CN109565033A - 电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统 - Google Patents

电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统 Download PDF

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Abstract

电池具备卷绕成扁平状的带状的电极。电极具备集电体和设置于集电体的内侧面的活性物质层。活性物质层具有第一区域和面积密度比该第一区域低的第二区域，第二区域设置于活性物质层的卷回部。

Description

电池、电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统
技术领域
本技术涉及一种具备卷绕成扁平状的带状的电极的电池、具备该电池的电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统。
背景技术
已知一种卷绕型电池，其具备在正极集电体上形成有正极活性物质层的正极与在负极集电体上形成有负极活性物质层的负极经由隔膜卷绕成扁平状的电极体。在该卷绕型电池中，研究了通过提高活性物质层的面积密度，进一步使电池高容量化的情况。
但是，如果提高活性物质层的面积密度，则在将正极、负极以及隔膜卷绕成扁平状而制作电极体时，在正极及负极的卷回部中容易在正极集电体及负极集电体上产生龟裂或断裂(以下称为“龟裂等”。)。该龟裂等在正极及负极中，特别容易在正极产生。另外，在正极中，在设置于正极集电体的内侧面的正极活性物质层的最初的卷回部中，特别容易产生龟裂等。
在专利文献1中提出了一种电池，其能够在构成由带状的正极、负极以及隔膜组成的截面是椭圆状的电极组时，抑制极板的折损或活性物质层的剥离·脱落。在该电池中，在以内侧面的活性物质层上的折叠线为中心的规定宽度的区域中预先形成有条纹状凹部。另外，条纹状凹部的宽度为以折叠线为中心左右分别为1.0mm以上且2.0mm以下的范围，条纹状凹部的深度为单面的活性物质层的厚度的25.0％以上且62.5％以下的范围，条纹状凹部由60°以上且100°以下的范围的截面为V字状的条纹形成。此外，条纹状凹部的条纹与条纹之间的节距为0.75mm以上且2.0mm以下的范围，条纹状凹部相对于折叠线的角度为45°以上且90°以下的范围。
在先技术文献：
专利文献1：专利3763233号公报。
发明内容
发明要解决的课题
但是，在专利文献1中，形成于折叠部的内侧面的凹部是规定深度的条纹状的切口，活性物质层的量实质上未减少，因此在电极组的制作工序中抑制龟裂等产生的效果有可能降低。
本技术的目的在于提供一种能够抑制在电极上产生龟裂等的电池、具备该电池的电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本技术的电池具备卷绕成扁平状的带状的电极，电极具备集电体和设置于集电体的内侧面的活性物质层，活性物质层具有第一区域和面积密度比该第一区域低的第二区域，第二区域设置于活性物质层的卷回部。
本技术的电池组、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统具备上述的电池。
发明的效果
根据本技术，能够抑制在电极上产生龟裂等。
附图说明
图1是示出本技术的一个实施方式涉及的电池的构成的一例的分解立体图。
图2是沿着图1的II线－II线的剖视图。
图3A是示出正极的构成的一例的立体图。图3B是示出凹部的构成的一例的剖视图。
图4A是用于说明作用于不具有凹部的正极的卷回部的应力的剖视图。图4B是用于说明作用于具有凹部的正极的卷回部的应力的剖视图。
图5是示出作为应用例的电子设备的构成的一例的框图。
图6是示出作为应用例的车辆中的蓄电系统的构成的一例的概要图。
图7是示出作为应用例的住宅中的蓄电系统的构成的一例的概要图。
图8是示出用于破损间隙评价的器具的构成的立体图。
图9是示出面积密度比与破损间隙的关系的图表。
具体实施方式
按照以下的顺序对本技术的实施方式进行说明。
1一个实施方式(层压膜型电池)
2应用例1(电池组及电子设备)
3应用例2(车辆中的蓄电系统)
4应用例3(住宅中的蓄电系统)
＜1一个实施方式＞
[电池的构成]
如图1所示，本技术的一个实施方式涉及的非水电解质二次电池(以下简称为“电池”。)10是所谓的层压膜型电池，将安装有正极引线11及负极引线12的扁平状的卷绕电极体20容纳在膜状的外包装部件30的内部，能够实现小型化、轻量化以及薄型化。
正极引线11及负极引线12分别从外包装部件30的内部朝向外部例如向同一方向导出。正极引线11及负极引线12例如分别由铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)或不锈钢等金属材料构成，分别形成为薄板状或网眼状。
外包装部件30例如由具有柔软性的层压膜构成。外包装部件30例如具有依次层叠了热熔接树脂层、金属层、表面保护层的构成。需要说明的是，热熔接树脂层侧的面成为容纳卷绕电极体20的侧的面。作为该热熔接树脂层的材料，例如可以列举出聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)。作为金属层的材料，例如可以列举出铝。作为表面保护层的材料，例如可以列举出尼龙(Ny)。具体而言，例如，外包装部件30例如由将尼龙膜、铝箔以及聚乙烯膜依次贴合而成的矩形形状的铝层压膜构成。外包装部件30例如以热熔接树脂层侧与卷绕电极体20相对的方式配设，各外缘部通过熔接或粘接剂而相互紧贴。在外包装部件30与正极引线11及负极引线12之间插入有用于防止外部空气侵入的紧贴膜31。紧贴膜31由与正极引线11及负极引线12具有紧贴性的材料，例如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯或改性聚丙烯等聚烯烃树脂构成。
需要说明的是，也可以由具有其他结构的层压膜、聚丙烯等高分子膜或金属膜代替上述的层压膜来构成外包装部件30。或者，也可以使用将铝制膜作为芯材，在其单面或两面上层叠了高分子膜的层压膜。
另外，作为外包装部件30，从外观美观的观点出发，也可以使用还具有有色层的部件和/或在从热熔接树脂层及表面保护层中选择的至少一种层中含有着色材料的部件。在热熔接树脂层与金属层之间以及表面保护层与金属层之间的至少一方设置有粘接层的情况下，也可以使该粘接层含有着色材料。
如图2所示，作为电池元件的卷绕电极体20是将具有长条状(带状)的正极21和负极22同样地经由具有长条状(带状)的隔膜23层叠，并卷绕成扁平状和螺旋状而得的元件。卷绕成扁平状的正极21及负极22通常具有平坦部25和弯曲部26。在外包装部件30的内部注入有作为电解质的电解液，浸渍在正极21、负极22以及隔膜23中。在图2中，示出了以正极21成为最内周电极、负极22成为最外周电极的方式卷绕的卷绕电极体20，但也可以以负极22成为最内周电极、正极21成为最外周电极的方式卷绕。负极22的最外周端部通过止绕带(图中没有示出)来固定。
以下，依次对构成电池的正极21、负极22、隔膜23以及电解液进行说明。
(正极)
如图2所示，正极21具有正极集电体21A、设置于正极集电体21A的内侧面的第一正极活性物质层21B、设置于正极集电体21A的外侧面的第二正极活性物质层21C。在此，内侧、外侧是指处于卷绕状态的正极集电体21A的内侧、外侧。正极21在其最内周部具有正极集电体21A的两面不被第一、第二正极活性物质层21B、21C覆盖而露出的正极集电体露出部(图中没有示出)。在该正极集电体露出部连接有正极引线11。
(正极集电体)
正极集电体21A例如含有铝、铝合金、镍或不锈钢等金属材料，在这些金属中，特别优选含有铝或铝合金。作为正极集电体21A的形状，例如可以使用箔状、板状或网格状等。
正极集电体21A的厚度优选为5μm以上且20μm以下，更优选为8μm以上且15μm以下。如果厚度小于5μm，虽然可以使第一、第二正极活性物质层21B、21C的厚度更厚，但由于正极集电体21A过薄，因此有可能在冲压工序中在正极21上产生龟裂。另外，也有可能在卷绕后在正极21上产生龟裂等。需要说明的是，上述正极集电体21A的厚度是通过千分尺测量出的值。
(正极活性物质层)
如图3A所示，第一正极活性物质层21B具有第一区域R1和面积密度比该第一区域R1低的第二区域R2。第一、第二区域R1、R2在正极21的长度方向上并列设置。在图3A中，示出了第一正极活性物质层21B仅具有一个第二区域R2的构成，但也可以具有两个以上的第二区域R2。
第一区域R1在正极21的宽度方向(短边方向)上保持一样的宽度并延伸，从正极21的一个长边到另一个长边连续地设置。如图2所示，在卷绕正极21的状态下，第二区域R2设置于第一正极活性物质层21B的卷回部。这是因为，由于应力容易集中于第一正极活性物质层21B的卷回部，因此如果未设置第二区域R2，则正极21有可能容易断裂。
如后所述，通常，第二区域R2的厚度比第一区域R1的厚度薄，因此例如能够以如下方式确认第一正极活性物质层21B是否具有第二区域R2。首先，在使电池完全放电后解体并取出正极21，在为平坦状的状态下，通过形状测量器(例如激光位移计)或SEM(ScanningElectron Microscope：扫描电子显微镜)等来测量相当于卷绕电极体20的卷回部的部分的第一正极活性物质层21B的厚度，和相当于卷绕电极体20的平坦部25的部分的第一正极活性物质层21B的厚度。接着，通过确认两个测量厚度是否存在差异，能够确认第一正极活性物质层21B是否具有第二区域R2。
设置有第二区域R2的卷回部优选为第一正极活性物质层21B的最内周的最初的卷回部，更优选为第一正极活性物质层21B的最内周的双方的卷回部。这是因为，特别是应力特别容易集中于第一正极活性物质层21B的最内周的最初(第一个)的卷回部，因此如果未设置第二区域R2，则正极21有可能特别容易断裂。另外，其次于在第一正极活性物质层21B的最内周的最初的卷回部，应力容易集中于第一正极活性物质层21B的最内周的第二个卷回部，因此如果未设置第二区域R2，则正极21有可能容易断裂。
如图2中的双点划线所示，第二区域R2除了第一正极活性物质层21B的最内周(第一周)的卷回部以外，还优选设置于第一正极活性物质层21B的第二周的卷回部。这是因为，其次于在第一正极活性物质层21B的最内周的卷回部，应力容易集中于第一正极活性物质层21B的第二周的卷回部，因此如果未设置第二区域R2，则正极21有可能容易断裂。
在此，卷回部是指卷绕成扁平状和螺旋状的第一正极活性物质层21B的弯曲部26中的顶部，在第一正极活性物质层21B以被弯折的方式卷回的情况下，是指其弯折部分。
第二区域R2可以如图2中的实线所示，局部地设置于第一正极活性物质层21B的卷回部，也可以如图2中的双点划线所示，设置为扩展到第一正极活性物质层21B的卷回部的外侧。但是，如果考虑在一般的电池卷绕机中产生的卷绕偏移，则第二区域R2优选设置为扩展到第一正极活性物质层21B的卷回部的外侧。
第二区域R2可以扩展到第一正极活性物质层21B的卷回部的外侧，并且设置在弯曲部26的范围内，也可以一直设置到弯曲部26的外侧。从抑制电池容量的降低的观点出发，优选扩展到第一正极活性物质层21B的卷回部的外侧，并且设置在弯曲部26的范围内。
如图3A、图3B所示，第二区域R2的厚度比第一区域R1的厚度薄。更具体而言，第二区域R2成为相对于第一区域R1凹陷的凹部24。凹部24在正极21的宽度方向上保持一样的宽度并延伸，从正极21的一个长边到另一个长边连续地设置。凹部24优选具有平坦状或曲面状等的底面。这是因为，如果凹部24不具有底面(具体而言，例如凹部24具有V字状的截面形状)，则在卷绕正极21时，有可能导致凹部24的侧面彼此碰撞而使第一正极活性物质层21B剥离或脱落。
作为凹部24的具体的截面形状，可以列举出梯形形状、四边形以上的多边形形状、部分圆形形状、部分椭圆形状、不规则形状等，但并不局限于此。在此，凹部24的截面形状是指在使电池完全放电后解体并取出正极21，在为平坦状的状态下，在与正极21的宽度方向垂直的方向上切断正极21时的凹部24的截面形状。
凹部24优选在正极21卷绕完成的状态下是打开的。这是因为，在正极21卷绕完成时，如果凹部24闭合，则有可能导致凹部24的侧面彼此碰撞而使第一正极活性物质层21B剥离或脱落。
(第二区域的宽度)
在正极21的长度方向上的第二区域R2的宽度W优选为1mm以上且20mm以下，更优选为5mm以上且20mm以下，更进一步优选为10mm以上且20mm以下，最优选为15mm以上且18mm以下。如果第二区域R2的宽度W为1mm以上，则能够进一步提高抑制龟裂等产生的效果。如果第二区域R2的宽度W为5mm以上，则即使在使用一般的电池卷绕机来制作卷绕电极体20时产生卷绕偏移，也能够使第二区域R2位于卷回部。另一方面，如果第二区域R2的宽度W为20mm以下，则能够抑制电池容量的降低。
(第二区域的宽度的测量方法)
第二区域R2的宽度W是以如下方式求出的值。使电池完全放电后解体并取出正极21，用溶剂(例如DMC(碳酸二甲酯)等)清洗后，使其充分干燥。接着，在使正极21为平坦状的状态下，通过形状测量器(激光位移计)来测量第二区域R2的宽度。需要说明的是，在凹部24的侧面为斜面或弯曲面等的情况下，将在正极21的厚度方向上位移的凹部24的宽度中最宽的部分的宽度W定义为第二区域R2的宽度W。例如，在凹部24具有图3B所示的梯形形状的情况下，将凹部24的开口侧的宽度W定义为第二区域R2的宽度。
(第一区域的平均面积密度)
从高容量化的观点出发，第一区域R1中的第一正极活性物质层21B的平均面积密度D1(mg/cm2)优选为12.5mg/cm2以上，更优选为19.5mg/cm2以上。如果像这样增大第一正极活性物质层21B的平均面积密度D1(mg/cm2)，则存在填充于正极21的单位面积的活性物质重量增大、正极21硬化的倾向。因此，如上所述，如果第二区域R2未设置于第一正极活性物质层21B的卷回部，则在制作卷绕电极体20时特别容易在正极21的卷回部分中产生龟裂等，电池10作为电池的功能受损的可能性特别高。另外，在正极21中，在第一正极活性物质层21B的最内周的卷回部中产生龟裂或断裂的情况特别多。
从电池10的薄型化的观点出发，第一区域R1中的第一正极活性物质层21B的平均面积密度D1(mg/cm2)优选为32.5mg/cm2以下，更优选为30mg/cm2以下。
另一方面，在正极21整体中的第二正极活性物质层21C的平均面积密度大致一样，优选设定为与第一区域R1中的第一正极活性物质层21B的平均面积密度D1相同的值。
(第一区域的平均面积密度的测量方法)
第一区域R1中的第一正极活性物质层的平均面积密度D1是以如下方式求出的值。首先，使电池完全放电后解体并取出正极21，用溶剂(例如DMC等)清洗后，使其充分干燥。然后，用渗入了溶剂(例如NMP(N-甲基乙基吡咯烷酮))的废布等将卷绕时来到卷外侧的第一正极活性物质层21B剥离，用酒精擦拭NMP后，在室温下使其干燥。由此，能够得到在正极集电体21A的内侧面仅具有第一正极活性物质层21B的正极21。
接着，将如上所述得到的正极21中的相当于第一区域R1的部分冲裁成(直径)5mm的圆形形状，测量质量(mg)(以下称为“质量A1”。)。接着，将不设置第一、第二正极活性物质层21B、21C、两面均露出正极集电体21A的表面的部分与上述同样地进行冲裁，测量质量(mg)(以下称为“质量B”。)。然后，通过下式计算出面积密度d1。
面积密度d1(mg/cm2)＝(质量A1－质量B)÷冲裁面积
对随机选出的10个电池进行上述测量，对所得到的10个电池的面积密度d1简单地平均(算术平均)，计算出平均面积密度D1。
(面积密度比)
第一区域R1的平均面积密度D1与第二区域R2的平均面积密度D2的面积密度比D2/D1优选为满足0＜D2/D1≤0.9，更优选为满足0＜D2/D1≤0.8的关系。如果面积密度比D2/D1为D2/D1≤0.9，则能够进一步抑制在第一正极活性物质层21B的卷回部中产生龟裂等。如果面积密度比为D2/D1＝0，则正极集电体21A露出，因此电池10的安全性降低。
(面积密度比的测量方法)
面积密度比D2/D1是以如下方式求出的值。首先，与“第一正极活性物质层的平均面积密度D1的测量方法”同样地求出第一区域R1中的第一正极活性物质层21B的平均面积密度D1。另外，除了将第二区域R2的第一正极活性物质层21B冲裁成圆形形状以外，与“第一正极活性物质层的平均面积密度D1的测量方法”同样地求出第二区域R2中的第一正极活性物质层21B的平均面积密度D2。但是，在第二区域R2的宽度为5mm以下的情况(即无法以的圆形形状冲裁的情况)下，剪切第二区域R2的整体，并且将正极集电体21A的两面露出部分也冲裁成与其相同的形状，求出平均面积密度D2。接着，使用如上所述求出的平均面积密度D1、D2，求出面积密度比D2/D1。
(正极的平均厚度差)
第一区域R1中的正极21的平均厚度T1与第二区域R2中的正极21的平均厚度T2的平均厚度差ΔT(＝T1－T2)(参照图3)优选为6μm以上，更优选为9μm以上。如果平均厚度差ΔT为6μm以上，则能够进一步抑制在第一正极活性物质层21B的卷回部中产生龟裂等。
(正极的平均厚度差的测量方法)
平均厚度差ΔT是以如下方式求出的值。首先，对于随机选出的10个电池，通过千分尺测量第一区域R1中的正极21的厚度t1，将这些测量值简单地平均(算术平均)，求出平均厚度T1。接着，对于随机选出的10个电池，通过千分尺测量第二区域R2中的正极21的厚度t2，将这些测量值简单地平均(算术平均)，求出平均厚度T2。使用如上所述求出的平均厚度T1、T2，求出正极21的平均厚度差ΔT(＝T1－T2)。
(材料)
第一、第二正极活性物质层21B、21C例如含有能够嵌入及脱嵌作为电极反应物质的锂的正极活性物质。第一、第二正极活性物质层21B、21C根据需要还可以含有添加剂。作为添加剂，例如可以使用导电剂及粘合剂中的至少一种。
作为能够嵌入及脱嵌锂的正极材料，例如，适合使用锂氧化物、锂磷氧化物、锂硫化物或含有锂的层间化合物等含锂化合物，也可以将这些中的两种以上混合使用。为了提高能量密度，优选含有锂、过渡金属元素和氧(O)的含锂化合物。作为这种含锂化合物，例如可以列举出具有式(A)所示的层状岩盐型的结构的锂复合氧化物、具有式(B)所示的橄榄石型的结构的锂复合磷酸盐等。作为含锂化合物，更优选含有由钴(Co)、镍、锰(Mn)以及铁(Fe)构成的组中的至少一种作为过渡金属元素。作为这种含锂化合物，例如可以列举出：具有式(C)、式(D)或式(E)所示的层状岩盐型的结构的锂复合氧化物、具有式(F)所示的尖晶石型的结构的锂复合氧化物、或具有式(G)所示的橄榄石型的结构的锂复合磷酸盐等，具体而言，有LiNi0.50Co0.20Mn0.30O2、LiaCoO2(a≈1)、LibNiO2(b≈1)、Lic1Nic2Co1－c2O2(c1≈1，0＜c2＜1)、LidMn2O4(d≈1)或LieFePO4(e≈1)等。
LipNi(1－q－r)MnqM1rO(2－y)Xz……(A)
(其中，式(A)中，M1表示从除了镍、锰以外的2族～15族中选择的元素中的至少一种。X表示除了氧以外的16族元素以及17族元素中的至少一种。p、q、y、z为0≤p≤1.5、0≤q≤1.0、0≤r≤1.0、－0.10≤y≤0.20、0≤z≤0.2的范围内的值。)
LiaM2bPO4……(B)
(其中，式(B)中，M2表示从2族～15族中选择的元素中的至少一种。a、b为0≤a≤2.0、0.5≤b≤2.0的范围内的值。)
LifMn(1－g－h)NigM3hO(2－j)Fk……(C)
(其中，式(C)中，M3表示由钴、镁(Mg)、铝、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁、铜、锌(Zn)、锆(Zr)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)以及钨(W)构成的组中的至少一种。f、g、h、j以及k为0.8≤f≤1.2、0＜g＜0.5、0≤h≤0.5、g+h＜1、－0.1≤j≤0.2、0≤k≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，f的值表示完全放电状态下的值。)
LimNi(1－n)M4nO(2－p)Fq……(D)
(其中，式(D)中，M4表示由钴、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨构成的组中的至少一种。m、n、p以及q为0.8≤m≤1.2、0.005≤n≤0.5、－0.1≤p≤0.2、0≤q≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，m的值表示完全放电状态下的值。)
LirCo(1－s)M5sO(2－t)Fu……(E)
(其中，式(E)中，M5表示由镍、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨构成的组中的至少一种。r、s、t以及u是0.8≤r≤1.2、0≤s＜0.5、－0.1≤t≤0.2、0≤u≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，r的值表示完全放电状态下的值。)
LivMn2－wM6wOxFy……(F)
(其中，式(F)中，M6表示由钴、镍、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨构成的组中的至少一种。v、w、x以及y为0.9≤v≤1.1、0≤w≤0.6、3.7≤x≤4.1、0≤y≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，v的值表示完全放电状态下的值。)
LizM7PO4……(G)
(其中，式(G)中，M7表示由钴、锰、铁、镍、镁、铝、硼、钛、钒、铌(Nb)、铜、锌、钼、钙、锶、钨以及锆构成的组中的至少一种。z为0.9≤z≤1.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，z的值表示完全放电状态下的值。)
作为能够嵌入及脱嵌锂的正极材料，除了这些之外，还可以列举出MnO2、V2O5、V6O13、NiS、MoS等不含锂的无机化合物。
能够嵌入及脱嵌锂的正极材料也可以是上述以外的材料。另外，上述例示的正极材料可以以任意的组合混合两种以上。
作为粘合材料，例如可以使用从聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、丁苯橡胶(SBR)以及羧甲基纤维素(CMC)等树脂材料，以及以这些树脂材料为主体的共聚物等中选择的至少一种。
作为导电剂，例如可以列举出石墨、炭黑或科琴黑等碳材料，将这些中的一种或两种以上混合使用。另外，除了碳材料以外，只要是具有导电性的材料，就可以使用金属材料或导电性高分子材料等。
(负极)
如图2所示，负极22具有负极集电体22A、设置于负极集电体22A的内侧面的第一负极活性物质层22B、设置于负极集电体22A的外侧面的第二负极活性物质层22C。正极21及负极22以第二正极活性物质层21C与第一负极活性物质层22B相对的方式配置。负极22在其最内周部具有负极集电体22A的两面不被第一、第二负极活性物质层22B、22C覆盖而露出的负极集电体露出部(图中没有示出)。在该负极集电体露出部连接有负极引线12。
(负极集电体)
负极集电体22A例如含有铜、镍或不锈钢等金属。作为负极集电体22A的形状，例如可以使用箔状、板状或网格状等。
(负极活性物质层)
第一、第二负极活性物质层22B、22C含有能够嵌入及脱嵌锂的一种或两种以上的负极活性物质。第一、第二负极活性物质层22B、22C根据需要还可以含有粘合剂或导电剂等添加剂。
需要说明的是，在该非水电解质电池中，负极22或负极活性物质的电化学当量大于正极21的电化学当量，理论上，优选为在充电过程中不会在负极22上析出锂金属。
作为负极活性物质，例如可以列举出难石墨化碳、易石墨化碳、石墨、热分解碳类、焦炭类、玻璃状碳类、有机高分子化合物烧制体、碳纤维或活性炭等碳材料。其中，在焦炭类中包括沥青焦炭、针状焦炭或石油焦炭等。有机高分子化合物烧制体是指将酚醛树脂或呋喃树脂等高分子材料在适当的温度下烧制而碳化的物质，也有一部分可以分类为难石墨化碳或易石墨化碳的物质。这些碳材料在充放电时产生的晶体结构的变化非常小，能够得到较高的充放电容量，并且能够得到良好的循环特性，因此优选。特别是石墨的电化学当量较大，能够得到较高的能量密度，因此优选。另外，难石墨化碳能够得到优异的循环特性，因此优选。此外，充放电电位较低的物质，具体而言，充放电电位接近于锂金属的物质能够容易地实现电池的高能量密度化，因此优选。
另外，作为能够高容量化的其他负极活性物质，还可以列举出含有金属元素及半金属元素中的至少一种作为构成元素(例如，合金、化合物或混合物)的材料。这是因为，如果使用这种材料，则能够得到较高的能量密度。特别是，如果与碳材料一起使用，则能够得到较高的能量密度，并且能够得到优异的循环特性，因此更优选。需要说明的是，在本技术中，除了由两种以上的金属元素构成的合金以外，还包括含有一种以上的金属元素和一种以上的半金属元素的合金。另外，也可以含有非金属元素。在该组织中存在固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物或这些中的两种以上共存的物质。
作为这种负极活性物质，例如可以列举出能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素。具体而言，可以列举出镁、硼、铝、钛、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌、铪(Hf)、锆、钇(Y)、钯(Pd)或铂(Pt)。这些可以是结晶质的物质，也可以是非晶质的物质。
作为负极活性物质，优选含有短周期型周期表中的4B族的金属元素或半金属元素作为构成元素的物质，更优选含有硅及锡中的至少一种作为构成元素的物质。这是因为硅及锡嵌入及脱嵌锂的能力较大，能够得到较高的能量密度。作为这种负极活性物质，例如可以列举出硅的单质、合金或化合物，锡的单质、合金或化合物，或者至少一部分具有这些中的一种或两种以上的相的材料。
作为硅的合金，例如，可以列举出含有由锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑(Sb)以及铬构成的组中的至少一种作为硅以外的第二构成元素的合金。作为锡的合金，例如，可以列举出含有由硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑以及铬构成的组中的至少一种作为锡以外的第二构成元素的合金。
作为锡的化合物或硅的化合物，例如可以列举出含有氧或碳的化合物，除了锡或硅以外，也可以含有上述的第二构成元素。
其中，作为Sn系的负极活性物质，优选含有钴、锡和碳作为构成元素、碳的含量为9.9质量％以上且29.7质量％以下、并且钴相对于锡与钴的合计的比例为30质量％以上且70质量％以下的含SnCoC的材料。这是因为，在这种组成范围内，能够得到较高的能量密度，并且能够得到优异的循环特性。
该含SnCoC的材料根据需要还可以含有其他构成元素。作为其他构成元素，例如可以列举出硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷(P)、镓或铋，也可以含有两种以上。这是因为可以进一步提高容量或循环特性。
需要说明的是，该含SnCoC的材料优选为具有含锡、钴和碳的相，该相具有结晶性较低或非晶质的结构。另外，在该含SnCoC的材料中，优选为作为构成元素的碳的至少一部分与作为其他构成元素的金属元素或半金属元素结合。这是因为，可以认为循环特性的降低是由锡等凝聚或结晶化而引起的，因此通过使碳与其他元素结合，能够抑制这种凝聚或结晶化。
作为检测元素的结合状态的测量方法，例如可以列举出X射线光电子能谱法(XPS)。在XPS中，如果是石墨，则在以在84.0eV处能够得到金原子的4f轨道(Au4f)的峰的方式进行了能量校准的装置中，碳的1s轨道(C1s)的峰在284.5eV处出现。另外，如果是表面污染碳，则在284.8eV处出现。与此相对，在碳元素的电荷密度变高的情况下，例如在碳与金属元素或半金属元素结合的情况下，C1s的峰在低于284.5eV的区域中出现。即，在关于含SnCoC的材料得到的C1s的合成波的峰在低于284.5eV的区域中出现的情况下，含SnCoC的材料中含有的碳的至少一部分与作为其他构成元素的金属元素或半金属元素结合。
需要说明的是，在XPS测量中，在光谱的能量轴的校正中例如使用C1s的峰。通常在表面上存在表面污染碳，因此将表面污染碳的C1s的峰设为284.8eV，将其作为能量基准。在XPS测量中，由于C1s的峰的波形可以以包括表面污染碳的峰和含SnCoC的材料中的碳的峰的形式得到，因此例如通过使用市售的软件进行分析，将表面污染碳的峰和含SnCoC的材料中的碳的峰分离。在波形的分析中，将存在于最低束缚能侧的主峰的位置作为能量基准(284.8eV)。
作为其他负极活性物质，例如还可以列举出能够嵌入及脱嵌锂的金属氧化物或高分子化合物等。作为金属氧化物，例如可以列举出钛酸锂(Li4Ti5O12)等含有钛和锂的锂钛氧化物、氧化铁、氧化钌或氧化钼等。作为高分子化合物，例如可以列举出聚乙炔、聚苯胺或聚吡咯等。
作为粘结剂，例如可以使用从聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶以及羧甲基纤维素等树脂材料，以及从以这些树脂材料为主体的共聚物等中选择的至少一种。作为导电剂，可以使用与第一、第二正极活性物质层21B、21C同样的碳材料等。
(隔膜)
隔膜23将正极21和负极22隔离，在防止由两极的接触而导致电流短路的同时，使锂离子可以通过。隔膜23例如由聚四氟乙烯、聚丙烯或聚乙烯等树脂制的多孔膜构成，也可以是将这些的两种以上的多孔膜层叠而成的结构。其中，聚烯烃制的多孔膜由于防短路效果优异，并且能够实现基于断路效应的电池的安全性提高，因此优选。特别是聚乙烯，在100℃以上且160℃以下的范围内能够得到断路效应，并且电化学稳定性也优异，因此优选作为构成隔膜23的材料。此外，也可以使用将具备化学稳定性的树脂与聚乙烯或聚丙烯共聚或共混而成的材料。或者，多孔膜也可以具有将聚丙烯层、聚乙烯层和聚丙烯层依次层叠的三层以上的结构。
另外，隔膜23也可以在作为基材的多孔膜的单面或两面上设置树脂层。树脂层是担载有无机物的多孔性的基体树脂层。由此，能够得到耐氧化性，能够抑制隔板23的劣化。作为基体树脂，例如可以使用聚偏二氟乙烯、六氟丙烯(HFP)、聚四氟乙烯等，另外，也可以使用这些的共聚物。
作为无机物，可以列举出金属、半导体、或这些的氧化物、氮化物。例如，作为金属，可以列举出铝、钛等，作为半导体，可以列举出硅、硼等。另外，作为无机物，优选实质上没有导电性、热容量较大的物质。这是因为，如果热容量较大，则作为电流发热时的散热器是有用的，能够进一步抑制电池的热失控。作为这种无机物，可以列举出氧化铝(Al2O3)、勃姆石(氧化铝的一水合物)、滑石、氮化硼(BN)、氮化铝(AlN)、二氧化钛(TiO2)、氧化硅(SiOx)等氧化物或氮化物。需要说明的是，上述的无机物也可以含有在作为基材的多孔膜中。
作为无机物的粒径，优选在1nm～10μm的范围内。如果小于1nm，则难以获得，或者即使能够获得，也在成本上不相称。如果大于10μm，则电极间距离变大，在有限的空间内无法充分得到活性物质填充量，电池容量降低。
树脂层例如可以以如下方式形成。即，将由基体树脂、溶剂以及无机物构成的浆料涂布在基材(多孔膜)上，使其在基体树脂的不良溶剂和上述溶剂的良溶剂浴中通过而相分离，然后使其干燥。
(电解液)
在正极21、负极22以及隔膜23中浸渍有作为液状的电解质的电解液。电解液含有溶剂和溶解在该溶剂中的电解质盐。为了提高电池特性，电解液可以含有公知的添加剂。
作为溶剂，可以使用碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯等环状的碳酸酯，优选将碳酸亚乙酯及碳酸亚丙酯中的一方、特别是双方混合使用。这是因为能够提高循环特性。
另外，作为溶剂，除了这些环状的碳酸酯以外，优选将碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯等链状的碳酸酯混合使用。这是因为能够得到较高的离子传导性。
另外，作为溶剂，还优选含有2,4-二氟苯甲醚或碳酸亚乙烯酯。这是因为2,4-二氟苯甲醚能够提高放电容量，另外，碳酸亚乙烯酯能够提高循环特性。因此，如果将这些混合使用，则能够提高放电容量及循环特性，因此优选。
除此之外，作为溶剂，可以列举出碳酸亚丁酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、醋酸甲酯、丙酸甲酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、二甲基亚砜或磷酸三甲酯等。
需要说明的是，对于这些非水溶剂的至少一部分的氢被氟取代了的化合物，根据组合的电极的种类，有时能够提高电极反应的可逆性，因此有时优选。
作为电解质盐，例如可以列举出锂盐，可以单独使用一种，也可以混合两种以上使用。作为锂盐，可以列举出LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、LiB(C6H5)4，LiCH3SO3、LiCF3SO3、LiN(SO2CF3)2、LiC(SO2CF3)3、LiAlCl4、LiSiF6、LiCl、二氟[草酸-O,O’]硼酸锂、双草酸硼酸锂、或LiBr等。其中，LiPF6能够得到较高的离子传导性，并且能够提高循环特性，因此优选。
[电池的充放电时的动作]
在具有上述构成的电池10中，当进行充电时，例如，锂离子从第一、第二正极活性物质层21B、21C放出，经由电解液嵌入到第一、第二负极活性物质层22B、22C中。另外，当进行放电时，例如，锂离子从第一、第二负极活性物质层22B、22C放出，经由电解液嵌入到第一、第二正极活性物质层21B、21C中。
[卷绕时作用的应力]
首先，参照图4A，对卷绕时作用于设置有不具有凹部24的第一正极活性物质层27B的正极27的应力进行说明。在正极21为平坦的状态(应力不作用于正极21的状态)下，中立点位于正极21的中心点21P。另一方面，在正极27为卷回的状态下，在正极21的卷回部中，第一正极活性物质层27B受到压缩应力，与此相对，设置于正极集电体21A的外周面的第二正极活性物质层21C受到拉伸应力。在该状态的情况下，由于中立点移动到比正极21的中心点21P靠近内侧的位置，因此在正极集电体21A上作用有拉伸应力。根据该应力的大小，有时在正极集电体21A上产生龟裂等。
接着，参照图4B，对卷绕时作用于设置有具有凹部24的第一正极活性物质层21B的正极21的应力进行说明。在正极21为平坦的状态(在正极21没有应力的状态)下，中立点位于比正极21的中心点21P偏向第二正极活性物质层21C侧的位置。另一方面，在正极21为卷回的状态下，中立点移动到比上述的中心点21P靠近内侧的位置，由于位于正极集电体21A的位置或其附近，因此拉伸应力不作用于正极集电体21A或几乎不起作用。因此，能够抑制在正极集电体21A上产生龟裂等。
[电池的制造方法]
接着，对本技术的一个实施方式涉及的电池的制造方法的一例进行说明。
(正极的制作工序)
以如下方式制作正极21。首先，例如，将正极活性物质、导电剂和粘合剂混合而制备正极合剂，将该正极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂中，制作糊状的正极合剂浆料。接着，将该正极合剂浆料涂布于正极集电体21A的两面。此时，在正极集电体21A的一个面上，将成为第二区域R2的部分的涂布厚度涂布得比成为第一区域R1的部分的涂布厚度薄。涂布厚度优选以能够得到上述优选的面积密度比D2/D1及平均厚度差ΔT的范围的方式制备。接着，使涂膜中含有的溶剂干燥，通过辊压机等进行压缩成型，由此形成第一、第二正极活性物质层21B、21C。由此，制作在第一正极活性物质层21B具有第一、第二区域R1、R2的正极21。
(负极的制作工序)
以如下方式制作负极22。首先，例如，将负极活性物质与粘结剂混合而制备负极合剂，将该负极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮等溶剂中，制作糊状的负极合剂浆料。接着，将该负极合剂浆料涂布于负极集电体22A的两面，使溶剂干燥，通过辊压机等进行压缩成型，由此形成第一、第二负极活性物质层22B、22C，制作负极22。
(卷绕工序)
接着，通过焊接将正极引线11安装于正极集电体21A的一个端部，并且通过焊接将负极引线12安装于负极集电体22A的一个端部。接着，将正极21和负极22经由隔膜23卷绕在扁平状的卷芯的周围，在长度方向上卷绕多次而制作卷绕电极体20。此时，以第一正极活性物质层21B、第一负极活性物质层分别位于正极集电体21A、负极集电体22A的内侧面的方式设定正极21及负极22的主面的方向。另外，调整正极21相对于扁平状的卷芯的卷绕位置，使得第二区域R2位于第一正极活性物质层21B的卷回部。接着，通过止绕带(图中没有示出)来固定作为最外周电极的负极22的外周侧端部。
(密封工序)
接着，例如，在具有柔软性的外包装部件30之间夹持卷绕电极体20，将除了一边以外的外周缘部热熔接，制成袋状，将卷绕电极体20收纳在外包装部件30的内部。此时，将紧贴膜31插入到正极引线11及负极引线12与外包装部件30之间。接着，准备电解液，从未热熔接的一边注入到外包装部件30的内部。接着，将上述一边在真空气氛下热熔接而密封卷绕电极体20。由此，得到由外包装部件30包装的电池10。
(冲制工序)
接着，根据需要，通过热压使电池10成型。更具体而言，一边对电池10加压，一边以高于常温的温度进行加热。接着，根据需要，在电池10的主面上按压加压板等，对电池10进行单轴加压。
[效果]
在一个实施方式涉及的电池10中，正极21具有正极集电体21A和设置于正极集电体21A的内侧面的第一正极活性物质层21B。第一正极活性物质层21B具有第一区域R1和面积密度比该第一区域R1低的第二区域R2，第二区域R2设置于第一正极活性物质层21B的卷回部。由此，能够抑制在正极21的卷绕时及卷绕后(例如电池10的压制时等)在正极21的卷回部中产生龟裂等。
在一个实施方式涉及的电池的制造方法中，通过在涂布工序中调整正极合剂浆料的涂布厚度，形成凹部24。因此，能够抑制第一正极活性物质层21B在凹部24的两侧隆起。与此相对，在通过压制工序形成凹部24的情况下，第一正极活性物质层21B有可能在凹部24的两侧隆起。如果产生这样的隆起，则正极21的厚度增加，电池的容量密度有可能降低。
[变形例]
在一个实施方式中，对将本技术应用于层压膜型电池的例子进行了说明，但只要是具有具备卷绕成扁平状的电极的卷绕电极体的电池即可应用本技术。例如，也能够将本技术应用于将扁平状的卷绕电极体容纳于方型电池壳的方型电池等。
在一个实施方式中，对将本技术应用于锂离子二次电池的例子进行了说明，但本技术也能够应用于锂离子二次电池以外的二次电池以及一次电池。但是，本技术应用于锂离子二次电池特别有效。
可以在正极21与隔膜23之间设置电解质层，并且在负极22与隔膜23之间设置电解质层。这些电解质层含有电解液和成为保持该电解液的保持体的高分子化合物，高分子化合通过电解液溶胀。高分子化合物的含有比率可以适当调整。特别是在制成凝胶状的电解质的情况下，能够得到较高的离子传导率，并且能够抑制电池10的漏液，因此优选。
电解液与一个实施方式中的电解液是同样的。作为高分子化合物，例如可以列举出聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚膦腈、聚硅氧烷、聚醋酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚苯乙烯或聚碳酸酯。特别是从电化学稳定性的观点出发，优选为聚丙烯腈、聚偏二氟乙烯、聚六氟丙烯或聚环氧乙烷。需要说明的是，在一个实施方式中与在隔膜23的树脂层的说明中叙述的同样的无机物也可以含有在电解质层中。在该情况下，能够进一步提高耐热性。
第一负极活性物质层22B也可以具有第一区域和面积密度比该第一区域低的第二区域，在卷绕负极22的状态下，第二区域设置于第一负极活性物质层22B的卷回部。在该情况下，设置第二区域的位置、第二区域的构成、第一区域的平均面积密度D1与第二区域的平均面积密度D2的面积密度比D2/D1，以及第一区域中的负极22的平均厚度T1与第二区域中的负极22的平均厚度T2的平均厚度差ΔT等可以与一个实施方式中的正极21中是同样的。
在一个实施方式中，以使第二区域R2的第一正极活性物质层21B的厚度比第一区域R1的第一正极活性物质层21B的厚度薄的构成为例进行了说明，但也可以使第一、第二区域R1、R2的第一正极活性物质层21B的厚度相等或大致相等，仅使第一、第二区域R1、R2的第一正极活性物质层21B的面积密度不同。在该情况下，也能够抑制在正极21的卷绕时及卷绕后在正极21的卷回部中产生龟裂等。
＜2应用例1＞
“作为应用例的电池组及电子设备”
在应用例1中，对具备一个实施方式或其变形例涉及的电池的电池组及电子设备进行说明。
[电池组及电子设备的构成]
以下，参照图5，对作为应用例的电池组300及电子设备400的一个构成例进行说明。电子设备400具备电子设备主体的电子电路401和电池组300。电池组300经由正极端子331a及负极端子331b与电子电路401电连接。电子设备400例如具有用户可以自由拆装电池组300的构成。需要说明的是，电子设备400的构成并不局限于此，也可以具有电池组300内置于电子设备400内的构成，使得用户无法从电子设备400拆下电池组300。
在电池组300充电时，电池组300的正极端子331a、负极端子331b分别与充电器(图中没有示出)的正极端子、负极端子连接。另一方面，在电池组300放电时(使用电子设备400时)，电池组300的正极端子331a、负极端子331b分别与电子电路401的正极端子、负极端子连接。
作为电子设备400，例如可以列举出笔记本型个人计算机、平板型计算机、便携电话(例如智能手机等)、便携信息终端(个人数字助理：PDA)、显示装置(LCD、EL显示器、电子纸等)、摄像装置(例如数字静态照相机、数字摄像机等)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏设备、无绳电话子机、电子书籍、电子词典、收音机、头戴式耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视、立体声、热水器、微波炉、餐具清洗器、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、负载调节器、信号机等，但并不局限于此。
(电子电路)
电子电路401例如具有CPU、周边逻辑部、接口部以及存储部等，对电子设备400的整体进行控制。
(电池组)
电池组300具备组电池301和充放电电路302。组电池301通过将多个二次电池301a以串联和/或并联的方式连接而构成。多个二次电池301a例如以n并联m串联(n、m为正整数)的方式连接。需要说明的是，在图5中，示出了6个二次电池301a以2并联3串联(2P3S)的方式连接的例子。作为二次电池301a，使用一个实施方式或其变形例涉及的电池。
在此，对电池组300具有由多个二次电池301a构成的组电池301的情况进行说明，但电池组300也可以采用具备一个二次电池301a来代替组电池301的结构。
充放电电路302是控制组电池301的充放电的控制部。具体而言，在充电时，充放电电路302控制对组电池301的充电。另一方面，在放电时(即使用电子设备400时)，充放电电路302控制对电子设备400的放电。
＜3.应用例2＞
“作为应用例的车辆中的蓄电系统”
参照图6对将本公开应用于车辆用的蓄电系统的例子进行说明。在图6中示意性地示出混合动力车辆的构成的一例，其中混合动力车辆采用应用了本公开的串联式混合动力系统。串联式混合动力系统是使用由发动机驱动的发电机所发电的电力或者事先将其临时存储在电池中的电力，通过电力驱动力转换装置行驶的车辆。
在该混合动力车辆7200中搭载有发动机7201、发电机7202、电力驱动力转换装置7203、驱动轮7204a、驱动轮7204b、车轮7205a、车轮7205b，电池7208、车辆控制装置7209、各种传感器7210、充电口7211。上述的本公开的蓄电装置应用于电池7208。
混合动力车辆7200将电力驱动力转换装置7203作为动力源进行行驶。电力驱动力转换装置7203的一例是电机。通过电池7208的电力，电力驱动力转换装置7203进行工作，该电力驱动力转换装置7203的旋转力传递至驱动轮7204a、7204b。需要说明的是，通过在必要的部位使用直流－交流(DC-AC)或者逆转换(AC-DC转换)，电力驱动力转换装置7203能够应用交流电机或直流电机。各种传感器7210经由车辆控制装置7209控制发动机转速，或者控制图中没有示出的节气门阀的开度(节气门开度)。各种传感器7210包括速度传感器、加速度传感器、发动机转速传感器等。
发动机7201的旋转力传递至发电机7202，能够将通过该旋转力由发电机7202生成的电力蓄积在电池7208中。
如果混合动力车辆通过图中没有示出的制动机构减速，则该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置7203，通过该旋转力由电力驱动力转换装置7203生成的再生电力蓄积在电池7208中。
电池7208也能够通过与混合动力车辆的外部的电源连接，将充电口211作为输入口从该外部电源接受电力供给，并蓄积接受到的电力。
虽然图中没有示出，但也可以具备基于与二次电池相关的信息进行与车辆控制相关的信息处理的信息处理装置。作为这种信息处理装置，例如有基于与电池的余量相关的信息来进行电池余量显示的信息处理装置等。
需要说明的是，以上以使用由发动机驱动的发电机所发电的电力，或者事先将其临时存储在电池中的电力，并通过电机进行行驶的串联式混合动力车辆为例进行了说明。但是，本公开也能够有效地应用于将发动机和电机的输出均作为驱动源，适当切换仅通过发动机行驶、仅通过电机行驶、通过发动机和电机行驶这三个方式来使用的并联式混合动力车辆。此外，本公开也能够有效地应用于不使用发动机而仅通过驱动电机的驱动来行驶的所谓的电动车辆。
以上，对能够应用本公开涉及的技术的混合动力车辆7200的一例进行了说明。本公开涉及的技术，在以上说明的构成中，能够适当地应用于电池7208。
＜4.应用例3＞
“作为应用例的住宅中的蓄电系统”
参照图7对将本公开应用于住宅用的蓄电系统的例子进行说明。例如，在住宅9001用的蓄电系统9100中，从火力发电9002a、原子能发电9002b、水力发电9002c等集中型电力系统9002，经由电力网络9009、信息网络9012、智能电表9007、电源集线器9008等向蓄电装置9003供给电力。与此同时，从家用发电装置9004等独立电源向蓄电装置9003供给电力。存储供给至蓄电装置9003的电力。使用蓄电装置9003，对在住宅9001中使用的电力进行供电。不局限于住宅9001，在大厦中也可以使用同样的蓄电系统。
在住宅9001中设置有发电装置9004、电力消耗装置9005、蓄电装置9003、控制各装置的控制装置9010、智能电表9007、取得各种信息的传感器9011。各装置通过电力网络9009及信息网络9012连接。使用太阳能电池、燃料电池等作为发电装置9004，将发电的电力供给至电力消耗装置9005和/或蓄电装置9003。电力消耗装置9005是冰箱9005a、空调装置9005b、电视机9005c、浴室9005d等。此外，在电力消耗装置9005中包括电动车辆9006。电动车辆9006是电动汽车9006a、混合动力汽车9006b、电动摩托车9006c。
上述的本公开的电池单元被应用于蓄电装置9003。蓄电装置9003由二次电池或电容器构成。例如，由锂离子电池构成。锂离子电池可以是固定型，也可以是在电动车辆9006中使用的电池。智能电表9007具有测量商用电力的使用量并将测量出的使用量发送到电力公司的功能。电力网络9009可以组合直流供电、交流供电、非接触供电中的任意一个或多个。
各种传感器9011例如是人感传感器、照度传感器、物体检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。通过各种传感器9011取得的信息被发送到控制装置9010。根据来自传感器9011的信息，能够掌握气象的状态、人的状态等，自动地控制电力消耗装置9005，使能量消耗为最小。此外，控制装置9010能够将与住宅9001相关的信息经由因特网发送到外部的电力公司等。
通过电源集线器9008进行电力线的分支、直流交流转换等处理。作为与控制装置9010连接的信息网络9012的通信方法，有使用UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter：非同步串行通信用发送接收电路)等通信接口的方法、利用Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)、Wi-Fi等无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方法应用于多媒体通信，并且能够进行一对多连接的通信。ZigBee(注册商标)使用IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气和电子工程师协会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是被称为PAN(Personal Area Network：个人局域网)或W(Wireless：无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。
控制装置9010与外部的服务器9013连接。该服务器9013可以由住宅9001、电力公司和服务提供商中的任一方来管理。服务器9013发送接收的信息例如是与消耗电力信息、生活模式信息、电费、天气信息、自然灾害信息和电力交易相关的信息。这些信息可以从家庭内的电力消耗装置(例如电视机)发送接收，也可以从家庭外的装置(例如，便携电话机等)发送接收。这些信息可以显示在具有显示功能的设备上，例如电视机、便携电话机、PDA(PersonalDigital Assistants：个人数字助理)等。
控制各部分的控制装置9010由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成，在该例中收纳在蓄电装置9003中。控制装置9010通过信息网络9012与蓄电装置9003、家用发电装置9004、电力消耗装置9005、各种传感器9011、服务器9013连接，例如具有调整商用电力的使用量和发电量的功能。需要说明的是，除此之外，也可以具有在电力市场进行电力交易的功能等。
如上所述，除了火力9002a、原子能9002b、水力9002c等集中型电力系统9002的电力以外，还能够将家用发电装置9004(太阳能发电、风力发电)的发电电力蓄积在蓄电装置9003中。因此，即使家用发电装置9004的发电电力产生变动，也能够进行控制，使向外部送出的电力量恒定、或者仅放出所需的电力。例如，也可以采用以下使用方法：将通过太阳能发电得到的电力蓄积在蓄电装置9003中，并且将夜间费用便宜的深夜电力蓄积在蓄电装置9003中，在白天的费用较高的时间段放出由蓄电装置9003蓄积的电力来使用。
需要说明的是，在该例中，说明了控制装置9010被存储在蓄电装置9003内的例子，但也可以存储在智能电表9007内，也可以单独构成。此外，蓄电系统9100可以将集体住宅中的多个家庭作为对象来使用，也可以将多个独立式住宅作为对象来使用。
以上，对能够应用本公开涉及的技术的蓄电系统9100的一例进行了说明。本公开涉及的技术能够适当地应用于以上说明的构成中的蓄电装置9003所具有的二次电池。
[实施例]
以下，通过实施例对本技术具体地进行说明，但本技术并不仅局限于这些实施例。
在本实施例中，平均面积密度D1、D2、面积密度比D2/D1、平均厚度T1、T2、平均厚度差ΔT(＝T1－T2)及宽度W是通过在上述的一个实施方式中说明的测量方法求出的值。
[实施例1～8]
以如下方式制作正极。首先，将碳酸锂(Li2CO3)和碳酸钴(CoCO3)以0.5：1的摩尔比混合后，在空气中以900℃烧制5小时，由此得到作为正极活性物质的锂钴复合氧化物(LiCoO2)。接着，通过将如上所述得到的锂钴复合氧化物91质量份、作为导电剂的石墨6质量份和作为粘合剂的聚偏二氟乙烯3质量份混合，制成正极合剂后，通过将其分散在N-甲基-2-吡咯烷酮中，制成糊状的正极合剂浆料。
接着，在由带状的铝箔(12μm厚)构成的正极集电体的两面涂布正极合剂浆料并使其干燥。此时，调整成为低面积密度区域以及通常面积密度区域的部分的涂布厚度，使第一正极活性物质层的低面积密度区域(第二区域R2)以及除此以外的通常面积密度区域(第一区域R1)的平均面积密度分别成为表1所示的值。然后，通过辊压机以使通常面积密度区域的第一正极活性物质层的厚度成为表1所示的值的方式，对两面具有干燥的正极合剂的正极集电体进行压缩成型，形成第一、第二正极活性物质层并得到正极后，将其切成规定的宽度。通过以上操作，得到目标正极。
[比较例1]
将正极合剂浆料均匀地涂布于正极集电体，以使第一正极活性物质层的整体成为具有表1所示的平均面积密度的通常面积密度区域(第一区域R1)。另外，通过辊压机以使第一正极活性物质层的厚度成为表1所示的值的方式对两面具有干燥的正极合剂的正极集电体进行压缩成型。除此以外，与实施例1同样地得到正极。
[评价]
使用如上所述得到的实施例1～8、比较例1的正极，实施下述的两种试验，评价制成卷绕电极体时的卷回部(弯曲部分)的耐破损性。
(试验1)
使用具有低面积密度区域的实施例1～8的正极，按照以下的步骤进行试验。首先，将实施例1～8的带状的正极以第一正极活性物质层的低面积密度区域为中心的方式切割为1.5cm×5.5cm的矩形形状，制作试验样品。接着，将制作的试验样品在溶剂中浸渍30分钟后，用废布擦拭2～10分钟左右，使其自然干燥。需要说明的是，作为溶剂，使用将碳酸亚乙酯(EC)和碳酸亚丙酯(PC)以质量比为EC：PC＝1：1的方式混合的混合溶剂。
接着，使用图8所示的器具以如下方式进行试验。首先，以低面积密度区域成为内侧，并且在低面积密度区域卷回试验样品40的方式，用两张玻璃板41、42夹住后，将辊按压在一方的玻璃板42上。此时，通过垫片43、44的厚度将两张玻璃板41、42之间的间隙设定为规定值。然后，通过目视确认在试验样品40的卷回部中是否产生龟裂等。变更玻璃板41、42之间的间隙(即垫片43、44的厚度)并反复进行该试验，求出在试验样品40的卷回部中产生的龟裂等的间隙。将其结果在表1及图9中示出。需要说明的是，在表1以及图9中，“破损间隙”是指产生的龟裂等的间隙。
对于不具有低面积密度区域的比较例1的正极，除了将带状的正极在任意位置切割成1.5cm×5.5cm的矩形形状以外，按照与上述的实施例1～8同样的步骤进行试验，求出在试验样品40的卷回部中产生的龟裂等的间隙。
(试验2)
分别准备10个实施例1～8、比较例1的正极，按照以下的步骤进行试验。首先，准备在负极集电体的两面分别形成有第一负极活性物质层、第二负极活性物质层的负极。接着，将实施例1～8、比较例1的正极和准备的负极经由由厚度12μm的多孔聚乙烯膜构成的隔膜卷绕在扁平状的卷芯上，在长度方向上卷绕，在最外周部粘贴止绕带，由此制作扁平状的卷绕电极体。接着，使电解液浸渍于卷绕电极体，从浸渍起经过30分钟后将卷绕电极体解体并取出正极。然后，用废布擦拭正极2～10分钟左右，使其自然干燥后，通过目视确认在正极的卷回部中是否产生龟裂等，对同一构成的10个正极中的几个正极中是否产生龟裂等进行计数。将其结果在表1中示出。
(试验结果)
表1示出实施例1～8、比较例1的正极的构成及评价结果。
[表1]
D1：通常面积密度区域(第一区域R1)的平均面积密度
D2：低面积密度区域(第二区域R2)的平均面积密度
D2/D1：面积密度比
T1：通常面积密度区域(第一区域R1)的正极的平均厚度
T2：低面积密度区域(第二区域R2)的正极的平均厚度
ΔT(＝T1－T2)：正极的平均厚度差
W：正极在长度方向上的低面积密度区域(第二区域R2)的宽度
从试验1的结果(表1、图9)可知以下内容。通过使通常面积密度区域的平均面积密度D1与低面积密度区域的平均面积密度D2的面积密度比D2/D1小于1，即将低面积密度区域设置于第一正极活性物质层的卷回部，能够使在正极产生的龟裂等的间隙更窄。另外，使面积密度比D2/D1越小，能够使在正极产生的龟裂等的间隙更窄。在使面积密度比D2/D1为D2/D1≤0.8的情况下，能够使断裂间隙特别窄。
从试验2的结果(表1)可知以下内容。通过将低面积密度区域设置于第一正极活性物质层的最初的卷回部，在实际制作卷绕电极体的情况下，也能够抑制在正极的最初的卷回部分中产生龟裂等。在使面积密度比D2/D1为D2/D1≤0.9的情况下，能够进一步减少龟裂等的产生数。在使面积密度比D2/D1为D2/D1≤0.8的情况下，龟裂等的产生数成为0，特别显著地表现出抑制龟裂等产生的效果。
以上，尽管对本技术的实施方式及其变形例以及实施例具体地进行了说明，但本技术并不局限于上述的实施方式及其变形例以及实施例，能够基于本技术的技术思想进行各种变形。
例如，在上述的实施方式及其变形例以及实施例中列举的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等仅为示例，根据需要可以使用与其不同的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等。
另外，上述的实施方式及其变形例以及实施例的构成、方法、工序、形状、材料以及数值等，在不脱离本技术的主旨的情况下能够相互组合。
另外，本技术还能够采用以下的构成。
(1)一种电池，其特征在于，
具有卷绕成扁平状的带状的电极，
所述电极具备集电体和设置于所述集电体的内侧面的活性物质层，
所述活性物质层具有第一区域和面积密度比该第一区域低的第二区域，
所述第二区域设置于所述活性物质层的卷回部。
(2)根据(1)所述的电池，其特征在于，
所述第二区域的活性物质层的厚度比所述第一区域的活性物质层的厚度薄。
(3)根据(1)或(2)所述的电池，其特征在于，
设置有所述第二区域的卷回部是所述活性物质层的最内周的最初的卷回部。
(4)根据(1)或(2)所述的电池，其特征在于，
设置有所述第二区域的卷回部是所述活性物质层的最内周的双方的卷回部。
(5)根据(1)或(2)所述的电池，其特征在于，
设置有所述第二区域的卷回部是所述活性物质层的第一周及第二周的卷回部。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的电池，其特征在于，
所述第一区域中的所述活性物质层的平均面积密度D1与所述第二区域中的所述活性物质层的平均面积密度D2的面积密度比D2/D1满足0＜D2/D1≤0.9的关系。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的电池，其特征在于，
所述第二区域在所述电极的长度方向上的宽度为1mm以上且20mm以下。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的电池，其特征在于，
所述第二区域在所述电极的长度方向上的宽度为5mm以上且20mm以下。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的电池，其特征在于，
所述电极是正极。
(10)根据(9)所述的电池，其特征在于，
所述集电体含有铝或铝合金，
所述集电体的厚度为8μm以上且15μm以下。
(11)根据(9)或(10)所述的电池，其特征在于，
所述第一区域R1中的所述活性物质层的平均面积密度为12.5mg/cm2以上。
(12)根据(1)至(11)中任一项所述的电池，其特征在于，
所述第二区域是具有底面的凹部。
(13)根据(1)至(11)中任一项所述的电池，其特征在于，
所述第二区域是凹部，
所述凹部在卷绕有所述正极的状态下打开。
(14)一种电池组，其特征在于，具备：
(1)至(13)中任一项所述的电池；
控制所述电池的控制部。
(15)一种电子设备，其特征在于，
具备(1)至(13)中任一项所述的电池，
所述电子设备从所述电池接受电力的供给。
(16)一种电动车辆，其特征在于，具备：
(1)至(13)中任一项所述的电池；
从所述电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力的转换装置；
基于与所述电池相关的信息进行与车辆控制相关的信息处理的控制装置。
(17)一种蓄电装置，其特征在于，
具备(1)至(13)中任一项所述的电池，
所述蓄电装置向与所述电池连接的电子设备供给电力。
(18)一种电力系统，其特征在于，
具备(1)至(13)中任一项所述的电池，
所述电力系统从所述电池接受电力的供给。
[附图标记说明]
10…电池，11…正极引线，12…负极引线，20…卷绕电极体，21…正极，21A…正极集电体，21B…第一正极活性物质层，21C…第二正极活性物质层，22…负极，22A…负极集电体，22B…第一负极活性物质层，22C…第二负极活性物质层，23…隔膜，24…凹部，25…平坦部，26…弯曲部，30…外包装部件，31…紧贴膜，R1…第一区域，R2…第二区域。

Claims (18)

1.一种电池，其特征在于，
具备卷绕成扁平状的带状的电极，
所述电极具备集电体和设置于所述集电体的内侧面的活性物质层，
所述活性物质层具有第一区域和面积密度比该第一区域的面积密度低的第二区域，
所述第二区域设置于所述活性物质层的卷回部。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述第二区域的活性物质层的厚度比所述第一区域的活性物质层的厚度薄。
3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
设置有所述第二区域的卷回部是所述活性物质层的最内周的最初的卷回部。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
设置有所述第二区域的卷回部是所述活性物质层的最内周的双方的卷回部。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
设置有所述第二区域的卷回部是所述活性物质层的第一周及第二周的卷回部。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述第一区域中的所述活性物质层的平均面积密度D1与所述第二区域中的所述活性物质层的平均面积密度D2的面积密度比D2/D1满足0＜D2/D1≤0.9的关系。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述第二区域在所述电极的长度方向上的宽度为1mm以上且20mm以下。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述第二区域在所述电极的长度方向上的宽度为5mm以上且20mm以下。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述电极是正极。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，
所述集电体包含铝或铝合金，
所述集电体的厚度为8μm以上且15μm以下。
11.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，
所述第一区域R1中的所述活性物质层的平均面积密度为12.5mg/cm2以上。
12.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述第二区域是具有底面的凹部。
13.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，
所述第二区域是凹部，
所述凹部在所述正极卷绕完成的状态下是打开的。
14.一种电池组，其特征在于，具备：
权利要求1所述的电池；以及
控制所述电池的控制部。
15.一种电子设备，其特征在于，
具备权利要求1所述的电池，
所述电子设备从所述电池接受电力的供给。
16.一种电动车辆，其特征在于，具备：
权利要求1所述的电池；
从所述电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力的转换装置；以及
基于与所述电池相关的信息进行与车辆控制相关的信息处理的控制装置。
17.一种蓄电装置，其特征在于，
具备权利要求1所述的电池，
所述蓄电装置向与所述电池连接的电子设备供给电力。
18.一种电力系统，其特征在于，
具备权利要求1所述的电池，
所述电力系统从所述电池接受电力的供给。
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