(57)【要約】      （修正有）【課題】より好適な状態で高エネルギー密度を有する非水電解質二次電池の提供。【解決手段】正極集電体１０の少なくとも片面に正極材層１５が設けられた正極１、負極集電体２０の少なくとも片面に負極材層２５が設けられた負極２、正極と負極との間に位置付けられたセパレータ３、及び、非水電解質とを有して成る非水電解質二次電池であって、充電電圧が４．３５Ｖ以上であり、負極の正極と対向する部分における可逆容量の割合を示すＮ／Ｐ比が１．０５以下であり、正極集電体の片面あたりの正極材層の厚みＬと負極集電体の片面当たりの負極材層の厚みＬとの和である片面極材厚みが１１５〜１４０μｍ、正極材層の密度が３．５〜４．１ｇ／ｃｍ３であり、負極材層の密度が１．４〜１．６ｇ／ｃｍ３である非水二次電解質二次電池。正極材層の片面極材厚みが５０〜６０μｍであり負極材層の片面極材厚みが６５〜８０μｍである非水二次電解質二次電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられた正極、負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられた負極、該正極と該負極との間に位置付けられたセパレータ、および、非水電解質とを有して成る非水電解質二次電池であって、
充電電圧が４．３５Ｖ以上であり、かつ、前記負極の前記正極と対向する部分における可逆容量の割合を示すＮ／Ｐ比が１．０５以下であり、
前記正極集電体の前記片面あたりの前記正極材層の厚みと前記負極集電体の前記片面当たりの前記負極材層の厚みとの和である片面極材厚みが１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっており、また
前記正極材層の密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下であって、前記負極材層の密度が１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする、非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記片面当たりにおいて前記正極材層の片面極材厚みは５０μｍ以上６０μｍ以下となっており、前記負極材層の片面極材厚みは６５μｍ以上８０μｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記正極材層および前記負極材層の少なくとも一方と前記セパレータとの間に設けられたセラミック材層を更に有して成ることを特徴とする、請求項１または２に記載の非水電解質二次電池。
【請求項４】
前記非水電解質がカルボン酸エステルを含んで成り、該カルボン酸エステルの含有量が該非水電解質の全体基準で１５体積％以上３０体積％以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
【請求項５】
前記正極、前記負極および前記セパレータが平面状に積層した平面積層構造を有することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
【請求項６】
前記正極材層および前記負極材層がリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
【請求項７】
前記正極材層では、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として含まれることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
【請求項８】
前記負極材層では、炭素材料が負極活物質として含まれることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
【請求項９】
２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後のエネルギー密度が６５０Ｗｈ／Ｌ以上であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の非水電解質二次電池。
【請求項１０】
２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後の容量維持率が９０％以上であることを特徴とする、請求項１〜９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、非水電解質二次電池に関する。より詳細には、電解質として水を含まない二次電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次電池は、いわゆる“蓄電池”ゆえに充電・放電の繰り返しが可能であり、様々な用途に用いられている。例えば、携帯電話、スマートフォンおよびノートパソコンなどのモバイル機器に二次電池が用いられており、特に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用いられている。
【０００３】
かかる非水電解質二次電池は、高エネルギー密度を有しながらも、繰り返しの充電・放電で劣化しにくいサイクル特性および高安全性などが一般に求められる。これにより、二次電池を使用するモバイル機器などの利便性が更に向上し、近年のニーズにより好適に対応できるようになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２００８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者は、所望の非水電解質二次電池を得るに際して克服すべき課題があることに気付き、そのための対策を取る必要性を見出した。具体的には以下の課題があることを本願発明者は見出した。
【０００６】
非水電解質二次電池において高エネルギー密度を達成するには、充電電圧および“Ｎ／Ｐ比”などを考慮する必要がある。充電電圧は、満充電時の電池電圧である。一方、Ｎ／Ｐ比は、正極（Ｐ)と負極（Ｎ)の対向する面積あたりの容量比に相当し、より詳細には非水電解質二次電池の定格容量に対する負極の正極と対向する部分における可逆容量の割合である。
【０００７】
充電電圧の観点でいえば、それが高いほど電池容量が増すので好ましい。しかしながら、高い充電電圧は、副反応などに起因して非水電解質を劣化させ、サイクル特性を低下させる虞がある。
【０００８】
一方、Ｎ／Ｐ比は、効率的な容量のためにはそれを１に近づけることが好ましいものの（但し、Ｎ／Ｐ比＞１）、いわゆるデンドライトが析出し易くなり、充電・放電の繰り返しに伴う容量低下が大きくなったり、過充電に起因して発熱・発火が生じたりする虞がある。
【０００９】
本発明はかかる課題に鑑みて為されたものである。即ち、本発明の主たる目的は、より好ましい状態で高エネルギー密度を有する非水電解質二次電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本願発明者は、従来技術の延長線上で対応するのではなく、新たな方向で対処することによって上記課題の解決を試みた。その結果、上記主たる目的が達成された非水電解質二次電池の発明に至った。
【００１１】
本発明に係る非水電解質二次電池は、
正極集電体の少なくとも片面に正極材層が設けられた正極、負極集電体の少なくとも片面に負極材層が設けられた負極、正極と負極との間に位置付けられたセパレータ、および、非水電解質とを有して成り、
充電電圧が４．３５Ｖ以上であり、かつ、負極の正極と対向する部分における可逆容量の割合を示すＮ／Ｐ比が１．０５以下であり、
正極集電体の片面あたりの正極材層の厚みと負極集電体の片面当たりの負極材層の厚みとの和である片面極材厚みが１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっており、また
正極材層の密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下であり、負極材層の密度が１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る非水電解質二次電池は、より好ましい状態で高エネルギー密度を有する。より具体的にいえば、本発明においては、高エネルギー密度を有しつつも、より好適な安全性およびサイクル特性を有する非水電解質二次電池が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池の積層構造を模式的に示した断面図
【図２】平面積層構造を有する“積層型”の非水電解質二次電池を模式的に示した斜視図
【図３】正負極材層とセパレータとの間に設けられたセラミック材層を備えた非水電解質二次電池の積層構造を模式的に示した断面図
【図４】容量維持率の経時変化を示すグラフ（実施例１および比較例１）
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下では、本発明の一実施形態に係る非水電解質二次電池をより詳細に説明する。必要に応じて図面を参照して説明を行うものの、図面における各種の要素は、本発明の理解のために模式的かつ例示的に示したにすぎず、外観や寸法比などは実物と異なり得る。
【００１５】
本明細書において「非水電解質二次電池」といった用語は、充電・放電の繰り返しが可能な電池であって、電解質として有機電解質・有機溶媒などの“非水系”が用いられた電池のことを指している。特に、本発明における非水電解質二次電池では、セパレータを介して正極と負極とが積み重なった積層構造体に非水電解質が用いられている。
【００１６】
本明細書で直接的または間接的に説明される“厚み”の方向は、非水電解質二次電池を構成する電極材の積層方向に基づいており、即ち、“厚み”は正極と負極との積層方向における寸法に相当する。
【００１７】
また、本明細書において説明される「厚み」（具体的には例えば“片面極材厚み”）ならびに「密度」（具体的には“正極材層密度”および“負極材層密度”）などの値は、“放電時”におけるものを実質的に指している。あくまでも例示にすぎないが、これらの値は、充電と放電とがなされる充放電を１サイクルとすると、製造した非水電解質二次電池について少なくとも１サイクル以上の充放電がなされた放電後（１つの指標として公称電圧の８０％の電圧となった放電状態）における値を実質的に意味している。
【００１８】
［本発明の非水電解質二次電池の構成］
本発明に係る非水電解質二次電池は、正極、負極、セパレータおよび非水電解質から少なくとも構成されている。図１に示されるように、正極１と負極２とはセパレータ３を介して積層した構造を有しており、そのような積層構造体１００’が非水電解質と共に外装に封入されている。
【００１９】
正極１は正極材層および正極集電箔から少なくとも構成されており、図１に示すように正極集電箔１０の少なくとも片面に正極材層１５が設けられている。正極材層１５には正極活物質が含まれている。同様に、負極２は負極材層および負極集電箔から少なくとも構成されており、図１に示すように負極集電箔２０の少なくとも片面に負極材層２５が設けられている。負極材層２５には負極活物質が含まれている。
【００２０】
正極活物質および負極活物質は、二次電池において電子の受け渡しに直接関与する物質であり、充放電、すなわち電池反応を担う正負極の主物質である。より具体的には、「正極材層に含まれる正極活物質」および「負極材層に含まれる負極活物質」に起因して非水電解質にイオンがもたらされ、かかるイオンが正極と負極との間で移動して電子の受け渡しが行われて充放電がなされる。後述でも触れるが、正極材層および負極材層は特にリチウムイオンを吸蔵放出可能な層であることが好ましい。つまり、非水電解質を介してリチウムイオンが正極と負極との間で移動して電池の充放電が行われる非水電解質二次電池となっていることが好ましい。充放電にリチウムイオンが関与する場合、本発明に係る非水電解質二次電池は、いわゆる“リチウムイオン電池”に相当する。また、本発明の１つの好適な実施態様では非水電解質二次電池の充電電圧は４．３５Ｖ以上である。
【００２１】
正極材層の正極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダー（“結着材”とも称される）が正極材層に含まれていることが好ましい。更には、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が正極材層に含まれていることも好ましい。同様にして、負極材層の負極活物質は例えば粒状体から成るところ、粒子同士の十分な接触と形状保持のためにバインダーが含まれることが好ましく、電池反応を推進する電子の伝達を円滑にするために導電助剤が負極材層に含まれていてもよい。このように、複数の成分が含有されて成る形態ゆえ、正極材層および負極材層はそれぞれ“正極合材層”および“負極合材層”などと称すこともできる。
【００２２】
正極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、正極活物質は例えばリチウム含有複合酸化物であることが好ましい。より具体的には、正極活物質は、リチウムと、コバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄から成る群から選択される少なくとも１種の遷移金属とを含むリチウム遷移金属複合酸化物であることが好ましい。つまり、本発明に係る非水電解質二次電池の正極材層においては、そのようなリチウム遷移金属複合酸化物が正極活物質として好ましくは含まれている。例えば、正極活物質はコバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、または、それらの遷移金属の一部を別の金属で置き換えたものであってよい。このような正極活物質は、単独種として含まれてよいものの、二種以上が組み合わされて含まれていてもよい。本発明の１つの好適な実施態様では正極材層に含まれる正極活物質がコバルト酸リチウムとなっている。
【００２３】
正極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、ポリフッ化ビリニデン、ビリニデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビリニデンフルオライド−テトラフルオロチレン共重合体およびポリテトラフルオロチレンなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。正極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブや気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。本発明の１つの好適な実施態様では正極材層のバインダーはポリフッ化ビニリデンであり、また、別の本発明の１つの好適な実施態様では正極材層の導電助剤はカーボンブラックである。より好適な実施態様では、正極材層のバインダーおよび導電助剤が、ポリフッ化ビニリデンとカーボンブラックとの組合せとなっている。
【００２４】
負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出に資する物質であることが好ましい。かかる観点でいえば、負極活物質は例えば各種の炭素材料、酸化物、または、リチウム合金などであることが好ましい。
【００２５】
負極活物質の各種の炭素材料としては、黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛）、ハードカーボン、ソフトカーボン、ダイヤモンド状炭素などを挙げることができる。特に、黒鉛は電子伝導性が高く、負極集電体との接着性が優れる点などで好ましい。負極活物質の酸化物としては、酸化シリコン、酸化スズ、酸化インジウム、酸化亜鉛および酸化リチウムなどから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。負極活物質のリチウム合金は、リチウムと合金形成され得る金属であればよく、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐｂ、Ｓｎ、Ｉｎ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｂａ、Ｃａ、Ｈｇ、Ｐｄ、Ｐｔ、Ｔｅ、Ｚｎ、Ｌａなどの金属とリチウムとの２元、３元またはそれ以上の合金であってよい。このような酸化物は、その構造形態としてアモルファスとなっていることが好ましい。結晶粒界または欠陥といった不均一性に起因する劣化が引き起こされにくくなるからである。本発明に係る非水電解質二次電池の１つの好適な実施態様では負極材層の負極活物質が人造黒鉛となっている。
【００２６】
負極材層に含まれる得るバインダーとしては、特に制限されるわけではないが、スチレンブタジエンゴム、ポリアクリル酸、ポリフッ化ビニリデン、ポリイミド系樹脂およびポリアミドイミド系樹脂から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。本発明の１つの好適な実施態様では負極材層に含まれるバインダーはスチレンブタジエンゴムとなっている。負極材層に含まれる得る導電助剤としては、特に制限されるわけではないが、サーマルブラック、ファーネスブラック、チャンネルブラック、ケッチェンブラックおよびアセチレンブラック等のカーボンブラック、黒鉛、カーボンナノチューブや気相成長炭素繊維等の炭素繊維、銅、ニッケル、アルミニウムおよび銀等の金属粉末、ならびに、ポリフェニレン誘導体などから選択される少なくとも１種を挙げることができる。なお、負極材層には、電池製造時に使用された増粘剤成分（例えばカルボキシルメチルセルロース）に起因する成分が含まれていてもよい。
【００２７】
本発明に係る非水電解質二次電池のより好適な実施態様では、負極材層における負極活物質およびバインダーが人造黒鉛とスチレンブタジエンゴムとの組合せとなっている。
【００２８】
正極および負極に用いられる正極集電体および負極集電体は電池反応に起因して活物質で発生した電子を集めたり供給したりするのに資する部材である。このような集電体は、シート状の金属部材であってよく、多孔または穿孔の形態を有していてよい。例えば、集電体は金属箔、パンチングメタル、網またはエキスパンドメタル等であってよい。正極に用いられる正極集電体は、アルミニウム、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えばアルミニウム箔であってよい。一方、負極に用いられる負極集電体は、銅、ステンレスおよびニッケル等から成る群から選択される少なくとも１種を含んだ金属箔から成るものが好ましく、例えば銅箔であってよい。
【００２９】
正極および負極のそれぞれにおいては、集電体の少なくとも片面に電極材層が設けられている。図１に示すように、正極１では正極集電体１０の少なくとも片面に正極材層１５が設けられている。好ましくは、正極集電体１０の両面に正極材層１５が設けられている。“両面”の場合、正極集電体１０は２つの正極材層１５に挟まれた形態を有している。同様にして、図１に示すように、負極２では負極集電体２０の少なくとも片面に負極材層２５が設けられている。好ましくは、負極集電体２０の両面に負極材層２５が設けられている。“両面”の場合、負極集電体２０は２つの負極材層２５に挟まれた形態を有している。
【００３０】
このような正極１および負極２は、セパレータ３を介して積層した形態を有している（図１参照）。セパレータは、正負極の接触による短絡防止および非水電解質保持などの観点から設けられる部材である。換言すれば、セパレータは、正極と負極と間の電子的接触を防止しつつイオンを通過させる部材であるといえる。好ましくは、セパレータは多孔性または微多孔性の絶縁性部材であり、その小さい厚みに起因して膜形態を有している。あくまでも例示にすぎないが、ポリオレフィン製の微多孔膜がセパレータとして用いられてよい。この点、セパレータとして用いられる微多孔膜は、例えば、ポリオレフィンとしてポリエチレン（ＰＥ）のみ又はポリエチレン（ＰＰ）のみを含んだものであってよい。更にいえば、セパレータは、“ＰＥ製の微多孔膜”と“ＰＰ製の微多孔膜”とから構成される積層体であってもよい。セパレータの表面が無機粒子コート層や接着層等により覆われていてもよい。セパレータの表面が接着性を有していてもよい。なお、本発明において、セパレータは、その名称によって特に拘泥されるべきでなく、同様の機能を有する固体電解質、ゲル状電解質、絶縁性の無機粒子などであってもよい。
【００３１】
本発明の非水電解質二次電池では、セパレータを介して構成された正極・負極の積層構造体が非水電解質と共に外装に封入されている。非水電解質は、有機電解質・有機溶媒などの“非水系”の溶媒と、溶質とを含む電解質である。かかる電解質においては電極（正極・負極）から放出された金属イオンが存在することになり、それゆえ、電解質は電池反応における金属イオンの移動を助力する。本発明における非水電解質は液体状またはゲル状などの形態を有し得る（なお、本明細書において“液体状”の非水電解質は「非水電解質液」とも称される）。
【００３２】
具体的な非水電解質の溶媒としては、少なくともカーボネートを含んで成るものが好ましい。
かかるカーボネートは、環状カーボネート類および／または鎖状カーボネート類であってもよい。特に制限されるわけではないが、環状カーボネート類としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）およびビニレンカーボネート（ＶＣ）から成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。鎖状カーボネート類としては、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）およびジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）から成る群から選択される少なくも１種を挙げることができる。本発明の１つの好適な実施態様では、非水電解質として環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との組合せが用いられ、例えばエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの混合物が用いられる。
具体的な非水電解質の溶質としては、例えば、ＬｉＰＦ６および／またはＬｉＢＦ４などのＬｉ塩が好ましく用いられる。
【００３３】
［本発明の非水電解質二次電池の特徴］
本発明の非水電解質二次電池は電極材層厚みの点で少なくとも特徴を有している。具体的には、「正極集電体の片面あたりの正極材層の厚み」と「負極集電体の片面当たりの負極材層の厚み」との和である“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっている。つまり、図１に示されるように、正極集電体１０の一方の面に形成された正極材層１５の厚みを「Ｌ正極材層」とし、負極集電体２０の一方の面に形成された負極材層２５の厚みを「Ｌ負極材層」とすると、Ｌ正極材層とＬ負極材層との合計値（即ち、「Ｌ正極材層＋Ｌ負極材層」）が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっている。このように、本発明の非水電解質二次電池は、正極または負極の一方のみの厚みでなく、それらの双方を包括的に捉えた電極材層厚みが特定の数値範囲にあることを特徴の１つとしている。
【００３４】
「正極集電体の片面あたりの正極材層の厚み」と「負極集電体の片面当たりの負極材層の厚み」との和である“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下である場合、非水電解質二次電池が、高いエネルギー密度を呈するだけでなく、良好なサイクル特性を呈し得る。一方、“片面極材厚み”が１１５μｍ未満となると、非水電解質二次電池のエネルギー密度がより低下する傾向となり得る。また、“片面極材厚み”が１４０μｍよりも大きくなると、サイクル特性の低下によるエネルギー密度の低下が引き起こされる（ここでいう「サイクル特性の低下」とは、繰り返される充放電に伴う容量低下がより大きくなることを意味しており、放電容量維持率がより低下することを意味している）。特定の理論に拘束されるわけではないが、“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下の場合、正極材層および負極材層における非水電解質液の動きがスムーズとなったり、負極表面への金属析出（すなわち、いわゆる“デンドライト”の発生）が抑制されたりすることが上記効果の要因として考えられる。なお、デンドライトの抑制は、過電流に起因した発熱・発火の発生を抑えることになるので、非水電解質二次電池の安全性の点でも１１５μｍ以上１４０μｍ以下の“片面極材厚み”は好ましいといえる。
【００３５】
正極材層１５は、図１に示されるように、典型的には積層方向と垂直な方向に沿った厚みが実質的に一定となっている。従って、上記「Ｌ正極材層」は、正極材層の幅方向のどのポイントの厚みであってもよい。但し、簡易的または便宜的には正極材層の幅方向中央ポイント（図１参照）における厚みを「Ｌ正極材層」とみなしてよい。同様にして、負極材層２５は、図１に示されるように、典型的には積層方向と垂直な方向に沿った厚みが実質的に一定となっている。従って、上記「Ｌ負極材層」は、負極極材層の幅方向のどのポイントの厚みであってもよい。但し、簡易的または便宜的には負極材層の幅方向中央ポイント（図１参照）における厚みを「Ｌ負極材層」とみなしてよい。更にいえば、正極集電体１０の両面に正極材層１５が設けられた正極の場合、「正極集電体１０の一方の主面上の正極材層」と「正極集電体１０の他方の主面上の正極材層」とは典型的には互いに同じ厚さを有している。従って、「Ｌ正極材層」は、正極集電体１０のいずれか一方の主面上の正極材層における厚みであってよい。しかしながら、「正極集電体１０の一方の主面上の正極材層」と「正極集電体１０の他方の主面上の正極材層」とが互いに厚さが異なっていることもあり得るので、そのような場合には簡易的または便宜的に、それぞれの正極材層の厚みの算術平均値を「Ｌ正極材層」とみなしてよい。同様にして、負極集電体２０の両面に負極材層２５が設けられた負極の場合、「負極集電体２０の一方の主面上の負極材層」と「負極集電体２０の他方の主面上の負極材層」とは典型的には互いに同じ厚さを有している。従って、「Ｌ負極材層」は、負極集電体２０のいずれか一方の主面上の負極材層における厚みであってよい。しかしながら、「負極集電体２０の一方の主面上の負極材層」と「負極集電体２０の他方の主面上の負極材層」とが互いに厚さが異なっていることもあり得るので、そのような場合では簡易的または便宜的に、それぞれの負極材層の厚みの算術平均値を「Ｌ負極材層」とみなしてよい。
【００３６】
上記厚み測定においては、デジタルマイクロメーターを用いてよい。換言すれば、本発明における“片面極材厚み”は、デジタルマイクロメーターで得られた厚みであってよい。より具体的には、例えば以下の測定法で得られる厚み値を本発明における“片面極材厚み”としてよい。
・厚み測定：放電状態の非水電解質二次電池をアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で解体し、正極および負極を取り出す。そのようにして取り出された正極および負極についてデジタルマイクロメーター（ミツトヨ製ＭＤＨ−２５Ｍ）を用いて厚み測定する。
【００３７】
なお、本発明では正極および負極の双方を包括的に捉えた“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっているが、これに関して正極材層の片面極材厚みは好ましくは５０μｍ以上６０μｍ以下となっており、負極材層の片面極材厚みは好ましくは６５μｍ以上８０μｍ以下となっている。これにより、非水電解質二次電池が高いエネルギー密度および良好なサイクル特性を呈する傾向が更に促進され得る。
【００３８】
本発明の非水電解質二次電池は、電極材層厚みだけでなく、電極材層密度の点でも特徴を有している。具体的には、本発明の非水電解質二次電池において正極材層の密度は３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下であり、かつ、負極材層の密度は１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下となっている。つまり、正極集電体１０の一方の面に形成された正極材層１５の密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下であり、かつ、負極集電体２０の一方の面に形成された負極材層２５の密度が１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下となっている（図１参照）。このように本発明の非水電解質二次電池は、正極または負極の一方のみの密度でなく、それら双方をそれぞれ考慮した電極材層密度が特定の数値範囲にあることを特徴の１つとしている。
【００３９】
特に本発明の非水電解質二次電池では、電極材層密度が電極材層厚みとの関係で好適な数値範囲を有している。換言すれば、本発明の非水電解質二次電池の特徴は、電極材層厚みと電極材層密度との好適な組合せに存するといえる。これにつき詳述すると、“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっているだけでなく、正極材層の密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下であり、かつ、負極材層の密度が１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下となっていると、非水電解質二次電池が高エネルギー密度を維持しつつも、より好適な安全性およびサイクル特性を呈する傾向が顕著となる。
【００４０】
なお、本明細書における「密度」は、正極材層・負極材層のそれぞれの厚さ寸法および電極作製時の正極材層原料・負極材層原料の使用量から算出したものであってよい。具体的には、例えば以下の測定手法で得られた密度値を本発明における“密度”（正極材層および負極材層の密度）としてよい。
・密度測定：放電状態の非水電解質二次電池をアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で解体し、正極および負極を取り出す。そのようにして取り出された正極および負極についてデジタルマイクロメーター（ミツトヨ製ＭＤＨ−２５Ｍ）で厚みを測定する。得られた厚み（μｍ）と、「電極作製時に正極集電体上に塗布された正極材層原料の塗布量（ｍｇ／ｃｍ２）」および「電極作製時に負極集電体上に塗布された負極材層原料の塗布量（ｍｇ／ｃｍ２）」をそれぞれ用いて正極材層および負極材層の密度を算出する。
【００４１】
あくまでも一例にすぎないが、１１５μｍ以上１４０μｍ以下の“片面極材厚み”を有するだけでなく、３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下の正極材層密度および１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下の負極材層密度を有する非水電解質二次電池は、２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後のエネルギー密度が６５０Ｗｈ／Ｌ以上（例えば、６６０Ｗｈ／Ｌ以上７５０Ｗｈ／Ｌ以下）となり得るのに対して、そのような“片面極材厚み”および正・負極材層密度を有さない非水電解質二次電池は、２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後のエネルギー密度が６５０Ｗｈ／Ｌ未満（例えば、５５０Ｗｈ／Ｌ以上６１５Ｗｈ／Ｌ以下）となり得る。つまり、本発明に係る非水電解質二次電池ではエネルギー密度が７〜３６％程度向上し得るといえる。
【００４２】
本明細書にいう「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後のエネルギー密度」とは、以下の“１サイクル”に基づいて、２５℃の恒温槽環境下で充電（“定電流定電圧充電”）と放電とを繰り返し行うことを前提条件とした５００サイクル後のエネルギー密度を示している。
・１サイクル：作製した非水電解質二次電池につき、１Ｃの電流値で電圧４．３５Ｖまで定電流充電を行った後、電圧４．３５Ｖで１時間の定電圧充電を行う充電と、かかる充電後に１０分の休止時間を取ってから１Ｃの電流値で電圧３．０Ｖまで定電流放電を行う放電との組合せを１サイクルとする（なお、サイクル間では１０分の休止時間を取る）
【００４３】
また、１１５μｍ以上１４０μｍ以下の“片面極材厚み”だけでなく、３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下の正極材層密度および１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下の負極材層密度を有する非水電解質二次電池は、２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後の容量維持率が９０％以上（例えば、９０％以上９６％以下）となり得るのに対して、そのような“片面極材厚み”および正・負極材層密度を有さない非水電解質二次電池は、２５℃温度条件下で充放電サイクル５００回後の容量維持率が９０％未満（例えば、７３％以上８６％以下）となり得る。「７３％〜８６％」（平均７９．５％）から「９０％〜９６％」（平均９３％）へと増加することに鑑みれば、本発明に係る非水電解質二次電池は容量維持率が１．７割程度向上したものであるといえる。
【００４４】
本明細書にいう「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後の容量維持率」とは、以下の“１サイクル”に基づいて、２５℃の恒温槽環境下で充電（“定電流定電圧充電”）と放電とを繰り返し行うことを前提条件とした５００サイクル後の容量維持率（％）を示している。
・１サイクル：作製した非水電解質二次電池につき、１Ｃの電流値で電圧４．３５Ｖまで定電流充電を行った後、電圧４．３５Ｖで１時間の定電圧充電を行う充電と、かかる充電後に１０分の休止時間を取ってから１Ｃの電流値で電圧３．０Ｖまで定電流放電を行う放電との組合せを１サイクルとする（なお、サイクル間では１０分の休止時間を取る）
・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
【００４５】
なお、１１５μｍ以上１４０μｍ以下の“片面極材厚み”を有するだけでなく、３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下の正極材層密度および１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下負極材層密度を有する非水電解質二次電池は、負極表面への金属析出（すなわち、いわゆる“デンドライト”の発生）もより抑制され得る。デンドライトの発生抑制は、上述の如く改善された容量維持率に寄与するだけでなく、過充電に起因した発熱・発火の発生防止にも寄与するので、安全性の点でもより好適な非水電解質二次電池が実現され得る。
【００４６】
特定の理論に拘束されるわけではないが、正極材層の密度が３．５ｇ／ｃｍ３未満となる場合、正極材層における正極活物質と導電助剤との密着性および／または正極材層と正極集電体との密着性が低下し、充放電サイクル時の正極合材層の膨張収縮に起因して正極材層の導電ネットワークが切断されるので、サイクル特性が悪化してしまうものと考えられる。同様に特定の理論に拘束されるわけではないが、正極材層の密度が４．１ｇ／ｃｍ３よりも大きい場合、正極材層中における非水電解質液の動きが妨げられるので、サイクル特性が悪化してしまうものと考えられる。
【００４７】
同様に、特定の理論に拘束されるわけではないが、負極材層の密度が１．４ｇ／ｃｍ３未満となる場合、負極材層における負極活物質同士の密着性および／または負極材層と負極集電体との密着性が低下し、充放電サイクル時の負極合材層の膨張収縮に起因して負極材層の導電ネットワークが切断されるので、サイクル特性が悪化してしまうものと考えられる。更に、特定の理論に拘束されるわけではないが、負極材層の密度が１．６ｇ／ｃｍ３よりも大きい場合、負極材層中における非水電解質液の動きが妨げられるので、サイクル特性が悪化してしまうものと考えられる。
【００４８】
本発明の１つの好適な実施態様に係る非水電解質二次電池は、その充電電圧が４．３５Ｖ以上であり、かつ、負極の正極と対向する部分における可逆容量の割合を示すＮ／Ｐ比が１．０５以下となっている。つまり、充電電圧が４．３５Ｖ以上（例えば、４．３５Ｖ以上４．４５Ｖ以下など）と高く、いわゆる“次世代”の位置付けに相当する充電電圧となっている。このような高い充電電圧は電池容量が増すので高エネルギー密度を達成するうえで好ましい。また、「Ｎ／Ｐ比」は、本明細書では非水電解質二次電池の定格容量（Ｐ、ｍＡｈ）に対する負極の正極と対向する部分における可逆容量（Ｎ、ｍＡｈ）の割合を示すものであり、本発明に係る非水電解質二次電池ではそれが１．０５以下（１＜Ｎ／Ｐ比≦１．０５）となっている。なお、Ｐの値は非水電解質二次電池に用いられる負極の単位面積当たりの可逆容量（ｍＡｈ／ｃｍ２）と非水電解質二次電池における正極と負極の対向部分の面積（ｃｍ２）との積から求めることができる。負極の単位面積当たりの可逆容量は、例えば、非水電解質二次電池の解体により取り出した負極を用いて、対極をリチウム、作用極を負極とした電池の定電流充放電測定を行うことで得ることができる。正極と負極の対向部分の面積は、例えば、非水電解質二次電池の解体時に正極の寸法を測定することにより算出することができる。Ｎ／Ｐ比の値は、このようにして得られたＮの値とＰの値から得ることができる。“１．０５以下のＮ／Ｐ比”は、電池内の負極活物質のうちで無駄となる部分がより少なく高エネルギー密度を達成するうえで好ましい。しかしながら、“１．０５以下のＮ／Ｐ比”は、一般的にはデンドライトが析出し易くなるので、繰り返される充電・放電に伴う容量低下を促進することになり、過充電に起因した発熱・発火を引き起こしやすかったりする。この点、本発明では、そのような不都合を引き起こしやすいと考えられる条件でありながらも、それらをより抑制した状態で高エネルギー密度を達成することができる。
【００４９】
つまり、“充電電圧４．３５Ｖ以上”および“Ｎ／Ｐ比１．０５以下”の非水電解質二次電池は、従来の当業者の認識からいえば、所望の高エネルギー密度を達成でき得る可能性はあるものの、安全性およびサイクル特性などが損なわれる虞がある。本発明に係る非水電解質二次電池は、そのように“充電電圧４．３５Ｖ以上”および“Ｎ／Ｐ比１．０５以下”でありながらも、安全性およびサイクル特性などを実質的に損なわず、高エネルギー密度を達成できる。より具体的には、“充電電圧４．３５Ｖ以上”および“Ｎ／Ｐ比１．０５以下”の本発明に係る非水電解質二次電池では、上述の如く「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後のエネルギー密度」が６５０Ｗｈ／Ｌ以上となり得、および／または、「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後の容量維持率」が９０％以上となり得る。
【００５０】
本発明の非水電解質二次電池は種々の態様で具現化され得る。
【００５１】
例えば、本発明の非水電解質二次電池１００は、図２に示すように、好ましくは正極１、負極２およびセパレータ３が平面状に積層した平面積層構造を有している。換言すれば、本発明の好適な非水電解質二次電池は、いわゆるフォールディング型（捲回型）ではなく、“積層型”（即ち、“ラミネート型”または“スタック型”）である。
【００５２】
“積層型”の非水電解質二次電池では、電極材層が全体として平面状に延在した形態となっているのに対して、“フォールディング型”の非水電解質二次電池では、電極材層が全体として巻回状に大きく湾曲した形態となっている。このような形態の相違に起因して、“積層型”と“フォールディング型”とでは電極材層にかかる応力がそもそも異なっており、それゆえ、電極材層の厚みおよび密度などはそれ相当に考慮する必要があるといえる。
【００５３】
“積層型”の場合、本発明の非水電解質二次電池は、平面状に延在した正極材層および負極材層が相互に積み重なった形態を有しているが、そのような平面状の電極材層の“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっており、好ましくは３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下の正極材層密度および１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下の負極材層密度を有している。例示すると、本発明の１つの好適な実施態様に係る非水電解質二次電池は、図２に示すように平面積層構造を有する“積層型”であるところ、“充電電圧４．３５Ｖ以上”および“Ｎ／Ｐ比１．０５以下”を有しており、平面状に延在する正負極材層における“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっていると共に、そのように平面状に延在する正極材層の密度が３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下であり、かつ、同様に平面状に延在する負極材層の密度が１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下となっている。
【００５４】
本発明の非水電解質二次電池は、セラミック材層を付加的に有するものであってもよい。具体的には、本発明の１つの好適な実施態様に係る非水電解質二次電池は、正極材層および負極材層の少なくとも一方とセパレータとの間にセラミック材層を更に有して成る。つまり、図３に示すようにセラミック材層４０が正極材層１５とセパレータ３との間および／または負極材層２５とセパレータ３との間に介在していてよい。このようにセラミック材層を有する場合、より好適な安全性およびサイクル特性を有しつつも高エネルギー密度を有する非水電解質二次電池がより好適に実現され易くなる。特定の理論に拘束されるわけではないが、セラミック材層の存在により、正負極材層表面における非水電解質液の動きがスムーズとなったり、あるいは、負極表面への金属析出（すなわち、いわゆる“デンドライト”の発生）が抑制されたりするからであると考えられる。
【００５５】
セラミック材層は、セパレータに対して直接的に設けられていてよく、セパレータの両面に設けられた形態であってよい。あくまでも例示にすぎないが、セパレータとして用いられる多孔質膜（例えばポリエチレンまたはポリプロピレン製の多孔質膜）の両面に設けられたセラミック材層が、非水電解質二次電池にて正極材層および負極材層の少なくとも一方との間に介在した形態であってよい。セラミック材層の材質は、特に制限するわけでないが、アルミナおよび／またはジルコニアなどのセラミック材質が好ましく、例えばアルミナと樹脂材（１つ例示すると、ポリフッ化ビニリデン）とを含んで成るセラミック材質であってよい。また、セラミック材層の厚みは、特に制限するわけではないが、好ましくは０．５μｍ以上３μｍ以下、より好ましくは０．５μｍ以上１．５μｍ以下（例えば、約１．０μｍ）である。
【００５６】
また、本発明の１つの好適な実施態様では、非水電解質二次電池の非水電解質の溶媒がカルボン酸エステルを含んで成る。カルボン酸エステルの含有量は非水電解質の全体基準で好ましくは１５体積％以上３０体積％以下であり、より好ましくは１８体積％以上２７体積％以下である（例えば約２０体積％または約２５体積％であってよい）。このようにカルボン酸エステルを有する場合、より好適な安全性およびサイクル特性を有しつつも高エネルギー密度を有する非水電解質二次電池がより好適に実現され易くなる。特定の理論に拘束されるわけではないが、非水電解質にカルボン酸エステルが含まれることで、正負極材層表面への非水電解質の含浸性が向上したり、あるいは、負極表面への金属析出（すなわち、いわゆる“デンドライト”の発生）が抑制されたりするからであると考えられる。
【００５７】
カルボン酸エステルは、非水電解質に全体的に溶解または分散した形態となっていてよい。カルボン酸エステルは、例えば炭素数１〜１０のカルボン酸と炭素数１〜６のアルコールとの反応生成物に相当するエステルが好ましい。あくまでも例示にすぎないが、具体的なカルボン酸エステルとしては、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、酪酸エチル、吉草酸メチル、イソ酪酸メチル、イソ酪酸エチルおよびピバル酸メチルから成る群から選択される少なくとも１種を挙げることができる。
【００５８】
本発明における非水電解質の溶媒は、このようなカルボン酸エステルとカーボネートとの組合せ、即ち、混合物から成る電解質であることが好ましい。例えば、本発明の非水電解質二次電池に含まれる非水電解質は、環状カーボネート類と鎖状カーボネートとカルボン酸エステルとの３元の組合せを含んで成っている。あくまでも例示にすぎないが、非水電解質が、環状カーボネート類としてエチレンカーボネート、鎖状カーボネートとしてジエチルカーボネート、および、カルボン酸エステルとしてプロピオン酸エチルまたはプロピオン酸プロピルの３元の組合せを含んで成っていてよい。かかる場合、その組合せの全体を基準として好ましくは１５体積％以上３０体積％以下、より好ましくは１８体積％以上２７体積％以下（例えば約２０体積％または約２５体積％）の含有量となるプロピオン酸エチルまたはプロピオン酸プロピルが非水電解質に含まれていてよい。
【００５９】
以上、本発明の実施形態について説明してきたが、あくまでも典型例を例示したに過ぎない。従って、本発明はこれに限定されず、種々の態様が考えられることを当業者は容易に理解されよう。
【実施例】
【００６０】
本発明の非水電解質二次電池の効果を確認すべく以下の実証試験を行った。
【００６１】
実施例１〜１０、比較例１〜６
（正極の作製）
正極活物質として平均粒径が１５μｍであるＬｉＣｏＯ２を９７．５重量％、導電助剤としてカーボンブラックを１．０重量％、バインダーとしてポリフッ化ビニリデンを１．５重量％用いた。これらをＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）と混合して正極材スラリーを得た。次いで、正極材スラリーを厚さ１０μｍのアルミニウム箔の両面に所望の塗布量になるように均一に塗布し、ロールプレス機で圧延することで所望の正極材層密度の正極を得た。
【００６２】
（負極の作製）
負極活物質として人造黒鉛を９７．０重量％、バインダーとしてスチレンブタジエンゴムを２．０重量％、増粘剤としてカルボキシルメチルセルロースを１．０重量％用いた。これらを水と混合して負極材スラリーを得た。次いで、負極材スラリーを厚さ６μｍの銅箔の両面に所望の塗布量になるように均一に塗布し、ロールプレス機で圧延することで所望の負極材層密度の負極を得た。
【００６３】
（電解液の形成）
実施例１〜８、比較例１〜６においてはエチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの体積比が３０：７０となる溶液に１モルのＬｉＰＦ６を溶解して非水電解液を形成した。
実施例９においては、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとプロピオン酸エチルとの体積比が３０：５０：２０となる溶液に１モルのＬｉＰＦ６を溶解して非水電解質液を形成した。
実施例１０においては、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとプロピオン酸プロピルとの体積比が３０：４５：２５となる溶液に１モルのＬｉＰＦ６を溶解して非水電解質液を形成した。
【００６４】
（セパレータの準備）
実施例１〜７、９、１０、比較例１〜６においては、厚み１０μｍのポリプロピレン製の多孔質膜をセパレータとして用いた。
実施例８においては、厚み８μｍのポリエチレン製の多孔質膜の両面に厚み１μｍのアルミナとポリフッ化ビニリデンを含むセラミック層が設けられた膜をセパレータとして用いた。
【００６５】
（非水電解質二次電池の製造）
正極、負極、電解液およびセパレータを用いて定格容量が２．１Ａｈのラミネート型非水電解質二次電池を製造した。かかる非水電解質二次電池のＮ／Ｐ比（電池の定格容量（Ｐ、ｍＡｈ）に対する負極の正極と対向する部分における可逆容量（Ｎ、ｍＡｈ）の割合）は１．０５であった。
【００６６】
（充放電後の放電状態の正負極材層厚みの測定）
容量確認後の完全放電状態の非水電解質二次電池をアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で解体し、正極及び負極を取り出し、放電状態の正極及び負極の厚みをデジタルマイクロメーター（ミツトヨ製ＭＤＨ−２５Ｍ）で測定した。得られた放電状態の正極および負極の厚みからそれぞれの集電箔の厚みを引くことを通じて正負極材層の片面あたりの厚みを算出した。さらに、得られた正負極材層の片面あたりの厚みと正負極材層の片面あたりの塗工量から正負極材層密度を算出した。
【００６７】
（サイクル試験）
上記で解体したものとは別の非水電解質二次電池を用い、２５℃の恒温槽中にてサイクル試験を行った。充電は電圧４．３５Ｖまで１Ｃの電流値で定電流充電した後、電圧４．３５Ｖで１時間の定電圧充電を行った。充電完了後、１０分間休止した後、電圧３．０Ｖまで１Ｃの電流値で定電流放電を行い、放電後１０分間の休止をした。このサイクルを５００サイクル繰り返した。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割合を５００サイクル後の容量維持率（％）とした。また、５００サイクル後の電池の放電曲線から求められるエネルギー（Ｗｈ）と、電池の体積（Ｌ）からエネルギー密度（Ｗｈ／Ｌ）        を算出した。５００サイクル後の電池をアルゴン雰囲気下のグローブボックス内で解体し、負極を取り出し、負極表面の金属Ｌｉのデンドライド発生の有無を目視で確認した。
【００６８】
結果を表１に示す。また、図４には容量維持率の経時変化グラフ（実施例１および比較例１）を示す。
【００６９】
【表１】
2017212109.tif 000003
【００７０】
表１および図４からは少なくとも下記の事項を理解することができ、本発明の非水電解質二次電池が高エネルギー密度を有しつつも、より好適な安全性およびサイクル特性を有することが分かった。
● 「正極集電体の片面あたりの正極材層の厚み」と「負極集電体の片面当たりの負極材層の厚み」との和である“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となる場合、非水電解質二次電池が、高いエネルギー密度を呈し、かつ、良好なサイクル特性を呈する傾向がある。
● １１５μｍ以上１４０μｍ以下の“片面極材厚み”だけでなく、３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下の正極材層密度および１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下の負極材層密度を有すると、高エネルギー密度を有しつつも、より好適な安全性およびサイクル特性がもたらされる傾向がより顕著となる。
● 具体的には“片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となるだけでなく、３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下の“正極材層密度”および１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下の“負極材層密度”を有する非水電解質二次電池は、「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後のエネルギー密度」が６６０Ｗｈ／Ｌ以上７５０Ｗｈ／Ｌ以下と６５０Ｗｈ／Ｌ以上となるのに対して、そのような“片面極材厚み”および正・負極材層の密度を有さない非水電解質二次電池は、「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後のエネルギー密度」が５５０Ｗｈ／Ｌ以上６１５Ｗｈ／Ｌ以下と６５０Ｗｈ／Ｌ未満となる。また、片面極材厚み”が１１５μｍ以上１４０μｍ以下となっているだけでなく、３．５ｇ／ｃｍ３以上４．１ｇ／ｃｍ３以下の正極材層密度および１．４ｇ／ｃｍ３以上１．６ｇ／ｃｍ３以下の負極材層密度を有する非水電解質二次電池は、「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後の容量維持率」が９０％以上９６％以下と９０％以上となるのに対して、そのような“片面極材厚み”および正・負極材層の密度を有さない非水電解質二次電池は、「２５℃温度条件下の充放電サイクル５００回後の容量維持率」が７３％以上８６％以下と９０％未満となる。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係る非水電解質二次電池は、蓄電が想定される様々な分野に利用することができる。あくまでも例示にすぎないが、非水電解質二次電池は、モバイル機器などが使用される電気・情報・通信分野（例えば、携帯電話、スマートフォン、ノートパソコンおよびデジタルカメラなどのモバイル機器分野）、家庭・小型産業用途（例えば、電動工具、ゴルフカート、家庭用・介護用・産業用ロボットの分野）、大型産業用途（例えば、フォークリフト、エレベーター、湾港クレーンの分野）、交通システム分野（例えば、ハイブリッド車、電気自動車、バス、電車、電動アシスト自転車、電動二輪車などの分野）、電力系統用途（例えば、各種発電、ロードコンディショナー、スマートグリッド、一般家庭設置型蓄電システムなどの分野）、ならびに、宇宙・深海用途（例えば、宇宙探査機、潜水調査船などの分野）に利用することができる。
【符号の説明】
【００７２】
１      正極
２      負極
１０    正極集電体
１５    正極材層
２０    負極集電体
２５    正極材層
３      セパレータ
４０    セラミック層
１００’非水電解質二次電池の積層構造体
１００  非水電解質二次電池
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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