20mmとし、リードの厚さを正極
、負極とも200μｍとした。
【０１１３】
＜正極集電体、負極集電体＞
正極集電体、及び負極集電体には、合金番号1N30を原料とする厚さ15μｍのアルミニウ
ム箔を用いた。アルミニウムの純度は99.3％であった。
【０１１４】
＜正極リード、負極リード＞
正極リード、及び負極リードには、合金番号1080を原料とする厚さ200μｍのアルミニ
ウムリボンを用いた。アルミニウムの純度は99.8％であった。
【０１１５】
＜液状非水電解質の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）の混合溶媒（体積比率
1：2）に、電解質としてのLiBF4を1.5mol/L溶解することにより液状非水電解質を調製し
た。
【０１１６】
電極群を収納したラミネートフィルムパック内に液状非水電解質を注入した後、パック
をヒートシールにより完全密閉し、80×120×5mmの容量2Ahの非水電解質二次電池を完成
させた。作製した電池の抵抗（25℃環境下での１kHz交流インピーダンス）は、半充電（S
OC50％）で5mΩであった。
【０１１７】
なお、電極層の厚さは以下の手順で測定した。
【０１１８】
＜活物質含有層の厚さ＞
負極の厚さを任意の２０箇所で測定し、その平均値を求めた。集電体の両面から負極活
物質含有層を引き剥がした後、集電体の表面をアセトンで洗浄し、集電体の厚さを任意の
２０箇所で測定し、その平均値を求めた。平均負極厚さから平均集電体厚さを差し引き、
得られた値に１／２を掛け合わせたものを負極活物質含有層の厚さLNとした。
【０１１９】
正極の厚さを任意の２０箇所で測定し、その平均値を求めた。集電体の両面から正極活
物質含有層を引き剥がした後、集電体の表面をアセトンで洗浄し、集電体の厚さを任意の
２０箇所で測定し、その平均値を求めた。平均正極厚さから平均集電体厚さを差し引き、
得られた値に１／２を掛け合わせたものを正極活物質含有層の厚さLPとした。
【０１２０】
（実施例２〜９、比較例１、２）
正極タブ、負極タブ、正極リード、及び負極リードの厚さを表１に記載した厚さとした
以外は、実施例１と同様の手順で非水電解質二次電池を完成させた。
【０１２１】
（比較例３）
負極活物質に平均粒径が6μｍの黒鉛粒子、負極集電体に厚さ15μｍの銅箔、そして負極
リードに厚さ200μｍの銅製リードを用いること以外は実施例１と同様の手順で非水電解
質二次電池を完成させた。
【０１２２】
作製した電池を満充電状態とした後、0.1ｍΩのシャント抵抗を介して短絡させて強制
外部短絡を生じさせた。そのときの電池表面温度を測定し、表２に纏めた。電池表面の測
温は、電池中心部に熱電対を貼り付けて行った。表２中、「＞150℃」と記載したものは
電極群の発熱によって、電池が異状発熱を示したことを示している。
【０１２３】
安全性試験後、電池を解体した処、電池温度80℃以下の電池（実施例３〜９）ではセパ
レータに変化は無く、電池温度90℃の電池（実施例１〜２）では電極と接しないエッジ部
のセパレータの収縮が確認された。
【表１】
2007328952.tif 000003
【表２】
2007328952.tif 000004
【０１２４】
表１および表２に示すように、実施例１〜９の電池は、外部短絡が生じた場合であって
も電池中心部の温度上昇が100℃未満に収まったが、比較例１、２の電池は実施例１と同
じ電極材料（活物質）を用いても電池中心部の温度上昇は150℃を超えた。従って、本実
施の形態の非水電解質二次電池は、安全性に優れることが解る。
【０１２５】
また、比較例３の電池は、タブ、リード構成を実施例２と同じにした、電池中心部の温
度上昇が150℃を超えた。負極活物質が黒鉛であり、負極タブ、及び負極リードが銅であ
る従来のリチウムイオン電池の場合には本発明の効果が得られないことが解る。
【０１２６】
また、実施例３〜６の電池は、実施例１〜２に比して、低い電池温度であった。したが
って、正極リードの最小断面積は、負極リードの最小断面積より大きいと、安全性が高ま
ることがわかる。
【０１２７】
また、実施例７〜９の電池は、実施例１〜２に比して、低い電池温度であった。したが
って、正極タブの総断面積は、前記負極タブの総断面積より大きいと、安全性が高まるこ
とがわかる。
【０１２８】
ここで、電池温度80℃と90℃との差について補足説明する。
【０１２９】
通常、電池温度（外部測定温度）と電池内部温度の差は10℃以上の開きが出る。したが
って、実測は難しいが、電池外部温度が80℃の場合、電池内部温度は90℃以上になってい
ると思われる。
【０１３０】
一方、電池構成部材であるセパレータは100℃を越えるあたりから、激しく軟化・収縮
し始める。セパレータの収縮が起こると、電池の内部ショートを誘発し、電池の熱暴走に
到る可能性が高い。このため、セパレータの軟化・収縮温度に至るかどうかが、安全性試
験においては重要になる。
【０１３１】
このような観点から、本発明で生じた80℃と90℃との差は、セパレータの収縮するか否
かの差となり、安全性試験では大きな差といえる。
【０１３２】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はこれらに限られず、特許請求の範囲
に記載の発明の要旨の範疇において様々に変更可能である。また、本発明は、実施段階で
はその要旨を逸脱しない範囲で種々に変形することが可能である。さらに、上記実施形態
に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることにより種々の発明を形成できる
。
【図面の簡単な説明】
【０１３３】
【図１】第１の実施形態に係る扁平型非水電解質電池を模式的に示した部分切欠斜視図。
【図２】図１のＡ部の拡大断面図。
【図３】図１の負極集電体の模式図。
【図４】タブの総断面積とリードの最小断面積とを比較した模式図。
【図５】第２の実施形態に係る電池パックの分解斜視図。
【図６】第２の実施形態に係る電池パックの電気回路を示すブロック図。
【図７】第３の実施形態に係るシリーズハイブリッド自動車を示す模式図。
【図８】第３の実施形態に係るパラレルハイブリッド自動車を示す模式図。
【図９】第３の実施形態に係るシリーズ・パラレルハイブリッド自動車を示す模式図。
【図１０】第３の実施形態に係る自動車を示す模式図。
【図１１】第３の実施形態に係るハイブリッドバイクを示す模式図。
【図１２】第３の実施形態に係る電動バイクを示す模式図。
【図１３】第３の実施形態に係る充電式掃除機を示す模式図。
【符号の説明】
【０１３４】
１…外装容器、２…電極群、３…正極、３ａ…正極集電体、３ｂ…正極活物質含有層、４
…負極、４ａ…負極集電体、４ａ１…負極タブ、４ａ２…負極層が形成される領域、４ｂ
…負極活物質含有層、５…セパレータ、６…負極リード、７…正極リード、１１…単電池
、１２…プリント配線基板、１３…正極端子、１４…負極端子、１５…正極側配線、１６
…正極側コネクタ、１７…負極側配線、１８…負極側コネクタ、１９…粘着テープ、２０
…電池積層体、２１…保護シート、２２…保護ブロック、２３…収納容器、２４…蓋、２
５…サーミスタ、２６…保護回路、２７…通電用端子、２８ａ，２８ｂ，２９…配線、５
０，５７，５９…ハイブリッド自動車、５１，６４…内燃機関、５２…発電機、５３…イ
ンバータ、５４…電池パック、５５，６５…電動機、５６，６６…車輪、５８…発電機を
兼ねた電動機、６０…動力分割機構、６１…後部座席、６２…トランクルーム、６３…ハ
イブリッドバイク、６７…電動バイク、７０…筐体、７１…置き台を兼ねた充電器。
【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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