(57)【要約】【課題】高温下および低温下における特性を向上できる電池および電解質、並びに電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供する。【解決手段】電池は、正極と、負極と、非水溶媒および電解質塩を含む電解液を有する電解質とを備え、非水溶媒は、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含み、電解質塩は、式（１）：Ｍ+［（ＺＹ）2Ｎ］-で表される化合物の少なくとも１種を含むものである。【選択図】図１
2013225388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
非水溶媒および電解質塩を含む電解液を有する電解質と
を備え、
上記非水溶媒は、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含み、
上記電解質塩は、式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含む電池。
【化１】
2013225388.tif 000026
（式中、Ｍは１価のカチオンである。ＹはＳＯ2またはＣＯである。各置換基Ｚは、独立して、フッ素原子、または少なくとも１つの重合可能な官能基を含んでもよく、かつ、ペルフルオロ化されていてもよい有機基である。置換基Ｚの少なくとも１つはフッ素原子である。）
【請求項２】
上記鎖状カルボン酸エステルは、式（２）で表される化合物の少なくとも１種である請求項１に記載の電池。
【化２】
2013225388.tif 000027
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、ハロゲン化アルキル基である。）
【請求項３】
上記環状エーテルは、式（３）〜式（５）で表される化合物の少なくとも１種である請求項１に記載の電池。
【化３】
2013225388.tif 000028
（式中、Ｒ３〜Ｒ６は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【化４】
2013225388.tif 000029
（式中、Ｒ７〜Ｒ１０は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【化５】
2013225388.tif 000030
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【請求項４】
上記鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルの含有量は、上記非水溶媒の合計体積に対して、１０体積％以上７０体積％以下である請求項１に記載の電池。
【請求項５】
上記式（１）で表される化合物の含有量は、上記電解液に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．５ｍｏｌ／Ｌ以下である請求項１に記載の電池。
【請求項６】
上記式（１）で表される化合物は、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミドである請求項１に記載の電池。
【請求項７】
上記非水溶媒は、鎖状炭酸エステル、環状炭酸エステルおよびフッ素化環状炭酸エステルの少なくとも何れかをさらに含む請求項１に記載の電池。
【請求項８】
上記電解液は、さらに、不飽和環状炭酸エステル、ニトリル化合物、およびスルホン酸エステル化合物のうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の電池。
【請求項９】
上記正極は、正極活物質として、オリビン型の構造を有するリチウムリン酸化合物を含む請求項１に記載の電池。
【請求項１０】
上記オリビン型の構造を有するリチウムリン酸化合物は、下記式で表されるリチウムリン酸化合物である請求項９に記載の電池。
（式）：ＬｉxＭＰＯ4
（式中、Ｍは、元素の周期表の第４周期の４族〜１１族の遷移金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である。ｘは０＜ｘ＜１．２の範囲内の値である。）
【請求項１１】
上記電解質塩は、六フッ化リン酸リチウム、リチウムビス（トリフルオロスルホニル）イミド、および四フッ化ホウ酸リチウムのうちの少なくとも１種をさらに含む請求項１に記載の電池。
【請求項１２】
上記正極および上記負極の間に、イオン移動が可能な絶縁層がある請求項１に記載の電池。
【請求項１３】
鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含む非水溶媒と、
式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含む電解質塩と
を含む電解液を有する電解質。
【化６】
2013225388.tif 000031
（式中、Ｍは１価のカチオンである。ＹはＳＯ2またはＣＯである。各置換基Ｚは、独立して、フッ素原子、または少なくとも１つの重合可能な官能基を含んでもよく、かつ、ペルフルオロ化されていてもよい有機基である。置換基Ｚの少なくとも１つはフッ素原子である。）
【請求項１４】
請求項１に記載の電池と、
上記電池について制御する制御部と、
上記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
【請求項１５】
請求項１に記載の電池を有し、
上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
【請求項１６】
請求項１に記載の電池と、
上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
【請求項１７】
請求項１に記載の電池を有し、
上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
【請求項１８】
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う請求項１７に記載の蓄電装置。
【請求項１９】
請求項１に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置若しくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、電池および電解質、並びに電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二次電池では、高性能化の要求がますます高くなっており、高容量、高出力、高温保存特性、サイクル特性、高安全性等の電池特性を高い水準で達成することが求められている。
【０００３】
二次電池では、鎖状炭酸エステルと環状炭酸エステルとを混合した混合溶媒を主成分とする電解液が、最も汎用的に使用されている。しかしながら、上記混合溶媒を主成分とする電解液では、低温下および高温下において電池特性が不十分な点がある。このため、非水溶媒として、低粘度でありイオン伝導度が大きい鎖状エーテルを用いること等によって、電解液を改質することで、低温下および高温下の電池特性を改善することが提案されている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、正極活物質としてリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）を含む正極と、炭酸エチレンおよび鎖状エーテルの混合溶媒を含む電解液とを備えた二次電池が記載されている。
【０００５】
特許文献２には、正極活物質としてリチウム含有リン酸化合物を含む正極と、鎖状エーテルおよび環状炭酸エステルを含む電解液とを備えた非水系電解液電池が記載されている。
【０００６】
特許文献３には、フッ素化環状炭酸エステルを含む溶媒と、リチウム塩として、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド｛（ＦＯ2Ｓ−Ｎ−ＳＯ2Ｆ）Ｌｉ、ＬｉＦＳＩと称する場合もある｝とを含む二次電池用電解液が記載されている。
【０００７】
特許文献４には、ラクトンからなる非水溶媒と、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミドとを含む非水電解質が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００６−２３６８０９号公報
【特許文献２】特開２０１１−０９６６４３号公報
【特許文献３】特開２０１０−１２９４４９号公報
【特許文献４】特開２００４−１６５１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
電池では、高温下および低温下における特性を向上することが求められている。
【００１０】
したがって、本技術の目的は、高温下および低温下における特性を向上できる電池および電解質、並びに電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決するために、本技術は、正極と、負極と、非水溶媒および電解質塩を含む電解液を有する電解質とを備え、非水溶媒は、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含み、電解質塩は、式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含む電池である。
【化１】
2013225388.tif 000003
（式中、Ｍは１価のカチオンである。ＹはＳＯ2またはＣＯである。各置換基Ｚは、独立して、フッ素原子、または少なくとも１つの重合可能な官能基を含んでもよく、かつ、ペルフルオロ化されていてもよい有機基である。置換基Ｚの少なくとも１つはフッ素原子である。）
【００１２】
本技術は、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含む非水溶媒と、式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含む電解質塩とを含む電解液を有する電解質である。
【００１３】
また、本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述の電池を備えることを特徴とする。
【００１４】
本技術では、電解質が、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含む非水溶媒と、式（１）で表される化合物を含む電解質塩の少なくとも１種とを有する。これにより、高温下および低温下での特性を向上できる。
【発明の効果】
【００１５】
本技術によれば、高温下および低温下における特性を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は、本技術の実施の形態による非水電解質電池の構成例を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示した巻回電極体の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、本技術の実施の形態による非水電解質電池の構成例を示す分解斜視図である。
【図４】図４は、図３に示した巻回電極体の断面図である。
【図５】図５Ａは、本技術の非水電解質電池の外観を示す斜視図である。図５Ｂは、非水電解質電池の構成を示す斜視分解図である。図５Ｃは、図５Ａに示す非水電解質電池の下面の構成を示す斜視図である。
【図６】図６Ａは、正極の構成例を示す斜視図である。図６Ｂは、正極の構成例を示す斜視図である。図６Ｃは、負極の構成例を示す斜視図である。図６Ｄは、負極の構成例を示す斜視図である。
【図７】図７Ａは、本技術の積層電極体の構成例を示す斜視図である。図７Ｂは、本技術の電池素子の構成例を示す断面図である。図７Ｃは、本技術の積層電極体の構成例を示す斜視図である。
【図８】図８は、図５Ａの非水電解質電池のａ−ａ’断面を示す断面図である。
【図９】図９Ａ〜図９Ｅは、本技術の積層電極体の電極タブのＵ字曲げ工程を示す工程図である。
【図１０】図１０Ａ〜図１０Ｅは、本技術の積層電極体の電極タブのＵ字曲げ工程を示す工程図である。
【図１１】図１１Ａ〜図１１Ｃは、本技術の積層電極体の電極タブと電極リードとの接続工程を示す工程図である。
【図１２】図１２Ａ〜図１２Ｄは、本技術の積層電極体と接続した電極リードの折り曲げ工程を示す工程図である。
【図１３】図１３Ａ〜図１３Ｂは、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成を示す斜視図である。
【図１４】図１４は、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成を示す分解斜視図である。
【図１５】図１５は、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１６】図１６は、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す斜視図である。
【図１７】図１７Ａは、並列ブロックの構成例を示す斜視図である。図１７Ｂは、並列ブロックの構成例を示す断面図である。
【図１８】図１８Ａ〜図１８Ｂは、モジュールケースの構成例を示す略線図である。
【図１９】図１９は、本技術の実施の形態による電池パックの構成例を示すブロック図である。
【図２０】図２０は、本技術の非水電解質電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。
【図２１】図２１は、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電池の第１の例）
２．第２の実施の形態（電池の第２の例）
３．第３の実施の形態（電池の第３の例）
４．第４の実施の形態（電池の第４の例）
５．第５の実施の形態（バッテリモジュール等の例）
６．第６の実施の形態（電池を用いた電池パックの例）
７．第７の実施の形態（電池を用いた蓄電システム等の例）
８．他の実施の形態（変形例）
【００１８】
１．第１の実施の形態
（電池の構成）
本技術の第１の実施の形態による非水電解質電池について図１および図２を参照しながら説明する。図１は、本技術の第１の実施の形態による非水電解質電池の断面構成を示す。図２は、図１に示す巻回電極体２０の一部を拡大して示す。この非水電解質電池は、例えば、充電および放電可能な二次電池であり、例えば、負極２２の容量が電極反応物質であるリチウムの吸蔵および放出に基づいて表されるリチウムイオン二次電池である。
【００１９】
この非水電解質電池は、主に、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層および巻回された巻回電極体２０と、一対の絶縁板１２，１３とが収納されたものである。この円柱状の電池缶１１を用いた電池構造は、円筒型と呼ばれている。
【００２０】
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と共に、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）またはそれらの合金等により構成されている。なお、電池缶１１が鉄により構成される場合には、例えば、電池缶１１の表面にニッケル（Ｎｉ）等が鍍金されていてもよい。一対の絶縁板１２、１３は、巻回電極体２０を上下から挟み、その巻回周面に対して垂直に延在するように配置されている。
【００２１】
電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient：ＰＴＣ素子）１６がガスケット１７を介してかしめられており、その電池缶１１は、密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６は、電池蓋１４の内側に設けられている。安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されている。この安全弁機構１５では、内部短絡、または外部からの加熱等に起因して内圧が一定以上となった場合に、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との間の電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、温度の上昇に応じて抵抗が増大する（電流を制限する）ことにより、大電流に起因する異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、その表面には、例えば、アスファルトが塗布されている。
【００２２】
巻回電極体２０は、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層および巻回されたものである。この巻回電極体２０の中心には、センターピン２４が挿入されていてもよい。巻回電極体２０では、アルミニウム等により構成された正極リード２５が正極２１に接続されていると共に、ニッケル等により構成された負極リード２６が負極２２に接続されている。正極リード２５は、安全弁機構１５に溶接等されて電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は、電池缶１１に溶接等されて電気的に接続されている。
【００２３】
（正極）
正極２１は、例えば、一対の面を有する正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられたものである。ただし、正極活物質層２１Ｂは、正極集電体２１Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【００２４】
正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。
【００２５】
正極活物質層２１Ｂは、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、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。
【００２６】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物等のリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ｉ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（II）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩（リチウムリン酸化合物）等が挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（III）、式（IV）もしくは式（Ｖ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（VI）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（VII）若しくは式（VIII）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉaＣｏＯ2（ａ≒１）、ＬｉbＮｉＯ2（ｂ≒１）、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）あるいはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）等がある。
【００２７】
ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz  ・・・（Ｉ）
（式中、Ｍ１は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）を除く２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素（Ｏ）以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｒ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、−０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
【００２８】
ＬｉaＭ２bＰＯ4  ・・・（II）
（式中、Ｍ２は、２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
【００２９】
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk  ・・・（III）
（式中、Ｍ３は、コバルト（Ｃｏ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、−０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３０】
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq  ・・・（IV）
（式中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、−０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３１】
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu  ・・・（Ｖ）
（式中、Ｍ５は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、−０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３２】
ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy  ・・・（VI）
（式中、Ｍ６は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３３】
ＬｉxＭ７ＰＯ4  ・・・（VII）
（式中、Ｍ７は、元素の周期表の第４周期の４族〜１１族の遷移金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である。ｘは０＜ｘ＜１．２の範囲内の値である。）
【００３４】
ＬｉzＭ８ＰＯ4  ・・・（VIII）
（式中、Ｍ８は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
【００３５】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、上記リチウム含有化合物のいずれかよりなる芯粒子の表面を、他のリチウム含有化合物のいずれかよりなる微粒子または炭素材料等で被覆した複合粒子を用いてもよい。
【００３６】
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、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳ等のリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
【００３７】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００３８】
結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエン等の合成ゴムや、ポリフッ化ビニリデン等の高分子材料が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。
【００３９】
導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラック等の炭素材料が挙げられる。これらは単独で用いてもよいし、複数種を混合して用いてもよい。なお、導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料または導電性高分子等であってもよい。
【００４０】
（負極）
負極２２は、例えば、一対の面を有する負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられたものである。ただし、負極活物質層２２Ｂは、負極集電体２２Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【００４１】
負極集電体２２Ａは、例えば、銅、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。
【００４２】
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。この負極活物質層２２Ｂでは、例えば、充放電時において意図せずにリチウム金属が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くなっていることが好ましい。なお、結着剤および導電剤は、それぞれ正極で説明したものと同様のものを用いることができる。
【００４３】
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素材料が挙げられる。この炭素材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、ＭＣＭＢ（メソカーボンマイクロビーズ）等の人造黒鉛、天然黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、カーボンブラック類、炭素繊維あるいは活性炭が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。
【００４４】
上述の炭素材料の他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として有する材料が挙げられる。高いエネルギー密度が得られるからである。このような負極材料は、金属元素または半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術における「合金」には、２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含まれる。また、「合金」は、非金属元素を含んでいてもよい。この組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、またはそれらの２種以上が共存するものがある。
【００４５】
上記した金属元素または半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）等である。中でも、ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種が好ましく、ケイ素がより好ましい。リチウムを吸蔵および放出する能力が大きいため、高いエネルギー密度が得られるからである。
【００４６】
ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種を有する負極材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
【００４７】
ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
【００４８】
スズの化合物またはケイ素の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）または炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上記した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００４９】
特に、ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも１種を含む負極材料としては、例えば、スズ（Ｓｎ）を第１の構成元素とし、そのスズ（Ｓｎ）に加えて第２の構成元素と第３の構成元素とを含むものが好ましい。勿論、この負極材料を上記した負極材料と共に用いてもよい。第２の構成元素は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）およびケイ素（Ｓｉ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第３の構成元素は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリン（Ｐ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第２の元素および第３の元素を含むことにより、サイクル特性が向上するからである。
【００５０】
中でも、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を構成元素として含み、炭素（Ｃ）の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、スズ（Ｓｎ）およびコバルト（Ｃｏ）の合計に対するコバルト（Ｃｏ）の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％以上７０質量％以下の範囲内であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られると共に優れたサイクル特性が得られるからである。
【００５１】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて、さらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）またはビスマス（Ｂｉ）等が好ましく、それらの２種以上を含んでいてもよい。容量特性またはサイクル特性がさらに向上するからである。
【００５２】
なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素あるいは半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下は、スズ（Ｓｎ）等が凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集または結晶化が抑制されるからである。
【００５３】
元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えば、Ｘ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy；ＸＰＳ）が挙げられる。このＸＰＳでは、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、グラファイトであれば、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば、炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素（Ｃ）の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。
【００５４】
なお、ＸＰＳでは、例えば、スペクトルのエネルギー軸の補正に、Ｃ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ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として得られるので、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
【００５５】
また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物等も挙げられる。金属酸化物とは、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデン等であり、高分子化合物とは、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロール等である。
【００５６】
なお、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記の負極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００５７】
負極活物質層２２Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの２以上を組み合わせてもよい。負極活物質層２２Ｂを気相法、液相法、溶射法若しくは焼成法、またはそれらの２種以上の方法を用いて形成する場合には、負極活物質層２２Ｂと負極集電体２２Ａとが界面の少なくとも一部において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２２Ａの構成元素が負極活物質層２２Ｂに拡散し、あるいは負極活物質層２２Ｂの構成元素が負極集電体２２Ａに拡散し、またはそれらの構成元素が互いに拡散し合っていることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層２２Ｂの膨張および収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層２２Ｂと負極集電体２２Ａとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。
【００５８】
なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長（CVD; Chemical Vapor Deposition）法またはプラズマ化学気相成長法等が挙げられる。液相法としては、電気鍍金または無電解鍍金等の公知の手法を用いることができる。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤等と混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤等の融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。
【００５９】
（セパレータ）
セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレン等の合成樹脂からなる多孔質膜や、セラミックからなる多孔質膜等によって構成されており、これらの２種以上の多孔質膜が積層されたものであってもよい。このセパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。
【００６０】
セパレータ２３は、正極２１と負極２２との間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層である。正極２１と負極２２との間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層とは、狭義の意味では、上述したセパレータ２３のような、正極２１と負極２２とを電気的絶縁性で隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらイオンを通過させる層をいう。
【００６１】
なお、正極２１と負極２２の間に設置されるイオンが移動可能な絶縁層は、セパレータ２３の他にも、単独種または複数種のイオンのみを選択的に透過するガラスセラミックス等の固体電解質も含まれる。セパレータ２３の代わりに、固体電解質を使用してもよい。この場合、固体電解質は、多孔質膜である必要はない。
【００６２】
（電解液）
電解液は、液状の電解質であり、非水溶媒および電解質塩を含む。電解液は、電解質塩として、式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含むと共に、非水溶媒として、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含む。
【００６３】
本技術では、電解液が、式（１）で表される化合物の少なくとも１種と共に、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むことによって、高温下および低温下のサイクル特性、高レート特性等の電池特性を改善できる。
【００６４】
式（１）で表される化合物は、熱安定性が高い電解質塩であるため、高温時において電解質塩の分解等によって生じる非水溶媒の分解を抑制することができる。例えば、電解質塩としてＬｉＰＦ6を含む電解液では、高温時に、ＬｉＰＦ6の分解によって発生するフッ化水素が非水溶媒を分解し、電池特性を劣化させる要因になっていた。
【００６５】
これに対して、本技術の電解液のように、電解質塩として式（１）で表される化合物を含有すれば、より分解されやすい鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを使用することができる。このため、低粘度の鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルによる電気伝導率の向上等の効果を効果的に得ることができる。この結果、高温下および低温下の電池特性を改善することができる。なお、例えば、鎖状カルボン酸エステルは、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）等の低粘度の鎖状炭酸エステルより、より低粘度であるため、例えば、鎖状カルボン酸エステルと式（１）で表される化合物との併用は、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）等の低粘度の鎖状炭酸エステルと式（１）で表される化合物との併用より、より効果が大きい。
【００６６】
電解液は、式（１）で表される化合物以外の他の電解質塩を含んでいてもよい。電解液は、鎖状カルボン酸エステルおよび環状エーテル以外の他の非水溶媒を含んでいてもよい。電解液は、式（１）で表される化合物、他の電解質塩、鎖状カルボン酸エステルおよび環状エーテル、並びに他の溶媒以外の他の化合物を含んでいてもよい。
【００６７】
（電解質塩）
電解液は、電解質塩として、式（１）で表される化合物（電解質塩）の少なくとも１種を含む。
【００６８】
【化２】
2013225388.tif 000004
（式中、Ｍは１価のカチオンである。ＹはＳＯ2またはＣＯである。各置換基Ｚは、独立して、フッ素原子、または少なくとも１つの重合可能な官能基を含んでもよく、かつ、ペルフルオロ化されていてもよい有機基である。置換基Ｚの少なくとも１つはフッ素原子である。）
【００６９】
式（１）で表される化合物は、熱安定性が高い。例えば、汎用されている電解質塩であるＬｉＰＦ6に比べて、熱安定性が高い。また、式（１）で表される化合物を含む電解液を用いた電池では、良好な被膜が形成されるため、イオン伝導性を向上できる。
【００７０】
式（１）で表される化合物としては、例えば、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）、リチウム（フルオロスルホニル）（トリフルオロメチルスルホニル）イミド、リチウム（フルオロスルホニル）（ペンタフルオロエチルスルホニル）イミド、リチウム（フルオロスルホニル）（ノナフルオロブチルスルホニル）イミド、リチウム（フルオロスルホニル）（フェニルスルホニル）イミド、リチウム（フルオロスルホニル）（ペンタフルオロフェニルスルホニル）イミド、リチウム（フルオロスルホニル）（ビニルスルホニル）イミド等が挙げられ。これらのリチウム塩は、単独または２種類以上を混合して用いることができる。
【００７１】
(式（１）で表される化合物の含有量)
式（１）で表される化合物の含有量は、より優れた効果が得られる点から、電解液に対して、例えば、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．０ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましい。
【００７２】
（他の電解質塩）
電解液は、電解質塩として、式（１）で表される化合物以外の他の電解質塩を含有していてもよい。他の電解質塩としては、例えば、式（１）で表される化合物以外の他の軽金属塩の１種または２種以上が挙げられる。
【００７３】
他の軽金属塩としては、具体的に、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、六フッ化ヒ酸リチウム、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3ＳＯ3）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2ＳｉＦ6）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）または臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、リチウムビス（トリフルオロスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）等のリチウム塩等が挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムからなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。電解液の抵抗が低下するからである。
【００７４】
（非水溶媒）
電解液は、非水溶媒として、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含む。なお、鎖状カルボン酸エステルには、炭素、水素、酸素のみの鎖状カルボン酸エステルの水素をハロゲン等の置換基で置換した鎖状カルボン酸エステル誘導体等も含まれる。環状エーテルには、炭素、水素、酸素のみの環状エーテルの水素をハロゲン等の置換基で置換した環状エーテル誘導体等も含まれる。
【００７５】
（鎖状カルボン酸エステル）
鎖状カルボン酸エステルとしては、例えば、式（２）で表される化合物（鎖状カルボン酸エステル）等が挙げられる。
【００７６】
【化３】
2013225388.tif 000005
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、ハロゲン化アルキル基である。）
【００７７】
式（２）において、アルケニル基は、例えば、炭素数２以上６以下のアルケニル基である。式（２）において、アルキニル基は、例えば、炭素数２以上６以下のアルキニル基である。
【００７８】
式（２）で表される化合物としては、より優れた効果が得られる点から、炭素数が４以上７以下であるものが好ましい。Ｒ１およびＲ２は、より優れた効果が得られる点から、それぞれ、炭素数が３以下であること好ましい。式（２）で表される化合物は、より優れた効果が得られる点から、炭素数が４以上７以下であると共に、Ｒ１およびＲ２が、それぞれ、炭素数が３以下であることがより好ましい。
【００７９】
式（２）で表される化合物としては、具体的に、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸−ｎ−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸−ｎ−ブチル、酢酸イソブチル、酢酸−ｔ−ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸−ｎ−プロピル、プロピオン酸イソプロピル、プロピオン酸−ｎ−ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸−ｔ−ブチル、酪酸メチル、酪酸エチル、酪酸−ｎ−プロピル、酪酸イソプロピル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチル、イソ酪酸−ｎ−プロピル、またはイソ酪酸イソプロピル等を挙げることができる。これらの中でも、酢酸エチル、酢酸−ｎ−プロピル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等が、粘度低下によってイオン伝導度をより向上できる点からより好ましい。中でも、分子量が小さすぎると化合物の安定性が弱く、分子量が大きすぎると粘度が高くなり、アシル基（Ｒ１−ＣＯ−）の炭素数より、Ｒ２の炭素数が大きいと、分解されやすくなるため、プロピオン酸メチルまたはプロピオン酸エチルが特に好ましい。
【００８０】
（鎖状カルボン酸エステルの含有量）
鎖状カルボン酸エステルの含有量は、例えば、非水溶媒の合計体積に対して、１０体積％以上７０体積％以下であることが好ましく、１０体積％以上６０体積％以下であることがより好ましく、２０体積％以上５０体積％以下であることが特に好ましい。鎖状カルボン酸エステルの含有量が、１０体積％未満の場合、電気伝導率の上昇効果が低減する傾向にある。鎖状カルボン酸エステルの含有量が、７０体積％を超えると、負極抵抗の増大や放電負荷特性の低下、サイクル特性が低下する傾向がある。
【００８１】
（環状エーテル）
環状エーテルとしては、例えば、式（３）〜式（５）で表される化合物（環状エーテル）のうちの少なくとも１種が挙げられる。
【００８２】
【化４】
2013225388.tif 000006
（式中、Ｒ３〜Ｒ６は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【００８３】
【化５】
2013225388.tif 000007
（式中、Ｒ７〜Ｒ１０は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【００８４】
【化６】
2013225388.tif 000008
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【００８５】
式（３）〜式（５）で表される化合物の少なくとも１種は、より優れた効果が得られる点から、炭素数が４以上７以下であるものが好ましい。
【００８６】
式（３）で表される化合物としては、１，３−ジオキサン、２−メチル−１，３−ジオキサン、４−メチル−１，３−ジオキサン、２，２−ジエチル−１，３−ジオキサン等、またはこれらのフッ素化合物等が挙げられる。式（４）で表される化合物としては、１，４−ジオキサン等、またはこれらのフッ素化合物等が挙げられる。式（５）で表される化合物としては、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、３−メチルテトラヒドロフラン等、またはこれらのフッ素化合物等が挙げられる。これらの中でも、テトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン等が、粘性が低く、かつリチウムイオンへの溶媒和能力が高いことからイオン解離性を向上させることから、高いイオン伝導度を与えるため、特に好ましい。
【００８７】
（環状エーテルの含有量）
環状エーテルの含有量は、非水溶媒の合計体積に対して、例えば、１０体積％以上７０体積％以下であることが好ましく、１０体積％以上６０体積％以下であることがより好ましく、２０体積％以上５０体積％以下であることが特に好ましい。環状エーテルの含有量が、１０体積％未満の場合、電気伝導率の上昇効果が低減する傾向にあり、７０体積％を超える場合、負極抵抗の増大や放電負荷特性低下、サイクル特性が低下する傾向がある。
【００８８】
（他の非水溶媒）
電解液は、非水溶媒として、上述した鎖状カルボン酸エステルおよび環状エーテル以外の他の非水溶媒を含有していてもよい。
【００８９】
（炭酸エステル、フッ素化炭酸エステル）
他の非水溶媒としては、例えば、環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステルの少なくとも１種等の炭酸エステル、フッ素化炭酸エステル等のハロゲン化炭酸エステル等が挙げられる。フッ素化炭酸エステルは、炭酸エステルの水素の一部をフッ素で置換したものであり、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＤＦＥＣ）等の炭酸エチレンの一部の水素をフッ素で置換したフッ化炭酸エチレン等が挙げられる。
【００９０】
他の非水溶媒としては、例えば、炭酸エチレン（ＥＣ）、炭酸プロピレン（ＰＣ）、フッ化炭酸エチレン、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）および炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）からなる群のうちの少なくとも１種が好ましい。十分な効果が得られるからである。
【００９１】
他の非水溶媒としては、特に、高粘度（高誘電率）溶媒（例えば、比誘電率ε≧３０）である炭酸エチレン（ＥＣ）または炭酸プロピレン（ＰＣ）と、低粘度溶媒（例えば、粘度≦１ｍＰａ・ｓ）である炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）または炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）とを混合して含むものが好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するため、より高い効果が得られるからである。
【００９２】
また、他の非水溶媒が炭酸エチレン（ＥＣ）を含む場合、他の非水溶媒としては、炭酸エチレン（ＥＣ）と共に、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）、炭酸ジエチル（ＤＥＣ）、炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）等の鎖状の炭酸エステル（低粘度溶媒）を含むことが好ましい。炭酸エチレン（ＥＣ）と鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルとは、相溶性が低いため、相溶性を高める点から好ましいからである。
【００９３】
（他の化合物）
電解液は、上述した非水溶媒および電解質塩以外の他の化合物を１種以上含有していてもよい。他の化合物としては、不飽和環状炭酸エステル、ニトリル化合物またはスルホン酸エステル化合物等が挙げられる。
【００９４】
（不飽和環状炭酸エステル）
電解液は、不飽和環状炭酸エステルを含有していてもよい。不飽和環状炭酸エステルは、不飽和結合を有する環状炭酸エステルである。不飽和結合環状炭酸エステルとしては、例えば、炭酸ビニレン系化合物等が挙げられる。炭酸ビニレン系化合物としては、例えば、炭酸ビニレン｛１，３−ジオキソール−２−オン（ビニレンカーボネートともいう）｝、炭酸メチルビニレン（４−メチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、炭酸エチルビニレン（４−エチル−１，３−ジオキソール−２−オン）、４，５−ジメチル−１，３−ジオキソール−２−オン、４，５−ジエチル−１，３−ジオキソール−２−オン、４−フルオロ−１，３−ジオキソール−２−オン、または４−トリフルオロメチル−１，３−ジオキソール−２−オン等が挙げられる。これらは１種で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、炭酸ビニレンが好ましい。容易に入手可能であると共に、高い効果が得られるからである。
【００９５】
（ニトリル化合物）
ニトリル基を有するニトリル化合物としては、例えば、アセトニトリル、プロピオニトリル、ブチロニトリル、バレロニトリル、ヘキサンニトリル、オクタンニトリル、シクロヘキサンカルボニトリル、ベンゾニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル、２−メチルグルタロニトリル、アジポニトリル、ピメロニトリル、スベロニトリル、セバコニトリル、１，２，３−プロパントリカルボニトリル、１，２，３−トリス（２−シアノエトキシ）プロパン、１，３，５−シクロヘキサントリカルボニトリル、１，３，５−ペンタントリカルボニトリル、ｔｅｒｔ−ブチルマロノニトリル、マロノニトリル、３，３’−オキシジプロピオニトリル、３，３’−チオジプロピオニトリル、１，２−ジシアノベンゼン、１，３−ジシアノベンゼンまたは１，４−ジシアノベンゼン等が挙げられる。これらのニトリル化合物は、１種で用いても２種以上を混合して用いても良い。
【００９６】
ニトリル化合物としては、比較的低分子量のニトリル化合物の方が電解液への溶解性、増粘抑制の観点から好ましく、具体的には、例えばアジポニトリル、スクシノニトリル、グルタロニトリル等が好ましい。
【００９７】
（スルホン酸エステル類）
電解液は、電池のより長寿命化を達成する点から、スルホン酸エステル類（スルホン酸エステル化合物）を含んでいてもよい。スルホン酸エステル類としては、例えば、炭素数３以上６以下の環状スルホン酸エステル等の環状スルホン酸エステル、または、炭素数１以上４以下の鎖状スルホン酸エステル等の鎖状スルホン酸エステルが挙げられる。
【００９８】
炭素数３以上６以下の環状スルホン酸エステルとしては、１，３−プロパンスルトン、１−メチル−１，３−プロパンスルトン、２−メチル−１，３−プロパンスルトン、３−メチル−１，３−プロパンスルトン、１−エチル−１，３−プロパンスルトン、２−エチル−１，３−プロパンスルトン、３−エチル−１，３−プロパンスルトン、１−フルオロ−１，３−プロパンスルトン、２−フルオロ−１，３−プロパンスルトン、３−フルオロ−１，３−プロパンスルトン、１，４−ブタンスルトン、１−メチル−１，４−ブタンスルトン、２−メチル−１，４−ブタンスルトン、３−メチル−１，４−ブタンスルトン、４−メチル−１，４−ブタンスルトン、１−エチル−１，４−ブタンスルトン、２−エチル−１，４−ブタンスルトン、３−エチル−１，４−ブタンスルトン、４−エチル−１，４−ブタンスルトン、１−プロペン−１，３−スルトン、１−フルオロ−１−プロペン−１，３−スルトン、２−フルオロ−１−プロペン−１，３−スルトン、３−フルオロ−１−プロペン−１，３−スルトン、１，４−ブタンスルトン、または１−ブテン−１，４−スルトン、３−ブテン−１，４−スルトン等が挙げられる。これらは、１種で用いても、２種以上を混合して用いてもよい。
【００９９】
これらの中でも、１，３−プロパンスルトン、１−メチル−１，３−プロパンスルトン、２−メチル−１，３−プロパンスルトン、３−メチル−１，３−プロパンスルトン、１−エチル−１，３−プロパンスルトン、１，４−ブタンスルトン、１−メチル−１，４−ブタンスルトン、２−メチル−１，４−ブタンスルトン、３−メチル−１，４−ブタンスルトン、４−メチル−１，４−ブタンスルトン、若しくは、１−プロペン−１，３−スルトン等、またはこれらの２種以上の混合物が、電極表面との相互作用による電極界面保護能が高く、保存特性やサイクル耐久性を向上できる点から、より好ましい。
【０１００】
（電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、以下の製造方法によって製造される。
【０１０１】
（正極の製造）
まず、正極２１を作製する。最初に、正極活物質と、結着剤と、導電剤とを混合して正極合剤としたのち、有機溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、ドクタブレードまたはバーコータ等によって正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機等によって塗膜を圧縮成型して正極活物質層２１Ｂを形成する。この場合には、圧縮成型を複数回に渡って繰り返してもよい。
【０１０２】
（負極の製造）
次に、負極２２を作製する。最初に、負極材料と、結着剤と、必要に応じて導電剤とを混合して負極合剤としたのち、これを有機溶剤に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、ドクタブレードまたはバーコータ等によって負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機等によって塗膜を圧縮成型して負極活物質層２２Ｂを形成する。
【０１０３】
なお、負極２２は以下のようにして製造してもよい。最初に、電解銅箔等からなる負極集電体２２Ａを準備したのち、蒸着法等の気相法によって負極集電体２２Ａの両面に負極材料を堆積させて、複数の負極活物質粒子を形成する。こののち、必要に応じて、液相析出法等の液相法によって酸化物含有膜を形成し、または電解鍍金法等の液相法によって金属材料を形成し、または双方を形成することにより、負極活物質層２２Ｂを形成する。
【０１０４】
（電池の組み立て）
非水電解質電池の組み立ては、以下のようにして行う。最初に、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接等して取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接等して取り付ける。続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層および巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回中心にセンターピン２４を挿入する。続いて、一対の絶縁板１２、１３で挟みながら巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納すると共に、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接し、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接する。
【０１０５】
続いて、上述の電解液を電池缶１１の内部に注入してセパレータ２３に含浸させる。最後に、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をガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図１および図２に示す非水電解質電池が完成する。
【０１０６】
従来の非水電解質電池では、典型的には、正極にＬｉＣｏＯ2、負極に炭素材料、非水電解液には、炭酸エチレン（ＥＣ）や炭酸ジメチル（ＤＭＣ）等の非水溶媒に、ＬｉＰＦ6に代表される電解質塩を溶解させたものが使用される。このような従来の非水電解質電池では、充電状態での熱安定性が低く、電池安全性が低い。また、電極の熱安定性だけではなく、電解質塩であるＬｉＰＦ6についても、熱安定性は十分確保されているとはいえない。以上を鑑みると、本技術の非水電解質電池では、正極は、正極活物質として、オリビン型の構造を有するリチウムリン酸化合物を用いることが好ましい。これによって、電極の熱的安定性および化学的安定性が向上し、電池のサイクル特性や安全性をより改善できる。
【０１０７】
さらに、本技術の非水電解質電池では、電解質塩として、ＬｉＰＦ6に比べて熱安定性が高い、（１）で表される化合物を用いる。式（１）で表される化合物は、熱安定性が高いということに加え、式（１）で表される化合物を含む電解液を電池に用いた場合、良好な被膜が形成されるためイオン伝導性が向上する。さらに、この式（１）で表される化合物を含む電解質塩を低分子量の鎖状カルボン酸エステルや環状エーテルを主成分とする非水溶媒に溶解させることで、電解液を低粘度化して電気伝導率を向上し、その結果、電池特性を改善できる。
【０１０８】
２．第２の実施の形態
（電池の構成）
本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池について説明する。図３は本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池の分解斜視構成を表しており、図４は図３に示す巻回電極体３０のＩ−Ｉ線に沿った断面を拡大して示している。
【０１０９】
この非水電解質電池は、主に、フィルム状の外装部材４０の内部に、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられた巻回電極体３０が収納されたものである。このフィルム状の外装部材４０を用いた電池構造は、ラミネートフィルム型と呼ばれている。
【０１１０】
正極リード３１および負極リード３２は、例えば、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード３１は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって構成されており、負極リード３２は、例えば、銅、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。これらの金属材料は、例えば、薄板状または網目状になっている。
【０１１１】
外装部材４０は、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がこの順に貼り合わされたアルミラミネートフィルム等のように、金属箔からなる金属層の両面に樹脂層を設けた構成とされている。外装部材４０の一般的な構成は、例えば、外側樹脂層／金属層／内側樹脂層の積層構造を有する。例えば、外装部材４０は、例えば、内側樹脂層が巻回電極体３０と対向するように、２枚の矩形型のアルミラミネートフィルムの外縁部同士が融着または接着剤によって互いに接着された構造を有している。外側樹脂層および内側樹脂層は、それぞれ複数層で構成されてもよい。
【０１１２】
金属層を構成する金属材料としては、耐透湿性のバリア膜としての機能を備えていれば良く、アルミニウム（Ａｌ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔およびメッキを施した鉄（Ｆｅ）箔等を使用することができる。なかでも、薄く軽量で加工性に優れるアルミニウム箔を好適に用いることが好ましい。特に、加工性の点から、例えば焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ  Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）、（ＪＩＳ  Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）または（ＪＩＳ  Ａ１Ｎ３０−Ｏ）等を用いるのが好ましい。
【０１１３】
金属層の厚みは、３０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。３０μｍ未満の場合、材料強度に劣ってしまう。また、１５０μｍを超えた場合、加工が著しく困難になるとともに、ラミネートフィルム５２の厚さが増してしまい、非水電解質電池の体積効率の低下につながってしまう。
【０１１４】
内側樹脂層は、熱で溶けて互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【０１１５】
外側樹脂層としては、外観の美しさや強靱さ、柔軟性等からポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル等が用いられる。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。
【０１１６】
外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２に対して密着性を有する材料によって構成されている。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。
【０１１７】
なお、外装部材４０は、上記した積層構造を有するアルミラミネートフィルムに代えて、他の積層構造を有するラミネートフィルムによって構成されていてもよいし、ポリプロピレン等の高分子フィルムまたは金属フィルムによって構成されていてもよい。
【０１１８】
図４は、図３に示す巻回電極体３０のＩ−Ｉ線に沿った断面構成を表している。この巻回電極体３０は、セパレータ３５および電解質３６を介して正極３３と負極３４とが積層および巻回されたものであり、その最外周部は、保護テープ３７によって保護されている。      
【０１１９】
正極３３は、例えば、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂが設けられたものである。負極３４は、例えば、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂが設けられたものであり、その負極活物質層３４Ｂが正極活物質層３３Ｂと対向するように配置されている。正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａ、負極活物質層３４Ｂおよびセパレータ３５の構成は、夫々第１の実施の形態の正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａ、負極活物質層２２Ｂおよびセパレータ２３の構成と同様である。
【０１２０】
電解質３６は、上述した第１の実施の形態と同様の電解液と、それを保持する高分子化合物とを含んでいる。電解質３６は、例えば、いわゆるゲル状の電解質である。ゲル状の電解質は、高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）が得られると共に漏液が防止されるので好ましい。電解質３６は、リチウムイオン伝導性を有すると共に、正極３３および負極３４の接触を抑制するものでもある。すなわち、電解質３６は、セパレータ３５と共に、正極３３および負極３４の接触を抑制するイオンが移動可能な絶縁層である。電解質３６およびセパレータ３５は、共にイオンが移動可能な絶縁層である。なお、セパレータ３５を省略して電解質３６のみを正極３３および負極３４の接触を抑制するイオンが移動可能な絶縁層としてもよい。
【０１２１】
高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、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、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレン、またはポリカーボネート等が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。中でも、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンまたはポリエチレンオキサイドが好ましい。電気化学的に安定だからである。
【０１２２】
（電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、以下の３種類の製造方法（第１〜第３の製造方法）によって製造される。
【０１２３】
（第１の製造方法）
第１の製造方法では、最初に、例えば、上記した第１の実施の形態の正極２１および負極２２の作製手順と同様の手順により、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成して正極３３を作製する。また、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成して負極３４を作製する。
【０１２４】
続いて、第１の実施の形態と同様の電解液と、高分子化合物と、溶剤とを含む前駆溶液を調製して正極３３および負極３４に塗布したのち、溶剤を揮発させてゲル状の電解質３６を形成する。続いて、正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。
【０１２５】
続いて、電解質３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層させてから長手方向に巻回し、その最外周部に保護テープ３７を接着させて巻回電極体３０を作製する。最後に、例えば、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込んだのち、その外装部材４０の外縁部同士を熱融着等で接着させて巻回電極体３０を封入する。この際、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間に、密着フィルム４１を挿入する。これにより、図３および図４に示す非水電解質電池が完成する。
【０１２６】
（第２の製造方法）
第２の製造方法では、最初に、正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層して巻回させたのち、その最外周部に保護テープ３７を接着させて、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製する。
【０１２７】
続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を挟み込んだのち、一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を熱融着等で接着させて、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、第１の実施の形態と同様の電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤等の他の材料とを含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着等で密封する。最後に、モノマーを熱重合させて高分子化合物とすることにより、ゲル状の電解質３６を形成する。これにより、図３および図４に示す非水電解質電池が完成する。
【０１２８】
（第３の製造方法）
第３の製造方法では、最初に、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２の製造方法と同様に、巻回体を形成して袋状の外装部材４０の内部に収納する。
【０１２９】
このセパレータ３５に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体、すなわち単独重合体、共重合体または多元共重合体等が挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体等である。なお、高分子化合物は、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の１種または２種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。
【０１３０】
セパレータ３５上の高分子化合物は、例えば、以下のようにして、多孔性高分子化合物を形成していてもよい。すなわち、まず、高分子化合物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホキシド等の極性有機溶媒からなる第１の溶媒に溶解させた溶液を調製し、この溶液をセパレータ６３上に塗布する。次に、上記溶液が塗布されたセパレータ６３を水、エチルアルコール、プロピルアルコール等の上記極性有機溶媒に対して相溶性があり、上記高分子化合物に対して貧溶媒である第２の溶媒中に浸漬する。このとき、溶媒交換が起こり、スピノーダル分解を伴う相分離が生じ、高分子化合物は多孔構造を形成する。その後、乾燥することにより、多孔構造を有する多孔性高分子化合物を得ることができる。
【０１３１】
続いて、第１の実施の形態と同様の電解液を調製して、外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着等で密封する。最後に、外装部材４０に加重をかけながら加熱し、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して電解質３６が形成されるため、図３および図４に示す非水電解質電池が完成する。
【０１３２】
３．第３の実施の形態
本技術の第３の実施の形態による非水電解質電池について説明する。本技術の第３の実施の形態による非水電解質電池は、電解液を高分子化合物に保持させたもの（電解質３６）に代えて、電解液をそのまま用いた点以外は、第２の実施の形態による非水電解質電池と同様である。したがって、重複した説明を避けるため、以下では、第２の実施の形態と異なる構成を詳細に説明し、第２の実施の形態と同様の構成の詳細な説明は適宜省略する。
【０１３３】
（電池の構成）
本技術の第３の実施の形態による非水電解質電池では、ゲル状の電解質３６の代わりに、電解液を用いている。したがって、巻回電極体３０は、電解質３６が省略された構成を有し、第１の実施の形態と同様の電解液がセパレータ３５に含浸されている。
【０１３４】
（電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、以下のように製造する。
【０１３５】
まず、例えば正極活物質と結着剤と導電剤とを混合して正極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させることにより正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを両面に塗布し、乾燥させ圧縮成型して正極活物質層３３Ｂを形成し正極３３を作製する。次に、例えば正極集電体３３Ａに正極リード３１を、例えば超音波溶接、スポット溶接等により接合する。
【０１３６】
また、例えば負極材料と結着剤とを混合して負極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させることにより負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体３４Ａの両面に塗布し乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層３４Ｂを形成し、負極３４を作製する。次に、例えば負極集電体３４Ａに負極リード３２を例えば超音波溶接、スポット溶接等により接合する。
【０１３７】
続いて、正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して巻回して外装部材４０の内部に挟み込んだのち、外装部材４０の内部に第１の実施の形態と同様の電解液を注入し、外装部材４０を密閉する。これにより、非水電解質電池が得られる。
【０１３８】
４．第４の実施の形態
（電池の構成）
本技術の第４の実施による形態の非水電解質電池の構成例について説明する。図５Ａは、本技術の第４の実施の形態による非水電解質電池の外観を示す斜視図である。図５Ｂは、本技術の第４の実施の形態による非水電解質電池の構成を示す斜視分解図である。また、図５Ｃは、図５Ａに示す非水電解質電池の下面の構成を示す斜視図である。なお、下記の説明では、非水電解質電池５１のうち、正極リード５３が導出される部分をトップ部、トップ部に対向し、負極リード５４が導出される部分をボトム部、トップ部とボトム部とに挟まれた両辺をサイド部とする。また、電極、電極リード等について、サイド部−サイド部方向を幅として説明する。
【０１３９】
図５Ａ〜図５Ｃに示すように、本技術の非水電解質電池５１は、例えば、充電および放電可能な二次電池であり、積層電極体６０がラミネートフィルム５２にて外装されたものであり、ラミネートフィルム５２同士が封止された部分からは、積層電極体６０と接続された正極リード５３および負極リード５４が電池外部に導出されている。正極リード５３および負極リード５４は、互いに対向する辺から導出されている。
【０１４０】
（積層電極体）
図６Ａ〜図６Ｂは、積層電極体を構成する正極の構成例を示す。図６Ｃ〜図６Ｂは、積層電極体を構成する負極の構成例を示す。図７Ａ〜図７Ｃは、ラミネートフィルムに外装される前の積層電極体の構成例を示す。積層電極体６０は、図６Ａまたは図６Ｂに示す矩形状の正極６１と、図６Ｃまたは図６Ｄに示す矩形状の負極６２とが、セパレータ６３を介して積層された構成である。具体的には、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、正極６１および負極６２がつづら折りに折り曲げられたセパレータ６３を介して交互に積層された構成である。なお、図７Ｃに示すように、つづら折りに折り曲げられたセパレータ６３の代わりに、複数の矩形状のセパレータ６３を用いてもよい。第２の実施の形態では、積層電極体６０の最表層がセパレータ６３となるように、セパレータ６３、負極６２、セパレータ６３、正極６１、・・・負極６２、セパレータ６３のように順に積層された積層電極体６０を用いる。なお、図７Ａおよび図７Ｂに示す積層電極体６０は、図６Ｂに示す正極６１と、図６Ｄに示す負極６２を用いた例である。図示は省略するが、図６Ｂに示す正極６１に代えて、図６Ａに示す正極６１と、図６Ｄに示す負極６２に代えて、図６Ｂに示す負極６２を用いてもよい。
【０１４１】
図８は、図５Ａの非水電解質電池のａ−ａ’断面を示す断面図である。図８に示すように、非水電解質電池５１では、セパレータ６３と正極６１と、セパレータ６３と負極６２とが、それぞれ電解質６６を介して、配置されている。セパレータ６３と正極６１と、セパレータ６３と負極６２とが、それぞれ電解質６６を介して接着していてもよい。
【０１４２】
積層電極体６０からは、複数枚の正極６１からそれぞれ延出される正極タブ６１Ｃと、複数枚の負極６２からそれぞれ延出される負極タブ６２Ｃとが導出されている。複数枚重ねられた正極タブ６１Ｃは、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた正極タブ６１Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接等の方法により正極リード５３が接続されている。
【０１４３】
また、正極６１と同様に、負極タブ６２Ｃは、複数枚重ねられた上で、曲げ部分において適切なたるみを持った状態で断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられて構成されている。複数枚重ねられた負極タブ６２Ｃの先端部には、超音波溶接または抵抗溶接等の方法により負極リード５４が接続されている。
【０１４４】
（正極リード）
正極タブ６１Ｃと接続する正極リード５３は、例えばアルミニウム（Ａｌ）等からなる金属リード体を用いることができる。本技術の大容量の非水電解質電池５１では、大電流を取り出すために、従来に比して正極リード５３の幅を太く、厚みを厚く設定する。
【０１４５】
正極リード５３の厚みは、１５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。正極リード５３の厚みが１５０μｍ未満の場合、取り出せる電流量が小さくなってしまう。正極リード５３の厚みが２５０μｍを超える場合、正極リード５３が厚すぎるため、リード導出辺におけるラミネートフィルム５２の密封性が低下して、水分浸入が容易になる。
【０１４６】
なお、正極リード５３の一部分には、ラミネートフィルム５２と正極リード５３との接着性を向上させるための密着フィルムであるシーラント５５が設けられる。シーラント５５は、金属材料との接着性の高い樹脂材料により構成され、例えば正極リード５３が上述した金属材料から構成される場合には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂により構成されることが好ましい。
【０１４７】
シーラント５５の厚みは、７０μｍ以上１３０μｍ以下とすることが好ましい。７０μｍ未満では正極リード５３とラミネートフィルム５２との接着性に劣り、１３０μｍを超えると熱融着時における溶融樹脂の流動量が多く、製造工程上好ましくない。
【０１４８】
（負極リード）
負極タブ６２Ｃと接続する負極リード５４は、例えばニッケル（Ｎｉ）等からなる金属リード体を用いることができる。本技術の大容量の非水電解質電池５１では、大電流を取り出すために、従来に比して負極リード５４の幅を太く、厚みを厚く設定する。負極リード５４の幅は、後述する負極タブ６２Ｃの幅と略同等とすることが好ましい。
【０１４９】
負極リード５４の幅は任意に設定可能であるが、大電流を取り出せるという点で、負極リード５４の幅ｗｂが負極６２の幅Ｗｂに対して５０％以上１００％以下であることが好ましい。
【０１５０】
負極リード５４の厚みは、正極リード５３と同様に１５０μｍ以上２５０μｍ以下とすることが好ましい。正極リード５３の厚みが１５０μｍ未満の場合、取り出せる電流量が小さくなってしまう。正極リード５３の厚みが２５０μｍを超える場合、正極リード５３が厚すぎるため、リード導出辺におけるラミネートフィルム５２の密封性が低下して、水分浸入が容易になる。
【０１５１】
負極リード５４の一部分には、正極リード５３と同様に、ラミネートフィルム５２と負極リード５４との接着性を向上させるための密着フィルムであるシーラント５５が設けられる。
【０１５２】
（正極）
図６Ａ〜図６Ｂに示すように、正極６１は、正極活物質を含有する正極活物質層６１Ｂが、正極集電体６１Ａの両面上に形成されてなる。正極集電体６１Ａとしては、例えばアルミニウム（Ａｌ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔等の金属箔が用いられる。
【０１５３】
また、正極集電体６１Ａから一体に正極タブ６１Ｃが延出されている。複数枚重ねられた正極タブ６１Ｃは、断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられ、先端部には超音波溶接または抵抗溶接等の方法により正極リード５３と接続される。
【０１５４】
正極活物質層６１Ｂは、正極集電体６１Ａの矩形状の主面部上に形成される。正極集電体６１Ａが露出した状態の延出部は、正極リード５３を接続するための接続タブである正極タブ６１Ｃとしての機能を備える。正極タブ６１Ｃの幅は任意に設定可能である。特に、正極リード５３および負極リード５４を同一辺から導出する場合には、正極タブ６１Ｃの幅は正極６１の幅の５０％未満とする必要がある。このような正極６１は、矩形状の正極集電体６１Ａの一辺に、正極集電体露出部を設けるようにして正極活物質層６１Ｂを形成し、不要な部分を切断することで得られる。
【０１５５】
正極活物質層６１Ｂの構成は、第１の実施の形態の正極活物質層２１Ｂと同様である。すなわち、正極活物質層６１Ｂは、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種以上とを含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。正極材料、結着剤、導電剤は、第１の実施の形態と同様である。
【０１５６】
（負極）
図６Ｃ〜図６Ｄに示すように、負極６２は、負極活物質を含有する負極活物質層６２Ｂが、負極集電体６２Ａの両面上に形成されてなる。負極集電体６２Ａとしては、例えば銅（Ｃｕ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔あるいはステンレス（ＳＵＳ）箔等の金属箔により構成されている。
【０１５７】
また、負極集電体６２Ａから一体に負極タブ６２Ｃが延出されている。複数枚重ねられた負極タブ６２Ｃは、断面が略Ｕ字状となるように折り曲げられ、先端部には超音波溶接または抵抗溶接等の方法により負極リード５４が接続される。
【０１５８】
負極活物質層６２Ｂは、負極集電体６２Ａの矩形状の主面部上に形成される。負極集電体６２Ａが露出した状態の延出部は、負極リード５４を接続するための接続タブである負極タブ６２Ｃとしての機能を備える。負極タブ６２Ｃの幅は任意に設定可能である。特に、正極リード５３および負極リード５４を同一辺から導出する場合には、負極タブ６２Ｃの幅は負極６２の幅の５０％未満とする必要がある。このような負極６２は、矩形状の負極集電体６２Ａの一辺に、負極集電体露出部を設けるようにして負極活物質層６２Ｂを形成し、不要な部分を切断することで得られる。
【０１５９】
（負極活物質層）
負極活物質層６２Ｂの構成は、第１の実施の形態の負極活物質層２２Ｂと同様である。すなわち、負極活物質層６２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。負極材料、結着剤、導電剤は、第１の実施の形態と同様である。
【０１６０】
電解質６６、セパレータ６３、ラミネートフィルム５２は、第２の実施の形態の、電解質３６、セパレータ６３、外装部材４０と同様である。
【０１６１】
積層電極体６０は、上述のラミネートフィルム５２間にて外装される。このとき、正極タブ６１Ｃと接続された正極リード５３および負極タブ６２Ｃと接続された負極リード５４がラミネートフィルム５２の封止部から電池外部に導出される。図５Ｂに示されるように、ラミネートフィルム５２間には、予め深絞り加工により形成された積層電極体収納部５７が設けられている。積層電極体６０は、積層電極体収納部５７に収納される。
【０１６２】
本技術では、積層電極体６０の周辺部をヒータヘッドによって加熱することにより、積層電極体６０を両面から覆うラミネートフィルム５２間同士を熱融着させて封止する。特に、リード導出辺においては、正極リード５３および負極リード５４を避ける形状に切り欠きが設けられたヒータヘッドによってラミネートフィルム５２を熱融着することが好ましい。正極リード５３および負極リード５４にかかる負荷を小さくして電池を作製することができるためである。この方法により、電池作製時のショートを防ぐことができる。
【０１６３】
（電池の製造方法）
上述の非水電解質電池５１は、例えば、以下のような工程で作製することができる。
【０１６４】
（正極の作製）
正極材料と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。続いて、この正極合剤スラリーを帯状の正極集電体６１Ａの両面に塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機等により圧縮成型して正極活物質層６１Ｂを形成し、正極シートとする。この正極シートを所定の寸法に切断し、正極６１を作製する。このとき、正極集電体６１Ａの一部を露出するようにして正極活物質層６１Ｂを形成する。この正極集電体６１Ａ露出部分を正極タブ６１Ｃとする。また、必要に応じて正極集電体露出部の不要な部分を切断して正極タブ６１Ｃを形成してもよい。これにより、正極タブ６１Ｃが一体に形成された正極６１が得られる。
【０１６５】
（負極の作製）
負極材料と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させて負極合剤スラリーとする。続いて、この負極合剤スラリーを負極集電体６２Ａに塗布し溶剤を乾燥させたのち、ロールプレス機等により圧縮成型して負極活物質層６２Ｂを形成し、負極シートとする。この負極シートを所定の寸法に切断し、負極６２を作製する。このとき、負極集電体６２Ａの一部を露出するようにして負極活物質層６２Ｂを形成する。この負極集電体６２Ａ露出部分を負極タブ６２Ｃとする。また、必要に応じて負極集電体露出部の不要な部分を切断して負極タブ６２Ｃを形成してもよい。これにより、負極タブ６２Ｃが一体に形成された負極６２が得られる。
【０１６６】
（電解質６６の形成）
セパレータ６３の１主面または両面に高分子化合物を塗布する。このセパレータ６３に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体、すなわち単独重合体、共重合体または多元共重合体等が挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体等である。なお、高分子化合物は、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の１種または２種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。なお、セパレータ６３上に塗布された高分子化合物に第１の実施の形態と同様の電解液が保持されることにより、電解質６６形成される。
【０１６７】
セパレータ６３上の高分子化合物は、例えば、以下のようにして、多孔性高分子化合物を形成していてもよい。すなわち、まず、高分子化合物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホキシド等の極性有機溶媒からなる第１の溶媒に溶解させた溶液を調製し、この溶液をセパレータ６３上に塗布する。次に、上記溶液が塗布されたセパレータ６３を水、エチルアルコール、プロピルアルコール等の上記極性有機溶媒に対して相溶性があり、上記高分子化合物に対して貧溶媒である第２の溶媒中に浸漬する。このとき、溶媒交換が起こり、スピノーダル分解を伴う相分離が生じ、高分子化合物は多孔構造を形成する。その後、乾燥することにより、多孔構造を有する多孔性高分子化合物を得ることができる。
【０１６８】
（積層工程）
次に、図７Ａ〜図７Ｂに示すように、正極６１と負極６２とを、つづら折りにしたセパレータ６３間に交互に挿入し、例えば、セパレータ６３、負極６２、セパレータ６３、正極６１、セパレータ６３、負極６２・・・セパレータ６３、負極６２、セパレータ６３となるように重ね合わせて所定数の正極６１および負極６２を積層する。続いて、正極６１、負極６２およびセパレータ６３が密着するように押圧した状態で固定し、積層電極体６０を作製する。積層電極体６０をより強固に固定するには、例えば接着テープ等の固定部材５６を用いることができる。固定部材５６を用いて固定する場合には、例えば積層電極体６０の両サイド部に固定部材５６を設ける。
【０１６９】
次に、複数枚の正極タブ６１Ｃおよび複数枚の負極タブ６２Ｃを断面Ｕ字状となるように折り曲げる。電極タブは、例えば下記のようにして折り曲げられる。
【０１７０】
（第１のタブＵ字曲げ工程）
積層した正極６１から引き出された複数の正極タブ６１Ｃおよび積層した負極６２から引き出された複数の負極タブ６２Ｃを、断面略Ｕ字形状となるように折り曲げる。第１のＵ字曲げ工程は、予め正極タブ６１Ｃおよび負極タブ６２Ｃに最適なＵ字曲げ形状を持たせるための工程である。予め最適なＵ字曲げ形状を持たせることにより、後に正極リード５３および負極リード５４と接続後の正極タブ６１Ｃおよび負極タブ６２Ｃを折り曲げてＵ字曲げ部を形成する際に正極タブ６１Ｃおよび負極タブ６２Ｃに引張り応力等のストレスがかからないようにすることができる。
【０１７１】
図９Ａ〜図９Ｅは、負極タブ６２Ｃの第１のＵ字曲げ工程を説明する側面図である。図９Ａ〜図９Ｅにおいては、負極タブ６２Ｃについて行われる各工程を説明する。なお、正極集電体６１Ａについても同様にして第１のＵ字曲げ工程が行われる。
【０１７２】
まず、図９Ａに示すように、Ｕ字曲げ用薄板７１を有するワークセット台７０ａの上部に積層電極体６０を配設する。Ｕ字曲げ用薄板７１は、積層電極体６０の厚みよりもやや小さい分だけ、具体的には、少なくとも複数の負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の総厚分小さい分だけ、ワークセット台７０ａから突出するように設置されている。このような構成とすることにより、負極タブ６２Ｃ4の曲げ外周側が積層電極体６０の厚みの範囲内に位置するため、非水電解質電池５１の厚みの増大や外観不良が生じるのを防止することができる。
【０１７３】
続いて、図９Ｂに示すように、積層電極体６０を下降させるか、もしくはワークセット台７０ａを上昇させる。このとき、積層電極体６０とＵ字曲げ用薄板７１との間隙が小さいほど非水電解質電池５１のスペース効率が向上するため、例えば積層電極体６０とＵ字曲げ用薄板７１との間隙が徐々に小さくなるようにする。
【０１７４】
図９Ｃに示すように、積層電極体６０がワークセット台７０ａ上に載置され、負極タブ６２Ｃに曲げ部を形成した後、図９Ｄおよび図９Ｅに示すようにローラ７２を下降させて負極タブ６２ＣがＵ字形状に折り曲げられる。
【０１７５】
Ｕ字曲げ用薄板７１は、厚みが１ｍｍ以下、例えば０．５ｍｍ程度が好ましい。Ｕ字曲げ用薄板７１には、このような薄さでも複数の正極タブ６１Ｃまたは負極タブ６２Ｃに曲げ形状を形成するために必要な強度を有する材料を用いることができる。Ｕ字曲げ用薄板７１に必要な強度は、正極６１および負極６２の積層枚数や、正極タブ６１Ｃおよび負極タブ６２Ｃに用いる材料の硬度等によって変わる。Ｕ字曲げ用薄板７１が薄いほど、曲げ最内周の負極タブ６２Ｃ1の曲率を小さくすることができ、負極タブ６２Ｃの折り曲げに必要なスペースを小さくすることができるため好ましい。Ｕ字曲げ用薄板７１としては、例えばステンレス（ＳＵＳ）、強化プラスティック材およびめっきを施した鋼材等を用いることができる。
【０１７６】
（集電体露出部切断工程）
次に、Ｕ字曲げ部を形成した負極タブ６２Ｃの先端を切り揃える。集電体露出部切断工程では、予め最適な形状を有するＵ字曲げ部を形成し、そのＵ字曲げ形状に合わせて正極タブ６１Ｃおよび負極タブ６２Ｃの余剰分を切断する。図１０Ａ〜図１０Ｅは、負極タブ６２Ｃの切断工程を説明する側面図である。なお、正極タブ６１Ｃについても同様にして集電体露出部切断工程が行われる。
【０１７７】
図１０Ａに示すように、第１のＵ字曲げ工程においてＵ字曲げ部が形成された積層電極体６０の上面と底面を反転させ、集電体たるみ用逃げ部７３を有するワークセット台７０ｂ上に積層電極体６０を固定する。
【０１７８】
次に、図１０Ｂに示すように、Ｕ字曲げ部が形成された負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4のＵ字曲げ部から先端に至る先端部分がワークセット台７０ｂに沿って略Ｌ字形状となるように先端部分を変形させる。このとき、再度Ｕ字曲げ部を形成するために必要な形状を維持することにより、曲げ外周側の負極タブ６２Ｃ4ほど大きなたるみが生じる。このようなたるみがワークセット台７０ｂの集電体たるみ用逃げ部７３に入り込むことにより、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4をストレスなく変形させることができる。なお、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の先端部分を固定した状態で負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4を変形させるようにしてもよい。
【０１７９】
続いて、図１０Ｃに示すように、集電体押さえ７４にて負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4をワークセット台７０ｂに押さえつけた後、図１０Ｄおよび図１０Ｅに示すように、例えば集電体押さえ７４に沿うように設けられた切断用刃７５で負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の先端を切り揃える。負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の切断箇所は、後に再度Ｕ字曲げを行った際に負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の先端が積層電極体６０の厚みの範囲内に位置するように、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の先端の余剰分を少なくとも切断するようにする。
【０１８０】
（電極リード接続工程）
続いて、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4と、負極リード５４との接続を行う。タブ接続工程では、第１のＵ字曲げ工程で形成した最適なＵ字曲げ形状を維持しながら正極タブ６１Ｃおよび負極タブ６２Ｃと、正極リード５３および負極リード５４を固着する。これにより、正極タブ６１Ｃおよび正極リード５３と、負極タブ６２Ｃおよび負極リード５４が電気的に接続される。図１１Ａ〜図１１Ｃは、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4と、負極リード５４との接続工程を説明する側面図である。なお、図示はしないが、負極リード５４にはあらかじめシーラント５５が設けられているものとする。正極タブ６１Ｃと正極リード５３についても同様にして接続工程が行われる。
【０１８１】
図１１Ａに示すように、電極端子切断工程において負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の先端余剰分を切断した積層電極体６０の上面と底面を再度反転させる。次に、図１１Ｂに示すように、集電体形成維持用板７６を有するワークセット台７０ｃ上に積層電極体６０を固定する。負極タブ６２Ｃ1の曲げ内周側には集電体形成維持用板７６の先端が位置しており、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の曲げ形状を維持するとともに、固着装置から発生する例えば超音波振動等の外的要因による影響を防止する。
【０１８２】
続いて、図１１Ｃに示すように、例えば超音波溶着により負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4と負極リード５４とを固着する。超音波溶着には、例えば、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の下部に備えられたアンビル７７ａと、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4の上部に備えられたホーン７７ｂが用いられる。アンビル７７ａには予め負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4がセットされ、ホーン７７ｂが下降してアンビル７７ａとホーン７７ｂとで負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4および負極リード５４が挟持される。そして、アンビル７７ａとホーン７７ｂとにより、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4および負極リード５４に超音波振動が与えられる。これにより、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4および負極リード５４が互いに固着される。
【０１８３】
なお、タブ接続工程においては、図１１Ｃを参照して上述した内周側曲げしろＲｉが形成されるように負極リード５４を負極タブ６２Ｃに接続するとよい。なお、内周側曲げしろＲｉは、正極リード５３および負極リード５４の厚み以上とする。
【０１８４】
次に、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4と固着した負極リード５４を所定の形状に折り曲げる。図１２Ａ〜図１２Ｅは、負極リード５４のタブ折り曲げ工程を説明する側面図である。また、正極タブ６１Ｃと正極リード５３についても同様にしてタブ折り曲げ工程・電極リード接続工程が行われる。
【０１８５】
図１２Ａに示すように、接続工程において負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4と負極リード５４とが固着された積層電極体６０の上面と底面を再度反転させて、集電体たるみ用逃げ部７３を有するワークセット台７０ｄ上に積層電極体６０を固定する。負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4と負極リード５４との接続部分は、タブ折り曲げ台７８ａ上に載置する。
【０１８６】
続いて、図１２Ｂに示すように、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4と負極リード５４との接続部分をブロック７８ｂにて押さえ、図１２Ｃに示すようにローラ７９を降下させることにより、タブ折り曲げ台７８ａおよびブロック７８ｂから突出した負極リード５４を折り曲げる。
【０１８７】
（第２のタブＵ字曲げ工程）
続いて、図１２Ｄに示すように、積層電極体６０と、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4とを押さえるブロック７８ｂとの間に介在するようにＵ字曲げ用薄板７１を配置する。続いて、図１２Ｅに示すように、負極タブ６２Ｃ1〜負極タブ６２Ｃ4を図９Ａ〜図９Ｅに示す第１のＵ字曲げ工程で形成したＵ字曲げ形状に沿って９０°折り曲げ、積層電極体６０を作製する。このとき、上述したように、図１１Ｃのように内周側曲げしろＲｉが形成されるように負極リード５４と負極タブ６２Ｃとを接続しておく。これにより、第２のタブＵ字曲げ工程において、負極リード５４が積層された正極６１および負極６２に当接することなく負極タブ６２Ｃを電極面と略垂直の方向にまで折り曲げることができる。
【０１８８】
このとき、負極リード５４は予め熱溶着されたシーラント５５と一緒に折り曲げるのが好ましい。負極リード５４の折り曲げ部をシーラント５５が被覆することになり、負極リード５４とラミネートフィルム５２とが直接接触しない構造とすることができる。この構造により、長期的な振動、衝撃等によるラミネートフィルム５２内部の樹脂層と負極リード５４との擦れ、ラミネートフィルム５２の破損、ラミネートフィルム５２の金属層との短絡の危険性を大幅に低減することができる。このようにして、積層電極体６０が作製される。
【０１８９】
（外装工程）
このあと、作製した積層電極体６０をラミネートフィルム５２で外装し、サイド部の一方と、トップ部およびボトム部をヒータヘッドで加熱して熱融着する。正極リード５３および負極リード５４が導出されたトップ部およびボトム部は、例えば切り欠きを有するヒータヘッドで加熱して熱融着する。
【０１９０】
続いて、熱融着していない他のサイド部の開口から、第１の実施の形態と同様の電解液を注液する。最後に、注液を行ったサイド部のラミネートフィルム５２を熱融着し、積層電極体６０をラミネートフィルム５２内に封止する。この後、ラミネートフィルム５２の外部から、積層電極体６０に対して、加圧するとともに加熱するヒートプレスを行い、これにより、電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して、電解液が高分子化合物に保持された電解質６６が形成される。なお、高分子化合物が多孔性高分子化合物の場合、ヒートプレス時において、電解質６６では、電解液により、多孔性高分子化合物が膨潤するが、多孔性高分子化合物の空孔構造は崩れずに、その空孔が維持されていてもよい。以上により、非水電解質電池が完成する。
【０１９１】
５．第５の実施の形態
（バッテリーモジュールの例）
本技術の第５の実施の形態について説明する。第５の実施の形態では、上述の非水電解質電池を用いたバッテリユニットおよびバッテリユニットが組み合わされたバッテリモジュールについて説明する。なお、第５の実施の形態では、第４の実施の形態の正極リード５３と負極リード５４とが異なる辺から導出された非水電解質電池を用いた場合について説明する。
【０１９２】
（バッテリユニット）
図１３Ａ〜図１３Ｂは、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成例を示す斜視図である。図１３Ａおよび図１３Ｂには、それぞれ異なる側から見たバッテリユニット１００が示されており、図１３Ａに主に示されている側をバッテリユニット１００の正面側とし、図１３Ｂに主に示されている側をバッテリユニット１００の背面側とする。図１３Ａ〜図１３Ｂに示すように、バッテリユニット１００は、非水電解質電池１−１および１−２、ブラケット１１０、並びに、バスバー１２０−１および１２０−２を備えて構成される。非水電解質電池１−１および１−２は、例えば、第４の実施の形態による非水電解質電池である。
【０１９３】
ブラケット１１０は、非水電解質電池１−１および１−２の強度を確保するための支持具であり、ブラケット１１０の正面側に非水電解質電池１−１が装着され、ブラケット１１０の背面側に非水電解質電池１−２が装着される。なお、ブラケット１１０は、正面側および背面側のどちらから見ても、ほぼ同じ形状をしているが、下側の一方の角部分に面取り部１１１が形成されており、面取り部１１１が右下に見える側を正面側とし、面取り部１１１が左下に見える側を背面側とする。
【０１９４】
バスバー１２０−１および１２０−２は、略Ｌ字形状をした金属の部材であり、非水電解質電池１−１および１−２のタブに接続される接続部分がブラケット１１０の側面側に配置され、バッテリユニット１００の外部と接続されるターミナルがブラケット１１０の上面に配置されるように、ブラケット１１０の両側面にそれぞれ装着される。
【０１９５】
図１４は、バッテリユニット１００が分解された状態を示す斜視図である。図１４の上側をバッテリユニット１００の正面側とし、図１４の下側をバッテリユニット１００の背面側とする。以下、非水電解質電池１−１において内部に積層電極体が収容された凸状部分を電池本体１−１Ａと称する。同様に、非水電解質電池１−２において内部に積層電極
体が収容された凸状部分を電池本体１−２Ａと称する。
【０１９６】
そして、非水電解質電池１−１および１−２は、凸形状となっている電池本体１−１Ａおよび１−２Ａ側を互いに向い合せた状態で、ブラケット１１０に装着される。つまり、非水電解質電池１−１は正極リード３−１および負極リード４−１が設けられる面が正面側を向き、非水電解質電池１−２は正極リード３−２および負極リード４−２が設けられる面が背面側を向くように、ブラケット１１０に装着される。
【０１９７】
ブラケット１１０は、外周壁１１２およびリブ部１１３を有している。外周壁１１２は、非水電解質電池１−１および１−２の電池本体１−１Ａおよび１−２Ａの外周よりも若干広く、即ち、非水電解質電池１−１および１−２が装着された状態で電池本体１−１Ａおよび１−２Ａを囲うように形成される。リブ部１１３は、外周壁１１２の内側の側面に外周壁１１２の厚み方向の中央部分から内側に向かって伸びるように形成される。
【０１９８】
図１４の構成例では、非水電解質電池１−１および１−２が、ブラケット１１０の正面側および背面側から外周壁１１２内に挿入され、両面に粘着性を有する両面テープ１３０−１および１３０−２により、ブラケット１１０のリブ部１１３の両面に貼着される。両面テープ１３０−１および１３０−２は、非水電解質電池１−１および１−２の外周端に沿った所定の幅の略ロ字形状をしており、ブラケット１１０のリブ部１１３は、両面テープ１３０−１および１３０−２が貼着する面積だけ設けられていればよい。
【０１９９】
このように、リブ部１１３は、非水電解質電池１−１および１−２の外周端に沿った所定の幅だけ、外周壁１１２の内側の側面から内側に向かって伸びるように形成されており、リブ部１１３よりも内側は、開口部となっている。従って、ブラケット１１０の正面側から両面テープ１３０−１によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池１−１と、ブラケット１１０の背面側から両面テープ１３０−２によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池１−２との間では、この開口部によって隙間が生じている。
【０２００】
即ち、ブラケット１１０の中央部分に開口部が形成されていることで、非水電解質電池１−１および１−２は、リブ部１１３の厚みと両面テープ１３０−１および１３０−２の厚みとを合計した寸法の隙間を有してブラケット１１０に装着される。例えば、非水電解質電池１−１および１−２には、充放電やガスの発生等により多少の膨らみが生じることがあるが、この開口部により設けられる間隙が、非水電解質電池１−１および１−２の膨らみを逃がす空間となる。従って、非水電解質電池１−１および１−２が膨らんだ部分によってバッテリユニット１００全体の厚みが増加する等の影響を排除することができる。
【０２０１】
また、非水電解質電池１−１および１−２をリブ部１１３に接着する際に、接着面積が広い場合にはかなりの圧力が必要となるが、リブ部１１３の接着面を外周端に限定することにより、効率よく圧力をかけて、容易に接着することができる。これにより、製造時に非水電解質電池１−１および１−２にかかるストレスを軽減することができる。
【０２０２】
図１４に示すように、１つのブラケット１１０に２つの非水電解質電池１−１および１−２を取り付けることにより、例えば、１つのブラケットに１つの非水電解質電池を取り付ける場合よりも、ブラケット１１０の厚みと空間を削減することができる。これにより、エネルギー密度を向上させることができる。
【０２０３】
また、バッテリユニット１００の厚み方向の剛性を、２枚の非水電解質電池１−１および１−２を貼り合わせる相乗効果により得られるため、ブラケット１１０のリブ部１１３を薄肉化することができる。即ち、例えば、リブ部１１３の厚みを１ｍｍ以下（樹脂成型の限界の厚み程度）にしても、非水電解質電池１−１および１−２をリブ部１１３の両側から貼り合わせることで、バッテリユニット１００全体として十分な剛性を得ることができる。そして、リブ部１１３の厚みを薄くすることにより、バッテリユニット１００の厚みが薄くなり容積が縮小することになる結果、バッテリユニット１００のエネルギー密度を向上させることができる。
【０２０４】
また、バッテリユニット１００は、外的なストレスに対する耐性を高めるため、非水電解質電池１−１および１−２の外周面（両側面および上下面）が、ブラケット１１０の外周壁１１２の内周面と接触しない構造とし、非水電解質電池１−１および１−２が有する広い面でリブ部１１３に貼り合わされる構造となっている。
【０２０５】
このような構成により、エネルギー密度が高く、かつ、外的なストレスに強いバッテリユニット１００を実現することができる。
【０２０６】
（バッテリモジュール）
次に、図１５〜図１８を参照して、バッテリユニット１００が組み合わされたバッテリモジュール２００の構成例について説明する。図１５は、バッテリモジュールの構成例を示す分解斜視図である。図１５に示すように、バッテリモジュール２００は、モジュールケース２１０、ゴムシート部２２０、電池部２３０、電池カバー２４０、固定シート部２５０、電気パーツ部２６０、およびボックスカバー２７０を備えて構成されている。
【０２０７】
モジュールケース２１０は、バッテリユニット１００を収納して使用機器に搭載するためのケースであり、図１５の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が収納可能なサイズとされている。
【０２０８】
ゴムシート部２２０は、バッテリユニット１００の底面に敷かれて、衝撃等を緩和するためのシートである。ゴムシート部２２０では、３個のバッテリユニット１００ごとに１枚のゴムシートが設けられ、２４個のバッテリユニット１００に対応するために８枚のゴムシートが用意される。
【０２０９】
電池部２３０は、図１５の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が組み合わされて構成されている。また、電池部２３０では、３個のバッテリユニット１００が並列に接続されて並列ブロック２３１を構成し、８個の並列ブロック２３１が直列に接続される接続構成となっている。
【０２１０】
電池カバー２４０は、電池部２３０を固定するためのカバーであり、非水電解質電池１のバスバー１２０に対応した開口部が設けられている。
【０２１１】
固定シート部２５０は、電池カバー２４０の上面に配置され、ボックスカバー２７０がモジュールケース２１０に固定されたときに、電池カバー２４０およびボックスカバー２７０に密着して固定するシートである。
【０２１２】
電気パーツ部２６０は、バッテリユニット１００の充放電を制御する充放電制御回路等の電気的な部品を有する。充放電制御回路は、例えば、電池部２３０において２本の列をなすバスバー１２０の間の空間に配置される。
【０２１３】
ボックスカバー２７０は、モジュールケース２１０に各部が収納された後に、モジュールケース２１０を閉鎖するためのカバーである。
【０２１４】
ここで、バッテリモジュール２００では、３個のバッテリユニット１００が並列に接続された並列ブロック２３１が直列に接続されて電池部２３０が構成されており、この直列の接続が、電気パーツ部２６０が有する金属板材で行われる。従って、電池部２３０では、並列ブロック２３１ごとに端子の向きが交互になるように、即ち、隣り合う並列ブロック２３１どうしでプラスの端子とマイナスの端子とが並ぶように、並列ブロック２３１がそれぞれ配置される。そこで、バッテリモジュール２００では、隣り合う並列ブロック２３１で同極の端子が並ぶことを回避させるような工夫が必要である。
【０２１５】
例えば、図１６に示すように、３つのバッテリユニット１００により構成される並列ブロック２３１−１と、３つのバッテリユニット１００により構成される並列ブロック２３１−２とでは、プラスの端子とマイナスの端子とが隣り合うような配置で、モジュールケース２１０に収納される。このような配置となるように規制するために、バッテリユニット１００のブラケット１１０の下側の一方の角部分に形成されている面取り部１１１が利用される。
【０２１６】
図１７Ａは、並列ブロックの構成例を示す斜視図であり、図１７Ｂは、並列ブロックの構成例を示す断面図である。図１７Ａ〜図１７Ｂに示すように、並列ブロック２３１−１のバッテリユニット１００は、それぞれの面取り部１１１が同じ向きとなるように組み合わされており、面取り領域２８０が形成されている。なお、図示は省略するが並列ブロック２３１−２も、並列ブロック２３１−１と同様である。
【０２１７】
図１８Ａ〜図１８Ｂは、モジュールケースの構成例を示す。図１８Ａ〜図１８Ｂに示すように、モジュールケース２１０には、面取り領域２８０の傾斜に応じた傾斜部２９０が形成されており、傾斜部２９０は、非水電解質電池の３個分の厚みに応じた長さで、交互に配置されている。並列ブロック２３１−１の面取り領域２８０と、モジュールケース２１０の傾斜部２９０とにより、並列ブロック２３１−１を間違った向きでモジュールケース２１０に収納しようとした場合には、並列ブロック２３１−１の底側の角部がモジュールケース２１０の傾斜部２９０に当接することになる。この場合、並列ブロック２３１−１がモジュールケース２１０の底面から浮き上がった状態となるため、並列ブロック２３１−１がモジュールケース２１０に完全に収納されなくなる。また、並列ブロック２３１−２の面取り領域２８０と、モジュールケース２１０の傾斜部２９０とにより、並列ブロック２３１−２を間違った向きでモジュールケース２１０に収納しようとした場合には、並列ブロック２３１−２の底側の角部がモジュールケース２１０の傾斜部２９０に当接することになる。この場合、並列ブロック２３１−２がモジュールケース２１０の底面から浮き上がった状態となるため、並列ブロック２３１−２がモジュールケース２１０に完全に収納されなくなる。したがって、バッテリモジュール２００では、隣り合う並列ブロックの同極の端子が隣り合って並ぶことが回避される。
【０２１８】
以上説明したように、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリユニットおよびバッテリモジュールが構成される。
【０２１９】
６．第６の実施の形態
（電池パックの例）
図１９は、本技術の非水電解質電池（以下、二次電池と適宜称する）を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
【０２２０】
また、電池パックは、正極端子３２１および負極端子３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
【０２２１】
組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図１９では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
【０２２２】
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部を設けているが、−側に設けても良い。
【０２２３】
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチ３０２ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０２２４】
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
【０２２５】
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
【０２２６】
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。
【０２２７】
ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
【０２２８】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
【０２２９】
そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
【０２３０】
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等からなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値等が予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。（また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
【０２３１】
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
【０２３２】
７．第７の実施の形態
上述した非水電解質電池およびこれを用いた電池パック、バッテリユニットおよびバッテリモジュールは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。
【０２３３】
電子機器として、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。
【０２３４】
また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。
【０２３５】
蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源等が挙げられる。
【０２３６】
以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の非水電解質電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。
【０２３７】
この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
【０２３８】
さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。
【０２３９】
（７−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の非水電解質電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図２０を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８等を介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置４０４等の独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
【０２４０】
住宅４０１には、発電装置４０４、電力消費装置４０５、蓄電装置４０３、各装置を制御する制御装置４１０、スマートメータ４０７、各種情報を取得するセンサ４１１が設けられている。各装置は、電力網４０９および情報網４１２によって接続されている。発電装置４０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置４０５および／または蓄電装置４０３に供給される。電力消費装置４０５は、冷蔵庫４０５ａ、空調装置４０５ｂ、テレビジョン受信機４０５ｃ、風呂４０５ｄ等である。さらに、電力消費装置４０５には、電動車両４０６が含まれる。電動車両４０６は、電気自動車４０６ａ、ハイブリッドカー４０６ｂ、電気バイク４０６ｃである。
【０２４１】
蓄電装置４０３に対して、本技術の非水電解質電池が適用される。本技術の非水電解質電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ４０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網４０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
【０２４２】
各種のセンサ４１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種のセンサ４１１により取得された情報は、制御装置４１０に送信される。センサ４１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置４０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置４１０は、住宅４０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
【０２４３】
パワーハブ４０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置４１０と接続される情報網４１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
【０２４４】
制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ４１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に、表示されても良い。
【０２４５】
各部を制御する制御装置４１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memorｙ）等で構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置４１０は、蓄電装置４０３、家庭内の発電装置４０４、電力消費装置４０５、各種のセンサ４１１、サーバ４１３と情報網４１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
【０２４６】
以上のように、電力が火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２のみならず、家庭内の発電装置４０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置４０３に蓄えることができる。したがって、家庭内の発電装置４０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置４０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置４０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置４０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
【０２４７】
なお、この例では、制御装置４１０が蓄電装置４０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ４０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム４００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
【０２４８】
（７−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図２１を参照して説明する。図２１に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
【０２４９】
このハイブリッド車両５００には、エンジン５０１、発電機５０２、電力駆動力変換装置５０３、駆動輪５０４ａ、駆動輪５０４ｂ、車輪５０５ａ、車輪５０５ｂ、バッテリー５０８、車両制御装置５０９、各種センサ５１０、充電口５１１が搭載されている。バッテリー５０８に対して、上述した本技術の非水電解質電池が適用される。
【０２５０】
ハイブリッド車両５００は、電力駆動力変換装置５０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置５０３の一例は、モータである。バッテリー５０８の電力によって電力駆動力変換装置５０３が作動し、この電力駆動力変換装置５０３の回転力が駆動輪５０４ａ、５０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置５０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ５１０は、車両制御装置５０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ５１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。
【０２５１】
エンジン５０１の回転力は発電機５０２に伝えられ、その回転力によって発電機５０２により生成された電力をバッテリー５０８に蓄積することが可能である。
【０２５２】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両５００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置５０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置５０３により生成された回生電力がバッテリー５０８に蓄積される。
【０２５３】
バッテリー５０８は、ハイブリッド車両５００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口５１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
【０２５４】
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置等がある。
【０２５５】
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
【実施例】
【０２５６】
本技術の具体的な実施例について詳細に説明するが、本技術はこれに限定されるものではない。
【０２５７】
＜実施例１−１＞
（正極の作製）
まず、以下のようにして、正極合剤スラリーを調製した。正極活物質として、表面が炭素で被覆されたリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）９０質量％と、導電剤としてグラファイト５質量％と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５質量％と、溶媒としてＮ−メチルピロリドンとを混合してスラリー化し、これにより正極合剤スラリーを得た。
【０２５８】
この正極合剤スラリーを、正極集電体（厚さ１５μｍの帯状のアルミニウム箔）の両面に塗布して乾燥させたのち、ロールプレス機で圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。こののち、正極集電体の一端に、アルミニウム製の正極リードを溶接して取り付けた。以上により、正極を得た。
【０２５９】
（負極の作製）
負極活物質として平均粒径２０μｍの粒状黒鉛粉末９６質量％と、スチレン−ブタジエン共重合体のアクリル酸変性体１．５質量％と、カルボキシメチルセルロース１．５質量％と、適量の水とを攪拌し、負極スラリーを調製した。
【０２６０】
この負極合剤スラリーを、負極集電体（厚さ１５μｍの帯状銅箔）の両面に均一に塗布して乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層を形成した。以上により、負極を得た。
【０２６１】
（電解液の調製）
電解液は、以下のように調製した。まず、炭酸エチレン（ＥＣ）と酢酸エチルとを、体積比（ＥＣ：酢酸エチル）が５：５となるように混合した混合溶媒を調製した。次に、この混合溶媒に、電解質塩としてリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（以下、ＬｉＦＳＩと略称する場合もある）を１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解し、これにより、目的とする電解液を得た。なお、酢酸エチルの含有量は、非水溶媒の合計体積に対して、５０体積％である。
【０２６２】
（電池の組み立て）
セパレータとして厚さ２０μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムを用意した。正極と、上記セパレータと、負極とをこの順に積層してから渦巻状に多数回巻回させたのち、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより、巻回電極体を形成した。
【０２６３】
次に、ニッケルめっきが施された鉄製の電池缶を準備した。巻回電極体を一対の絶縁板で挟み、負極リードを電池缶に溶接すると共に正極リードを安全弁機構に溶接した後、その巻回電極体を電池缶の内部に収納した。続いて、電池缶の内部に、減圧方式により電解液を注入した。
【０２６４】
次に、表面にアスファルトが塗布されたガスケットを介して、電池缶をかしめることにより、安全弁機構、熱感抵抗素子および電池蓋を固定した。これにより、電池缶の内部の気密性が確保され、目的とする円筒型の二次電池（非水電解質二次電池）が完成した。
【０２６５】
＜実施例１−２＞
電解液の調製の際に、炭酸エチレン（ＥＣ）の代わりに炭酸プロピレン（ＰＣ）を用いた点以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２６６】
＜実施例１−３＞
電解液の調製の際に、炭酸エチレン（ＥＣ）の代わりに４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ）を用いた点以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２６７】
＜実施例１−４〜実施例１−６＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに酢酸プロピルを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２６８】
＜実施例１−７〜実施例１−９＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸メチルを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２６９】
＜実施例１−１０〜実施例１−１２＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸エチルを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７０】
＜実施例１−１３〜実施例１−１５＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに酪酸エチルを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７１】
＜実施例１−１６〜実施例１−１８＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに酪酸−ｎ−プロピルを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７２】
＜実施例１−１９〜実施例１−２１＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７３】
＜実施例１−２２〜実施例１−２４＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２−メチル−１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７４】
＜実施例１−２５〜実施例１−２７＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに１，４−ジオキサンを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７５】
＜実施例１−２８〜実施例１−３０＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにテトラヒドロフランを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７６】
＜実施例１−３１〜実施例１−３３＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２−メチルテトラヒドロフランを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７７】
＜実施例１−３４〜実施例１−３６＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２，２−ジエチル−１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７８】
＜比較例１−１〜比較例１−３＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに、同様に粘度の低い溶媒である炭酸ジメチル（ＤＭＣ）を用いた点以外は、実施例１−１〜実施例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２７９】
＜比較例１−４〜比較例１−６＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例１−７〜実施例１−９のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２８０】
＜比較例１−７〜比較例１−９＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例１−２２〜実施例１−２４のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２８１】
＜比較例１−１０〜比較例１−１２＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、比較例１−１〜比較例１−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２８２】
（評価）
実施例１−１〜実施例１−３６および比較例１−１〜比較例１−１２の各二次電池について、以下の低温サイクル特性の測定および高温サイクル特性の測定を行った。
【０２８３】
（低温サイクル特性の測定）
まず、２３℃の環境下において１ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で電池電圧が３．６Ｖに達するまで充電した後、３．６Ｖの定電圧で電流密度が０．０２ｍＡ／ｃｍ2に達するまで充電した。続いて、１ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で電池電圧が３．０Ｖに達するまで放電した。以上により、１サイクル目の充放電を行った。
【０２８４】
次に、−２５℃の環境下において、上述の電流密度条件で２サイクル目の充放電を行い、この時点での放電容量（２サイクル目の放電容量）を確認した。その後、下記の計算式により、低温サイクル特性として、低温サイクルの放電容量維持率を求めた。
（計算式）
放電容量維持率（％）＝｛（２サイクル目の放電容量）／（１サイクル目の放電容量）｝×１００（％）
【０２８５】
（高温サイクル特性の測定）
２３℃の環境下において１ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で電池電圧が３．６Ｖに達するまで充電した後、３．６Ｖの定電圧で電流密度が０．０２ｍＡ／ｃｍ2に達するまで充電した。続いて、１ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で電池電圧が３．０Ｖに達するまで放電し、１サイクル目の充放電を行った。次に、６５℃の環境下において、上述の電流密度条件で２サイクル目の充放電を行い、この時点での放電容量（２サイクル目の放電容量）を確認した。その後、下記の計算式により、高温サイクル特性として、高温サイクルの放電容量維持率を求めた。
（計算式）
放電容量維持率（％）＝｛（２サイクル目の放電容量）／（１サイクル目の放電容量）｝×１００（％）
【０２８６】
実施例１−１〜実施例１−３６および比較例１−１〜比較例１−１２の各二次電池について、低温サイクル特性の測定および高温サイクル特性の測定の測定結果を表１に示す。
【０２８７】
【表１】
2013225388.tif 000009
2013225388.tif 000010
【０２８８】
表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−３６では、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含むため、低温サイクル特性および高温サイクル特性を向上できた。
【０２８９】
一方、比較例１−１〜比較例１−３では、電解液が、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含むが、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルおよび環状エーテルのどちらも含まないため、低温サイクル特性および高温サイクル特性が、実施例１−１〜実施例１−３６より低かった。比較例１−４〜比較例１−６では、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルを含むが、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含まないため、低温サイクル特性および高温サイクル特性が、実施例１−１〜実施例１−３６より低かった。比較例１−７〜比較例１−９では、電解液が、非水溶媒として環状エーテルを含むが、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含まないため、低温サイクル特性および高温サイクル特性が、実施例１−１〜実施例１−３６より低かった。比較例１−１０〜比較例１−１２では、電解液が、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含まず、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルおよび環状エーテルのどちらも含まないため、低温サイクル特性および高温サイクル特性が、実施例１−１〜実施例１−３６より低かった。
【０２９０】
＜実施例２−１＞
電解液を以下のようにして調製した。すなわち、まず、炭酸エチレン（ＥＣ）と酢酸エチルと炭酸ジメチル（ＤＭＣ）とを、体積比（ＥＣ：酢酸エチル：ＤＭＣ）が２：３：５となるように混合した混合溶媒を調製した。次に、この混合溶媒に対して、電解質塩としてリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）を１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解し、これにより、目的とする電解液を得た。以上の点以外は、実施例２−１と同様にして、二次電池を作製した。なお、酢酸エチルの含有量は、非水溶媒の合計体積に対して、３０体積％である。
【０２９１】
＜実施例２−２＞
電解液の調製の際に、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）の代わりに炭酸エチルメチル（ＥＭＣ）を用いた点以外は、実施例２−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２９２】
＜実施例２−３＞
電解液の調製の際に、炭酸ジメチル（ＤＭＣ）の代わりに炭酸ジエチル（ＤＥＣ）を用いた点以外は、実施例２−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０２９３】
＜実施例２−４〜実施例２−６＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに酢酸プロピルを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２９４】
＜実施例２−７〜実施例２−９＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸メチルを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２９５】
＜実施例２−１０〜実施例２−１２＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸エチルを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２９６】
＜実施例２−１３〜実施例２−１５＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに酪酸エチルを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２９７】
＜実施例２−１６〜実施例２−１８＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに酪酸−ｎ−プロピルを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２９８】
＜実施例２−１９〜実施例２−２１＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０２９９】
＜実施例２−２２〜実施例２−２４＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２−メチル−１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３００】
＜実施例２−２５〜実施例２−２７＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに１，４−ジオキサンを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３０１】
＜実施例２−２８〜実施例２−３０＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにテトラヒドロフランを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３０２】
＜実施例２−３１〜実施例２−３３＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２−メチルテトラヒドロフランを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３０３】
＜実施例２−３４〜実施例２−３６＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２，２−ジエチル−１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３０４】
＜比較例２−１〜比較例２−３＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例２−１〜実施例２−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３０５】
＜比較例２−４〜比較例２−６＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例２−７〜実施例２−９のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３０６】
＜比較例２−７〜比較例２−９＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例２−２２〜実施例２−２４のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３０７】
（評価）
実施例２−１〜実施例２−３６および比較例２−１〜比較例２−９の各二次電池について、上記と同様の「低温サイクル特性の測定」および「高温サイクル特性の測定」を行った。測定結果を表２に示す。
【０３０８】
【表２】
2013225388.tif 000011
2013225388.tif 000012
【０３０９】
表２に示すように、実施例２−１〜実施例２−３６では、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含むため、低温サイクル特性および高温サイクル特性を向上できた。一方、比較例２−１〜比較例２−９では、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むが、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含まないため、低温サイクル特性および高温サイクル特性が、実施例２−１〜実施例２−３６より低かった。
【０３１０】
＜実施例３−１＞
電解液は、以下のように調製した。すなわち、まず、炭酸エチレン（ＥＣ）とプロピオン酸メチルと炭酸ジメチル（ＤＭＣ）とを、体積比（ＥＣ：プロピオン酸メチル：ＤＭＣ）が２：１：７となるように混合した混合溶媒を調製した。次に、この混合溶媒に対して、電解質塩としてリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）を１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解し、これにより、目的とする電解液を得た。なお、プロピオン酸メチルの含有量は、非水溶媒の合計体積に対して、１０体積％である。以上の点以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３１１】
＜実施例３−２＞
電解液の調製の際に、溶媒の体積比（ＥＣ：プロピオン酸メチル：ＤＭＣ）を、２：３：５の割合に変えた点以外は、実施例３−１と同様にして、二次電池を作製した。なお、プロピオン酸メチルの含有量は、溶媒の合計体積に対して、３０体積％である。
【０３１２】
＜実施例３−３＞
電解液の調製の際に、溶媒の体積比（ＥＣ：プロピオン酸メチル：ＤＭＣ）を、２：５：３の割合に変えた点以外は、実施例３−１と同様にして、二次電池を作製した。なお、プロピオン酸メチルの含有量は、溶媒の合計体積に対して、５０体積％である。
【０３１３】
＜実施例３−４＞
電解液の調製の際に、溶媒の体積比（ＥＣ：プロピオン酸メチル：ＤＭＣ）を、２：７：１の割合に変えた点以外は、実施例３−１と同様にして、二次電池を作製した。なお、プロピオン酸メチルの含有量は、溶媒の合計体積に対して、７０体積％である。
【０３１４】
＜実施例３−５〜実施例３−８＞
電解液の調製の際に、プロピオン酸メチルの代わりに１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例３−１〜実施例３−４のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３１５】
＜実施例３−９〜実施例３−１２＞
電解液の調製の際に、プロピオン酸メチルの代わりにテトラヒドロフランを用いた点以外は、実施例３−１〜実施例３−４のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３１６】
（評価）
実施例３−１〜実施例３−１２の各二次電池について、上記と同様の「低温サイクル特性の測定」および「高温サイクル特性の測定」を行った。測定結果を表３に示す。
【０３１７】
【表３】
2013225388.tif 000013
【０３１８】
表３に示すように、実施例３−１〜実施例３−１２によれば、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルの含有量が、非水溶媒の合計体積に対して、１０体積％以上７０体積％以下である場合において、低温サイクル特性および高温サイクル特性が良好であった。
【０３１９】
＜実施例４−１＞
電解液は、以下のように調製した。すなわち、まず、炭酸エチレン（ＥＣ）と酢酸エチルとを、体積比（ＥＣ：酢酸エチル）が５：５となるように混合した混合溶媒を調製した。次に、この混合溶媒に対して、電解質塩としてリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）を１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解し、これにより、目的とする電解液を得た。なお、酢酸エチルの含有量は、非水溶媒の合計体積に対して、５０体積％である。以上の点以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３２０】
＜実施例４−２＞
電解液の調製の際に、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）の量を、０．３ｍｏｌ／Ｌに変えた点以外は、実施例４−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３２１】
＜実施例４−３＞
電解液の調製の際に、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）の量を、０．５ｍｏｌ／Ｌに変えた点以外は、実施例４−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３２２】
＜実施例４−４＞
電解液の調製の際に、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）の量を、１．０ｍｏｌ／Ｌに変えた点以外は、実施例４−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３２３】
＜実施例４−５＞
電解液の調製の際に、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）の量を、１．５ｍｏｌ／Ｌに変えた点以外は、実施例４−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３２４】
＜実施例４−６〜実施例４−１０＞
電解液の調製の際、酢酸エチルの代わりに酢酸プロピルを用いた点以外は、実施例４−１〜実施例４−５のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３２５】
＜実施例４−１１〜実施例４−１５＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸メチルを用いた点以外は、実施例４−１〜実施例４−５のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３２６】
＜実施例４−１６〜実施例４−２０＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸エチルを用いた点以外は、実施例４−１〜実施例４−５のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３２７】
＜実施例４−２１〜実施例４−２５＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２−メチル−１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例４−１〜実施例４−５のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３２８】
（評価）
実施例４−１〜実施例４−２５の各二次電池について、上記と同様の「低温サイクル特性の測定」および「高温サイクル特性の測定」を行った。測定結果を表４に示す。
【０３２９】
【表４】
2013225388.tif 000014
【０３３０】
表４に示すように、実施例４−１〜実施例４−２５によれば、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩを０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．５ｍｏｌ／Ｌ以下含む場合において、低温サイクル特性および高温サイクル特性を向上できた。
【０３３１】
＜実施例５−１＞
実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３３２】
＜実施例５−２＞
電解液の調製の際に、プロピオン酸メチルの代わりに、１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例５−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３３３】
＜実施例５−３＞
実施例１−２８と同様にして、二次電池を作製した。
【０３３４】
＜比較例５−１〜比較例５−３＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例５−１〜実施例５−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した
【０３３５】
＜比較例５−４〜比較例５−６＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＢＦ4を用いた点以外は、実施例５−１〜実施例５−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した
【０３３６】
（評価）
実施例５−１〜実施例５−３および比較例５−１〜比較例５−６の各二次電池について、上記と同様の「高温サイクル特性の測定」を行った。測定結果を表５に示す。
【０３３７】
【表５】
2013225388.tif 000015
【０３３８】
表５に示すように、実施例５−１〜実施例５−３によれば、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含むため、低温サイクル特性および高温サイクル特性を向上できた。一方、比較例５−１〜比較例５−３によれば、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むが、電解質塩としてＬｉＦＳＩに代えてＬｉＰＦ6を含むため、高温サイクル特性が低下した。比較例５−４〜比較例５−６によれば、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むが、電解質塩としてＬｉＦＳＩに代えてＬｉＢＦ4を含むため、高温サイクル特性が低下した。以上の結果は、ＬｉＦＳＩが、ＬｉＰＦ6およびＬｉＢＦ4と比べて、熱安定性が高いことによるものであると考えられる。
【０３３９】
＜実施例６−１〜実施例６−３＞
実施例５−１〜実施例５−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３４０】
＜比較例６−１〜比較例６−３＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにリチウムビス（トリフルオロスルホニル）イミド（以下、ＬｉＴＦＳＩと略称することもある）を用いた点以外は、実施例６−１〜実施例６−３のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した
【０３４１】
（評価）
実施例６−１〜実施例６−３および比較例６−１〜比較例６−３の各二次電池について、以下のようにして、「高レートサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表６に示す。
【０３４２】
（高レートサイクル特性の測定）
高レートサイクル特性は、以下のようにして測定した。作製した二次電池について、室温（２３℃）で１０００サイクルの充放電を行い、１サイクル目の充放電の放電容量と、１０００サイクル目の充放電の放電容量とを確認した。充放電は、以下の条件で行った。すなわち、充電は、電流値２．０ＩｔＡ、電圧３．６Ｖの定電流定電圧方式で行い、放電は、電流値２．０ＩｔＡ、電圧３．０Ｖで行った。なお、ＩｔＡは電流の大きさを示す。例えば２．０ＩｔＡの電流値は、例えば電池容量Ｇ［ｍＡｈ］の電池において、２．０×Ｇ＝２．０Ｇ［ｍＡ］の電流値に相当する。
【０３４３】
次に、下記の計算式により、高レートサイクル特性として、放電容量維持率を求めた。
（計算式）
放電容量維持率（％）＝｛（１０００サイクル目の放電容量）／（１サイクル目の放電容量）｝×１００（％）
【０３４４】
【表６】
2013225388.tif 000016
【０３４５】
表６に示すように、実施例６−１〜実施例６−３によれば、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含むため、高レートサイクル特性を向上できた。一方、比較例６−１〜比較例６−３によれば、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むが、電解質塩としてＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＴＦＳＩを含むため、高レートサイクル特性が低下した。以上の結果は、ＬｉＦＳＩが、ＬｉＴＦＳＩと比べて、抵抗が小さいことによるものであると考えられ、低粘度の鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルと併用することにより、より優れた効果が得られた。
【０３４６】
＜実施例７−１＞
電解液の調製の際に、混合溶媒に対して、電解質塩として、ＬｉＦＳＩ０．３ｍｏｌ／ＬおよびＬｉＰＦ6０．７ｍｏｌ／Ｌを溶解した。以上の点以外は、実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３４７】
＜実施例７−２＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの量を０．５ｍｏｌ／Ｌに変え、ＬｉＰＦ6の量を０．５ｍｏｌ／Ｌに変えた。以上の点以外は、実施例７−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３４８】
＜実施例７−３＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの量を０．７ｍｏｌ／Ｌに変え、ＬｉＰＦ6の量を０．３ｍｏｌ／Ｌに変えた。以上の点以外は、実施例７−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３４９】
＜実施例７−４＞
電解液の調製の際に、混合溶媒に対して、電解質塩として、ＬｉＦＳＩ０．３ｍｏｌ／ＬおよびＬｉＢＦ4０．７ｍｏｌ／Ｌを溶解した。以上の点以外は、実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５０】
＜実施例７−５＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの量を０．５ｍｏｌ／Ｌに変え、ＬｉＢＦ4の量を０．５ｍｏｌ／Ｌに変えた。以上の点以外は、実施例７−４と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５１】
＜実施例７−６＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの量を０．７ｍｏｌ／Ｌに変え、ＬｉＢＦ4の量を０．３ｍｏｌ／Ｌに変えた。以上の点以外は、実施例７−４と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５２】
＜実施例７−７＞
電解液の調製の際に、混合溶媒に対して、電解質塩として、ＬｉＦＳＩ０．３ｍｏｌ／ＬおよびＬｉＴＦＳＩ０．７ｍｏｌ／Ｌを溶解した。以上の点以外は、実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５３】
＜実施例７−８＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの量を０．５ｍｏｌ／Ｌに変え、ＬｉＴＦＳＩの量を０．５ｍｏｌ／Ｌに変えた。以上の点以外は、実施例７−６と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５４】
＜実施例７−９＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの量を０．７ｍｏｌ／Ｌに変え、ＬｉＴＦＳＩの量を０．３ｍｏｌ／Ｌに変えた。以上の点以外は、実施例７−６と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５５】
＜実施例７−１０＞
電解液の調製の際に、混合溶媒に対して、電解質塩として、ＬｉＦＳＩを１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解した。以上の点以外は、実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５６】
＜比較例７−２＞
電解液の調製の際に、混合溶媒に対して、電解質塩として、ＬｉＰＦ6を１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解した。以上の点以外は、実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５７】
＜比較例７−３＞
電解液の調製の際に、混合溶媒に対して、電解質塩として、ＬｉＢＦ4を１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解した。以上の点以外は、実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５８】
＜比較例７−４＞
電解液の調製の際に、混合溶媒に対して、電解質塩として、ＬｉＴＦＳＩを１．０ｍｏｌ／Ｌ溶解した。以上の点以外は、実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３５９】
（評価）
実施例７−１〜実施例７−１０および比較例７−１〜比較例７−３の各二次電池について、上記と同様の「高温サイクル特性の測定」を行った。測定結果を表７に示す。
【０３６０】
【表７】
2013225388.tif 000017
【０３６１】
表７に示すように、実施例７−１〜実施例７−９によれば、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩと共にＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、およびＬｉＴＦＳＩ等の他の電解質塩を含む場合でも、高温サイクル特性を向上できた。実施例７−１０では、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩを単独で含むため、より高温サイクル特性を向上できた。一方、比較例７−１〜比較例７−３では、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルを含むが、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含まないため、高温サイクル特性が低かった。
【０３６２】
＜実施例８−１＞
電解液の調製の際に、添加剤として、さらにビニレンカーボネート（ＶＣ）を、電解液の全体量に対して３質量％となるように添加した点以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３６３】
＜実施例８−２＞
電解液の調製の際に、添加剤として、さらにスクシノニトリルを、電解液の全体量に対して３質量％となるように添加した点以外は、実施例１−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３６４】
＜実施例８−３〜実施例８−４＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに酢酸プロピルを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３６５】
＜実施例８−５〜実施例８−６＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸メチルを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３６６】
＜実施例８−７＞
電解液の調製の際に、添加剤として、ビニレンカーボネート（ＶＣ）の代わりに、プロパンスルトンを用いた点以外は、実施例８−５と同様にして、二次電池を作製した。
【０３６７】
＜実施例８−８〜実施例８−９＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにプロピオン酸エチルを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３６８】
＜実施例８−１０〜実施例８−１１＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３６９】
＜実施例８−１２〜実施例８−１３＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２−メチル−１，３−ジオキサンを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３７０】
＜実施例８−１４〜実施例８−１５＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに１，４−ジオキサンを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３７１】
＜実施例８−１６〜実施例８−１７＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりにテトラヒドロフランを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３７２】
＜実施例８−１８〜実施例８−１９＞
電解液の調製の際に、酢酸エチルの代わりに２−メチルテトラヒドロフランを用いた点以外は、実施例８−１〜実施例８−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３７３】
＜比較例８−１＞
電解液の調製の際に、添加剤として、さらにビニレンカーボネート（ＶＣ）を、電解液の全体量に対して３質量％となるように添加した点以外は、比較例１−４と同様にして、二次電池を作製した。
【０３７４】
＜比較例８−２＞
電解液の調製の際に、添加剤として、さらにスクシノニトリルを、電解液の全体量に対して３質量％となるように添加した点以外は、比較例１−４と同様にして、二次電池を作製した。
【０３７５】
＜比較例８−３＞
電解液の調製の際に、添加剤として、さらにビニレンカーボネート（ＶＣ）を、電解液の全体量に対して３質量％となるように添加した点以外は、比較例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３７６】
＜比較例８−４＞
電解液の調製の際に、添加剤として、さらにスクシノニトリルを、電解液の全体量に対して、３質量％となるように添加した点以外は、比較例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３７７】
（評価）
実施例８−１〜実施例８−１９および比較例８−１〜比較例８−４の各二次電池について、以下のようにして、「高温保存後のサイクル特性の測定」を行った。測定結果を表８に示す。
【０３７８】
（高温保存後のサイクル特性）
６０℃フロート充電後の放電容量維持率を評価した。具体的には、まず室温で２サイクル充放電し放電容量を確認した。その後、６０℃雰囲気下で所定の充電電圧（３．６Ｖ）で１週間フロート充電した。フロート充電後、室温にて２サイクル充放電を行い、フロート前の放電容量を１００としてフロート充電後の容量維持率とした。充放電条件としては、１ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で電池電圧が所定の電圧（３．６Ｖ）に達するまで充電し、さらに所定電圧（３．６Ｖ）での定電圧で電流密度が０．０２ｍＡ／ｃｍ2に達するまで充電したのち、１ｍＡ／ｃｍ2の定電流密度で電池電圧が３Ｖに達するまで放電した。
【０３７９】
【表８】
2013225388.tif 000018
【０３８０】
表８に示すように、実施例８−１〜実施例８−２０によれば、以下のことが確認できた。すなわち、電解液が、溶媒として鎖状カルボン酸エステルまた環状エーテルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩと、さらに添加剤としてビニレンカーボネート（ＶＣ）、スクシノ二トル、２−メチル−１，３−ジオキサンとを含む場合において、高温保存後のサイクル特性を向上できた。一方、比較例８−１によれば、電解液が、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含まないため、高温保存後のサイクル特性が低かった。
【０３８１】
＜実施例９−１＞
実施例１−７と同様にして、二次電池を作製した。
【０３８２】
＜実施例９−２＞
実施例１−１９と同様にして、二次電池を作製した。
【０３８３】
＜実施例９−３〜実施例９−４＞
正極の作製の際に、ＬｉＦｅＰＯ4の代わりに、ＬｉＣｏＯ2を用いた。正極活物質の量と負極活物質の量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）を４．３５Ｖになるように設計した。以上の点以外は、実施例９−１〜実施例９−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３８４】
＜実施例９−５〜実施例９−６＞
正極の作製の際に、ＬｉＦｅＰＯ4の代わりに、ＬｉＮｉＯ2を用いた。正極活物質の量と負極活物質の量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）を４．３Ｖになるように設計した。以上の点以外は、実施例９−１〜実施例９−２のそれぞれと同様にして、二次電池を作製した。
【０３８５】
＜比較例９−１＞
電解液の調製の際に、プロピオン酸メチルの代わりに、同様に粘度の低い溶媒である炭酸ジメチル（ＤＭＣ）を用いた点以外は、実施例９−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３８６】
＜比較例９−２＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例９−１と同様にして、二次電池を作製した。
【０３８７】
＜比較例９−３＞
電解液の調製の際に、プロピオン酸メチルの代わりに、同様に粘度の低い溶媒である炭酸ジメチル（ＤＭＣ）を用いた点以外は、実施例９−３と同様にして、二次電池を作製した。
【０３８８】
＜比較例９−４＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例９−４と同様にして、二次電池を作製した。
【０３８９】
＜比較例９−５＞
電解液の調製の際に、プロピオン酸メチルの代わりに、同様に粘度の低い溶媒である炭酸ジメチル（ＤＭＣ）を用いた点以外は、実施例９−５と同様にして、二次電池を作製した。
【０３９０】
＜比較例９−６＞
電解液の調製の際に、ＬｉＦＳＩの代わりにＬｉＰＦ6を用いた点以外は、実施例９−６と同様にして、二次電池を作製した。
【０３９１】
（評価）
実施例９−１〜実施例９−６および比較例９−１〜比較例９−６の各二次電池について、上記と同様の「低温サイクル特性の測定」および「高温サイクル特性の測定」を行った。なお、上記の測定の際、実施例９−３〜実施例９−４および比較例９−３〜比較例９−４では、充電電圧を４．３５Ｖとし、実施例９−５〜実施例９−６および比較例９−５〜比較例９−６では４．３Ｖとした。測定結果を表９に示す。
【０３９２】
【表９】
2013225388.tif 000019
【０３９３】
表９に示すように、実施例９−１〜実施例９−６によれば、正極活物質としてＬｉＦｅＰＯ4、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2を用いた場合において、電解液が、非水溶媒として鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含むと共に、電解質塩としてＬｉＦＳＩを含むため、低温サイクル特性および高温サイクル特性を向上できた。
【０３９４】
８．他の実施の形態
本技術は、上述した本技術の実施の形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
【０３９５】
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。
【０３９６】
また、上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
【０３９７】
本技術の二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極にリチウム金属が析出しないようになっている方が好ましい。
【０３９８】
本技術の二次電池は、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、例えば３．６０Ｖ以上６．００Ｖ以下、好ましくは４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下、さらに好ましくは４．３０Ｖ以上４．５５Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。完全充電時における開回路電圧が、例えば正極活物質としてＮｉやＣｏを含む層状岩塩型リチウム複合酸化物を用いた電池において４．２５Ｖ以上とされる場合は、４．２０Ｖの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整され、高いエネルギー密度が得られるようになっている。なお、電池電圧は、上記の電池電圧の範囲に限定されるものではない。
【０３９９】
第４の実施の形態において、電解質６６の形成に、第２の実施の形態の第１〜第３の製造方法を適用してもよい。また、電解質６６を省略して、液状の電解質である電解液を用いてもよい。第２の実施の形態〜第４の実施の形態の非水電解質電池において、正極リード５３および負極リード５４を同一辺から導出した構成としてもよい。また、第４の実施の形態では、積層電極体６０の最表層がセパレータ６３となるように構成したが、最表層が正極６１または負極６２になるように構成してもよい。また、積層電極体６０の一方の最表層がセパレータ６３で他方の最表層が正極６１または負極６２となるように構成してもよい。
【０４００】
また、本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
正極と、
負極と、
非水溶媒および電解質塩を含む電解液を有する電解質と
を備え、
上記非水溶媒は、鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含み、
上記電解質塩は、式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含む電池。
【化７】
2013225388.tif 000020
（式中、Ｍは１価のカチオンである。ＹはＳＯ2またはＣＯである。各置換基Ｚは、独立して、フッ素原子、または少なくとも１つの重合可能な官能基を含んでもよく、かつ、ペルフルオロ化されていてもよい有機基である。置換基Ｚの少なくとも１つはフッ素原子である。）
［２］
上記鎖状カルボン酸エステルは、式（２）で表される化合物の少なくとも１種である［１］に記載の電池。
【化８】
2013225388.tif 000021
（式中、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立して、アルキル基、アルケニル基、アルキニル基、または、ハロゲン化アルキル基である。）
［３］
上記環状エーテルは、式（３）〜式（５）で表される化合物の少なくとも１種である［１］〜［２］の何れかに記載の電池。
【化９】
2013225388.tif 000022
（式中、Ｒ３〜Ｒ６は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【化１０】
2013225388.tif 000023
（式中、Ｒ７〜Ｒ１０は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
【化１１】
2013225388.tif 000024
（式中、Ｒ１１〜Ｒ１４は、それぞれ独立して、水素原子、ハロゲン基、アルキル基またはハロゲン化アルキル基である。）
［４］
上記鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルの含有量は、上記非水溶媒の合計体積に対して、１０体積％以上７０体積％以下である［１］〜［３］の何れかに記載の電池。
［５］
上記式（１）で表される化合物の含有量は、上記電解液に対して、０．１ｍｏｌ／Ｌ以上１．５ｍｏｌ／Ｌ以下である［１］〜［４］の何れかに記載の電池。
［６］
上記式（１）で表される化合物は、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミドである［１］〜［５］の何れかに記載の電池。
［７］
上記非水溶媒は、鎖状炭酸エステル、環状炭酸エステルおよびフッ素化環状炭酸エステルの少なくとも何れかをさらに含む［１］〜［６］の何れかに記載の電池。
［８］
上記電解液は、さらに、不飽和環状炭酸エステル、ニトリル化合物、およびスルホン酸エステル化合物のうちの少なくとも１種を含む［１］〜［７］の何れかに記載の電池。
［９］
上記正極は、正極活物質として、オリビン型の構造を有するリチウムリン酸化合物を含む［１］〜［８］の何れかに記載の電池。
［１０］
上記オリビン型の構造を有するリチウムリン酸化合物は、下記式で表されるリチウムリン酸化合物である［９］に記載の電池。
（式）：ＬｉxＭＰＯ4
（式中、Ｍは、元素の周期表の第４周期の４族〜１１族の遷移金属からなる群より選ばれる少なくとも一種の元素である。ｘは０＜ｘ＜１．２の範囲内の値である。）
［１１］
上記電解質塩は、六フッ化リン酸リチウム、リチウムビス（トリフルオロスルホニル）イミド、および四フッ化ホウ酸リチウムのうちの少なくとも１種をさらに含む［１］〜［１０］の何れかに記載の電池。
［１２］
上記正極および上記負極の間に、イオン移動が可能な絶縁層がある［１］〜［１１］の何れかに記載の電池。
［１３］
鎖状カルボン酸エステルまたは環状エーテルを含む非水溶媒と、
式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含む電解質塩と
を含む電解液を有する電解質。
【化１２】
2013225388.tif 000025
（式中、Ｍは１価のカチオンである。ＹはＳＯ2またはＣＯである。各置換基Ｚは、独立して、フッ素原子、または少なくとも１つの重合可能な官能基を含んでもよく、かつ、ペルフルオロ化されていてもよい有機基である。置換基Ｚの少なくとも１つはフッ素原子である。）
［１４］
［１］に記載の電池と、
上記電池について制御する制御部と、
上記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１５］
［１］に記載の電池を有し、
上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１６］
［１］に記載の電池と、
上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
［１７］
［１］に記載の電池を有し、
上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
［１８］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う［１７］に記載の蓄電装置。
［１９］
［１］に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置若しくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。
【符号の説明】
【０４０１】
１１・・・電池缶、１２，１３・・・絶縁板、１４・・・電池蓋、１５Ａ・・・ディスク板、１５・・・安全弁機構、１６・・・熱感抵抗素子、１７・・・ガスケット、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極活物質層、２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極活物質層、２３・・・セパレータ、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、２７・・・ガスケット、３０・・・巻回電極体、３１・・・正極リード、３２・・・負極リード、３３・・・正極、３３Ａ・・・正極集電体、３３Ｂ・・・正極活物質層、３４・・・負極、３４Ａ・・・負極集電体、３４Ｂ・・・負極活物質層、３５・・・セパレータ、３６・・・電解液保持層、３７・・・保護テープ、３９・・・絶縁層、４０・・・外装部材、４１・・・密着フィルム、４２ｃ・・・内側樹脂層、５１・・・非水電解質電池、５２・・・ラミネートフィルム、５２ａ・・・金属層、５２ｂ・・・外側樹脂層、５２ｃ・・・内側樹脂層、５３・・・正極リード、５４・・・負極リード、５５・・・シーラント、５６・・・固定部材、５７・・・積層電極体収納部、６０・・・積層電極体、６１・・・正極、６１Ａ・・・正極集電体、６１Ｂ・・・正極活物質層、６１Ｃ・・・正極タブ、６２・・・負極、６２Ｃ・・・負極タブ、６２Ａ・・・負極集電体、６２Ｂ・・・負極活物質層、６３・・・セパレータ、６６・・・電解質、１００・・・バッテリユニット、２００・・・バッテリモジュール、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２・・・充電制御スイッチ、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・空調装置、４０５ｃ・・・テレビジョン受信機、４０５ｄ・・・風呂、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・各種センサ、５１１・・・充電口
【図１】
2013225388.tif 000032
【図２】
2013225388.tif 000033
【図３】
2013225388.tif 000034
【図４】
2013225388.tif 000035
【図５】
2013225388.tif 000036
【図６】
2013225388.tif 000037
【図７】
2013225388.tif 000038
【図８】
2013225388.tif 000039
【図９】
2013225388.tif 000040
【図１０】
2013225388.tif 000041
【図１１】
2013225388.tif 000042
【図１２】
2013225388.tif 000043
【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2013225388.tif 000046
【図１６】
2013225388.tif 000047
【図１７】
2013225388.tif 000048
【図１８】
2013225388.tif 000049
【図１９】
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【図２０】
2013225388.tif 000051
【図２１】
2013225388.tif 000052