(57)【要約】      （修正有）【課題】サイクル特性に優れた非水電解質二次電池を得る。【解決手段】大面積の正極極板及び負極極板をセパレータを介して積層した積層型電極体を備え、正極活物質としてＬｉａ(ＮｉｂＣｏｃＭｎｄ）ＭｅＯ２（ここで、１．０５≦ａ≦１．２０、０．３≦ｂ≦０．６、０＜ｃ、０＜ｄ、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１、０≦ｅ≦０．０５、Ｍ＝Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｗよりなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を用い、前記正極活物質が、Ｄ５０＝１６．５〜１８．５μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０＝０．６５〜０．８５、Ｄ５０／Ｄ９０＝０．７２〜０．８８であり、ＢＥＴ比表面積が０．１５〜０．２５ｍ２／ｇである非水電解質二次電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極芯体の表面に正極活物質層が形成された方形状の正極極板と、負極芯体の表面に負極活物質層が形成された方形状の負極極板とをセパレータを介して積層した積層型電極体を非水電解質と共に外装体に収納した非水電解質二次電池であって、
前記正極極板の幅及び高さがそれぞれ５０ｍｍ以上であり、且つ前記正極極板の幅及び高さの少なくとも一方が１００ｍｍ以上であり、
前記負極極板の幅及び高さがそれぞれ５０ｍｍ以上であり、且つ前記負極極板の幅及び高さの少なくとも一方が１００ｍｍ以上であり、
前記正極活物質層は、正極活物質としてＬｉａ(ＮｉｂＣｏｃＭｎｄ）ＭｅＯ２（ここで、１．０５≦ａ≦１．２０、０．３≦ｂ≦０．６、０＜ｃ、０＜ｄ、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１、０≦ｅ≦０．０５、Ｍ＝Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｗよりなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を含有し、
前記正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度１０％の粒子径をＤ１０とし、前記正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度５０％の粒子径をＤ５０とし、前記正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度９０％の粒子径をＤ９０としたとき、Ｄ５０＝１６．５〜１８．５μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０＝０．６５〜０．８５、Ｄ５０／Ｄ９０＝０．７２〜０．８８であり、
前記正極活物質のＢＥＴ比表面積が０．１５〜０．２５ｍ２／ｇである非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記正極極板の幅及び高さがそれぞれ１００ｍｍ以上であり、前記負極極板の幅及び高さがそれぞれ１００ｍｍ以上である請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記積層型電極体は１０枚以上の前記正極極板と１０枚以上の前記負極極板をセパレータを介して積層したものである非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記外装体は金属シートの両面に樹脂層が形成されたラミネート材からなり、前記外装体が減圧状態で封止されている請求項１〜３のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、積層型電極体を備えた非水電解質二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、携帯型パーソナルコンピュータ、携帯型音楽プレイヤー等の携帯型電子機器の駆動電源として、リチウムイオン電池に代表される非水電解質二次電池が多く使用されている。更に、原油価格の高騰や環境保護運動の高まりを背景として、非水電解質二次電池を用いた電気自動車（ＥＶ）、ハイブリッド電気自動車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド電気自動車（ＰＨＥＶ）、電動バイク等の電動車両の開発が活発に行われている。また、深夜電力や太陽光発電の電力を貯蔵することを目的とした大型蓄電システムに用いられる二次電池として中大型の非水電解質二次電池の開発が進められている。
【０００３】
このような電動車両や大型蓄電システム等に用いられる非水電解質二次電池については、高容量、高エネルギー密度であることが求められると共に、要求される電池寿命は小型携帯機器用の二次電池に比べて長く、充放電サイクルが進んでも電池特性が低下しないことが重要となる。
【０００４】
高容量、高エネルギー密度の非水電解質二次電池としては、大面積の正極極板及び負極極板をセパレータを介して積層した積層型電極体を備えた非水電解質二次電池が有効である。しかしながら、大面積の正極極板及び負極極板をセパレータを介して積層した積層型電極体を備えた非水電解質二次電池では、電解液の分解等により発生したガスが電極体の内部から外部に抜け難くなる。そのため、充放電反応が不均一となり、充放電サイクルに伴う電池性能の劣化が加速するという課題が生じる。
【０００５】
長尺状の正極極板及び負極極板をセパレータを介して巻回した巻回型電極体の場合は、充放電に伴う電極体の膨張・収縮により、電極体に緩みや撓みが生じ易く、電極体内部で発生したガスは電極体外部に抜け易い。これに対して、積層型電極体の場合は、各部にかかる構成圧が略均一であるため、充放電により電極体が膨張・収縮しても電極体に緩みや撓みが生じ難く、電極体内部からガスが抜け難い。したがって、大面積の極板からなる積層型電極体を用いた非水電解質二次電池は、巻回型電極体を用いた非水電解質二次電池に比べ、充放電サイクルに伴う電池性能の劣化が顕著である。
【０００６】
非水電解質二次電池のサイクル特性を改善する技術として、下記特許文献１では、一般式ＬｉｘＮｉ（１−ｙ−ｚ−ａ）ＣｏｙＭｎｚＭａＯ２（ＭはＦｅ、Ｖ、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｃａ、Ｎｂ及びＺｒからなる群より選ばれた少なくとも１種類の元素を示し、ｘ、ｙ、及びｚは各々１．０≦ｘ≦１．１０、０．４≦ｙ＋ｚ≦０．７、０．２≦ｚ≦０．５、０≦ａ≦０．０２である）で示されるリチウム複合酸化物であって、かつ上記リチウム複合酸化物の粒度分布曲線において、その累積頻度が５０％の粒径を意味する平均粒径Ｄ５０が３〜１５μｍで、最小粒径が０．５μｍ以上、最大粒径が５０μｍ以下の粒度分布を有し、かつ前記Ｄ５０と累積頻度が１０％の粒径Ｄ１０および９０％の粒径Ｄ９０との関係においてＤ１０／Ｄ５０が０．６０〜０．９０、Ｄ１０／Ｄ９０が０．３０〜０．７０である粒子からなる非水電解液二次電池用リチウム複合酸化物の表面にＡなる物質（ＡはＴｉ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ａｌ、Ｎｂ及びＺｎからなる群より選ばれた少なくとも１種類の元素からなる化合物）がコーティングされた構造を有することを特徴とする非水電解液二次電池用正極活物質が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−１５３０１７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に記載の技術を用いてもサイクル特性の改善は不十分である。
【０００９】
本発明は上記の課題を解決するものであり、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の非水電解質二次電池は、正極芯体の表面に正極活物質層が形成された方形状の正極極板と、負極芯体の表面に負極活物質層が形成された方形状の負極極板とをセパレータを介して積層した積層型電極体を非水電解質と共に外装体に収納した非水電解質二次電池であって、前記正極極板の幅及び高さがそれぞれ５０ｍｍ以上であり、且つ前記正極極板の幅及び高さの少なくとも一方が１００ｍｍ以上であり、前記負極極板の幅及び高さがそれぞれ５０ｍｍ以上であり、且つ前記負極極板の幅及び高さの少なくとも一方が１００ｍｍ以上であり、前記正極活物質層は、正極活物質としてＬｉａ(ＮｉｂＣｏｃＭｎｄ）ＭｅＯ２（ここで、１．０５≦ａ≦１．２０、０．３≦ｂ≦０．６、０＜ｃ、０＜ｄ、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１、０≦ｅ≦０．０５、Ｍ＝Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｗよりなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表されるリチウム遷移金属複合酸化物を含有し、前記正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度１０％の粒子径をＤ１０とし、前記正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度５０％の粒子径をＤ５０とし、前記正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度９０％の粒子径をＤ９０としたとき、Ｄ５０＝１６．５〜１８．５μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０＝０．６５〜０．８５、Ｄ５０／Ｄ９０＝０．７２〜０．８８であり、前記正極活物質のＢＥＴ比表面積が０．１５〜０．２５ｍ２／ｇであることを特徴とする。
【００１１】
本発明によると、大面積の正極極板及び負極極板を用いた積層型電極体を備えた非水電解質二次電池であっても、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池が得られる。
【００１２】
なお、本発明では、各極板において集電タブが設けられた辺の長さを「幅」とし、集電タブが設けられた辺と垂直な辺の長さを「高さ」とする。また、「幅」及び「高さ」は、極板において活物質層が形成されている領域の長さとする。
【００１３】
本発明においては、前記正極極板の幅及び高さがそれぞれ１００ｍｍ以上であり、前記負極極板の幅及び高さがそれぞれ１００ｍｍ以上であることは好ましい。
【００１４】
これにより、より高容量、より高エネルギー密度の非水電解質二次電池が得られる。また、大面積の正極極板及び負極極板からなる積層型電極体を備えた非水電解質二次電池は、充放電サイクルに伴う電池容量の低下が顕著であるため、本発明を適用することが効果的である。
【００１５】
本発明においては、前記積層型電極体は１０枚以上の前記正極極板と１０枚以上の前記負極極板をセパレータを介して積層したものであることが好ましい。
【００１６】
正極極板と負極極板をそれぞれ１０枚以上積層した積層型電極体を用いることにより、耐変形強度が向上し、衝撃に対して安定な非水電解質二次電池が得られる。
【００１７】
本発明においては、前記外装体は金属箔の両面に樹脂層が形成されたラミネート材からなり、前記外装体が減圧状態で封止されていることが好ましい。
【００１８】
これにより、積層型電極体が均一に加圧されるため、充放電反応が均一に起こり易くなり、よりサイクル特性に優れた非水電解質二次電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例に係るリチウムイオン電池の斜視図である。
【図２】図２Ａは、本発明の実施例に係るリチウムイオン電池に用いる正極極板の平面図であり、図２Ｂは、本発明の実施例に係るリチウムイオン電池に用いる負極極板の平面図である。
【図３】本発明の実施例に係るリチウムイオン電池に用いる積層型電極体の斜視図である。
【図４】参考例に係る巻回型電極体を有する円筒形リチウムイオン電池の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明の最良の形態を詳細に説明するが、本発明はこの最良の形態になんら限定されるものではなく、その趣旨を変更しない範囲において適宜変更して実施することが可能である。
【００２１】
まず、本発明の実施例に係る非水電解質二次電池として、ラミネート外装体を備えたリチウムイオン電池２０を、図１〜図３に基づいて説明する。
【００２２】
図１に示すように、リチウムイオン電池２０は、ラミネート外装体１の内部に積層型電極体１０が非水電解液とともに収容され、ラミネート外装体１の溶着封止部１’から、正極集電タブ４及び負極集電タブ５にそれぞれ接続された正極端子６及び負極端子７が突出している。ラミネート外装体１の溶着封止部１’において、正極端子６及び負極端子７とラミネート外装体１の間には、それぞれ正極タブ樹脂８、負極タブ樹脂９が配置されている。
【００２３】
正極極板２は図２Ａに示すように、正極芯体の両面に正極活物質層２ａが形成されており、一方の端部からは正極活物質層２ａが形成されていない正極芯体が正極集電タブ４として突出している。負極極板３は図２Ｂに示すように、負極芯体の両面に負極活物質層３ａが形成されており、一方の端部からは負極活物質３ａが形成されていない負極芯体が負極集電タブ５として突出している。
【００２４】
積層型電極体１０は、図３に示すように、正極極板２と負極極板３とがセパレータを介して交互に積層され、最外側両面に負極極板３が配置されている。そして、その外側両面には、さらに絶縁シート１２が配置され、絶縁テープ１１により固定されている。積層型電極体１０では、正極集電タブ４及び負極集電タブ５が同じ方向に突出して、正極集電タブ４及び負極集電タブ５がそれぞれ積層される。積層された正極集電タブ４及び負極集電タブ５は、それぞれ正極端子６及び負極端子７に超音波溶接により接続される。
【００２５】
この積層型電極体１０が、積層型電極体１０を収納できるようにカップ成形されたラミネートフィルムとシート状のラミネートフィルムの間に挿入される。そして、正極集電タブ４及び負極集電タブ５がラミネート外装体１の溶着封止部１’から突出するように周囲３辺が熱溶着される。その後、ラミネート外装体１における熱溶着されていない開口部から非水電解液が注液された後、ラミネート外装体１の開口部が溶着されることによりリチウムイオン電池２０が作製される。
【００２６】
次に、本発明に係るリチウムイオン電池２０の製造方法を実施例１を用いて説明する。
【００２７】
〔正極活物質の粒度分布測定〕
本発明の実施例及び比較例において用いる正極活物質のＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０を次の方法により測定した。レーザー回折式粒度分布測定装置（島津製作所製ＳＡＬＤ−２０００Ｊ）を用いて、正極活物質粒子の体積換算の粒度分布からＤ１０、Ｄ５０、Ｄ９０を測定した。ここで、正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度１０％の粒子径をＤ１０とし、正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度５０％の粒子径をＤ５０とし、正極活物質の粒度の積算分布曲線において体積累積頻度９０％の粒子径をＤ９０とした。
【００２８】
〔正極活物質の比表面積測定〕
本発明の実施例及び比較例において用いる正極活物質の比表面積は、窒素吸脱着によるＢＥＴ比表面積測定装置（Ｍｏｕｎｔｅｃｈ社製Ｍａｃｓｏｒｂ ＨＭ ｍｏｄｅｌ−１２００シリーズ）を用いてＢＥＴ法により測定を行った。
【００２９】
[実施例１]
〔正極極板の作製〕
正極活物質として、Ｄ１０＝１４．０μｍ、Ｄ５０＝１６．５μｍ、Ｄ９０＝２３．０μｍ、比表面積０．１５ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いた。この正極活物質を９４質量％と、導電剤としてのカーボンブラックを３質量％と、結着剤としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を３質量％と、溶剤としてのＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）溶液とを混合して正極合剤スラリーを調製した。この正極合剤スラリーを、正極芯体としてのアルミニウム箔（厚み：２０μｍ）の両面にドクターブレード法により塗布した。その後、加熱することにより溶剤を除去し、ローラーで厚み０．２ｍｍにまで圧縮した後、図２Ａに示すように幅Ｌ１＝１００ｍｍ、高さＬ２＝１００ｍｍになるように切断して、両面に正極活物質層２ａを有する正極極板２を作製した。この際、正極極板２の端部から幅Ｌ３＝３０ｍｍ、高さＬ４＝２０ｍｍの正極活物質層２ａが形成されていない正極芯体を延出させて正極集電タブ４とした。
【００３０】
〔負極極板の作製〕
負極活物質としての黒鉛を９８質量％と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）を１質量％と、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）を１質量％と、水とを混合することにより負極合剤スラリーを得た。その後、この負極合剤スラリーを、負極芯体としての銅箔（厚み：１０μｍ）の両面にドクターブレード方により塗布した。その後、加熱することにより水を除去し、ローラーで厚み０．２ｍｍにまで圧縮した後、図２Ｂに示すように、幅Ｌ５＝１０５ｍｍ、高さＬ６＝１０５ｍｍになるように切断して、両面に負極活物質層３ａを有する負極極板３を作製した。この際、負極極板の端部から幅Ｌ７＝３０ｍｍ、高さＬ８＝２０ｍｍの負極活物質層３ａが形成されていない負極芯体を延出させて負極集電タブ５とした。  
【００３１】
〔非水電解液の調製〕
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比で３０：７０の割合（２５℃、1気圧）で混合した非水溶媒に、ＬｉＰＦ６を１．２ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解し非水電解液を調整した。
【００３２】
〔積層型電極体の作製〕
上記の方法で作製した正極極板２を２０枚と、上記の方法で作成した負極極板３を２１枚とを、ポリエチレン製微多孔膜セパレータ（１０５ｍｍ×１０５ｍｍ、厚さ２０μｍ）を介して交互に積層し積層型電極体１０を作製した。なお、積層型電極体１０においては
、最外側両面に負極極板３を配置し、さらにその外側両面に絶縁シート１２を配置し、絶縁テープ１１により固定した。
【００３３】
〔集電端子の溶接〕
各正極極板２の正極集電タブ４を一つに束ね、幅３０ｍｍ、高さ５０ｍｍ、厚み０．４ｍｍのアルミニウム板よりなる正極端子６に超音波溶接法により接合した。また、各負極極板３の負極集電タブ５を一つに束ね、幅３０ｍｍ、長さ５０ｍｍ、厚み０．４ｍｍの銅板よりなる負極端子７に超音波溶接法により接合した。ここで、正極端子６及び負極端子７にはそれぞれ正極タブ樹脂８及び負極タブ樹脂９が接着されている。正極タブ樹脂８及び負極タブ樹脂９は後述するように正極端子６及び負極端子７とラミネート外装体１の間にそれぞれ介在し、正極端子６及び負極端子７とラミネート外装体１の接着性を向上させることにより、ラミネート外装体１の封止性を向上させる。
【００３４】
〔外装体への封入〕
あらかじめ電極体が設置できるようにカップ状に成形したラミネート外装体１に、上記の方法で作製した積層型電極体１０を挿入し、正極端子６及び負極端子７のみがラミネート外装体１より外部に突出するようにして、正極端子６及び負極端子７がある辺を除く３辺のうち１辺を残し、３辺を熱融着した。ここで、正極タブ樹脂８及び負極タブ樹脂９は、正極端子６及び負極端子７とラミネート外装体の間にそれぞれ介在する状態となる。
【００３５】
〔電解液の封入、密封化〕
上記ラミネート外装体１の熱溶着していない１辺から、上記の方法で調製した非水電解液を注入した。その後、ラミネート外装体１の内部が減圧状態（９０ｋＰａ）になるようにして、ラミネート外装体１における熱溶着していない１辺を熱溶着して、実施例１のリチウムイオン電池とした。
【００３６】
[実施例２] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１２．０μｍ、Ｄ５０＝１６．５μｍ、Ｄ９０＝２１．０μｍ、比表面積０．２５ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、実施例２のリチウムイオン電池とした。
【００３７】
[実施例３] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１２．０μｍ、Ｄ５０＝１８．５μｍ、Ｄ９０＝２１．０μｍ、比表面積０．２１ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、実施例３のリチウムイオン電池とした。
【００３８】
[比較例１]
正極活物質として、Ｄ１０＝８．５μｍ、Ｄ５０＝１４．０μｍ、Ｄ９０＝２１．５μｍ、比表面積０．３０ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、比較例１のリチウムイオン電池とした。
【００３９】
[比較例２] 
正極活物質として、Ｄ１０＝６．５μｍ、Ｄ５０＝８．０μｍ、Ｄ９０＝１０．０μｍ、比表面積０．４０ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、比較例２のリチウムイオン電池とした。
【００４０】
[比較例３] 
正極活物質として、Ｄ１０＝９．５μｍ、Ｄ５０＝１８．５μｍ、Ｄ９０＝２２．０μｍ、比表面積０．２２ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、比較例３のリチウムイオン電池とした。
【００４１】
[実施例４] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１４．０μｍ、Ｄ５０＝１６．５μｍ、Ｄ９０＝２３．０μｍ、比表面積０．１５ｍ２／ｇであるＬｉ１．２０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、実施例４のリチウムイオン電池とした。
【００４２】
[実施例５] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１４．０μｍ、Ｄ５０＝１６．５μｍ、Ｄ９０＝２３．０μｍ、比表面積０．１５ｍ２／ｇであるＬｉ１．０６(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、実施例５のリチウムイオン電池とした。
【００４３】
[比較例４] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１４．０μｍ、Ｄ５０＝１６．５μｍ、Ｄ９０＝２３．０μｍ、比表面積０．１５ｍ２／ｇであるＬｉ１．０３(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、比較例４のリチウムイオン電池とした。
【００４４】
[実施例６] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１２．５μｍ、Ｄ５０＝１６．８μｍ、Ｄ９０＝２２．０μｍ、比表面積０．２１ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．５Ｃｏ０．２Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、実施例６のリチウムイオン電池とした。
【００４５】
[実施例７] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１３．０μｍ、Ｄ５０＝１７．０μｍ、Ｄ９０＝２１．０μｍ、比表面積０．２０ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．６Ｃｏ０．２Ｍｎ０．２）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、実施例７のリチウムイオン電池とした。
【００４６】
[実施例８] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１３．０μｍ、Ｄ５０＝１７．１μｍ、Ｄ９０＝２１．５μｍ、比表面積０．２０ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．６Ｃｏ０．１Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、実施例８のリチウムイオン電池とした。
【００４７】
[比較例５] 
正極活物質として、Ｄ１０＝１３．３μｍ、Ｄ５０＝１７．２μｍ、Ｄ９０＝２１．５μｍ、比表面積０．２０ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．７Ｃｏ０．２Ｍｎ０．１）Ｏ２を用いたことを除いては実施例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、比較例５のリチウムイオン電池とした。
【００４８】
[参考例１] 
幅及び高さが異なることを除いて実施例１と同様の方法で作製した正極極板及び負極極
板を用いて、巻回型電極体（巻回数：２１）を作製し、円筒形リチウムイオン電池を作製し参考例１のリチウムイオン電池とした。正極極板は、幅及び高さがそれぞれ５５ｍｍ、５９０ｍｍの長尺状のものを用い、負極極板は、幅及び高さがそれぞれ５７ｍｍ、６００ｍｍの長尺状のものを用いた。この円筒形リチウムイオン電池３０は図４に示すように、長尺状の正極極板１４と長尺状の負極極板１５とを、長尺状のセパレータ１６を介して巻回した巻回型電極体を、実施例１で調整した非水電解液と共に有底筒状の外装缶１３の内部に収納している。外装缶１３の開口部は、封口体１７により封止され、外装缶１３と封口体１７の間には絶縁パッキング１８が介在し、外装缶１３と封口体１７は電気的に絶縁されている。正極極板１４に接続された正極リード１４ａが封口体１７に接続され、封口体１７が正極端子の役割を果たす。また、負極極板１５に接続された負極リード１５ａが外装缶１３に接続され、外装缶１３が負極端子の役割を果たす。
【００４９】
[参考例２] 
正極活物質として、Ｄ１０＝８．５μｍ、Ｄ５０＝１４．０μｍ、Ｄ９０＝２１．５μｍ、比表面積０．３０ｍ２／ｇであるＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２を用いたことを除いては参考例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、参考例２のリチウムイオン電池とした。
【００５０】
[参考例３]
正極極板２の幅を５０ｍｍ、高さを１００ｍｍとし、負極極板３の幅を５５ｍｍ、
高さを１０５ｍｍとしたこと以外は比較例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作
製し、参考例３のリチウムイオン電池とした。
【００５１】
[参考例４] 
正極極板２の幅を１００ｍｍ、高さを５０ｍｍとし、負極極板３の幅を１０５ｍｍ、
高さを５５ｍｍとしたこと以外は比較例１と同様の方法でリチウムイオン電池を作製し、参考例４のリチウムイオン電池とした。
【００５２】
[参考例５] 
正極極板２の幅を５０ｍｍ、高さを５０ｍｍとし、負極極板３の幅を５５ｍｍ、高さを５５ｍｍとしたこと以外は比較例１と同様の方法でリチウムイオン電池
を作製し、参考例５のリチウムイオン電池とした。
【００５３】
[サイクル試験]
実施例１〜８、比較例１〜５、参考例１〜５のリチウムイオン電池について、２５℃の温度条件下で定電流充電(１Ｉｔ、終止電圧４．２Ｖ)‐定電圧充電(電圧４．２Ｖ、終止電流１／５０Ｉｔ)後、電流値１Ｉｔレートで３．０Ｖまで放電した。これを１サイクル目の充放電とした。ついで、このような充放電を５００サイクル繰り返して行い、１サイクル目の放電容量に対する５００サイクル目の放電容量の比率(％)を、容量維持率(％)とした。
容量維持率(％)＝（５００サイクル目の放電容量／１サイクル目の放電容量）×１００
【００５４】
実施例１〜８、比較例１〜５、参考例１〜５のサイクル試験の結果を表１〜５に示す。
【００５５】
【表１】
2013201077.tif 000003
【００５６】
表１は、正極活物質がいずれも、Ｌｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２である実施例１〜３、及び比較例１〜３についてのサイクル試験の結果を示すものである。Ｄ５０が１６．５〜１８．５μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０が０．６５〜０．８５、Ｄ５０／Ｄ９０が０．７２〜０．８８、比表面積が０．１５〜０．２５ｍ２／ｇである正極活物質を用いた実施例１〜３では、容量維持率は８９〜９０％という高い値となった。これに対し、比較例１〜３では、容量維持率は８０〜８４％という低い値となった。これらのことから、Ｄ５０が１６．５〜１８．５μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０が０．６５〜０．８５、Ｄ５０／Ｄ９０が０．７２〜０．８８、比表面積が０．１５〜０．２５ｍ２／ｇである正極活物質を用いることにより、大面積の正極極板及び負極極板からなる積層型電極体を備えた非水電解質二次電池であっても、充放電サイクルに伴う電池容量の低下が抑制された非水電解質二次電池が得られることが分かる。
【００５７】
【表２】
2013201077.tif 000004
【００５８】
表２は、正極活物質について、正極活物質中のＬｉ量（組成式中のＬｉのモル比）が異なるものの、いずれもＤ１０が１４．０μｍ、Ｄ５０が１６．５μｍ、Ｄ９０が２３．０μｍ、比表面積が０．１５ｍ２／ｇである実施例１、４、５、及び比較例４についてのサイクル試験の結果を示すものである。正極活物質中のＬｉ量が１．０３である比較例では、容量維持率が８３％と低い値となった。これに対し、正極活物質中のＬｉ量が１．０６よりも多い実施例１、４、及び５では、容量維持率が８９〜９０％と高い値となった。このことから、正極活物質中のＬｉ量を１．０５以上にする必要があると考えられる。なお、正極活物質中のＬｉ量は、１．０６〜１．２０以下とすることがより好ましい。
【００５９】
【表３】
2013201077.tif 000005
【００６０】
表３は、正極活物質について、正極活物質中のＣｏ、Ｎｉ、及びＭｎ量（組成式中のＣｏ、Ｎｉ、及びＭｎのモル比）がそれぞれ異なるものの、いずれもＤ５０が１６．５〜１８．５μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０が０．６５〜０．８５、Ｄ５０／Ｄ９０が０．７２〜０．８８、比表面積が０．１５〜０．２５ｍ２／ｇの範囲に含まれる実施例１、６〜８、及び比較例５についてのサイクル試験の結果を示すものである。正極活物質中のＮｉ量が０．３〜０．６である実施例１、６〜８では、容量維持率が８７〜９０％と高い値となった。これに対して、正極活物質中のＮｉ量が０．７である比較例５では、容量維持率が８０％と低い値となった。このことから、正極活物質中のＮｉ量は０．３〜０．６である必要があることが分かる。
【００６１】
【表４】
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【００６２】
表４は、正極活物質がいずれもＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２である実施例１、参考例１、２、及び比較例１についてのサイクル試験の結果を示すものである。参考例１と参考例２を比較すると、巻回型電極体を用いた円筒形リチウムイオン電池では、正極活物質のＤ５０、Ｄ１０／Ｄ５０、Ｄ５０／Ｄ９０、比表面積のそれぞれの値が異なっていても、サイクル特性に殆ど影響がないことが分かる。また、巻回型電極体の場合は、正極活物質のＤ５０が１４．０μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０が０．６０、Ｄ５０／Ｄ９０が０．６５、比表面積が０．３０ｍ２／ｇであっても、容量維持率が８７％と高い値となった。巻回型電極体では、大面積の極板を用いた積層型電極体に比べて、充放電により電極体内部で発生したガスが電極体外部に抜け易く、充放電サイクルによる容量低下が小さいと考えられる。このことから、充放電サイクルによる容量の低下は、大面積の極板を用いた積層型電極特有の課題で有ることが分かる。なお、巻回型電極体を用いた非水電解質二次電池では、大容量の電池を得られ難いという課題がある。
【００６３】
【表５】
2013201077.tif 000007
【００６４】
表５は、正極活物質がいずれもＬｉ１．１０(Ｎｉ０．３Ｃｏ０．４Ｍｎ０．３）Ｏ２である実施例１、比較例１、及び参考例３〜５についてのサイクル試験の結果を示すものである。参考例５のように、正極極板の幅及び高さがそれぞれ５０ｍｍの場合は、高い容量維持率となる。これに対して、正極極板の幅及び高さがそれぞれ５０ｍｍ以上であり且つ正極極板の幅及び高さの少なくとも一方が１００ｍｍ以上である参考例３及び参考例４では、容量維持率は低下した。さらに、正極極板の幅及び高さがそれぞれ１００ｍｍである比較例１では、容量維持率が８３％という低い値となった。これらのことから、充放電サイクルによる容量低下という課題は、極板の幅及び高さがそれぞれ５０ｍｍ以上であり且つ極板の幅及び高さの少なくとも一方が１００ｍｍ以上である大面積の極板を用いた積層型電極体を備える非水電解質二次電池特有の課題であると考えられる。また、このような課題は、極板の幅及び高さがそれぞれ１００ｍｍ以上である大面積の極板を用いた積層型電極体を備える非水電解質二次電池において得に顕著に現れると考えられる。なお、極板の一辺の長さが１００ｍｍより小さくなると、大容量の二次電池を得ることは困難である。
【００６５】
以上の結果より、Ｌｉａ(ＮｉｂＣｏｃＭｎｄ）ＭｅＯ２（ここで、１．０５≦ａ≦１．２０、０．３≦ｂ≦０．６、０＜ｃ、０＜ｄ、ｂ＋ｃ＋ｄ＝１、０≦ｅ≦０．０５、Ｍ＝Ｔｉ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｓｎ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｚｒ、Ｗよりなる群から選択される少なくとも１種の元素）で表され、Ｄ５０が１６．５〜１８．５μｍ、Ｄ１０／Ｄ５０が０．６５〜０．８５、Ｄ５０／Ｄ９０が０．７２〜０．８８、ＢＥＴ比表面積が０．１５〜０．２５ｍ２／ｇである正極活物質を用いることにより、大面積の正極極板と負極極板を積層した積層型電極体を備えた非水電解質二次電池であっても、サイクル特性に優れた非水電解質二次電池が得られる。
【００６６】
本発明において、負極活物質としては、黒鉛、黒鉛化されたピッチ系炭素繊維、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、熱分解炭素、ガラス状炭素、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭、コークス、酸化スズ、珪素、酸化珪素、及びそれらの混合物等、を使用することができる。
【００６７】
本発明において、非水電解質の非水溶媒としては、従来から非水電解質二次電池において一般的に使用されているカーボネート類、ラクトン類、エーテル類、ケトン類、エステル類等を使用することができ、これらの非水溶媒の２種類以上を混合して用いることができる。特に、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート等の環状カーボネートと、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート等の鎖状カーボネートを混合して用いることが好ましい。また、ビニレンカーボネート（ＶＣ）などの不飽和環状炭酸エステルを非水電解液に添加することもできる。
【００６８】
本発明において、非水電解質の電解質塩としては、従来のリチウムイオン電池において電解質塩として一般に使用されているものを用いることができる。例えば、ＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）
２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＣｌＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１２、ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２、ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）Ｆ２、ＬｉＰ（Ｃ２Ｏ４）３、ＬｉＰ（Ｃ２Ｏ４）２Ｆ２，ＬｉＰ（Ｃ２Ｏ４）Ｆ４等及びそれらの混合物が用いられる。これらの中でも、ＬｉＰＦ６が特に好ましい。また、前記非水溶媒に対する電解質塩の溶解量は、０．５〜２．０ｍｏｌ／Ｌとするのが好ましい。
【００６９】
本発明において、外装体としてラミネート外装体以外にも金属製の外装缶を用いることもできる。ラミネート外装体としては、金属シ
ートの両面に樹脂層が形成されたものを使用することができる。例えば、金属シートとしてアルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス等を、内層（電池内側）としてポリエチレン、ポリプロピレン等を、外層（電池外側）としてナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ＰＥＴ／ナイロンの積層膜等を、それぞれ用いて構成されるものが挙げられる。
【符号の説明】
【００７０】
１・・・ラミネート外装体、１’・・・溶着封止部、２・・・正極極板、３・・・負極極板、４・・・正極集電タブ、５・・・負極集電タブ、６・・・正極端子、７・・・負極端子、８・・・正極タブ樹脂、９・・・負極タブ樹脂、１０・・・積層型電極体、１１・・・絶縁テープ、１２・・・絶縁シート、１３・・・外装缶、１４・・・正極極板、１４ａ・・・正極リード、１５・・・負極極板、１５ａ・・・負極リード、１６・・・セパレータ、１７・・・封口体、１８・・・絶縁パッキング、３０・・・円筒形リチウムイオン電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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