(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質粒子と、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含むバインダとを含む活物質含有層を備えた電極であって、
前記高分子は、窒素原子を含む単量体を７０ｍｏｌ％〜１００ｍｏｌ％の割合で含み、
前記活物質粒子は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、
レーザー回折散乱法により得られる前記電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応する粒子径が異なるピークＡ及びピークＢを有しており、
前記ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、前記ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さく、
前記ピークＡのピークトップの頻度ＰＡと前記ピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある電極。
【請求項２】
前記バインダは前記活物質粒子の表面を被覆しており、
前記バインダによる前記活物質粒子の表面の被覆率は、８５％以上９９．９％以下である請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記バインダは、前記高分子として、下記Ａ種及びＢ種から選択される少なくとも一種を含み、
前記Ａ種は、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルから選択される少なくとも１つを、窒素原子を含む前記単量体として含む重合体又は共重合体であり、
前記Ｂ種は、イミド及びアミドから選択される少なくとも１つを、窒素原子を含む前記単量体として含む重合体又は共重合体である請求項１又は２に記載の電極。
【請求項４】
前記バインダの質量に占める、前記高分子の質量は、８０質量％以上１００質量％以下の範囲内にある請求項１〜３の何れか１項に記載の電極。
【請求項５】
前記高分子は、ポリアクリロニトリル又はアクリロニトリル共重合体である請求項１〜４の何れか１項に記載の電極。
【請求項６】
１００質量部の前記活物質粒子に対して、０．１質量部以上３質量部以下の前記バインダを含む請求項１〜５の何れか１項に記載の電極。
【請求項７】
前記粒度分布チャートにおける平均粒子径（Ｄ５０）は、１．５μｍ以上６μｍ以下の範囲内にある請求項１〜６の何れか１項に記載の電極。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載した電極である正極と、負極活物質を含む負極と、非水電解質とを備える非水電解質電池。
【請求項９】
請求項８に記載の非水電解質電池を備えた電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、電極、非水電解質電池及び電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は、携帯機器、自動車や蓄電池などに広く用いられている。リチウムイオン二次電池は、市場規模の拡大が見込まれている蓄電デバイスである。【０００３】
リチウムイオン二次電池は、正極及び負極を含む電極と、電解質とを含んでいる。リチウムイオン二次電池の電極は、集電体と、この集電体の主面上に設けられた活物質含有層とを備えている。電極の活物質含有層は、例えば、活物質粒子、導電材及びバインダにより構成される層であり、電解質を保持可能な多孔体である。【０００４】
リチウムイオン二次電池を繰り返し充放電させると、活物質粒子と電解質とが副反応を生じる場合がある。副反応が生じると、ガスが発生したり、副反応により生成する化合物が活物質粒子を被覆することにより、過度に抵抗が上昇したりする。その結果、例えば、リチウムイオン二次電池の反応抵抗が増大して、入出力特性が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第６００３８８９号公報
【特許文献２】特許第６０８３６０９号公報
【特許文献３】特開２０１２−１６４６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされ、優れた入出力特性及びサイクル寿命特性を実現可能な電極と、この電極を具備した非水電解質電池及び電池パックとを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態によると、電極が提供される。電極は、活物質粒子と、窒素原子を含む単量体を含む重合体を含むバインダとを含む活物質含有層を備えている。高分子は、窒素原子を含む単量体を７０ｍｏｌ％〜１００ｍｏｌ％の割合で含む。活物質粒子は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいる。レーザー回折散乱法により得られる電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応する粒子径が異なるピークＡ及びピークＢを有している。ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さい。ピークＡのピークトップの頻度ＰＡとピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある。
【０００８】
他の実施形態によると、非水電解質電池が提供される。非水電解質電池は、実施形態に係る電極である正極と、負極と、非水電解質とを含んでいる。【０００９】
他の実施形態によると、電池パックが提供される。電池パックは、実施形態に係る非水電解質電池を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第２の実施形態に係る非水電解質電池の一例を示す一部切欠き斜視図。
【図２】図１に示す非水電解質電池のＡ部の拡大断面図。
【図３】第２の実施形態に係る非水電解質電池の他の例を示す一部切欠き斜視図。
【図４】第３の実施形態に係る電池パックの一例を示す分解斜視図。
【図５】図４に示す電池パックの電気回路の一例を示すブロック図。
【図６】実施例１に係る粒度分布チャートを示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。
【００１２】
（第１の実施形態）
第１の実施形態によれば、電極が提供される。電極は、活物質粒子と、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含むバインダとを含む活物質含有層を備えている。活物質粒子は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいる。レーザー回折散乱法により得られる電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応する粒子径が異なるピークＡ及びピークＢを有している。ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さい。ピークＡのピークトップの頻度ＰＡとピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある。
【００１３】
活物質粒子表面では、充放電に伴って副反応及び活物質の結晶構造の劣化が進行し、リチウムイオンの酸化還元反応に関する抵抗が増加する。そこで、寿命特性向上又は抵抗上昇抑制を目的として、活物質粒子表面の反応性を制御したり、活物質粒子表面の結晶構造を保護したりするために、バインダ分子で活物質粒子表面を被覆することが有効である。
【００１４】
しかしながら、バインダ分子で活物質粒子表面を被覆する場合、初期抵抗の増加が課題となる。特に、窒素原子を構成元素として含む高分子をバインダとして使用した場合、活物質粒子表面の大部分が被覆される。この場合、長期の抵抗上昇は大きく抑制されるが、初期の抵抗増加及び入出力特性の低下を生じる。
【００１５】
本発明者らは、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含むバインダを含む活物質含有層を備えた電極において、活物質含有層（電極）の粒度分布を適切に制御することにより、初期抵抗の増加を抑制しつつ、長期使用の場合の抵抗上昇も抑制できることを見出した。
【００１６】
バインダが窒素原子（Ｎ）を含有する高分子材料を含んでいると、活物質間の結着性、及び、活物質と導電材との結着性を高めることができる。また、電極が集電体を含んでいる場合は、活物質含有層と集電体との結着性を高めることができる。また、バインダが窒素原子を含有する高分子材料を含んでいると、高分子材料が活物質表面を被膜のような状態で覆うことが可能となる。窒素原子を含有する高分子材料は、分子内の極性が比較的大きいため、酸化物の表面と相互作用しやすい。例えば、窒素原子を含有する高分子材料は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つと相互作用しやすい。窒素原子を含有する高分子材料は、上記酸化物から選択される少なくとも１つを含む活物質粒子表面との親和性が高いため、活物質粒子表面を被膜のように均一に覆うことが可能となる。窒素原子を含有する高分子材料による活物質粒子表面の被覆は、活物質表面と電解質との反応性を低減させることができるため、電解質溶媒及び／又は電解質塩の酸化分解などの副反応を抑制することが可能である。
【００１７】
この結果、抵抗成分になり得る被膜の成長が抑制されることで、電池の抵抗上昇を抑制することが可能となる。また、活物質粒子表面が被膜により保護されることで、リチウムイオンの酸化還元反応時に発生し得る不可逆的な結晶構造変化が抑制されるため、活物質自体の劣化が抑制され、電池の容量低下も抑制され得る。
【００１８】
一方、バインダにより形成された被膜は、リチウムイオンの酸化還元反応に対しても反応抵抗となり得る。特に、低温及び高レート帯での充放電反応が阻害されやすく、低温特性及び入出力特性が低下する可能性がある。
【００１９】
そこで、実施形態に係る電極においては、活物質含有層を構成する粒子の粒度を調整し、構成粒子の比表面積、つまり反応面積を制御する。これにより、反応抵抗の増加が抑制され、低温特性及び入出力特性に優れる電池を実現可能な電極を得ることができる。
【００２０】
具体的には、レーザー回折散乱法により得られる電極（活物質含有層）の粒度分布チャートが以下の条件を満たす。電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応した粒子径が異なるピークＡ及びピークＢを有しており、ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、前記ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さく、ピークＡのピークトップの頻度ＰＡと前記ピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある。電極についての粒度分布チャートが上記の条件を満たしていることにより、反応抵抗の増加が抑制され、入出力特性及びサイクル寿命特性に優れる非水電解質電池を実現可能な電極を得ることができる。
【００２１】
第１実施形態に係る電極について、以下に詳細を説明する。  
第１実施形態に係る電極は、集電体を含んでいてもよい。即ち、第１実施形態に係る電極は、集電体と、集電体の主面上に形成された活物質含有層とを含むことができる。活物質含有層は、集電体の一方の主面に形成されていてもよく、両方の主面に形成されていてもよい。
【００２２】
集電体は、活物質含有層を担持していない部分を含むことができる。この部分は、電極タブとして働くことができる。なお、電極は、集電体とは別体の電極タブをさらに具備することもできる。
【００２３】
集電体としては、電気伝導性の高い材料を含むシートを使用することができる。例えば、集電体としては、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を使用することができる。アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を使用する場合、その厚さは、２０μｍ以下であることが好ましい。アルミニウム合金箔は、マグネシウム、亜鉛、及びケイ素等を含むことができる。また、アルミニウム合金箔は、遷移金属を含んでいてもよい。アルミニウム合金箔における遷移金属の含有量は、１質量％以下であることが好ましい。遷移金属としては、例えば、鉄、銅、ニッケル、又はクロムを挙げることができる。
【００２４】
活物質含有層は、活物質粒子とバインダとを含む。バインダは、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含む。活物質含有層は、導電材を更に含んでいてもよい。
【００２５】
活物質粒子は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含む。活物質含有層は、活物質として、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つのみを含んでいてもよい。
【００２６】
リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、例えば、一般式Ｌｉ1-xＮｉ1-a-bＣｏaＭｎbＯ2で表される。この一般式において、ｘは−０．２≦ｘ≦０．５の範囲内にあり、ａは０＜ａ≦０．４の範囲内にあり、ｂは０＜ｂ≦０．４の範囲内にある。ｘは、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物がリチウムイオンを吸蔵又は放出することにより変動し得る。即ち、充電が進行し、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物がリチウムイオンを放出すると、ｘが大きくなる傾向にある。また、放電が進行し、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物がリチウムイオンを吸蔵すると、ｘが小さくなる傾向にある。上記一般式において、ａの値を０．４以下とすることにより、活物質としての熱安定性を高めることができる。また、ｂの値を０．４以下とすることにより、放電容量を高めることができる。
【００２７】
リチウム含有コバルト酸化物の例は、ＬｉxＣｏＯ2を含む。ここで、０＜ｘ≦１である。
【００２８】
リチウム含有マンガン酸化物の例は、ＬｉxＭｎ2Ｏ4及びＬｉxＭｎＯ2を含む。ここで、０＜ｘ≦１である。
【００２９】
活物質として、他の活物質を混合して使用してもよい。他の活物質の例は、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉＮｉＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ1-xＣｏxＯ2、０＜x＜１）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉＭｎxＣｏ1-xＯ2、０＜x＜１）、及び、オリビン構造のリチウムリン酸鉄（ＬｉＦｅＰＯ4）などを含む。
【００３０】
活物質として、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つと、他の活物質との混合物を用いる場合、混合物における、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つの活物質の割合は、５０質量％以上であることが好ましい。
【００３１】
活物質粒子は、一次粒子と、二次粒子との混合物であり得る。二次粒子は、一次粒子の凝集体である。二次粒子は、一次粒子が密に充填されていることが好ましい。二次粒子の内部に空洞があると、電極密度が低下する傾向にある。
【００３２】
活物質粒子の平均粒子径は、例えば３．０μｍ以上９．０μｍ以下であり、好ましくは、４．５μｍ以上７．５μｍ以下である。活物質粒子の平均粒子径がこの範囲内にあると、分散により二次粒子の一部が解砕された際に、電池の初期抵抗を低減することができる適切な二次粒子及び一次粒子の存在比率を実現することができる。
【００３３】
導電材は、集電性能を高めるために必要に応じて用いられる。導電材の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンファイバー及びグラフェンなどが含まれる。導電材の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。
【００３４】
活物質含有層が含むバインダ（結着剤）は、分散された活物質の間隙を埋め、また、活物質と集電体を結着させるために配合される。バインダは、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含む。バインダは、窒素原子を含む単量体を含む高分子のみからなっていてもよい。高分子は、例えば、窒素原子を含む単量体を含む重合体又は共重合体である。
【００３５】
バインダが含む高分子は、窒素原子を含む単量体を７０ｍｏｌ％〜１００ｍｏｌ％の割合で含むことが好ましい。共重合成分に占める、窒素原子を含む単量体の割合が過度に低いと、十分な結着性能が得られない可能性がある。その結果、電池の抵抗の劣化、容量の劣化が大きくなる可能性があるため好ましくない。
【００３６】
窒素原子を含む単量体の例は、アクリロニトリル、イミド化合物、アミド化合物及びアミドイミド化合物を含む。バインダが含む高分子は、結着性能及び被覆性能の観点から、単量体成分としてアクリロニトリルを含むことが好ましい。
【００３７】
バインダは、例えば、高分子として下記Ａ種及びＢ種から選択される少なくとも一種を含む。Ａ種は、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルから選択される少なくとも１つを単量体として含む重合体又は共重合体である。Ｂ種は、イミド及びアミドから選択される少なくとも１つを単量体として含む重合体又は共重合体である。
【００３８】
バインダは、窒素原子を含む単量体を含む高分子に加え、他のバインダを含んでいてもよい。他のバインダの例は、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoro ethylene；ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、ポリアクリル酸化合物、カルボキシルメチルセルロース（carboxyl methyl cellulose；ＣＭＣ）、及びＣＭＣの塩を含む。
【００３９】
バインダの質量に占める、窒素原子を含む単量体を含む高分子の質量は、例えば８０質量％以上１００質量％以下の範囲内にあり、この割合が高いほど好ましい。
【００４０】
活物質含有層に含まれる活物質、導電材及びバインダの割合は、それぞれ、８０質量％以上９５質量％以下、２質量％以上２０質量％以下及び０．０１質量％以上２．８質量％以下であることが好ましい。バインダの量が過度に少ないと、活物質粒子表面が十分に被覆されない可能性がある。その結果、活物質と電解質との副反応が十分に抑制されない可能性があり、また、活物質の結晶構造変化を十分に抑制できない可能性がある。バインダの量が過度に多いと、活物質表面が過剰に被覆されるため、電池抵抗が高くなり、入出力特性が低下する傾向にある。
【００４１】
バインダは、１００質量部の活物質粒子に対して、０．１質量部以上３質量部以下の量で活物質含有層に含まれることが好ましく、０．５質量部以上２．５質量部以下の量で含まれることがより好ましい。
【００４２】
バインダは、活物質粒子の表面を被覆していることが好ましい。バインダによる活物質粒子表面の被覆率は、８５％以上９９．９％以下であることが好ましい。被覆率は、後述する電界放射型走査電子顕微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope; FE-SEM)及びエネルギー分散型Ｘ線分析(Energy Dispersive X-ray spectrometry; EDX)を組み合わせて測定することができる。
【００４３】
窒素原子を含有する高分子材料を含むバインダにより活物質粒子表面が被覆されており、且つ、被覆率が８５％以上９９．９％以下であると、バインダによる被覆効果を適切に得ることができる。被覆率が８５％未満である場合、活物質粒子の表面が１５％以上露出しているため、副反応抑制の効果、及び、結晶構造変化抑制の効果が得られない領域が多い。つまり、この場合、被覆としてのバインダによる保護効果が不十分である可能性がある。
【００４４】
被覆率が８５％以上の状態を得るためには、活物質表面との親和性の高い窒素原子含有の高分子材料を含むバインダを使用することが有効である。フッ素及び硫黄などの原子を含有する高分子材料を使用した場合、被覆率が８５％以上の状態を得るのは困難である。また、この場合、被覆による効果、例えば副反応抑制及び結晶構造変化抑制の効果も期待できない。
【００４５】
被覆率が９９．９％を超える状態であると、活物質表面が過剰に被覆されているため、被覆物によるリチウムイオンの酸化還元反応が阻害される可能性がある。この場合、反応抵抗の増加が著しく、電池の抵抗が高くなり入出力特性が低下する可能性がある。窒素原子を含有する重合体を含むバインダを過剰に添加する場合、又は、電解質溶媒及び電解質添加剤などが、充放電などの電気化学反応により窒素原子を含む被膜を形成する場合は、被覆率が９９．９％を超える可能性がある。１００質量部の活物質粒子に対して、３質量部を超える量のバインダを含んでいると、被覆率が９９．９％を超える可能性がある。
【００４６】
実施形態に係る電極の粒度分布チャートは、レーザー回折散乱法により得られる。粒度分布チャートは、横軸が粒子径［μｍ］を示し、縦軸が頻度（頻度分布）［％］を示すグラフである。レーザー回折散乱法により得られる電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応した粒子径が互いに異なるピークＡ及びピークＢを有している。
【００４７】
ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さい。
【００４８】
ピークＡは、例えば、活物質の一次粒子又は導電材に帰属されるピークである。活物質の一次粒子は、例えば、二次粒子構造の活物質が解砕したものである。ピークＡは、粒度分布チャートの粒子径０．２μｍ〜３μｍの範囲内において、ピークトップの頻度が最も高いピークである。
【００４９】
ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、例えば、０．２μｍ〜３μｍの範囲内にあり、好ましくは０．５μｍ〜２μｍの範囲内にある。この範囲内において、解砕された活物質の一次粒子の頻度を高くすることにより、初期抵抗の増加を抑制することができる。粒子径ＤＡが０．２μｍ未満であると、活物質の一次粒子の粒子径が小さく、活物質の表面積が大きいため、導電材が不足している状態である可能性がある。粒子径ＤＡが３μｍを超えている場合、活物質の一次粒子の粒子径が大きく、活物質含有層のバルクとしてのリチウムイオン拡散距離が長くなる可能性がある。即ち、ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡが０．２μｍ〜３μｍの範囲外にある場合、初期抵抗の増加を抑制することが困難になる可能性がある。
【００５０】
ピークＢは、例えば、活物質の二次粒子又は一次粒子に帰属されるピークである。ピークＢは、粒度分布チャートの粒子径１μｍ〜２０μｍの範囲内において、ピークトップの頻度が最も高いピークである。粒度分布チャートにおいて、粒子径０．２μｍ〜３μｍの範囲内に２つのピークが現れた場合は、より小さい粒子径に対応したピークトップを有するピークをピークＡとする。
【００５１】
ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢは、例えば、１μｍ〜２０μｍの範囲内にあり、好ましくは３μｍ〜１０μｍの範囲内にある。粒子径ＤＢが１μｍ未満であると、活物質の二次粒子径又は一次粒子径が小さく、活物質の表面積が大きいため、導電材が不足している状態である可能性がある。粒子径ＤＢが２０μｍを超えている場合、活物質の二次粒子径又は一次粒子径が大きく、活物質含有層のバルクとしてのリチウムイオン拡散距離が長くなる可能性がある。即ち、ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢが１μｍ〜２０μｍの範囲外にある場合、初期抵抗の増加を抑制することが困難になる可能性がある。
【００５２】
ピークＡのピークトップの頻度ＰＡは、例えば１％以上４％以下の範囲内にあり、好ましくは１．５％以上３．５％以下の範囲内にある。頻度ＰＡが１％未満であると、活物質含有層を構成する粒子の総数に対して、ピークＡに帰属される活物質の一次粒子及び導電材の存在比率が低い。この場合、二次粒子として存在する活物質の存在比率が高過ぎる可能性がある。言い換えると、活物質の二次粒子が、十分に一次粒子へ解砕されていない可能性がある。或いは、導電材が十分に分散されていない（凝集体が解砕されていない）可能性がある。一方、頻度ＰＡが４％を超えると、二次粒子として存在する活物質の量に対して、一次粒子として存在する活物質の量が多すぎて、活物質表面積に対して導電材が不足している可能性がある。頻度ＰＡが１％以上４％以下の範囲内にあると、初期抵抗の増大を抑制する効果と、充放電を繰り返した場合の抵抗上昇を抑制する効果とが得られるため、優れた入出力特性及びサイクル寿命特性を実現することができる。
【００５３】
ピークＢのピークトップの頻度ＰＢは、例えば２％以上８％以下の範囲内にあり、好ましくは２．５％以上７％以下の範囲内にある。頻度ＰＢが２％未満であると、活物質含有層を構成する粒子の総数に対して、ピークＢに帰属される活物質の二次粒子の存在比率が低い。言い換えると、活物質の二次粒子が一次粒子へ解砕され過ぎている可能性がある。この場合、活物質表面積の高さに対して導電材が不足している可能性がある。頻度ＰＢが８％を超えていると、ピークＢに帰属される活物質の二次粒子の存在比率が高い。言い換えると、活物質の二次粒子が、十分に一次粒子へ解砕されていない可能性がある。頻度ＰＢが２％以上８％以下の範囲内にあると、初期抵抗の増大を抑制する効果と、充放電を繰り返した場合の抵抗上昇を抑制する効果とが得られるため、優れた入出力特性及びサイクル寿命特性を実現することができる。
【００５４】
ピークＡのピークトップの頻度ＰＡとピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある。比ＰＡ／ＰＢは、好ましくは０．３以上１．１以下の範囲内にある。
【００５５】
比ＰＡ／ＰＢが０．２未満であると、ピークＢに対して、相対的に粒子径が小さい粒子として帰属されるピークＡの存在比率が過度に小さいことを意味している。この場合、活物質と電解質との反応面積を十分に確保できず、バインダの活物質表面への被覆による反応抵抗の増大が大きく影響する結果、電池の入出力特性及び低温特性が低下する。比ＰＡ／ＰＢが１．５を超える場合、ピークＢに対して、相対的に粒子径が小さい粒子として帰属されるピークＡの存在比率が過度に大きいことを意味している。この場合、活物質と電解質との反応面積が過度に大きい状態であるため、バインダによる活物質粒子表面の被覆が不十分である。それ故、活物質と電解質との副反応、及び、活物質の結晶構造変化を抑制することができず、優れた入出力特性及びサイクル寿命特性を実現することができない。
【００５６】
実施形態に係る電極の粒度分布チャートにおける平均粒子径（Ｄ５０）は、１．５μｍ以上６μｍ以下の範囲内にあることが好ましい。平均粒子径（Ｄ５０）がこの範囲内にあると、比ＰＡ／ＰＢが０．２以上１．５以下の範囲内にあることによる効果が得られやすい。平均粒子径（Ｄ５０）が１．５μｍ以上６μｍ以下の範囲内にあると、初期抵抗の増大を抑制する効果と、充放電を繰り返した場合の抵抗上昇を抑制する効果とが得られるため、より優れた入出力特性及びサイクル寿命特性を実現することができる。平均粒子径（Ｄ５０）が１．５μｍ未満であると、活物質と電解質との反応面積が過度に大きい状態であるため、バインダによる活物質粒子表面の被覆が不十分である可能性がある。平均粒子径（Ｄ５０）が６μｍ超であると、活物質と電解質との反応面積を十分に確保できず、バインダの活物質表面への被覆による反応抵抗の増大が大きく影響する結果、電池の入出力特性及び低温特性が劣る可能性がある。
【００５７】
＜電極の粒度分布測定＞
実施形態に係る電極についての粒度分布チャートは、以下の手順で測定することにより得られる。
【００５８】
電極が正極として電池に組み込まれている場合、まず、電池から正極を取り出し、エチルメチルカーボネートに浸漬してＬｉ塩を除去した後に乾燥させる。乾燥後の電極について、集電体から正極活物質含有層のみをスパチュラにより剥ぎ取り、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）溶媒へ浸漬させる。その後、ＮＭＰ溶媒へ浸漬させた状態で超音波を用いて、正極活物質含有層をＮＭＰ溶媒へ分散させてサンプルとしての分散溶液を得る。この分散溶液について、レーザー回折式分布測定装置を用いて構成粒子の粒度分布測定を実施する。測定装置としては、例えばマイクロトラック・ベル株式会社製  マイクロトラックＭＴ３１００IIを使用することができる。
【００５９】
なお、上記分散溶媒を得る際の超音波処理は、レーザー回折式分布測定装置に付随する試料供給システムにより実施する。超音波処理は、４０Ｗの出力で、３００秒に亘って実施する。
【００６０】
上記測定により得られた粒度分布チャートから、上述した定義に従ってピークＡ及びピークＢを決定する。また、この粒度分布チャートから、活物質含有層を構成する粒子の平均粒子径（Ｄ５０）を決定することができる。
【００６１】
＜被覆率測定＞
活物質粒子の表面のバインダによる被覆率は、以下の手順で測定することができる。  
活物質含有層の断面における活物質粒子及び導電材の粒子は、電界放射型走査電子顕微鏡(Field Emission Scanning Electron Microscope; FE-SEM)を用いて観察することができる。また、活物質含有層の断面における活物質粒子及びバインダは、エネルギー分散型Ｘ線分析 (Energy Dispersive X-ray spectrometry; EDX)により、判別することができる。活物質含有層の断面のマッピング画像は、次のように求めることができる。
【００６２】
正極を測定対象とする場合、まず、電池を放電状態にした後に、電池から正極を取り出す。正極を取り出す作業は、アルゴン雰囲気などの不活性雰囲気にて行う。その後、正極をエチルメチルカーボネートに浸漬してＬｉ塩を除去した後に、乾燥したものを測定サンプルとする。観察用の断面の作製方法としては、断面を得ることができれば制限はなく、正極の加工のしやすさによって適宜選択される。具体的には測定サンプルとした正極を、そのまま、又は必要に応じて正極活物質含有層の空孔に樹脂等の充填剤を充填した試料を用いて、剃刀やミクロトームでの切断、液体窒素中での割断、Ａｒイオンビーム又はＧａイオンビームでの切断などの方法がある。
【００６３】
次に、加工した正極を、装置試料台上に貼り付ける。このとき、正極が試料台から剥がれたり浮いたりしないように、導電性テープなどを用いて処置を施す。また、必要であれば、正極を試料板に貼り付けるのに適切な大きさに切断してもよい。測定時にも正極を不活性雰囲気に維持した状態で試料室に導入する。上述のように準備した正極について、ＦＥ−ＳＥＭを用いて、３００００倍の倍率で正極活物質含有層の断面を測定する。更に、同分析範囲に対してＥＤＸによる元素マッピング分析を実施することで、正極活物質とバインダとを判別することができる。正極活物質は、構成元素であるＮｉ、Ｍｎ、Ｃｏの元素マッピングによって、バインダは、構成元素であるＮの元素マッピングによって同定することができる。
【００６４】
次に、正極活物質含有層の断面について、活物質表面のバインダによる被覆率を求める。正極活物質含有層の断面のＦＥ−ＳＥＭ測定、ＥＤＸ分析から確認した正極活物質粒子の中で、最も大きな粒子と最も小さい粒子を除外する。最も大きな粒子及び最も小さい粒子以外の正極活物質粒子について、粒子外周部分におけるバインダに由来するＮ元素のマッピング画像を２値化する。更に、Ｎ元素の存在比率を求めることより得られる値を、バインダによる被覆率とする。
【００６５】
具体的には、２値化した後の断面画像において、活物質の一次粒子と判断される粒子に対しては、まず、当該画像における一次粒子の外周長さと、Ｎ元素が存在する部分の外周長さとを算出する。次に、下記式に従ってバインダによる活物質粒子の被覆率（百分率）を算出する。  
（一次粒子外周部のうちＮ元素が存在する部分の外周長さ）／（一次粒子外周部の長さ）×１００。
【００６６】
また、２値化した後の断面画像において、活物質の二次粒子と判断される粒子に対しては、まず、当該画像における二次粒子の外周長さと、Ｎ元素が存在する部分の外周長さとを算出する。この二次粒子が活物質以外の構成材料と接する側を二次粒子の外側と定義する。２値化後の断面画像において、二次粒子の外側についての輪郭を二次粒子の外周と定義する。次に、下記式に従ってバインダによる活物質粒子の被覆率（百分率）を算出する。  
（二次粒子外周部のうちＮ元素が存在する部分の外周長さ）／（二次粒子外周部の長さ）×１００
以上から、バインダによる活物質粒子の表面の被覆率を決定することができる。
【００６７】
＜活物質含有層中のバインダ含有量測定＞
電池から電極（例えば正極）を取り出し、エチルメチルカーボネートに浸漬してＬｉ塩を除去した後に、乾燥したものを測定サンプルとする。この測定サンプルに対して、示差熱天秤を用いた示差熱熱重量同時分析（Thermogravimeter-Differential Thermal Analyzer; TG/DTA）を行う。温度、及び雰囲気に対する重量変化を検出することで、測定サンプルである電極から、熱分解し、気化した成分を定量することができる。即ち、電極が含むバインダ量を定量的に確認することができる。
【００６８】
次に、実施形態に係る電極の製造方法について説明する。
【００６９】
例えば、活物質、導電材及びバインダを適当な溶媒に懸濁させて分散溶液を得る。この分散溶液に対してビーズミルなどを実施する分散工程を経て、活物質含有層形成用スラリーを得る。得られたスラリーを、集電体の片面又は両面に塗布して乾燥させることにより活物質含有層が積層された積層体を得る。この積層体にプレスを施し、必要に応じて切断することで電極が作製される。集電体には、導電タブが溶接されてもよい。
【００７０】
ビーズミルによる分散を実施する際には、ビーズの材質、ビーズ径、ビーズ充填率、羽根の回転数及び処理時間を調整することで、活物質含有層構成材料の粒度を制御することが可能となる。即ち、これらの条件を複合的に調節することにより、ピークＡ及びピークＢの粒子径及び頻度を調整することができる。
【００７１】
ピークＡの頻度ＰＡを高めるためには、一次粒子の形態で存在する活物質粒子及び導電材の存在比率を高めるために、活物質の二次粒子を解砕させたり、導電材の凝集を解したりする必要がある。そこで、ピークＡの頻度ＰＡを高めるためには、ビーズミル分散などの大きな衝突エネルギーを利用した分散を行うことが好ましい。具体的には、合剤層形成用の材料とＮＭＰなどの溶媒を混合したペースト状溶液に対して、サンドグラインダーなどのビーズミル分散を施すことが好ましい。
【００７２】
例えば、上述したビーズの材質、ビーズ径、ビーズ充填率、羽根の回転数及び処理時間を複合的に調整して、分散溶液を強く分散させると、ピークＡの頻度ＰＡが高まることにより比ＰＡ／ＰＢが大きくなる傾向にある。他方、ビーズの材質、ビーズ径、ビーズ充填率、羽根の回転数及び処理時間を複合的に調整して、分散溶液を弱く分散させると、ピークＢの頻度ＰＢが高まることにより比ＰＡ／ＰＢが小さくなる傾向にある。
【００７３】
なお、ピークＢの頻度ＰＢは、使用する活物質粒子の粒度分布に大きく依存する。例えば、粒子の総数に対して二次粒子構造で存在する粒子の比率が高い活物質を使用した場合、ピークＢの頻度は高まる傾向にある。他方、粒子の総数に対して一次粒子構造で存在する粒子の比率が高い活物質を使用した場合、ピークＢの頻度は低くなる傾向にある。
【００７４】
例えば、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、粒子の総数に対して二次粒子構造で存在する粒子の比率が高い。また、リチウム含有コバルト酸化物は、粒子の総数に対して一次粒子構造で存在する粒子の比率が高い。また、リチウム含有マンガン酸化物は、粒子の総数に対して一次粒子構造で存在する粒子の比率が高い。
【００７５】
第１実施形態に係る電極は、活物質粒子と、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含むバインダとを含む活物質含有層を備えている。活物質粒子は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいる。レーザー回折散乱法により得られる電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応する粒子径が異なるピークＡ及びピークＢを有している。ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さい。ピークＡのピークトップの頻度ＰＡとピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある。それ故、実施形態に係る電極を備えた二次電池は、入出力特性及びサイクル寿命特性に優れる。
【００７６】
（第２の実施形態）
第２の実施形態によると、負極と、正極と、電解質とを含む非水電解質電池が提供される。第２の実施形態に係る非水電解質電池は、例えばリチウムイオン二次電池であり得る。
【００７７】
第２実施形態に係る非水電解質電池は、正極と負極との間に配されたセパレータを更に具備することもできる。負極、正極及びセパレータは、電極群を構成することができる。電解質は、電極群に保持され得る。電極群において、正極活物質含有層と負極活物質含有層とは、セパレータを介して対向し得る。
【００７８】
また、第２の実施形態に係る非水電解質電池は、電極群及び電解質を収容する外装部材と、負極に電気的に接続された負極端子と、正極に電気的に接続された正極端子とを更に具備することができる。
【００７９】
以下、負極、正極、電解質、セパレータ、外装部材、負極端子及び正極端子について詳細に説明する。
【００８０】
（１）正極
正極としては、上述した第１の実施形態に係る電極を用いることができる。
【００８１】
正極活物質含有層の密度（集電体を含まず）は、２．６ｇ／ｃｍ3以上３．５ｇ／ｃｍ3以下であることが好ましい。正極活物質含有層の密度がこの範囲内にある正極は、エネルギー密度と電解質の保持性とに優れている。正極活物質含有層の密度は、２．８ｇ／ｃｍ3以上３．３ｇ／ｃｍ3以下であることがより好ましい。
【００８２】
（２）負極
負極は、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極活物質含有層とを含むことができる。
【００８３】
負極集電体は、表面に負極活物質含有層を担持していない部分を含むことができる。この部分は、負極タブとして働くことができる。あるいは、負極は、負極集電体とは別体の負極タブをさらに具備することもできる。負極活物質含有層は、負極活物質を含む。
【００８４】
負極集電体としては、電気伝導性の高い材料を含むシートを使用することができる。例えば、負極集電体として、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を使用することができる。アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔を使用する場合、その厚さは、好ましくは２０μｍ以下である。アルミニウム合金箔は、マグネシウム、亜鉛、及びケイ素等を含むことができる。また、アルミニウム合金箔に含まれる、鉄、銅、ニッケル、及びクロムなどの遷移金属の含有量は１質量％以下であることが好ましい。
【００８５】
負極活物質としては、例えば、金属、合金、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、黒鉛質材料及び炭素質材料から選択される少なくとも１つを使用することができる。金属酸化物としては、例えば、チタンを含む物質を用いることができる。チタンを含む物質の例は、リチウムチタン複合酸化物を含む。金属硫化物の例は、例えばＴｉＳ2のような硫化チタン、例えばＭｏＳ2のような硫化モリブデン、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ2及びＬｉｘＦｅＳ2のような硫化鉄を含む。黒鉛質材料及び炭素質材料としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。なお、複数の異なった負極活物質を混合して用いることも可能である。
【００８６】
チタンを含む物質の例は、単斜晶型二酸化チタン（ＴｉＯ2）、アナターゼ型二酸化チタン、ルチル型二酸化チタン、ホランダイト型チタン複合酸化物、直方晶型（orthorhombic）チタン含有複合酸化物及び単斜晶型ニオブチタン複合酸化物を含む。
【００８７】
リチウムチタン複合酸化物の例は、スピネル構造を有するチタン酸リチウム（例えば、Ｌｉ4+xＴｉ5Ｏ12、０≦ｘ≦３）及びラムスデライト構造を有するチタン酸リチウム（例えばＬｉ2+yＴｉ3Ｏ7、０≦ｙ≦３）を含む。
【００８８】
負極活物質は、粒子として負極活物質含有層に含まれ得る。負極活物質粒子の一次粒子の平均粒子径は、５μｍ以下であることが好ましい。一次粒子の平均粒子径が５μｍ以下であると、電極反応に寄与する有効面積を十分に確保することができ、非水電解質電池において良好な大電流放電性能を得ることができる。
【００８９】
負極活物質含有層は、必要に応じて、導電材及びバインダを更に含むことができる。
【００９０】
導電材は、集電性能を高めるために必要に応じて用いられる。導電材は、例えば炭素材料である。炭素材料は、アルカリ金属イオンの吸蔵性及び導電性が高いことが好ましい。炭素材料の例は、例えば、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛、カーボンファイバー及びグラフェンなどである。導電材の種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
【００９１】
バインダは、負極活物質粒子と負極集電体とを結合するために用いられる。バインダの例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン、フッ素系ゴム、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、またはカルボキシルメチルセルロース（ＣＭＣ）を含む。バインダの種類は、１種類または２種類以上にすることができる。
【００９２】
負極活物質含有層に含まれる負極活物質、負極導電材及びバインダの割合は、それぞれ、７０質量％以上９５質量％以下、０質量％以上２５質量％以下、及び２質量％以上１０質量％以下であることが好ましい。
【００９３】
負極は、例えば、以下の手順で作製することができる。まず、負極活物質、導電材及びバインダを、適切な溶媒、例えばＮ−メチルピロリドンに投入してスラリーを調製する。このスラリーを負極集電体の両方の主面に塗布し、塗膜を乾燥させる。スラリーは、負極集電体の一方の主面にのみ塗布してもよい。次いで、乾燥させた塗膜をプレスして所望の密度を有する負極活物質含有層を得ることにより、負極が完成する。
【００９４】
（３）セパレータ
セパレータは、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、ポリオレフィン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、及びビニロンのようなポリマーで作られた多孔質フィルム又は不織布を用いることができる。セパレータの材料は１種類であってもよく、或いは、２種類以上を組合せて用いてもよい。
【００９５】
セパレータは、１０μｍ以上１００μｍ以下の直径を有する空孔を含んでいることが好ましい。また、セパレータの厚さは、２μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。
【００９６】
（４）非水電解質
非水電解質は、例えば、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解された電解質塩とを含む。非水電解質は、ポリマーを含んでいてもよい。
【００９７】
非水溶媒の例として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＨＦ）、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）及びジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）を挙げることができる。これらの溶媒は１種類で使用してもよいし又は２種類以上を混合して用いてもよい。また、溶媒を二種類以上組み合わせる場合、それぞれの溶媒として誘電率が２０以上のものを選ぶことが好ましい。
【００９８】
電解質塩は、例えば、アルカリ塩であり、好ましくはリチウム塩である。電解質塩の例として、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルイミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ3ＳＯ3（通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ビスオキサラトホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2（通称ＬｉＢＯＢ））、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム（ＬｉＦ2ＢＣ2Ｏ4）、ジフルオロ（トリフルオロ−２−オキシド−２−トリフルオロ−メチルプロピオナト（２−）−０，０）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ2（ＯＣＯＯＣ（ＣＦ3）2）（通称ＬｉＢＦ2（ＨＨＩＢ）））、ジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ2Ｆ2）等のリチウム塩を挙げることができる。これらの電解質塩は一種類で使用してもよいし又は二種類以上を混合して用いてもよい。特に、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ビスオキサラトホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2（通称ＬｉＢＯＢ））、ジフルオロ（オキサラト）ホウ酸リチウム（ＬｉＦ2ＢＣ2Ｏ4）、ジフルオロ（トリフルオロ−２−オキシド−２−トリフルオロ−メチルプロピオナト（２−）−０，０）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ2（ＯＣＯＯＣ（ＣＦ3）2）（通称ＬｉＢＦ2（ＨＨＩＢ）））及びジフルオロリン酸リチウム（ＬｉＰＯ2Ｆ2）からなる群より選択される少なくとも１つが好ましい。
【００９９】
電解質塩濃度は、０．５Ｍ以上３.０Ｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、高負荷電流を流した場合の性能を向上することができる。
【０１００】
非水電解質は他成分を含んでいてもよい。他成分は、特に限定されるものではないが、例えば、ビニレンカーボネイト（ＶＣ）、フルオロビニレンカーボネート、メチルビニレンカーボネート、フルオロメチルビニレンカーボネート、エチルビニレンカーボネート、プロピルビニレンカーボネート、ブチルビニレンカーボネート、ジメチルビニレンカーボネート、ジエチルビニレンカーボネート、ジプロピルビニレンカーボネート、ビニレンアセテート（ＶＡ）、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート、プロパンスルトン及びブタンスルトン等が挙げられる。添加剤の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。
【０１０１】
（５）負極端子及び正極端子
負極端子は、その一部が負極の一部に電気的に接続されることによって、負極と外部端子との間で電子が移動するための導体として働くことができる。負極端子は、例えば、負極集電体、特に負極タブに接続することができる。同様に、正極端子は、その一部が正極の一部に電気的に接続されることによって、正極と外部回路との間で電子が移動するための導体として働くことができる。正極端子は、例えば、正極集電体、特に正極タブに接続することができる。負極端子及び正極端子は、電気伝導性の高い材料から形成されていることが好ましい。集電体に接続する場合、接触抵抗を低減させるために、これらの端子は、集電体と同様の材料からなることが好ましい。
【０１０２】
（６）外装部材
外装部材としては、例えば金属製容器又はラミネートフィルム製容器を用いることができるが、特に限定されない。外装部材として金属製容器を用いることにより、耐衝撃性及び長期信頼性に優れた非水電解質電池を実現することができる。外装部材としてラミネートフィルム製容器を用いることにより、耐腐食性に優れた非水電解質電池を実現できると共に、非水電解質電池の軽量化を図ることができる。
【０１０３】
金属製容器は、例えば、板厚が０．２ｍｍ以上５ｍｍ以下の範囲内にあるものを用いることができる。金属製容器の板厚は、０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【０１０４】
金属製容器は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種の金属元素を含んでいることが好ましい。金属製容器は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等から作ることができる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１質量％以下にすることが好ましい。これにより、高温環境下での長期信頼性及び耐衝撃性を飛躍的に向上させることができる。
【０１０５】
ラミネートフィルム製容器のフィルムの厚さは、例えば、０．１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内にある。ラミネートフィルムの厚さは０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
【０１０６】
ラミネートフィルムは、例えば、金属層と、この金属層を挟み込んだ樹脂層とを含む多層フィルムからなる。金属層は、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｓｎ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１種を含む金属を含むことが好ましい。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂層は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行って外装部材の形状に成形することができる。
【０１０７】
外装部材の形状としては、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等が挙げられる。外装部材は、用途に応じて様々な寸法を採ることができる。例えば、非水電解質電池を携帯用電子機器の用途に用いる場合は、外装部材は搭載する電子機器の大きさに合わせて小型のものにすることができる。また、非水電解質電池を二輪乃至四輪の自動車等に積載する場合、大型電池用の容器を用いることができる。
【０１０８】
次に、第２実施形態に係る非水電解質電池の例を、図面を参照しながら更に詳細に説明する。
【０１０９】
図１は、第２の実施形態に係る非水電解質電池の一例を示す一部切欠き斜視図である。図２は、図１に示す非水電解質電池のＡ部の拡大断面図である。
【０１１０】
図１及び図２に示す非水電解質電池１００は、扁平型の電極群１を具備する。扁平型の電極群１は、負極２と、正極３と、セパレータ４とを含む。電極群１は、負極２及び正極３をその間にセパレータ４を介在させて偏平形状となるように渦巻き状に捲回した構造を有する。なお、ここでは捲回型電極群について説明するが、電極群は、負極２とセパレータ４と正極３とを複数積層させた積層型電極群であってもよい。
【０１１１】
負極２は、図２に示すように、負極集電体２ａと、負極集電体２ａ上に担持された負極活物質含有層２ｂとを具備する。正極３は、図２に示すように、正極集電体３ａと、正極集電体３ａ上に担持された正極活物質含有層３ｂとを具備する。
【０１１２】
図１に示すように、非水電解質電池１００において、負極２には帯状の負極端子５が電気的に接続されている。より具体的には、負極端子５が負極集電体２ａに接続されている。また、正極３には帯状の正極端子６が電気的に接続されている。より具体的には、正極端子６が正極集電体３ａに接続されている。
【０１１３】
また、非水電解質電池１００は、容器としてのラミネートフィルム製の外装容器７を更に具備している。即ち、非水電解質電池１００は、ラミネートフィルム製の外装容器７からなる外装材を具備する。
【０１１４】
電極群１は、ラミネートフィルム製の外装容器７内に収容されている。ただし、負極端子５及び正極端子６の端部が外装容器７から延出している。ラミネートフィルム製の外装容器７内には、図示しない非水電解質が収容されている。非水電解質は、電極群１に含浸されている。外装容器７は、周縁部がヒートシールされており、それにより、電極群１及び非水電解質が封止されている。
【０１１５】
次に、第２の実施形態に係る非水電解質電池の他の例を、図３を参照しながら詳細に説明する。図３は、第２の実施形態に係る非水電解質電池の他の例を示す一部切欠き斜視図である。
【０１１６】
図３に示す非水電解質電池２００は、外装材が金属製容器１７ａ及び封口板１７ｂから構成されている点で、図１及び図２に示す非水電解質電池１００と異なる。
【０１１７】
扁平型の電極群１１は、図１及び図２に示す非水電解質電池１００における電極群１と同様に、負極と、正極と、セパレータとを含む。また、電極群１１は、電極群１と同様な構造を有している。ただし、電極群１１では、後述するとおり負極端子５及び正極端子６に代わって、負極タブ１５ａ及び正極タブ１６ａが、それぞれ、負極及び正極に接続されている。
【０１１８】
図３に示す非水電解質電池２００では、このような電極群１１が、金属製容器１７ａの中に収容されている。金属製容器１７ａは、図示しない非水電解質をさらに収納している。金属製容器１７ａは、金属製の封口板１７ｂにより封止されている。金属製容器１７ａと封口板１７ｂとは、例えば外装材としての外装缶を構成する。
【０１１９】
負極タブ１５ａは、その一端が負極集電体に電気的に接続され、他端が負極端子１５に電気的に接続されている。正極タブ１６ａは、その一端が正極集電体に電気的に接続され、他端が封口板１７ｂに固定された正極端子１６に電気的に接続されている。正極端子１６は、封口板１７ｂに絶縁部材１７ｃを介して固定されている。正極端子１６と封口板１７ｂとは、絶縁部材１７ｃにより電気的に絶縁されている。
【０１２０】
第２実施形態に係る非水電解質電池は、第１実施形態に係る電極を備えている。したがって、第２実施形態に係る非水電解質電池は、優れた入出力特性及びサイクル寿命特性を実現することができる。
【０１２１】
（第３の実施形態）
第３の実施形態によると、電池パックが提供される。この電池パックは、第２の実施形態に係る非水電解質電池を含む。
【０１２２】
第３の実施形態に係る電池パックは、複数の非水電解質電池を備えることもできる。複数の非水電解質電池は、電気的に直列に接続することもできるし、又は電気的に並列に接続することもできる。或いは、複数の非水電解質電池を、直列及び並列の組み合わせで接続することもできる。
【０１２３】
第３の実施形態に係る電池パックは、例えば、非水電解質電池を５つ具備することもできる。これらの非水電解質電池は、直列に接続されることができる。また、直列に接続された非水電解質電池は、組電池を構成することができる。即ち、第３の実施形態に係る電池パックは、組電池を具備することもできる。
【０１２４】
第３の実施形態に係る電池パックは、複数の組電池を具備することができる。複数の組電池は、直列、並列、又は直列及び並列の組み合わせで接続することができる。
【０１２５】
以下に、第３の実施形態に係る電池パックの一例を、図４及び図５を参照しながら説明する。図４は、第３の実施形態に係る電池パックの一例を示す分解斜視図である。図５は、図４に示す電池パックの電気回路の一例を示すブロック図である。
【０１２６】
図４及び図５に示す電池パック２０は、複数個の単電池２１を備える。単電池２１は、図１を参照しながら説明した第２の実施形態に係る一例の扁平型非水電解質電池１００であり得る。
【０１２７】
複数の単電池２１は、外部に延出した負極端子５及び正極端子６が同じ向きに揃えられるように積層され、粘着テープ２２で締結されることにより、組電池２３を構成している。これらの単電池２１は、図５に示すように互いに電気的に直列に接続されている。
【０１２８】
プリント配線基板２４は、単電池２１の負極端子５及び正極端子６が延出する側面に対向するように配置されている。プリント配線基板２４には、図５に示すようにサーミスタ２５、保護回路２６及び外部機器への通電用端子２７が搭載されている。なお、プリント配線基板２４には、組電池２３と対向する面に、組電池２３の配線との不要な接続を回避するために絶縁板（図示せず）が取り付けられている。
【０１２９】
正極側リード２８は、組電池２３の最下層に位置する正極端子６に接続され、その先端はプリント配線基板２４の正極側コネクタ２９に挿入されて電気的に接続されている。負極側リード３０は、組電池２３の最上層に位置する負極端子５に接続され、その先端はプリント配線基板２４の負極側コネクタ３１に挿入されて電気的に接続されている。これらのコネクタ２９及び３１は、プリント配線基板２４に形成された配線３２及び３３を通して保護回路２６に接続されている。
【０１３０】
サーミスタ２５は、単電池２１の温度を検出し、その検出信号は保護回路２６に送信される。保護回路２６は、所定の条件で保護回路２６と外部機器への通電用端子２７との間のプラス側配線３４ａ及びマイナス側配線３４ｂを遮断できる。所定の条件の一例としては、サーミスタ２５の検出温度が所定温度以上になったときを挙げられる。また、所定の条件の他の例とは、単電池２１の過充電、過放電、又は過電流等を検出したときを挙げられる。この過充電等の検出は、個々の単電池２１もしくは組電池２３全体について行われる。なお、個々の単電池２１を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位又は負極電位を検出してもよい。後者の場合、個々の単電池２１中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図４及び図５の電池パック２０は、単電池２１それぞれに電圧検出のための配線３５が接続されている。これら配線３５を通して検出信号が保護回路２６に送信される。
【０１３１】
正極端子６及び負極端子５が突出する側面を除く組電池２３の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート３６がそれぞれ配置されている。
【０１３２】
組電池２３は、各保護シート３６及びプリント配線基板２４と共に収納容器３７内に収納される。即ち、収納容器３７の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の一方の内側面それぞれに保護シート３６が配置され、短辺方向の他方の内側面にプリント配線基板２４が配置される。組電池２３は、保護シート３６及びプリント配線基板２４で囲まれた空間内に位置する。蓋３８は、収納容器３７の上面に取り付けられている。
【０１３３】
なお、組電池２３の固定には粘着テープ２２に代えて、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池の両側面に保護シートを配置し、熱収縮テープを周回させた後、熱収縮テープを熱収縮させて組電池を結束させる。
【０１３４】
図４及び図５では単電池２１を直列接続した形態を示したが、電池容量を増大させるためには並列に接続してもよい。さらに、組み上がった電池パックを直列及び／又は並列に接続することもできる。
【０１３５】
また、第３の実施形態に係る電池パックの態様は用途により適宜変更される。第３の実施形態に係る電池パックの用途としては、大電流性能でのサイクル性能が望まれるものが好ましい。具体的な用途としては、デジタルカメラの電源用や、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、及びアシスト自転車等の車載用が挙げられる。第３の実施形態に係る電池パックの用途としては、特に、車載用が好適である。
【０１３６】
第３の実施形態に係る電池パックは、第２の実施形態に係る非水電解質電池を備えている。したがって、第３の実施形態に係る電池パックは、優れた入出力特性及びサイクル寿命特性を実現することができる。
【実施例】
【０１３７】
以下、実施例に基づいて上記実施形態をさらに詳細に説明する。【０１３８】
（実施例１）
＜正極の作製＞
正極活物質として、平均粒子径が６．５μｍのリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2）と、平均粒子径が７．０μｍのリチウム含有コバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）とを準備した。導電材としてグラファイト及びアセチレンブラック、結着材としてアクリロニトリルを単量体とする重合体（ポリアクリロニトリル）を準備した。ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2と、ＬｉＣｏＯ2と、グラファイトと、アセチレンブラックと、ポリアクリロニトリルとを７０：１９：５：５：１の質量比でＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に分散させた。こうして、ペースト状の分散溶液を得た。得られた分散溶液に対してビーズミル分散を実施して、導電材及び活物質を均一に分散させ、スラリーを得た。【０１３９】
ビーズミル分散は、アイメックス株式会社製のビーズ式湿式微粒分散粉砕機：サンドグラインダーを用いて行った。メディアとしては、ビーズ径が２ｍｍであるガラスビーズを用い、ビーズ充填率は４０％とした。分散条件は、回転数を８００ｒｐｍとし、処理時間を６０分とした。【０１４０】
ビーズミル分散を実施した後に得られたスラリーを、帯状のアルミニウム箔からなる集電体の表裏両面に均一に塗布し、乾燥して正極活物質含有層を形成した。次いで、乾燥後の帯状体にプレス処理を施して正極を得た。【０１４１】
＜負極の作製＞
負極活物質としてＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12、導電材としてグラファイト、バインダとしてポリフッ化ビニリデンを準備した。これらを、８５：１０：５の質量比でＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に分散させてスラリーを調製した。得られたスラリーを、厚さ２０μｍのアルミニウム箔の表裏両面に均一に塗布し、乾燥して負極活物質含有層を形成した。次いで、乾燥後の帯状体にプレス処理を施して負極を得た。【０１４２】
＜電極群の作製＞
セパレータとして、２枚のポリエチレン製多孔質フィルムを用意した。次に、セパレータ、正極、セパレータ及び負極をこの順で積層させて積層体を形成した。得られた積層体を負極が最外周に位置するように巻き芯を利用して渦巻き状に捲回した。次いで、巻き芯を抜いた後に、加熱しながらプレスすることにより捲回型電極群を作製した。【０１４３】
＜非水電解質の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを体積比で１：２になるように混合して混合溶媒を調製した。この混合溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１Ｍ（ｍｏｌ／Ｌ）の濃度となるように溶解させて、非水電解質を調製した。【０１４４】
＜電池の作製＞
上述のとおりに得られた捲回型電極群の正極及び負極のそれぞれに、正極端子及び負極端子を装着し、ラミネート製の容器に電極群を入れた。次いで、電極群を収容した容器内に、注液口から非水電解質を注入した。次いで、注液口を封止することで非水電解質電池を作製した。このようにして、厚さ３．５ｍｍ、幅３５ｍｍ、高さ６５ｍｍ、質量２５ｇの扁平型非水電解質二次電池を作製した。表１に、実施例１に係る電池を作製した際の種々の条件をまとめる。この表１には、後述する実施例２〜１０に係る電池を作製した際の種々の条件も記載している。【０１４５】
（実施例２）
正極作製の際に、ビーズミル分散の処理時間を５０分としたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１４６】
（実施例３）
正極作製の際に、バインダとしてアクリロニトリル共重合体を１．５質量％の量で添加したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。このアクリロニトリル共重合体は、アクリロニトリル及びアクリル酸を単量体として含む共重合体であった。この共重合体は、アクリロニトリルを７０ｍｏｌ％以上含んでいた。【０１４７】
（実施例４）
正極作製の際に、ビーズミル分散の処理時間を１００分としたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１４８】
（実施例５）
正極作製の際に、ビーズミル分散の回転数を７００ｒｐｍとしたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１４９】
（実施例６）
正極作製の際に、ビーズミル分散の回転数を７００ｒｐｍとし、処理時間を５０分としたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１５０】
（実施例７）
電解質の溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比で１：１になるように混合した混合溶媒を使用したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１５１】
（実施例８）
電解質の溶媒として、エチレンカーボネート（ＥＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）とを体積比で１：１になるように混合した混合溶媒を使用したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１５２】
（実施例９）
正極作製の際に、ビーズミル分散を実施する前に調製する分散溶液として、平均粒子径が６．０μｍのＬｉＭｎ2Ｏ4と、平均粒子径が７．０μｍのＬｉＣｏＯ2と、グラファイトと、アセチレンブラックと、ポリアクリロニトリルとを７０：１９：５：５：１の質量比でＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に分散させた溶液を準備したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。つまり、実施例９に係る正極は、正極活物質としてＬｉＭｎ2Ｏ4とＬｉＣｏＯ2とを含んでいた。【０１５３】
（実施例１０）
正極作製の際に、ビーズミル分散を実施する前に調製する分散溶液として、平均粒子径が６．５μｍのＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2と、グラファイトと、アセチレンブラックと、ポリアクリロニトリルとを８９：５：５：１の質量比でＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に分散させた溶液を準備したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。つまり、実施例１０に係る正極は、正極活物質としてＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2を含んでいた。【０１５４】
（比較例１）
正極作製の際に、バインダとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を３質量％の量で添加したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。表２に、比較例１に係る電池を作製した際の種々の条件をまとめる。この表２には、後述する比較例２〜比較例６に係る電池を作製した際の種々の条件も記載している。【０１５５】
（比較例２）
正極作製の際に、ビーズミル分散の充填率を６０％とし、処理時間を１８０分としたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１５６】
（比較例３）
正極作製の際に、バインダとしてのポリアクリロニトリル添加量を１．５質量％とし、且つ、ビーズミル分散の充填率を３０％とし、回転数を５００ｒｐｍとし、処理時間を３０分としたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１５７】
（比較例４）
正極作製の際に、バインダとしてのポリアクリロニトリル添加量を５質量％とし、且つ、ビーズミル分散の充填率を３０％とし、回転数を５００ｒｐｍとし、処理時間を３０分としたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１５８】
（比較例５）
電解質塩として、１Ｍのビストリフルオロメタンスルホニルイミドリチウム（Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ； ＬｉＴＦＳＩ）を使用し、且つ、バインダとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を３質量％の量で添加したことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１５９】
（比較例６）
正極作製の際に、バインダとしてのポリアクリロニトリル添加量を５質量％とし、ビーズミル分散の充填率を６０％とし、処理時間を１８０分としたことを除いて、実施例１に記載したのと同様の方法で電池を作製した。【０１６０】
【表１】
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【０１６１】
【表２】
0006951555.tif 000003
【０１６２】
（評価方法）
＜レーザー回折散乱法による粒度分布測定＞
実施例１〜１０及び比較例１〜６で作製した電池が含む正極について、第１の実施形態において説明した方法により粒度分布チャートを得た。また、得られた粒度分布チャートに基づいてそれぞれの例に係るピークＡ及びピークＢを決定し、正極活物質含有層を構成する粒子の平均粒子径（Ｄ５０）を算出した。これらの結果を表３及び表４に示す。【０１６３】
また、図６は、実施例１に係る粒度分布チャートを示す図である。図６において、横軸は粒子径［μｍ］を示し、縦軸は頻度［％］を示している。図６に示すように、このチャートは、ピークトップに対応する粒子径が互いに異なるピークＡ及びピークＢを有している。ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは０．８μｍであり、ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢは４．２μｍであるため、粒子径ＤＡは粒子径ＤＢと比較してより小さい。また、ピークＡのピークトップに対応する頻度ＰＡは３．１％であり、ピークＢのピークトップに対応する頻度ＰＢは３．４％であるため、比ＰＡ／ＰＢは０．９であった。即ち、比ＰＡ／ＰＢは０．２以上１．５以下の範囲内にあった。【０１６４】
＜活物質粒子の表面のバインダによる被覆率測定＞
実施例１〜１０及び比較例１〜６で作製した電池が含む正極について、第１の実施形態において説明した方法により、活物質粒子の表面のバインダによる被覆率を測定した。この結果を表３及び表４に示す。【０１６５】
＜入出力特性評価＞
実施例１〜１０及び比較例１〜６で作製した非水電解質電池について、以下の方法で入出力特性を評価した。充電率１００％（ＳＯＣ１００％）の状態の電池を、２５℃の温度条件下で、１Ｃ及び１０Ｃの電流値でそれぞれ連続放電して、１Ｃ放電容量及び１０Ｃ放電容量を測定した。１０Ｃ放電容量を１Ｃ放電容量で除して得られた比Ｃ（１０Ｃ）／Ｃ（１Ｃ）を、入出力特性を評価する指標とした。この結果を表３及び表４に示す。【０１６６】
＜サイクル寿命特性評価＞
実施例１〜１０及び比較例１〜６で作製した非水電解質電池について、以下の方法で４５℃の温度条件下におけるサイクル試験を行い、容量維持率及び抵抗増加率を評価した。これらの結果を表３及び表４に示す。【０１６７】
具体的には、まず、２５℃において、電池を充電率５０％（ＳＯＣ５０％）の状態から１Ｃ及び１０Ｃの電流値で放電し、放電１０秒後の電池電圧から電池抵抗値Ｒ１（１ｃｙｃ）を算出した。【０１６８】
次に、４５℃において、電池を２Ｃの電流値で充電し２Ｃの電流値で放電することを１回のサイクル（２Ｃ／２Ｃサイクル）と定めて、２Ｃ/２Ｃサイクル試験を繰り返し実施した。このサイクル試験において、初回放電容量に対する複数回（ｎ）サイクル実施後の放電容量の比（Ｃ（ｎ）／Ｃ（１））が８０％の容量維持率となるサイクル数を測定した。【０１６９】
また、５００サイクル実施した際に、サイクル試験前の抵抗値Ｒ１（１ｃｙｃ）の測定と同様にして、５００サイクル後の抵抗値Ｒ５００（５００ｃｙｃ）を測定し、Ｒ５００をＲ１で除することにより抵抗増加率を算出した。【０１７０】
【表３】
0006951555.tif 000004
【０１７１】
【表４】
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【０１７２】
表３及び表４において、「粒子径ＤＡ」及び「頻度ＰＡ」は、いずれもピークＡのピークトップに対応した値を示している。「粒子径ＤＢ」、及び「頻度ＰＢ」は、いずれもピークＢのピークトップに対応した値を示している。「正極粒子の平均粒子径（Ｄ５０）」の列は、正極活物質含有層を構成している粒子の平均粒子径（Ｄ５０）を示している。この平均粒子径（Ｄ５０）は、正極に対して実施した粒度分布測定により得られた粒度分布チャートから算出した値である。【０１７３】
「活物質表面被覆率」の列には、上記被覆率測定により測定した、活物質粒子の表面のバインダによる被覆率を百分率で記載している。「放電容量比Ｃ（１０Ｃ）／Ｃ（１Ｃ）」の列は、上記入出力特性評価により得られた比Ｃ（１０Ｃ）／Ｃ（１Ｃ）の値を記載している。「４５℃サイクル容量維持率」は上記サイクル寿命特性評価において測定したサイクル数を記載している。「４５℃サイクル抵抗増加率」は上記サイクル寿命特性評価において測定した、サイクル試験前の抵抗値Ｒ１（１ｃｙｃ）に対する５００サイクル後の抵抗値Ｒ５００（５００ｃｙｃ）の比Ｒ５００／Ｒ１の値を記載している。【０１７４】
表３及び表４から明らかなように、粒子径ＤＡが粒子径ＤＢと比較してより小さく、頻度ＰＡと頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢが０．２以上１．５以下の範囲内にある実施例１〜１０に係る電池は、比ＰＡ／ＰＢが１．５を超えている比較例２及び６、並びに、比ＰＡ／ＰＢが０．２未満である比較例３及び４に係る電池と比較して入出力特性及びサイクル寿命特性の双方がバランス良く優れていた。【０１７５】
比較例１及び５に示すように、比ＰＡ／ＰＢが０．２以上１．５以下の範囲内にあっても、バインダとしてＰＶｄＦを使用した電池は、入出力特性及び／又はサイクル寿命特性に劣っていることがわかる。【０１７６】
比較例５は、バインダとしてＰＶｄＦを使用し、電解質塩としてＬｉＴＦＳＩを使用した例である。ＰＶｄＦは窒素原子を含んでいないが、ＬｉＴＦＳＩは窒素原子を含んでいるため、活物質表面はＴＦＳＩアニオンの分解物に由来した被膜で覆われていると考えられる。この分解物は窒素原子を含んでいると考えられる。この場合、比ＰＡ／ＰＢが０．２以上１．５以下の範囲内にあり、活物質表面のバインダによる被覆率が１００％であっても、実施例と比較して入出力特性及びサイクル寿命特性に劣ることがわかる。なお、粒子間の結着性も実施例と比較して劣っていた。【０１７７】
正極活物質含有層を構成する粒子の平均粒子径（Ｄ５０）が１．５μｍ以上６μｍ以下の範囲内にある実施例１〜３、５及び７〜１０は、当該平均粒子径（Ｄ５０）が１．５μｍ以上６μｍ以下の範囲外にある実施例４及び６と比較して、入出力特性及びサイクル寿命特性がバランス良く優れている。【０１７８】
以上に説明した少なくとも一つの実施形態及び実施例によると、電極が提供される。電極は、活物質粒子と、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含むバインダとを含む活物質含有層を備えている。活物質粒子は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含んでいる。レーザー回折散乱法により得られる電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応する粒子径が異なるピークＡ及びピークＢを有している。ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さい。ピークＡのピークトップの頻度ＰＡとピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある。【０１７９】
このような電極は、初期の抵抗増大及び長期使用時の抵抗増大の双方を抑制することが可能である。それ故、実施形態に係る電極を備えた非水電解質電池は、入出力特性及びサイクル寿命特性に優れる。【０１８０】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。  以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］
活物質粒子と、窒素原子を含む単量体を含む高分子を含むバインダとを含む活物質含有層を備えた電極であって、
前記活物質粒子は、リチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物、リチウム含有コバルト酸化物、リチウム含有マンガン酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１つを含み、
レーザー回折散乱法により得られる前記電極の粒度分布チャートは、ピークトップに対応する粒子径が異なるピークＡ及びピークＢを有しており、
前記ピークＡのピークトップに対応する粒子径ＤＡは、前記ピークＢのピークトップに対応する粒子径ＤＢと比較してより小さく、
前記ピークＡのピークトップの頻度ＰＡと前記ピークＢのピークトップの頻度ＰＢとの比ＰＡ／ＰＢは、０．２以上１．５以下の範囲内にある電極。
［２］
前記バインダは前記活物質粒子の表面を被覆しており、
前記バインダによる前記活物質粒子の表面の被覆率は、８５％以上９９．９％以下である［１］に記載の電極。
［３］
前記バインダは、前記高分子として、下記Ａ種及びＢ種から選択される少なくとも一種を含み、
前記Ａ種は、アクリロニトリル及びメタクリロニトリルから選択される少なくとも１つを単量体として含む重合体又は共重合体であり、
前記Ｂ種は、イミド及びアミドから選択される少なくとも１つを単量体として含む重合体又は共重合体である［１］又は［２］に記載の電極。
［４］
１００質量部の前記活物質粒子に対して、０．１質量部以上３質量部以下の前記バインダを含む［１］〜［３］の何れか１に記載の電極。
［５］
前記粒度分布チャートにおける平均粒子径（Ｄ５０）は、１．５μｍ以上６μｍ以下の範囲内にある［１］〜［４］の何れか１に記載の電極。
［６］
［１］〜［５］の何れか１に記載した電極である正極と、負極活物質を含む負極と、非水電解質とを備える非水電解質電池。
［７］
［６］に記載の非水電解質電池を備えた電池パック。
【図１】
0006951555.tif 000006
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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