(57)【要約】【課題】引張り強度が高く、乾燥時の収縮を低減させた紙をベースにしたセパレータを備えた非水電解質電池を提供する。【解決手段】外装材と、この外装材に収納され、正極、Ｌｉ吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の負極活物質を含む負極およびセパレータを有する電極群と、少なくともこの電極群に含浸された非水電解質とを備え、  前記セパレータは、セルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られ、前記正極および負極と共に捲回されるか、または九十九折りされる、長尺の形状を有し、かつ長手方向に沿う端部に熱融着樹脂含有領域を有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部が熱融着されることを特徴とする非水電解質電池。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装材と、この外装材に収納され、正極、Ｌｉ吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の負極活物質を含む負極およびセパレータを有する電極群と、少なくともこの電極群に含浸された非水電解質とを備え、
前記セパレータは、セルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られ、前記正極および負極と共に捲回されるか、または九十九折りされる、長尺の形状を有し、かつ長手方向に沿う両端部に熱融着樹脂含有領域を有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部が熱融着されることを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
前記セパレータの熱融着樹脂含有領域は、セパレータ全面積に対して４％以上、５０％以下であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項３】
前記熱融着樹脂は、ポリエチレンまたはポリプロピレンを含むことを特徴とする請求項１または２記載の非水電解質電池。
【請求項４】
前記負極活物質は、リチウムチタン酸化物を含むことを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の非水電解質電池。
【請求項５】
前記リチウムチタン酸化物はスピネル構造を有することを特徴とする請求項４記載の非水電解質電池。
【請求項６】
請求項１〜５記載の非水電解質電池を複数具備することを特徴とする電池パック。
【請求項７】
車載用であることを特徴とする請求項６記載の電池パック。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水電解質電池、非水電解質電池を複数用いた電池パックに関する。
【背景技術】
【０００２】
パソコン、ビデオカメラ、携帯電話等の小型化に伴い、情報関連機器、通信機器の分野では、これらの機器に用いる電源として、高エネルギー密度の非水電解質電池が実用化され、広く普及するに至っている。一方、自動車の分野においても、環境問題、資源問題から電気自動車の開発が急がれており、この電気自動車用の電源としても、非水電解質電池が検討されている。
【０００３】
電気自動車用電源に用いられる二次電池は、その用途から、エネルギー密度が高いこと、つまり単位重量あるいは単位体積あたりの放電容量が大きいこと、充放電サイクル寿命が長いことが要求される。電池の大型化に伴い、低コスト化も重要な課題とされている。
【０００４】
セルロース系の紙セパレータは、非水電解質電池の低コスト化のために検討されている。しかしながら、紙セパレータは正極および負極と共に渦巻状に捲回したり、または九十九状に折り曲げたりする工程において、破断が多発する可能性が高く、電極群の製造が困難になる。また、乾燥時の収縮による捲回緩み、ショート不良率の増加等が懸念される。
【０００５】
このようなことから、特許文献１にはポリノジックレーヨン、溶剤紡糸レーヨンのような叩解可能な再生セルロース繊維１０重量％以上と天然繊維を混抄したセパレータを電極間に介在した非水系電池が開示されている。
【０００６】
しかしながら、再生セルロース繊維を天然繊維に混抄したセパレータでは十分な強度が得られず、破断の多発、ショート不良を生じる。
【特許文献１】特許第３６６１１０４号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、引張り強度が高く、乾燥時の収縮を低減させた紙をベースにしたセパレータを備えた非水電解質電池およびこの非水電解電池を複数の備えた電池パック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】
【０００８】
本発明の第１態様によると、外装材と、この外装材に収納され、正極、Ｌｉ吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の負極活物質を含む負極およびセパレータを有する電極群と、少なくともこの電極群に含浸された非水電解質とを備え、
前記セパレータは、セルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られ、前記正極および負極と共に捲回されるか、または九十九折りされる、長尺の形状を有し、かつ長手方向に沿う両端部に熱融着樹脂含有領域を有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部が熱融着されることを特徴とする非水電解質電池が提供される。
【０００９】
本発明の第２態様によると、前記非水電解質二次電池を複数備えたことを特徴とする電池パックが提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、引張り強度が高く、乾燥時の収縮を低減させた紙をベースにしたセパレータを備え、セパレータの破断、ショート不良率が低減し、さらにサイクルに伴う撚れを防止してサイクル寿命を向上した非水電解質電池およびこの非水電解電池を複数の備えた電池パックを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る非水電解質電池および電池パックを図面を参照して詳細に説明する。なお、実施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、各図は発明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を参酌して適宜、設計変更することができる。
【００１２】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る非水電解質電池は、外装材と、この外装材に収納され、正極、Ｌｉ吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の負極活物質を含む負極およびセパレータを有する電極群と、少なくともこの電極群に含浸された非水電解質とを備えた構造を有する。セパレータは、セルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られ、正極および負極と共に捲回されるか、または九十九折りされる、長尺の形状を有する。このようなセパレータにおいて、長手方向に沿う両端部に熱融着樹脂含有領域を有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部が熱融着されている。
【００１３】
以下、外装材、セパレータ、正極、負極および非水電解質について説明する。
【００１４】
１）外装材
外装材は、厚さ０．５ｍｍ以下のラミネートフィルムまたは厚さ１．０ｍｍ以下の金属製容器が用いられる。金属製容器は、厚さ０．５ｍｍ以下であることがより好ましい。
【００１５】
外装材の形状は、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。外装材は、電池寸法に応じて、例えば携帯用電子機器等に積載される小型電池用外装材、二輪乃至四輪の自動車等に積載される大型電池用外装材が挙げられる。
【００１６】
ラミネートフィルムは、樹脂フィルム間に金属層を介在した多層フィルムが用いられる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔もしくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂フィルムは、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、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材の形状に成形することができる。
【００１７】
金属製容器は、アルミニウムまたはアルミニウム合金等がから作られる。アルミニウム合金としては、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。アルミニウムまたはアルミニウム合金において鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属の含有量は１００ｐｐｍ以下にすることが高温環境下での長期信頼性、放熱性を飛躍的に向上させる上で好ましい。
【００１８】
アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属製容器は、平均結晶粒径が５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、さらに好ましくは５μｍ以下であることが望ましい。平均結晶粒径を５０μｍ以下とすることによって、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属製容器の強度を飛躍的に増大させることができ、容器のより一層の薄肉化が可能になる。その結果、軽量かつ高出力で長期信頼性に優れた車載等に適切な非水電解質電池を実現することができる。
【００１９】
２）セパレータ
第１実施形態に係る非水電解質電池の特徴であるセパレータは、前述したようにセルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られ、正極および負極と共に捲回されるか、または九十九折りされる、長尺の形状を有する。
【００２０】
このようなセパレータにおいて、長手方向に沿う両端部に熱融着樹脂含有領域を有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部が熱融着されている。この熱融着は、セパレータを正極および負極と共に捲回するか、または九十九折りするか、いずれかにより電極群を作製する際、さらに電極群の密度を高めるための熱プレスにおいてなされる。
【００２１】
熱融着性樹脂は、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ナイロン等を用いることができる。
【００２２】
熱融着樹脂含有領域は、セパレータの長手方向に沿う両端部に同じ幅の帯状に形成されることが引張り強度の向上の観点から好ましい。
【００２３】
熱融着樹脂含有領域の面積は、セパレータ全面積に対して４％以上、５０％以下であることが好ましい。熱融着樹脂含有領域の面積を４％未満にすると、引張り強度を十分に高めることが困難になる。一方、熱融着樹脂含有領域の面積が５０％を超えると、リチウムイオンの透過効率が従来の多孔質ポリプロピレンフィルムと実質的に同等になって、紙セパレータによる大電流放電特性の向上効果を達成することが困難になる虞がある。より好ましい熱融着樹脂含有領域の面積は、セパレータ全面積に対して１０％以上、３０％以下である。
【００２４】
前述したセパレータは例えば次のような方法により製造される。
【００２５】
まず、常法によりセルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙原料を抄紙し、芯材に巻き取って紙ロールを得る。この紙ロールから紙を巻き出しながら、その長さ方向に沿って切断して最終セパレータの幅の長尺紙にすると共に、再度、心材に巻き取って紙セパレータ巻物を得る。つづいて、巻物から心材を引き抜き、巻物の軸方向の一端を熱融着性樹脂溶液に浸漬し、取出した後、乾燥して巻物の軸方向の一端、つまりセパレータの長手方向に沿う一端部に熱融着樹脂含有領域を形成する。ひきつづき、前記巻物の軸方向の他端を再度、熱融着性樹脂溶液に浸漬し、取出した後、乾燥して巻物の軸方向の他端、つまりセパレータの長手方向に沿う他端部に熱融着樹脂含有領域を形成することによりセルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られ、長尺の形状で、長手方向に沿う両端部に熱融着樹脂含有領域を有するセパレータを製造する。
【００２６】
熱融着性樹脂溶液は、例えばポリエチレンの場合は１８０℃程度に加熱し、溶解したものを用いることが好ましい。
【００２７】
３）負極
負極は、負極集電体と、負極集電体の片面もしくは両面に担持され、Ｌｉ吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の負極活物質、導電剤および結着剤を含む負極活物質含有層とを備える。
【００２８】
０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）よりも卑な電位でリチウムを吸蔵する負極活物質（例えば黒鉛、リチウム金属など）では、大電流での入出力を繰り返すと負極表面上で金属リチウムが析出し、デンドライド状に成長する。セパレータは、大きな径を有する空隙が存在するため、デンドライド状に成長した金属リチウムがセパレータを貫通し易くなるため、大電流での入出力（充放電）の際に内部短絡を生じる虞がある。
【００２９】
リチウム吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）よりも貴な負極活物質を用いることによって、セパレータに大きな径の空隙が存在していても、負極表面上における金属リチウムの析出を抑制することができ、大電流での入出力の際の内部短絡を回避することができる。リチウム吸蔵電位の上限値は、３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）、より好ましくは２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）であることが望ましい。
【００３０】
０．４〜３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）でリチウムを吸蔵可能な負極活物質は、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物、または合金が好ましい。
【００３１】
金属酸化物は、例えばチタン含有金属複合酸化物；例えばＳｎＢ0.4Ｐ0.6Ｏ3.1やＳｎＳｉＯ3などのスズ系酸化物；例えばＳｉＯなどのケイ素系酸化物；例えばＷＯ3などのタングステン系酸化物；を挙げることができる。中でも、チタン含有金属複合酸化物が好ましい。
【００３２】
チタン含有金属複合酸化物は、例えば酸化物合成時はリチウムを含まないチタン系酸化物、リチウムチタン酸化物、リチウムチタン酸化物の構成元素の一部を異種元素で置換したリチウムチタン複合酸化物などを挙げることができる。リチウムチタン酸化物は、例えばスピネル構造を有するチタン酸リチウム（例えばＬｉ4+xＴｉ5Ｏ12（ｘは充放電により変化する値で、０≦ｘ≦３））、ラムステライド型のチタン酸リチウム（例えばＬｉ2+yＴｉ3Ｏ7（ｙは充放電により変化する値で、０≦ｙ≦３）などを挙げることができる。一方、酸素のモル比についてはスピネル型Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12では１２、ラムスデライト型Ｌｉ2Ｔｉ3Ｏ7では７と形式的には示しているが、酸素ノンストイキメトリー等の影響によってこれらの値は変化しえる。
【００３３】
チタン系酸化物は、例えばＴｉＯ2、Ｔｉと、Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含有する金属複合酸化物などが挙げられる。ＴｉＯ2は、アナターゼ型で熱処理温度が３００〜５００℃の低結晶性のものが好ましい。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含有する金属複合酸化物は、例えばＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｖ2Ｏ5、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＳｎＯ2、ＴｉＯ2−Ｐ2Ｏ5−ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素）などを挙げることができる。この金属複合酸化物は、結晶相とアモルファス相が共存もしくは、アモルファス相単独で存在したミクロ構造を有することが好ましい。ミクロ構造の金属複合酸化物は、サイクル性能を大幅に向上することができる。中でも、リチウムチタン酸化物、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ、ＣｏおよびＦｅからなる群から選択される少なくとも１つの元素を含有する金属複合酸化物が好ましい。特に、スピネル構造を有するリチウムチタン酸化物が好ましい。
【００３４】
金属硫化物は、例えばＴｉＳ2などのチタン系硫化物；例えばＭｏＳ2などのモリブデン系硫化物；例えばＦｅＳ、ＦｅＳ2、ＬｉxＦｅＳ2（０≦ｘ≦４）などの鉄系硫化物：を挙げることができる。
【００３５】
金属窒化物は、例えばリチウム系窒化物（例えば（Ｌｉ，Ｍｅ）3Ｎ、ここでＭｅは遷移金属元素を示す）などを挙げることができる。
【００３６】
負極活物質は、１μｍ以下の平均粒径を有することが望ましい。また、負極活物質はＮ2吸着によるＢＥＴ法での比表面積が１〜１０ｍ2／ｇであることが好ましい。平均粒径が１μｍを超えるか、または比表面積を１ｍ2／ｇ未満であると、電極反応に寄与する有効面積が小さって大電流放電特性が低下する恐れがある。一方、比表面積が１０ｍ2／ｇを超えると、負極と非水電解質との反応量が増加するため、充放電効率の低下や、貯蔵時のガス発生を誘発する恐れがある。なお、平均粒径が小さ過ぎると、非水電解質の分布が負極側に偏り、正極での電解質の枯渇を招く恐れがあるため、その下限値は０．００１μｍにすることが好ましい。
【００３７】
負極密度は、２ｇ／ｃｃ以上にすることが望ましい。
【００３８】
導電剤は、例えばコークスなどの炭素質物が用いられる。炭素質物の平均粒径は、ガス発生を効果的に抑制するために０．１μｍ以上、良好な導電ネットワークを構築するために１０μｍ以下であることが好ましい。同様に、炭素質物の比表面積は良好な導電ネットワークを構築するために１０ｍ2／ｇ以上、ガス発生を効果的に抑制するために１００ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。
【００３９】
結着剤は、数平均分子量４×１０5以上、２０×１０5以下のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）が好ましい。このような数平均分子量のＰＶｄＦは、集電体と負極活物質層の剥離強度を０．００５Ｎ／ｍｍ以上にすることが可能となり、大電流特性が改善される。なお、数平均分子量が２０×１０5を超えると、十分な剥離強度は得られるが、塗液粘度が高くなり過ぎて塗工を適正に行うことが困難になる。より好ましいポリフッ化ビニリデンの数平均分子量は、５×１０5以上、１０×１０5以下である。
【００４０】
負極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、負極活物質６７〜９７．５重量％、導電剤２〜２８重量％および結着剤０．５〜５重量％にすることが好ましい。導電剤は、２重量％以上の割合で配合することにより高い集電性能による優れた大電流特性が得られ、２８重量％以下の割合で配合することにより高容量化を図ることが可能になる。また、結着剤は０．５重量％以上の割合で配合することにより集電体と負極活物質層の剥離強度を０．００５Ｎ／ｍｍ以上にすることができ、５重量％以下の割合で配合することにより適切な塗液粘度が得られ、良好な塗工が可能となる。
【００４１】
集電体は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔であることが好ましい。
【００４２】
集電体は、平均結晶粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。このような平均結晶粒径を有するアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔からなる集電体は、強度が飛躍的に増大されるため、負極を高いプレス圧で高密度化することが可能となり、電池容量を増大させることができる。また、高温環境下（４０℃以上）における過放電サイクルでの集電体の溶解・腐食劣化を防ぐことができるため、負極インピーダンスの上昇を抑制することができる。さらに、出力特性、急速充電、充放電サイクル特性も向上させることができる。集電体の平均結晶粒径は、３０μｍ以下であることがより好ましく、５μｍ以下であるが更に好ましい。
【００４３】
集電体の平均結晶粒径は、次のようにして求められる。集電体表面の組織を光学顕微鏡で組織観察し、１ｍｍ×１ｍｍ内に存在する結晶粒の数ｎを求める。このｎを用いてＳ＝１×１０6／ｎ（μｍ2）から平均結晶粒子面積Ｓを求める。得られたＳの値から下記（１）式により平均結晶粒径ｄ（μｍ）を算出する。
【００４４】
ｄ＝２（Ｓ／π）1/2              （１）
平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、材料組成、不純物、加工条件、熱処理履歴ならび焼なましの加熱条件など多くの因子に複雑に影響され、前記結晶粒径（直径）は製造工程の中で、前記諸因子を組み合わせて調整される。
【００４５】
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９％以上が好ましい。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１％以下にすることが好ましい。
【００４６】
負極は、例えば負極活物質、導電剤および結着剤を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁物をアルミニウム箔などの集電体に塗布、乾燥、プレスすることにより作製される。
【００４７】
４）正極
正極は、集電体と、この集電体の片面もしくは両面に担持され、正極活物質および結着剤（必要に応じて導電剤）を含む正極活物質含有層とを備える。
【００４８】
正極活物質は、種々の酸化物、硫化物、ポリマー等を使用することができ、例えば二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4またはＬｉxＭｎＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2）、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉＮｉ1-yＣｏyＯ2）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉＭｎyＣｏ1-yＯ2）、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（ＬｉxＦｅＰＯ4、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4、ＬｉxＣｏＰＯ4など）、硫酸鉄（Ｆｅ2（ＳＯ4）3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）などが挙げられる。また、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなどの有機材料および無機材料を用いることもできる。
【００４９】
より好ましい正極活物質は、高い電池電圧を得られる、例えば、リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉxＭｎ2Ｏ4）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉxＮｉＯ2）、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（ＬｉxＮｉ1-yＣｏyＯ2）、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（ＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2）、リチウムリン酸鉄（ＬｉxＦｅＰＯ4）等である。なお、x，ｙは０〜１の範囲であることが好ましい。
【００５０】
正極活物質は、組成がＬｉaＮｉbＣｏcＭｎdＯ2（但し、モル比ａ，ｂ，ｃ及びｄは０≦ａ≦１．１、０．１≦ｂ≦０．５、０≦ｃ≦０．９、０．１≦ｄ≦０．５）で表されるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を用いることが可能である。
【００５１】
常温溶融塩を含む非水電解質を用いる際には、リチウムリン酸鉄、ＬｉxＶＰＯ4Ｆ、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物を用いることが、サイクル寿命の観点から好ましい。これは、正極活物質と常温溶融塩との反応性が少なくなるためである。
【００５２】
結着剤は、例えばポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴムなどを挙げることができる。
【００５３】
導電剤としては、例えばアセチレンブラック、カーボンブラック、黒鉛等を挙げることができる。
【００５４】
正極活物質、導電剤および結着剤の配合割合は、正極活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜１８重量％、結着剤２〜１７重量％にすることが好ましい。
【００５５】
集電体は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔が好ましく、負極集電体と同様にその平均結晶粒径は５０μｍ以下、より好ましくは３０μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下であることが望ましい。このような平均結晶粒径を有するアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔からなる集電体は、強度を飛躍的に増大させることができ、正極を高いプレス圧で高密度化することが可能になり、電池容量を増大させることができる。
【００５６】
平均結晶粒径が５０μｍ以下のアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔は、材料組成、不純物、加工条件、熱処理履歴ならび焼なましの加熱条件など多くの因子に複雑に影響され、前記結晶粒径（直径）は製造工程の中で、前記諸因子を組み合わせて調整される。
【００５７】
アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素、などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１％以下にすることが好ましい。
【００５８】
正極密度は、３ｇ／ｃｃ以上にすることが望ましい。
【００５９】
正極は、例えば正極活物質および結着剤（必要に応じて導電剤）を適当な溶媒に懸濁し、この懸濁し作製したスラリーを、正極集電体に塗布し、乾燥し、正極活物質含有層を作製した後、プレスを施すことにより作製される。その他、正極活物質、正極導電剤及び結着剤をペレット状に形成し、正極活物質含有層として用いても良い。
【００６０】
５）非水電解質
非水電解質には、液状非水電解質を使用することができる。
【００６１】
液状非水電解質は、例えば電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される。
【００６２】
電解質は、例えば過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、ビストリフルオロメチルスルホニルイミトリチウム［ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2］などのリチウム塩を挙げることができる。
【００６３】
電解質は、有機溶媒に対して０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌの範囲で溶解させることが好ましい。
【００６４】
有機溶媒は、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）などの環状カーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）などの鎖状カーボネート、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）などの環状エーテル、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）などの鎖状エーテル、γ−ブチロラクトン（ＢＬ）アセトニトリル（ＡＮ）、スルホラン（ＳＬ）等を挙げることができる。これらの有機溶媒は、単独または２種以上の混合物の形態で用いることができる。
【００６５】
液状非水電解質は、またリチウムイオンを含有した常温溶融塩を用いることができる。
【００６６】
常温溶融塩とは、常温において少なくとも一部が液状を呈する塩をいい、常温とは電源が通常作動すると想定される温度範囲をいう。電源が通常作動すると想定される温度範囲とは、上限が１２０℃程度、場合によっては６０℃程度であり、下限は−４０℃程度、場合によっては−２０℃程度である。
【００６７】
リチウム塩は、非水電解質電池に一般的に利用されているような、広い電位窓を有するリチウム塩が用いられる。例えばＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2，ＬｉＮ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2），ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＣ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）3などを挙げられるが、これらの限定されるものではない。これらは、単独で用いても、２種類以上を混合して用いても良い。
【００６８】
リチウム塩の含有量は、０．１〜３．０ｍｏｌ／Ｌ、特に１．０〜２．０ｍｏｌ／Ｌであることが好ましい。リチウム塩の含有量を０．１ｍｏｌ／Ｌ以上にすることによって、電解質の抵抗を小さくすることができるため、大電流・低温放電特性を向上することができる。リチウム塩の含有量を３．０ｍｏｌ／Ｌ以下にすることによって、電解質の融点を低く抑えて常温で液状を保つことが可能となる。
【００６９】
常温溶融塩は、例えば下記式（Ｉ）で示される骨格を有する４級アンモニウム有機物カチオンを有するもの、または式（II）で示される骨格を有するイミダゾリウムカチオンを有するものである。
【化１】
2009054480.tif 000003
【００７０】
【化２】
2009054480.tif 000004
【００７１】
ただし、式（II）中のＲ１，Ｒ２は、ＣnＨ2n+1（ｎ＝１〜６）、Ｒ３はＨまたはＣnＨ2n+1（ｎ＝１〜６）を示す。
【００７２】
式（Ｉ）で示される骨格を有する４級アンモニウム有機物カチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウム、トリアルキルイミダゾリウム、などのイミダゾリウムイオン、テトラアルキルアンモニウムイオン、アルキルピリジニウムイオン、ピラゾリウムイオン、ピロリジニウムイオン、ピペリジニウムイオンなどが挙げられる。特に、式（II）で示される骨格を有するイミダゾリウムカチオンが好ましい。
【００７３】
なお、テトラアルキルアンモニウムイオンとしては、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルエチルアンモニウムイオン、トリメチルプロピルアンモニウムイオン、トリメチルヘキシルアンモニウムイオン、テトラペンチルアンモニウムイオン、などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７４】
また、アルキルピリジウムイオンとしては、Ｎ−メチルピリジウムイオン、Ｎ−エチルピリジニウムイオン、Ｎ−プロピルピリジニウムイオン、Ｎ−ブチルピリジニウムイオン、１−エチル−２−メチルピリジニウムイオン、１−ブチル−４−メチルピリジニウムイオン、１−ブチル−２，４ジメチルピリジニウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７５】
なお、これらのカチオンを有する常温溶融塩は、単独で用いてもよく、または２種以上混合して用いても良い。
【００７６】
式（II）で示される骨格を有するイミダゾリウムカチオンとしては、ジアルキルイミダゾリウムイオン、トリアルキルイミダゾリウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７７】
ジアルキルイミダゾリウムイオンとしては、１，３−ジメチルイミダゾリウムイオン、１−エチル−３−メチルイミダゾリウムイオン、１−メチル−３−エチルイミダゾリウムイオン、１−メチル−３−ブチルイミダゾリウムイオン、１−ブチル−３−メチルイミダゾリウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７８】
トリアルキルイミダゾリウムイオンとしては、１，２，３−トリメチルイミダゾリウムイオン、１，２−ジメチル−３−エチルイミダゾリウムイオン、１，２−ジメチル−３−プロピルイミダゾリウムイオン、１−ブチル−２，３−ジメチルイミダゾリウムイオンなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【００７９】
なお、これらのカチオンを有する常温溶融塩は、単独で用いてもよく、または２種以上を混合して用いても良い。
【００８０】
第１実施形態に係る非水電解質電池の一例について、図１〜図３を参照して詳細に説明する。図１は、第１実施形態に係る非水電解質電池の一例であるリチウムイオン二次電池を示す断面図、図２は図１のＡ部を示す拡大断面図、図３は図２のセパレータを示す平面図である。
【００８１】
扁平状の捲回電極群１は、２枚の樹脂層の間にアルミニウム箔を介在したラミネートフィルムからなる袋状外装材２内に収納されている。扁平状の捲回電極群１は、外側から負極３、セパレータ４、正極５、セパレータ４の順で積層した積層物を渦巻状に捲回し、プレス成型することにより形成される。最外殻の負極３は、図２に示すように負極集電体３ａの内面側の片面に負極活物質を含む負極層３ｂを形成した構成を有し、その他の負極３は、負極集電体３ａの両面に負極層３ｂを形成して構成されている。正極５は、正極集電体５ａの両面に正極層３ｂを形成して構成されている。セパレータ４は、図３に示すように例えばセルロースの紙からなり、長手方向に沿う両端部に熱融着樹脂含有領域４ａを有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域４ａの箇所の少なくとも一部が熱融着されている。
【００８２】
捲回電極群１の外周端近傍において、負極端子６は最外殻の負極３の負極集電体３ａに接続され、正極端子７は内側の正極５の正極集電体５ａに接続されている。これらの負極端子６および正極端子７は、袋状外装材２の同じ開口部から外部に同じ方向に延出されている。例えば液状非水電解質は、袋状外装材２の開口部から注入されている。袋状外装材２の開口部を負極端子６および正極端子７を挟んで熱シールすることにより捲回電極群１および液状非水電解質を完全密封している。
【００８３】
負極端子は、例えばリチウムイオン金属に対する電位が１．０Ｖ以上３．０Ｖ以下の範囲における電気的安定性と導電性とを備える材料を用いることができる。具体的には、アルミニウムまたはＭｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ等の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。負極端子は、負極集電体との接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料であることが好ましい。
【００８４】
正極端子は、リチウムイオン金属に対する電位が３．０Ｖ以上４．２５Ｖ以下の範囲における電気的安定性と導電性とを備える材料を用いることができる。具体的には、アルミニウムまたはＭｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ等の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。正極端子は、正極集電体との接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料であることが好ましい。
【００８５】
第１実施形態に係る非水電解質電池は、前述した図１、図２に示す構成のものに限らず、例えば図４、図５に示す外装材として矩形外装缶を有する角型扁平電池でもよい。図４は、角型扁平電池を示す部分切欠斜視図、図５は図４のＢ部の拡大断面図である。
【００８６】
扁平状の電極群１１は、金属製の有底矩形筒体１２内に収納されている。金属製の矩形蓋体１３は、有底矩形筒体１２の開口部に取り付けられ、矩形外装缶を構成している。電極群１１は、図５に示すように正極１４および負極１５をセパレータ１６を挟んでかつ外周面にセパレータ１６が位置するように渦巻状に捲回し、プレス成型することにより作製される。正極１４は、例えば集電体１４ａと、この集電体１４ａの両面に形成された正極活物質含有層１４ｂとから構成されている。正極リードタブ１７は、正極１４の集電体１４ａに一体的に接続されている。負極１５は、例えば集電体１５ａと、この集電体１５ａの両面に形成された負極活物質含有層１５ｂとから構成されている。負極リードタブ１８は、負極１５の集電体１５ａに一体的に接続されている。セパレータ１６は、前述した図３と同様、例えばセルロースの紙からなり、長手方向に沿う両端部に熱融着樹脂含有領域を有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部が熱融着されている。
【００８７】
非水電解液は、有底矩形筒体１２内に収容されている。例えば板状の正極端子１９は、蓋体１３に挿着されている。有底矩形筒体１２内に位置する正極端子１９の端部付近には、正極リードタブ１７が接続されている。例えば板状の負極端子２０は、蓋体１３に例えばガラス材２１を介在するハーメティックシールにより挿着されている。有底矩形筒体１２内に位置する負極端子２０の端部付近には、負極リードタブ１８が接続されている。
【００８８】
なお、図示した非水電解質電池はセパレータを正極および負極と共に捲回した捲回型の電極群を用いたが、セパレータを九十九折りし、折り込んだ個所に正極および負極を交互に配置した積層型の電極群を用いてもよい。
【００８９】
以上説明した第１実施形態に係る非水電解質電池は、セルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られ、正極および負極と共に捲回されるか、または九十九折りされる、長尺の形状を有し、かつ長手方向に沿う端部に熱融着樹脂含有領域を有し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部が熱融着されたセパレータを備える。すなわち、正極と負極の間に配置されるセパレータはセルロースおよび天然繊維パルプから選ばれる少なくとも１つの紙から作られるため、正極から負極、負極から正極、への例えばリチウムイオンの通過、移動が極めて円滑になるため、大電流放電特性を向上できる。
【００９０】
セパレータは、高温環境下に晒されるほど、高電位（酸化雰囲気）環境に晒されるほど、抵抗が増加する。すなわち、セパレータ自身の変質、電極表面で生じる副反応に伴う、反応生成物の堆積（セパレータの目詰まり）により、セパレータの抵抗が増加し、電池性能を低下させる。このとき、負極電位が低いと、正極と非水電解質の界面で生じる分解生成物の一部が、負極表面に堆積し易くなる。このようなことから、Ｌｉ吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）以上の負極活物質を含む負極を用いることによって、負極の電位を高めることができるため、負極側への分解生成物の析出を抑制でき、かつセパレータの負極と接する空隙の閉塞も抑制でき、さらにセパレータ自身の変質による空隙の閉塞も抑制できる。その結果、充電状態で高温環境に長時間晒されても、大電流放電性能の低下を格段に抑制した非水電解質電池を提供できる。
【００９１】
また、セパレータの長手方向に沿う端部に熱融着樹脂含有領域を形成し、互いに重なる熱融着樹脂含有領域の箇所の少なくとも一部で熱融着することによって、引張り強度を増大させ、乾燥時の収縮を低減できる。このため、セパレータの破断およびショート不良率を低減でき、さらにサイクルに伴うヨレも防止することができる。その結果、高信頼性でサイクル寿命が改善された非水電解質電池を提供できる。
【００９２】
特に、全面積に対して熱融着樹脂含有領域の面積が４％以上、５０％以下（より好ましくは１０％以上、３０％以下）のセパレータを用いることによって、紙セパレータの特徴である大電流放電特性を維持しつつ、引張り強度を十分に高めることができるため、大電流放電特性と高信頼性およびサイクル寿命がバランスされた非水電解質電池を提供できる。
【００９３】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る電池パックは、前述した非水電解質電池（単電池）を複数有し、各単電池を電気的に直列もしくは並列に接続して配置されている。
【００９４】
このような電池パックを図６および図７を参照して詳細に説明する。単電池には、図１に示す扁平型電池を使用することができる。
【００９５】
前述した図１に示す扁平型非水電解液電池から構成される複数の単電池３１は、外部に延出した負極端子６および正極端子７が同じ向きに揃えられるように積層され、粘着テープ３２で締結することにより組電池３３を構成している。これらの単電池３１は、図７に示すように互いに電気的に直列に接続されている。
【００９６】
プリント配線基板３４は、負極端子６および正極端子７が延出する単電池３１側面と対向して配置されている。プリント配線基板３４には、図７に示すようにサーミスタ３５、保護回路３６および外部機器への通電用端子３７が搭載されている。なお、組電池３３と対向する保護回路基板３４の面には組電池３３の配線と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。
【００９７】
正極側リード３８は、組電池３３の最下層に位置する正極端子７に接続され、その先端はプリント配線基板３４の正極側コネクタ３９に挿入されて電気的に接続されている。負極側リード４０は、組電池３３の最上層に位置する負極端子６に接続され、その先端はプリント配線基板３４の負極側コネクタ４１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３９，４１は、プリント配線基板３４に形成された配線４２，４３を通して保護回路３６に接続されている。
【００９８】
サーミスタ３５は、単電池３１の温度を検出し、その検出信号は保護回路３６に送信される。保護回路３６は、所定の条件で保護回路３６と外部機器への通電用端子３７との間のプラス側配線４４ａおよびマイナス側配線４４ｂを遮断できる。所定の条件とは、例えばサーミスタ３５の検出温度が所定温度以上になったときである。また、所定の条件とは単電池３１の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の単電池２１もしくは単電池３１全体について行われる。個々の単電池３１を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検出してもよい。後者の場合、個々の単電池３１中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図６および図７の場合、単電池３１それぞれに電圧検出のための配線４５を接続し、これら配線４５を通して検出信号が保護回路３６に送信される。
【００９９】
正極端子７および負極端子６が突出する側面を除く組電池３３の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート４６がそれぞれ配置されている。
【０１００】
組電池３３は、各保護シート４６およびプリント配線基板３４と共に収納容器４７内に収納される。すなわち、収納容器４７の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の内側面それぞれに保護シート４６が配置され、短辺方向の反対側の内側面にプリント配線基板３４が配置される。組電池３３は、保護シート４６およびプリント配線基板３４で囲まれた空間内に位置する。蓋４８は、収納容器４７の上面に取り付けられている。
【０１０１】
なお、組電池３３の固定には粘着テープ３２に代えて、熱収縮チューブを用いてもよい。この場合、組電池の両側面に保護シートを配置し、熱収縮チューブを周回させた後、熱収縮チューブを熱収縮させて組電池を結束させる。
【０１０２】
このような第２実施形態に係る電池パックは、組電池３３の各単電池３１が前述したセパレータを備え、優れた大電流放電特性、サイクル特性を有するため、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、アシスト自転車等の車載用として適用でき、特に車載用に好適である。
【０１０３】
前述したようにプロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）およびγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）からなる群のうち、少なくとも２つ以上を混合した混合溶媒、またはγ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）を含む非水電解質を用いることによって、高温特性の優れた非水電解質電池を得ることができる。このような非水電解質電池を複数有する組電池を備えた電池パックは、特に車載用に好適である。
【０１０４】
図６および図７に示す電池パックは、単電池３１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。組み上がった電池パックを直列、並列に接続することもできる。
【０１０５】
以下に例を挙げ、本発明をさらに詳しく説明するが、発明の主旨を超えない限り本発明は以下に掲載される実施例に限定されるものでない。
【０１０６】
（実施例１）
＜正極の作製＞
まず、正極活物質としてリチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ2）粉末９０重量％、アセチレンブラック３重量％、グラファイト３重量％およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）４重量％をＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）に加えて混合してスラリーを調製した。このスラリーを厚さ１５μｍ、平均結晶粒子径３０μｍのアルミニウム箔からなる集電体の両面に塗布した後、乾燥し、プレスすることにより、電極密度が３．０ｇ／ｃｍ3、表面粗さＲａ(+)が０．１５μｍの正極を作製した。
【０１０７】
＜負極の作製＞
負極活物質として平均粒子径０．７μｍ、Ｌｉ吸蔵電位が１．５５Ｖ(ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+)であるスピネル構造のＬｉ4Ｔｉ5Ｏ12で表されるチタン酸リチウムを用意した。この負極活物質と、導電材としてアセチレンブラックと、数平均分子量４×１０5のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比９５：２．５：２．５になるようにＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液に加えて混合し、スラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ１５μｍ、平均結晶粒子径３０μｍのアルミニウム箔に塗布し、乾燥した後、プレスすることにより電極密度が２．２ｇ／ｃｍ3の負極を作製した。
【０１０８】
なお、Ｌｉ吸蔵電位は以下に説明する方法で測定した。
【０１０９】
負極を２ｃｍ×２ｃｍの大きさに切り出し、作用極とした。作用極と２．２ｃｍ×２．２ｃｍのリチウム金属箔からなる対極とをグラスフィルター（セパレータ）を介して対向させ、作用極と対極とに触れぬようにリチウム金属を参照極として挿入した。これら電極を３極式ガラスセルに入れ、作用極、対極、参照極のそれぞれをガラスセルの端子に接続し、電解液（エチレンカーボネートとγ-ブチロラクトンを１：２の体積比で混合した溶媒に１．５Ｍ／Ｌの四フッ化ホウ酸リチウム［ＬｉＢＦ4］を溶解させたもの）を２５ｍＬ注ぎ、セパレータと電極に充分に電解液が含浸された状態にした後、ガラス容器を密閉した。得られたガラスセルを２５℃の恒温槽内に配置し、０．１ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で充電したときの作用極の電位をＬｉ吸蔵電位として測定した。
【０１１０】
＜セパレータ＞
厚さ３０μｍのセルロース長尺紙を捲回した巻物を用意した。加熱し、溶融させたポリエチレン溶液に巻物の軸方向の一端を浸漬し、取出した後、乾燥して巻物の軸方向の一端、つまり長尺紙の長手方向に沿う一端部にポリエチレン含有領域を形成した。つづいて、前記巻物の軸方向の他端を再度、ポリエチレン溶液に浸漬し、取出した後、乾燥して巻物の軸方向の他端、つまり長尺紙の長手方向に沿う他端部にポリエチレン含有領域を形成することにより長手方向に沿う両端部にポリエチレン含有領域を有するセパレータを製造した。このセパレータは、各端部側のポリエチレン含有領域の面積が全面積に対してそれぞれ２％（合計４％）であった。
【０１１１】
＜液状非水電解質の調製＞
エチレンカーボネート（ＥＣ）とγ−ブチロラクトン（ＢＬ）の混合溶媒（体積比率２５：７５）に電解質としての四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）を１．５ｍｏｌ／Ｌ溶解することにより液状非水電解質（非水電解液）を調製した。
【０１１２】
＜二次電池の組立て＞
正極および負極の集電体に端子をそれぞれ接続し、正極、セパレータ、負極、セパレータの順番に積層した後、この積層物を正極、負極の端子がセパレータの長手方向に沿うポリエチレン含有領域に対して直角になるように捲回した。つづいて、この捲回物を９０℃で加熱プレスすることにより、７０×１００ｍｍ、厚さ３．０ｍｍの寸法を持つ扁平状電極群を作製した。このとき、セパレータの長手方向に沿うポリエチレン含有領域が重なった個所で互いに熱融着された。つづいて、両面にポリエチレンフィルムが積層された厚さ４０μｍのアルミニウム箔から構成された厚さ０．１ｍｍのラミネートフィルムからなるパック（袋状外装材）を用意し、この袋状外装材内に得られた電極群をその正極、負極の端子が外装材の開口部から外部に延出する収納し、８０℃で２４時間真空乾燥を施した。
【０１１３】
次いで、前記電極群を収納し袋状外装材内に前記液状非水電解質を注入した後、袋状外装材の開口部をヒートシールにより完全密閉し、前述した図１に示す構造を有し、８０×１２０ｍｍ、厚さ３．０ｍｍの寸法を持つ非水電解質二次電池を製造した。
【０１１４】
（実施例２〜７）
セパレータ材料、熱融着性樹脂の種類および熱融着性樹脂含有領域の面積を下記表１に示すセパレータを用いた以外、実施例１と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
【０１１５】
（比較例１）
セルロース紙からなり、熱融着性樹脂含有領域が形成されていないセパレータを用いた以外、実施例１と同様な方法で非水電解質二次電池を製造した。
【０１１６】
（比較例２）
＜負極の作製＞
負極活物質として平均粒子径３μｍ、Ｌｉ吸蔵電位が０．１５Ｖ(ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+)のグラファイトを用意した。この負極活物質と、導電材としてのアセチレンブラックと、平均分子量４×１０5のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）とを重量比９５：２．５：２．５になるようにＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液に加えて混合し、スラリーを調製した。得られたスラリーを厚さ１０μｍの銅箔(集電体）に塗布し、乾燥した後、プレスすることにより電極密度が１．５ｇ／ｃｍ3である負極を作製した。
【０１１７】
前記負極および下記表１に示すセパレータを用いた以外、実施例１と同様な方法により非水電解質二次電池を製造した。
【０１１８】
得られた実施例１〜７および比較例１，２の二次電池について、以下に詳述する製造時ショート不良率、サイクル特性、大電流放電特性に関連する入力密度および出力密度を測定した。これらの結果を下記表１に示す。
【０１１９】
１）製造時ショート不良率
各実施例および各比較例で用いたセパレータをアルミニウム箔からなる電極間に介在して捲回することにより電極群を作製した後、電解液に含浸せずにテスタで電極間の導通を調べることによりショートの有無を確認した。ショート不良率は、１０００個の電極群を検査して全電極群数に対するショート個数から算出した。
【０１２０】
２）サイクル特性
各二次電池を４５℃環境下において１Ｃレートで充放電サイクル試験を行い、１０００サイクル目の放電容量を測定し、初期サイクル時のそれに対する放電容量維持率として算出した。
【０１２１】
３）入力密度および出力密度
・放電パルス測定（出力）
２５℃環境下において、１Ｃレートで定電流定電圧充電を行い、充電状態の電池を充電容量比５０％まで１Ｃで放電を行った。その後、５秒を単位時間として、２０Ａ，４０Ａ，６０Ａ，以下２０Ａ刻みでパルス放電を行った。各パルスの間には２０Ａで放電電気量を補償する充電を行い、充電容量比の変動が極力少なくなるようにし、パルス放電時に電池電圧が放電カットオフ電位以下になるまでパルス電流値を増大していくサイクルを繰り返した。
【０１２２】
・充電パルス測定（入力）
放電パルス測定終了後、電池電圧が設定充電電位以上になるまで充電パルスを与え、２０Ａで充電電気量を補償する放電を行うサイクルを繰り返した。
【０１２３】
・入出力密度
各パルス測定終了時の電池電圧をパルス電流に対してプロットした電流―電圧曲線において、カットオフ電圧に達するまでの最大の電流値を求め、その電流値とカットオフ電圧との積を電池重量で除すことにより算出した。
【０１２４】
なお、下記表１の熱融着性樹脂含有領域の面積はセパレータの長手方向に沿う両端部の合計で、かつ各端部の面積は実質的に同面積である。
【表１】
2009054480.tif 000005
【０１２５】
前記表１から明らかなように実施例１〜７の二次電池は、長手方向に沿う両端部に熱融着性樹脂含有領域が形成されないセルロースの紙セパレータを備える比較例１に二次電池に比べてショート不良率が低く、サイクル特性も優れることが分かる。
【０１２６】
特に、熱融着性樹脂含有領域の面積が４〜５０％のセパレータを備えた実施例１〜６の二次電池は、熱融着性樹脂含有領域の面積が５０％を超える（６０％）のセパレータを備えた実施例７の二次電池に比べて大きな入力密度および出力密度を示し、優れた大電流放電特性に有することがわかる。
【０１２７】
一方、比較例２の二次電池のように長手方向に沿う両端部に熱融着性樹脂含有領域が２０％の面積で形成されたセパレータを用いても、負極活物質としてＬｉ吸蔵電位が０．４Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）未満のグラファイト［０．１５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）］を用いた場合には１５０サイクルでショートを生じ、さらに入力密度および出力密度も低く、大電流放電特性が劣る。これは、負極活物質としてＬｉ吸蔵電位が０．１５Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ+）と低く、負極電位が低いために正極と非水電解質の界面で生じる分解生成物の一部が負極表面に堆積し易くなることに起因する。
【０１２８】
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２９】
【図１】第１実施形態に係る非水電解質電池の一例であるリチウムイオン二次電池を示す断面図。
【図２】図１のＡ部を示す拡大断面図。
【図３】図２のセパレータを示す平面図。
【図４】第１実施形態に係る別の角型扁平型電池を示す部分切欠斜視図。
【図５】図４のＢ部の拡大断面図。
【図６】第２実施形態に係る電池パックの分解斜視図。
【図７】図６の電池パックの電気回路を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１３０】
１，１１…電極群、２…外装材、３，１５…負極、４，１６…セパレータ、４ａ…熱融着性樹脂含有領域、５，１４…正極、６，２０…負極端子、７，１９…正極端子、１２…有底矩形筒体，１３…蓋体，３１…単電池、３４…プリント配線基板、３５…サーミスタ、３６…保護回路、４７…収納容器。
【図１】
2009054480.tif 000006
【図２】
2009054480.tif 000007
【図３】
2009054480.tif 000008
【図４】
2009054480.tif 000009
【図５】
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【図６】
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【図７】
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