JP6070421B2 - 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents

Description

本技術は、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。

リチウムイオン二次電池等の二次電池では、高性能化の要求がますます高くなっており、高容量、高出力等の電池特性を向上することが求められている。例えば、下記の特許文献１〜２には二次電池のセパレータに関する技術が開示され、特許文献３〜４には二次電池の高出力化に関する技術が開示されている。

特開２００１−６８０８８号公報 特開２００８−１５２９８５号公報 特開２００９−１４６６１２号公報 特開２０１１−１７５９３３号公報

電池では、高容量および高出力を両立できることが求められている。

したがって、本技術の目的は、高容量および高出力を両立できる電池、これを用いた電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本技術は、正極集電体の両面に設けられた正極活物質層を有する正極と、負極と、少なくとも多孔性フィルムを含むセパレータと、電解質とを備え、正極活物質は、（１）層状構造を有し、且つ、ニッケル含有量が高く、且つ、リチウムとニッケルとを少なくとも含むニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物、または、（２）リチウムニッケル複合酸化物、および、スピネル構造を有すると共に少なくともリチウムとマンガンとを含むリチウムマンガン複合酸化物の混合物であり、正極活物質の質量比（リチウムニッケル複合酸化物の質量：リチウムマンガン複合酸化物の質量）は、５：５〜１０：０の範囲内であり、正極活物質層の面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、３０ｍｇ／ｃｍ²以上であり、多孔性フィルムの空孔率ε（％）および透気度ｔ（ｓｅｃ／１００ｃｃ）は、下記（式）を満たす電池である。
（式） ｔ＝ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００、且つ、
−１．８７×１０¹⁰×Ｓ^-4.96≦ａ≦−４０
ε：空孔率（％）
ｔ：透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）
Ｓ：正極活物質層の面積密度（ｍｇ／ｃｍ²）
Ｌｎ：自然対数

本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述の電池を備えるものである。

本技術によれば、電池の高容量および高出力を両立できる。

図１は、本技術の第１の実施の形態による電池の一例を示す断面図である。 図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表す断面図である。 図３Ａは、本技術の第１のセパレータの構成例を示す概略断面図である。図３Ｂは、本技術の第２のセパレータの構成例を示す概略断面図である。 図４は、本技術の第２の実施の形態による電池パックの構成例を示すブロック図である。 図５は、本技術の電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。 図６は、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。 図７は、透気度（ｔ）、空孔率（ε）、面積密度（Ｓ）のｔ−ε−Ｓの３軸の座標空間に、（式）を満たす領域を示したグラフである。 図８Ａは、面積密度（Ｓ）＝３１ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例１、比較例１〜比較例２のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。図８Ｂは、面積密度（Ｓ）＝３２ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例２および比較例３のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。 図９Ａは、面積密度（Ｓ）＝３３ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例３および比較例４のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。図９Ｂは、面積密度（Ｓ）＝３４ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例４および比較例５のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。 図１０Ａは、面積密度（Ｓ）＝３５ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例５および比較例６のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。図１０Ｂは、面積密度（Ｓ）＝３７ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例６、比較例７、比較例８および比較例９のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。 図１１Ａは、面積密度（Ｓ）＝４０ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例７および比較例１０のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。図１１Ｂは、面積密度（Ｓ）＝４２ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例８のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。 図１２Ａは、面積密度（Ｓ）＝４３ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例９、比較例１１〜比較例１３のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。図１２Ｂは、面積密度（Ｓ）＝４５ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例１０のセパレータの測定値をプロットしたグラフである。 図１３は、面積密度（Ｓ）＝４９ｍｇ／ｃｍ²のε−ｔ座標平面に、実施例１１および比較例１４セパレータの測定値をプロットしたグラフである。

以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（電池の例）
２．第２の実施の形態（電池パックの例）
３．第３の実施の形態（蓄電システム等の例）
４．他の実施の形態（変形例）
なお、以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。

１．第１の実施の形態
（技術的背景）
まず、本技術の理解を容易にするため、本技術の技術的背景について説明する。例えば、リチウムイオン二次電池等の電池では、１８６５０（直径１８ｍｍ、且つ、長さ６５ｍｍ）等の定格サイズにて高容量化および高出力化を行う場合、電流密度が大きくなることで、セパレータの細孔内を移動するリチウムイオンの単位時間当たりの総量（すなわち、電気量）は多くなる。

電流密度が大きくなった系でのリチウムイオンの移動は、その移動抵抗の最も小さいところを優先的に行われるため、不均一な導電性を有するセパレータでは、局所的な電流密度の偏りによって過電圧を生じ、電解液の分解による皮膜形成によって内部抵抗を増大させるため、結果として高出力化ができない場合がある。

例えば、上述した特許文献１（特開２００１−６８０８８号公報）、上述した特許文献２（特開２００８−１５２９８５号公報）に記載のセパレータは、ポリエチレンフィルム等の微多孔フィルムにスルホン化処理、フッ素化処理、コロナ処理等を施したものである。このようなセパレータでは、処理の均一性が重要となり、処理が不均一な場合、導電性が不均一なセパレータとなり、内部抵抗を増大させるため、高出力化ができない。

定格サイズ内での高容量化では、電極の厚みを厚くしていかなければならない。この場合、電極の単位面積で反応に奇与するリチウムイオン量が増大する傾向にある。したがって、セパレータとして最適なものを選択しなければ正極から放出されたリチウムイオンの負極表面における拡散が悪くなり、過電圧を生じる。過電圧を生じることで電解液分解による皮膜形成反応が進み、内部抵抗を増大させるため、高容量化および高出力化を両立することができなくなる。

そこで、本願発明者等は、鋭意検討したところ、正極活物質層の面積密度を３０ｍｇ／ｃｍ²以上に設定して電池の高容量化を図った場合に、所定の構造を満たすセパレータを用いれば、内部抵抗の増大を抑制でき、高容量化および高出力化を両立できることを見出した。

以下、高容量化および高出力化を両立できる本技術の第１の実施の形態による電池について、詳細に説明する。

（電池の構成）
図１を参照しながら、本技術の第１の実施の形態による電池の構造について説明する。図１は、本技術の第１の実施の形態による電池の一例を示す断面図である。本技術の第１の実施の形態による電池は、例えば、非水電解質電池であり、また、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池であり、また、例えばリチウムイオン二次電池である。この電池は、いわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、図示しない液体状の電解質である非水電解液とともに帯状の正極２１と負極２２とがセパレータ２３を介して巻回された巻回電極体２０を有している。

電池缶１１は、例えばニッケルめっきが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２ａ、１２ｂがそれぞれ配置されている。

電池缶１１の材料としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等が挙げられる。この電池缶１１には、電池の充放電に伴う電気化学的な非水電解液による腐食を防止するために、例えばニッケル等のメッキが施されていてもよい。電池缶１１の開放端部には、正極リード板である電池蓋１３と、この電池蓋１３の内側に設けられた安全弁機構および熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子：Positive Temperature Coefficient）１７が、絶縁封口のためのガスケット１８を介してかしめられることにより取り付けられている。

電池蓋１３は、例えば電池缶１１と同様の材料により構成されており、電池内部で発生したガスを排出するための開口部が設けられている。安全弁機構は、安全弁１４とディスクホルダ１５と遮断ディスク１６とが順に重ねられている。安全弁１４の突出部１４ａは遮断ディスク１６の中心部に設けられた孔部１６ａを覆うように配置されたサブディスク１９を介して巻回電極体２０から導出された正極リード２５と接続されている。サブディスク１９を介して安全弁１４と正極リード２５とが接続されることにより、安全弁１４の反転時に正極リード２５が孔部１６ａから引き込まれることを防止する。また、安全弁機構は、熱感抵抗素子１７を介して電池蓋１３と電気的に接続されている。

安全弁機構は、電池内部短絡あるいは電池外部からの加熱等により電池の内圧が一定以上となった場合に、安全弁１４が反転し、突出部１４ａと電池蓋１３と巻回電極体２０との電気的接続を切断するものである。すなわち、安全弁１４が反転した際には遮断ディスク１６により正極リード２５が押さえられて安全弁１４と正極リード２５との接続が解除される。ディスクホルダ１５は絶縁性材料からなり、安全弁１４が反転した場合には安全弁１４と遮断ディスク１６とが絶縁される。

また、電池内部でさらにガスが発生し、電池内圧がさらに上昇した場合には、安全弁１４の一部が裂壊してガスを電池蓋１３側に排出可能としている。

また、遮断ディスク１６の孔部１６ａの周囲には例えば複数のガス抜き孔（図示せず）が設けられており、巻回電極体２０からガスが発生した場合にはガスを効果的に電池蓋１３側に排出可能な構成としている。

熱感抵抗素子１７は、温度が上昇した際に抵抗値が増大し、電池蓋１３と巻回電極体２０との電気的接続を切断することによって電流を遮断し、過大電流による異常な発熱を防止する。ガスケット１８は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。

電池内に収容される巻回電極体２０は、センターピン２４を中心に巻回されている。巻回電極体２０は、正極２１および負極２２がセパレータ２３を介して順に積層され、長手方向に巻回されてなる。

正極２１には正極リード２５が接続されており、負極２２には負極リード２６が接続されている。正極リード２５は、上述のように、安全弁１４に溶接されて電池蓋１３と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接されて電気的に接続されている。

図２は、図１に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表す断面図である。本技術の第１の実施の形態による電池では、正極活物質層２１Ｂの面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）が３０ｍｇ／ｃｍ²以上に設定されたものであり、且つ、セパレータ２３が、所定の構造を有するものである。

以下、正極２１、負極２２、セパレータ２３について、詳細に説明する。

（正極）
正極２１は、例えば、一主面および他主面を有する正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた両面形成部を有している。なお、図示はしないが、正極集電体２１Ａの片面のみに正極活物質層２１Ｂが設けられた片面形成部を有していてもよい。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔等の金属箔により構成されている。

正極活物質層２１Ｂは、正極活物質としてリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含有している。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。

正極材料としては、高出力用途に適した正極活物質が用いられる。このような正極活物質としては、層状構造のニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物、層状構造のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、スピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物およびオリビン構造のリン酸鉄リチウム化合物からなる群の中から選ばれた少なくとも１以上を用いることができる。なお、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）等のニッケルを含まない層状構造のコバルトを含む複合酸化物では、高負荷放電での発熱量が大きい特性があるため、高出力用途に適していない。

層状構造のニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物は、層状構造を有し、且つ、ニッケル含有量が高く、且つ、リチウムとニッケルとを少なくとも含むリチウムニッケル複合酸化物である。なお、ニッケル含有量が高いとは、例えば、リチウムニッケル複合酸化物を構成する元素（リチウムおよび酸素を除く構成元素、ハロゲン元素を含む場合はさらにハロゲン元素も除く構成元素）のうちニッケル成分をモル分率で５０％以上含むことをいう。

層状構造のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、層状構造を有し、且つ、、ニッケル含有量が低く、且つ、リチウムとニッケルとコバルトとマンガンとを少なくとも含むリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物である。なお、ニッケル含有量が低いとは、例えば、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を構成する元素（リチウムおよび酸素を除く構成元素、ハロゲン元素を含む場合はさらにハロゲン元素も除く構成元素）のうちニッケル成分をモル分率で５０％以下で含むことをいう。

スピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物は、スピネル構造を有し、且つ、リチウムとマンガンとを少なくとも含むリチウムマンガン複合酸化物である。

オリビン構造のリン酸鉄リチウム化合物は、オリビン構造を有し、且つ、リチウムと鉄とリンとを少なくとも含むリン酸鉄リチウム化合物である。

層状構造のニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物としては、例えば、化１で表される複合酸化物等が挙げられる。
（化１）
Ｌｉ_xＮｉ_yＣｏ_zＭ１_(1-y-z)Ｏ_b
（式中、Ｍ１は、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種以上の元素である。ｘ、ｙ、ｚおよびｂはそれぞれ０．８＜ｘ≦１．２、０．５≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦０．５、ｙ＋ｚ≦１、１．８≦ｂ≦２．２の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｘの値は完全放電状態における値を表している。）

化１で表される複合酸化物としては、具体的には、例えば、Ｌｉ_xＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂（ｘは上記と同義である）、Ｌｉ_xＮｉ_0.5Ｃｏ_0.2Ｍｎ_0.3Ｏ₂（ｘは上記と同義である）、Ｌｉ_xＮｉ_0.7Ｃｏ_0.1Ｍｎ_0.2Ｏ₂（ｘは上記と同義である）等が挙げられる。

リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物としては、例えば、化２で表される複合酸化物等が挙げられる。

（化２）
Ｌｉ_fＮｉ_gＣｏ_iＭｎ_(1-g-i-h)Ｍ２_hＯ_(2-j)
（式中、Ｍ２は、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊ、ｉおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ≦０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＋ｉ＜１、−０．１≦ｊ≦０．２、０＜ｉ≦０．５の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）

化２で表される複合酸化物としては、具体的には、例えば、Ｌｉ_fＮｉ_1/3Ｃｏ_1/3Ｍｎ_1/3Ｏ₂（ｆは上記と同義である）等が挙げられる。

スピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物としては、例えば、化３で表される複合酸化物等が挙げられる。
（化３）
Ｌｉ_vＭｎ_(2-w)Ｍ３_wＯ_s
（式中、Ｍ３は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗおよびｓは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｓ≦４．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）

化３で表される複合酸化物としては、具体的には、例えば、Ｌｉ_vＭｎ₂Ｏ₄（ｖは上記と同義である）等が挙げられる。

オリビン構造のリン酸鉄リチウム化合物としては、例えば、化４で表されるリン酸化合物等が挙げられる。
（化４）
Ｌｉ_uＦｅ_rＭ４_(1-r)ＰＯ₄
（式中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒは、０＜ｒ≦１の範囲内の値である。ｕは、０．９≦ｕ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｕの値は完全放電状態における値を表している。）

化４で表されるリン酸化合物としては、例えば、Ｌｉ_uＦｅＰＯ₄（ｕは上記と同義である）等が挙げられる。

（正極材料の組成）
正極材料は、層状構造のニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物として、Ｌｉ_xＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂（ｘは上記と同義である）を含むことが好ましい。この場合、Ｌｉ_xＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂（ｘは上記と同義である）の含有量は、正極材料の全質量に対して、８０質量％以上９８質量％以下であることが好ましい。Ｌｉ_xＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂の含有量が上記範囲内である場合、より高容量な電池を実現でき、且つ、十分な高出力を得ることができる。

正極材料は、例えば、層状構造のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物およびスピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物の混合物であることが好ましい。この混合物の質量比（層状構造のリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の質量：スピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物の質量）は、５：５〜９：１の範囲内であることが好ましい。混合物の質量比が上記範囲内である場合、より高容量な電池を実現でき、充放電サイクルを繰り返した際の電池内部抵抗の上昇を抑制できる。

正極材料は、例えば、層状構造のニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物または層状構造のニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物とスピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物との混合物からなる正極活物質（一の正極活物質と称する）であることが好ましい。この一の正極活物質の質量比（層状構造のニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物の質量：スピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物の質量）は、５：５〜１０：０であることが好ましい。リチウムマンガン複合酸化物を加えることで充放電サイクルを繰り返した際の電池内部抵抗上昇を抑制でき、質量比が上記範囲内である場合、より高容量な電池を実現できる。

（導電剤）
導電剤としては、例えばカーボンブラックまたはグラファイト等の炭素材料等が用いられる。

（結着剤）
結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体等から選択される少なくとも１種が用いられる。

（正極活物質層の面積密度）
正極活物質層２１Ｂの面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、高容量化の観点から、例えば、３０ｍｇ／ｃｍ²以上に設定されている。なお、このように正極活物質層２１Ｂの面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）を大きくすると、電極の単位面積で反応に奇与するリチウムイオン量が増大する傾向にあり、本技術の所定構造のセパレータを用いなければ、内部抵抗を増大させてしまい、高容量化および高出力化の両立ができなくなる。

なお、正極活物質層２１Ｂの面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、正極２１において、正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた部分（両面形成部）の、面積（１ｃｍ²）当たりの一方の面側の正極活物質層２１Ｂの質量と他方の面の正極活物質層２１Ｂとの合計質量である。正極活物質層２１Ｂの面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、例えば、以下のように測定できる。

（正極活物質層の面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）の測定方法）
電池を完全放電させてから解体して正極板（正極２１）を取り出し、溶剤（例えばＤＭＣ（ジメチルカーボネート）等）で洗浄した後、充分に乾燥させる。正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが形成されている部分（両面形成部）を所定の面積（ｃｍ²）（打ち抜き面積と称する）で打ち抜き、質量（ｍｇ）（質量Ａと称する）を測定し、両面ともに合剤層が塗布されていない部分を同様にして打ち抜き、質量（ｍｇ）（質量Ｂと称する）を測定する。そして、下記計算式により算出する。
計算式：面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）＝（質量Ａ−質量Ｂ）÷打ち抜き面積

（負極）
負極２２は、例えば、一主面および他主面を有する負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた両面形成部を有する構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂが設けられた片面形成部を有しいてもよい。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔等の金属箔により構成されている。

負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層２１Ｂと同様の導電剤および結着剤等の他の材料を含んで構成されていてもよい。

なお、この電池では、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっている。

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭等の炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。さらにまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。

この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。なお、このようなリチウムと合金を形成することが可能な元素を含む負極材料を合金系負極材料と称する。リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素としては、具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。

負極材料としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものであり、特に好ましくは少なくともケイ素を含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種を有する負極材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。

ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。

スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。

中でも、この負極材料としては、コバルト（Ｃｏ）と、スズ（Ｓｎ）と、炭素（Ｃ）とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズ（Ｓｎ）とコバルト（Ｃｏ）との合計に対するコバルト（Ｃｏ）の割合が３０質量％以上７０質量％以下であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。

このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じてさらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）またはビスマス（Ｂｉ）が好ましく、２種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性をさらに向上させることができるからである。

なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素（Ｃ）の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズ（Ｓｎ）等が凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素（Ｃ）が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、グラファイトであれば、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは、２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。

なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばＣ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。

また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物等も挙げられる。金属酸化物とは、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデン等であり、高分子化合物とは、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロール等である。

なお、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記の負極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。

負極活物質層２２Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの２以上を組み合わせてもよい。負極活物質層２２Ｂを気相法、液相法、溶射法若しくは焼成法、またはそれらの２種以上の方法を用いて形成する場合には、負極活物質層２２Ｂと負極集電体２２Ａとが界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体２２Ａの構成元素が負極活物質層２２Ｂに拡散し、あるいは負極活物質層２２Ｂの構成元素が負極集電体２２Ａに拡散し、またはそれらの構成元素が互いに拡散し合っていることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層２２Ｂの膨張および収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層２２Ｂと負極集電体２２Ａとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。

なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）法またはプラズマ化学気相成長法等が挙げられる。液相法としては、電気鍍金または無電解鍍金等の公知の手法を用いることができる。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤等と混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤等の融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。

（セパレータ）
セパレータ２３は、少なくとも多孔性フィルム２３ａを含む構成とされる。セパレータ２３の厚さは、必要な強度を保つことができる厚さ以上であれば任意に設定可能である。セパレータ２３の厚さは、正極２１および負極２２間の絶縁を図り、短絡等を防止するとともに、セパレータ２３を介した電池反応を好適に行うためのイオン透過性を有し、かつ電池内において電池反応に寄与する活物質層の体積効率をできるだけ高くできる厚さに設定されることが好ましい。具体的には、セパレータ２３の厚さは、例えば３μｍ以上１８μｍ以下が好ましい。

このようなセパレータ２３としては、例えば、第１のセパレータまたは第２のセパレータ等が挙げられる。図３Ａに、第１のセパレータの構成例を示す。図３Ｂに第２のセパレータの構成例を示す。

（第１のセパレータ）
図３Ａに示すように、第１のセパレータは、多孔性フィルム２３ａのみで構成されたものである。

（多孔性フィルム）
多孔性フィルム２３ａは、下記（式）を満たす構造を有するものである。
（式）
ｔ＝ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００、且つ、
−１．８７×１０¹⁰×Ｓ^-4.96≦ａ≦−４０
ε：空孔率（％）
ｔ：透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）
Ｓ：正極活物質層の面積密度（ｍｇ／ｃｍ²）
Ｌｎ：自然対数

なお、上述したように正極活物質層２１Ｂの面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、３０ｍｇ／ｃｍ²以上である。また、上記（式）が成立する範囲を考慮すると、正極活物質層２１Ｂの面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、５０ｍｇ／ｃｍ²以下であることが好ましい。

多孔性フィルム２３ａを構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレン若しくはポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂等を用いることができる。これらの中でも、上記（式）を満たす構造を形成し易いものであり、ショート防止効果に優れ、且つシャットダウン効果による電池の安全性向上が可能なポリオレフィン樹脂を用いること（ポリオレフィンフィルム）が好ましい。また、多孔性フィルム２３ａは、樹脂材料からなる樹脂層を２層以上積層した構造であってもよい。多孔性フィルム２３ａは、２種以上の樹脂材料を溶融混練して形成した樹脂フィルムであってもよい。多孔性フィルム２３ａは、酸化防止剤等の添加剤を含んでいてもよい。

（多孔性フィルムの作製方法）
多孔性フィルム２３ａは、例えば、以下のように作製できる。例えば、ポリオレフィン樹脂等のポリマーと溶剤（可塑剤）とを高温で混合して調製した均一溶液を、Ｔダイ法、インフレーション法等でフィルム化したのち、延伸した後、溶剤を別の揮発溶剤で抽出除去することにより、多孔性フィルム２３ａが形成される。溶剤としては高温でポリマーを溶解する不揮発性の有機溶剤を単独あるいは混合して用いる。ポリマーと溶剤との組み合わせにより相分離の形態が異なり、多孔構造も変化する。延伸の方法は、ロール延伸とテンター延伸による逐次二軸延伸、同時二軸テンターによる同時二軸延伸等が適用可能である。製造工程において、可塑剤の量、延伸倍率および延伸温度の少なくとも何れかを調整することにより、所望の空孔率および所望の透気度を有する多孔性フィルム２３ａを得ることができる。なお、多孔性フィルム２３ａの製造方法は、上記例に限定されるものではない。

（空孔率）
多孔性フィルム２３ａの空孔率ε（％）は、良好なイオン導電性を確保する観点から、例えば、２０％以上であることが好ましく、物理的な強度を維持しショート発生を抑制する観点から５７％以下であることが好ましい。

（空孔率の測定方法）
多孔性フィルム２３ａの空孔率ε（％）は、重量法を用いて測定することができる。この方法では、多孔性フィルム２３ａの１０箇所を、多孔性フィルム２３ａの厚さ方向に向けて直径２ｃｍの円形に打ち抜き、打ち抜いた円形フィルムの中心部の厚さｈと、フィルムの質量ｗとをそれぞれ測定する。さらに、上記厚さｈおよび質量ｗを用いて１０枚分のフィルムの体積Ｖと、１０枚分のフィルムの質量Ｗとを求め、以下の式から空孔率ε（％）を算出することができる。
空孔率ε［％］＝｛（ρＶ−Ｗ）／（ρＶ）｝×１００
ここで、ρは多孔性フィルム２３ａの材料の密度である。

（透気度）
多孔性フィルム２３ａの透気度ｔ（ｓｅｃ／１００ｃｃ）は、物理的な強度を維持しショート発生を抑制する観点から、１００ｓｅｃ／１００ｃｃ以上であることが好ましく、良好なイオン導電性を確保する観点から、１０００ｓｅｃ／１００ｃｃ以下であることが好ましい。

（透気度の測定方法）
透気度ｔ（ｓｅｃ／１００ｃｃ）は、ガーレー透気度である。ガーレー透気度は、ＪＩＳ Ｐ８１１７に準拠して測定できる。ガーレー透気度は、１．２２ｋＰａ圧で１００ｃｃの空気が膜を透過する秒数を示す。

（第２のセパレータ）
図３Ｂに示すように、第２のセパレータは、多孔性フィルム２３ａおよび該多孔性フィルム２３ａの少なくとも一方の表面に設けられた表面層２３ｂで構成されたものである。なお、図３Ｂに示すものは、表面層２３ｂが多孔性フィルム２３ａの一方の表面に設けられた例である。図示は省略するが、表面層２３ｂが多孔性フィルム２３ａの両方の表面に設けられていてもよい。

（多孔性フィルム２３ａ）
多孔性フィルム２３ａは、上述したものと同様の構成である。

（表面層）
表面層２３ｂは、樹脂材料と、無機粒子、有機粒子等の粒子とを含む。

（樹脂材料）
樹脂材料は粒子を多孔性フィルム２３ａの表面に結着するためや粒子同士を結着するために、表面層２３ｂに含有されている。この樹脂材料は、例えば、フィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していてもよい。粒子は、この三次元的なネットワーク構造を有する樹脂材料に担持されることにより、互いに連結することなく分散状態を保つことができる。また、樹脂材料はフィブリル化せずに多孔性フィルム２３ａの表面や粒子同士を結着してもよい。この場合、より高い結着性を得ることができる。

表面層２３ｂに含まれる樹脂材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体およびその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体およびその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリ酢酸ビニル等、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド（特にアラミド）、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステル等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。

（無機粒子）
表面層２３ｂを構成する無機粒子としては、電気絶縁性の無機粒子である金属酸化物、金属酸化物水和物、金属水酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等を挙げることができる。金属酸化物または金属酸化物水和物としては、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ₂Ｏ₃）、ベーマイト（Ａｌ₂Ｏ₃Ｈ₂ＯまたはＡｌＯＯＨ）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ₂）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、ＺｒＯ₂）、酸化ケイ素（シリカ、ＳｉＯ₂）または酸化イットリウム（イットリア、Ｙ₂Ｏ₃）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等を好適に用いることができる。金属窒化物としては、窒化ケイ素（Ｓｉ₃Ｎ₄）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）または窒化チタン（ＴｉＮ）等を好適に用いることができる。金属炭化物としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭化ホウ素（Ｂ₄Ｃ）等を好適に用いることができる。金属硫化物としては、硫酸バリウム（ＢａＳＯ₄）等を好適に用いることができる。金属水酸化物としては水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）₃）等を用いることができる。また、ゼオライト（Ｍ_2/nＯ・Ａｌ₂Ｏ₃・ｘＳｉＯ₂・ｙＨ₂Ｏ、Ｍは金属元素、ｘ≧２、ｙ≧０）等の多孔質アルミノケイ酸塩、タルク（Ｍｇ₃Ｓｉ₄Ｏ₁₀（ＯＨ）₂）等の層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ₃）またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃）等の鉱物を用いてもよい。また、Ｌｉ₂Ｏ₄、Ｌｉ₃ＰＯ₄、ＬｉＦ等のリチウム化合物を用いてもよい。黒鉛、カーボンナノチューブ、ダイヤモンド等の炭素材料を用いてもよい。中でも、アルミナ、ベーマイト、タルク、チタニア（特にルチル型構造を有するもの）、シリカまたはマグネシアを用いることが好ましく、アルミナまたはベーマイトを用いることがより好ましい。

これら無機粒子は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。無機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状、針状、鱗片状、板状およびランダム形状等のいずれも用いることができる。

（有機粒子）
有機粒子を構成する材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリ酢酸ビニル等、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、全芳香族ポリアミド（アラミド）等のポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステル等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の高い耐熱性を有する樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂等が挙げられる。これら材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。有機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状、針状、鱗片状、板状およびランダム形状等のいずれも用いることができる。

表面層２３ｂは、例えば、樹脂材料と粒子とを混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の分散溶媒に添加し、樹脂材料を溶解させて、樹脂溶液を得て、この樹脂溶液を多孔性フィルム２３ａの少なくとも一方の面に、塗布し、乾燥すること等により得ることができる。

（非水電解液）
非水電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒とを含む。

電解質塩は、例えば、リチウム塩等の軽金属化合物の１種あるいは２種以上を含有している。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ₆）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ₆Ｈ₅）₄）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ₃ＳＯ₃）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ₄）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ₂ＳｉＦ₆）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）あるいは臭化リチウム（ＬｉＢｒ）等が挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムからなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。

非水溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンあるいはε−カプロラクトン等のラクトン系溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチル等の炭酸エステル系溶媒、１，２−ジメトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフランあるいは２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、スルフォラン系溶媒、リン酸類、リン酸エステル溶媒、またはピロリドン類等の非水溶媒が挙げられる。非水溶媒は、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

また、非水溶媒として、環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステルを混合して用いることが好ましく、環状炭酸エステルまたは鎖状炭酸エステルの水素の一部または全部がフッ素化された化合物を含むことがより好ましい。このフッ素化された化合物としては、フルオロエチレンカーボネート（４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン：ＦＥＣ）またはジフルオロエチレンカーボネート（４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン：ＤＦＥＣ）を用いることが好ましい。負極活物質としてケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の化合物を含む負極２２を用いた場合であっても、充放電サイクル特性を向上させることができるためである。なかでも、非水溶媒としてジフルオロエチレンカーボネートを用いることが好ましい。サイクル特性改善効果に優れるためである。

（電池の製造方法）
（正極の製造方法）
正極材料と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を作製する。

（負極の製造方法）
負極材料と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。

（非水電解液の調製）
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。

（電池の組み立て）
正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接等により取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接等により取り付ける。その後、正極２１と負極２２とを本技術のセパレータ２３を介して巻回し巻回電極体２０とする。

続いて、正極リード２５の先端部を安全弁機構に溶接すると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接する。この後、巻回電極体２０の巻回面を一対の絶縁板１２ａ，１２ｂで挟み、電池缶１１の内部に収納する。巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納したのち、非水電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。そののち、電池缶１１の開口端部に電池蓋１３、安全弁１４等からなる安全弁機構および熱感抵抗素子１７を、ガスケット１８を介してかしめることにより固定する。これにより、図１に示した本技術の電池が形成される。

この電池では、充電を行うと、例えば、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された非水電解液を介して負極活物質層２２Ｂに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層２２Ｂからリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された非水電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。

２．第２の実施の形態
（電池パックの例）
図４は、本技術の第１の実施の形態による電池（以下、二次電池と適宜称する）を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。

また、電池パックは、正極端子３２１および負極端子３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。

組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図４では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。

スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部３０４を設けているが、−側に設けても良い。

充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチ３０２ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。

放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。

温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。

スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。

ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。

充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。

そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。

メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等からなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値等が予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。（また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。

温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。

３．第３の実施の形態
上述した本技術の第１の実施の形態による電池およびこれを用いた第２の実施の形態による電池パックは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。

電子機器として、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。

また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。

蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源等が挙げられる。

以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。

この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。

さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。

（３−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図５を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８等を介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置４０４等の独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

住宅４０１には、発電装置４０４、電力消費装置４０５、蓄電装置４０３、各装置を制御する制御装置４１０、スマートメータ４０７、各種情報を取得するセンサ４１１が設けられている。各装置は、電力網４０９および情報網４１２によって接続されている。発電装置４０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置４０５および／または蓄電装置４０３に供給される。電力消費装置４０５は、冷蔵庫４０５ａ、空調装置４０５ｂ、テレビジョン受信機４０５ｃ、風呂４０５ｄ等である。さらに、電力消費装置４０５には、電動車両４０６が含まれる。電動車両４０６は、電気自動車４０６ａ、ハイブリッドカー４０６ｂ、電気バイク４０６ｃである。

蓄電装置４０３に対して、本技術の電池が適用される。本技術の電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ４０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網４０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。

各種のセンサ４１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種のセンサ４１１により取得された情報は、制御装置４１０に送信される。センサ４１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置４０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置４１０は、住宅４０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。

パワーハブ４０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置４１０と接続される情報網４１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Universal Asynchronous Receiver-Transceiver：非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Institute of Electrical and Electronics Engineers）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Personal Area Network）またはＷ（Wireless）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。

制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ４１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）等に、表示されても良い。

各部を制御する制御装置４１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）等で構成され、この例では、蓄電装置４０３に格納されている。制御装置４１０は、蓄電装置４０３、家庭内の発電装置４０４、電力消費装置４０５、各種のセンサ４１１、サーバ４１３と情報網４１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。

以上のように、電力が火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２のみならず、家庭内の発電装置４０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置４０３に蓄えることができる。したがって、家庭内の発電装置４０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置４０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置４０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置４０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。

なお、この例では、制御装置４１０が蓄電装置４０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ４０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム４００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。

（３−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図６を参照して説明する。図６に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

このハイブリッド車両５００には、エンジン５０１、発電機５０２、電力駆動力変換装置５０３、駆動輪５０４ａ、駆動輪５０４ｂ、車輪５０５ａ、車輪５０５ｂ、バッテリー５０８、車両制御装置５０９、各種センサ５１０、充電口５１１が搭載されている。バッテリー５０８に対して、上述した本技術の電池が適用される。

ハイブリッド車両５００は、電力駆動力変換装置５０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置５０３の一例は、モータである。バッテリー５０８の電力によって電力駆動力変換装置５０３が作動し、この電力駆動力変換装置５０３の回転力が駆動輪５０４ａ、５０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置５０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ５１０は、車両制御装置５０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ５１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。

エンジン５０１の回転力は発電機５０２に伝えられ、その回転力によって発電機５０２により生成された電力をバッテリー５０８に蓄積することが可能である。

図示しない制動機構によりハイブリッド車両５００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置５０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置５０３により生成された回生電力がバッテリー５０８に蓄積される。

バッテリー５０８は、ハイブリッド車両５００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口５１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。

図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置等がある。

なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。

以下、実施例により、本技術を詳細に説明する。なお、本技術の構成は下記の実施例に限定されるものではない。

＜実施例１＞
（正極の作製）
バインダ（結着剤）としてポリフッ化ビニリデン５ｇ、導電剤としてカーボンブラック１０ｇおよび正極活物質としてＬｉＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂８５ｇを混合し、これにＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰと称する）を加え、ペースト状の正極合剤スラリーを作製した。なお、ＮＭＰの量は集電体であるアルミ箔上に塗布できるペーストになるように、適宜調整した。

正極集電体である厚み３０μｍのアルミ箔上（両面）に上記正極合剤スラリーを塗布し、熱風加熱によりＮＭＰを乾燥除去し、プレスを行い、厚みと共に密度を調整し、正極集電体の両面に正極活物質層が形成された正極を得た。なお、このプレス工程においては、必要に応じて加熱しながら、ロールプレス機などを用いて圧縮成型し、厚みおよび密度を調整することで面積密度を調整できる。この場合には圧縮成型を複数回繰り返してもよい。実施例１では、正極活物質層の面積密度が、３１ｍｇ／ｃｍ²になるように調整した。

（負極の作製）
バインダ（結着剤）としてポリフッ化ビニリデン３ｇ、および負極活物質として天然黒鉛９５ｇを混合し、これにＮ−メチル−２−ピロリドン（以下、ＮＭＰ）を加え、ペースト状の負極合剤スラリーを作製した。なお、ＮＭＰの量は負極集電体である銅箔上に塗布できるペーストになるように、適宜調整した。

負極集電体である厚み２０μｍの銅箔上（両面）に上記負極合剤スラリーを塗布し、熱風加熱によりＮＭＰを乾燥除去し、プレスを行い、厚みと共に密度を調整し、負極を得た。

（セパレータの作製）
セパレータとして、以下のポリエチレンフィルムを作製した。重量平均分子量（Ｍｗ）が２．５×１０⁶の超高分子量ポリエチレン２質量部と、重量平均分子量（Ｍｗ）が２．４×１０⁵のポリエチレン１３質量部とを混合した原料樹脂と、所望の空孔率および透気度（実施例１では空孔率３５％、透気度３９４ｓｅｃ／１００ｃｃ）に応じた量で流動パラフィンとを混合し、ポリエチレン組成物の溶液を調製した。

次に、このポリエチレン組成物の溶液１００質量部に、２，５−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール０．１２５質量部と、テトラキス〔（メチレン）−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシルフェニル）−プロピオネート）〕メタン０．２５質量部とを酸化防止剤として加えた。この混合液を攪拌機付のオートクレーブに充填し、２００℃で９０分間攪拌して均一な溶液を得た。

この溶液を直径４５ｍｍの押出機により、Ｔダイから押出し、冷却ロールで引取りながらゲル状シートを成形した。

得られたシートを二軸延伸機にセットして、所望の膜厚、空孔率および透気度（実施例１では膜厚１２μｍ、空孔率３５％、透気度３９４ｓｅｃ／１００ｃｃ）に応じた延伸温度および延伸倍率で、同時二軸延伸を行った。

得られた延伸膜を塩化メチレンで洗浄して残留する流動パラフィンを抽出除去した後、乾燥して、膜厚１２μｍ、空孔率３５％、透気度３９４ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを得た。

（電解液の調製）
電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）：ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）＝２５：７５（質量比）の混合物を溶媒とし、この溶媒に、支持塩として６フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）を１．１ｍｏｌ／ｌとなるように溶解したものを用いた。

（セルの組み立て）
正極と負極を所定の大きさに裁断し、正極活物質層が形成されていない未形成部にそれぞれ集電タブを超音波溶接した。集電タブとして、正極にはアルミニウムのリード片、負極にはニッケルのリード片をそれぞれ用いた。その後、多孔性のポリエチレンフィルムからなるセパレータを正極および負極で挟みながら巻回した。この巻回体を電池缶に挿入し、負極タブを電池缶の缶底に抵抗溶接により接続し、正極タブには正極蓋を超音波溶接により接続した。次に、電解液を注液し、その後、正極蓋を電池缶にかしめて密封し、目的のリチウムイオン二次電池を得た。

＜実施例２＞
正極活物質層の面積密度を３２ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚１２μｍ、空孔率４２％、透気度１５２ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例３＞
正極活物質層の面積密度を３３ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚１２μｍ、空孔率４２％、透気度１１３ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例４＞
正極活物質層の面積密度を３４ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚９μｍ、空孔率３５％、透気度１９７ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例５＞
正極活物質層の面積密度を３５ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚７μｍ、空孔率３２％、透気度２０６ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例６＞
正極活物質層の面積密度を３７ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率４５％、透気度１６６ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例７＞
正極活物質層の面積密度を４０ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率４９％、透気度１２０ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例８＞
正極活物質層の面積密度を４２ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚７μｍ、空孔率４４％、透気度１１０ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例９＞
正極活物質層の面積密度を４３ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚５μｍ、空孔率３５％、透気度１１９ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例１０＞
正極活物質層の面積密度を４５ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚７μｍ、空孔率４０％、透気度１２１ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜実施例１１＞
正極活物質層の面積密度を４９ｍｇ／ｃｍ²に調整した。セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率４６％、透気度１１３ｓｅｃ／１００ｃｃのポリエチレンフィルムを作製した。以上のこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例１＞
セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率３６％、透気度４５１ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例２＞
セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率３８％、透気度５０５ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例３＞
セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率３５％、透気度４４５ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例２と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例４＞
セパレータとして、膜厚１２μｍ、空孔率３５％、透気度３８９ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例３と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例５＞
セパレータとして、膜厚９μｍ、空孔率２９％、透気度４２３ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例４と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例６＞
セパレータとして、膜厚１２μｍ、空孔率３４％、透気度４０５ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例５と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例７＞
セパレータとして、膜厚９μｍ、空孔率３３％、透気度２７６ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例６と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例８＞
セパレータとして、膜厚１２μｍ、空孔率３９％、透気度２４９ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例６と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例９＞
セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率４２％、透気度２３５ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例６と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例１０＞
セパレータとして、膜厚１６μｍ、空孔率４２％、透気度１６３ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例７と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例１１＞
セパレータとして、膜厚１２μｍ、空孔率４２％、透気度１５２ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例９と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例１２＞
セパレータとして、膜厚９μｍ、空孔率３５％、透気度１９７ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例９と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例１３＞
セパレータとして、膜厚７μｍ、空孔率３２％、透気度２０６ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例９と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

＜比較例１４＞
セパレータとして、膜厚１２μｍ、空孔率３８％、透気度１５７ｓｅｃ／１００ｃｃのポリチレンフィルムを作製したこと以外は、実施例１１と同様にして、リチウムイオン二次電池を作製した。

実施例１〜実施例１１、比較例１〜比較例１４において、空孔率ε（％）、透気度ｔ（ｓｅｃ／１００ｃｃ）、正極活物質層の面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、以下のように測定したものである。

（空孔率の測定方法）
セパレータの空孔率は、重量法を用いて測定した。この方法では、セパレータの１０箇所を、セパレータの厚さ方向に向けて直径２ｃｍの円形に打ち抜き、打ち抜いた円形フィルムの中心部の厚さｈとフィルムの質量ｗをそれぞれ測定した。さらに、上記厚さｈおよび質量ｗを用いてセパレータ１０枚分のフィルムの体積Ｖと、１０枚分のフィルムの質量Ｗとを求め、以下の式から空孔率を求めた。
空孔率［％］＝｛（ρＶ−Ｗ）／（ρＶ）｝×１００
ρ：セパレータ材料の密度
なお、質量測定器は、電子天秤（ザルトリウス株式会社製、ＭＣ２１０Ｐ）を用いた。

（透気度の測定方法）
透気度は、ガーレー透気度である。ガーレー透気度は、ＪＩＳ Ｐ８１１７に準拠して測定した。なお、測定機は、透気抵抗度測定器（（株）東洋精機製作所製、Ｇ−Ｂ２Ｃ）を用いた。

（正極活物質層の面積密度の測定方法）
電池を完全放電させてから解体して正極板を取り出し、溶剤（ＤＭＣ：ジメチルカーボネート）で洗浄した後、充分に乾燥させた。正極集電体の両面に正極活物質層が形成されている部分（両面形成部）を所定の面積（打ち抜き面積）で打ち抜き、質量（ｍｇ）（質量Ａと称する）を測定し、両面ともに合剤層が塗布されていない部分を同様にして打ち抜き、質量（ｍｇ）（質量Ｂと称する）を測定した。そして、下記計算式により算出した。
計算式：面積密度（ｍｇ／ｃｍ²）＝（質量Ａ−質量Ｂ）÷打ち抜き面積

（評価）
作製した電池の高出力特性を評価するため、以下の高負荷充放電試験を行った。

（高負荷充放電試験）
作製した電池を２３℃にて、０．１Ｃの定電流で４．２Ｖとなるまで充電し、その後４．２Ｖで２．５時間定電圧充電を行った。３０分休止後に０．１Ｃの定電流で２．５Ｖまで定電流放電を行った。この操作を２回行い、２回目の放電容量を電池の低負荷放電容量とした。次に同じ電池で上記の条件で充電した後、１２Ｃの定電流で放電を行い、高負荷放電容量を求めた。

そして、｛（高負荷放電容量）÷（低負荷放電容量）｝×１００（％）を高負荷放電における容量維持率（％）として求めた。

なお、１Ｃは、理論容量を１時間で放電（または充電）しきる電流値である。０．１Ｃは、理論容量を１０時間で放電（または充電）しきる電流値であり、１２Ｃは、理論容量を５分で放電（または充電）しきる電流値である。１２Ｃは、０．１Ｃの１２０倍の電流値を表す。

実施例１〜実施例１１および比較例１〜１４の測定結果および評価結果を表１に示す。

また、実施例および比較例が、下記（式）を満たすか否かの理解を容易にするためのグラフを図７〜図１３に示す。図７に、透気度（ｔ）、空孔率（ε）、面積密度（Ｓ）のｔ−ε−Ｓの３軸の座標空間を示し、図８〜図１３に、面積密度（Ｓ）が所定値（３１ｍｇ／ｃｍ^2、３２ｍｇ／ｃｍ²、３３ｍｇ／ｃｍ²、３４ｍｇ／ｃｍ²、３５ｍｇ／ｃｍ²、３７ｍｇ／ｃｍ²、４０ｍｇ／ｃｍ²、４２ｍｇ／ｃｍ²、４３ｍｇ／ｃｍ²、４５ｍｇ／ｃｍ²または４９ｍｇ／ｃｍ²）の場合のε−ｔ平面を示す。

（式）
ｔ＝ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００、且つ、
−１．８７×１０¹⁰×Ｓ^-4.96≦ａ≦−４０
ε：空孔率（％）
ｔ：透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）
Ｓ：正極活物質層の面積密度（ｍｇ／ｃｍ²）
Ｌｎ：自然対数

図７において、Ｓ＝上記所定値における（式）を満たす透気度（ｔ）、空孔率（ε）の範囲を領域Ｓ１〜Ｓ１１で示した。そして、図８〜図１３のε−ｔ座標平面に、各実施例および各比較例の測定値をプロットした。プロットした点が、領域Ｓ１〜領域Ｓ１１の範囲内である場合、セパレータ（ポリエチレンフィルム）が（式）の関係を満たし、領域Ｓ１〜領域Ｓ１１の範囲外である場合、セパレータ（ポリエチレンフィルム）が（式）の関係を満たさないことを示す。

なお、図８〜図１３のε−ｔ座標平面（ε−ｔ平面）は、それぞれ、面積密度（Ｓ）が以下の場合のε−ｔ座標平面を示す。
図８Ａ：Ｓ＝３１（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面、図８Ｂ：Ｓ＝３２（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面
図９Ａ：Ｓ＝３３（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面、図９Ｂ：Ｓ＝３４（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面
図１０Ａ：Ｓ＝３５（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面、図１０Ｂ：Ｓ＝３７（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面
図１１Ａ：Ｓ＝４０（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面、図１１Ｂ：Ｓ＝４２（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面
図１２Ａ：Ｓ＝４３（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面、図１２Ｂ：Ｓ＝４５（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面
図１３：Ｓ＝４９（ｍｇ／ｃｍ²）のε−ｔ座標平面

また、図８〜図１３のそれぞれに示した、領域Ｓ１〜Ｓ１１、ｔｍｉｎ、ｔｍａｘは、それぞれ、上記（式）に従い導きだしたものである。以下に領域Ｓ１〜Ｓ１１、ｔｍｉｎ、ｔｍａｘの関係式を記述する。なお、多孔性フィルムの透気度ｔ（ｓｅｃ／１００ｃｃ）がｔｍｉｎより小さいセパレータでは、良好なシャットダウン機能を確保できず、電池の安全性が低下する傾向にある。

（領域Ｓ１）
領域Ｓ１：Ｓ＝３１（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×３１^-4.96）

（領域Ｓ２）
領域Ｓ２：Ｓ＝３２（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×３２^-4.96）

（領域Ｓ３）
領域Ｓ３：Ｓ＝３３（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×３３^-4.96）

（領域Ｓ４）
領域Ｓ４：Ｓ＝３４（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×３４^-4.96）

（領域Ｓ５）
領域Ｓ５：Ｓ＝３５（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×３５^-4.96）

（領域Ｓ６）
領域Ｓ６：Ｓ＝３７（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×３７^-4.96）

（領域Ｓ７）
領域Ｓ７：Ｓ＝４０（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×４０^-4.96）

（領域Ｓ８）
領域Ｓ８：Ｓ＝４２（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×４２^-4.96）

（領域Ｓ９）
領域Ｓ９：Ｓ＝４３（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×４３^-4.96）

（領域Ｓ１０）
領域Ｓ１０：Ｓ＝４５（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×４５^-4.96）

（領域Ｓ１１）
領域Ｓ１１：Ｓ＝４９（ｍｇ／ｃｍ²）、ｔｍｉｎ≦ｔ≦ｔｍａｘ
ｔｍｉｎ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−４０）
ｔｍａｘ：ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００（ａ＝−１．８７×１０¹⁰×４９^-4.96）

表１および図７〜図１３に示すように、上記（式）の関係を満たす実施例１〜実施例１１では、高負荷放電が優れていた。一方、上記（式）の関係を満たさない比較例１〜比較例１４では、高負荷放電が優れていなかった。なお、一般的なユーザに要求される高負荷放電試験における容量維持率が６０％程度であるので、特性評価では、この値（６０％）を基準値として、基準値以上を高負荷放電が優れていると判定した。

４．他の実施の形態
本技術は、上述した本技術の実施の形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。

例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。

また、上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。

上述の実施の形態による電池は、二次電池に限定されず、一次電池であってもよい。

上述の実施の形態および実施例では、円筒型の電池構造を有する電池、電極を巻回した巻回構造を有する電池について、説明したが、これらに限定されるものではない。例えば、外装にラミネートフィルムを用いたラミネートフィルム型の電池、電極を積み重ねた構造を有するスタック型、角型、コイン型、扁平型またはボタン型の電池等の他の電池構造を有する電池についても同様に、本技術を適用することができる。スタック型には、例えば、枚葉のセパレータを介して正極および負極を積層した電池構造、つづら折りにより折り畳まれた一枚の帯状のセパレータを介して正極および負極を積層した電池構造、負極を挟んだ状態でつづら折りにより折り畳まれた一対のセパレータを介して正極および負極を積層した電池構造等が挙げられる。

また、電解質として、非水電解液が高分子化合物に保持されたゲル状の電解質を用いてもよい。非水電解液を保持する高分子化合物は、非水溶媒を吸収してゲル化するものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）あるいはビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とを繰り返し単位に含む共重合体等のフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）あるいはポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を含む架橋体等のエーテル系高分子化合物、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）あるいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を繰返し単位として含むもの等が挙げられる。高分子化合物には、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。

特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子化合物が望ましく、中でも、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含む共重合体が好ましい。さらに、この共重合体は、マレイン酸モノメチルエステル（ＭＭＭ）等の不飽和二塩基酸のモノエステル、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）等のハロゲン化エチレン、炭酸ビニレン（ＶＣ）等の不飽和化合物の環状炭酸エステル、またはエポキシ基含有アクリルビニルモノマー等を成分として含んでいてもよい。より高い特性を得ることができるからである。

また、電解質として、固体電解質等を用いてもよい。電解質は、イオン性液体（常温溶融塩）を含んでいてもよい。

上述した本技術の実施の形態によれば、高出力で放電した際に容量の低下を防ぎ、高容量で高出力な電池を提供できる。また、内部抵抗上昇を抑制することで放電に伴うジュール熱の発生を抑制し、高負荷放電時の発熱を抑えることができるため、高負荷放電時の発熱でセパレータが収縮し、正極と負極とがショートする危険性を低減できる。

本技術は、以下の構成をとることもできる

［１］
正極集電体および正極活物質を含み且つ上記正極集電体の両面に設けられた正極活物質層を有する正極と、
負極と、
少なくとも多孔性フィルムを含むセパレータと、
電解質と
を備え、
上記正極活物質は、層状構造を有し、且つ、ニッケル含有量が高く、且つ、リチウムとニッケルとを少なくとも含むニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物、層状構造を有し、且つ、ニッケル含有量が低く、且つ、少なくともリチウムとニッケルとコバルトとマンガンとを含むリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、スピネル構造を有し、且つ、少なくともリチウムとマンガンとを含むリチウムマンガン複合酸化物、および、オリビン構造を有し、且つ、少なくともリチウムと鉄とリンとを含むリン酸鉄リチウム化合物よりなる群から選ばれた１以上を有し、
上記正極活物質層の面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、３０ｍｇ／ｃｍ²以上であり、
上記多孔性フィルムの空孔率ε（％）および透気度ｔ（ｓｅｃ／１００ｃｃ）は、下記（式）を満たす電池。
（式）
ｔ＝ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００、且つ、
−１．８７×１０¹⁰×Ｓ^-4.96≦ａ≦−４０
ε：空孔率（％）
ｔ：透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）
Ｓ：正極活物質層の面積密度（ｍｇ／ｃｍ²）
Ｌｎ：自然対数
［２］
上記正極活物質層の面積密度は、５０ｍｇ／ｃｍ²以下である［１］に記載の電池。
［３］
上記ニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物は、化１で表される複合酸化物の少なくとも１種である［１］〜［２］の何れかに記載の電池。
（化１）
Ｌｉ_xＮｉ_yＣｏ_zＭ１_(1-y-z)Ｏ_b
（式中、Ｍ１は、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種以上の元素である。ｘ、ｙ、ｚおよびｂはそれぞれ０．８＜ｘ≦１．２、０．５≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦０．５、ｙ＋ｚ≦１、１．８≦ｂ≦２．２の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｘの値は完全放電状態における値を表している。）
［４］
上記リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物は、化２で表される複合酸化物の少なくとも１種である［１］〜［３］の何れかに記載の電池。
（化２）
Ｌｉ_fＮｉ_gＣｏ_iＭｎ_(1-g-i-h)Ｍ２_hＯ_(2-j)
（式中、Ｍ２は、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊ、ｉおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ≦０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＋ｉ＜１、−０．１≦ｊ≦０．２、０＜ｉ≦０．５の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
［５］
上記リチウムマンガン複合酸化物は、化３で表される複合酸化物の少なくとも１種である［１］〜［４］の何れかに記載の電池。
（化３）
Ｌｉ_vＭｎ_(2-w)Ｍ３_wＯ_s
（式中、Ｍ３は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗおよびｓは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｓ≦４．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
［６］
上記リン酸鉄リチウム化合物は、化４で表されるリン酸化合物の少なくとも１種である［１］〜［５］の何れかに記載の電池。
（化４）
Ｌｉ_uＦｅ_rＭ４_(1-r)ＰＯ₄
（式中、Ｍ４は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒは、０＜ｒ≦１の範囲内の値である。ｕは、０．９≦ｕ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｕの値は完全放電状態における値を表している。）
［７］
上記正極活物質は、上記ニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物として、Ｌｉ_xＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂（ｘは上記と同義である）を含み、
上記Ｌｉ_xＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂の含有量は、上記正極活物質の全質量に対して、８０質量％以上９８質量％以下である［１］〜［６］の何れかに記載の電池。
［８］
上記正極活物質は、上記リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物および上記リチウムマンガン複合酸化物の混合物であり、
上記リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物および上記リチウムマンガン複合酸化物の混合物の質量比（リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物の質量：リチウムマンガン複合酸化物の質量）は、５：５〜９：１の範囲内である［１］、［２］、［４］および［５］の何れかに記載の電池。
［９］
上記正極活物質は、上記ニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物または上記ニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物および上記リチウムマンガン複合酸化物の混合物からなる一の正極活物質であり、
上記一の正極活物質の質量比（ニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物の質量：リチウムマンガン複合酸化物の質量）は、５：５〜１０：０の範囲内である［１］、［２］、［３］および［５］の何れかに記載の電池。
［１０］
上記セパレータは、上記多孔性フィルムの少なくとも一方の主面に設けられた、粒子および樹脂を含む表面層をさらに含む［１］〜［９］の何れかに記載の電池。
［１１］
上記多孔性フィルムは、ポリオレフィン樹脂フィルムである［１］〜［１０］の何れかに記載の電池。
［１２］
上記セパレータの厚さは、３μｍ以上１８μｍ以下である［１］〜［１１］の何れかに記載の電池。
［１３］
［１］〜［１２］の何れかに記載の電池と、
上記電池を制御する制御部と、
上記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１４］
［１］〜［１２］の何れかに記載の電池を有し、上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１５］
［１］〜［１２］の何れかに記載の電池と、
上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
［１６］
［１］〜［１２］の何れかに記載の電池を有し、上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
［１７］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う［１６］に記載の蓄電装置。
［１８］
［１］〜［１２］の何れかに記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。

１１・・・電池缶、１２ａ，１２ｂ・・・絶縁板、１３・・・電池蓋、１４・・・安全弁、１４ａ・・・突出部、１５・・・ディスクホルダ、１６・・・遮断ディスク、１６ａ・・・孔部、１７・・・熱感抵抗素子、１８・・・ガスケット、１９・・・サブディスク、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極活物質層、２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極活物質層、２３・・・セパレータ、２３ａ・・・多孔性フィルム、２３ｂ・・・表面層、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・空調装置、４０５ｃ・・・テレビジョン受信機、４０５ｄ・・・風呂、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・センサ、５１１・・・充電口

Claims (21)

1. 正極集電体の両面に設けられた正極活物質層を有する正極と、
   負極と、
   少なくとも多孔性フィルムを含むセパレータと、
   電解質と
   を備え、
   上記正極活物質は、
   （１）層状構造を有し、且つ、ニッケル含有量が高く、且つ、リチウムとニッケルとを少なくとも含むニッケル主体のリチウムニッケル複合酸化物、または、
   （２）上記リチウムニッケル複合酸化物、および、スピネル構造を有すると共に少なくともリチウムとマンガンとを含むリチウムマンガン複合酸化物の混合物
   であり、
   上記正極活物質の質量比（上記リチウムニッケル複合酸化物の質量：上記リチウムマンガン複合酸化物の質量）は、５：５〜１０：０の範囲内であり、
   上記正極活物質層の面積密度Ｓ（ｍｇ／ｃｍ²）は、３０ｍｇ／ｃｍ²以上であり、
   上記多孔性フィルムの空孔率ε（％）および透気度ｔ（ｓｅｃ／１００ｃｃ）は、下記（式）を満たす電池。
   （式） ｔ＝ａ×Ｌｎ（ε）−４.０２ａ＋１００、且つ、
   −１．８７×１０¹⁰×Ｓ^-4.96≦ａ≦−４０
   ε：空孔率（％）
   ｔ：透気度（ｓｅｃ／１００ｃｃ）
   Ｓ：正極活物質層の面積密度（ｍｇ／ｃｍ²）
   Ｌｎ：自然対数
2. 上記正極活物質層の面積密度は、５０ｍｇ／ｃｍ²以下である請求項１に記載の電池。
3. 上記リチウムニッケル複合酸化物は、化１で表される複合酸化物の少なくとも１種である請求項１または２に記載の電池。
   （化１） Ｌｉ_xＮｉ_yＣｏ_zＭ１_(1-y-z)Ｏ_b
   （式中、Ｍ１は、ホウ素（Ｂ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ケイ素（Ｓｉ）、リン（Ｐ）、硫黄（Ｓ）、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、イットリウム（Ｙ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、バリウム（Ｂａ）、タングステン（Ｗ）、インジウム（Ｉｎ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）およびアンチモン（Ｓｂ）から選ばれる１種以上の元素である。ｘ、ｙ、ｚおよびｂはそれぞれ０．８＜ｘ≦１．２、０．５≦ｙ≦１．０、０≦ｚ≦０．５、ｙ＋ｚ≦１、１．８≦ｂ≦２．２の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｘの値は完全放電状態における値を表している。）
4. 上記リチウムマンガン複合酸化物は、化３で表される複合酸化物の少なくとも１種である請求項１乃至３のいずれか一に記載の電池。
   （化３） Ｌｉ_vＭｎ_(2-w)Ｍ３_wＯ_s
   （式中、Ｍ３は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗおよびｓは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｓ≦４．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
5. 上記正極活物質は、上記リチウムニッケル複合酸化物として、Ｌｉ_xＮｉ_0.80Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂（ｘは上記と同義である）を含む請求項１乃至４のいずれか一に記載の電池。
6. 上記Ｌｉ _x Ｎｉ _0.80 Ｃｏ _0.15 Ａｌ _0.05 Ｏ ₂ の含有量は、上記正極活物質の全質量に対して、８０質量％以上９８質量％以下である請求項５に記載の電池。
7. 上記セパレータは、上記多孔性フィルムの少なくとも一方の主面に設けられた、粒子および樹脂を含む表面層をさらに含む請求項１乃至６のいずれか一に記載の電池。
8. 上記多孔性フィルムは、ポリオレフィン樹脂フィルムである請求項１乃至７のいずれか一に記載の電池。
9. 上記セパレータの厚さは、３μｍ以上１８μｍ以下である請求項１乃至８のいずれか一に記載の電池。
10. 上記負極は、炭素（Ｃ）、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）を含む請求項１乃至９のいずれか一に記載の電池。
11. 上記負極は、ケイ素およびケイ素以外の第２の構成元素を含む合金を含み、
    上記第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含む請求項１乃至１０のいずれか一に記載の電池。
12. 上記負極は、スズおよびスズ以外の第２の構成元素を含む合金を含み、
    上記第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含む請求項１乃至１０のいずれか一に記載の電池。
13. 上記負極は、スズ（Ｓｎ）の化合物またはケイ素（Ｓｉ）の化合物を含み、
    上記化合物は、それぞれ、酸素（Ｏ）または炭素（Ｃ）を含む請求項１乃至１０のいずれか一に記載の電池。
14. 上記化合物は、さらに、請求項１１または１２に列挙した第２の構成元素のいずれかを含む請求項１３に記載の電池。
15. 上記負極は、チタン酸リチウム、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンを含む請求項１乃至９のいずれか一に記載の電池。
16. 請求項１乃至１５のいずれか一に記載の電池と、
    上記電池を制御する制御部と、
    上記電池を内包する外装と
    を有する電池パック。
17. 請求項１乃至１５のいずれか一に記載の電池を有し、上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
18. 請求項１乃至１５のいずれか一に記載の電池と、
    上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
    上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
    を有する電動車両。
19. 請求項１乃至１５のいずれか一に記載の電池を有し、上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
20. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
    上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う請求項１９に記載の蓄電装置。
21. 請求項１乃至１５のいずれか一に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。

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