JP2008010394A - 非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機 - Google Patents

Abstract

【課題】サイクル特性に優れた非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機を提供する。
【解決手段】正極２と、負極３と、非水電解質とを具備する非水電解質電池であって、前記正極２及び前記負極３のうち少なくとも一方は、平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体とを備える電極であり、前記第二の活物質粒子の真密度は前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする非水電解質電池。
【選択図】 図１

Description

本発明は、非水電解質電池と、非水電解質電池を用いた電池パック及び充電式掃除機とに係わる。

平均粒径が１μｍ以下の負極活物質を非水電解質電池に用いることが検討されている。しかしながら、この負極活物質を用いた負極では、負極活物質が密に詰まっているため、非水電解質の含浸性に劣り、サイクル特性が低下するという問題点を有する。

これまでに活物質の粒子径が異なるものをブレンドすることで活物質のもつ特性を最大限に発揮できることが例えば特許文献１〜２に報告されている。

特許文献１には、リチウムコバルト複合酸化物の大粒径粒子と小粒径粒子のプレス密度を、それぞれ、２．８〜３．２ｇ／ｃｍ³、２．７〜３．２ｇ／ｃｍ³にすることにより、大電流での放電特性を向上させることが記載されている。特許文献１に記載のプレス密度は、粒子粉末を０．３ｔ／ｃｍ²の圧力でプレス圧縮したときの見かけのプレス密度で、真密度とは異なるものである。

一方、特許文献２は、固相合成法により得られた塊状のチタン酸リチウムに粉砕処理を施すことにより、粒径１μｍ未満の微粒子を粒子数で７％〜８５％にし、非水電解質二次電池の放電容量と重負荷放電特性を改善することを開示している。特許文献２では、粉砕処理により粒径が１μｍ未満の粒子と粒径が１μｍ以上の粒子との混合物を得ていることから明らかなように、混合物を構成する粒子の真密度は同一である。
特開２００４−１１９２１８ 特開２００２−１００３５４

本発明は、サイクル特性に優れた非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機を提供することを目的とする。

本発明に係る非水電解質電池は、正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池であって、
前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方は、
平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
を備える電極であり、
前記第二の活物質粒子の真密度は前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする。

また、本発明に係る非水電解質電池は、正極と、
平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体とを備え、前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きい負極と、
非水電解質と
を具備することを特徴とする。

また、本発明に係る非水電解質電池は、平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（０≦ｙ≦１）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体とを備え、前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きい正極と、
負極と、
非水電解質と
を具備することを特徴とする。

本発明に係る電池パックは、正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池を備えた電池パックであって、
前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方は、
平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
を備える電極であり、
前記第二の活物質粒子の真密度は前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする。

また、本発明に係る電池パックは、正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池を備えた電池パックであって、
前記負極は、平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
を備え、
前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする。

また、本発明に係る電池パックは、正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池を備えた電池パックであって、
前記正極は、平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（０≦ｙ≦１）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
を備え、
前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする。

本発明に係る充電式掃除機は、正極と、負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池を備えた電池パックを具備し、
前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方は、
平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
を備える電極であり、
前記第二の活物質粒子の真密度は前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする。

本発明に係る充電式掃除機は、正極と、負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池を備えた電池パックを具備し、
前記負極は、平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
を備え、
前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする。

本発明に係る充電式掃除機は、正極と、負極と、非水電解質とを含む非水電解質電池を備えた電池パックを具備し、
前記正極は、平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（０≦ｙ≦１）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
を備え、
前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする。

本発明によれば、サイクル特性に優れた非水電解質電池、電池パック及び充電式掃除機を提供することができる。

（第一の実施形態）
２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下のリチウムを吸蔵放出する活物質粒子の平均粒径を１μｍ以下にすると、活物質内のイオン拡散距離が短くなるために高負荷放電特性が良好になるものの、電極での活物質の充填状態が過密になるため、非水電解質の含浸状態が不均一になる。さらに、上記活物質粒子の集電体としてアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を用いると、活物質と集電体との接触が悪くなるため、充放電サイクルを繰り返すと、集電体から活物質が剥離する。これらのことから、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下で平均粒径が１μｍ以下の活物質粒子を用い、集電体としてアルミニウム箔またはアルミニウム合金箔を使用する非水電解質電池では、高いサイクル特性を得られなかった。この非水電解質電池を充電式掃除機や電気自動車で使用すると、より深度の深い充放電サイクルが施されるため、活物質の膨張収縮が大きくなり、サイクル特性がさらに低下した。

本発明者らは、上記非水電解質電池が以下の（ａ）、（ｂ）の条件を満足した際に、非水電解質電池のサイクル特性が向上されることを見出したのである。

（ａ） 平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子と、平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子とを用いる。

（ｂ） 第二の活物質粒子の真密度を第一の活物質粒子の真密度よりも大きくし、真密度差を０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下にする。

上記構成によりサイクル特性が向上されるメカニズムは明らかでないものの、以下に説明するように推測される。第二の活物質粒子は、平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下と大きいため、電極内に空隙が形成され、非水電解質の含浸性が向上されるため、電極内での活物質と非水電解質の接触面積が増大つまりイオンパスが増えることによりリチウムイオンの拡散が向上する。さらに、第一、第二の活物質粒子の真密度が前記の（ｂ）の条件を満足すると、活物質を含むスラリーを集電体に塗布した際に、第二の活物質粒子が集電体側に沈降しやすくなるため、集電体と活物質含有層との密着性が良好になり、電子導電性が向上する。ところで、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下である第一の活物質粒子の場合、電極中のリチウムイオン拡散性は、平均粒径が変化した際に大きく変動する。通常、リチウムイオンの拡散反応は、固体拡散となる活物質粒子内の拡散段階と、液体拡散となる非水電解質中の拡散段階とに分けられる。第一の活物質粒子の場合、前者が律速段階となるため、平均粒径を小さくし、活物質粒子内におけるリチウムイオンの拡散距離を減少させることにより、電極中のリチウムイオン拡散性を効果的に向上することができる。一方、特許文献１に記載のＬｉＣｏＯ₂などのリチウムコバルト複合酸化物は、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］よりも大きいため、平均粒径を変化させても、電極中のリチウムイオン拡散性の変動が少ない。

本発明者らは、活物質粒子のリチウムイオン拡散性の平均粒径への依存性が大きい場合、活物質と集電体との密着性を改善すると、集電体からの活物質の剥離が抑制されるだけでなく、高負荷電流特性が向上されるため、充放電サイクルによる劣化が抑制され、サイクル特性が改善されることを見出したのである。これは、上述した電子導電性とリチウムイオン拡散性がバランス良く向上することにより、相乗効果をもたらした結果と考えられる。

上記（ａ）、（ｂ）の条件を満足する電極を、正極及び負極のうち少なくとも一方の電極に使用することにより、非水電解質のサイクル特性を改善することが可能であるが、十分な効果を得るためには、少なくとも負極に上記電極を使用することが望ましい。

上記電極を負極に使用する場合、第一の活物質粒子の組成は、Ｌｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（ｘは０≦ｘ≦３の範囲で充放電反応により変化する）であることが望ましい。これは、Ｌｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂はそれ自身の導電性が低いため、微粒子化による電池性能向上が特に顕著であり、より効果的であるからである。なお、Ｌｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂の２０℃でのリチウム拡散係数は、概ね１×１０^-12［ｃｍ²／ｓｅｃ］オーダーである。第一の活物質粒子のリチウム拡散係数の下限値は、１×１０^-15［ｃｍ²／ｓｅｃ］にすることができる。

第二の活物質粒子は、リチウムを吸蔵放出するものであれば良いが、その組成は、Ｌｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（ｘは０≦ｘ≦３の範囲で充放電反応により変化する）、ＭｎＯ₂、ＦｅＳ、ＦｅＳ₂、ＣｕＯ、Ｃｕ₄Ｏ（ＰＯ₄）₂、ＭｏＯ₃またはＴｉＯ₂にすることができる。第二の活物質粒子の組成は、１種類に限らず、２種類以上にすることができる。

上記電極を正極に使用する場合、第一の活物質粒子及び第二の活物質粒子としては、例えば、Ｌｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（ｙは充放電反応により０≦ｙ≦１の範囲で変化する）等を挙げることができる。なお、Ｌｉ_yＭｎ₂Ｏ₄の２０℃でのリチウム拡散係数は、概ね１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］オーダーである。

ここで、リチウム拡散係数の測定法について説明する。本実施形態では、サイクリックボルタモグラム法によりリチウム拡散係数を見積もる。まず、アルゴン雰囲気のグローブボックス中で非水電解質電池を解体し、正極と負極を取り出す。取り出した正極及び負極をメチルエチルカーボネートで洗浄し、正極及び負極に含浸されている非水電解質を抽出する。これら正極及び負極に減圧乾燥を行った後、それぞれを２×２ｃｍの大きさに切りだす。正極について測定を行う場合には、切り出した正極を作用極にする。負極の場合、切り出した負極を作用極にする。いずれを作用極とする場合にも、リチウム金属を対極及び参照極に用い、３電極式セルを作製する。なお、電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を体積比１：１で混合した溶媒にＬｉＣｌＯ_４を１Ｍの濃度で溶解させたものを用いる。得られた３電極式セルを用いて、２０℃の環境下で、０．５−４．４Ｖ ｖｓ． Ｌｉ／Ｌｉ⁺の走査範囲でボルタモグラムを測定する。ボルタモグラムの測定は、走査速度が１，３，５，１０，２０，３０，４０，５０ｍＶ／ｓｅｃのそれぞれの条件で行う。得られたボルタモグラムから各走査速度に対する還元ピーク電流を読み取り、その電流値を走査速度の平方根に対してプロットし、得られた直線の傾きを算出する。この直線の傾きは、下記（２）式における（２．７１×１０^５ｎ^３／２ＡＤ^１／２ｃ）の値に相当するため、この値と直線の傾きとの関係から拡散定数Ｄを算出する。

Ｉｐ＝２．７１×１０^５ｎ^３／２ＡＤ^１／２ｖ^１／２ｃ （２）
但し、Ｉｐは還元ピーク電流［Ａ］、ｎは反応電子数、Ａは作用極の面積［ｃｍ²］、Ｄは２０℃における拡散定数［ｃｍ²／ｓｅｃ］、ｖは走査速度［ｍＶ／ｓｅｃ］、ｃは電解液濃度［Ｍ］で、この場合、１Ｍである。

以下、第一、第二の活物質粒子についてより詳しく説明する。

非水電解質電池の高負荷放電特性を向上させるため、第一の活物質粒子の平均粒径を１μｍ以下にする。但し、第一の活物質粒子の平均粒径を０．５μｍ未満にすると、この活物質を用いて電極を製造する際に不具合を生じやすく、量産性に悪影響を及ぼす恐れがある。このため、平均粒径の下限値は０．５μｍにすることが望ましい。第一の活物質粒子の平均粒径のさらに好ましい範囲は、０．５５μｍ以上、０．９５μｍ以下である。

第二の活物質粒子の平均粒径を２μｍよりも小さくすると、非水電解質の含浸性を向上する効果を得られなくなる。一方、平均粒径が５０μｍより大きいと、活物質内のイオン拡散距離が大きくなりすぎるため、高負荷放電特性に悪影響を及ぼす可能性がある。第二の活物質粒子の平均粒径のより好ましい範囲は３μｍ以上、４０μｍ以下である。

第一、第二の活物質粒子の平均粒径の測定方法を説明する。まず、アルゴン雰囲気のグローブボックス中で非水電解質電池を解体し、正極と負極を取り出す。取り出した正極及び負極をメチルエチルカーボネートで洗浄し、正極及び負極に含浸されている非水電解質を抽出する。これら電極に減圧乾燥を行った後、正極と負極それぞれを別々にＮ−メチル−２−ピロリドン溶液に浸漬し、正極及び負極中の結着剤をＮ−メチル−２−ピロリドン溶液に抽出する。その結果、それぞれのＮ−メチル−２−ピロリドン溶液内において、集電体から活物質含有層が剥離し、第一の活物質粒子と第二の活物質粒子を主体とする粉体が溶液内に分散する。この分散溶媒をレーザー粒度分布計（例えば日機装製マイクロトラックＭＴ３２００）により分析することで平均粒径が測定できる。得られたレーザー粒度分布図の一例を図１４に示す。ここでいう平均粒径とは粒度分布におけるｄ５０％の値である。

第二の活物質粒子の真密度と第一の活物質粒子の真密度の差を、０．０１ｇ／ｃｍ³より小さくすると、サイクル特性を改善する効果が得られない。一方、真密度の差が２．５ｇ／ｃｍ³よりも大きいと、第二の活物質粒子が集電体側に集中しすぎるために電極内の空隙形成による液含浸性向上の効果が得られにくくなる。真密度の差のより好ましい範囲は、０．０２ｇ／ｃｍ³以上、２ｇ／ｃｍ³以下である。

真密度とは、固体材料の気孔を考慮せず、原子欠損、転位及び微少不純物を考慮した実在の材料に対する理想的な密度である。したがって、活物質粒子の真密度を調整する手段としては、微少不純物の添加、焼成時の雰囲気コントロールによる酸素量の調整、焼成条件（温度あるいは時間）の設定といったことが挙げられる。

ここで、活物質粒子の真密度の測定法について説明する。測定はピクノメータ法で行う。室温（２５℃）の条件で浸液にはメタノールを使用する。活物質粒子約１０〜１５ｇを５０ｃｃピクノメータに採取し、試料が浸るよう浸液を入れた後、約１０分間の減圧脱気を行う。脱気後、室温に設定した温度調節機能付振とう器内に約１５時間静置した後、ピクノメータを浸液で満たして重量を測定し密度を決定する。

活物質含有層のレーザー粒度分布に二つのピークが存在し、小さな粒径でのピークを第一のピークとし、大きな粒径でのピークを第二のピークとした際に、第一のピーク及び第二のピークが下記（１）式を満足することが望ましい。

２≦（Ｆ₁／Ｆ₂）≦２０ （１）
但し、Ｆ₁は、第一のピークの頻度で、Ｆ₂は、第二のピークの頻度である。

第一のピークは第一の活物質粒子のレーザー粒度分布におけるモード径、第二のピークは第二の活物質粒子のレーザー粒度分布におけるモード径とみなすことができる。ここで、モード径とは、横軸が粒径で、縦軸に頻度を設けたレーザー粒度分布曲線のピークトップを指す。よって、（Ｆ₁／Ｆ₂）の値は、第二の活物質粒子に対する第一の活物質粒子の割合の指標となる。（Ｆ₁／Ｆ₂）の値を２以上にすると、電極の比表面積を十分な大きさにすることができるため、高負荷放電特性を向上することができる。また、（Ｆ₁／Ｆ₂）の値を２０以下にすることによって、サイクル特性をより向上することができる。より好ましい範囲は５〜１５の範囲内である。

第一、第二のピークの頻度は、例えば図１４に示すようなレーザー粒度分布図を用いて算出される。図１４のレーザー粒度分布図には、二つのピークが存在する。粒径が小さい方の第一のピークＡは、第一の活物質粒子のモード径とみなすことができる。図１４の場合、第一のピークＡの頻度Ｆ₁は５．５３％である。また、粒径が大きい方の第二のピークＢは、第二の活物質粒子のモード径とみなすことができる。図１４の場合、第二のピークＢの頻度Ｆ₂は０．８０％である。したがって、図１４の場合、（Ｆ₁／Ｆ₂）の値は６．９１となる。

第一の活物質粒子の比表面積は、７ｍ²／ｇ以上、１００ｍ²／ｇ以下にすることが望ましい。比表面積を７ｍ²／ｇ以上にすることによって、非水電解質の含浸性をより向上することができる。また、比表面積を１００ｍ²／ｇ以下にすることによって、反応場の増加による副反応を抑制することができる。第一の活物質粒子の比表面積のより好ましい範囲は、８ｍ²／ｇ以上、４０ｍ²／ｇ以下である。

以下、本発明に係わる非水電解質電池について部材ごとに詳細に説明する。

１）正極
この正極は、正極集電体と、前記集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、導電剤および結着剤を含む正極活物質含有層とを有する。この正極は、例えば、正極活物質に導電剤および結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物（スラリー）を集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。

正極活物質には、前述した第一、第二の活物質粒子を使用することができるが、負極活物質に前記の第一、第二の活物質粒子を使用した場合、第一、第二の活物質粒子からなる活物質以外の正極活物質を使用することができる。

第一、第二の活物質粒子からなる活物質以外の正極活物質としては、例えば、二酸化マンガン(ＭｎＯ₂)、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、Ｌｉ_aＭｎＯ₂、リチウムニッケル複合酸化物(例えばＬｉ_aＮｉＯ₂)、リチウムコバルト複合酸化物(Ｌｉ_aＣｏＯ₂)、リチウムニッケルコバルト複合酸化物｛例えばＬｉＮｉ_１-e-fＣｏ_eＭ_fＯ₂（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）、０≦ｅ≦０．５、０≦ｆ≦０．１｝、リチウムマンガンコバルト複合酸化物｛例えばＬｉＭｎ_１-g-hＣｏ_gＭ_hＯ₂（ＭはＡｌ，ＣｒおよびＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）、０≦ｇ≦０．５、０≦ｈ≦０．１｝、リチウムマンガンニッケル複合化合物｛例えばＬｉＭｎ_jＮｉ_jＭ_1-2jＯ₂(ＭはＣｏ，Ｃｒ，ＡｌおよびＦｅよりなる群より選択される少なくとも１種類の元素)、１／３≦ｊ≦１／２、例えば、ＬｉＭｎ_1/3Ｎｉ_1/3Ｃｏ_1/3Ｏ₂、ＬｉＭｎ_1/2Ｎｉ_1/2Ｏ₂｝、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物（Ｌｉ_aＭｎ_2-bＮｉ_bＯ₄）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（Ｌｉ_aＦｅＰＯ₄、Ｌｉ_aＦｅ_1-bＭｎ_bＰＯ₄、Ｌｉ_aＣｏＰＯ₄など）、硫酸鉄（Ｆｅ₂（ＳＯ₄）₃）、バナジウム酸化物（例えばＶ₂Ｏ₅）などが挙げられる。なお、ａ、ｂ、ｃについては０以上１以下の範囲であることが好ましい。また、ポリアニリンやポリピロールなどの導電性ポリマー材料、ジスルフィド系ポリマー材料、イオウ（Ｓ）、フッ化カーボンなどの有機材料および無機材料も挙げられる。

より好ましい正極活物質としては、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、リチウムマンガンニッケル複合化合物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、リチウムリン酸鉄などが挙げられる。これら正極活物質によると、高い電池電圧が得られる。

前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛、コークス等を挙げることができる。

前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、フッ素系ゴムなどが挙げられる。

前記正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質８０〜９５重量％、導電剤３〜２０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。

正極集電体は、アルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔から形成される。アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは、３０μｍ以下である。更に好ましくは５μｍ以下である。前記平均結晶粒径が５０μｍ以下であることにより、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔の強度を飛躍的に増大させることができ、正極を高いプレス圧で高密度化することが可能になり、電池容量を増大させることができる。

平均結晶粒径は次のようにして求められる。集電体表面の組織を光学顕微鏡で組織観察し、１ｍｍ×１ｍｍ内に存在する結晶粒の数ｎを求める。このｎを用いてＳ＝１ｘ１０⁶／ｎ（μｍ²）から平均結晶粒子面積Ｓを求める。得られたＳの値から下記（Ａ）式により平均結晶粒子径ｄ（μｍ）を算出する。

ｄ＝２（Ｓ／π）^1/2 （Ａ）
アルミニウム箔及びアルミニウム合金箔の平均結晶粒径は、材料組織、不純物、加工条件、熱処理履歴、ならびに焼鈍条件など複数の因子から複雑な影響を受けて変化する。結晶粒径は、集電体の製造工程の中で、前記諸因子を組合せて調整することが可能である。

アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素、などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１％以下にすることが好ましい。

２）負極
この負極は、負極集電体と、前記集電体の片面もしくは両面に担持され、活物質、結着剤および必要により導電剤を含む負極活物質含有層とを有する。この負極は、例えば、粉末状の負極活物質に結着剤を添加し、これらを適当な溶媒に懸濁させ、この懸濁物（スラリー）を集電体に塗布、乾燥、プレスして帯状電極にすることにより作製される。

負極活物質には、前述した第一、第二の活物質粒子を使用することができるが、正極活物質に前記の第一、第二の活物質粒子を使用した場合、第一、第二の活物質粒子からなる活物質以外の負極活物質を使用することができる。

第一、第二の活物質粒子からなる活物質以外の負極活物質としては、例えば、リチウム金属、リチウム合金、炭素質物、又は金属化合物を挙げることができる。

前記リチウム合金としてはリチウムアルミニウム合金、リチウム亜鉛合金、リチウムマグネシウム合金、リチウム珪素合金、リチウム鉛合金などが挙げられる。リチウム合金箔を用いる場合はそのまま合金箔を帯状電極として用いてもよい。

前記炭素質物は、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、樹脂焼成炭素を挙げることができる。よりこのましい炭素質物は、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素が挙げられる。前記炭素質物としてはＸ線回折による(００２)面の面間隔ｄ₀₀₂は０．３４０ｎｍ以下であることが好ましい。

前記金属化合物として、金属酸化物、金属硫化物、金属窒化物などが挙げられる。

このような金属酸化物としては、例えば、チタン含有金属複合酸化物、例えばＳｎＢ_0.4Ｐ_0.6Ｏ_3.1などのアモルファススズ酸化物、例えばＳｎＳｉＯ₃などのスズ珪素酸化物、例えばＳｉＯなどの酸化珪素、例えばＷＯ₃などのタングステン酸化物などが挙げられる。中でも、チタン含有金属複合酸化物が好ましい。

チタン含有金属複合酸化物としては、例えば、ラムステライド型Ｌｉ_2+fＴｉ₃Ｏ₇（−１≦ｆ≦３）、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物などが挙げられる。ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物としては、例えば、ＴｉＯ₂−Ｐ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂−Ｖ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂−Ｐ₂Ｏ₅−ＳｎＯ₂、ＴｉＯ₂−Ｐ₂Ｏ₅−ＭｅＯ（ＭｅはＣｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素）などを挙げることができる。この金属複合酸化物は、結晶性が低く、結晶相とアモルファス相が共存もしくは、アモルファス相単独で存在したミクロ構造であることが好ましい。このようなミクロ構造であることによりサイクル性能を大幅に向上させることができる。中でも、リチウムチタン酸化物、ＴｉとＰ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、Ｎｉ及びＦｅよりなる群から選択される少なくとも１種類の元素を含有する金属複合酸化物が好ましい。

金属硫化物としては、例えば、例えばＴｉＳ₂などの硫化チタン、例えばＭｏＳ₂などの硫化モリブデン、例えば、ＦｅＳ、ＦｅＳ₂、ＬｉｘＦｅＳ₂などの硫化鉄などが挙げられる。

金属窒化物としては、例えば、リチウムコバルト窒化物（例えば、Ｌｉ_sＣｏ_tＮ、０＜ｓ＜４，０＜ｔ＜０．５）などが挙げられる。

前記導電剤としては、例えばアセチレンブラック、ケッチェンブラック、黒鉛等、金属粉末を挙げることができる。

前記結着剤としては、例えばポリテトラフルオロエチレン(ＰＴＦＥ)、ポリフッ化ビニリデン(ＰＶｄＦ)、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。

前記負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質８０〜９８重量％、導電剤０〜２０重量％、結着剤２〜７重量％の範囲にすることが好ましい。

負極集電体は、アルミニウム箔またはアルミニウム合金箔から形成されることが好ましい。負極集電体は、平均結晶粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。これにより、集電体の強度を飛躍的に増大させることができるため、負極を高いプレス圧で高密度化することが可能となり、電池容量を増大させることができる。また、高温環境下（４０℃以上）における過放電サイクルでの負極集電体の溶解・腐食劣化を防ぐことができるため、負極インピーダンスの上昇を抑制することができる。さらに、出力特性、急速充電、充放電サイクル特性も向上させることができる。平均結晶粒径のより好ましい範囲は３０μｍ以下であり、更に好ましい範囲は５μｍ以下である。

アルミニウム箔およびアルミニウム合金箔の厚さは、２０μｍ以下、より好ましくは１５μｍ以下である。アルミニウム箔の純度は９９％以上が好ましい。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素などの元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロムなどの遷移金属の含有量は１％以下にすることが好ましい。

３）非水電解質
この非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解される電解質塩を含む。また、非水溶媒中にはポリマーを含んでもよい。

電解質塩としては、ＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄、Ｌｉ（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃（通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆、ＬｉＳｂＦ₆、ビスオキサラトホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ₂Ｏ₄）₂（通称ＬｉＢＯＢ））、ジフルオロ（トリフルオロ−２−オキシド−２−トリフルオロ−メチルプロピオナト（２−）−０，０）ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₂（ＯＣＯＯＣ（ＣＦ₃）₂）（通称ＬｉＢＦ₂（ＨＨＩＢ）））等のリチウム塩が挙げられる。これらの電解質塩は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。特にＬｉＰＦ₆、ＬｉＢＦ₄が好ましい。

ここで電解質塩濃度は、１．５Ｍ以上、３Ｍ以下の範囲内とすることが好ましい。これにより、電解質塩濃度の上昇による粘度増加の影響を抑えつつ、高負荷電流を流した場合の性能をより向上することができる。

非水溶媒としては、特に限定されるものではないが、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＨＦ）、１，３−ジオキソラン、スルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネイト（ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネイト（ＭＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）等が挙げられる。これらの溶媒は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。熱安定性が重要視される場合、中でもγ−ブチロラクトンが好ましい。また、熱安定性とともに低温性能も必要となる場合、ＥＣ、ＰＣおよびＧＢＬの３成分をすべて含むことが好ましい。環状カーボネート系の溶媒３成分（ＥＣ、ＰＣおよびＧＢＬ）をすべて含むことで、高い熱安定性と、エントロピーの増加に伴うと考えられる低温性能の向上とが期待できる。また、環状カーボネートは鎖状カーボネートに比べて粘度が大きいため、本実施形態によると、環状カーボネートからなる非水溶媒を用いる場合のサイクル特性を大幅に改善することができる。

また、この非水電解質に添加剤を添加してもよい。添加剤としては、特に限定されるものではないが、ビニレンカーボネイト（ＶＣ）、ビニレンアセテート（ＶＡ）、ビニレンブチレート、ビニレンヘキサネート、ビニレンクロトネート、カテコールカーボネート等が挙げられる。添加剤の濃度は、非水電解質１００ｗｔ％に対して０．１ｗｔ％以上、３ｗｔ％以下が好ましい。さらに好ましい範囲は、０．５ｗｔ％以上、１ｗｔ％以下である。

第一の実施形態に係る非水電解質電池の構造は、特に限定されるものではなく、扁平型、角形、円筒型等の様々な構造を有することができる。扁平型非水電解質電池の例を図１〜図３に示す。

図１に示すように、電極群１は、正極２及び負極３をその間にセパレータ４を介在させて偏平形状に捲回した構造を有する。前記電極群１は、正極２及び負極３をその間にセパレータ４を介在させて偏平形状に捲回した後、加熱プレスを施すことにより作製される。電極群１における正極２、負極３及びセパレータ４は、接着性を有する高分子により一体化されていても良い。帯状の正極端子５は、正極２に電気的に接続されている。一方、帯状の負極端子６は、負極３に電気的に接続されている。この電極群１は、３辺にヒートシール部が形成されているラミネートフィルム製容器７内に収納されている。正極端子５と負極端子６の先端は、容器７の短辺側のヒートシール部から引き出されている。

図１では、正極端子５と負極端子６の先端が容器７の同一のヒートシール部（封止部）から引き出されているが、正極端子５が引き出されるヒートシール部は、負極端子６が引き出されているヒートシール部と異なっていても良い。その具体例を図２〜図３に示す。

図２に示すように、ラミネートフィルム製の容器７内には、積層型電極群８が収納されている。ラミネートフィルムは、例えば図３に示すように、樹脂層１０と、熱可塑性樹脂層１１と、樹脂層１０及び熱可塑性樹脂層１１の間に配置された金属層９とを具備する。容器７の内面に熱可塑性樹脂層１１が位置する。ラミネートフィルム製の容器７の一方の長辺と両方の短辺に、熱可塑性樹脂層１１の熱融着によってヒートシール部７ａ、７ｂ、７ｃが形成されている。このヒートシール部７ａ、７ｂ、７ｃにより容器７が封止されている。積層型電極群８は、図３に示すように、正極２と負極３とをその間にセパレータ４を介在させながら交互に積層した構造を有する。正極２は複数枚存在し、それぞれが正極集電体２ａと、正極集電体２ａの両面に担持された正極活物質含有層２ｂとを備える。負極３は複数枚存在し、それぞれが負極集電体３ａと、負極集電体３ａの両面に担持された負極活物質含有層３ｂとを備える。それぞれの負極３の負極集電体３ａは、一辺が正極２から突出している。正極２から突出した負極集電体３ａは、帯状の負極端子６に電気的に接続されている。帯状の負極端子６の先端は、容器７のヒートシール部７ｃを通して外部に引き出されている。負極端子６は、両面が、ヒートシール部７ｃを構成する熱可塑性樹脂層１１と対向している。ヒートシール部７ｃと負極端子６との接合強度を向上させるため、負極端子６のそれぞれの面と熱可塑性樹脂層１１との間には、絶縁フィルム１２が介在されている。絶縁フィルム１２としては、例えば、ポリプロピレン及びポリエチレンのうち少なくとも一方を含有するポリオレフィンに酸無水物を添加した材料から形成されたフィルムを挙げることができる。また、ここでは図示しないが、正極２の正極集電体２ａは、負極集電体３ａの突出辺と反対側に位置する辺が、負極３から突出している。負極３から突出した正極集電体２ａは、帯状の正極端子５に電気的に接続されている。帯状の正極端子５の先端は、容器７のヒートシール部７ｂを通して外部に引き出されている。ヒートシール部７ｂと正極端子５との接合強度を向上させるため、正極端子５と熱可塑性樹脂層１１との間に絶縁フィルム１２が介在されている。以上説明したような構成によって、正極端子５が容器７から引き出されている方向は、負極端子６が容器７から引き出されている方向と反対向きとなる。

上述した図２，３に示すように、正極端子５の引き出し方向を負極端子６の引き出し方向と反対向きにすることによって、高負荷電流での使用に好適な非水電解質電池を提供することができる。

上記正極端子、負極端子及び容器について説明する。

正極端子は、リチウムイオン金属に対する電位が３Ｖ以上５Ｖ以下の範囲における電気的安定性と導電性とを備える材料から形成することができる。具体的には、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ等の元素を含むアルミニウム合金、アルミニウムが挙げられる。接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料が好ましい。

負極端子は、リチウムイオン金属に対する電位が０．４Ｖ以上３Ｖ以下の範囲における電気的安定性と導電性とを備える材料から形成することができる。具体的には、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｓｉ等の元素を含むアルミニウム合金、アルミニウムが挙げられる。接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料が好ましい。

容器を構成するラミネートフィルムには、金属箔が樹脂フィルムで被覆された多層フィルムを使用することができる。樹脂として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの高分子を用いることができる。前述した図２に例示されるように一方の樹脂フィルムを熱可塑性樹脂から形成する場合、熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン（ＰＰ）やポリエチレン（ＰＥ）を使用することができる。金属箔は、アルミニウム、アルミニウム合金から形成することができる。また、ラミネートフィルムの厚さは０．２ｍｍ以下にすることが望ましい。

前述した図１〜図３では、ラミネートフィルム製容器が用いられているが、容器の材質は特に限定されるものではなく、例えば、板厚０．５ｍｍ以下の金属製容器を用いることができる。前記金属製容器としてアルミニウム、アルミニウム合金、鉄、ステンレスなどからなる金属缶で角形、円筒形の形状のものが使用できる。金属製容器の板厚は０．２ｍｍ以下にすることがより望ましい。

金属製容器を構成するアルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。一方、鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属の含有量は１％以下にすることが好ましい。これにより、高温環境下での長期信頼性、放熱性を飛躍的に向上させることが可能となる。

アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属缶は、平均結晶粒径が５０μｍ以下であることが好ましい。より好ましくは３０μｍ以下である。更に好ましくは５μｍ以下である。前記平均結晶粒径を５０μｍ以下とすることによって、アルミニウムまたはアルミニウム合金からなる金属缶の強度を飛躍的に増大させることができ、より缶の薄肉化が可能になる。その結果、軽量かつ高出力で長期信頼性に優れた車載に適切な電池を実現することができる。

電極群の構造として、前述した図１に示すような捲回構造、前述した図２，３に示す積層構造が挙げられる。優れた入出力特性に加え、高い安全性と信頼性を兼ね備えるために、電極群の構造を積層構造とすることが好ましい。更に、長期間使用した際にも高い大電流性能を実現させるためには、正極と負極を含む電極群が積層構造であって、図４に示されるようにセパレータを九十九に折って使用することが好ましい。帯状のセパレータ４は、九十九に折り重ねられている。九十九に折り重なったセパレータ４の最上層に短冊状の負極３₁が積層されている。セパレータ４同士が重なった部分に上から順番に短冊状の正極２₁、短冊状の負極３₂、短冊状の正極２₂、短冊状の負極３₃が挿入されている。このように九十九に折り重なったセパレータ４の間に正極２と負極３を交互に配置することによって、積層構造の電極群を得る。

セパレータが九十九に折られていると、正極および負極それぞれの３辺がセパレータを介さず直接非水電解質と触れるため、電極への非水電解質の移動がスムーズに行われる。よって長期間使用して電極表面で非水電解質が消費されても、非水電解質がスムーズに供給され、長期間に亘って優れた大電流特性（出入力特性）を実現することが可能となる。

（第二の実施の形態）
第二の実施形態に係る電池パックは、第一の実施形態に係る非水電解質電池を複数有する。第一の実施形態に係る非水電解質電池を単電池とし、単電池を電気的に直列もしくは並列に接続し、組電池を構成することが望ましい。

第一の実施の形態に係る非水電解質電池は組電池化に適しており、第二の実施の形態に係る電池パックは、サイクル特性に優れる。このことについて、説明する。

正極もしくは負極の非水電解質の含浸性が向上すると、活物質表面全体を非水電解質と接触させることが可能となり、活物質内のリチウムイオン濃度が均等化し易くなる。その結果、過電圧がかかり難くなる、すなわち、局所的な過充電・過放電が起こり難くなるため、活物質の利用率を均等にすることができる。このことによって、電池の容量個体差やインピーダンスの個体差を極めて小さくすることが可能となる。その結果、例えば、直列接続の組電池において、電池容量の個体差にともなう満充電時の電池電圧ばらつきを減少できる。このため、第二の実施の形態に係る電池パックは、組電池の制御性に優れ、サイクル特性を向上できる。

図５の電池パックにおける単電池２１は、例えば、図１に示す扁平型非水電解質電池から構成されているが、特に限定されるものではない。図２，３に示すような扁平型非水電解質電池を使用しても良い。複数の単電池２１は、正極端子５と負極端子６が引き出されている向きを揃えて積層されている。図６に示すように、単電池２１は、直列に接続されて組電池２２をなしている。組電池２２は、図５に示すように、粘着テープ２３によって一体化されている。

正極端子５および負極端子６が突出する側面に対しては、プリント配線基板２４が配置されている。プリント配線基板２４には、図６に示すように、サーミスタ２５、保護回路２６および外部機器への通電用の端子２７が搭載されている。

図５及び図６に示すように、組電池２２の正極側配線２８は、プリント配線基板２４の保護回路２６の正極側コネクタ２９に電気的に接続されている。組電池２２の負極側配線３０は、プリント配線基板２４の保護回路２６の負極側コネクタ３１に電気的に接続されている。

サーミスタ２５は、単電池２１の温度を検知するためのもので、検知信号は保護回路２６に送信される。保護回路２６は、所定の条件で保護回路と外部機器への通電用端子との間のプラス側配線３１ａ及びマイナス側配線３１ｂを遮断できる。所定の条件とは、例えば、サーミスタの検出温度が所定温度以上になったとき、単電池２１の過充電、過放電、過電流等を検知したとき等である。この検知方法は、個々の単電池２１もしくは単電池２１全体について行われる。個々の単電池２１を検知する場合、電池電圧を検知してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検知してもよい。後者の場合、個々の単電池２１中に参照極として用いるリチウム電極が挿入される。図６の場合、単電池２１それぞれに電圧検知のための配線３２を接続し、これら配線３２を通して検知信号が保護回路２６に送信される。

組電池２２について、正極端子５および負極端子６が突出する側面以外の三側面には、ゴムもしくは樹脂からなる保護シート３３が配置される。正極端子５および負極端子６が突出する側面とプリント配線基板２４との間には、ゴムもしくは樹脂からなるブロック状の保護ブロック３４が配置される。

この組電池２２は、各保護シート３３、保護ブロック３４およびプリント配線基板２４と共に収納容器３５に収納される。すなわち、収納容器３５の長辺方向の両方の内側面と短辺方向の内側面それぞれに保護シート３３が配置され、短辺方向の反対側の内側面にプリント配線基板２４が配置される。組電池２２は、保護シート３３及びプリント配線基板２４で囲まれた空間内に位置する。収納容器３５の上面には、蓋３６が取り付けられる。

なお、組電池２２の固定には、粘着テープ２３に代えて、熱収縮テープを用いても良い。この場合、組電池の両側面に保護シートを配置し、熱収縮チューブを周回させた後、該熱収縮チューブを熱収縮させて組電池を結束させる。

なお、図５，６に示した単電池２１は直列に接続されているが、電池容量を増大させるためには並列に接続しても良い。無論、組み上がった電池パックを直列、並列に接続することもできる。

また、電池パックの態様は用途により適宜変更される。

第二の実施の形態の電池パックの用途としては、高負荷電流（大電流）でのサイクル特性が望まれるものが好ましい。具体的には、デジタルカメラの電源用や、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車等の車載用、充電式掃除機が挙げられる。本実施形態に係る電池パックは、深度の深い充放電サイクルに伴う活物質の膨張収縮によって集電体から活物質が剥離するのを抑制する効果が高いため、充電式掃除機や電気自動車用に好適である。

（第三の実施形態）
第三の実施形態に係る自動車は、第二の実施形態に係る電池パックを備える。ここでいう自動車としては、二輪〜四輪のハイブリッド電気自動車、二輪〜四輪の電気自動車、アシスト自転車などが挙げられる。

図７〜９は、内燃機関と電池駆動の電動機とを組み合わせて走行動力源としたハイブリッドタイプの自動車を示している。自動車の駆動力には、その走行条件に応じ、広範囲な回転数及びトルクの動力源が必要となる。一般的に内燃機関は理想的なエネルギー効率を示すトルク・回転数が限られているため、それ以外の運転条件ではエネルギー効率が低下する。ハイブリッドタイプの自動車は、内燃機関を最適条件で稼動させて発電すると共に、車輪を高効率な電動機にて駆動することによって、あるいは内燃機関と電動機の動力を合わせて駆動したりすることによって、自動車全体のエネルギー効率を向上できるという特徴を有する。また、減速時に車両のもつ運動エネルギーを電力として回生することによって、通常の内燃機関単独走行の自動車に比較して、単位燃料当りの走行距離を飛躍的に増大させることができる。

ハイブリッド自動車は、内燃機関と電動機の組み合わせ方によって、大きく3つに分類することができる。

図７には、一般にシリーズハイブリッド自動車と呼ばれるハイブリッド自動車５０が示されている。内燃機関５１の動力を一旦すべて発電機５２で電力に変換し、この電力をインバータ５３を通じて電池パック５４に蓄える。電池パック５４には本発明の第４の実施形態に係る電池パックが使用される。電池パック５４の電力はインバータ５３を通じて電動機５５に供給され、電動機５５により車輪５６が駆動する。電気自動車に発電機が複合されたようなシステムである。内燃機関は高効率な条件で運転でき、電力回生も可能である。その反面、車輪の駆動は電動機のみによって行われるため、高出力な電動機が必要となる。また、電池パックも比較的大容量のものが必要となる。電池パックの定格容量は、５〜５０Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は１０〜２０Ａｈである。ここで、定格容量とは、０．２Ｃレートで放電した時の容量を意味する。

図８には、パラレルハイブリッド自動車と呼ばれるハイブリッド自動車５７が示されている。付番５８は、発電機を兼ねた電動機を示す。内燃機関５１は主に車輪５６を駆動し、場合によりその動力の一部を発電機５８で電力に変換し、その電力で電池パック５４が充電される。負荷が重くなる発進や加速時には電動機５８により駆動力を補助する。通常の自動車がベースになっており、内燃機関５１の負荷変動を少なくして高効率化を図り、電力回生なども合わせて行うシステムである。車輪５６の駆動は主に内燃機関５１によって行うため、電動機５８の出力は必要な補助の割合によって任意に決定することができる。比較的小さな電動機５８及び電池パック５４を用いてもシステムを構成することができる。電池パックの定格容量は、１〜２０Ａｈの範囲にすることができる。より好ましい範囲は３〜１０Ａｈである。

図９には、シリーズ・パラレルハイブリッド車と呼ばれるハイブリッド自動車５９が示されている。シリーズとパラレルの両方を組み合わせた方式である。動力分割機構６０は、内燃機関５１の出力を、発電用と車輪駆動用とに分割する。パラレル方式よりもきめ細かくエンジンの負荷制御を行い、エネルギー効率を高めることができる。

電池パックの定格容量は、１〜２０Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は３〜１０Ａｈである。

上述した図７〜図９に示すようなハイブリッド自動車に搭載される電池パックの公称電圧は、２００〜６００Ｖの範囲にすることが望ましい。

電池パック５４は、一般に外気温度変化の影響を受けにくく、衝突時などに衝撃を受けにくい場所に配置されるのが好ましい。例えば図１０に示すようなセダンタイプの自動車では、後部座席６１後方のトランクルーム６２内などに配置することができる。また、座席６１の下や後ろに配置することができる。電池重量が大きい場合には、車両全体を低重心化するため、座席の下や床下などに配置するのが好ましい。

電気自動車（EV）は、自動車外部から電力を供給して充電された電池パックに蓄えられたエネルギーで走行する。よって、電気自動車は、他の発電設備などを用いて高効率に発電された電気エネルギーを利用することが可能である。また、減速時には自動車の運動エネルギーを電力として回生できるため、走行時のエネルギー効率を高くすることができる。電気自動車は二酸化炭素その他の排気ガスを全く排出しないため、クリーンな自動車である。その反面、走行時の動力はすべて電動機であるため、高出力の電動機が必要である。一般には一回の走行に必要なすべてのエネルギーを一度の充電で電池パックに蓄えて走行する必要があるため、非常に大きな容量の電池が必要である。電池パックの定格容量は、１００〜５００Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は２００〜４００Ａｈである。

また、車両の重量に占める電池重量の割合が大きいため、電池パックは床下に敷き詰めるなど、低い位置に、かつ車両の重心から大きく離れない位置に配置することが好ましい。１回の走行に相当する大きな電力量を短時間のうちに充電するためには、大容量の充電器と充電ケーブルが必要である。このため、電気自動車は、それらを接続する充電コネクタを備えることが望ましい。充電コネクタには、電気接点による通常のコネクタを用いることができるが、電磁結合による非接触式の充電コネクタを用いても良い。

図１１には、ハイブリッドバイク６３の一例を示す。二輪車の場合においても、ハイブリッド自動車と同様に、内燃機関６４、電動機６５、電池パック５４を備えたエネルギー効率の高いハイブリッドバイクを構成することができる。内燃機関６４は主に車輪６６を駆動し、場合によりその動力の一部で電池パック５４が充電される。負荷が重くなる発進や加速時には電動機６５により駆動力を補助する。車輪６６の駆動は主に内燃機関６４によって行うため、電動機６５の出力は必要な補助の割合によって任意に決定することができる。比較的小さな電動機６５及び電池パック５４を用いてもシステムを構成することができる。電池パックの定格容量は、１〜２０Ａｈの範囲にすることができる。より好ましい範囲は３〜１０Ａｈである。

図１２には、電動バイク６７の一例を示す。電動バイク６７は、外部から電力を供給して充電された電池パック５４に蓄えられたエネルギーで走行する。走行時の動力はすべて電動機６５であるため、高出力の電動機６５が必要である。一般には一回の走行に必要なすべてのエネルギーを一度の充電で電池パックに蓄えて走行する必要があるため、比較的大きな容量の電池が必要である。電池パックの定格容量は、１０〜５０Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は１５〜３０Ａｈである。

（第４の実施形態）
図１３及び図１４には、第４の実施形態に係る充電式掃除機の一例を示す。充電式掃除機は、運転モードを選ぶ操作部７５、集塵するための吸引力を生み出すファンモータ等で構成された電動送風装置７４および制御回路７３を備える。これらを駆動する電源として第２の実施形態に係る組電池システムの電池パック７２が掃除機の筐体７０内に収容されている。このような可搬式装置に電池パックを収容する場合、振動による影響を避けるため緩衝材を介して電池パックを固定することが望ましい。また、電池パックを適正な温度に維持するために、周知の技術を適用することができる。置き台兼用の充電器７１は、第２の実施形態に係る組電池システムの充電器として機能するが、充電器機能の一部または全部は筐体７０内に収容されていても構わない。

充電式掃除機の消費電力は大きいが、持ち運び容易性と運転時間を考慮すると、電池パックの定格容量は２〜１０Ａｈの範囲にすることが望ましい。より好ましい範囲は２〜４Ａｈである。また、電池パックの公称電圧は、４０〜８０Ｖの範囲にすることが望ましい。

以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細に説明する。

（実施例１）
＜正極の作製＞
正極活物質にＬｉＣｏＯ₂を用い、これに導電剤として正極全体に対して８重量％の割合になるように黒鉛粉末、結着剤として正極全体に対して５重量％となるようにPVｄFをそれぞれ配合した。これらをｎ−メチルピロリドン（NMP）溶媒に分散してスラリーを調整した。得られたスラリーを、厚さ１５μｍで平均結晶粒径が4μｍのアルミニウム箔に塗布し、乾燥し、プレス工程を経て電極密度３．３g/cm³の正極を作製した。

＜負極の作製＞
第一の負極活物質粒子として、平均粒径０．９０μｍ、真密度ρ₁が３．２３ｇ／ｃｍ³のＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂粒子を用意した。また、第二の負極活物質粒子として、平均粒径３．４０μｍ、真密度ρ₂が３．２８ｇ／ｃｍ³のＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂粒子を用意した。真密度差（ρ₂−ρ₁）は０．０５ｇ／ｃｍ³である。第一の負極活物質粒子を８５重量部と、第二の負極活物質粒子を５重量部と、結着剤としてＰＶｄＦを１０重量部とを、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）溶液中で混合することによりスラリーを調製した。得られたスラリーを、厚さ１５μｍで平均結晶粒径が4μｍのアルミニウム箔からなる集電体に塗布し、乾燥し、プレスすることにより負極を作製した。この負極の（Ｆ₁／Ｆ₂）の値は６．９１であった。

＜非水電解質の調製＞
ＥＣと、ＰＣと、ＧＢＬとを体積比（ＥＣ：ＰＣ：ＧＢＬ）が１：１：４となるように混合し、得られた混合溶媒に２ＭのＬｉＢＦ₄を溶解させ、非水電解質とした。

＜電池の組み立て＞
非水電解質をポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレータに含浸した後、このセパレータで正極を覆い、負極をセパレータを介して正極と対向するように重ねて渦巻状に捲回し、渦巻状の電極群を作製した。この電極群にプレスを施すことにより、扁平状に成形した。厚さ０．１ｍｍのアルミニウム含有ラミネートフィルムからなる容器に、扁平状に成形した電極群を挿入し、前述した図１に示す厚さ３．０ｍｍ、幅３５ｍｍ、高さ６２ｍｍの扁平型非水電解質電池を作製した。

得られた電池を４５℃で１Ｃの電流値で電池電圧が２．７Ｖに達すまで充電し、１Ｃの充電値で電池電圧が１．５Ｖに達するまで放電するサイクルを行った。その結果、電池容量が１サイクル目の放電容量の８０％に達したのは１５３９サイクルであり良好であった。

（実施例２〜３６及び比較例１〜６）
負極の構成または非水電解質を下記表１〜表５に示すように変更すること以外は、実施例１と同じように電池を作製した。

（実施例３７）
＜正極の作製＞
第一の正極活物質粒子として、平均粒径０．９０μｍ、真密度ρ₁が５．２６ｇ／ｃｍ³のＬｉＭｎ₂Ｏ₄粒子を用意した。また、第二の正極活物質粒子として、平均粒径３．４８μｍ、真密度ρ₂が５．５６ｇ／ｃｍ³のＬｉＭｎ₂Ｏ₄粒子を用意した。第一の正極活物質粒子８２重量部と第二の正極活物質粒子５重量部とからなる正極活物質に、導電剤として正極全体に対して８重量％の割合になるように黒鉛粉末、結着剤として正極全体に対して５重量％となるようにPVｄFをそれぞれ配合した。これらをｎ−メチルピロリドン（NMP）溶媒に分散してスラリーを調整した。得られたスラリーを厚さ１５μｍで平均結晶粒径が4μｍのアルミニウム箔に塗布し、乾燥し、プレス工程を経て電極密度３．３g/cm³の正極を作製した。

得られた正極を用いること以外は、実施例１で説明したのと同様にして非水電解質電池を作製した。

（実施例３８〜４２）
正極の構成または非水電解質を下記表６に示すように変更すること以外は、実施例３７と同じように電池を作製した。

（比較例７）
正極の構成を下記表６に示すように変更し、負極に比較例１の負極を使用すること以外は、実施例３７と同じように電池を作製した。

作製した実施例および比較例の電池について、４５℃で１Ｃの電流値で電池電圧が２．７Ｖに達するまで充電した後、１Ｃの充電値で電池電圧が１．５Ｖに達するまで放電するサイクルを行った。この充放電サイクルを繰り返し、電池容量が１サイクル目の放電容量の８０％に達した際のサイクル数を下記表７〜表８に示す。

表７から明らかな通りに、実施例１〜３６の電池は、比較例１〜６に比してサイクル特性に優れている。このことは、平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子と、平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子とを用い、第二の活物質粒子の真密度を第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きくすることにより、サイクル特性が改善されることを示している。

実施例１，１６〜２２の比較から、第一、第二の活物質双方にＬｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）を用いた実施例１のサイクル特性が、第二の活物質がＭｎＯ₂、ＦｅＳ、ＦｅＳ₂、ＣｕＯ、Ｃｕ₄Ｏ（ＰＯ₄）₂またはＭｏＯ₃である実施例１６〜２２に比して優れていることがわかる。このことは、第一、第二の活物質双方にＬｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）を用いることが、サイクル特性向上に効果的であることを示している。

実施例１，９〜１２，３３〜３６の比較から、レーザー粒度分布における第一、第二のピークの頻度比（Ｆ₁／Ｆ₂）が２以上、２０以下である実施例１，９〜１２，３３，３４のサイクル特性が、頻度比（Ｆ₁／Ｆ₂）が２未満もしくは２０を超えている実施例３５，３６に比して優れていることがわかる。頻度比（Ｆ₁／Ｆ₂）が５以上、１５以下の実施例１，１０，１１のサイクル特性が特に優れている。よって、サイクル特性を向上するには、頻度比（Ｆ₁／Ｆ₂）を２以上、２０以下にすることが望ましく、さらに好ましい範囲は５以上、１５以下である。

ＥＣとＰＣとＧＢＬの3成分すべてを含む非水電解質を用いる実施例１のサイクル特性は、ＥＣとＭＥＣの２成分を用いる実施例２３に比して優れており、ＥＣとＰＣとＧＢＬの3成分を用いた方が優れたサイクル特性を得られやすいことがわかる。比較例１，６に示す通り、第一の負極活物質粒子のみを負極活物質として用いる場合、ＥＣとＰＣとＧＢＬの3成分を用いることによるサイクル特性改善の効果があまり見られず、第一，第二の活物質粒子-を用いた場合にサイクル特性改善の効果が顕著に表れる。

実施例８，３０〜３２を比較することにより、真密度差が０．０２ｇ／ｃｍ³以上、２ｇ／ｃｍ³以下の実施例３１，３２のサイクル特性が、真密度差が２ｇ／ｃｍ³を超えている実施例８，３０に比して優れていることがわかる。

一方、実施例１３，１５，２６〜２９の比較により、第２の活物質粒子の平均粒径が３〜４０μｍの実施例２８，２９のサイクル特性が、平均粒径がこの範囲から外れている実施例１３，１５，２６，２７に比して優れていることがわかる。

また、表８の結果から、正極に第一，第二の活物質を使用した場合にも、サイクル特性が改善されることがわかる。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

本発明の第一の実施形態に係わる非水電解質電池を示す部分切欠斜視図。 本発明の第一の実施形態に係わる別の非水電解質電池を示す部分切欠斜視図。 図２の非水電解質電池の電極群の要部の拡大断面模式図。 第一の実施形態に係わる非水電解質電池で使用される積層構造の電極群を模式的に示す斜視図。 第二の実施形態に係る電池パックの分解斜視図。 図５の電池パックの電気回路を示すブロック図。 本発明の第三の実施形態に係るシリーズハイブリッド自動車を示す模式図。 本発明の第三の実施形態に係るパラレルハイブリッド自動車を示す模式図。 本発明の第三の実施形態に係るシリーズ・パラレルハイブリッド自動車を示す模式図。 本発明の第三の実施形態に係る自動車を示す模式図。 本発明の第三の実施形態に係るハイブリッドバイクを示す模式図。 本発明の第三の実施形態に係る電動バイクを示す模式図。 本発明の第四の実施形態に係る充電式掃除機を示す模式図。 図１３の充電式掃除機の構成図。 第一、第二の活物質粒子のレーザー粒度分布曲線の一例を示す特性図。

符号の説明

１，８…電極群、２…正極、２ａ…正極集電体、２ｂ…正極活物質含有層、３…負極、３ａ…負極集電体、３ｂ…負極活物質含有層、４…セパレータ、５…正極端子、６…負極端子、７…容器、７ａ〜７ｃ…ヒートシール部、２１…単電池、２２…組電池、２３…粘着テープ、２４…プリント配線基板、２５…サーミスタ、２６…保護回路、２７…通電用端子、２８…正極側配線、２９…正極側コネクタ、３０…負極側配線、３１…負極側コネクタ、３１ａ，３１ｂ，３２…配線、３３…保護ブロック、３５…収納容器、３６…蓋、５０，５７，５９…ハイブリッド自動車、５１，６４…内燃機関、５２…発電機、５３…インバータ、５４…電池パック、５５，６５…電動機、５６，６６…車輪、５８…発電機を兼ねた電動機、６０…動力分割機構、６１…後部座席、６２…トランクルーム、６３…ハイブリッドバイク、６７…電動バイク、７０…筐体、７１…置き台を兼ねた充電器、７２…電池パック、７３…制御回路、７４…電動送風装置、７５…操作部。

Claims (16)

1. 正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池であって、
   前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方は、
   平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
   前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
   を備える電極であり、
   前記第二の活物質粒子の真密度は前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする非水電解質電池。
2. 前記電極は前記正極及び前記負極に用いられることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
3. 正極と、
   平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体とを備え、前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きい負極と、
   非水電解質と
   を具備することを特徴とする非水電解質電池。
4. 前記第二の活物質粒子の組成は、Ｌｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）、ＭｎＯ₂、ＦｅＳ、ＦｅＳ₂、ＣｕＯ、Ｃｕ₄Ｏ（ＰＯ₄）₂、ＭｏＯ₃またはＴｉＯ₂であることを特徴とする請求項３記載の非水電解質電池。
5. 平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（０≦ｙ≦１）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体とを備え、前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きい正極と、
   負極と、
   非水電解質と
   を具備することを特徴とする非水電解質電池。
6. 前記第二の活物質粒子の組成は、Ｌｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（０≦ｙ≦１）であることを特徴とする請求項５記載の非水電解質電池。
7. 前記第一の活物質粒子と前記第二の活物質粒子の真密度差は、０．０２ｇ／ｃｍ³以上、２ｇ／ｃｍ³以下であることを特徴とする請求項１〜６いずれか1項記載の非水電解質電池。
8. 前記活物質含有層のレーザー粒度分布に二つのピークが存在し、小さな粒径での第一のピークと大きな粒径での第二のピークが下記（１）式を満足することを特徴とする請求項１〜７いずれか１項記載の非水電解質電池。
   ２≦（Ｆ₁／Ｆ₂）≦２０ （１）
   但し、Ｆ₁は、前記第一のピークの頻度で、Ｆ₂は、前記第二のピークの頻度である。
9. 正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池を備えた電池パックであって、
   前記正極及び前記負極のうち少なくとも一方は、
   平均粒径が１μｍ以下で、２０℃でのリチウム拡散係数が１×１０^-9［ｃｍ²／ｓｅｃ］以下の第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
   前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
   を備える電極であり、
   前記第二の活物質粒子の真密度は前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする電池パック。
10. 前記電極は前記正極及び前記負極に用いられることを特徴とする請求項９記載の電池パック。
11. 正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池を備えた電池パックであって、
    前記負極は、平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
    前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
    を備え、
    前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする電池パック。
12. 前記第二の活物質粒子の組成は、Ｌｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（０≦ｘ≦３）、ＭｎＯ₂、ＦｅＳ、ＦｅＳ₂、ＣｕＯ、Ｃｕ₄Ｏ（ＰＯ₄）₂、ＭｏＯ₃またはＴｉＯ₂であることを特徴とする請求項１１記載の電池パック。
13. 正極と、負極と、非水電解質とを具備する非水電解質電池を備えた電池パックであって、
    前記正極は、平均粒径が１μｍ以下でＬｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（０≦ｙ≦１）で表される第一の活物質粒子及び平均粒径が２μｍ以上、５０μｍ以下の第二の活物質粒子を含む活物質含有層と、
    前記活物質含有層が担持されたアルミニウムもしくはアルミニウム合金製の集電体と
    を備え、
    前記第二の活物質粒子の真密度が前記第一の活物質粒子の真密度よりも０．０１ｇ／ｃｍ³以上、２．５ｇ／ｃｍ³以下大きいことを特徴とする電池パック。
14. 前記第二の活物質粒子の組成は、Ｌｉ_yＭｎ₂Ｏ₄（０≦ｙ≦１）であることを特徴とする請求項１３記載の電池パック。
15. 前記活物質含有層のレーザー粒度分布に二つのピークが存在し、小さな粒径での第一のピークと大きな粒径での第二のピークが下記（１）式を満足することを特徴とする請求項９〜１４いずれか１項記載の電池パック。
    ２≦（Ｆ₁／Ｆ₂）≦２０ （１）
    但し、Ｆ₁は、前記第一のピークの頻度で、Ｆ₂は、前記第二のピークの頻度である。
16. 請求項９〜１５いずれか１項記載の電池パックを具備することを特徴とする充電式掃除機。

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