(57)【要約】      （修正有）【課題】長期の使用時や高温環境下や低温環境下での使用時において電池特性の低下を抑制する。【解決手段】正極と負極との間に介在する電解質が、溶媒と電解質塩とを含む電解液および高分子材料を含み、電解液の一部が高分子材料に保持された非流動性電解質と、電解液が流動性を維持したまま存在する流動性電解質とを有する。電解質全体における非流動性電解質の体積割合は０体積％超６体積％以下、非流動性電解質を構成する高分子材料の重量平均分子量は５００，０００以上が好ましい。電解質塩としては下式で示されるイミド塩化合物を含むことが好ましく、特に、式中、Ｚの少なくとも１つがフッ素原子であるイミド塩化合物であることが好ましい。Ｍ+［（ＺＹ）2Ｎ］-（式中、Ｍ+は１価のカチオンであり、ＹはＳＯ2またはＣＯであり、Ｚはそれぞれ独立してフッ素原子または重合可能な官能基である。）【選択図】図１
2013157088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、
負極と、
溶媒と電解質塩とを含む電解液が流動性を維持したまま存在する流動性電解質と、溶媒と電解質塩とを含む電解液が高分子材料に保持された非流動性電解質とを有する電解質と
を備える
電池。
【請求項２】
上記非流動性電解質が、上記正極と上記負極との間に存在し、
上記流動性電解質が、上記正極および上記負極の活物質層中の間隙に少なくとも存在する
請求項１に記載の電池。
【請求項３】
上記流動性電解質が、上記正極と上記負極との間に存在する
請求項２に記載の電池。
【請求項４】
上記正極と上記負極との間に多孔質のセパレータが介在配置されており、
上記非流動性電解質が、上記正極および上記負極のうちの少なくとも一方と上記セパレータとの間に存在する
請求項１に記載の電池。
【請求項５】
上記電解質塩が、化１で示されるイミド塩化合物を含む
請求項１に記載の電池。
（化１）
Ｍ+［（ＺＹ）2Ｎ］-
（式中、Ｍ+は１価のカチオンであり、ＹはＳＯ2またはＣＯであり、Ｚはそれぞれ独立してフッ素原子または重合可能な官能基である。）
【請求項６】
上記電解質塩が、Ｚの少なくとも１つがフッ素原子である上記化１で示されるイミド塩化合物である
請求項５記載の電池。
【請求項７】
上記電解質中における上記非流動性電解質の体積割合が、０体積％超６体積％以下である
請求項１に記載の電池。
【請求項８】
上記非流動性電解質における上記電解液の含有量が、該非流動性電解質に対して９０質量％以上９９質量％以下である
請求項１に記載の電池。
【請求項９】
上記高分子材料の重量平均分子量が、５００，０００以上である
請求項１に記載の電池。
【請求項１０】
上記高分子材料が、ポリフッ化ビニリデンおよびポリアクリロニトリルの少なくとも一方である
請求項９に記載の電池。
【請求項１１】
上記正極活物質が、化Ｉで示されるオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩である
請求項１に記載の電池。
（化Ｉ）
ＬｉaＭ１bＰＯ4
（式中、Ｍ１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。）
【請求項１２】
上記化Ｉで示されるオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩が、Ｍ１として鉄を含む
請求項１１に記載の電池。
【請求項１３】
請求項１に記載の電池と、
上記電池を制御する制御部と、
上記電池を内包する外装とを有する
電池パック。
【請求項１４】
請求項１に記載の電池を備え、
上記電池から電力の供給を受ける
電子機器。
【請求項１５】
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１６】
請求項１に記載の電池を備え、
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１７】
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１６に記載の蓄電装置。
【請求項１８】
請求項１に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置も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、電池ならびに電池パック、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、カメラ一体型ＶＴＲ（Video Tape Recorder）、携帯電話あるいはノートパソコンなどのポータブル電子機器が広く普及しており、その小型化、軽量化および薄型化、ならびに長寿命化が強く求められている。これに伴い、電源として、電池、特に軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。
【０００３】
中でも、充放電反応にリチウム（Ｌｉ）の吸蔵および放出を利用する二次電池（いわゆるリチウムイオン二次電池）は、鉛電池やニッケルカドミウム電池よりも高いエネルギー密度が得られるため、大いに期待されている。このような二次電池には、軽量化および薄型化のために、ラミネートフィルムで電極体が外装されたラミネートフィルム型電池が広く用いられている。
【０００４】
このようなラミネートフィルム型電池は、軽量なためエネルギー密度が大きいが、電池内部でのガス発生などによる外装部材の変形に伴い、従来の電解液のような流動性電解質からなる電解質を用いた場合に液漏れなどの問題が生じる。この問題を解決するための方法として、ラミネートフィルム型電池において、非流動性電解質を用いたものが注目されている。非流動性電解質を用いた電池は、液漏れの懸念が少なく安全性が高められているので、アルミラミネートフィルムのような軽量且つ薄型な材料を外装部材に使用できるという利点がある。
【０００５】
しかしながら、最近の電子機器では、高性能化および多機能化が益々進行する傾向にあるため、二次電池の充放電が頻繁に繰り返されて充放電容量が低下しやすい状況にある。特に、低温環境下では劣化が顕著であり、より一層の電池特性向上が望まれている。また自動車や電力平準化のために蓄電する用途では、外気温が低い環境で使用されることもあり、電池特性向上が望まれる。
【０００６】
非流動性電解質を使用した二次電池は、これらの特性が特に問題となる。即ち、従来の流動性を有する電解液においては液中のイオンの移動が容易であるのに対し、非流動性電解質はその粘度のために、電解質中のイオン伝導度が減少してしまう。また、ラミネートフィルム用の変形性の高い外装材料を用いた場合、電極体が変形しやすく、電極間の密着性が低下して電池特性がさらに悪化するという課題があった。この傾向は、シート状の電極を積層した積層電極体を用いた電池ではさらに顕著になる。
【０００７】
これらの性能を改善するために、特許文献１および特許文献２において、ビス(フルオロスルホニル）イミドなどをアニオンとするイオン液体を電解液として用いることが提案されている。特許文献１および特許文献２では、このような電解液を用いることにより、電池内での電荷移動抵抗を低下させ、電池の出力特性およびサイクル特性を向上させることが記載されている。
【０００８】
また、特許文献３および特許文献４では、イオン液体と同時に、電池の使用初期の充放電時に電極上にＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface；固体電解質膜）と呼称される被膜を形成する化合物を、予め溶媒中に添加した電解質を用いることが記載されている。特許文献３および特許文献４では、電極上にＳＥＩを形成することにより、電極表面を安定化させて電池の出力特性およびサイクル特性の低下を抑制する手法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平０８−５１１２７４号公報
【特許文献２】特開２００９−７０６３６号公報
【特許文献３】特開２００４−１６５１５１号公報
【特許文献４】特開２０１０−１２９４４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１〜特許文献４のような電解質塩を含む電解質によってある程度の電池特性の改善はみられるが、上述した電池特性低下の問題は、今後のさらなる高容量化を図る場合、より一層の改善が求められている。特に、長期の使用や高温環境下や低温環境下での使用においてはこの現象は顕著となり、イオン伝導度の低下により電池特性をさらに悪化させることにつながる。
【００１１】
本技術は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、長期の使用時や高温環境下や低温環境下での使用時において電池特性の低下を抑制することが可能な電池を提供することにある。また、本技術の目的とするところは、このような電池を用いた電池パック、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】
【００１２】
問題点を解消するために、本技術の電池は、正極と、
負極と、
溶媒と電解質塩とを含む電解液が流動性を維持したまま存在する流動性電解質と、溶媒と電解質塩とを含む電解液が高分子材料に保持された非流動性電解質とを有する電解質と
を備えることを特徴とする。
【００１３】
本技術の電池は、非流動性電解質が、正極と負極との間に存在し、流動性電解質が、正極および負極の活物質層中の間隙に少なくとも存在することが好ましく、流動性電解質が、正極と負極との間に存在することがさらに好ましい。
【００１４】
また、本技術の電池は、正極と負極との間に多孔質のセパレータが介在配置されており、非流動性電解質が、正極および負極のうちの少なくとも一方とセパレータとの間に存在することが好ましい。
【００１５】
本技術の電池は、電解質塩が、下記の化１で示されるイミド塩化合物を含むことが好ましい。特に、化１中、Ｚの少なくとも１つがフッ素原子であるイミド塩化合物であることが好ましい。
（化１）
Ｍ+［（ＺＹ）2Ｎ］-
（式中、Ｍ+は１価のカチオンであり、ＹはＳＯ2またはＣＯであり、Ｚはそれぞれ独立してフッ素原子または重合可能な官能基である。）
【００１６】
本技術の電池は、電解質中における非流動性電解質の体積割合が、０体積％超６体積％以下であることが好ましい。
【００１７】
本技術の電池は、高分子材料の重量平均分子量が５００，０００以上であることが好ましい。
【００１８】
本技術の電池は、正極活物質が、化Ｉで示されるオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩であることが好ましい。
（化Ｉ）
ＬｉaＭ１bＰＯ4
（式中、Ｍ１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。）
【００１９】
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。
【発明の効果】
【００２０】
本技術によれば、非流動性電解質が電極間の密着性を向上させ、かつ流動性電解質が高いイオン伝導性を維持して、高温環境下や低温環境下においても高い電池特性を維持することが可能な電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本技術の非流動性電解質および電解液の状態を示す、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）による電極体断面の二次電子像である。
【図２】本技術の第２の実施の形態にかかる積層電極体を用いたラミネートフィルム型電池の構成を示す外観斜視図および分解斜視図である。
【図３】図２に示す電池に収容される積層電極体の一部を拡大して示す断面図である。
【図４】図２に示す電池に収容される積層電極体に用いる正極および負極の斜視図である。
【図５】本技術の第２の実施の形態にかかる巻回電極体を用いたラミネートフィルム型電池の構成を示す分解斜視図である。
【図６】図５に示す電池に収容される巻回電極体の断面図である。
【図７】本技術の第３の実施の形態にかかる角型電池の構成を示す模式図である。
【図８】本技術の第４の実施の形態にかかる円筒型電池の構成を示す断面図である。
【図９】本技術の第５の実施の形態にかかる電池パックの回路構成例を示すブロック図である。
【図１０】本技術の第６の実施の形態にかかる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１１】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】
【００２２】
以下、本技術を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。なお、説明は以下のように行う。
１．第１の実施の形態（本技術の電解質の例）
２．第２の実施の形態（本技術の電解質を用いたラミネートフィルム型電池の例）
３．第３の実施の形態（本技術の電解質を用いた角型電池の例）
４．第４の実施の形態（本技術の電解質を用いた円筒型電池の例）
５．第５の実施の形態（本技術の電解質を用いた電池パックの例）
６．第６の実施の形態（電池を用いた蓄電システムなどの例）
【００２３】
１．第１の実施の形態
第１の実施の形態では、本技術の電解質について説明する。
【００２４】
本技術の電解質は、溶媒と電解質塩とを含む電解液が流動性を維持したまま存在する流動性電解質と、溶媒と電解質塩とを含む電解液が高分子材料に保持された非流動性電解質とを有する。本技術の電解質は、非流動性電解質が、電池を構成する正極と負極との間に存在し、流動性電解質が、正極および負極の活物質層中の間隙に少なくとも存在する。流動性電解質は、正極と負極との間に存在することが好ましい。また、正極と負極との間に多孔質のセパレータが介在配置されており、非流動性電解質が、正極および負極のうちの少なくとも一方とセパレータとの間に存在してもよい。なお、流動性電解質は、非流動性電解質に含まれる高分子材料の一部が溶出した電解液であってもよい。電解液が高分子材料を含んでいても、流動性を維持している場合には流動性電解質とされる。
【００２５】
本技術の電池では、電解質として流動性電解質と非流動性電解質との双方が存在することにより、非流動性電解質が正極と負極とを密着させて電極の変形を抑制し、正極および負極間の電池反応性の低下を抑制するとともに、流動化電解質がその流動性により電解質中での高いイオン伝導性を維持する。さらに、非流動性電解質が正極と負極とを密着させることから、充放電に伴う電極の膨張および収縮による電極の変形が生じにくく、正極および負極間の密着性が低下することによる電池反応性の低下を抑制することができる。
【００２６】
本技術の電解質は、全電解質、すなわち、非流動性電解質層と流動性電解質との合計体積中における非流動性電解質層の体積割合が０体積％超６体積％以下とされることが好ましい。これにより、流動性電解質による高いイオン伝導性と、非流動性電解質層による電極間の密着性とがより適切に得られる。
【００２７】
また、本技術の電解質は、正極および負極、ならびにセパレータの全空隙体積中における高分子材料の体積割合が０体積％超０．３体積％以下とされることが好ましい。
【００２８】
なお、電池内に形成された本技術の非流動性電解質層および流動性電解質は、例えば、電池を解体して正極および負極を含む電極体を取り出したのち、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）などにより、電極体断面の二次電子像および反射電子像などのＳＥＭ像におけるコントラストを分析すればよい。
【００２９】
電極体断面の二次電子像および反射電子像のコントラストから非流動性電解質層の体積割合を確認する場合には、例えば、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）によって得たＳＥＭ像などから非流動性電解質の面積と流動性電解質の面積との面積割合を算出し、非流動性電解質と流動性電解質との体積割合としてもよい。図１に示すように、二次電子像および反射電子像においては、液体状の流動性電解質である電解液は、実際には像として写らず、固体状の集電体と、活物質、導電材もしくは結着材との間隙部分（すなわち、活物質層の間隙部分）、またはセパレータの空孔部分として少なくとも確認される。また、半固体状となった非流動性電解質は、固体状の集電体、活物質、導電材もしくは結着材、またはセパレータと異なったコントラストで現される。
【００３０】
また、電解質を既存の元素分析方法、すなわち、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）などにより元素分布を行うことによって非流動性電解質層および流動性電解質の形成割合を分析してもよい。この方法を用いる場合には、意図せずに電解質中の不要成分が分析されることを防止するために、電極の表面を炭酸ジメチル（ＤＭＣ）などの有機溶剤で洗浄してから分析することが好ましい。
【００３１】
［電解液］
電解液は、溶媒と電解質塩とを含む。
【００３２】
溶媒としては、例えば非水溶媒を用いることができる。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）、炭酸ブチレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、リン酸トリメチルまたはジメチルスルホキシドなどを用いることができる。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。
【００３３】
中でも、非水溶媒として、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルからなる群のうちの少なくとも１種を含むものを用いることが好ましい。この場合には、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または炭酸プロピレンと、低粘度溶媒（例えば、粘度≦１ｍＰａ・ｓ）である炭酸ジメチル、炭酸ジエチルまたは炭酸エチルメチルとを混合して含むものを用いることが好ましい。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。
【００３４】
電解質塩としては、リチウム塩などの軽金属塩の１種あるいは２種以上を含有してもよい。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（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）あるいは臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などが挙げられる。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、四フッ化ホウ酸リチウムがより好ましい。
【００３５】
電解質塩としては、下記の化１で示されるイミド塩化合物を含有してもよい。イミド塩化合物は高温環境下において分解されにくいという特長を有している。このため、イミド塩化合物を電解質塩として用いた場合、高温環境下での使用や高温環境下での保存後における使用時に電池特性の低下を抑制できる点で好ましい。
【００３６】
また、非流動性電解質は、その形成時に高温で非流動化処理を行うことにより電極間の密着性を高めることができる。このため、非流動性電解質形成時において高温処理を行うに際し、高温環境下において分解されにくいイミド塩化合物を電解質塩として用いることが好ましい。これにより、イミド塩化合物の分解に起因する電池反応性の低下を生じさせることなく電極間の密着性を高めることができる。
（化１）
Ｍ+［（ＺＹ）2Ｎ］-
（式中、Ｍ+は１価のカチオンであり、ＹはＳＯ2またはＣＯであり、各置換基Ｚは、それぞれ独立してフッ素原子、または重合可能な官能基である。）
【００３７】
Ｍ+を構成するカチオンとしては、例えば、リチウムイオン（Ｌｉ+）、ナトリウムイオン（Ｎａ+）、カリウムイオン（Ｋ+）などのアルカリ金属イオン、その他の金属元素イオンの他、アンモニウムカチオン、ホスホニウムカチオンなどが挙げられる。中でも、リチウムイオンが好ましい。
【００３８】
化１に示すイミド塩化合物としては、リチウムビス(フルオロスルホニル）イミド、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、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドなどの種々のイミド塩化合物が挙げられる。
【００３９】
さらに、イミド塩化合物としては、化１において置換基Ｚの少なくとも１つがフッ素原子（ペルフルオロ化されていてもよい）である化合物を用いることが好ましい。より高い電池特性を得られるためである。このようなイミド塩化合物としては、具体的に、リチウムビス(フルオロスルホニル）イミド、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）イミドなどが挙げられ、これらのイミド塩化合物を単独でもしくは２種類以上混合して用いることができる。ここで、化１のイミド塩化合物はこれらに限定されるものではない。
【００４０】
電解液中における電解質塩の含有量は、溶媒に対して０．６ｍｏｌ／ｋｇ以上２．０ｍｏｌ／ｋｇ以下であることが好ましく、０．６ｍｏｌ／ｋｇ以上１．５ｍｏｌ／ｋｇ以下であることがより好ましい。高いイオン伝導性が得られるからである。
【００４１】
［非流動性電解質］
非流動性電解質は、イオン伝導性を有する固体からなる完全固体型の電解質であってもよいが、高分子材料が電解液を保持して非流動化した半固体状の電解質を用いることが好ましい。この場合において、高分子材料に保持される電解液は、上述の電解液を用いることができる。
【００４２】
非流動性電解質中に保持される電解液の質量割合は、非流動性電解質に対して９０質量％以上９９質量％以下であることが好ましい。なお、上述の通り、正極および負極間に存在する本技術の電解質は、正極および負極、ならびにセパレータの全空隙体積中における高分子材料の体積割合が０体積％超０．３体積％以下とされることが好ましいが、高分子材料の比重を考慮すると、非流動性電解質中に保持される電解液の質量割合は上記範囲に対応する。非流動性電解質中に保持される電解液量が多すぎる場合には、電極同士の密着による電池形状の保持に十分な効果が得られない。非流動性電解質中に保持される電解液量が少なすぎる場合には、非流動性電解質中におけるイオン伝導性が不十分となり、電池特性が低下するおそれがある。
【００４３】
高分子材料としては、種々の材料を用いることができるが、非流動性電解質の層を形成する方法によって、それぞれ好ましい好適に用いられる高分子材料がある。このため、非流動性電解質層の形成方法について説明する。
【００４４】
非流動性電解質層を形成する方法としては、（１）高分子材料に対して電解液を常温または加熱化で含浸させる方法、（２）重合性ゲル化剤である高分子材料を含有する電解液に紫外線硬化や熱硬化などの重合処理を施す方法、（３）高分子材料を電解液中に高温溶解したものを常温まで冷却する方法など、電解液または半固体状電解質前駆体を非流動化処理する方法が好ましく用いられる。（２）や（３）のような方法を用いた場合、非流動性電解質層の形成後にさらに電解液を注液することで、非流動性電解質と流動性電解質との双方が存在する本技術の電池構成とすることができる。
【００４５】
なお、非流動性電解質層の形成方法の詳細については、後に電池の製造方法の説明において併せて説明する。
【００４６】
電解液を高分子材料に常温または加熱化で含浸させる（１）の方法を用いる場合において、高分子材料は、溶媒を吸収してゲル化するものであればよい。高分子材料は、例えばポリフッ化ビニリデンあるいはビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含む共重合体などのフッ素系高分子材料、ポリエチレンオキサイドあるいはポリエチレンオキサイドを含む架橋体などのエーテル系高分子材料、アルキレンオキシドユニットを有するアルキレンオキシド系高分子材料、ポリアクリロニトリル、ポリプロピレンオキサイドあるいはポリメチルメタクリレートを繰返し単位として含む高分子材料などが挙げられる。高分子材料は、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００４７】
特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子材料が望ましく、中でも、ポリフッ化ビニリデンが好ましい。電解液との非流動化工程において膨潤または溶解が起こりにくく、非流動性電解質層の局在化に有利であるとともに、電解液の非流動化後は正極または負極などに強固に接着して電池形状を保つことができるからである。同様の観点から、用いる高分子材料の重量平均分子量は、５００，０００以上であることが好ましい。
【００４８】
なお、高分子材料の重量平均分子量は、例えばゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ；Gel Permeation Chromatography）法、粘弾性測定法、メルトフローレート（ＭＦＲ；Melt Flow Rate）測定法、光散乱法または沈降速度法などにより測定することができる。
【００４９】
さらに、この共重合体は、モノメチルマレイン酸エステルなどの不飽和二塩基酸のモノエステル、三フッ化塩化エチレンなどのハロゲン化エチレン、炭酸ビニレンなどの不飽和化合物の環状炭酸エステル、またはエポキシ基含有アクリルビニルモノマーなどを成分として含んでいてもよい。より高い特性を得ることができるからである。
【００５０】
重合性ゲル化剤である高分子材料を含有する電解液に、紫外線硬化や熱硬化などの重合処理を施す（２）の方法を用いる場合においては、重合性ゲル化剤として、例えば、アクリロイル基、メタクリロイル基、ビニル基またはアリル基などの不飽和二重結合を有するものが挙げられる。具体的には、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ポリエチレングリコールモノアクリレート、エトキシエチルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エトキシエトキシエチルメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノエチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルアクリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリレート、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、ジエチレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコールジアクリレート、テトラエチレングリコールジアクリレート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリコールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレート、ポリアルキレングリコールジアクリレート、ポリアルキレングリコールジメタクリレートなどが使用でき、さらにトリメチロールプロパンアルコキシレートトリアクリレートまたはペンタエリスリトールアルコキシレートトリアクリレートなどの３官能モノマー、ペンタエリスリトールアルコキシレートテトラアクリレートまたはジトリメチロールプロパンアルコキシレートテトラアクリレートなどの４官能以上のモノマーなども使用することができる。中でも、アクリロイル基またはメタクリロイル基を有するオキシアルキレングリコール系化合物を用いることが好ましい。重合性ゲル化剤は、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
【００５１】
これらの重合性ゲル化剤から生成される高分子材料の重量平均分子量は５００，０００以上であることが好ましい。重量平均分子量が大きいほど電解液を非流動化し易くなり、また、薄くても正極または負極とセパレータとの接着強度の高い非流動性電解質層を形成することができるためである。
【００５２】
高分子材料を電解液中に高温溶解したものを常温まで冷却する（３）の方法を用いる場合においては、高分子材料として、電解液に対してゲルを形成し電池材料として安定なものであればどのようなものであっても使用できる。具体的には、例えば、ポリビニルピリジンもしくはポリ−Ｎ−ビニルピロリドンなどの環を有するポリマー、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸もしくはポリメタクリル酸ポリアクリルアミドなどのアクリル誘導体系ポリマー、ポリフッ化ビニルもしくはポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂、ポリアクリロニトリルもしくはポリビニリデンシアニドなどのＣＮ基含有ポリマー、ポリ酢酸ビニルもしくはポリビニルアルコールなどのポリビニルアルコール系ポリマー、またはポリ塩化ビニルもしくはポリ塩化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマーなどが挙げられる。高分子材料は、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。また上述の高分子材料の変性体、誘導体、ランダム共重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体などを用いてもよい。
【００５３】
これらの高分子材料の重量平均分子量は５００，０００以上であることが好ましい。重量平均分子量が大きいほど電解液を非流動化し易くなり、また、薄くても正極または負極とセパレータとの接着強度の高い非流動性電解質層を形成することができるためである。
【００５４】
＜効果＞
第１の実施の形態の電解質は、電池に対して用いることで、長期の使用や高温環境下や低温環境下での使用における電池特性を向上させることができる。
【００５５】
すなわち、本技術では、電池内において、電解液が流動性を維持したまま存在する流動性電解質と、電解液が高分子材料に保持された非流動性電解質との双方が存在する。このため、非流動性電解質によって正極および負極間の密着性が高まるとともに、流動性電解質によって高いイオン伝導性を維持することができる。また、電解質塩としてイミド塩化合物を用いることによって、高温環境下での充放電時もしくは保存時における電解質塩の分解を抑制することができる。そして、非流動性電解質の形成時に、高温での非流動化処理を行うことが可能となるため、より密着性の高い非流動性電解質の層を形成することができる。また、電解質塩としてイミド塩化合物を用いることにより、低温環境下での電池特性の低下を抑制することができる。
【００５６】
２．第２の実施の形態
第２の実施の形態では、第１の実施の形態の電解質を用いた電池の一構成例について説明する。
【００５７】
（２−１）電池の第１の構成
第２の実施の形態の電池の第１の構成は、電極が積層された積層電極体がラミネートフィルムで外装されたいわゆるラミネートフィルム型電池である。図２Ａは、本技術の第２の実施の形態にかかる電池１の一主面側からの外観斜視図であり、図２Ｂは電池１の他方の主面側からの分解斜視図であり、図２Ｃは、電池１の他方の主面側からの外観斜視図である。図３は、図２Ｂに示した積層電極体１０のＩ−Ｉ線に沿った積層構造の一部を拡大した断面図である。
【００５８】
この電池は、主に、フィルム状の外装部材５に、正極リード２および負極リード３が取り付けられた積層電極体１０が外装されたものである。図２Ｂに示すように、電池１に収容される積層電極体１０は、セパレータ１３を介して矩形状の正極１１と矩形状の負極１２とが積層されたものであり、その最外周部は、保護テープなどからなる固定部材１４によって保護されている。また、セパレータ１３と、正極１１および負極１２とのそれぞれの間には、非流動性電解質層１５が形成される。非流動性電解質層１５は、電解液を高分子材料に保持させて例えばゲル状とした層である。このフィルム状の外装部材５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。
【００５９】
正極リード２および負極リード３は、例えば、外装部材５で外装された電池１の内部から外部に向かって導出されている。正極リード２は、例えば、アルミニウムなどの金属材料によって構成されており、負極リード３は、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなど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。
【００６０】
［外装部材］
外装部材５は、例えば、金属層の両面に樹脂層が形成されたラミネートフィルムからなる。ラミネートフィルムは、金属層のうち電池外側に露出する面に外側樹脂層が形成され、積層電極体１０などの発電要素に対向する電池内側面に内側樹脂層が形成される。
【００６１】
金属層は、水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っており、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム（Ａｌ）が最もよく使われる。外側樹脂層は、外観の美しさや強靱さ、柔軟性などを有し、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂材料が用いられる。内側樹脂層は、熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であるため、ポリオレフィンが適切であり、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）が多用される。金属層と外側樹脂層および内側樹脂層との間には、必要に応じて接着剤層を設けてもよい。
【００６２】
外装部材５は、例えば深絞りにより内側樹脂層側から外側樹脂層の方向に向けて形成された、積層電極体１０を収容する凹部５ａが設けられており、内側樹脂層が積層電極体１０と対向するように配設されている。外装部材５の対向する内側樹脂層同士は、凹部５ａの外縁部において融着などにより互いに密着されている。外装部材５と正極リード２および負極リード３との間には、外装部材５の内側樹脂層と、金属材料からなる正極リード２および負極リード３との接着性を向上させるための密着フィルム４が配置されている。密着フィルム４は、金属材料との接着性の高い樹脂材料からなり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンや、これら材料が変性された変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。
【００６３】
なお、外装部材５は、金属層がアルミニウム（Ａｌ）からなるアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。
【００６４】
外装部材５と正極リード２および負極リード３との間には、外気の侵入や水分の浸入を防止するための密着フィルム４が挿入されている。この密着フィルム４は、正極リード２および負極リード３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などのポリオレフィン樹脂が挙げられる。
【００６５】
［電解質］
図３に示すように、例えばセパレータ１３と、正極１１および負極１２とのそれぞれの間には、非流動性電解質層１５が形成されている。また、電池１中には、図示しない電解液が注液されており、非流動性電解質層１５とともに流動性電解質が存在している。非流動性電解質層１５および流動性電解質については、第１の実施の形態の電解質と同様である。
【００６６】
なお、セパレータ１３を用いず、非流動性電解質層１５を、正極１１および負極１２を絶縁し、かつ正極１１および負極１２の物理的な接触を防止するセパレータの代わりとして用いてもよい。この場合、非流動性電解質層１５は、正極１１および負極１２の間に設けられる。
【００６７】
［正極］
正極１１は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体１１Ａの両面に正極活物質層１１Ｂが設けられた構造を有している。正極集電体１１Ａは、例えば、アルミニウム箔などの金属箔により構成されている。図４Ａに示すように、正極集電体１１Ａからは、正極リード２と接続される正極タブ１１Ｃが連続して延出されている。積層された複数の正極１１から延出された複数枚の正極タブ１１Ｃは、互いに固着され、正極集電体１１Ａが接続される。なお、図４Ａでは、正極タブ１１Ｃの構成を明確にするため、正極活物質層１１Ｂを一部形成しない状態で示しているが、実際には、正極タブ１１Ｃ部分以外は正極活物質層１１Ｂが形成される。
【００６８】
正極活物質層１１Ｂは、例えば正極活物質と、導電材と、結着材とを含有して構成されている。正極活物質としては、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、結着材や導電材などの他の材料を含んでいてもよい。
【００６９】
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、リチウム硫化物またはリチウムを含む層間化合物など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、（化Ｉ）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、（化II）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などが挙げられる。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、（化III）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、（化IV）、（化Ｖ）もしくは（化VI）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、または（化VII）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などが挙げられ、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）またはＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）などがある。
【００７０】
（化Ｉ）
ＬｉaＭ１bＰＯ4
（式中、Ｍ１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。）
【００７１】
（化II）
ＬｉcＮｉ(1-d-e)ＭｎdＭ２eＯ(1-f)Ｘg
（式中、Ｍ２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。ｃ、ｄ、ｅ、ｆおよびｇは、０≦ｃ≦１．５、０≦ｄ≦１．０、０≦ｅ≦１．０、−０．１０≦ｆ≦０．２０、０≦ｇ≦０．２の範囲内の値である。）
【００７２】
（化III）
ＬｉhＭ３ＰＯ4
（式中、Ｍ３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。ｈは、０．９≦ｈ≦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。）
【００７３】
（化IV）
ＬｉiＭｎ(1-j-k)ＮｉjＭ４kＯ(1-m)Ｆn
（式中、Ｍ４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。ｉ、ｊ、ｋ、ｍおよびｎは、０．８≦ｉ≦１．２、０＜ｊ＜０．５、０≦ｋ≦０．５、ｊ＋ｋ＜１、−０．１≦ｍ≦０．２、０≦ｎ≦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、ｉの値は完全放電状態における値を表している。）
【００７４】
（化Ｖ）
ＬｉoＮｉ(1-p)Ｍ５pＯ(1-q)Ｆr
（式中、Ｍ５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。ｏ、ｐ、ｑおよびｒは、０．８≦ｏ≦１．２、０．００５≦ｐ≦０．５、−０．１≦ｑ≦０．２、０≦ｒ≦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、ｏの値は完全放電状態における値を表している。）
【００７５】
（化VI）
ＬｉsＣｏ(1-t)Ｍ６tＯ(1-u)Ｆv
（式中、Ｍ６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。ｓ、ｔ、ｕおよびｖは、０．８≦ｓ≦１．２、０≦ｔ＜０．５、−０．１≦ｕ≦０．２、０≦ｖ≦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、ｓの値は完全放電状態における値を表している。）
【００７６】
（化VII）
ＬｉwＭｎ(1-x)Ｍ７xＯyＦz
（式中、Ｍ７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。ｗ、ｘ、ｙおよびｚは、０．９≦ｗ≦１．１、０≦ｘ≦０．６、３．７≦ｙ≦４．１、０≦ｇ≦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、ｗの値は完全放電状態における値を表している。）
【００７７】
なかでも、（化Ｉ）、（化III）で示すオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩を正極活物質として用いることが好ましい。特に、（化Ｉ）中のＭ１および（化III）中のＭ３としては、鉄（Ｆｅ）を含むことが好ましく、鉄（Ｆｅ）の含有量が多いほど好ましい。本技術の非流動性電解質と流動性電解質との双方からなる電解質を用いることにより、より高い電池特性が得られるからである。
【００７８】
更にまた、より高い電極充填性とサイクル特性が得られるという観点から、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などで被覆した複合粒子としてもよい。
【００７９】
この他、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、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物または導電性高分子などが挙げられる。酸化物は、例えば、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）または二酸化マンガン（ＭｎＯ2）などである。二硫化物は、例えば、二硫化鉄（ＦｅＳ2）、二硫化チタン（ＴｉＳ2）または二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）などである。カルコゲン化物は、特に層状化合物やスピネル型化合物が好ましく、例えば、セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2）などである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレンあるいはポリピロールなどである。もちろん、正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記した一連の正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
【００８０】
正極活物質の比表面積は、吸着ガスとして窒素（Ｎ2）を用いた場合のＢＥＴ（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ，Ｔｅｌｌｅｒ）法による測定において、０．０５ｍ2／ｇ以上２．０ｍ2／ｇ以下、好ましくは０．２ｍ2／ｇ以上０．７ｍ2／ｇ以下の範囲となるように構成されることが好ましい。この範囲で、より効果的な充放電特性を得られるからである。
【００８１】
また、導電材としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイトなどの炭素材料などが用いられる。結着材としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
【００８２】
［負極］
負極１２は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体１２Ａの両面に負極活物質層１２Ｂが設けられた構造を有している。負極集電体１２Ａは、例えば、銅箔などの金属箔により構成されている。図４Ｃに示すように、負極集電体１２Ａからは、負極リード３と接続される負極タブ１２Ｃが連続して延出されている。積層された複数の負極１２から延出された複数枚の負極タブ１２Ｃは、互いに固着され、負極集電体１２Ａが接続される。なお、図４Ｂでは、負極タブ１２Ｃの構成を明確にするため、負極活物質層１２Ｂを一部形成しない状態で示しているが、実際には、負極タブ１２Ｃ部分以外は負極活物質層１２Ｂが形成される。
【００８３】
負極活物質層１２Ｂ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種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層１１Ｂと同様の導電材および結着材などの他の材料を含んで構成されていてもよい。
【００８４】
なお、この電池１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１１の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極１２にリチウム金属が析出しないようになっている。
【００８５】
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、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子材料焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。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などがある。有機高分子材料焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂など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。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
【００８６】
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、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、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含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの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、本技術において、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める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
【００８７】
この負極材料を構成する金属元素あるい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）、チタン（Ｔｉ）、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）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
【００８８】
負極材料としては、例えば、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものであり、特に好ましくは少なくともケイ素を含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。ケイ素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。
【００８９】
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。
【００９０】
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（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、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
【００９１】
中でも、この負極材料としては、コバルト（Ｃｏ）と、スズ（Ｓｎ）と、炭素（Ｃ）とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズ（Ｓｎ）とコバルト（Ｃｏ）との合計に対するコバルト（Ｃｏ）の割合が３０質量％以上７０質量％以下である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を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。
【００９２】
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて更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）が好ましく、２種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。
【００９３】
なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）と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、このＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素（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ことが好ましい。サイクル特性の低下はスズ（Ｓｎ）など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（Ｃ）が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。
【００９４】
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（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、グラファイトであれば、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、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。
【００９５】
なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えば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測定では、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。
【００９６】
さらに、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、他の金属化合物または高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13）などの酸化物、硫化ニッケル（ＮｉＳ）、硫化モリブデン（ＭｏＳ2）などの硫化物、または窒化リチウム（Ｌｉ3Ｎ）などのリチウム窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどが挙げられる。
【００９７】
［セパレータ］
セパレータ１３は、正極１１と負極１２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ１３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これらの２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。セパレータ１３には、非流動性電解質が含浸している。
【００９８】
セパレータ１３は、ポリエチレン以外にポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のいずれかを含むようにしてもよい。また、セラミック製の多孔質膜により構成されており、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のうち数種を混合して多孔質膜としてもよい。さらに、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の多孔質膜の表面に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を塗布もしくは被着させてもよい。多孔質膜の表面に、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を塗布する場合には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）に対してアルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、シリカ（ＳｉＯ2）などの無機粒子を混合してもよい。
【００９９】
また、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）の２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。
【０１００】
（２−２）電池の第２の構成
第２の実施の形態の電池の第２の構成は、積層電極体の代わりに、帯状の電極が積層され、さらに巻回された巻回電極体がラミネートフィルムで外装されたラミネートフィルム型電池である。
【０１０１】
図５は、本技術の第２の実施の形態にかかる電池１の第２の構成例における分解斜視図であり、図６は、図５に示した巻回電極体２０のII−II線に沿った断面構造を表すものである。第２の構成の電池１は、電極体を巻回構造とする以外は第１の構成の電池１と同様であるため、共通の部分については同一の符号を付する。
【０１０２】
巻回電極体２０は、帯状の正極２１と負極２２とがセパレータ１３および非流動性電解質層１５を介して積層、巻回されたものであり、巻回終端部は必要に応じて固定部材１４により固定される。電池１内には、非流動性電解質層１５とともに図示しない流動性電解質が存在している。
【０１０３】
（２−３）電池の製造方法
第２の実施の形態の電池１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。
【０１０４】
（２−３−１）第１の製造方法
第１の製造方法では、第１の実施の形態で記載した、電解液をポリフッ化ビニリデンなどの高分子材料に常温または加熱下で含浸させる（１）の方法について説明する。
【０１０５】
［正極の製造］
まず、正極１１を作製する。例えば、正極材料と、結着材と、導電材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、ドクターブレードまたはバーコータなどによって正極集電体１１Ａ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などによって塗膜を圧縮成型して正極活物質層１１Ｂ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。
【０１０６】
［負極の製造］
次に、負極１２を作製する。例えば、負極材料と、結着材と、必要に応じて導電材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、ドクターブレードまたはバーコータなどによって負極集電体１２Ａ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などによって塗膜を圧縮成型して負極活物質層１２Ｂを形成する。
【０１０７】
［電解液の調製］
溶媒と電解質塩とを、電解質塩が所定の割合となるように混合して電解液を調製する。
【０１０８】
次に、電解液を保持して非流動性電解質層１５を形成するためのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などの高分子材料を、正極１１および負極１２のそれぞれの両面、もしくはセパレータ１３の両面にそれぞれ被着させる。高分子材料は、溶剤に混合して正極１１および負極１２、またはセパレータ１３の両面に塗布し、または吹きつけ、溶剤を揮発させることにより被着させる。このとき、高分子材料の被着量は、後に注液する電解液量との関係から、電池形成後に非流動性電解質と流動性電解質との双方が存在するように調製する。電池形成後に非流動性電解質と流動性電解質とが第１の実施の形態に記載の体積割合となるように調製することがより好ましい。高分子材料としては、第１の実施の形態に記載した材料を用いることができる。
【０１０９】
次に、セパレータ１３を介して正極１１と負極１２とを積層したのち、固定部材１４を貼着して積層構造を固定し、積層電極体１０を作製する。続いて、正極１１から延出された複数の正極集電体１１Ａを超音波溶着などによって互いに固着した部分に正極リード２を取り付ける。同様に、負極１２から延出された複数の負極集電体１２Ａを超音波溶着などによって互いに固着した部分に負極リード３を取り付ける。
【０１１０】
巻回電極体２０を作製する場合には、正極２１に正極リード２を取り付けると共に、負極２２に負極リード３を取り付ける。正極リード２は、正極２１の一部に正極活物質層２１Ｂを形成せず、正極集電体２１Ａが露出した部分に、超音波溶着などによって接続する。負極リード３についても同様に、負極２２の一部に負極活物質層２２Ｂを形成せず、負極集電体２２Ａが露出した部分に、超音波溶着などによって接続する。続いて、セパレータ１３を介して正極２１と負極２２とを積層および巻回したのち、その最外周部に固定部材１４を貼着して、巻回電極体２０を作製する。
【０１１１】
続いて、積層電極体１０または巻回電極体２０を外装部材５に設けた凹部５ａに収容した後、外装部材５を袋状となるように熱融着する。続いて、袋状の外装部材５の内部に所定量の電解液を注入した後、例えば減圧環境下にて外装部材５の開口部を熱融着などで密封する。最後に、外装部材５に加重をかけながら加熱し、電解液を高分子材料に含浸させて非流動性電解質層１５を形成することにより、本技術の電池１が得られる。
【０１１２】
（２−３−２）第２の製造方法
第２の製造方法では、第１の実施の形態で記載した、重合性ゲル化剤である高分子材料を含有する電解液に、紫外線硬化や熱硬化などの重合処理を施す（２）の方法について説明する。
【０１１３】
まず、第１の製造方法と同様にして、正極１１および負極１２をそれぞれ作製する。続いて、第１の実施の形態に記載の電解液と、重合性ゲル化剤である高分子材料とともに、必要に応じて重合開始剤、重合禁止剤などの他の材料とを含む前駆溶液を調製する。この前駆溶液を、正極１１および負極１２の表面に塗布した後、紫外線の照射もしくは加熱により硬化させ、非流動性電解質層１５を形成する。
【０１１４】
続いて、非流動性電解質層１５が形成された正極１１と負極１２とを用いて、第１の製造方法と同様にして積層電極体１０を作製する。
【０１１５】
巻回電極体２０を作製する場合には、非流動性電解質層１５が形成された正極２１および負極２２に正極リード２および負極リード３をそれぞれ取り付けた後、第１の製造方法と同様にして巻回電極体２０を作製する。
【０１１６】
最後に、外装部材５に積層電極体１０または巻回電極体２０を外装部材５に設けた凹部５ａに収容した後、外装部材５を袋状となるように熱融着する。続いて、袋状の外装部材５の内部に所定量の電解液を注入した後、例えば減圧環境下にて外装部材５の開口部を熱融着などで密封することにより、本技術の電池１が得られる。これにより、電池１内に非流動性電解質層１５と、非流動性電解質との双方が存在する。このとき、電解液の添加量は、予め形成した非流動性電解質層１５と非流動性電解質とが第１の実施の形態に記載の体積割合となるように調製することがより好ましい。
【０１１７】
（２−３−３）第３の製造方法
第３の製造方法では、第１の実施の形態で記載した、高分子材料を電解液中に高温溶解したものを常温まで冷却する（３）の方法について説明する。
【０１１８】
まず、第１の製造方法と同様にして、正極１１および負極１２をそれぞれ作製する。続いて、第１の実施の形態に記載の電解液と、高分子材料と、溶剤とを高温溶解して前駆溶液を調製し、前駆溶液を正極１１および負極１２の表面に塗布した後、常温まで冷却して非流動性電解質層１５を形成する。
【０１１９】
続いて、非流動性電解質層１５が形成された正極１１と負極１２とを用いて、第１の製造方法と同様にして積層電極体１０を作製する。巻回電極体２０を作製する場合にも、非流動性電解質層１５が形成された正極２１および負極２２に正極リード２および負極リード３をそれぞれ取り付けた後、第１の製造方法と同様にして巻回電極体２０を作製する。
【０１２０】
最後に、外装部材５に積層電極体１０または巻回電極体２０を外装部材５に設けた凹部５ａに収容した後、外装部材５を袋状となるように熱融着する。続いて、袋状の外装部材５の内部に所定量の電解液を注入した後、例えば減圧環境下にて外装部材５の開口部を熱融着などで密封することにより、本技術の電池１が得られる。これにより、電池１内に非流動性電解質層１５と、非流動性電解質との双方が存在する。このとき、電解液の添加量は、予め形成した非流動性電解質層１５と非流動性電解質とが第１の実施の形態に記載の体積割合となるように調製することがより好ましい。
【０１２１】
＜効果＞
第２の実施の形態の電池では、高温環境下や低温環境下においても高い電池特性を維持することができる。
【０１２２】
３．第３の実施の形態
第３の実施の形態では、第１の実施の形態の電解質を用いた電池の他の構成例について説明する。
【０１２３】
（３−１）電池の第１の構成
第３の実施の形態の電池の第１の構成は、電極が積層された積層電極体が角型の外装缶に挿入されたいわゆる角型電池である。図７は、本技術の第３の実施の形態にかかる角型電池３０の構成を表すものであり、積層電極体４０を角型の外装缶３１内に収容したものである。なお、積層電極体４０の代わりに、巻回電極体を用いて角型電池３０を組み立ててもよい。
【０１２４】
角型電池３０は、角筒状の外装缶３１と、この外装缶３１内に収納される発電要素である積層電極体４０と、外装缶３１の開口部を閉じる電池蓋３２と、電池蓋３２の略中央部に設けられた電極ピン３３などによって構成されている。
【０１２５】
外装缶３１は、例えば、鉄（Ｆｅ）などの導電性を有する金属によって、中空で有底の角筒体として形成されている。この外装缶３１の内面は、例えば、ニッケルめっきを施したり導電性塗料を塗布するなどして、外装缶３１の導電性を高める構成とすることが好ましい。また、外装缶３１の外周面は、例えば、プラスチックシートや紙などによって形成される外装ラベルで覆われたり、絶縁性塗料が塗布されて保護されてもよい。電池蓋３２は、外装缶３１と同じく、例えば、鉄（Ｆｅ）などの導電性を有する金属により形成されている。
【０１２６】
積層電極体４０は、第２の実施の形態と同様の構成であり、正極および負極をセパレータを介して積層することによって得られる。積層電極体４０の正極および負極と、セパレータとの間には、非流動性電解質と流動性電解質との双方が存在している。正極、負極およびセパレータは、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１２７】
このような構成を有する積層電極体４０には、複数の正極に接続された正極端子４１と、複数の負極集電体に接続された負極端子とが設けられている。正極端子４１および負極端子は、積層電極体４０の軸方向の一端に導出されている。そして、正極端子４１は、電極ピン３３の下端に溶接などの固着手段によって接続されている。また、負極端子は外装缶３１の内面に溶接などの固着手段によって接続されている。
【０１２８】
電極ピン３３は導電性の軸部材からなり、その頭部を上端に突出させた状態で絶縁体３４によって保持されている。この絶縁体３４を介して電極ピン３３が電池蓋３２の略中央部に固定されている。絶縁体３４は絶縁性の高い材料で形成されていて、電池蓋３２の表面側に設けた貫通孔３５に嵌合されている。また、貫通孔３５には電極ピン３３が貫通され、その下端面に正極端子４１の先端部が固定されている。
【０１２９】
このような電極ピン３３などが設けられた電池蓋３２が、外装缶３１の開口部に嵌合されており、外装缶３１と電池蓋３２との接触面が溶接などの固着手段で接合されている。これにより、外装缶３１の開口部が電池蓋３２により密封されて、気密および液密に構成されている。この電池蓋３２には、外装缶３１内の圧力が所定値以上に上昇したときに当該電池蓋３２の一部を破断させて内部圧力を外部に逃がす（放出させる）内圧解放機構３６が設けられている。
【０１３０】
内圧解放機構３６は、電池蓋３２の内面において長手方向に直線的に延在された２本の第１の開口溝３６ａ（１本の第１の開口溝３６ａは図示せず）と、同じく電池蓋３２の内面において長手方向と直交する幅方向に延在されて両端が２本の第１の開口溝３６ａに連通される第２の開口溝３６ｂとから構成されている。２本の第１の開口溝３６ａは、電池蓋３２の幅方向に対向するように位置する長辺側２辺の内側近傍において電池蓋３２の長辺側外縁に沿うように互いに平行に設けられている。また、第２の開口溝３６ｂは、電極ピン３３の長手方向の一側において一方の短辺側外縁と電極ピン３３との略中央部に位置するように設けられている。
【０１３１】
第１の開口溝３６ａおよび第２の開口溝３６ｂは、例えばともに断面形状が下面側に開口したＶ字形状とされている。なお、第１の開口溝３６ａおよび第２の開口溝３６ｂの形状は、この実施の形態に示すＶ字形に限定されるものではない。例えば、第１の開口溝３６ａおよび第２の開口溝３６ｂの形状をＵ字形や半円形としてもよい。
【０１３２】
電解液注入口３７は、電池蓋３２を貫通するように設けられている。電解液注入口３７は、電池蓋３２と外装缶３１とをかしめた後、電解液を注液するために用いるものであり、電解液注液後は封止部材３８によって密封される。
【０１３３】
（３−２）電池の製造方法
第３の実施の形態の積層電極体４０は、第２の製造方法で説明した第１の製造方法、第２の製造方法もしくは第３の製造方法によって製造される。
【０１３４】
なお、角型電池３０の厚みが大きい場合には、第２の製造方法で説明した第２の製造方法もしくは第３の製造方法によって製造されることが好ましい。厚みが大きい角型電池３０では、第２の実施の形態におけるラミネートフィルム型の電池１と異なり、密封後に電池外部から加圧・加熱して電解液を高分子材料に保持させ、非流動性電解質層を形成することが困難である。このため、予め正極表面および負極表面に非流動性電解質層を形成してから積層電極体４０を作製し、角型電池３０を組み立てる必要がある。
【０１３５】
［角型電池の組み立て］
正極および負極の表面に予め非流動性電解質層を形成して作製した積層電極体４０を、例えばアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）などの金属よりなる角型缶である外装缶３１内に収容する。
【０１３６】
そして、電池蓋３２に設けられた電極ピン３３と、積層電極体４０と接続された正極端子４１とを接続した後、電池蓋３２にて封口し、例えば減圧下において電解液注入口３７から電解液を注入する。これにより、非流動性電解質と流動性電解質との双方が電池内に存在する。このとき、電解液の添加量は、予め形成した非流動性電解質層と流動性電解質層とが第１の実施の形態に記載の体積割合となるように調製することがより好ましい。最後に、電解液注入口３７を封止部材３８にて封止する。以上により、図７に示した本技術の角型電池３０が得られる。
【０１３７】
＜効果＞
第３の実施の形態の角型電池３０は、第２の実施の形態の電池１と同様の効果を有する。
【０１３８】
４．第４の実施の形態
第４の実施の形態では、第１の実施の形態の電解質を用いた電池の他の構成例について説明する。
【０１３９】
（４−１）電池の構成
［電池の構造］
図８は、第４の実施の形態にかかる円筒型電池５０の一例を示す断面図である。円筒型電池５０は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池である。この円筒型電池５０は、いわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶５１の内部に、帯状の正極６１と負極６２とがセパレータ６３を介して巻回された巻回電極体６０を有している。巻回電極体６０では、正極６１および負極６２と、セパレータ６３とのそれぞれの間に、図示しない非流動性電解質と流動性電解質との双方が存在している。
【０１４０】
電池缶５１は、例えばニッケルめっきが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶５１の内部には、巻回電極体６０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板５２ａ、５２ｂがそれぞれ配置されている。
【０１４１】
電池缶５１の材料としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）などが挙げられる。この電池缶５１には、円筒型電池５０の充放電に伴う電気化学的な電解液による腐食を防止するために、例えばニッケルなどのメッキが施されていてもよい。電池缶５１の開放端部には、正極リード板である電池蓋５３と、この電池蓋５３の内側に設けられた安全弁機構および熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子：Positive Temperature Coefficient）５７が、絶縁封口のためのガスケット５８を介してかしめられることにより取り付けられている。
【０１４２】
電池蓋５３は、例えば電池缶５１と同様の材料により構成されており、電池内部で発生したガスを排出するための開口部が設けられている。安全弁機構は、安全弁５４とディスクホルダ５５と遮断ディスク５６とが順に重ねられている。安全弁５４の突出部５４ａは遮断ディスク５６の中心部に設けられた孔部５６ａを覆うように配置されたサブディスク５９を介して巻回電極体６０から導出された正極リード６５と接続されている。サブディスク５９を介して安全弁５４と正極リード６５とが接続されることにより、安全弁５４の反転時に正極リード６５が孔部５６ａから引き込まれることを防止する。また、安全弁機構は、熱感抵抗素子５７を介して電池蓋５３と電気的に接続されている。
【０１４３】
安全弁機構は、電池内部短絡あるいは電池外部からの加熱などにより円筒型電池５０の内圧が一定以上となった場合に、安全弁５４が反転し、突出部５４ａと電池蓋５３と巻回電極体６０との電気的接続を切断するものである。すなわち、安全弁５４が反転した際には遮断ディスク５６により正極リード６５が押さえられて安全弁５４と正極リード６５との接続が解除される。ディスクホルダ５５は絶縁性材料からなり、安全弁５４が反転した場合には安全弁５４と遮断ディスク５６とが絶縁される。
【０１４４】
また、電池内部でさらにガスが発生し、電池内圧がさらに上昇した場合には、安全弁５４の一部が裂壊してガスを電池蓋５３側に排出可能としている。
【０１４５】
また、遮断ディスク５６の孔部５６ａの周囲には例えば複数のガス抜き孔（図示せず）が設けられており、巻回電極体６０からガスが発生した場合にはガスを効果的に電池蓋５３側に排出可能な構成としている。
【０１４６】
熱感抵抗素子５７は、温度が上昇した際に抵抗値が増大し、電池蓋５３と巻回電極体６０との電気的接続を切断することによって電流を遮断し、過大電流による異常な発熱を防止する。ガスケット５８は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
【０１４７】
円筒型電池５０内に収容される巻回電極体６０は、センターピン６４を中心に巻回されている。巻回電極体６０は、第２の実施の形態と同様の構成であり、正極６１および負極６２をセパレータ６３を介して順に積層し、長手方向に巻回することによって得られる。巻回電極体６０の正極６１および負極６２と、セパレータ６３とのそれぞれの間には、非流動性電解質と流動性電解質との双方が存在している。正極６１、負極６２およびセパレータ６３は、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。
【０１４８】
正極６１には正極リード６５が接続されており、負極６２には負極リード６６が接続されている。正極リード６５は、上述のように、安全弁５４に溶接されて電池蓋５３と電気的に接続されており、負極リード６６は電池缶５１に溶接されて電気的に接続されている。
【０１４９】
（３−２）電池の製造方法
［非流動性電解質層の形成］
巻回電極体６０は、第２の製造方法で説明した第２の製造方法または第３の製造方法によって製造される。円筒型電池５０では、第２の実施の形態におけるラミネートフィルム型の電池１と異なり、密封後に電池外部から加圧・加熱して非流動性電解質層を形成することが困難である。このため、予め正極６１および負極６２の表面に非流動性電解質層を形成してから巻回電極体６０を作製し、円筒型電池５０を組み立てる必要がある。
【０１５０】
［電池の組み立て］
正極６１に正極リード６５を溶接などにより取り付けると共に、負極６２に負極リード６６を溶接などにより取り付ける。その後、正極６１と負極６２とをセパレータ６３を介して巻回し巻回電極体６０とする。
【０１５１】
続いて、正極リード６５の先端部を安全弁機構に溶接すると共に、負極リード６６の先端部を電池缶５１に溶接する。この後、巻回電極体６０の巻回面を一対の絶縁板５２ａ，５２ｂで挟み、電池缶５１の内部に収納する。巻回電極体６０を電池缶５１の内部に収納したのち、電解液を電池缶５１の内部に注入する。これにより、非流動性電解質と流動性電解質との双方が電池内に存在する。このとき、電解液の添加量は、予め形成した非流動性電解質層と流動性電解質とが第１の実施の形態に記載の体積割合となるように調製することがより好ましい。
【０１５２】
続いて、電池缶５１の開口端部に電池蓋５３、安全弁５４などからなる安全弁機構および熱感抵抗素子５７をガスケット５８を介してかしめることにより固定する。これにより、図８に示した本技術の円筒型電池５０が得られる。
【０１５３】
＜効果＞
第４の実施の形態の円筒型電池５０は、第２の実施の形態の電池１および第３の実施の形態の角型電池３０と同様の効果を有する。
【０１５４】
５．第５の実施の形態
第５の実施の形態では、第１の実施の形態にかかる、非流動性電解質と流動性電解質との双方が存在してなる電解質を用いた電池が備えられた電池パックについて説明する。
【０１５５】
図９は、本技術の電池（電池１、角型電池３０または円筒型電池５０）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と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。
【０１５６】
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。
【０１５７】
組電池３０１は、複数の電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この電池３０１ａは本技術の電池である。なお、図９では、６つの電池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。
【０１５８】
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。なお、例では＋側にスイッチ部を設けているが、−側に設けてもよい。
【０１５９】
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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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、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。
【０１６３】
ここで、例えば、電池がリチウムイオン二次電池であり、負極活物質としてＬｉ／Ｌｉ+に対して０Ｖ近くでリチウム合金となる材料を用いた場合には、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。
【０１６４】
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴなど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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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）などからなる。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電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値などが予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。 （また、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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
６．第６の実施の形態
第６の実施の形態では、第２〜第４の実施の形態にかかる電池または第５の実施の形態にかかる電池パックを搭載した電子機器、電動車両および蓄電装置などの機器について説明する。第２〜第５の実施の形態で説明した電池および電池パックは、電子機器や電動車両、蓄電装置などの機器に電力を供給するために使用することができる。
【０１６９】
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、信号機などが挙げられる。
【０１７０】
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）などが挙げられ、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。
【０１７１】
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などが挙げられる。
【０１７２】
以下では、上述した適用例のうち、本技術の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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
（６−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の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１０を参照して説明する。例えば住宅１０１用の蓄電システム１００においては、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１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。
【０１７６】
住宅１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃである。
【０１７７】
蓄電装置１０３に対して、本技術の電池が適用される。本技術の電池は、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１０７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１０９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よい。
【０１７８】
各種のセンサ１１１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、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５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１１０は、住宅１０１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などに送信することができる。
【０１７９】
パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２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）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ ＳＩＧの登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなど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。
【０１８０】
制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、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よい。サーバ１１３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）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。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)などに、表示されてもよい。
【０１８１】
各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２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などを備えていてもよい。
【０１８２】
以上のように、電力が火力１０２ａ、原子力１０２ｂ、水力１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４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１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３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。
【０１８３】
なお、この例では、制御装置１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００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。
【０１８４】
（６−２）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１１を参照して説明する。図１１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。
【０１８５】
このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８に対して、上述した本技術の電池が適用される。
【０１８６】
ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂ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２０３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２１０は、車両制御装置２０９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２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
【０１８７】
エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８に蓄積することが可能である。
【０１８８】
図示しない制動機構によりハイブリッド車両２００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２０３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２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
【０１８９】
バッテリー２０８は、ハイブリッド車両２００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２１１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。
【０１９０】
図示しないが、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情報処理装置を備えていてもよい。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などがある。
【０１９１】
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】
【０１９２】
以下、実施例により、本技術を詳細に説明する。なお、本技術の構成は下記の実施例に限定されるものではない。
【０１９３】
なお、以下の実施例および比較例で用いるイミド塩化合物は以下の通りである。
化Ａ：リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド
化Ｂ：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
化Ｃ：リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド
【０１９４】
【化１】
2013157088.tif 000003
【０１９５】
＜実施例１−１＞〜＜実施例１−２４＞、＜比較例１−１＞〜＜比較例１−２＞
実施例１−１〜実施例１−２４および比較例１−１〜比較例１−２では、非流動性電解質層の層厚を変化させて電解質全体に対する非流動性電解質の体積割合を変化させるとともに、非流動性電解質層形成時における処理温度を変化させて電池の特性を評価した。
【０１９６】
＜実施例１−１＞
［正極の作製］
正極活物質であるリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）９２質量部と、導電材であるケッチェンブラック３質量部と、結着材であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５質量部とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を分散媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて正極合剤スラリーとした。この正極合剤スラリーを厚さ１０μｍの帯状アルミニウム箔からなる正極集電体の両面に、正極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した正極合剤スラリーの分散媒を蒸発および乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型した。これにより、厚さ３０μｍ、体積密度２．０ｇ／ｃｃの正極活物質層を形成した。最後に、幅５０ｃｍ、長さ３００ｍｍの形状に切断した後、正極端子を正極集電体露出部に取り付けて正極を形成した。
【０１９７】
［負極の作製］
負極活物質であるメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）系黒鉛９７質量部と、結着材であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）３質量部とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤を分散媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて負極合剤スラリーとした。この負極合剤スラリーを厚さ１０μｍの帯状銅箔からなる負極集電体の両面に、負極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した負極合剤スラリーの分散媒を蒸発および乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型した。これにより、厚さ３０μｍｍ、体積密度１．６５ｇ／ｃｃの負極活物質層を形成した。最後に、幅５０ｃｍ、長さ３００ｍｍの形状に切断した後、負極端子を負極集電体露出部に取り付けて負極を形成した。
【０１９８】
［セパレータ］
セパレータとしては、厚さ１６μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムの両面に、電解液を保持するための高分子材料が塗布されたものを用いた。高分子材料としては、ゲル浸透クロマトグラフィー法によって測定した重量平均分子量１，０００，０００のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用い、微多孔性ポリエチレンフィルムの両面に、ＰＶｄＦを片面１μｍずつ（両面合計２μｍ）塗布してセパレータとした。
【０１９９】
［電解液］
電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）：エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）＝３：７（質量比）の非水溶媒に対して、電解質塩として化Ａのイミド塩化合物を１．０ｍｏｌ／ｋｇの濃度で添加したものを用いた。
【０２００】
なお、非流動性電解質層は、セパレータの表面に塗布されたポリフッ化ビニリデンに電解液を保持させることによって形成するようにした。
【０２０１】
［電池の組み立て］
正極と負極とを、セパレータを介して巻回して巻回電極体を作製した。続いて、アルミラミネートフィルムを袋状に形成した外装部材内に巻回電極体を挿入し、電解液２ｇを注液した後、減圧雰囲気下において外装部材を熱融着により封止した。最後に、電池全体を１００℃の温度で加熱および加圧し、セパレータ表面の高分子化合物に電解液の一部を保持させてゲル化させ、セパレータ表面に非流動性電解質層を形成し、ラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２０２】
なお、実施例１−１の電池において、全電解質（非流動性電解質層と流動性電解質層との合計体積）中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であった。全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）を用いて得たＳＥＭ像から算出した。すなわち、電池を解体して巻回電極体を取り出したのち、ＳＥＭ−ＥＤＸにより電極体断面を走査して得た二次電子像から、非流動性電解質層と、ゲル化されずに残った流動性電解質層との断面積を求め、断面積の比が体積比と略同等であるものとして算出した。
【０２０３】
＜実施例１−２＞
電池の組み立て時において、非流動性電解質層形成時の加熱温度を１１０℃とした以外は実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例１−２の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であった。
【０２０４】
＜実施例１−３＞
電池の組み立て時において、非流動性電解質層形成時の加熱温度を１２０℃とした以外は実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例１−３の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であった。
【０２０５】
＜実施例１−４＞〜＜実施例１−６＞
セパレータ表面に塗布するポリフッ化ビニリデンの厚みを片面２μｍずつ（両面合計４μｍ）とした以外は、実施例１−１〜実施例１−３と同様にしてラミネートフィルム型の電池をそれぞれ作製した。実施例１−４〜実施例１−６の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、４．１体積％であった。
【０２０６】
＜実施例１−７＞〜＜実施例１−９＞
セパレータ表面に塗布するポリフッ化ビニリデンの厚みを片面３μｍずつ（両面合計６μｍ）とした以外は、実施例１−１〜実施例１−３と同様にしてラミネートフィルム型の電池をそれぞれ作製した。実施例１−７〜実施例１−９の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、５．６体積％であった。
【０２０７】
＜実施例１−１０＞〜＜実施例１−１２＞
セパレータ表面に塗布するポリフッ化ビニリデンの厚みを片面８μｍずつ（両面合計１６μｍ）とした以外は、実施例１−１〜実施例１−３と同様にしてラミネートフィルム型の電池をそれぞれ作製した。実施例１−１０〜実施例１−１２の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、１０体積％であった。
【０２０８】
＜比較例１−１＞
セパレータ表面にポリフッ化ビニリデンを塗布しない以外は実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２０９】
＜実施例１−１３＞〜＜実施例１−２４＞
電解質塩として化Ａのイミド塩化合物の代わりに六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を用いた以外は実施例１−１〜実施例１−１２と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例１−１３〜実施例１−１５の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であり、実施例１−１６〜実施例１−１８の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、４．１体積％であり、実施例１−１９〜実施例１−２１の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、５．６体積％であり、実施例１−２２〜実施例１−２４の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は１０体積％であった。
【０２１０】
＜比較例１−２＞
電解質塩として化Ａのイミド塩化合物の代わりに六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を用いた以外は比較例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２１１】
［電池の評価］
（ａ）高温サイクル試験
各実施例および各比較例の電池を、２３℃環境下において、０．２Ｃの充電電流で電池電圧が４．０Ｖとなるまで定電流充電を行った後、電池電圧４．０Ｖにて定電圧充電を行い、充電電流が０．０５Ｃとなった時点で充電を終了した。この後、０．２Ｃの放電電流で電池電圧が２．０Ｖとなるまで定電流放電した。同様の条件で２サイクル充放電を行い、２サイクル目の放電容量を測定した。
【０２１２】
続いて、環境温度を６５℃とした以外は上記充放電条件と同様の条件で、３００サイクルまで充放電を繰り返し、３００サイクル目の放電容量を測定した。下記の式から、高温環境下での３００サイクル後の容量維持率を算出した。
高温容量維持率［％］＝（３００サイクル目の放電容量／２サイクル目の放電容量）×１００
【０２１３】
（ｂ）高温保存試験
各実施例および各比較例の電池を、２３℃環境下において０．２Ｃの充電電流で電池電圧が４．０Ｖとなるまで定電流充電を行った後、電池電圧４．０Ｖにて定電圧充電を行い、充電電流が０．０５Ｃとなった時点で充電を終了した。この後、０．２Ｃの放電電流で電池電圧が２．０Ｖとなるまで定電流放電した。同様の条件で２サイクル充放電を行った後、電池厚さを測定した。
【０２１４】
続いて、各実施例および各比較例の電池を、２３℃環境下において電池電圧４．０Ｖにて３時間充電した後、充電状態のまま８０度の恒温槽中に２４時間保存し、保存後に電池厚さを測定した。下記の式から、高温保存後の電池厚み増加率を算出した。
高温保存後電池厚み増加率［％］＝｛（高温保存後電池厚み−高温保存前電池厚み）／高温保存前電池厚み｝×１００
【０２１５】
（ｃ）放電温度特性試験
各実施例および各比較例の電池を、２３℃環境下において０．２Ｃの充電電流で電池電圧が４．０Ｖとなるまで定電流充電を行った後、電池電圧４．０Ｖにて定電圧充電を行い、充電電流が０．０５Ｃとなった時点で充電を終了した。この後、０．２Ｃの放電電流で電池電圧が２．０Ｖとなるまで定電流放電した。同様の条件で２サイクル充放電を行った。
【０２１６】
続いて、各実施例および各比較例の電池を、２３℃環境下において電池電圧４．０Ｖにて３時間充電した後、０．２Ｃの放電電流で電池電圧が２．０Ｖとなるまで定電流放電した際の放電容量（２３℃放電容量）を測定した。次に、２３℃環境下において電池電圧４．０Ｖにて３時間充電した後、０℃環境下において０．２Ｃの放電電流で電池電圧が２．０Ｖとなるまで定電流放電した際の放電容量（０℃放電容量）を測定した。下記の式から、放電温度容量維持率を算出した。
放電温度容量維持率［％］＝（０℃放電容量／２３℃放電容量）×１００
【０２１７】
以下の表１に、評価結果を示す。
【０２１８】
【表１】
2013157088.tif 000004
【０２１９】
表１から分かるように、電解質塩として化Ａのイミド塩化合物を用いた実施例１−１〜実施例１−１２および比較例１−１において、非流動性電解質と流動性電解質との双方を存在させた実施例１−１〜実施例１−１２では、電池特性が向上した。非流動性電解質の体積割合が６体積％を超える場合実施例１−１０〜実施例１−１２では、非流動性電解質を設けない比較例１−１と比較して高温容量維持率が向上し、高温保存後電池厚み増加率が低下した。非流動性電解質の体積割合が６体積％以下の実施例１−１〜実施例１−９では、実施例１−１０〜実施例１−１２ならびに比較例１−１と比較して高温容量維持率および放電温度容量維持率が向上し、高温保存後電池厚み増加率が低下し、全ての試験で良好な結果が得られた。また、非流動性電解質層形成時の加熱温度が高くなるほど高温環境下での容量維持率が向上し、高温保存後の電池厚み増加率が低くなった。
【０２２０】
これは、非流動性電解質層を有することにより、正極および負極と、正極と負極との間に介在するセパレータとが互いに密着するため、電池反応性が向上するためであると考えられる。また、非流動性電解質の体積割合を所定割合とすることにより、非流動性電解質の密着効果を維持しつつ、ゲル化しなかった流動性電解質による高いイオン伝導性を得ることができるため、電池反応性が向上するためであると考えられる。
【０２２１】
また、電解質塩として化Ａで示されるイミド塩化合物を用いることにより、高温環境下においても電解質塩が分解されにくくなる。このため、非流動性電解質層の形成時における加熱温度を高くすることができ、薄くても接着強度の高い非流動性電解質層を形成して電池特性が向上した。
【０２２２】
一方、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムを用いた実施例１−１３〜実施例１−２４および比較例１−２の場合についても、化Ａのイミド塩を用いた実施例１−１〜実施例１−１２および比較例１−１とほぼ同様の傾向が得られた。ただし、六フッ化リン酸リチウムを用いた場合には、放電温度容量維持率が非流動性電解質層形成時の加熱温度に左右されず略一定であるものの、加熱温度を高くするに従って高温環境下における容量維持率は顕著に低下し、高温保存後の電池厚み増加率は増加してしまった。これは、六フッ化リン酸リチウムが化Ａで示されるイミド塩化合物と比較して高温環境下において分解されやすいためであると考えられる。
【０２２３】
このため、非流動性電解質と流動性電解質との双方を存在させることが好ましく、電解質全体に対する非流動性電解質の体積割合を０体積％超６体積％以下とすることによって、より高い電池特性を実現でき、より好ましいことが分かった。また、この場合において、電解質塩として所定のイミド塩化合物を用いることで、より高い電池特性が得られることが分かった。特に、非流動性電解質の形成をより高温で行うことにより、より電池特性が向上した。この場合、非流動性電解質の体積割合が低くても電池特性の低下が生じにくく、流動性電解質の体積割合を高くすることができるため、電池特性をさらに向上させることができた。
【０２２４】
＜実施例２−１＞〜＜実施例２−７＞、＜比較例２−１＞
実施例２−１〜実施例２−７および比較例２−１では、非流動性電解質層を形成する高分子材料としてポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用いて電池の特性を評価した。
【０２２５】
＜実施例２−１＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として、重量平均分子量が７００，０００のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用い、非流動性電解質層形成時の加熱温度を８０℃とした以外は、実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例２−１の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であった。
【０２２６】
＜実施例２−２＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として、重量平均分子量が７００，０００のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用い、非流動性電解質層形成時の加熱温度を９０℃とした以外は、実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例２−２の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であった。
【０２２７】
＜実施例２−３＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として、重量平均分子量が７００，０００のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用い、非流動性電解質層形成時の加熱温度を１００℃とした以外は、実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例２−３の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であった。
【０２２８】
＜実施例２−４＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として、重量平均分子量が７００，０００のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用い、セパレータ表面に塗布するポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）の厚みを片面２μｍずつ（両面合計４μｍ）とするとともに、非流動性電解質層形成時の加熱温度を９０℃とした以外は、実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例２−４の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、４．１体積％であった。
【０２２９】
＜実施例２−５＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として、重量平均分子量が７００，０００のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用い、セパレータ表面に塗布するポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）の厚みを片面３μｍずつ（両面合計６μｍ）とするとともに、非流動性電解質層形成時の加熱温度を９０℃とした以外は、実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例２−５の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、５．６体積％であった。
【０２３０】
＜実施例２−６＞〜＜実施例２−８＞
電解質塩として化Ａのイミド塩化合物の代わりに六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を用いた以外は実施例２−１〜実施例２−３と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例２−６〜実施例２−８の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は、２．２体積％であった。
【０２３１】
［電池の評価］
（ａ）高温サイクル試験
（ｂ）高温保存試験
（ｃ）放電温度特性試験
実施例１−１と同様にして各実施例および比較例の電池に対して上述の試験を行い、高温容量維持率、高温保存後電池厚み増加率および放電温度容量維持率をそれぞれ算出した。
【０２３２】
以下の表２に、評価結果を示す。なお、表２には参考として、高分子材料としてポリフッ化ビニリデンを用いた実施例１−１〜実施例１−３および実施例１−１０〜実施例１−１２、ならびに非流動性電解質層を設けない比較例１−１および比較例１−２を併せて示す。
【０２３３】
【表２】
2013157088.tif 000005
【０２３４】
表２から分かるように、電解質塩として化Ａで示すイミド塩化合物を用いた場合において、高分子材料としてポリアクリロニトリルを用いた実施例２−１〜実施例２−５は、高分子材料としてポリフッ化ビニリデンを用いた実施例１−１〜実施例１−３と略同等の電池特性が得られた。そして、非流動性電解質層を設けない比較例１−１と比較して、電池特性が顕著に向上した。
【０２３５】
また、電解質塩として六フッ化リン酸リチウムを用いた場合においても同様に、高分子材料としてポリアクリロニトリルを用いた実施例２−６〜実施例２−８は、高分子材料としてポリフッ化ビニリデンを用いた実施例１−１０〜実施例１−１２と略同等の電池特性が得られた。この場合にも、非流動性電解質層を設けない比較例１−１と比較して、電池特性が顕著に向上した。
【０２３６】
＜実施例３−１＞〜＜実施例３−６＞
実施例３−１〜実施例３−６では、非流動性電解質層を形成する高分子材料の重量平均分子量を変えて電池の特性を評価した。
【０２３７】
＜実施例３−１＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として重量平均分子量が３５０，０００のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた以外は、実施例１−１３と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２３８】
＜実施例３−２＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として重量平均分子量が５００，０００のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた以外は、実施例１−１３と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２３９】
＜実施例３−３＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として重量平均分子量が７５０，０００のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた以外は、実施例１−１３と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２４０】
＜実施例３−４＞
実施例１−１３と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２４１】
＜実施例３−５＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として、重量平均分子量が３５０，０００のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用い、非流動性電解質層形成時の加熱温度を８０℃とした以外は、実施例１−１３と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２４２】
＜実施例３−６＞
セパレータ表面に塗布する高分子材料として、重量平均分子量が７００，０００のポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）を用い、非流動性電解質層形成時の加熱温度を８０℃とした以外は、実施例１−１３と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。
【０２４３】
［電池の評価］
（ａ）高温サイクル試験
（ｂ）高温保存試験
（ｃ）放電温度特性試験
実施例１−１と同様にして各実施例および比較例の電池に対して上述の試験を行い、高温容量維持率、高温保存後電池厚み増加率および放電温度容量維持率をそれぞれ算出した。
【０２４４】
以下の表３に、評価結果を示す。なお、表３には、参考として非流動性電解質層を設けない比較例１−２を併せて示す。
【０２４５】
【表３】
2013157088.tif 000006
【０２４６】
表３から分かるように、高分子材料としてポリフッ化ビニリデンを用いた実施例３−１〜実施例３−４では、ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量が大きくなるほど電池特性が向上した。これは、ポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量が大きくなることにより、非流動性電解質層の接着性がより高くなり、正極および負極間の電池反応性が高くなったためであると考えられる。
【０２４７】
また、高分子材料としてポリアクリロニトリルを用いた実施例３−５〜実施例３−６においても、同様の傾向が見られた。
【０２４８】
実施例３−１〜実施例３−６はいずれも、非流動性電解質層を設けない比較例１−２と比較して電池特性が向上した。
【０２４９】
＜実施例４−１＞〜＜実施例４−６＞
実施例４−１〜実施例４−６では、正極活物質の種類と、電解質塩の種類とを変え、非流動性電解質層の体積割合が略一定となるように形成して電池の特性を評価した。
【０２５０】
＜実施例４−１＞
電解質塩として、化Ａのイミド塩化合物の代わりに化Ｂのイミド塩化合物を用いた以外は実施例１−５と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例４−１の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は４．１体積％であった。
【０２５１】
＜実施例４−２＞
電解質塩として、化Ａのイミド塩化合物の代わりに化Ｃのイミド塩化合物を用いた以外は実施例１−５と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例４−２の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は４．１体積％であった。
【０２５２】
＜実施例４−３＞
正極活物質として、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）の代わりにリン酸マンガン鉄リチウム（ＬｉＦｅ0.75Ｍｎ0.25ＰＯ4）を用いた以外は実施例１−５と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例４−３の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は４．１体積％であった。
【０２５３】
＜実施例４−４＞
正極活物質として、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）の代わりにリン酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ4）を用いた以外は実施例１−５と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例４−４の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は４．１体積％であった。
【０２５４】
＜実施例４−５＞
正極活物質として、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）の代わりにコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）を用い、層厚を片面１μｍずつ（両面合計２μｍ）とした以外は実施例１−５と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例４−５の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は４．２体積％であった。正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）を用いた場合、正極活物質層の体積密度が変わる（高くなる）ことから、非流動性電解質層の体積割合が実施例４−１と略一定となるように非流動性電解質層の厚みを調整した。
【０２５５】
＜実施例４−６＞
正極活物質として、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）の代わりにリチウム・ニッケル・コバルト・マンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2）を用い、層厚を片面１μｍずつ（両面合計２μｍ）とした以外は実施例１−５と同様にしてラミネートフィルム型の電池を作製した。実施例４−６の電池において、全電解質中における非流動性電解質の体積割合は４．２体積％であった。
【０２５６】
［電池の評価］
（ａ）高温サイクル試験
（ｂ）高温保存試験
（ｃ）放電温度特性試験
実施例１−１と同様にして各実施例および比較例の電池に対して上述の試験を行い、高温容量維持率、高温保存後電池厚み増加率および放電温度容量維持率をそれぞれ算出した。なお、層状構造を有するコバルト系正極活物質を用いた実施例４−５および実施例４−６については、充電時の上限電圧を４．２Ｖとし、放電終止電圧を３．０Ｖとした。これ以外は、実施例１−１と同様にして上述の試験を行った。
【０２５７】
以下の表４に、評価結果を示す。なお、表４には、参考として実施例１−５、実施例１−１７および非流動性電解質層を設けない比較例１−１を併せて示す。
【０２５８】
【表４】
2013157088.tif 000007
【０２５９】
表４から分かるように、正極活物質としてリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ4）を用いた実施例４−１、実施例４−２および実施例１−５から、電解質塩として化１において置換基Ｚの少なくとも１つがフッ素原子であるイミド塩化合物を用いた場合に、顕著に電池特性が向上した。
【０２６０】
また、電解質塩として化Ａで示されるイミド塩化合物を用いた実施例４−３〜実施例４−６および実施例１−５において、正極活物質としてオリビン構造を有する材料を用いた場合に、顕著に電池特性が向上した。なかでも、遷移金属としてマンガン（Ｍｎ）が含まれるリン酸マンガンリチウムよりも、遷移金属として鉄（Ｆｅ）およびマンガン（Ｍｎ）が含まれるリン酸マンガン鉄リチウムを用いた方が電池特性が向上し、遷移金属として鉄（Ｆｅ）のみが含まれるリン酸鉄リチウムを用いた場合にはさらに電池特性が向上した。すなわち、遷移金属として、オリビン構造を有し、鉄の含有量が多い材料ほど、高い電池特性が得られた。
【０２６１】
実施例４−１〜実施例４−６はいずれも、非流動性電解質層を設けない比較例１−１と比較して電池特性が向上した。
【０２６２】
なお、本技術は、以下の構成をとることもできる。
【０２６３】
［１］
正極と、
負極と、
溶媒と電解質塩とを含む電解液が流動性を維持したまま存在する流動性電解質と、溶媒と電解質塩とを含む電解液が高分子材料に保持された非流動性電解質とを有する電解質と
を備える電池。
［２］
上記非流動性電解質が、上記正極と上記負極との間に存在し、
上記流動性電解質が、上記正極および上記負極の活物質層中の間隙に少なくとも存在する［１］に記載の電池。
［３］
上記流動性電解質が、上記正極と上記負極との間に存在する［２］に記載の電池。
［４］
上記正極と上記負極との間に多孔質のセパレータが介在配置されており、
上記非流動性電解質が、上記正極および上記負極のうちの少なくとも一方と上記セパレータとの間に存在する［１］〜［３］のいずれかに記載の電池。
［５］
上記電解質塩が、化１で示されるイミド塩化合物を含む［１］〜［４］のいずれかに記載の電池。
（化１）
Ｍ+［（ＺＹ）2Ｎ］-
（式中、Ｍ+は１価のカチオンであり、ＹはＳＯ2またはＣＯであり、Ｚはそれぞれ独立してフッ素原子または重合可能な官能基である。）
［６］
上記電解質塩が、Ｚの少なくとも１つがフッ素原子である上記化１で示されるイミド塩化合物である［５］に記載の電池。
［７］
上記電解質中における上記非流動性電解質の体積割合が、０体積％超６体積％以下である［１］〜［６］のいずれかに記載の電池。
［８］
上記非流動性電解質における上記電解液の含有量が、該非流動性電解質に対して９０質量％以上９９質量％以下である［１］〜［７］のいずれかに記載の電池。
［９］
上記高分子材料の重量平均分子量が、５００，０００以上である［１］〜［８］のいずれかに記載の電池。
［１０］
上記高分子材料が、ポリフッ化ビニリデンおよびポリアクリロニトリルの少なくとも一方である［１］〜［９］のいずれかに記載の電池。
［１１］
上記正極活物質が、化Ｉで示されるオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩である［１］〜［１０］のいずれかに記載の電池。
（化Ｉ）
ＬｉaＭ１bＰＯ4
（式中、Ｍ１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。）
［１２］
上記化Ｉで示されるオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩が、Ｍ１として鉄を含む［１１］に記載の電池。
［１３］
［１］に記載の電池と、
上記電池を制御する制御部と、
上記電池を内包する外装とを有する
電池パック。
［１４］
［１］に記載の電池を備え、
上記電池から電力の供給を受ける
電子機器。
［１５］
［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。
［１６］
［１］に記載の電池を備え、
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。
［１７］
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［１６］に記載の蓄電装置。
［１８］
［１］に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置も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】
【０２６４】
１…電池、２…正極リード、３…負極リード、４…密着フィルム、５…外装部材、５ａ…凹部、１０…積層電極体、１１…正極、１１Ａ…正極集電体、１１Ｂ…正極活物質層、１１Ｃ…正極タブ、１２…負極、１２Ａ…負極集電体、１２Ｂ…負極活物質層、１２Ｃ…負極タブ、１３…セパレータ、１４…固定部材、１５…非流動性電解質層、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、３０…角型電池、３１…外装缶、３２…電池蓋、３３…電極ピン、３４…絶縁体、３５…貫通孔、３６…内圧解放機構、３６ａ…第１の開口溝、３６ｂ…第２の開口溝、３７…電解液注入口、３８…封止部材、４０…積層電極体、４１…正極端子、５０…円筒型電池、５１…電池缶、５２ａ，５２ｂ…絶縁板、５３…電池蓋、５４…安全弁、５４ａ…突出部、５５…ディスクホルダ、５６…遮断ディスク、５６ａ…孔部、５７…熱感抵抗素子、５８…ガスケット、５９…サブディスク、６０…巻回電極体、６１…正極、６２…負極、６３…セパレータ、６４…センターピン、６５…正極リード、６６…負極リード、１００…蓄電システム、１０１…住宅、１０２ａ…火力発電、１０２ｂ…原子力発電、１０２ｃ…水力発電、１０２…集中型電力系統、１０３…蓄電装置、１０４…家庭内発電装置、１０５…電力消費装置、１０５ａ…冷蔵庫、１０５ｂ…空調装置、１０５ｃ…テレビジョン受信機、１０５ｄ…風呂、１０６…電動車両、１０６ａ…電気自動車、１０６ｂ…ハイブリッドカー、１０６ｃ…電気バイク、１０７…スマートメータ、１０８…パワーハブ、１０９…電力網、１１０…制御装置、１１１…センサ、１１２…情報網、１１３…サーバ、２００…ハイブリッド車両、２０１…エンジン、２０２…発電機、２０３…電力駆動力変換装置、２０４ａ，２０４ｂ…駆動輪、２０５ａ，２０５ｂ…車輪、２０８…バッテリー、２０９…車両制御装置、２１０…各種センサ、２１１…充電口、３０１…組電池、３０１ａ…電池、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
【図２】
2013157088.tif 000008
【図３】
2013157088.tif 000009
【図４】
2013157088.tif 000010
【図５】
2013157088.tif 000011
【図６】
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【図７】
2013157088.tif 000013
【図８】
2013157088.tif 000014
【図９】
2013157088.tif 000015
【図１０】
2013157088.tif 000016
【図１１】
2013157088.tif 000017
【図１】
2013157088.tif 000018