CN104247090A - 隔膜、非水电解质电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统 - Google Patents

隔膜、非水电解质电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统 Download PDF

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Abstract

一种隔膜，包括：多孔的基底材料层；以及表面层，被设置在该基底材料层的至少一个主面上并且具有凹凸形状。该表面层包括：第一颗粒，该第一颗粒形成凸部的主体，用于在凹凸形状中形成凸部；第二颗粒，具有比第一颗粒小的平均粒径，覆盖第一颗粒的表面的至少一部分，并且还覆盖暴露在第一颗粒之间的基底材料层的表面的至少一部分；以及树脂材料。

Description

隔膜、非水电解质电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统
技术领域
本技术涉及一种隔膜。进一步地，本技术涉及一种在电极之间具有隔膜的非水电解质电池，以及使用该非水电解质电池的电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统。
背景技术
诸如锂离子二次电池的二次电池被用作诸如笔记本电脑的移动装置中的电源电池，混合动力车辆、电池供电车辆等的车辆电力存储电池以及与诸如太阳能电池、风力发电等新能源系统相结合的电力存储电池。
为了进一步增加锂离子二次电池的容量，提出了使用能够与锂形成合金的材料作为负极(negative elctrode)活性材料。例如，提出了合金类负极材料作为此负极活性材料，该合金类负极材料包括理论上容量比碳材料大的元素并且能够与锂形成合金(例如，参照专利文献1)。
由于合金类负极材料在充电期间展示出非常大的膨胀性，故存在由于膨胀的压力而可能产生诸如电极损坏或破坏等的电极的劣化的问题。
为了克服这个问题，提出了一项技术，其中，通过在隔膜上形成凹凸形状来吸收合金类负极材料的膨胀。例如，在专利文献1中，提出了一项技术，其通过采用聚烯烃微孔膜上的压花处理形成凹凸形状来吸收负极的膨胀。
进一步地，在专利文献2中，提出了一项技术，通过在聚烯烃微孔膜与电极之间形成空隙来抑制由于电极膨胀和收缩导致的电极劣化。提出了一项技术，通过将隔离物(spacer)放置在聚烯烃微孔膜与电极之间并在稍后去除隔离物来在聚烯烃微孔膜与电极之间形成空隙。
引用列表
专利文献
专利文献1：WO 08/053898
专利文献2：JP 2003-157888A
发明内容
技术问题
然而，隔膜不仅要吸收负极的膨胀，而且需要具有用于增加诸如耐氧化性和耐热性的电池安全性的功能。因为如专利文献1中一样聚烯烃微孔膜的耐氧化性和耐热性较弱，故耐氧化性和耐热性是不够的。
因此，本发明的目的是提供一种不仅可以通过吸收负极的膨胀来抑制电极劣化，而且还可以提高耐氧化性和耐热性的隔膜和非水电解质电池以及提供一种使用该隔膜和非水电解质电池的电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统。
问题的解决方案
为了解决上述问题，本技术提供了一种隔膜，包括：多孔的基板层；以及表面层，被设置在基板层的至少一个主面上并具有凹凸形状。表面层包括：第一颗粒(particle)，用于形成凹凸形状的凸部并且是所述凸部的主要成分，第二颗粒，具有比第一颗粒小的平均粒径，覆盖第一颗粒的表面的至少一部分，并且覆盖暴露在第一颗粒之间的基板层的表面的至少一部分；以及树脂材料。
根据本技术，提供了一种非水电解质电池，包括：电极体，包括隔膜以及隔着隔膜彼此相对的正极和负极；以及非水电解质，其中，隔膜包括：基板层，基板层为多孔的；以及表面层，表面层被设置在基板层的至少一个主面上并且表面层具有凹凸形状，并且其中，表面层包括：第一颗粒，用于形成凹凸形状的凸部并且第一颗粒是凸部的主要成分；第二颗粒，具有比第一颗粒小的平均粒径，覆盖第一颗粒的表面的至少一部分，并且覆盖暴露在第一颗粒之间的基板层的表面的至少一部分；以及树脂材料。
在本技术中，电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统包括上述非水电解质电池。
在本技术中，隔膜的表面层包括：第一颗粒，用于形成凹凸形状的凸部并且是所述凸部的主要成分，第二颗粒，具有比第一颗粒小的平均粒径，覆盖第一颗粒的表面的至少一部分，并且覆盖暴露在第一颗粒之间的基板层的表面的至少一部分；以及树脂材料。在本技术中，负极膨胀可以被吸收并且通过凹凸形状的凸部可以抑制电极劣化，其中平均粒径较大的第一颗粒是凸部的主要成分。另外可以通过利用平均粒径较小的第二颗粒覆盖基板表面来进一步提高赋予基板的耐氧化性和耐热性。
发明的有益效果
根据本发明，可以通过吸收负极的膨胀来抑制电极劣化并且可以提高耐氧化性和耐热性。
附图说明
[图1]图1是示出了根据本技术的第一实施例的隔膜的配置实例的截面图。
[图2]图2是示意性示出了表面层的截面的放大截面图。
[图3]图3A是示出了膨胀之前的电极和隔膜的配置实例的示意图；图3B是示出了膨胀之后的电极和隔膜的配置实例的示意图。
[图4]图4是示出了根据本技术的第二实施例的非水电解质二次电池的实例的截面图。
[图5]图5是图4中所示的卷绕电极体的一部分的放大截面图。
[图6]图6是示出了根据本技术的第三实施例的非水电解质电池的配置的透视图。
[图7]图7是示出了根据本技术的第四实施例的非水电解质电池的配置的分解透视图。
[图8]图8是示出了沿图7中所示的I-I线切割的截面的截面图。
[图9]图9A是包括容纳在封装构件中的层压电极体的非水电解质电池的外部视图；图9B是示出了容纳在封装构件中的层压电极体的分解透视图；图9C是示出了从图9A中所示的非水电解质电池的底面侧观看的外观的外部视图。
[图10]图10是示出了根据本技术的第五实施例的电池组的配置实例的框图。
[图11]图11是示出了其中根据本技术的非水电解质电池应用在家用电力存储系统中的实例的示意图。
[图12]图12是示意性示出了采用其中应用了本技术的串联式混合动力系统的混合动力车辆的配置的实例的示意图。
[图13]图13A是放大500倍的表面层的SEM图像；图13B是放大5,000倍的表面层的SEM图像；并且图13C是放大10,000倍的表面层的SEM图像。
[图14]图14A示出了示出充电之前的电极和隔膜的截面的SEM图像；并且图14B示出了示出充电之后的电极和隔膜的截面的SEM图像。
[图15]图15示出了观察其中第一颗粒被剥掉的状态的SEM图像。
[图16]图16A至图16C示出了使用激光显微镜观察表面层的结果。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本发明的优选实施例。注意，在该说明书和附图中，具有基本上相同功能和结构的元件利用相同的参考符号表示，并因此省略重复解释。本技术的实施例将参照附图按以下顺序进行描述。
1、第一实施例(隔膜实例)
2、第二实施例(非水电解质电池的第一实例)
3、第三实施例(非水电解质电池的第二实例)
4、第四实施例(非水电解质电池的第三实例)
5、第五实施例(使用非水电解质电池的电池组的实例)
6、第六实施例(使用非水电解质电池的电力存储系统等的实例)
7、其他实施例(变形例)
1、第一实施例
(隔膜的结构)
现在将参照图1来描述根据本技术的第一实施例的隔膜的配置实例。图1是示出了根据本技术的第一实施例的隔膜的配置实例的截面图。如图1中所示，根据本技术的第一实施例的隔膜包括基板2以及形成在基板2的两个主面的至少一个上的表面层3。注意，虽然图1中所示的隔膜实例是表面层3形成在基板2的两个主面上的隔膜的实例，但是隔膜可以只形成在基板2的两个主面的一个上。隔膜在电池中将正极和负极分开以抑制由两个电极之间接触导致的电流短路。
[基板]
基板2是多孔的多孔层。更具体地，基板2例如是由具有大的离子渗透性和预定机械强度的绝缘膜配置而成的多孔膜。例如，如果隔膜被用在诸如非水电解质电池的电池中，则电解质溶液被保持在基板2的孔中。除了具有预定机械强度作为隔膜的主要成分之外，优选的是基板2还具有对电解质溶液的高耐性、低反应性和对膨胀的低敏感性。
作为形成基板2的树脂材料，优选地使用诸如聚丙烯或聚乙烯，丙烯酸树脂，苯乙烯树脂，聚酯树脂或尼龙树脂的聚烯烃树脂。特别优选地使用诸如聚乙烯如低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性聚乙烯或其低分子量蜡组分或者聚丙烯的聚烯烃树脂，因为这些树脂具有适当的熔融温度且易于获得。另外，还可以使用通过层压两种以上的多孔膜形成的结构或通过熔融并捏合两种以上树脂材料形成的多孔膜。包括由聚烯烃树脂形成的多孔膜的材料在正极和负极之间具有优异的分离性能，由此可以显著降低内部短路的可能性。
无纺布可以被用作基板2。形成可以被使用的无纺布的纤维的实例包括芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维和尼龙纤维等的单独或以其两种以上的组合
基板2的厚度可以被任意设定，只要所述厚度足以保持需要的强度即可。然而，优选低设置厚度使得不但可以实现正极与负极之间的绝缘并且防止短路等，而且还使得基板2具有于其上电池反应能够经由隔膜适当执行的离子渗透性水平，并允许参与电池中的电池反应的活性材料层的体积效率尽可能高。具体地，优选的是基板2的厚度在5μm以上至20μm以下的范围内。
为了获得上述水平的离子渗透性，基板2的孔隙率(porosity)优选为25％以上至70％以下。然而，如果将无纺布用作基板2，则孔隙率优选为50％以上至90％以下。虽然离子渗透性取决于在电池的实际使用期间的电流值、诸如基板2的结构的特性和厚度等，但是如果孔隙率小于上述范围，则电解质溶液中涉及充电和放电的离子运动受阻。因此，负载特性降低，并且往往更难在大电流放电时提取充分的容量。进一步地，如果孔隙率大于上述范围，则隔膜强度降低。具体地，对于与在本技术中一样其中表面层3被设置在表面上的隔膜来说，常见的是设计使得基于表面层3的厚度使基板2的厚度被制作的更薄，以便隔膜作为整体具有等于单层隔膜的厚度。因此，隔膜的强度很大程度上取决于基板2的强度，这意味着基板2优选地具有等于或大于预定水平的强度。
[表面层]
图2是示意性示出了表面层的截面的放大截面图。如图2中所示，表面层3形成在基板2上，并具有凹凸形状，其具有凸部和凹部。该表面层3是多孔的。更具体地，由于表面层3例如具有离子渗透功能、电解质溶液保留功能等以充当隔膜，故在整个表面层3上形成有多个微小空隙。如果该隔膜被用在诸如非水电解质电池的电池中，则电解质溶液被保持在表面层3的孔(空隙)中。进一步地，如果该隔膜被用在电池中，则表面层3的凸部紧靠与表面层3相对的电极(未示出)，并在电极与隔膜之间形成与凹部相对应的空间。具体地，例如，如果在基板2的两个面上都形成表面层3，则形成在一个主面上的表面层3的凸部紧靠相对的负极(未示出)，并在负极与隔膜之间形成与凹部相对应的空间。进一步地，形成在另一个主面上的表面层3的凸部紧靠相对的正极(未示出)，并在正极与隔膜之间形成与凹部相对应的空间。例如，形成与形成在负极侧上的凹部相对应的空间以便吸收负极体积的膨胀。因此，可以降低由于负极膨胀而对电极起作用的膨胀压力，从而允许防止损坏或破坏电极。虽然正极侧不一定具有凹凸形状，只要赋予基板耐氧化性和耐热性即可，如图3B中所示，但是由于正极侧的凹凸形状也有助于吸收负极体积的膨胀，故在负极侧不必使用过大的第一颗粒4a的情况下可以更有效地吸收负极的膨胀。
表面层3包括第一颗粒4a，用于形成凹凸形状的凸部，以及第二颗粒4b，具有比第一颗粒4a小的平均粒径，覆盖第一颗粒4a的表面的至少一部分，并覆盖暴露在第一颗粒之间的基板2的表面的至少一部分。第一颗粒4a和第二颗粒4b是电绝缘颗粒(其是无机颗粒或有机颗粒)。平均粒径表示在通过激光折射法测量的粒径分布中从具有更小粒径的侧计算的体积累积总量50％的平均颗粒直径(D50)。例如，平均颗粒直径(D50)可以使用激光折射型粒径分布测量装置(“SALD7100”，由日本岛津公司制造)来测量。
虽然未示出，但是表面层3包含用于将颗粒粘结到基板2上并将颗粒粘结在一起的树脂材料。该树脂材料例如可以具有通过原纤化而获得的三维网络结构，其中，原纤维彼此不断连接。通过将颗粒支撑在具有三维网络结构的此树脂材料上，颗粒可以在没有彼此连接的情况下保持分散的状态。进一步地，树脂材料可以粘结到基板2的表面上或在不进行原纤化的情况下将颗粒粘结在一起。
包含第一颗粒4a、第二颗粒4b和树脂材料的表面层3可以对基板2赋予耐氧化性、耐热性和机械强度。虽然下面进行了更详细的描述，但第一颗粒4a具有用于形成凹凸形状的凸部的功能，第二颗粒4b具有进一步增加对基板2赋予的耐氧化性、耐热性和机械强度的功能以及防止第一颗粒4a脱落的功能。注意，在下文中，表面层3的由覆盖第一颗粒4a之间的基板2的表面的第二颗粒4b与树脂材料之间的部分被称为由覆盖基板2的表面的第二颗粒4b形成的表面层3(有时也称为由第二颗粒4b形成的表面层3)。
[第一颗粒]
第一颗粒4a是用于形成表面层3的凹凸形状的凸部的颗粒。在表面层3上，第一颗粒4a是形成表面层3的凹凸形状的凸部的主要成分。第一颗粒4a可以是初级颗粒或从初级颗粒聚结的次级颗粒。第一颗粒4a的表面的至少一部分由第二颗粒4b覆盖。即，第一颗粒4a的表面可以完全由第二颗粒4b覆盖，或第一颗粒4a的表面可以具有不由第二颗粒4b覆盖的暴露面，而只有一部分由第二颗粒4b覆盖。
如果隔膜被用在电池中，则表面层3的凹凸形状的凸部紧靠相对的电极，并在隔膜与电极之间形成与凹部相对应的空间。此时，第一颗粒4a(其是凸部的主要成分)优选地起到保持相对的电极与隔膜之间的空间的隔离物的作用。
[隔离物功能]
第一颗粒4a起到隔离物的作用指的是其中第一颗粒4a的颗粒高度在测量表面层的厚度(膜厚测量)中被体现出来的情况。即，其中第一颗粒4a的颗粒高度基本上与表面层的厚度相同的情况。第一颗粒4a的颗粒高度基本上与表面层的厚度相同的情况指的是第一颗粒4a的颗粒高度与表面层的厚度之间的差在1μm内的情况。在这种情况下，例如，第一颗粒4a可以被认为起到隔离物的作用，甚至当在电极卷绕期间施加卷绕机张力(拉张力)时，该隔离物也可在电极与隔膜之间形成空间。例如，在1.8kg/cm2的压力下可以使用由日本三丰公司制造的膜厚测试仪利用高度计来执行对表面层3的厚度的测量，该膜厚测试仪具有直径为6mm的圆形平面压机(indenter)。第一颗粒4a的颗粒高度是形成凸部的第一颗粒4a的最低位置与最高位置之间在表面层3的厚度方向上的差。第一颗粒4a的颗粒高度例如可以通过以下操作来确定：当利用SEM观察隔膜的截面时，在表面层3的厚度方向上绘制一条垂直于厚度方向的穿过最低位置的线以及垂直于厚度方向的穿过第一颗粒4a的图像的最高位置的线，并测量这两条平行线之间的在厚度方向上的长度。注意，上述平均粒径是通过激光折射法测量的值。该平均粒径表示捕获颗粒时的最大粒径，并且因此取决于第一颗粒4a的颗粒形状，故平均粒径和颗粒高度可能并不总是一致的。
[第一颗粒的平均粒径]
第一颗粒4a的平均粒径优选地为3.5μm以上。即，为了确保由第二颗粒4b形成的表面层3的涂覆膜均匀性，优选地确保由第二颗粒4b形成的表面层3具有1.5μm以上的厚度，并且凹凸形状的凹部-凸部高度差为2μm以上。为了满足这些优选数值范围，第一颗粒4a的粒径分布中的平均粒径优选为3.5μm，其是由第二颗粒4b形成的表面层3的厚度的优选范围的下限和凹部-凸部高度差的优选范围的下限的总值。虽然膨胀吸收体积增大，平均粒径越大，但是如果平均粒径太大，电池中的第一颗粒4a的体积明显会增大，使得容量趋于减小。在本技术中，由于表面层3的厚度还可以基于第一颗粒4a的尺寸来测量，因此在电池设计期间，具有基于所需隔膜的厚度(或表面层3的厚度)的尺寸的颗粒可以被选择作为第一颗粒4a。
[第二颗粒]
第二颗粒4b是具有平均粒径小于第一颗粒4a的颗粒。第二颗粒4b可以是初级颗粒或从初级颗粒聚结的次级颗粒。第二颗粒4b覆盖第一颗粒4a的表面的至少一部分，并覆盖暴露在第一颗粒之间的基板2的表面的至少一部分。第二颗粒4b具有进一步提高对基板2赋予的耐热性的功能，进一步提高对基板2赋予耐氧化性的功能，防止第一颗粒4a脱落的功能，以及增加隔膜的机械强度的功能。
第二颗粒4b覆盖第一颗粒4a之间的不由第一颗粒4a覆盖的基板2的暴露面，并具有用于进一步提高对基板2赋予耐氧化性和耐热性的功能。第二颗粒4b具有用于防止第一颗粒4a脱落的功能。即，覆盖基板2的表面的第二颗粒4b形成充当第一颗粒4a的基底的基底层。第一颗粒4a经布置使得第一颗粒4a的一些被嵌入该基底层中。因此，第一颗粒4a的粘合面积增加，以便可以抑制第一颗粒4a脱落。
例如，仅利用包括具有大粒径的第一颗粒4a和树脂材料的表面层3，耐热性不但不充分，而且由于第一颗粒4a脱落和基板2的表面暴露往往不能确保耐氧化性。进一步地，仅利用在没有表面层3的情况下形成的基板2的情况下往往不能确保耐热性和耐氧化性。
[第二颗粒的平均粒径]
第二颗粒4b的平均粒径优选地为0.1μm以上至1.0μm以下。如果第二颗粒4b小于0.1μm，则由于涂料的粘性太高而往往难以涂覆。另一方面，如果平均粒径超过1.0μm，则往往难以确保涂覆膜的均匀性，并且诸如耐氧化性和耐短路性等特性往往会由于基板2暴露的可能性较高而被劣化。
[第二颗粒形成的表面层的厚度]
由第二颗粒4b覆盖表面层3的表面形成的表面层3的厚度优选为1.5μm以上至3.0μm以下。如果由第二颗粒4b形成的表面层3的厚度小于1.5μm，则基板2的表面被暴露并且基板2与电极接触，使得赋予基板2的耐氧化性增加的效果往往会降低。如果由第二颗粒4b形成的表面层3的厚度大于3.0μm，则被赋予的耐氧化性太大，并且利用第一颗粒4a形成的凹部-凸部高度差减小，以便降低电极膨胀吸收效果，这是不可取的。注意，由第二颗粒4b形成的表面层3的厚度是通过以下操作获得的值：例如用带剥离表面层3的一部分，并使用激光显微镜(商标名：VK-9500，由基恩士(Keyence)公司制造)测量由第二颗粒4b形成的表面层3与基板2的表面的暴露部分之间的段差。
[隔膜的电极膨胀吸收效果]
现在将参照图3A和图3B描述根据本技术的隔膜的电极膨胀吸收效果。图3A是示出了膨胀之前的电极和隔膜的配置实例的示意图。图3B是示出了膨胀之后的电极和隔膜的配置实例的示意图。如图3A和图3B中所示，其中表面层3形成在基板2的两个主面上的隔膜被布置在正极21与负极22之间。如图3A中所示，在负极22膨胀之前，表面层3的凸部紧靠电极，并且在隔膜与电极之间形成与表面层3的凹部相对应的空间。具体地，形成在基板2的一个主面上的表面层3的凸部紧靠相对的负极22，并且在负极22与隔膜之间形成与凹部相对应的空间。进一步地，形成在基板2的另一个主面上的表面层3的凸部紧靠相对的正极21，并且在正极21与隔膜之间形成与凹部相对应的空间。如图3B中所示，在负极22由于充电而膨胀之后，应力集中在表面层3的凸部上。这导致基板2变形使得其可以与负极22的膨胀一致，并且通过膨胀的负极22填充相对于隔膜而形成的空间。隔膜与负极22之间的空间吸收负极22体积的膨胀，从而允许抑制电极由于膨胀压力导致的损坏或破坏。
因此，对于根据本技术的具有由第一颗粒4a和第二颗粒4b形成的具有凹凸形状的表面层3的隔膜来说，在负极22与隔膜之间形成与凹部相对应的空间。该空间允许通过吸收负极22体积的膨胀来抑制电极由于膨胀压力导致的损坏或破坏。
针对根据本技术的具有由第一颗粒4a和第二颗粒4b形成的具有凹凸形状的表面层3的隔膜，从诸如进一步提高吸收负极22体积的膨胀的效果的角度来说，优选地将凹凸形状的凸部的密度和凹凸形状的凹部-凸部高度差设定为合适值。如果隔膜利用由于充电而展示出较大膨胀的合金类负极材料来被应用于电池中，则这些设定尤其是有效的。
[凸部的密度]
表面层3的凹凸形状的凸部的密度例如优选为300个/mm2以上至2,800个/mm2以下。如果凸部密度太高，通过由于负极膨胀导致粒径较大的颗粒压缩的基板2的一部分增加，使得循环特性和速率特性劣化。进一步地，锂离子电池中的基于颗粒状合金的负极的典型尺寸为3μm以上至30μm以下。为了使凸部之间的距离大于合金类负极材料的尺寸，凸部密度优选为2,800个/mm2以下。如果凸部密度为2,800个/mm2以下，则存在具有30μm以上的凸部之间的距离的凹部。合金类负极材料体积的膨胀可以被具有30μm以上的凸部之间的距离的凹部更好地吸收。
另一方面，尽管更低的凸部密度允许吸收更大的负极膨胀体积，但是如果凸部密度太低，则凸部之间的距离太大，使得无法展示出形成凸部的第一颗粒4a的隔离物功能。为了展示出第一颗粒4a的隔离物功能，凸部密度优选的是3300个/mm2以上。注意，凸部密度不仅更优选的是3300个/mm2以上至2,800个/mm2以下，而且第一颗粒4a的平均粒径更优选的是3.5μm以上。这是因为即使凸部密度为300个/mm2以上至2,800个/mm2以下，如果第一颗粒4a的平均粒径小于3.5μm，则降低了吸收合金类负极材料体积的膨胀的效果。
[凹凸形状的凹部-凸部高度差]
优选的是表面层3的凹凸形状的凹部-凸部高度差例如为2.0μm以上。如果凹凸形状的凹部-凸部高度差小于2.0μm，则负极与隔膜之间用于吸收与凹部相对应的合金类负极材料体积的膨胀的空间减小，使得吸收负极体积的膨胀的效果降低。注意，从进一步提高吸收合金类负极材料体积的膨胀的效果的角度来说，表面层3的凹凸形状的凹部-凸部高度差不仅更优选为2.0μm以下，而且凸部密度更优选为300个/mm2以上至2,800个/mm2以下。
现在将更详细地描述构成第一颗粒4a和第二颗粒4b的颗粒以及表面层3中所包括的树脂材料。
第一颗粒4a和第二颗粒4b是电绝缘颗粒，其均是无机颗粒或有机颗粒。
[无机颗粒]
无机颗粒的实例包括金属氧化物，金属氮化物，金属碳化物和金属硫化物等的颗粒，其均是具有电绝缘性能的无机颗粒。可优选地使用的金属氧化物的实例包括铝氧化物(氧化铝，Al2O3)、三水合氧化铝(勃姆石)、氢氧化铝、镁氧化物(氧化镁，MgO)、钛氧化物(二氧化钛，TiO2)，锆氧化物(氧化锆，ZrO2)、硅氧化物(二氧化硅，SiO2)和钇氧化物(三氧化二钇，Y2O3)等。可优选地使用的金属氮化物的实例包括氮化硅(Si3N4)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)和氮化钛(TiN)等。可优选地使用的金属碳化物的实例包括碳化硅(SiC)和碳化硼(B4C)等。可优选地使用的金属硫化物的实例包括硫酸钡(BaSO4)等。另外，还可以使用矿物，诸如类似沸石(M2/nO·Al2O3·xSiO2·yH2O，其中，M表示金属元素，x≥2，和y≥0)等的多孔铝硅酸盐、层状硅酸盐、钛酸钡(BaTiO3)或钛酸锶(SrTiO3)。其中，优选地使用氧化铝、二氧化钛(具体地，具有金红石结构的二氧化钛)、二氧化硅或氧化镁，且更优选地使用氧化铝。无机颗粒具有耐氧化性和耐热性，使得位于与包含无机离子的正极相对侧的表面层3，在充电时对接近正极的氧化环境具有更强的抗性。无机颗粒的形状不受特别限制。可以采用任何形状，诸如球状、板状、纤维状、立方体形、无规则形状等。
[有机颗粒]
构成有机颗粒的材料的实例包括具有其中熔点或玻璃化转变温度中的至少一个为180℃以上的高耐热性的树脂，例如氟树脂，诸如聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯；含氟的橡胶，诸如偏二氟乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯共聚物；橡胶，诸如苯乙烯/丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈/丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物或其氢化物、甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯腈/丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯橡胶、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯；纤维素衍生物，诸如乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素，聚苯醚，聚砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚醚酰亚胺，聚酰亚胺、诸如全芳族聚酰胺(芳族聚酰胺)的聚酰胺；聚酰胺酰亚胺；聚丙烯腈；聚乙烯醇；聚醚；丙烯酸树脂或聚酯。这些树脂材料可以单独使用或者作为其两种以上的混合物使用。其中，从耐氧化性和灵活性的角度来说，优选的是氟树脂，诸如聚偏氟乙烯，从耐热性的角度来说，优选地包括芳族聚酰胺或聚酰胺酰亚胺。有机颗粒的形状不受特别限制。可以采用任何形状诸如球状、板状、纤维状、立方体形、无规则形状等。
第一颗粒4a和第二颗粒4b可以由单一材料类型的颗粒形成。可替换地，第一颗粒4a可以由单一材料类型的颗粒形成，并且第二颗粒4b可以由不同于第一颗粒4a的单一材料类型的颗粒形成。另外，第一颗粒4a可以由多种材料类型的颗粒形成，第二颗粒4b可以由不同于第一颗粒4a的多种材料类型的颗粒形成。另外，第一颗粒4a可以由多种材料类型的颗粒形成，第二颗粒4b可以由与第一颗粒4a相同的多种材料类型的颗粒形成。
[树脂材料]
构成表面层3的树脂材料的实例包括具有其中熔点或玻璃化转变温度中的至少一个为180℃以上的高耐热性的树脂，例如氟树脂，诸如聚偏氟乙烯和聚四氟乙烯；含氟的橡胶，诸如偏二氟乙烯/四氟乙烯共聚物、乙烯/四氟乙烯共聚物；橡胶，诸如苯乙烯/丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈/丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈/丁二烯/苯乙烯共聚物或其氢化物、甲基丙烯酸酯/丙烯酸酯共聚物、苯乙烯/丙烯酸酯共聚物、丙烯腈/丙烯酸酯共聚物、乙烯丙烯橡胶、聚乙烯醇和聚乙酸乙烯酯；纤维素衍生物，诸如乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素和羧甲基纤维素，聚苯醚，聚砜，聚醚砜，聚苯硫醚，聚醚酰亚胺，聚酰亚胺，聚酰胺诸如全芳族聚酰胺(芳族聚酰胺)；聚酰胺酰亚胺；聚丙烯腈；聚乙烯醇；聚醚；丙烯酸树脂或聚酯，这些树脂材料可以单独使用或者作为其两种以上的混合物使用。其中，从耐氧化性和灵活性的角度来说，优选的是诸如聚偏氟乙烯的氟树脂，从耐热性的角度来说，优选地包括芳族聚酰胺或聚酰胺酰亚胺。
根据本技术的隔膜可以通过应用在其中包括能够与锂形成合金的元素的合金类材料作为负极活性材料的电池中而展示出显著的效果。对于其中合金类负极材料被用作负极活性材料的负极来说，充电期间的膨胀很大。因此，当根据本技术的隔膜应用在合金类负极材料被用作负极活性材料的电池中时，通过吸收负极的膨胀的表面层3提高了防止电极损坏或破坏的效果。注意，根据本技术的隔膜也可以应用在使用诸如石墨的碳材料作为负极活性材料的电池中。
根据本技术的隔膜可以通过层压正极和负极以及介于其间的隔膜，并且应用在包括卷绕电极结构的电池中而展示出更加显著的效果。对于卷绕电极体来说，由于在负极集电体(current collector)的卷绕方向上施加由于负极膨胀产生的张应力，因此负极集电体比层压电极体更容易发生塑性变形。在这种情况下，负极活性材料层中也可能发生破裂、剥落、破碎等。另外，如果张应力较大，则负极集电体甚至可能破裂。通过使用根据本技术的隔膜，可以减少由卷绕电极体的卷绕结构导致的电极上的负载，并且通过吸收负极膨胀的表面层3防止电极损坏或破坏的效果会增加。
表面层3的厚度优选为3.5μm以上至20μm以下。如果厚度小于上述范围，则吸收负极膨胀的功能降低。另外，如果厚度大于上述范围，则隔膜自身的厚度增加，这会导致电池的体积效率降低。注意，表面层3具有凹凸形状，但不具有均匀厚度。例如在1.8kg/cm2的压力下可以使用由日本三丰公司制造的膜厚测试仪来执行表面层3厚度的测量，该膜厚测试仪具有直径为6mm的圆形平面压机。这里，如果在基板2的两个面上都形成表面层3，则厚度T是形成在基板2的单一面上的表面层3的厚度。
表面层3的上述厚度是形成隔膜时的值。表面层3在电池充电和放电期间被压缩，这会导致厚度减小。因此，当分解使用已经充电的根据本技术的隔膜制造的电池时，厚度小于形成隔膜时的值。然而，由于本技术的第一颗粒4a和其凸部密度几乎不变，因此甚至当分解已经充电的电池时，也可以很容易确定表面层3的结构。
(隔膜的制造方法)
现在将描述在其上设置有表面层3的隔膜的制造方法。
首先，制备用于形成表面层3的树脂溶液。按预定质量比混合形成表面层3的树脂材料、第一颗粒4a和第二颗粒4b，然后将由此产生的混合液分散在分散溶剂诸如N-甲基-2-吡咯烷酮中以溶解树脂材料，由此获得树脂溶液。
可以在树脂溶液中使用任何种类的分散溶剂，只要其可以溶解根据本技术的树脂材料即可。除了N-甲基-2-吡咯烷酮之外，分散溶剂的实例还包括二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲苯和乙腈等。然而，从溶解能力和高分散性能来看，优选地使用N-甲基-2-吡咯烷酮。
接下来，在基板2的表面上形成表面层3。将树脂溶液涂覆在基板2的至少一个表面上形成涂覆层。接下来，将于其上形成涂覆层的基板2浸在作为凝结溶液的水或类似物，并且然后干燥。因此，形成表面层，其具有凹凸形状。于其上形成有涂覆层的基板2浸在其中例如是用于树脂溶液、用于在树脂溶液中溶解树脂材料的不良溶剂和用于溶解树脂材料的分散溶剂的良好溶剂的水的凝结溶液。通过溶解树脂材料并使包括第一颗粒4a和第二颗粒4b的树脂溶液与诸如用于树脂溶液中溶解的树脂材料的不良溶剂和用于溶解树脂材料的分散溶剂的良好溶剂的水的溶剂接触，由此引发溶剂交换。因此，发生伴随旋节线分解(spinodal decomposition)的快速(高速)相分离，由此将树脂材料固定在特定的三维网络结构中。由此制造的表面层3基于利用随由于不良溶剂导致的旋节线分解而发生的快速不良溶剂引发的相分离现象来形成特定的多孔结构。另外，基于该结构，可以实现优异的非水电解质溶液浸渍性能和离子传导率。另外，当在基板2的表面上形成表面层3时，在不浸在凝胶溶液中的情况下可以直接干燥表面层3。在这种情况下，尽管树脂材料没有形成在特定的三维网络结构中，但是基板表面或颗粒之间可能存在较强粘结。以这种方式，可以获得根据本技术的隔膜。
在根据本技术的隔膜的制造方法中，具有凹凸形状的表面层可以基于制备包括具有不同粒径的两种颗粒的树脂溶液，涂覆并干燥该树脂溶液的工艺来制造。例如，在“背景技术”部分中讨论的专利文献2(JP2003-157888A)中，由于具有大量工艺以便在电极与隔膜之间形成空间，诸如当制造层压电极体时将隔离物夹在中间并去除隔离物，因此生产率降低。
根据本技术的隔膜可以通过吸收负极体积的膨胀来抑制电极损坏或破坏。进一步地，根据本技术的隔膜可以改善耐热性和耐氧化性。另外，根据本技术的隔膜可以改善易用性，由此可以通过利用表面层3的凹凸形状减少摩擦来去除卷绕芯。另外，根据本技术的隔膜可以利用表面层3的凹凸形状来改善电解质溶液的注入特性和保持特性。另外，根据本技术的隔膜在电极膨胀和收缩期间起到电解质溶液的供应源的作用。此外，由于基板2的多孔结构会因为表面层3减轻了基板2的压力而被保持，故可以改善电力特性。基于具有凹凸结构的表面层3形成在哪一个面上，根据本技术的隔膜的可能配置可以包括以下各项。
[1.其中具有凹凸结构的表面层仅形成在与负极侧相对的面上的情况]
形成在与负极侧相对的面上的表面层3与在充电期间膨胀的负极接触。另外，当负极膨胀之后，与凹凸形状的隔膜与电极之间的凹部相对应的空间吸收负极22体积的膨胀，这允许抑制电极由于膨胀力导致的损坏或破坏。
当表面层3仅被设置在与负极相对的面上时，与正极相对的隔膜面可以经配置使得基板2被暴露，或者可以设置平坦表面层3。尤其优选的是将平坦表面层3设置在与正极相对的面上。
众所周知，在具有高电位的正极(其往往被放置在氧化环境中)附近，由聚烯烃形成的基板，特别是由聚乙烯形成的基板通过正极电位经受氧化劣化。具体地，对于将满充电电压被设置在4.25V以上的电池，劣化更大的量。因此，可以赋予与正极相对的隔膜面耐热性和耐氧化性以通过将由树脂材料、第一颗粒4a和第二颗粒4b形成的具有耐热性和耐氧化性的表面层3设置在与正极相对的面上来抑制劣化。因此，对于其中将满充电电压被设置在4.25V以上的电池，可以只赋予位于与负极相对的一侧上的表面层3有效吸收负极膨胀的功能，并且与正极相对的一侧上的表面层3可以具有平坦形状。
[2.其中具有凹凸结构的表面层仅形成在与正极侧相对的面上的情况]
如果将电池的满充电电压设置在4.2V以下，例如，则聚乙烯基板的氧化劣化(与上述一样)不容易发生。另一方面，如果导电金属污染物在电池内部渗透，则可能会发生内部短路，这可能会导致安全性下降。
如果金属污染物在正极与隔膜之间，由于在许多情况下这些污染物会被正极电位溶解，因此内部短路不容易发生。然而，当金属污染物在负极与隔膜之间时，由于这些污染物不能够被负极电位溶解，因此增加了内部短路的风险。此时，通过配置使得与负极侧相对的面是均匀表面层3，具有预定厚度以上的表面层3覆盖金属污染物，从而能够抑制短路。另外，即使表面层3仅被设置在与正极相对的隔膜面上，也可通过负极膨胀将基板2压向正极侧，并且该力可以被设置在与正极相对的面上的具有凹凸形状的表面层3吸收。因此，可以只赋予位于与正极相对的面上的表面层3用于吸收负极膨胀的功能，并且可以使位于与负极相对的面上的表面层3起到具有抑制内部短路的功能的层的作用。另外，在不需要在负极侧上使用过大的第一颗粒4a的情况下，可以确保结构与电极之间的空间。
[3.其中具有凹凸结构的表面层形成在基板的两个面上的情况]
如果要考虑如上述高充电电压和金属污染物等问题的必要性低，则表面层3优选地被设置在基板2的两个面上。这是因为膨胀吸收功能可以分别通过基板2的两个面获得。
(变形例)
另外，在使用作为凝胶状非水电解质的凝胶电解质层的电池中，根据本技术的表面层可以通过将预定量的第一颗粒4a和第二颗粒4b并入凝胶电解质层中而组合在。凝胶电解质层包括非水电解质溶液和保持非水电解质的高分子化合物。因此，当在正极和负极上，或在隔膜表面上涂覆包括非水电解质溶液、高分子化合物以及第一颗粒4a和第二颗粒4b的前体溶液(precursor solution)并进行干燥时，与根据本技术的表面层类似的表面层可以通过形成其表面具有与本技术中一样的凹凸形状的凝胶电解质层而形成在正极与负极之间。
2、第二实施例
现在将描述根据本技术的第二实施例的非水电解质电池。根据本技术的第二实施例的非水电解质电池是使用根据本技术的第一实施例的隔膜的非水电解质电池。
(非水电解质电池的结构)
现在将参照图4描述根据本技术的第二实施例的非水电解质电池。图4是示出了根据本技术的第二实施例的非水电解质电池的结构的实例的截面图。非水电解质电池例如是能够充电和放电的非水电解质二次电池。该非水电解质电池是所谓的圆柱型，其包括未示出的液体非水电解质(下文中被适当地称为非水电解质溶液)以及卷绕电极体20，该卷绕电极体20使用利用介入其间的以与本技术的第一实施例相同的方式配置的隔膜23卷绕带状正极21和负极22而形成在总体中空的圆筒形电池罐11的内部中。
电池罐11由例如镀镍的铁形成，且电池罐11的一个端部关闭而其另一端部打开。在电池罐11的内部中，以使得将卷绕电极体20夹在其间的方式垂直于卷绕外围分别布置一对绝缘板12a和12b。
用于电池罐11的材料的实例包括铁(Fe)、镍(Ni)、不锈钢(SUS)、铝(Al)、和钛(Ti)等。电池罐11可以镀有例如镍等以防止由于非水电解质电池的充电和放电而通过电气化学的非水电解质溶液产生腐蚀。电池罐11的开口端的部分通过经由用于绝缘和密封的垫圈18压紧设置有作为正极引线板的电池盖13、和安全阀机构以及设置在电池盖13内部的安全阀机构和正温度系数(PTC)元件17。
电池盖13例如由与电池罐11相同的材料形成，并且包括用于排出在电池内部产生的气体的开口端部分。在安全阀机构中，依次叠放有安全阀14、盘保持器(disc holder)15和切断盘(cutting-off disc)16。安全阀14的突起部分14a利用子盘19连接至从卷绕电极体20引出的正极引线25，其被布置以覆盖设置在切断盘16的中心部中的开口16a，其介于突起部分14a与正极引线25之间。通过介于其间的子盘19连接安全阀14与正极引线25防止了正极引线25在安全阀14反转时缩回开口16a中。另外，安全阀机构经由正温度系数元件17电连接至电池盖13。
当非水电解质电池内部的压力因电池内部的短路或电池的外部加热等达到预定值以上时，安全阀14反转，使得安全阀机构切断突起部分14a(即，电池盖13)与卷绕电极体20之间的电连接。即，当安全阀14反转时，切断盘16在正极引线25上施加压力，使得安全阀14和正极引线25相互不连接。盘保持器15由绝缘材料形成，由此使得当安全阀14反转时安全阀14和切断盘16相互绝缘。
另外，当在电池内部产生更多气体且电池内部的压力进一步增加时，安全阀14被配置使得其一部分破裂，以便可以将气体排放至电池盖13侧。
此外，例如，在切断盘16的开口16a的外围中设置多个气体释放开口(未示出)，使得当由卷绕电极体20产生气体时，可以将气体有效地排放至电池盖13侧。
当温度增加时，正温度系数元件17的电阻增大，并且正温度系数元件17通过断开电池盖13与卷绕电极体20之间的电连接来切断电流，使得防止因过量电流而造成异常生热。垫圈18由例如绝缘材料形成，且垫圈18的表面上涂覆有沥青。
容纳在非水电解质电池中的卷绕电极体20绕中心销24卷绕。卷绕电极体20通过顺序层压正极21和负极22和介于其间的隔膜23，并通过在纵向方向上卷绕层压体来形成。
正极引线25连接至正极21，而负极引线26连接至负极22。如上所述，正极引线25通过焊接至安全阀14而电连接至电池盖13，而负极引线26通过焊接而电连接至电池罐11。
图5是在图4中所示的卷绕电极体20的一部分的放大截面图。下面将对正极21、负极22和隔膜23进行详细描述。
[正极]
正极21具有这样一种结构，其中，正极活性材料层21B被设置在具有一对相对面的正极集电体21A的两个面上。注意，虽然未示出，但是正极活性材料层21B还可以被设置在正极集电体21A的仅一个面上。例如，正极集电体21A由诸如铝箔的金属箔形成。
正极活性材料层21B包含作为正极活性材料的两种或多种能够嵌入和解嵌锂的正极材料。正极活性材料层21B还可以任选地包括诸如粘接剂和导电剂的其他材料。
能够嵌入和解嵌锂的合适的正极材料的实例包括含锂化合物，诸如锂氧化物，锂磷酸盐，锂硫化物或含锂的层间化合物，可以混合并使用它们中的两种以上。为了增加能量密度，优选的是包括锂、过渡金属元素和氧(O)的含锂化合物。这种含锂化合物的实例包括由下列化学式(I)表示的具有层状岩盐结构的锂复合氧化物，和由下列化学式(II)表示的具有橄榄石结构的锂复合磷酸盐。在含锂化合物中，更优选的是包括选自由钴(Co)、镍(Ni)、锰(Mn)和铁(Fe)组成的组中的至少一种作为过渡金属元素的化合物。这种含锂化合物的实例包括由下列化学式(III)、(IV)或(V)表示的具有层状岩盐结构的锂复合氧化物，由下列化学式(VI)表示的具有尖晶石结构的锂复合氧化物，和由下列化学式(VII)表示的具有橄榄石结构的锂复合磷酸盐。特定实例包括LiNi0.50Co0.20Mn0.30O2,LiaCoO2(a≈1)、LibNiO2(b≈1)、Lic1Nic2Co1-c2O2(c1≈1,0<c2<1)、LidMn2O4(d≈1)、LieFePO4(e≈1)等。
化学式(I)
LipNi(1-q-r)MnqM1rO(2-y)Xz
(然而，在化学式中，M1表示选自镍(Ni)和锰(Mn)以外的第2族至第15族元素中的至少一种；X表示选自氧(O)以外的第16族和第17族元素中的至少一种；p、q、y、和z是在以下范围内的值：0≤p≤1.5，0≤q≤1.0，0≤r≤1.0，-0.10≤y≤0.20和0≤z≤0.2。)
化学式(II)
LiaM2bPO4
(然而，在化学式中，M2表示选自第2族至第15族元素中的至少一种；a和b是在以下范围内的值：0≤a≤2.0，和0.5≤b≤2.0。)
化学式(III)
LifMn(1-g-h)NigM3hO(2-j)Fk
(然而，在化学式中，M3表示选自由钴(Co)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)组成的组中的至少一种；f、g、h、j和k是在以下范围内的值：0.8≤f≤1.2，0<g<0.5，0≤h≤0.5，g+h<1，-0.1≤j≤0.2和0≤k≤0.1。注意，锂的组成随充电/放电状态而变化，并且f的值表示在完全放电状态下的值。)
化学式(IV)
LimNi(1-n)M4nO(2-p)Fq
(然而，在化学式中，M4表示选自由钴(Co)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)组成的组中的至少一种；m、n、p和q是在以下范围内的值：0.8≤m≤1.2，0.005≤n≤0.5，-0.1≤p≤0.2和0≤q≤0.1。注意，锂的组成随充电/放电状态而变化，并且m的值表示在完全放电状态下的值。)
化学式(V)
LirCo(1-s)M5sO(2-t)Fu
(然而，在化学式中，M5表示选自由镍(Ni)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)组成的组中的至少一种；r、s、t和u是在以下范围内的值：0.8≤r≤1.2，0≤s<0.5，-0.1≤t≤0.2且0≤u≤0.1。注意，锂的组成随充电/放电状态而变化，并且r的值表示在完全放电状态下的值。)
化学式(VI)
LivMn2-wM6wOxFy
(在化学式中，M6表示选自由钴(Co)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)和钨(W)组成的组中的至少一种；v、w、x和y是在以下范围内的值：0.9≤v≤1.1，0≤w≤0.6，3.7≤x≤4.1和0≤y≤0.1；注意，锂的组成随充电/放电状态而变化，并且v的值表示在完全放电状态下的值。)
化学式(VII)
LizM7PO4
(然而，在化学式中，M7表示选自由钴(Co)、锰(Mn)、铁(Fe)、镍(Ni)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铌(Nb)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、钙(Ca)、锶(Sr)、钨(W)和锆(Zr)组成的组中的至少一种；z是在0.9≤z≤1.1范围内的值。注意，锂的组成随充电/放电状态而变化，并且z的值表示在完全放电状态下的值。)
此外，从可以获得更高的电极填充性能和循环特性来看，还可以使用通过上述含锂化合物中的至少一种的核颗粒的表面涂覆有任何其他含锂化合物的细颗粒而获得的复合颗粒。
能够嵌入和解嵌锂的正极材料的其他实例包括氧化物、二硫化物、硫族化物或导电聚合物。氧化物的实例包括氧化钒(V2O5)、二氧化钛(TiO2)和二氧化锰(MnO2)等。二硫化物的实例包括二硫化铁(FeS2)、二硫化钛(TiS2)和二硫化钼(MoS2)。特别优选的硫族化物的实例包括层状化合物或尖晶石化合物，诸如硒化铌(NbSe2)。导电聚合物的实例包括硫、聚苯胺、聚噻吩、聚乙炔和聚吡咯等。显然，正极材料可以是上述以外的其他材料。此外，可以以任意组合混合两种以上上述系列的正极材料。
另外，诸如碳黑或石墨碳材料可以被用作导电剂。作为粘结剂，使用选自树脂材料的至少一种：诸如聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、或羧甲基纤维素(CMC)和具有这些树脂材料作为主要成分的共聚物。
[负极]
负极22具有这样一种结构，其中，负极活性材料层22B被设置在具有一对相对的面的负极集电体22A的两个面上。注意，虽然未示出，但是负极活性材料层22B还可以被设置在负极集电体22A的仅一个面上。例如，负极集电体22A由诸如铜箔的金属箔形成。
例如，负极活性材料层22B包括一种或两种或多种能够嵌入和解嵌锂的负极材料作为负极活性材料。还可以任选地形成负极活性材料层22B，包括与正极21B相同的导电剂和诸如粘接剂的其他材料。
注意，在该非水电解质电池中，能够嵌入和解嵌锂的负极材料的电化学当量高于正极21的电化学当量，使得理论上在充电期间锂金属不会析出在负极22上。
能够嵌入和解嵌锂的负极材料的实例包括碳材料，诸如非石墨化碳，易石墨化碳、石墨、热解碳、焦炭、玻璃碳、有机高分子化合物焙烧体、碳纤维和活性炭。其中，焦炭的实例包括沥青焦炭、针状焦炭和石油焦炭。有机高分子化合物焙烧体是通过在合适的温度下将高分子材料如酚醛树脂和呋喃树脂焙烧而获得的碳化产物。碳化产物的一些被分级为非石墨化碳或易石墨化碳。这些碳材料是优选的，因为它们在充电和放电其间产生的晶体结构的变化非常小，从而使得可以获得高充电/放电容量，并使得可以获得良好的循环特性。特别地，石墨是优选的，因为其具有高电化学当量，且使得可以获得高能量密度。另外，非石墨化碳是优选的，因为其使得可以获得优异的循环特性。此外，具有低充电/放电电位的碳材料，即充电/放电电位接近锂金属的充电/放电电位的那些碳材料是优选的，因为可以容易对电池实现更高的能量密度。
能够嵌入和解嵌锂的负极材料的实例还包括能够嵌入和解嵌锂且包含选自金属元素和半金属元素中的至少一种作为构成元素的材料。这里，包括这种负极材料的负极22指的是合金类负极。这是因为使用这种材料可以获得高能量密度。特别地，将这种材料与碳材料一起使用是优选的，因为由此可以获得高能量密度和优异的循环特性。这种负极材料可以是金属元素或半金属元素的单质、合金或化合物，或可以至少部分包含金属元素或半金属元素的单质、合金或化合物的一种或多种的相(phase)。注意，在本技术中，术语合金不仅包括由两种以上金属元素形成的材料，而且还包括包含一种或多种金属元素和一种或多种半金属元素的材料。另外，合金可包含非金属元素。组织结构的实例包括固溶体、低共熔体(低共熔混合物)和金属间化合物、或其中两种以上可共存的材料。
形成负极材料的金属元素或半金属元素的实例包括能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素。注意，包括能够与锂形成合金的此元素的负极材料被称为合金类负极材料。与锂形成合金的金属元素或半金属元素的特定实例包括镁(Mg)、硼(B)、铝(Al)、钛(Ti)、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡(Sn)、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌(Zn)、铪(Hf)、锆(Zr)、钇(Y)、钯(Pd)和铂(Pt)。这些材料可以是结晶或无定形的。
优选地使用包含短周期型周期表中的第4B族的金属元素或半金属元素作为构成元素的材料作为负极材料。更优选使用包含硅(Si)和锡(Sn)中的至少一种作为构成元素的材料。这是因为硅(Si)和锡(Sn)各自具有高的嵌入和解嵌锂的能力，使得可以获得高能量密度。包含硅和锡中的至少一种的负极材料包括单质硅，硅合金或硅化合物，单质锡，锡合金或锡化合物以及至少部分包含其一种或多种的相的材料。
硅的合金的实例包括包含选自由以下各项组成的组中的至少一种作为除了硅以外的第二构成元素的合金：锡(Sn)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)。锡的合金的实例包括包含选自由以下各项组成的组中的至少一种作为除了锡(Sn)以外的第二构成元素的合金：硅(Si)、镍(Ni)、铜(Cu)、铁(Fe)、钴(Co)、锰(Mn)、锌(Zn)、铟(In)、银(Ag)、钛(Ti)、锗(Ge)、铋(Bi)、锑(Sb)和铬(Cr)。
锡(Sn)的化合物或硅(Si)的化合物的实例包括包含氧(O)或碳(C)的化合物，且所述化合物可以包含除了锡(Sn)或硅(Si)以外的上述第二构成元素。
其中，作为负极材料，优选的是含SnCoC的材料，其包含钴(Co)、锡(Sn)和碳(C)作为构成元素，其中碳含量为9.9质量％以上至29.7质量％以下，且基于锡(Sn)和钴(Co)的总含量，钴(Co)的含量为30质量％以上至70质量％以下。这是因为在这些组成范围中可以获得高能量密度和优异的循环特性。
这种含SnCoC的材料还可以任选地包含其他构成元素。例如，优选地包含硅(Si)、铁(Fe)、镍(Ni)、铬(Cr)、铟(In)、铌(Nb)、锗(Ge)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(Al)、磷(P)、镓(Ga)和铋(Bi)作为其他构成元素，并且可以包含它们中的两种以上。这是因为可以进一步改善电池的容量或循环特性。
注意，含SnCoC的材料具有包含锡(Sn)、钴(Co)和碳(C)的相，且该相优选地具有低结晶性结构或无定形结构。另外，在含SnCoC的材料中，优选地，作为构成元素存在的碳(C)的至少一部分与作为其他构成元素存在的金属元素或半金属元素结合。这是因为当碳(C)与其他元素结合时，认为循环特性的降低起因于锡(Sn)等的聚结或结晶，并且可以抑制这种聚结或结晶。
用于检验元素的结合状态的测量方法的实例包括X射线光电子能谱法(XPS)。在通过XPS对石墨进行分析的情况下，在能量校准装置上，在284.5eV处出现碳的1s轨道(C1s)的峰，使得在84.0eV处出现金(Au)的4f轨道(Au4f)的峰。同样，在表面污染碳的情况下，在284.8eV处出现碳的1s轨道(C1s)的峰。相反，在碳元素的电荷密度高的情况下，例如，当碳与金属元素或半金属元素结合时，在低于284.5eV的范围中出现C1s峰。即，当在低于284.5eV的范围中出现关于含SnCoC的材料获得的C1s的组合波的峰时，在含SnCoC的材料中包含的碳的至少一部分与作为另一个构成元素存在的金属元素或半金属元素结合。
在XPS测量中，例如，C1s的峰被用于校正光谱的能量轴。通常，由于在表面上存在表面污染碳，故将表面污染碳的C1s的峰固定为284.8eV，并将其用作能量基准。在XPS测量中，以包含表面污染碳的峰和在含SnCoC的材料存在的碳的峰两者的波形获得C1s的峰的波形。因此，例如，通过使用市售软件程序对波形进行分析而将表面污染碳的峰和在含SnCoC的材料中存在的碳的峰分离。在波形分析中，将在最小结合能侧上存在的主峰的位置用作能量基准(284.8eV)。
另外，能够嵌入和解嵌锂的负极材料的实例包括能够嵌入和解嵌锂的金属氧化物、高分子化合物等。金属氧化物的实例包括钛酸锂(Li4Ti5O12)、铁氧化物、钌氧化物、钼氧化物等。高分子化合物的实例包括聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯等。
注意，能够嵌入和解嵌锂的负极材料可以是除上述材料之外的材料。另外，可以以任意组合混合两种以上的上述负极材料。
负极活性材料层22B例如可以通过气相法、液相法、喷射法、烘烤法或涂覆法中的任意一种来形成，或者可以组合两种以上的这些方法。当负极活性材料层22B通过采用气相法、液相法、喷射法、烘烤法或通过组合两种以上这些方法来形成时，负极活性材料层22B和负极集电体22A优选地在其间的界面的至少一部分上铸成合金。具体地，优选的是在界面上，负极集电体22A的构成元素被扩散到负极活性材料层22B中，负极活性材料层22B的构成元素被扩散到负极集电体22A中，或这些构成元素相互扩散到彼此中。这是因为不但可以抑制负极活性材料层22B由于充电/放电引起膨胀和收缩导致的断裂，而且还可以增强负极活性材料层22B与负极集电体22A之间的电子电导率。
气相法的实例包括物理沉积法和化学沉积法，具体的是真空蒸发法、溅射法、离子电镀法、激光磨损法、热化学气相沉积(CVD)法和等离子体化学气相沉积法。作为液相法可以采用已知的技术，诸如电镀及无电解电镀。烘烤法例如指的是这样一种方法，其中，在颗粒状负极活性材料与粘接剂等混合之后，混合物被分散在溶剂中并进行涂敷，然后在高于粘合剂等的熔点的温度下对所涂敷的材料进行热处理。针对烘烤法，还可以使用已知的技术，并且其实例包括大气烘烤法、反应烘烤法和热压烘烤法。
[隔膜]
隔膜23与第一实施例中的相同。
[非水电解质溶液]
非水电解质溶液包括电解质盐和其中溶解所述电解质盐的溶剂。
电解质盐包含例如一种或两种或多种轻金属化合物(诸如锂盐)。该锂盐的实例包括六氟磷酸锂(LiPF6)、四氟硼酸锂(LiBF4)、高氯酸锂(LiClO4)、六氟砷酸锂(LiAsF6)、四苯基硼酸锂(LiB(C6H5)4)、甲磺酸锂(LiCH3SO3)、三氟甲磺酸锂(LiCF3SO3)、四氯铝酸锂(LiAlCl4)、六氟硅酸二锂(Li2SiF6)、氯化锂(LiCl)和溴化锂(LiBr)。其中，优选的是选自由六氟磷酸锂，四氟硼酸锂，高氯酸锂和六氟砷酸锂组成的组中的至少一种，更优选的是六氟磷酸锂。
非水溶剂的实例包括内酯类溶剂(例如，γ-丁内酯、γ-戊内酯、δ-戊内酯或ε-己内酯)；碳酸酯类溶剂(例如，碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸亚丁酯、碳酸亚乙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸二乙酯)；醚类溶剂(例如，1,2-二甲氧基乙烷、1-乙氧基-2-甲氧基乙烷、1,2-二乙氧基乙烷、四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃)；腈类溶剂(例如乙腈)；以及溶剂，诸如环丁砜溶剂；磷酸；磷酸盐溶剂和吡咯烷酮。这些非水溶剂可以单独使用或者作为其两种以上的混合物使用。
此外，作为非水溶剂，优选地使用环状碳酸酯和线性碳酸酯的混合物，并且更优选地包含其中通过将环状碳酸酯或线性碳酸酯的一部分或所有氢氟化而获得的化合物。作为氟化化合物，优选地使用碳酸氟代亚乙酯(4-氟-1,3-二氧戊环-2-酮：FEC)和碳酸二氟代亚乙酯(4,5-二氟-1,3-二氧戊环-2-酮；DFEC)。这是因为即使在将包含硅(Si)、锡(Sn)、锗(Ge)等的化合物的负极22用作负极活性材料的情况下，可增强电池的充电/放电循环特性。具体地，优选地将碳酸二氟代亚乙酯用作非水溶剂，因为其在循环特性上具有优异的改善效果。
另外，非水电解质溶液可以是保持在高分子化合物中的凝胶电解质。其中保持非水电解质溶液的高分子化合物可以吸收非水溶剂以形成凝胶。这种高分子化合物的实例可以包括含氟高分子化合物(例如，以重复单元包含聚偏氟乙烯(PVdF)或偏二氟乙烯(VdF)或六氟丙烯(HFP)的共聚物)；醚高分子化合物(例如，聚环氧乙烷(PEO)或包含聚环氧乙烷(PEO)的交联产物)；和以重复单元包含聚丙烯腈(PAN)，聚环氧丙烷(PPO)或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的高分子化合物。这些高分子化合物可以单独使用或者作为其两种以上的混合物使用。
具体地，从氧化还原稳定性上看，含氟高分子化合物是优选的；其中，优选地包含偏二氟乙烯和六氟丙烯作为构成成分的共聚物。此外，共聚物可以包含诸如马来酸单酯(MMM)的不饱和二元酸的单酯，诸如氯氟乙烯(PCTFE)的卤代乙烯，诸如碳酸亚乙烯酯(VC)的不饱和化合物的环状碳酸酯，含环氧基的丙烯酰基乙烯基单体等作为构成成分。这是因为可以获得更高的特性。
(非水电解质电池的制造方法)
[正极的制造方法]
首先，例如，将正极活性材料、导电剂和粘结剂混合以制备正极混合物。将正极混合物分散在诸如N-甲基-2-吡咯烷酮的溶剂中以制备糊状正极混合物浆料。接下来，通过将正极混合物浆料涂覆至正极集电体21A、干燥并使用辊压机等进行压缩成型以形成正极活性材料层21B来制造正极21。
[负极的制造方法]
将负极活性材料和粘结剂混合以制备负极混合物。将负极混合物分散在诸如N-甲基-2-吡咯烷酮的溶剂中以制备糊状负极混合物浆料。接下来，将负极混合物浆料涂覆至负极集电体22A、干燥并且通过使用辊压机等进行压缩成型以形成负极活性材料层22B来制造负极22。
[非水电解质溶液的制备]
通过将电解质盐溶解在非水溶剂中来制备非水电解质溶液。
[非水电解质电池的组装]
通过焊接等将正极引线25连接至正极集电体21A，并通过焊接等将负极引线26连接至负极集电体22A。随后，正极21和负极22利用介于其间的根据本技术的实施例的隔膜23卷绕以形成卷绕电极体20。
接下来，将正极引线25的尖端部焊接至安全阀机构，并将负极引线26的尖端部焊接至电池罐11。然后，将卷绕电极体20的卷绕表面夹在一对绝缘板12a与12b之间并且容纳在电池罐11的内部中。在将卷绕电极体20容纳在电池罐11中之后，将非水电解质溶液注入电池罐11的内部以利用非水电解质溶液浸渍隔膜23。之后，通过经由垫圈18压紧将电池盖13，包括安全阀14等的安全阀机构和正温度系数元件17固定至电池罐11的开口端部。以这种方式，形成如图4中所示的根据本技术的非水电解质电池。
在该非水电解质电池中，当充电时，例如，锂离子从正极活性材料层21B解嵌，并通过浸渍隔膜23的非水电解质溶液嵌入到负极活性材料层22B中。另外，当执行放电时，例如，锂离子从负极活性材料层22B解嵌，并通过浸渍隔膜23的非水电解质溶液嵌入到正极活性材料层21B中。
3、第三实施例
(非水电解质电池的配置)
现在将描述根据本技术的第三实施例的非水电解质电池。图6是示出了根据本技术的第三实施例的非水电解质电池的配置的透视图。非水电解质电池是所谓的方形电池(square battery)，其中，卷绕电极体40被容纳在方形封装罐31中。
非水电解质电池由方形管状封装罐31、容纳在封装罐31中的作为发电元件的卷绕电极体40、关闭封装罐31的开口端部的电池盖32以及设置在电池盖32的基本中心部的电极销33配置而成。
封装罐31由诸如铁(Fe)的导电金属形成，并具有方形管状中空体，其具有底部。封装罐31的内表面优选地使用镀镍或涂覆有导电涂料的处理，使得增加封装罐31的导电性。另外，封装罐31的外周面可以通过覆盖有由塑料片、纸等形成的封装标签，或者通过涂覆有绝缘涂料来保护。与封装罐31类似，电池盖32由诸如铁(Fe)的导电金属形成。
卷绕电极体40以与第二实施例中相同的方式配置，且利用介于其间的根据本技术的第一实施例的隔膜将正极和负极层压，并卷绕成又细又长的椭圆形形状而获得。由于正极、负极、隔膜和非水电解质溶液与第二实施例中的相同，因此，将省略它们的详细描述。此外，可以在隔膜与正极和负极之间形成其中由高分子化合物保持非水电解质溶液的凝胶状非水电解质层(凝胶电解质层)。
在由此配置的卷绕电极体40中设置有连接至正极集电体的多个正极端子41和连接至负极集电体的多个负极端子。正极端子41和负极端子均引出至卷绕电极体40的一个轴向端。另外，正极端子41通过诸如焊接的固定手段连接至电极销33的下端。另外，负极端子通过诸如焊接的固定手段连接至电池罐31的内表面。
电极销33由导电轴构件形成并由绝缘体34保持，使得其顶部从顶端突出。将电极销33经由绝缘体34固定至电池盖32的大致中心部。绝缘体34由具有高度绝缘性的材料形成，并且与设置在电池盖32的表面侧上的通孔35啮合。此外，电极销33穿过通孔35，并且正极端子41的尖端部固定至电极销33的下端面。
设置有此电极销33等的电池盖32与封装罐31的开口端部啮合，并且封装罐31和电池盖32的接触面通过诸如焊接的固定手段相互接合。结果，封装罐31的开口端部通过电池盖32密闭地密封，使得电池罐31是气密封的并且也是液密封的。在电池盖32中设置有内部压力释放机构36，其在封装罐31内部的压力升至预定值以上时，电池盖32的一部分损坏，从而将内部压力放出(释放)至外部。
内部压力释放机构36由在电池盖32的内表面中在纵向方向上直线延伸的两个第一开口槽36a(第一开口槽36a中的一个未示出)，以及在电池盖32的内表面上在垂直于纵向方向的宽度方向上延伸并在其任意一端与两个第一开口槽36a连通的第二开口槽36b。两个第一开口槽36a相互平行地设置以沿接近于被被定位以与电池盖32的宽度方向相对的两个长边的内侧的电池盖32的长边侧外边缘延伸。此外，设置第二开口槽36b以在电极销33的纵向一侧上以位于一个小边侧外边缘和电极销33之间的大致的中心部。
第一开口槽36a和第二开口槽36b例如都具有其截面向下面侧开口的V形。注意，第一开口槽36a和第二开口槽36b的形状不限于本实施例中所示的V形。例如，第一开口槽36a和第二开口槽36b可以具有U形或半圆形。
设置电解质溶液注入口37以穿过电池盖32。电解质溶液注入口37被用于在将电池盖32和封装罐31相互嵌塞之后，通过其注入非水电解质溶液，且在注入非水电解质溶液之后用密封构件38密封。因此，在通过预先在正极和负极与隔膜之间形成凝胶电解质来制造卷绕电极体的情况下，不需要设置电解质溶液注入口37和密封构件38。
[隔膜]
隔膜具有与第一实施例中相同的配置。
[非水电解质溶液]
第二实施例中描述的非水电解质溶液可以被用于非水电解质溶液。另外，可以使用在第二实施例中描述的将非水电解质溶液保持在高分子化合物中的凝胶电解质。
(非水电解质电池的制造方法)
这种非水电解质电池例如可以制造如下。
[正极和负极的的制造方法]
正极和负极可以通过与第二实施例中相同的方法来制造。
[非水电解质电池的组装]
以与第二实施例中相同的方式，利用隔膜顺序地将正极和负极层压并卷绕成又细又长的椭圆形形状，从而制造卷绕电极体40。然后，将卷绕电极体40容纳在由金属如铝(Al)或铁(Fe)形成的方形封装罐31中。
另外，设置在电池盖32中的电极销33和从卷绕电极体40引出的正极端子41连接在一起之后，通过从电解质溶液注入口37注入非水电解质溶液，并且利用密封构件38进行密封来密封电池盖32。以这种方式，可以获得非水电解质电池。
4、第四实施例
现在将描述根据本技术的第四实施例的非水电解质电池。第四实施例是使用根据第一实施例的隔膜的层压膜型的非水电解质电池。
(非水电解质电池的配置)
图7是示出了根据本技术的第四实施例的非水电解质电池的配置的分解透视图。该非水电解质电池是所谓的层压膜型，其中，连接至正极引线51和负极引线52的卷绕电极体50被容纳在膜状封装构件60的内部中。
例如，正极引线51和负极引线52例如均在相同方向上从封装构件60的内部引出至外部。正极引线51和负极引线52均由诸如铝、铜、镍或不锈钢等形成金属材料，并且以薄板状或网状形成。
封装构件60例如由在金属层的两侧上各自形成有树脂层的层压膜形成。在层压膜中，在金属层暴露于电池外部表面上形成外部树脂层，且在金属层在电池内部表面上形成内部树脂层，该内部表面面对诸如卷绕电极体50的发电元件。
金属层起到通过防止水分、氧或光从其外部渗透到内部中来保护其内部的内含物的重要作用。由于轻质、延伸性、成本和加工性，最经常地将铝(Al)用作金属层。外部树脂层具有外观美观性、韧性、柔软性等，并且通过使用诸如尼龙或聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的树脂材料形成。因为内部树脂层是通过加热或超声熔化并熔合在一起的部分；故聚烯烃树脂是适合的，且经常使用流延聚丙烯(CPP)来形成内部树脂层。根据需要可以在金属层与外部树脂层和内部树脂层中的每一个之间设置粘合层。
通过在从内部树脂层侧朝向外部树脂层的方向进行深拉伸(deepdrawing)，其中容纳卷绕电极体50的凹进部形成在封装构件60中。封装构件60经设置使得内部树脂层面对卷绕电极体50。封装构件60面对的内部树脂层通过焊接等粘合在凹进部的外边缘部。出于增强封装构件60的内部树脂层与由金属材料形成的正极引线51和负极引线52中的每一个之间的粘附力的目的，接触膜61被设置在封装构件60与正极引线51和负极引线52中的每一个之间。接触膜61使用对金属材料的粘附性能高的树脂材料形成；这种树脂材料的实例包括聚烯烃树脂诸如聚乙烯，聚丙烯，改性聚乙烯或改性聚丙烯。
注意，封装构件60的金属层也可以通过使用具有其他层压结构的层压膜或聚合物膜(例如，聚丙烯膜)或金属膜代替由铝(Al)形成的铝层压膜来形成。
图8是示出了沿图7中所示的卷绕电极体50的I-I线切割的截面的截面图。卷绕电极体50通过以下操作来制备：通过层压正极53和负极54以及介于其间的隔膜58和凝胶电解质56，并对层压体进行卷绕，并且根据需要利用保护带57保护其最外的周部。
[正极]
正极53具有一结构，其中，正极活性材料层53B被设置在正极集电体53A的一面或两面上。正极集电体53A和正极活性材料层53B的结构与根据第三实施例的上述正极集电体21A和正极活性材料层21B的结构相同。
[负极]
负极54具有一结构，其中，负极活性材料层54B被设置在负极集电体54A的一面或两面上，负极活性材料层54B和正极活性材料层53B彼此相对。负极集电体54A和负极活性材料层54B的结构与根据第二实施例的上述负极集电体22A和负极活性材料层22B的结构相同。
[隔膜]
隔膜58与第一实施例中的相同。
[非水电解质]
凝胶电解质56是非水电解质，其包括非水电解质溶液和充当保持非水电解质溶液的保持体(carrier)的高分子化合物，且处于所谓的凝胶状态。凝胶状电解质是优选的，因为其不仅可以获得高离子传导率并且防止液体从电池泄漏。注意，在根据第四实施例的非水电解质电池中，可以使用与第二实施例中相同的非水电解质溶液代替凝胶电解质56。
(非水电解质电池的制造方法)
这种非水电解质电池例如可以被制造如下。
[正极和负极的制造方法]
正极53和负极54可以通过与第二实施例中相同的方法来制造。
[非水电解质电池的组装]
利用包括非水电解质溶液、高分子化合物和混合溶剂的前体溶液对正极53和负极54各自的两个表面进行涂覆，并将混合溶剂蒸发掉，从而形成凝胶电解质56。随后，通过焊接将正极引线51连接至正极集电体53A的端部，并且通过焊接将负极引线52连接至负极集电体54A的端部。
随后，层压均具有形成在其上的凝胶电解质56的正极53和负极54和介于其间的隔膜58以形成层压体，并且然后将层压体在其纵向上卷绕，并将保护带57粘附至最外周部以形成卷绕电极体50。最后，例如，将卷绕电极体50夹在封装构件60之间，并通过热熔合等将封装构件60的外边缘部相互粘附，从而将卷绕电极体50密封在封装构件60中。在这种情况下，在正极引线51和负极引线52与封装构件60之间插入接触膜61。结果，完成了图7和图8中所示的非水电解质电池。
可替换地，这种非水电解质电池62可以以如下方式制造。首先，以上述方式形成正极53和负极54，并将正极引线51和负极引线52分别连接至正极53和负极54。之后，利用将正极53和负极54以及介于其间的隔膜58层压在一起，然后将层压体卷绕，并将保护带57粘附至卷绕体的最外周部，从而形成卷绕电极体50。接下来，将卷绕电极体50插入在封装构件60之间，将该部分的除了一边以外的周边加热熔合以将封装构件60形成为袋状，从而将卷绕电极体50容纳在封装构件60内部中。随后，制备除非水电解质溶液之外还包括作为用于高分子化合物的原料的单体，聚合引发剂以及诸如聚合抑制剂的的其他材料的电解质复合物，并将其注入封装构件60的内部中。
在注入电解质组合物之后，通过在真空气氛中加热熔合将封装构件60的开口密封。接下来，施加热以将单体聚合为高分子化合物，从而形成凝胶态的凝胶电解质56，以这种方式，组装如图7和图8中所示的非水电解质电池。
此外，在非水电解质电池中使用非水电解质溶液代替凝胶电解质56的情况下，将正极53和负极54以及介于其间的隔膜58层压在一起，并将层压体卷绕，并且将保护带57粘附至卷绕体的最外周部，从而形成卷绕电极体50。接下来，将卷绕电极体50夹在封装构件60之间，将所述部分的除了一边以外的周边加热熔合以将封装构件60形成为袋状，从而将卷绕电极体50被容纳在封装构件60内部中。随后，将非水电解质溶液注入封装构件60的内部中，并通过在真空气氛中加热熔合将封装构件60的开口密封，从而组装非水电解质电池。
(层压膜型非水电解质电池的其他实例)
尽管本技术的第四实施例示出了其中通过封装构件60封装卷绕电极体50的非水电解质电池，但是如图9A至图9C所示，可以使用层压电极体70代替卷绕电极体50。图9A是示出了其中容纳有层压电极体70的非水电解质电池的轮廓图。图9B是示出了层压电极体70容纳在封装构件60的内部中的状态的分解透视图。图9C是示出了从底面侧观看的图9A中所示的非水电解质电池的外观的轮廓图。
所使用的层压电极体70通过以下操作来制造：将矩形的正极73和负极74以及介与其间的隔膜75层压在一起，并且使用固定构件76来固定该层压体。从层压电极体70中引出连接至正极73的正极引线71和连接至负极74的负极引线72，且接触膜61被设置在正极引线71和负极引线72与封装构件60之间。隔膜75与第一实施例中的相同。隔膜75用非水电解质溶液浸渍。另外，例如，可以在正极73和负极74的表面上形成凝胶电解质层。
注意，用于形成凝胶电解质的方法、用于注入非水电解质溶液的方法和用于将封装构件60加热熔合的方法与上文中描述的相同。
5、第五实施例
(电池组的实例)
图10是示出了根据本技术的第二实施例至第四实施例的非水电解质电池(下文适当地称之为“二次电池”)中应用电池组的情况的电路配置实例的框图。电池组包括组装电池301、封装件、包括充电控制开关302a和放电控制开关303a的开关部304、电流感测电阻器307、温度感测元件308和控制器310。
另外，电池组包括正极端子321和负极端子322，在充电时，将正极端子321和负极端子322分别连接至充电器的正极端子和负极端子，并执行充电。此外，在使用电子设备时，将正极端子321和负极端子322分别连接至电子设备的正极端子和负极端子，并执行放电。
组装电池301通过以串联和/或并联方式连接多个二次电池310a来形成。二次电池310a的每一个是根据本技术的实施例的二次电池。注意，尽管图10示出了其中6个二次电池301a连接以具有2个并联连接3个串联连接(2P3S)，但是可以采用n个并联m个串联(n和m为整数)连接的任何其他连接的实例。
开关部304包括由控制器310控制的充电控制开关302a、二极管302b、放电控制开关303a和二极管303b。二极管302b具有对于在从正极端子321朝向组装电池301的方向上流动的充电电流反向，并且相对于在从负极端子322朝向组装电池301的方向上流动的放电电流正向的极性。二极管303b具有对于充电电流正向且相对于放电电流反向的极性。注意，尽管示出了其中在加侧(plus side)设置开关部的实例，但是开关部也可以被设置在负侧(minus side)。
充电控制开关302a在电池电压达到过充电检测电压时关闭并由充电和放电控制器控制，使得充电电流不流入到组装电池301的电流路径中。在将充电控制开关关闭之后，仅可以经由二极管302b放电。另外，在充电期间流过大电流时，充电控制开关关闭并由控制器310控制，使得切断流入组装电池301的电流路径的充电电流。
放电控制开关303a在电池电压达到过放电检测电压时关闭并由控制器310控制，使得放电电流不流入到组装电池301的电流路径中。在将放电控制开关303a关闭之后，仅允许通过二极管303b充电。另外，在放电期间流过大电流时，放电控制开关303a关闭并由控制器310控制，使得切断流入组装电池301的电流路径的放电电流。
温度感测元件308是例如被设置在组装电池301的附近的热敏电阻，测量组装电池301的温度并将所测量的温度供应至控制器310。电压感测部311测量组装电池301和形成组装电池301的二次电池301a的电压，并且对所测量的电压进行A/D转换，并将该电压供应至控制器310。电流测量部313通过使用电流感测电阻器307来测量电流，并将所测量的电流供应至控制器310。
开关控制器314基于从电压感测部311和电流测量部313输入的电压和电流来控制开关部304的充电控制开关302a和放电控制开关303a。当任意二次电池301a的电压低于过充电检测电压或过放电检测电压时且当大电流突然流过时，开关控制器314向开关部304发送控制信号，由此防止发生过充电、过放电和过电流充放电。
这里，例如，如果二次电池是锂离子二次电池，则将过充电检测电压设定为例如4.20V±0.05V，并将过放电检测电压设定为例如2.4V±0.1V。
作为充电/放电控制开关，例如，可以使用诸如MOSFET的半导体开关。在这种情况下，MOSFET的寄生二极管被用作二极管302b和303b。在其中将p通道FET用作充电/放电控制开关的情况下，开关控制器314分别向充电控制开关302a的栅极和放电控制开关303a的栅极供应控制信号DO和CO。在其中p通道型的情况下，通过以比源极电位小预定值以上的栅极电位开启充电控制开关302a和放电控制开关303a。也就是说，在正常充电和放电操作期间，通过将控制信号CO和DO设定在低水平，使充电控制开关302a和放电控制开关303a保持为接通状态。
另外，当执行过充电或过放电时，例如，通过将控制信号CO和DO设定在高水平下，使充电控制开关302a和放电控制开关303a处于断开状态下。
存储器317由RAM或ROM形成，并且由作为非易失性存储器的可擦写可编程只读存储器(EPROM)形成。存储器317存储预先在控制器310中计算的值、在制造过程阶段测得的初始状态下的二次电池301a的内阻值，这些值根据需要可重写。另外，通过存储二次电池301a的满充电容量，存储器317例如可以与控制器310一起计算残余容量。
温度感测部318通过使用温度感测元件308来测量温度，由此在异常发热时进行充电/放电控制，并对残余容量的计算进行校正。
6、第六实施例
根据本技术的第二实施例、第三实施例和第四实施例的上述非水电解质二次电池和使用根据第五实施例的电池组可以被安装在诸如电子设备、电动车辆和电力存储装置的装置上或用于向其供电。
电子设备的实例包括笔记本型个人计算机、PDA(个人数字助理)、手机、无线电话的移动听筒、摄像机、数字照相机、电子书阅读器、电子词典、音乐播放器、收音机、头戴式耳机、游戏机、导航系统、记忆卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冷藏库、空调、电视机、立体声系统、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、干燥机、照明装置、玩具、医疗装置、机器人、负荷调节器和信号器等。
另外，电动车辆的实例包括铁路车辆、高尔夫球车、电动车和电动汽车(包括混合动力汽车)等。第二实施例至第五实施例中的任一个描述的每个电池和电池组100可以被使用作为用于驱动这些车辆的电源或作为辅助电源。
电力存储装置的实例包括用于住宅或其他建筑或发电厂的电力存储电源。
根据上述应用实例，下面示出了使用应用根据本发明的实施例的非水电解质电池的电力存储装置的电力存储系统的具体实例。
电力存储系统例如可以具有以下结构。第一电力存储系统是通过发电装置对电力存储装置进行充电的电力存储系统，所述发电装置通过可再生能量产生电力。第二电力存储系统是包括电力存储装置并将电力供应至与电力存储装置连接的电子设备的电力存储系统。第三电力存储系统是供应有来自电力存储装置的电力的电子设备。这些电力存储系统各自作为用于与外部电力供应网络合作而有效地供应电力的系统而实施。
另外，第四电力存储系统是包括转换装置和控制装置的电动车辆，所述转换装置将来自电力存储装置的电力转换为车辆的驱动力，所述控制装置基于关于电力存储装置的信息进行与车辆控制相关的信息处理。第五电力存储系统是包括功率信息发送/接收部分的电力系统，所述功率信息发送/接收部分通过网络对其他装置发送信号并从其他装置接收信号，并基于由发送/接收部分接收的信息来进行对电力存储装置的充电/放电控制。第六电力存储系统是供应有来自电力存储装置的电力或者将电力从发电装置或电力网供应至电力存储装置的电力系统。现在，下面示出了电力存储系统。
(6-1)作为应用实例的家用电力存储系统
将参照图11描述使用根据本发明的非水电解质电池的电力存储装置用于家用电力存储系统的实例。例如，在用于住宅401的电力存储系统400中，通过电力网409、信息网412、智能电表407、电源集线器408等将电力从集中型电力系统402如火力发电402a、核发电402b或水力发电402c供应至电力存储装置403。另外，将电力从独立电源如家用发电装置404供应至电力存储装置403。存储供应至电力存储装置403的电力，通过使用电力存储装置403来供应用于住宅401中的电力。这种电力存储系统不但可以用于住宅401，而且还可以用于建筑物。
住宅401设置有发电装置404、电力消耗装置405、电力存储装置403、控制每个装置的控制装置410、智能电表407和用于获取各种信息的传感器411。所述装置通过电力网409和信息网412彼此连接。将太阳能电池、燃料电池等用作发电装置404，并将由此产生的电力供应至电力消耗装置405和/或电力存储装置403。电力消耗装置405的实例包括冷藏库405a、空调405b、电视接收器405c和浴具405d等。此外，电力消耗装置405的实例包括电动车辆406诸如电动汽车406a，混合动力汽车406b和电动摩托车406c。
将根据本发明实施例的非水电解质电池应用于电力存储装置403。根据本发明实施例的非水电解质电池可以例如由上述锂离子二次电池形成。智能电表407的功能包括测量使用的商业电力的量并将测得的使用电力传递至电力公司。电力网409可以是DC供电、AC供电和非接触供电中的任意一种或多种。
各种传感器411的实例包括运动传感器、亮度传感器、目标检测传感器、电力消耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器和红外传感器等。将通过各种传感器411获得的信息传递至控制装置410。利用来自传感器411的信息，掌握气候条件和人体条件，并自动控制电力消耗装置405，由此可以使能量消耗最小化。另外，控制装置410可以通过因特网将关于住宅401的信息传递至外部电力公司等。
电源集线器408执行处理诸如将电力线和DC/AC转换分流。连接至控制装置410的信息网412的通信方案的实例包括使用通信接口诸如UART(通用异步接收器/发送器)的方法，和使用传感器网络根据诸如蓝牙、ZigBee和Wi-Fi的无线电通信标准的方法。蓝牙方案可以用于多媒体通信，可以进行一对多连接型通信。ZigBee根据IEEE(电气与电子工程师协会)802.15.4使用物理层。IEEE802.15.4是称作PAN(个人局域网)或W(无线)PAN的近场无线网络标准的名称。
控制装置410连接至外部服务器413。服务器413可以由住宅401，电力公司和服务器提供商之一管理。由服务器413发送或接收的信息的实例包括电力消耗信息，生活模式信息，电费，气候信息，自然灾害信息和关于电力交易的信息。此信息可以由住宅内的电力消耗装置(例如，电视接收器)发送和接收，或者可以由住宅外的装置(例如，手机)发送和接收。另外，此信息可以显示在电视接收器、手机或PDA(个人数字助理)上。
控制每个部分的控制装置410配置有CPU(中央处理单元)、RAM(随机存取存储器)和ROM(只读存储器)等，并且，在本实例中，存储在电力存储装置403中。控制装置410通过信息网412连接至电力存储装置403、家用发电装置404、电力消耗装置405、各种传感器411和服务器413，并具有调节例如所用商业电力的量和发电量的功能。注意，控制装置410可进一步具有在电力市场上进行电力交易的功能。
如上所述，可以将不仅由集中型电力系统402如火力发电402a、核能发电402b和水力发电402c产生的电力，而且由家用发电装置404(太阳能发电、风力发电)产生的电力存储在电力存储装置403中。因此，即使当由家用发电装置404产生的电力改变时，供应至外部的电量也可以保持恒定或者只需要控制所需的放电。例如，可以将由太阳能发电获得的电力存储在电力存储装置403中，在晚上将电费低的夜间电力存储在电力存储装置403中，使得在电费高的白天将存储在电力存储装置403中的电力放出并使用。
注意，尽管该实例示出了容纳在电力存储装置403中的控制装置410，但是控制装置410可以容纳在智能电表407中，或者可以单独配置。另外，电力存储系统400可用于公共住宅的多个家庭或者用于多个独立的住宅。(6-2)作为应用实例的车辆中的电力存储系统
参照图12描述了本技术的实施例应用于车辆的电力存储系统的实例。图12示意性地示出了采用本技术的实施例适用的串联式混合动力系统的混合动力车辆的结构的实例。串联式混合动力系统是指如下车辆：利用驱动电力转换装置使用发动机驱动的发电机产生的电力或者通过将电力存储在电池中获得电力来运行。
混合动力车辆500包括发动机501、发电机502、驱动电力转换装置503、驱动轮504a和504b、车轮505a和505b、电池508、车辆控制装置509、各种传感器510和充电口511。将根据本技术的非水电解质电池应用于电池508。
混合动力车辆500通过使用驱动电力转换装置503作为动力源来运行。驱动电力转换装置503的实例之一是电机。电池508中的电力驱动该驱动电力转换装置503，并将驱动电力转换装置503的旋转电力传送至驱动轮504a和504b。注意，通过在所需部分处使用DC/AC转换或AC/DC转换，可以将交流电机或直流电机应用于驱动电力转换装置503。各种传感器510通过车辆控制装置509来控制发动机旋转次数并控制节流阀(未示出)的开度(节流开度)。各种传感器510包括速度传感器，加速度传感器和发动机旋转次数传感器等。
发动机501的旋转电力传送至发电机502，且可以将通过旋转电力启动的发电机502产生的电力存储在电池508中。
当通过制动机构(未示出)对混合动力车辆500进行减速时，将减速期间的阻力作为旋转力用于驱动电力转换装置503，且将通过这种驱动力启动的驱动电力转换装置503产生的再生电力存储在电池508中。
电池508可以连接至混合动力车辆500的外部电源，因此可以通过将充电口511作为输入口来从外部电源供应电力，并且可以存储所接收的电力。
尽管未示出，但是可以设置信息处理装置，该信息处理装置基于关于二次电池的信息进行与车辆控制相关的信息处理。这种信息处理装置的实例包括基于关于残余容量的信息显示残余电池容量的信息处理装置。
注意，上面以串联式混合动力车辆的实例做出了上述描述，所述串联式混合动力车辆利用电机使用通过发动机驱动的发电机产生的电力或者通过将电力存储在电池中获得的电力来运行。然而，本技术的实施例还可以有效地应用于并联式混合动力车辆，其将发动机和电机的输出都用作驱动源，并且根据需要切换三种模式，即，仅基于发动机行驶的模式，仅基于电机行驶的模式，以及基于发动机和电机两者行驶的模式。另外，本技术的实施例还可以有效地应用于所谓的电动车辆，所述电动车辆仅通过驱动电机而不使用发动机来行驶。
[实例]
尽管现在将基于以下实例来详细描述本技术，但是本技术的构成不限于这些实例。
<实例1-1>
(隔膜的制造)
(树脂溶液的制备)
首先，按76:14:10的质量比混合平均粒径为0.5μm的氧化铝、平均粒径为6.0μm的勃姆石和聚偏氟乙烯。然后将混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备树脂溶液(涂料)。注意，平均粒径为按如下方式测量的D50。即，使用激光折射型粒径分布测量装置(“SALD7100，由日本岛津公司制造)执行测量。N-甲基-2-吡咯烷酮被用作分散溶剂，并且聚偏氟乙烯被用作分散剂。注意，D50表示根据激光折射获得的粒径分布中的更小颗粒计算的累计总数的50体积％的平均粒径(μm)。
(表面层的形成)
12μm厚的聚乙烯(PE)多孔膜被用作基板。通过调整涂覆量将上述涂料涂覆在该基板的两个面上，使得凸部的密度为700个/mm2。涂覆基板浸在由水形成的凝结溶液中，然后进行干燥，从而形成多孔表面层。以这种方式来制造隔膜。
(SEM观察)
实例1-1的表面利用SEM(扫描电子显微镜)来观察。SEM观察使用由日立株式会社制造的电子显微镜S-4800来执行。SEM观察按三个不同的放大倍数来执行。图13A示出了按放大500倍观察的表面层的SEM图像。图13B示出了按放大5,000倍观察的表面层的SEM图像。图13C示出了按放大10,000倍观察的表面层的SEM图像。
如图13A和图13B中所示，在表面层上形成凹凸形状。第一颗粒(勃姆石)由平均粒径小于第一颗粒的第二颗粒(氧化铝)覆盖。凸部由第一颗粒(勃姆石)和第二颗粒(氧化铝)形成。如图13C中所示，在仅由没有形成凸部的第二颗粒(氧化铝)形成的表面层上形成微小空隙。
<实例1-2>
除了使用平均粒径为9.5μm的勃姆石代替平均粒径为6.0μm的勃姆石之外，隔膜以与实例1-1相同的方式来制造。另外，使用该隔膜，圆柱形电池被制造如下。
(正极的制造)
通过将91质量％的作为正极活性材料的钴酸锂(LiCoO2)、6质量％作为导电剂的碳黑和3质量％作为粘结剂的聚偏氟乙烯(PVdF)混合来制备正极混合物。将正极混合物分散在用作分散溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中以制造正极混合物浆料。该正极混合物浆料涂覆到由15μm厚的带状铝箔形成的正极集电体的两侧上，使得正极集电体的一部分露出。然后，使正极混合物浆料的分散溶剂挥发并烘干，然后通过辊压机等进行压缩成型，从而形成正极活性材料层。最后，将正极端子连接至正极集电体的露出部分以形成正极。
(负极的制造)
首先，通过气体雾化法来获得硅材料SiOx(核部分)，之后，通过粉末气相沉积法将结晶性比核部分低的硅材料SiOy(涂覆部分)沉积在核部分的表面上以获得负极活性材料。在核部分中，半宽度值为0.6°，微晶尺寸为90nm，且平均粒径为4μm。在涂覆部分中，平均厚度为500nm，且平均覆盖率为70％。
注意，当形成核部分的硅材料(SiOx)时，对在原材料(硅)的熔融和聚结期间引入的氧的量进行调节，从而控制组成(氧化态)。当形成涂覆部分的硅材料(SiOy)时，对在原材料(硅)的沉积期间引入的氧或氢的量进行调节，从而控制组成。在粉末气相沉积方法中，使用偏转型电子束蒸发源，沉积速度为2nm/sec，且通过涡轮分子泵来建立在1×10-3Pa压力下的真空条件。
通过将80质量％的作为负极活性材料的硅材料和20质量％(以干重计)作为充当粘结剂的聚酰亚胺的前体的聚酰胺酸溶液混合来制备负极混合物。将负极混合物分散在用作分散溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中以制造负极混合物浆料。注意，将NMP和N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)用作用于聚酰胺酸溶液的溶剂。以使得负极集电体的一部分露出的方式将负极混合物浆料涂覆到由15μm厚带状铜箔形成的负极集电体的两侧上。然后，使负极混合物浆料的分散溶剂挥发并烘干，然后通过使用辊压机进行压缩成型，并在真空气氛中在400℃下焙烧1小时，由此，制造了作为粘结剂的聚酰亚胺，并形成了负极活性材料层。最后，将负极端子连接至负极集电体的露出部分以形成负极。
(非水电解质溶液的制备)
在通过以EC:DEC:VC＝30:60:10的比率将碳酸亚乙酯(EC)、碳酸亚乙烯酯(VC)和碳酸二乙酯(DEC)混合而形成的非水溶剂中，以1mol/dm3的浓度将作为电解质盐的六氟磷酸锂(LiPF6)溶解以制备非水电解质溶液。
(圆柱形电池的组装)
按照正极、隔膜、负极和隔膜的顺序将正极，负极和隔膜层压在一起，在纵向方向上将由此产生的层压体卷绕多次，并通过胶粘带固定完成卷绕的部分，从而形成卷绕电极体。此时，具有凹凸形状的隔膜表面层被布置成与负极相对。接下来，将正极端子接合至与电池盖结合的安全阀，并将负极引线连接至负极壳。将卷绕电极体夹在一对绝缘板之间，并收纳在电池罐的内部中。然后，将中心销插入到卷绕电极体的中心中。
接下来，将非水电解质溶液从上述绝缘板注入到圆柱形电池罐的内部中。最后，将由安全阀、盘保持器和切断盘配置而成的安全阀机构，PTC元件和电池盖利用绝缘密封垫圈嵌塞以封闭电池的开口端部。结果，制造了如图4中所示的圆柱形电池，其具有18mm的直径，65mm的高度(ICR18650尺寸)，且电池容量为3500mAh。
(充电和放电前后的SEM观察)
制造的电池在23℃的大气下按恒定电流进行充电直至电池的电压在0.5C的充电电流达到4.2V。然后以4.2V的电池电压按恒定电压给电池充电。当充电电流达到50mA时停止充电。然后按0.5C的放电电流执行恒定电流放电直至电池电压达到2.5V。在充电前后隔膜的断面利用SEM观察。SEM观察使用日立株式会社制造的电子显微镜S-4800来执行。SEM观察按三个不同的放大倍数执行。图14A示出了SEM图像，示出了充电之前的隔膜的截面，图14B示出了SEM图像，示出了充电之后的隔膜的截面。注意，在图14A和图14B的每一个中，顶部是负极侧，并且底部是正极侧。
如图14A中所示，在膨胀之前，表面层的凸部紧靠电极，使得在电极与隔膜之间对应于凹部形成空间。如图14B中所示，可以确定在膨胀之后，负极体积的膨胀由对应于电极与隔膜之间的凹部的空间吸收。另外，由于负极膨胀导致的应力集中在凸部中，从而局部导致基板起皱。
<实例2-1>
(隔膜的制造)
(树脂溶液的制备)
首先，按72:18:10的质量比混合平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为9.5μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯。然后将混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备树脂溶液(涂料)。
(表面层的形成)
12μm厚的聚乙烯(PE)多孔膜被用作基板。通过调整涂覆量将上述涂料涂覆在该基板的两个面上，使得凸部的密度为900个/mm2。涂覆基板浸在由水形成的凝结溶液中，然后进行干燥，从而形成多孔表面层。
以这种方式来制造隔膜。另外，圆柱形电池使用该隔膜以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例2-2>
隔膜以与实例2-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，使用平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒代替平均粒径为9.5μm的勃姆石颗粒。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<比较例2-1>
隔膜以与实例2-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，不使用平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒，使用平均粒径为3.0μm的氧化铝颗粒代替平均粒径为9.5μm的勃姆石颗粒，并且平均粒径为3.0μm的氧化铝颗粒和聚偏氟乙烯的质量比为90:10。涂覆量与实例2-1中相同。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<比较例2-2>
隔膜以与实例2-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，不使用平均粒径为9.5μm的勃姆石颗粒，并且平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒和聚偏氟乙烯的质量比为90:10。涂覆量与实例2-1中相同。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<比较例2-3>
比较例2-3的隔膜由基板(12μm厚的聚乙烯(PE)多孔膜)形成，而不形成表面层。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
(评估)
实例2-1至实例2-3和比较例2-1至比较例2-3经受“表面粗糙度Ra测量”、“表面层厚度测量”、“由第二颗粒形成的表面层厚度测量”和“表面层孔隙率测量”。
(表面层粗糙度Ra测量)
使用激光显微镜(商标名：VK-9500，由基恩士公司制造)来测量表面层的表面粗糙度Ra(算术平均粗糙度)。在该操作期间，测量范围为210μm×280μm。
(表面层厚度的测量)
表面层具有凹凸形状，但其不具有均匀厚度。因此，表面层的厚度T被视为当1.8kg/cm2的负载被放置在隔膜上时通过从厚度中减去基板的厚度(12μm)使用直径为6mm的圆而平的刻痕器获得的单侧的厚度。另外，重复上述测量十次，并计算平均值。该平均值被视为表面层厚度。
(凹凸形状的凹部-凸部高度差的测量)
使用激光显微镜(商标名：VK-9500，由基恩士公司制造)来测量表面层的凹部-凸部高度差。在该操作期间，测量范围为210μm×280μm。注意，由于凹部-凸部高度差可变，因此测量10个点处的凹部-凸部高度差并将其平均值视为凹部-凸部高度差。
(由第二颗粒形成的表面层的厚度测量)
使用带剥掉所制造的隔膜的表面层，并使用激光显微镜(商标名：VK-9500，由基恩士公司制造)测量由所制造的表面层的涂覆部分与未涂覆部分之间的段差。基板与由第二颗粒形成的表面层之间的段差被视为由第二颗粒形成的表面层的厚度。
(表面层孔隙率的测量)
表面层的孔隙率确定如下。首先，通过将隔膜切割成开孔尺寸S(cm2)来形成样本，并测量该样本的质量(W1(g))和表面层的厚度(D(cm))。为了测量样本的质量，使用电子秤(商标名：AUW220D，由日本岛津公司制造)。接下来，从样本的质量(W1(g))中减去事先测量的基板的质量以计算表面层的质量(W2(g))。注意，为了测量基板质量，使用用于测量样本的质量的同一装置。接下来，通过计算组分来确定构成表面层的材料的类型i(i＝1，2，……n)的质量(Wi(g)，i＝1，2，……n)。然后，根据以下方程通过将每种材料的质量(Wi(g))除以其真实密度(di(g/cm3))并假设每种材料的体积来计算。
孔隙率(％)＝100-{(质量W1/真实密度d1)+(质量W2/真实密度d2)+……+(质量Wn/真实密度dn)}/(开孔面积S×厚度D)
(箔磨损的评估)
在实例和比较例的每一个中制造的圆柱形电池在23℃的情况下，按恒定电流进行充电直至在0.5C的充电电流时电池的电压达到4.2V。然后以4.2V的电池电压按恒定电压对电池充电。当充电电流达到50mA时停止充电。然后分解圆柱形电池，并从视觉上确定电极是否存在磨损。对实例和比较例的每一个的10个样本执行上述处理，并基于以下标准来评估磨损抑制效果。
在10个样本中，10个样本的任意一个中都没有出现箔磨损◎
在10个样本中，从10个样本的第一个至第九个出现箔磨损〇
在10个样本中，在所有10个样本中都出现箔磨损×
实例2-1和实例2-2以及比较例2-1至比较例2-3的评估结果如表1中所示。
表1
如表1中所示，根据实例2-1和实例2-2，负极的膨胀可由具有由第一颗粒(勃姆石)和第二颗粒(氧化铝)形成的凹凸形状的表面层吸收，并且可以解决箔磨损。另一方面，根据比较例2-1，凹部和凸部只由基板上的氧化铝颗粒形成，使得虽然形成了孔隙率高的表面层，但是由于凸部密度太高并且凹凸形状的凹部-凸部高度差较小，因此基本上没有吸收负极膨胀的空间，使得无法防止箔磨损。另外，由于比较例2-1中的表面粗糙度Ra与实例2-1中相同，因此可以看出只利用表面粗糙度吸收负极的膨胀是不够的。根据比较例2-1，由于只通过利用基板上的氧化铝颗粒形成表面层而无法吸收负极的膨胀，因此无法抑制箔磨损。根据比较例2-3，当使用基板时，无法吸收负极的膨胀，并且无法抑制箔磨损。
<实例3-1>
(隔膜的制造)
(树脂溶液的制备)
首先，按76:14:10的质量比混合平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯。然后将混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备树脂溶液(涂料)。
(表面层的形成)
12μm厚的聚乙烯(PE)多孔膜被用作基板。通过调整涂覆量将上述涂料涂覆在该基板的两个面上，使得由氧化铝颗粒形成的表面层的厚度为2.0μm。涂覆基板浸在由水形成的凝结溶液中，然后进行干燥，从而形成多孔表面层。注意，由氧化铝颗粒形成的表面层的厚度用于每一侧。
以这种方式来制造隔膜。另外，圆柱形电池使用该隔膜以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例3-2>
隔膜以与实例3-1中相同的方式来制造，不同之处在于，通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的两个面上，使得由氧化铝颗粒形成的表面层的厚度为1.5μm。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例3-3>
隔膜以与实例3-1中相同的方式来制造，不同之处在于，通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的两个面上，使得由氧化铝颗粒形成的表面层的厚度为1.0μm。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<比较例3-1>
比较例3-1的隔膜由基板(12μm厚的聚乙烯(PE)多孔膜)形成，而不形成表面层。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<比较例3-2>
隔膜以与实例3-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，不使用平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒，并且平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比为90:10。涂覆量与实例3-1中相同。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。(评估)
实例3-1至实例3-3和比较例3-1至比较例3-2以以下方式经受“表面层厚度测量”、“由第二颗粒形成的表面层厚度测量”、“收缩比测量”、“耐氧化性评估”和“耐剥离性评估”。
(表面层厚度测量)
表面层的厚度以与上述相同的方式来测量。
(由第二颗粒形成的表面层的厚度测量)
由第二颗粒形成的表面层的厚度以与上述相同的方式来测量。
(高温存储之后的收缩比测量(耐热性评估))
实例和比较例中的每一个的隔膜在机器方向(MD)上切割60mm并在横向方向(TD)上切割60mm，并在150℃的烤箱中保持1小时。在这个阶段，隔膜保持静止同时夹在两张纸之间，使得热气不直接对其产生冲击。隔膜然后从烤箱中去除，冷却，并分别测量MD方向和TD方向上的长度(nm)。根据以下方程来计算MD方向和TD方向上的热收缩比。
MD收缩比(％)＝(60-加热后的微孔膜的MD方向长度)/60×100
TD收缩比(％)＝(60-加热后的微孔膜的TD方向长度)/60×100
(耐氧化性评估)
利用日立株式会社制造的电子显微镜S-4800观察隔膜的表面层，从而评估耐氧化性。具体地，预定范围(250μm×100μm)的SEM观察在表面层上的10个任意位置执行，并基于以下标准来评估耐氧化性。
基板表面在任意位置都不暴露◎
基板表面在一个或多个位置暴露〇
基板表面在所有位置都暴露×
(耐剥离性评估)
利用日立株式会社制造的电子显微镜S-4800观察隔膜的表面层。不确定第一颗粒剥离的隔膜用“○”进行评估，确定第一颗粒剥离的隔膜用“×”评估。注意，图15示出了观察第一颗粒的剥离状态的比较例3-2的SEM图像。
实例3-1和实例3-3以及比较例3-1至比较例3-2的评估结果如表2中所示。
表2
如表2中所示，根据实例3-1至实例3-3，耐氧化性好于比较例3-2中的耐氧化性，在比较例3-2中仅由勃姆石颗粒(第一颗粒)形成。另外，根据实例3-1至实例3-3，耐热性好于比较例3-2中的耐热性，在比较例3-2中仅由勃姆石颗粒(第一颗粒)形成。在比较例3-1中，只利用基板耐热性和耐氧化性都无法获得。另外，根据实例3-1至实例3-3，当仅由第二颗粒形成的表面层的厚度为1.5μm以上时，由于均匀形成了仅由第二颗粒形成的表面层，因此进一步提高了耐氧化性。另一方面，当由第二颗粒形成的表面层为1.0μm时，由于因为无法均匀形成由第二颗粒形成的表面层而暴露出基板，因此降低了耐氧化性。另外，根据实例3-1至实例3-3，由于由第一颗粒和第二颗粒形成了表面层，耐剥离性好于比较例3-2中的耐剥离性，在比较例3-2中仅由第一颗粒形成。
<实例4-1>
(隔膜的制造)
(树脂溶液的制备)
首先，按89:1:10的质量比混合平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯。然后将混合物分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中以制备树脂溶液(涂料)。
(表面层的形成)
12μm厚的聚乙烯(PE)多孔膜被用作基板。通过调整涂覆量将上述涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为100个/mm2。涂覆基板浸在由水形成的凝结溶液中，然后进行干燥，从而形成多孔表面层。
以这种方式来制造隔膜。另外，圆柱形电池使用该隔膜以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-2>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为85:5:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为200个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-3>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为81:9:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为300个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-4>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为76:14:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为700个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-5>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为72:18:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为900个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-6>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为45:45:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为1,300个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-7>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为27:63:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为2,800个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-8>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，使用平均粒径为9.5μm的勃姆石颗粒代替平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为9.5μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为85:5:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为100个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-9>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为18:72:10，并通过调整涂覆量将涂料涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为4,000个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
<实例4-10>
隔膜以与实例4-1中相同的方式来制造，不同之处在于，在树脂溶液制备期间，平均粒径为0.5μm的氧化铝颗粒、平均粒径为6.0μm的勃姆石颗粒和聚偏氟乙烯的质量比变为9:81:10，并通过调整涂覆量将涂料(树脂溶液)涂覆在该基板的一个面上，使得凸部的密度为5,000个/mm2。另外，使用该隔膜，圆柱形电池以与实例1-2中相同的方式来制造。
(评估)
实例4-1至实例4-10以以下方式进行“由第二颗粒形成的表面层厚度测量”、“隔离物功能评估”、“凸部密度测量”、“凹部间隔评估”和“箔磨损确定”。
(由第二颗粒形成的表面层的厚度测量)
由第二颗粒形成的表面层的厚度以与上述相同的方式来测量。
(表面层厚度测量)
表面层的厚度以与上述相同的方式来测量。
(隔离物功能评估)
第一颗粒起到隔离物的作用指的是第一颗粒的颗粒高度在测量表面层的厚度(膜厚测量)中被体现出来的情况，即，第一颗粒的颗粒高度与表面层的厚度基本上相同的情况。
第一颗粒的颗粒高度和表面层的厚度以以下方式来测量。当第一颗粒的颗粒高度被表示为利用膜厚测试仪测量的表面层的厚度时，此情况被评估为展示出第一颗粒的隔离物功能(○)，当第一颗粒的颗粒高度不被表示为利用膜厚测试仪测量的表面层的厚度时，此情况被评估为展示出第一颗粒的隔离物功能(△)。
表面层3的厚度在1.8kg/cm2的压力下使用膜厚测试仪(由日本三丰公司制造)来测量。当隔膜的截面利用SEM来观察时，第一颗粒的颗粒高度通过以下操作来确定：在表面层的厚度方向上，绘制一条垂直于厚度方向的穿过最低位置的线以及垂直于厚度方向的穿过第一颗粒的图像的最高位置的线，并测量这两条平行线之间的在厚度方向上的长度。这对预定位置的凹部来执行，并且平均颗粒高度被视为测量值。
(凸部密度测量)
表面凹部和凸部使用激光显微镜(商标名：VK-9500，由基恩士公司制造)来测量。所测量的范围为210μm×280μm。凹部的数量从所测量的凹部和凸部结果来计数，并以每平方毫米的数量的形式进行计算。这里，凸部不需要单独由第一颗粒形成。由多个第一颗粒形成的凸部也作为一个凸部进行计算。注意，图16A至图16C(用颜色示出图16A至图16C的图16以该申请的书面证据陈述的形式提交)示出了使用激光显微镜获得的实例4-1至实例4-7和实例4-9的表面层的观察结果。
(凸部间隔评估)
使用激光显微镜(商标名：VK-9500，由基恩士公司制造)来测量表面凹部和凸部。在该操作期间，所测量的范围为210μm×280μm。存在直径为30μm的圆形区域的情况被作为“○”评估，不存在此圆形区域的情况被作为“×”评估。
(箔磨损的评估)
在实例和比较例的每一个中制造的圆柱形电池按恒定电流进行充电直至电池的电压在0.5C的充电电流达到4.2V。然后以4.2V的电池电压按恒定电压给电池充电。当充电电流达到50mA时停止充电。然后分解圆柱形电池，并从视觉上确定电极是否存在磨损。对实例的每一个的10个样本执行上述处理，并基于以下标准来评估磨损抑制效果。
在10个样本中，10个样本的任意一个中都没有出现箔磨损◎
在10个样本中，从10个样本的第一个至第九个出现箔磨损○
在10个样本中，在所有10个样本中都出现箔磨损×
实例4-1至4-10的评估结果如表3中所示。
表3
如表3中所示，根据实例4-1和实例4-2，由于凸部密度较低，因此没有展示出第一颗粒的隔离物功能，并且由于凹部-凸部高度差太高，因此箔磨损抑制效果较弱。在实例4-8中，尽管因为凸部密度较低而没有展示出第一颗粒的隔离物功能，但是由于凹部-凸部高度差高达7.0μm，因此箔磨损抑制效果良好。
在实例4-3至实例4-7中，展示出第一颗粒的隔离物功能，并且由于凹部-凸部高度差不低并且凸部间隔也宽达30μm以上，因此箔磨损抑制效果良好。在实例4-9和实例4-10中，由于表面层3的间隔小于30μm，故利用对应于电极与隔膜之间的凹部的空间抑制负极膨胀的效果较弱，从而使得箔磨损抑制效果较弱。
7、其他实施例
本技术不限于本技术的上述实施例。可能存在各种变形或应用，只要其不背离本技术的主旨即可。例如，在上述实施例和实例中提及的数值、结构、形状、材料、原料、生产工艺等仅仅是实例。根据需要可以使用其他不同的值、结构、形状、材料、原料、生产工艺等。
在根据本技术的二次电池中，能够嵌入和解嵌锂的负极材料的电化学当量可以大于正极的电化学当量，使得理论上在充电期间锂金属不会析出在负极上。
另外，在根据本技术的二次电池中，尽管每对正极和负极在完全充电状态下的开路电压(即，电池电压)可以为4.20V以下，但是该开路电压也可以被设计为高于4.20V，优选被设计为在4.25V以上至4.50V以下的范围内。通过将电池电压设定为大于4.20V，每单位质量锂的放电量比完全充电时开路电压为4.20V的电池大，甚至比相同的正极活性材料大。因此，正极活性材料和负极活性材料的量基于这种情况进行调节。结果，可以获得更高的能量密度。
注意，存在与本技术的隔膜相关的以下背景技术。例如，JP2010-244875A提出了一项技术，尽管不针对膨胀吸收，但其在隔膜上形成了由颗粒形成的凹凸形状。尽管提出该技术能够通过减少摩擦来提高卷绕芯的可移动性，但是没有关于膨胀吸收的描述。另外，该技术不使用粒径不同的颗粒，并且在表面粗糙度Sa(三维表面粗糙度)值较高时，颗粒脱落仍然是一个问题。另外，确保高Sa值(如表1的比较例2-1中所示)对于本技术涉及的膨胀吸收是无意义的。
例如，JP2009-238752A提出了一项技术，其通过基于凹版涂覆条件设置具有中线平均粗糙度(Ra)值为0.3μm以上至1.5μm以下的粗糙表面的陶瓷多孔膜能够提高低温特性。然而，只将该表面粗糙化为在改进该技术获得的Ra的范围内针对根据本技术的吸收负极的膨胀的效果是无意义的。
例如，JP2010-123383提出了一项技术，其能够使无机填料的填充密度增加，通过在基板上设置由无机填料形成的多孔膜能够提高穿刺强度和耐热性，该无机填料的粒径在0.01μm以上至0.05μm以下的范围和0.1μm以上至1.0μm以下的范围的每一个范围内的粒径分布中具有最大值。然而，尽管该技术在使用两种不同粒径的颗粒方面是类似的，但是该技术中的大颗粒的尺寸比较小。另外，该技术不会赋予凹凸结构，相反增大了填充密度。
另外，本技术还可以配置如下。
(1)一种隔膜，包括：
基板层，所述基板层为多孔的；以及
表面层，所述表面层被设置在所述基板层的至少一个主面上并且具有凹凸形状，
其中，所述表面层包括：
第一颗粒，用于形成所述凹凸形状的凸部并且所述第一颗粒是所述凸部的主要成分；
第二颗粒，具有比所述第一颗粒小的平均粒径，覆盖所述第一颗粒的表面的至少一部分，并且覆盖暴露在所述第一颗粒之间的所述基板层的表面的至少一部分；以及
树脂材料。
(2)根据(1)所述的隔膜，其中，所述第一颗粒起到隔离物的作用并具有与所述表面层的厚度基本上相同的高度。
(3)根据(1)或(2)所述的隔膜，其中，所述凹凸形状的高度差为2μm以上。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的隔膜，其中，所述第一颗粒具有3.5μm以上的平均粒径。
(5)根据(1)至(4)中任一项所述的隔膜，其中，所述凸部的密度为300个/mm2以上至2,800个/mm2以下。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的隔膜，由所述第二颗粒覆盖所述基板层的表面所形成的层的厚度为1.5μm以上至3.0μm以下。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的隔膜，其中，所述第二颗粒具有0.1μm以上至1.0μm以下的平均粒径。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的隔膜，其中，所述第一颗粒和所述第二颗粒是电绝缘颗粒。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的隔膜，其中，所述树脂材料是含氟的树脂。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的隔膜，其中，覆盖所述基板层的表面的所述第二颗粒对所述基板层赋予耐氧化性。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的隔膜，其中，所述基板层是多孔的树脂膜。
(12)一种非水电解质电池，包括：
电极体，包括所述隔膜以及隔着所述隔膜彼此相对的正极和负极；以及
非水电解质，
其中，所述隔膜包括：
基板层，所述基板层为多孔的；以及
表面层，所述表面层被设置在所述基板层的至少一个主面上并且所述表面层具有凹凸形状，并且
其中，所述表面层包括：
第一颗粒，用于形成所述凹凸形状的凸部并且所述第一颗粒是所述凸部的主要成分；
第二颗粒，具有比所述第一颗粒小的平均粒径，覆盖所述第一颗粒的表面的至少一部分，并且覆盖暴露在所述第一颗粒之间的所述基板层的表面的至少一部分；以及
树脂材料。
(13)根据(12)所述的非水电解质电池，其中，所述负极包括作为负极活性材料的合金类负极材料，所述合金类负极材料具有作为构成元素的从能够与锂形成合金的金属元素和半金属元素之中选择的至少一种元素。
(14)根据(13)所述的非水电解质电池，其中，所述合金类负极材料包括作为所述构成元素的锡。
(15)一种电池组，包括：
根据(12)所述的非水电解质电池；
控制器，被配置为控制所述非水电解质电池；以及
封装件，被配置为容纳所述非水电解质电池。
(16)一种电子设备，包括：
根据(12)所述的非水电解质电池，
其中，所述电子设备从所述非水电解质电池接收电力供应。
(17)一种电动车辆，包括：
根据(12)所述的非水电解质电池；
转换装置，被配置为从所述非水电解质电池接收电力供应并且将所接收到的电力转换为车辆的驱动力；以及
控制装置，被配置为基于关于所述非水电解质电池的信息来执行与车辆控制有关的信息处理。
(18)一种电力存储装置，包括：
根据(12)所述的非水电解质电池，
其中，所述电力存储装置被配置为将电力供应至连接到所述非水电解质电池的电子设备。
(19)根据(18)所述的电力存储装置，包括：
电力信息控制装置，被配置为经由网络与另一个设备交换信号，
其中，所述电力存储装置被配置为基于由所述电力信息控制装置所接收到的信息来执行所述非水电解质电池的充电和放电控制。
(20)一种电力系统，被配置为从根据权利要求12所述的非水电解质电池接收电力供应，或者将电力从发电装置或电力网供应至所述非水电解质电池。
参考符号列表
2  基板
3  表面层
4a  第一颗粒
4b  第二颗粒
10  非水电解质电池
11  电池罐
12a，12b  绝缘板
13  电池盖
14  安全阀机构
14a  凸部
15  盘保持器
16  切断盘
16a  开口
17  正温度系数元件
18  垫圈
19  子盘
20  卷绕电极体
21  正极
21A  正极集电体
21B  正极活性材料层
22  负极
22A  负极集电体
22B  负极活性材料层
24  中心销
25  正极引线
26  负极引线
30  非水电解质电池
31  电池罐
32  电池盖
33  电极销
34  绝缘体
35  通孔
36  内部压力释放机构
36a  第一开口槽
36b  第二开口槽
37  电解质溶液注入口
38  密封构件
40  卷绕电极体
41  正极端子
50  卷绕电极体
51  正极引线
52  负极引线
53  正极
53A  正极集电体
53B  正极活性材料层
54  负极
54A  负极集电体
54B  负极活性材料层
56  凝胶电解质
57  保护带
58  隔膜
60  封装构件
61  接触膜
62  非水电解质电池
70  层压电极体
71  正极引线
72  负极引线
73  正极
74  负极
76  固定构件
301  组装电池
301a  二次电池
302  充电控制开关
302a  充电控制开关
302b  二极管
303a  放电控制开关
303b  二极管
304  开关部
307  电流感测电阻器
308  温度感测元件
310  控制器
311  电压感测部
313  电流测量部
314  开关控制器
317  存储器
318  温度感测部
321  正极端子
322  负极端子
400  电力存储系统
401  住宅
402  集中型电力系统
402a  火力发电
402b  核能发电
402c  水力发电
403  电力存储装置
404  发电装置
405  电力消耗装置
405a  冷藏库
405b  空调
405c  电视接收器
405d  浴具
406  电动车辆
406a  电动汽车
406c  摩托车
407  智能电表
408  电源集线器
409  电力网
410  控制装置
411  传感器
412  信息网
413  服务器
500  混合动力汽车
501  发动机
502  发电机
503  驱动电力转换装置
504a  驱动轮
504b  驱动轮
505a  车轮
505b  车轮
508  电池
509  车辆控制装置
510  各种传感器
511  充电口

Claims (20)

1.一种隔膜，包括：
基板层，所述基板层为多孔的；以及
表面层，所述表面层被设置在所述基板层的至少一个主面上并且所述表面层具有凹凸形状，
其中，所述表面层包括：
第一颗粒，用于形成所述凹凸形状的凸部并且所述第一颗粒是所述凸部的主要成分；
第二颗粒，具有比所述第一颗粒小的平均粒径，覆盖所述第一颗粒的表面的至少一部分，并且覆盖暴露在所述第一颗粒之间的所述基板层的表面的至少一部分；以及
树脂材料。
2.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述第一颗粒起到隔离物的作用并且具有与所述表面层的厚度基本上相同的高度。
3.根据权利要求2所述的隔膜，其中，所述凹凸形状的高度差为2μm以上。
4.根据权利要求3所述的隔膜，其中，所述第一颗粒具有3.5μm以上的平均粒径。
5.根据权利要求4所述的隔膜，其中，所述凸部的密度为300个/mm2以上至2,800个/mm2以下。
6.根据权利要求3所述的隔膜，其中，由所述第二颗粒覆盖所述基板层的表面所形成的层的厚度为1.5μm以上至3.0μm以下。
7.根据权利要求3所述的隔膜，其中，所述第二颗粒具有0.1μm以上至1.0μm以下的平均粒径。
8.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述第一颗粒和所述第二颗粒是电绝缘颗粒。
9.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述树脂材料是含氟的树脂。
10.根据权利要求1所述的隔膜，其中，覆盖所述基板层的表面的所述第二颗粒对所述基板层赋予耐氧化性。
11.根据权利要求1所述的隔膜，其中，所述基板层是多孔的树脂膜。
12.一种非水电解质电池，包括：
电极体，包括隔膜以及隔着所述隔膜彼此相对的正极和负极；以及
非水电解质，
其中，所述隔膜包括：
基板层，所述基板层为多孔的；以及
表面层，所述表面层被设置在所述基板层的至少一个主面上并且所述表面层具有凹凸形状，并且
其中，所述表面层包括：
第一颗粒，用于形成所述凹凸形状的凸部并且所述第一颗粒是所述凸部的主要成分；
第二颗粒，具有比所述第一颗粒小的平均粒径，覆盖所述第一颗粒的表面的至少一部分，并且覆盖暴露在所述第一颗粒之间的所述基板层的表面的至少一部分；以及
树脂材料。
13.根据权利要求12所述的非水电解质电池，其中，所述负极包括作为负极活性材料的合金类负极材料，所述合金类负极材料具有作为构成元素的从能够与锂形成合金的金属元素和半金属元素之中选择的至少一种元素。
14.根据权利要求13所述的非水电解质电池，其中，所述合金类负极材料包括作为所述构成元素的锡。
15.一种电池组，包括：
根据权利要求12所述的非水电解质电池；
控制器，被配置为控制所述非水电解质电池；以及
封装件，被配置为容纳所述非水电解质电池。
16.一种电子设备，包括：
根据权利要求12所述的非水电解质电池，
其中，所述电子设备从所述非水电解质电池接收电力供应。
17.一种电动车辆，包括：
根据权利要求12所述的非水电解质电池；
转换装置，被配置为从所述非水电解质电池接收电力供应并且将所接收的电力转换为车辆的驱动力；以及
控制装置，被配置为基于关于所述非水电解质电池的信息来执行与车辆控制有关的信息处理。
18.一种电力存储装置，包括：
根据权利要求12所述的非水电解质电池，
其中，所述电力存储装置被配置为将电力供应至连接到所述非水电解质电池的电子设备。
19.根据权利要求18所述的电力存储装置，包括：
电力信息控制装置，被配置为经由网络与另一个设备交换信号，
其中，所述电力存储装置被配置为基于由所述电力信息控制装置所接收的信息来执行所述非水电解质电池的充电控制和放电控制。
20.一种电力系统，被配置为从根据权利要求12所述的非水电解质电池接收电力供应，或者将电力从发电装置或电力网供应给所述非水电解质电池。
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