JP2015213014A - 電池、電池パック、バッテリモジュール、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents

Abstract

【課題】高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制できる電池、電池パック、バッテリモジュール、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供する。【解決手段】電池は、正極と、負極活物質を含む負極と、非水溶媒と電解質塩と添加剤とを含有する電解液を含む電解質とを備える。負極活物質は、少なくともチタンと酸素とを構成元素として含有するチタン含有無機酸化物を含む。非水溶媒は、鎖状スルホン化合物を含む。添加剤は、シランカップリング剤およびシロキサン化合物の少なくとも何れか一の化合物を含む。【選択図】図１

Description

本技術は、電池、電池パック、バッテリモジュール、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。

リチウムイオン二次電池等の二次電池では、高性能化の要求がますます高くなっており、高容量、高出力等の電池特性を向上することが求められている。二次電池の負極に用いる負極材料としては、炭素系負極材料以外に、チタン酸リチウム（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）等の高電位負極材料等が用いられている。近年では、高電位負極材料等を用いた二次電池の開発が、活発に進められている。

下記の特許文献１〜２および非特許文献１には、二次電池に関連する技術が開示されている。

特開２０１１−２２２４５０号公報 特開２０１１−７７０２９号公報

Journal of The Electrochemical Society, 149 7 A920-A926 2002

電池では、高温サイクル特性を向上すると共に、高温保存時のガス発生を抑制することが求められている。

したがって、本技術の目的は、高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制できる電池、電池パック、バッテリモジュール、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。

上述した課題を解決するために、本技術は、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、非水溶媒と電解質塩と添加剤とを含有する電解液を含む電解質とを備え、負極活物質は、少なくともチタンと酸素とを構成元素として含有するチタン含有無機酸化物を含み、非水溶媒は、鎖状スルホン化合物を含み、添加剤は、シランカップリング剤およびシロキサン化合物の少なくとも何れか一の化合物を含む電池である。

本技術は、正極活物質を含む正極と、負極活物質を含む負極と、非水溶媒および電解質塩を含む電解液を含む電解質とを備え、負極活物質は、少なくともチタンと酸素とを構成元素として含有するチタン含有無機酸化物を含み、負極は、シランカップリング剤またはシロキサン化合物と鎖状スルホン化合物とに由来する第１の化合物を含む電池である。

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

本技術によれば、高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制できるという効果を奏する。

図１は本技術の実施の形態による電池の構成例を示す断面図である。 図２は図１における巻回電極体の一部を拡大した断面図である。 図３は本技術の実施の形態による電池の構成例を示す分解斜視図である。 図４は図３における巻回電極体のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。 図５Ａは本技術の電池の外観を示す斜視図である。図５Ｂは電池の構成例を示す斜視分解図である。図５Ｃは図５Ａに示す電池の下面の構成例を示す斜視図である 図６Ａおよび図６Ｂは本技術の電池を用いたバッテリユニットの構成を示す斜視図である。 図７は本技術の電池を用いたバッテリユニットの構成を示す分解斜視図である。 図８は本技術の電池を用いたバッテリモジュールの構成を示す分解斜視図である。 図９は電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。 図１０は図９に示した電池パックの構成を表すブロック図である。 図１１は本技術の実施の形態による電池パックの回路構成例を示すブロック図である。 図１２は本技術の電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。 図１３は本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。

（本技術の概要）
まず、本技術の理解を容易にするため、本技術の概要について説明する。上述した特許文献１（特開２０１１-２２２４５０）では、正極にニッケルや鉄系の化合物を用いた場合にフルオロ基を有するシラン化合物を用いて高温劣化を抑制することが提案されている。また、特許文献１では電解液にスルホン化合物を含むことが記されている。しかしながら、特許文献１の実施例のように、０Ｖｖｓ.Ｌｉ／Ｌｉ⁺付近に反応電位を持つ黒鉛やカーボンを負極に用いた場合には、上述した非特許文献１（Journal of The Electrochemical Society, 149 7 A920-A926 2002）に記述されている通り スルホン化合物が還元分解を起こし、長期の信頼性が不十分となってしまう。

また、特許文献１の技術では、リチウムチタン複合酸化合物を負極に用いた際の効果については何ら示唆されていない。これに対して、本技術では反応電位が１．５５Ｖｖｓ.Ｌｉ／Ｌｉ⁺と十分に高いリチウムチタン複合酸化合物を負極に用いることで鎖状スルホンを用いても十分な長期寿命を得ることができる。

特許文献２（特開２０１１-７７０２９）では、リン酸エステルを電解質中に含ませることにより、高温下等での反応を抑制し高温保存や高温充放電での分解反応を抑制することで、小さな内部抵抗と高い電気容量を得ることが提案されている。

しかしながら、特許文献２に記載のものは、結晶性の高い炭素材料とカルボン酸化合物とを負極に用いたものであり、リチウムチタン複合酸化合物を負極に用いた際の効果については何ら示唆されていない。

以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（円筒型の電池の例）
２．第２の実施の形態（ラミネートフィルム型の電池の例）
３．第３の実施の形態（バッテリモジュール等の例）
４．第４の実施の形態（電池パックの例）
５．第５の実施の形態（電池パックの例）
６．第６の実施の形態（蓄電システム等の例））
７．他の実施の形態（変形例）
なお、以下に説明する実施の形態等は本技術の好適な具体例であり、本技術の内容がこれらの実施の形態等に限定されるものではない。また、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また例示した効果と異なる効果が存在することを否定するものではない。

１．第１の実施の形態
（１−１）電池の構成
本技術の第１の実施の形態による電池について図１および図２を参照しながら説明する。図１は、本技術の第１の実施の形態による電池の断面構成を示す。図２は、図１に示す巻回電極体２０の一部を拡大して示す。この電池は、例えば、充電および放電可能な二次電池であり、例えば、非水電解質電池であり、例えば、リチウムイオン二次電池等である。

この非水電解質電池は、主に、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層および巻回された巻回電極体２０と、一対の絶縁板１２，１３とが収納されたものである。この円柱状の電池缶１１を用いた電池構造は、円筒型と呼ばれている。

電池缶１１は、例えば、一端部が閉鎖されると共に他端部が開放された中空構造を有していると共に、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）またはそれらの合金等により構成されている。なお、電池缶１１が鉄により構成される場合には、例えば、電池缶１１の表面にニッケル（Ｎｉ）等が鍍金されていてもよい。一対の絶縁板１２、１３は、巻回電極体２０を上下から挟み、その巻回周面に対して垂直に延在するように配置されている。

電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient：ＰＴＣ素子）１６がガスケット１７を介してかしめられており、その電池缶１１は、密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６は、電池蓋１４の内側に設けられている。安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されている。この安全弁機構１５では、内部短絡、または外部からの加熱等に起因して内圧が一定以上となった場合に、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との間の電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、温度の上昇に応じて抵抗が増大する（電流を制限する）ことにより、大電流に起因する異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、その表面には、例えば、アスファルトが塗布されている。

（巻回電極体）
巻回電極体２０は、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とが積層および巻回されたものである。この巻回電極体２０の中心には、センターピン２４が挿入されていてもよい。巻回電極体２０では、アルミニウム等により構成された正極リード２５が正極２１に接続されていると共に、ニッケル等により構成された負極リード２６が負極２２に接続されている。正極リード２５は、安全弁機構１５に溶接等されて電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は、電池缶１１に溶接等されて電気的に接続されている。

（正極）
正極２１は、例えば、一対の面を有する正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられたものである。なお、図示は省略するが、正極２１は正極活物質層２１Ｂが正極集電体２１Ａの片面だけに設けられた領域を有していてもよい。

正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。

正極活物質層２１Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含んでいる。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて、結着剤および導電剤の少なくとも何れか等の他の材料を含んでいてもよい。

（正極活物質）
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム含有化合物が好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。このリチウム含有化合物としては、例えば、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物やリチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物等が挙げられる。中でも、遷移金属元素としてコバルト、ニッケル、マンガンおよび鉄からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが好ましい。より高い電圧が得られるからである。

（リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物）
リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物としては、例えば、リチウムとリン（Ｐ）と鉄（Ｆｅ）とを少なくとも含むオリビン構造を有するリン酸鉄リチウム化合物、リチウムとリン（Ｐ）とマンガン（Ｍｎ）とを少なくとも含むオリビン構造を有するリン酸マンガンリチウム化合物等が挙げられる。オリビン構造を有するリン酸鉄リチウム化合物としては、リチウム鉄リン酸化合物（ＬｉＦｅＰＯ₄）、または、異種元素を含有するリチウム鉄複合リン酸化合物（ＬｉＦｅ_xＭ_1-xＯ₄：Ｍは鉄以外の１種類以上金属元素、ｘは０＜ｘ＜１である。）等が挙げられる。なお、上記のＭとしては、遷移元素、IIＡ族元素、IIIＡ族元素、IIIＢ族元素、IVＢ族元素等が挙げられる。特に、Ｍは、遷移金属元素としてコバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、バナジウム（Ｖ）、およびチタン（Ｔｉ）のうちの少なくとも１種が好ましい。オリビン構造を有するリン酸マンガンリチウム化合物としては、例えば、リチウムマンガンリン酸化合物（ＬｉＭｎＰＯ₄）等が挙げられる。

オリビン構造を有するリン酸鉄リチウム化合物としては、典型的には、（化１）で表されるリチウムリン酸化合物等が挙げられる。
（化１）
Ｌｉ_uＦｅ_rＭ１_(1-r)ＰＯ₄
（式中、Ｍ１は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、タングステン（Ｗ）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒは、０＜ｒ≦１の範囲内の値である。ｕは、０．９≦ｕ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｕの値は完全放電状態における値を表している。）

（化１）で表されるリチウムリン酸化合物としては、典型的には、例えば、Ｌｉ_uＦｅＰＯ₄（ｕは上記と同義である）、Ｌｉ_uＦｅ_rＭｎ_(1-r)ＰＯ₄（ｕは上記と同義である。ｒは上記と同義である。）等が挙げられる。

（リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物）
リチウムと遷移金属元素とを含む複合酸化物としては、例えば、リチウムコバルト複合酸化物（Ｌｉ_xＣｏＯ₂）、リチウムニッケル複合酸化物（Ｌｉ_xＮｉＯ₂）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（Ｌｉ_xＮｉ_1-zＣｏ_zＯ₂（ｚ＜１））、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（Ｌｉ_xＮｉ_(1-v-w)Ｃｏ_vＭｎ_wＯ₂（ｖ＋ｗ＜１））等の層状構造を有するリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル構造を有し、且つ、リチウムとマンガンとを少なくとも含むリチウムマンガン複合酸化物等が挙げられる。

スピネル構造のリチウムマンガン複合酸化物としては、例えば、（化２）で表されるリチウム複合酸化物等が挙げられる。
（化２）
Ｌｉ_vＭｎ_(2-w)Ｍ２_wＯ_s
（式中、Ｍ２は、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム（Ａｌ）、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄（Ｆｅ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗおよびｓは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｓ≦４．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）

（化２）で表されるリチウム複合酸化物としては、具体的には、例えば、Ｌｉ_vＭｎ₂Ｏ₄（ｖは上記と同義である）、リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉＭｎ_2-tＮｉ_tＯ₄（ｔ＜２））等が挙げられる。

正極材料は、上述したリチウム含有化合物からなる芯粒子の表面の少なくとも一部に被覆層が形成されたものであってもよい。被覆層は、母材となるリチウム含有化合物の芯粒子の表面の少なくとも一部に設けられたものであり、母材となるリチウム含有化合物の粒子とは異なる組成元素または組成比を有するものである。例えば、正極材料としては、より高い電極充填性とサイクル特性が得られるという観点から、上記リチウム含有化合物のいずれかより成る芯粒子の表面に、他のリチウム含有化合物（例えば、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｌｉ等から選択されるもの）やリン酸化合物（例えば、リン酸リチウム等）を含む被覆層が形成されたものであってもよい。被覆層は、炭素材料等であってもよい。

この他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムまたは二酸化マンガン等の酸化物や、二硫化チタンまたは硫化モリブデン等の二硫化物や、セレン化ニオブ等のカルコゲン化物や、硫黄、ポリアニリンまたはポリチオフェン等の導電性高分子も挙げられる。

（導電剤）
導電剤としては、ファーネス法、アセチレン法、コンタクト法、サーマル法等で作製されたカーボンブラックや、気相成長炭素、活性炭、活性炭繊維布、シングルウォールまたはマルチウォールカーボンナノチューブ、カーボンナノホーン等の炭素材料やこれらの炭素材料を酸・アルカリ処理等で表面改質したもの、他の元素を物理的または化学的に結合させて表面改質したものなどを用いることができる。

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

（負極）
負極２２は、例えば、一対の面を有する負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられたものである。なお、図示は省略するが、負極２２は負極活物質層２２Ｂが負極集電体２２Ａの片面だけに設けられた領域を有していてもよい。

負極集電体２２Ａは、例えば、アルミニウム箔、銅、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。

負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の１種または２種以上を含んでいる。負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて、結着剤および導電剤の少なくとも何れか等の他の材料を含んでいてもよい。なお、結着剤および導電剤は、それぞれ正極で説明したものと同様のものを用いることができる。

（負極活物質）
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、少なくともチタン（Ｔｉ）および酸素（Ｏ）を構成元素として含有するチタン含有無機酸化物、または、金属硫化物等を用いることができる。リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、負極の反応電位が１．０Ｖｖｓ.Ｌｉ／Ｌｉ⁺超、好ましくは１．０Ｖｖｓ.Ｌｉ／Ｌｉ⁺超１．９Ｖｖｓ.Ｌｉ／Ｌｉ⁺以下となる材料等が好ましい。

チタン含有無機酸化物としては、少なくともリチウムおよびチタンを構成元素として有する複合酸化物（チタン含有リチウム複合酸化物と称する）、チタンと酸素とを構成元素として有する金属酸化物（チタン酸化物と称する）等が挙げられる。これらの中でも、チタン含有リチウム複合酸化物、または、チタン酸化物が好ましい。

チタン含有リチウム複合酸化物としては、典型的には、例えば、スピネル構造を有するＬｉ_xＴｉ_yＯ_z（ｘはＬｉの組成比を示し、ｙはＴｉの組成比を示し、ｚはＯの組成比を示す。ｘ＞０、ｙ＞０、ｚ＞０である。）で表される化合物（チタン酸リチウム）が挙げられる。

スピネル構造を有するＬｉ_xＴｉ_yＯ_zの具体例としては、Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂等が挙げられる。スピネル構造を有するＬｉ_xＴｉ_yＯ_zのリチウムイオンを吸蔵および放出する電位（Ｖ対Ｌｉ／Ｌｉ⁺）は、例えば、電池の充放電時の電位変化パターン中における平坦部において約１．５５Ｖ等である。なお、Ｌｉ_xＴｉ_yＯ_z中のＬｉは、Ｎａ、Ｋ等であってもよい。

チタン含有リチウム複合酸化物としては、更にまた、より高い電位平坦性とレート特性が得られるという観点から、上記構成元素のリチウム、チタン、酸素の一部が、ＡｌやＭｇ等の他の元素に置換されたものを用いてもよい。

チタンの一部を置換する他の元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）等である。

リチウム、チタン、酸素の一部が他の元素に置換されたチタン含有リチウム複合酸化物としては、典型的には、例えば、Ｌｉ_3.75Ｔｉ_4.875Ｍｇ_0.375Ｏ₁₂、Ｌｉ_3.75Ｔｉ_4.50Ａｌ_0.75Ｏ₁₂等が挙げられる。

（チタン酸化物）
チタン酸化物としてはＴｉ_pＯ_q（ｐ＞０、ｑ＞０である。）で表される化合物（酸化チタン）が挙げられる。この化合物の具体例としては、ＴｉＯ₂等が挙げられる。ＴｉＯ₂は、アナターゼ型ＴｉＯ₂〔ＴｉＯ₂（ａｎａｔａｓｅ）〕、ルチル型ＴｉＯ₂〔ＴｉＯ₂（ｒｕｔｉｌｅ）〕、Ｂ型ＴｉＯ₂〔ＴｉＯ₂（Ｂ）〕等の何れであってもよい。

なお、チタン含有リチウム複合酸化物等のチタン含有無機酸化物は、炭素により被覆されていてもよい。例えば、化学気相成長（ＣＶＤ）法等を用いて、炭化水素等を分解させてチタン含有リチウム複合酸化物の表面に炭素皮膜を成長させることにより、炭素により被覆されたチタン含有無機酸化物を得ることができる。なお、炭素被覆の方法に関して、上記に限定されるものではない。

負極２２には、後述の電解液に含まれる鎖状スルホン化合物とシランカップリング剤またはシロキサン化合物（以下、シラン・シロキサン化合物と称する場合もある）とに由来する化合物が含まれている。なお、負極２２には、鎖状スルホン化合物に由来する化合物がさらに含まれていてもよい。

例えば、負極２２には、鎖状スルホン化合物およびシラン・シロキサン化合物に由来する化合物として、式（１）で表されるジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）を有するジスルフィド化合物の少なくとも１種が含まれている。負極２２には、式（１）で表されるジスルフィド結合（−Ｓ−Ｓ−）を有するジスルフィド化合物の少なくとも１種と共に、式（２）で表されるスルホニル結合（−Ｓ（＝Ｏ）₂−）を有するスルホニル化合物の少なくとも１種が含まれていてもよい。例えば、式（１）で表されるジスルフィド化合物の少なくとも１種および式（２）で表されるスルホニル化合物の少なくとも１種は、典型的には、充放電時において負極活物質層２２Ｂ中の活物質粒子の表面に形成される被膜等に含まれている。被膜によって負極２２の活性部位を包むことで副反応を抑制することができる。その結果、ガス発生の抑制、並びに、高温環境下でのサイクル特性を向上することができる。

（式中、ｎは１以上８以下の整数である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、各々独立してハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基またはシロキサン基を表す。）

（式中、Ｒ５は、ハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはアルコキシ基である。Ｒ６は、ＨまたはＬｉである。）

なお、本技術では、黒鉛等の炭素系負極活物質と比較して、負極活物質として、負極の反応電位が貴な電位となる負極材料を用いているため、後述の鎖状スルホン化合物のような負極の反応電位が卑な炭素系負極活物質を用いた場合に分解してしまい有効ではない溶媒を、効果的に使用することができる。

式（１）で表されるジスルフィド化合物としては、例えば、下記の式（１−１）〜式（１−２５）で表される化合物等が挙げられる。これらの中でも、電池特性の観点から、式（１−２）で表される化合物、式（１−４）で表される化合物が好ましい。

式（２）で表されるスルホニル化合物としては、例えば、下記の式（２−１）〜式（２−８）で表される化合物等が挙げられる。これらの中でも、電池特性の観点から、式（２−２）で表される化合物、式（２−４）で表される化合物が好ましい。

式（１）で表される化合物の少なくとも１種を含む負極は、例えば、負極に含浸させた電解液に含まれたシラン・シロキサン化合物および鎖状スルホン化合物から生成されたものが含まれたものである。（２）で表される化合物の少なくとも１種を含む負極は、例えば、負極に含浸させた電解液に含まれた鎖状スルホン化合物の分解物から生成されたものが含まれたものである。

式（１）で表される化合物は、シラン・シロキサン化合物および鎖状スルホン化合物に由来するものである。典型的には、例えば、電池の充放電時に、シラン・シロキサン化合物と鎖状スルホン化合物の分解物との反応によって生成されたもの等である。シラン・シロキサン化合物は、典型的には、例えば、メルカプト基（−ＳＨ）を有するシランカップリング剤である。式（２）で表される化合物は、鎖状スルホン化合物に由来するものである。典型的には、例えば、鎖状スルホン化合物が分解することによって生成された分解物等である。

なお、負極中等の電池内に形成された、鎖状スルホン化合物およびシラン・シロキサン化合物に由来する化合物、鎖状スルホン化合物に由来する化合物を確認するためには、例えば、電池を解体して負極を含む電極体を取り出したのち、活物質表面を既存の元素分析方法、すなわち、エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ−ＥＤＸ）等により元素分布観察を行うことによってその形成割合を分析すればよい。この方法を用いる場合には、意図せずに電解質中の不要成分が分析されることを防止するために、電極の表面を炭酸ジメチル（ＤＭＣ）等の有機溶剤で洗浄してから分析することが好ましい。

また、取り出した電極体の洗浄抽出物を既存の構造分析方法、すなわち、赤外分光法（ＩＲ）、核磁気共鳴法（１Ｈ／１３Ｃ−ＮＭＲ）、ガスまたは液クロマトグラフ質量分析法（ＧＣ／ＬＣ−ＭＳ）等により含まれる化合物の構造解析を行うことによって、各化合物の形成割合を分析してもよい。この方法を用いる場合にも、意図せずに電解質中の不要成分が分析されることを防止するために、電極の表面を炭酸ジメチル（ＤＭＣ）等の有機溶剤で洗浄してから各化合物を抽出および分析することが好ましい。

（式（１）で表される化合物の含有量）
式（１）で表される化合物の含有量を、所定の範囲にすることによって、電池容量等の特性をより維持しつつ、負極活物質表面をより効果的に被覆することができる。式（１）で表される化合物は、負極中に含まれると共に、電解液中にも含まれていてもよい。式（１）で表される化合物の好ましい含有量は、電解液中の式（１）で表される化合物の含有量によって規定される。式（１）で表される化合物の含有量としては、より優れた効果を得られる観点から、電解液の質量に対して、０．０５質量％以上０．５質量％以下であることが好ましい。

電解液中の化合物は、解体した電池を遠心分離機にかけ、取り出した電解液を分析することで確認できる。具体的には、ＮＭＲ（Nuclear Magnetic Resonance）、ＩＲ（infrared absorption spectrometry）、Ｒａｍａｎ(ラマン分光法)、ＧＣ−ＭＳ（Gas Chromatography mass spectrometry）、ＬＣ−ＭＳ（Liquid Chromatography Mass Spectrometry）等を用いることができる。

（セパレータ）
セパレータ２３は、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の膜から構成される多孔質膜である。セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。セパレータ２３の空孔には、電解液が保持される。

このようなセパレータ２３を構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレンもしくはポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂等を用いることが好ましい。特に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン等のポリエチレン、もしくはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂は溶融温度が適当であり、入手が容易なので好適に用いられる。また、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造、もしくは、２種以上の樹脂材料を溶融混練して形成した多孔質膜としてもよい。ポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜を含むものは、正極２１と負極２２との分離性に優れ、内部短絡の低下をいっそう低減することができる。また、セパレータ２３としては、不織布を用いることが好まし。不織布ではＬｉイオンが透過するのに最適な十分な細孔径を確保しやすいという特徴があり、電池として高い入出力を得ることができる。

セパレータ２３の厚さは、必要な強度を保つことができる厚さ以上であれば任意に設定可能である。セパレータ２３は、正極２１と負極２２との間の絶縁を図り、短絡等を防止するとともに、セパレータ２３を介した電池反応を好適に行うためのイオン透過性を有し、かつ電池内において電池反応に寄与する活物質層の体積効率をできるだけ高くできる厚さに設定されることが好ましい。

（電解液）
電解液（非水電解液）は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒と、添加剤としてシランカップリング剤またはシロキサン化合物を含む。なお、電解液は、添加剤としてシランカップリング剤およびシロキサン化合物の両方を含んでいてもよい。

（非水溶媒）
非水溶媒としては、主溶媒と鎖状スルホン化合物とを含むものを用いる。

（主溶媒）
本技術に含まれる主溶媒としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）等の環状カーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）等の鎖状カーボネート、ビニルエチレンカーボネート（ＶＣ）等の炭素−炭素間二重結合等の不飽和結合を有する不飽和カーボネート、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＦＥＣ；フルオロエチレンカーボネート）、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン（ＤＦＥＣ；ジフルオロエチレンカーボネート）等のハロゲン化カーボネート、１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（Ｍｅ−ＴＨＦ）、１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）、４−メチルー１，３−ジオキソラン（Ｍｅ−ＤＯＬ）、ジエチルエーテル（ＤＥＥ）、γーブチロラクトン（ＧＢＬ）、γーバレロラクトン（ＧＶＬ）、３−メチルオキサゾリジノン（ＭＯＸ）、ギ酸メチル（ＭＦ）、スルホラン（ＳＬ）、３−メチルスルホラン（３ＭＳ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、アセトニトリル（ＡＮ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、トリメチルフォスフェート（ＴＭＰ）、プロピオニトリル（ＰＮ）、グルタロニトリル（ＧＬＮ）、アジポニトリル（ＡＤＮ）、メトキシアセトニトリル（ＭＡＮ）、３−メトキシプロピオニトリル（ＭＰＮ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ），Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−メチルピロリジノン（ＮＭＰ）、Ｎ−メチルオキサゾリジノン（ＮＭＯ）、Ｎ，Ｎ’−ジメチルイミダゾリジノン（ＤＭＩ）、ニトロメタン（ＮＭ），ニトロエタン（ＮＥ）等が挙げられる．

これらの中でも、鎖状カーボネートおよび環状カーボネートまたは鎖状カルボン酸エステルおよび環状カルボン酸エステルが、非水系電解液二次電池における種々の特性がよい点で好ましく、それらのなかでも、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、γ−ブチロラクトンがより好ましく、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトンが更に好ましい。

（鎖状スルホン化合物）
電解液中に溶媒として鎖状スルホン化合物が含まれる。鎖状スルホン化合物とは、鎖状構造を有し、且つ、スルホニル基（−Ｓ（＝Ｏ）₂−）を有する化合物のことをいう。鎖状スルホン化合物の例としては、ジメチルスルホン〔式（３−１）〕、ジエチルスルホン〔式（３−２）〕、エチルメチルスルホン〔式（３−３）〕、メチルイソプロピルスルホン〔式（３−４）〕、エチルイソプロピルスルホン〔式（３−５）〕、エチルイソブチルスルホン〔式（３−６）〕、イソプロピルイソブチルスルホン〔式（３−７）〕、イソプロピルｓ−ブチルスルホン〔式（３−８）〕、ブチルイソブチルスルホン〔式（３−９）〕が好ましい。これらの中でも、電池特性の観点から、エチルイソプロピルスルホン（式（３−５）；ＥｉＰＳ）が最も好ましい。

電解液中に溶媒として鎖状スルホン化合物を含有させることによって、充放電時に鎖状スルホン化合物に由来する化合物を含む被膜をチタン含有無機酸化物を用いた負極に対して形成させることができる。また、電解液は、さらに添加剤としてシラン・シロキサン化合物を含むため、このシラン・シロキサン化合物および鎖状スルホン化合物に由来する被膜を、チタン含有無機酸化物を用いた負極に対して形成させることができる。

（含有量）
電解液中の鎖状スルホン化合物の含有量は、特に限定されないが、電解液の質量に対して、０．１質量％以上２０質量％以下が好ましく、０．３質量％以上８質量％以下がより好ましく、０．５質量％以上５質量％以下が最も好ましい。この範囲内において、溶媒であるカーボネート由来のガス発生量をより低減すると共に、低温および高温においてより優れた電池特性を示す。

（添加剤）
電解液は、添加剤として、シランカップリング剤またはシロキサン化合物（シラン・シロキサン化合物）を含む。なお、電解液は、シランカップリング剤およびシロキサン化合物の両方を含んでいてもよい。電解液に、シラン・シロキサン化合物を含有させることによって、シラン・シロキサン化合物およびシラン・シロキサン化合物に由来する化合物の少なくとも何れかが電極活物質の活性面を覆う効果も有し、電解液等の分解副反応を効果的に抑制することができ、長期信頼性の高い電池を提供することができる。さらに、電解液がシラン・シロキサン化合物を含むことによって、電解液の電極への含浸性をより向上させることができ、低温環境下でも高い容量を発現することができるというより優れた効果も得ることができる。

（シランカップリング剤またはシロキサン化合物）
シランカップリング剤としては、例えば、メルカプト基（−ＳＨ）を有するシランカップリング剤、他のシランカップリング剤等を用いることができる。メルカプト基（−ＳＨ）を有するシランカップリング剤としては、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン〔（ＣＨ₃）（ＣＨ₃Ｏ）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕、３−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン〔（ＣＨ₃）₂（ＣＨ₃Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕、３−メルカプトプロピルトリメチルシラン〔（ＣＨ₃）₃）Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕等が挙げられる。

他のシランカップリング剤としては、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチルーブチリデン）プロピルアミン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、ビニルトリストリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリクロルシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロクシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロクシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロクシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロクシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロクシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリメトキシシラン、３−クロルプロピルトリメトキシシラン、３−クロルプロピルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン等が挙げられる。

シロキサン化合物としては、デカメチルシクロペンタンシロキサン、デカメチルテトラシロキサン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、オクタメチルトリシロキサン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン等が挙げられる。

なお、シランカップリング剤は、〔Ｒ_x−Ｓｉ（Ｒ_y）_n（ＯＲ_z）_3-n Ｒ_x反応性官能基、Ｒ_y：有機基、ＯＲ_z：加水分解性基〕構造を有するものであればこれらに限られるものではない。シロキサン化合物は、シロキサン構造を有するものであればこれらに限られるものではない。また、上述した一連のシラン・シロキサン化合物は、１種類であってもよいし、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。これらのシラン・シロキサン化合物の中でも、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメチルシラン、ヘキサメチルシクロトリシロキサン等が、電池特性を得られる観点から特に好ましい。

（電解質塩）
電解液に含まれる電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ₆）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ₆Ｈ₅）₄）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ₃ＳＯ₃）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｆ）₂）、リチウム（フルオロスルホニル）（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｆ）（ＳＯ₂ＣＦ₃））、リチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂）、リチウムビス（オキサラト）ホウ酸（ＬｉＣ₄ＢＯ₈）、リチウムジフルオロオキサラトホウ酸（ＬｉＣ₂ＢＯ₄Ｆ₂）等が挙げられる。

これらは、１種を単独で使用しても、２種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用しても良い。これらの中でも、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）、なる群のうちの少なくとも１種が好ましく、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ₄）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＳＯ₂Ｆ）₂）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド（ＬｉＮ（ＳＯ₂ＣＦ₃）₂）、およびリチウムビス（オキサラト）ホウ酸（ＬｉＣ₂ＢＯ₄Ｆ₂）を含むことがより好ましい。

電解液中の上記リチウム塩の濃度は、特に制限はないが、通常０．５ｍｏｌ／Ｌ以上、好ましくは０．６ｍｏｌ／Ｌ以上、より好ましくは０．７ｍｏｌ／Ｌ以上である。また、その上限は、通常２ｍｏｌ／Ｌ以下、好ましくは１．８ｍｏｌ／Ｌ以下、より好ましくは１．７ｍｏｌ／Ｌ以下である。濃度が低すぎると、非水系電解液の電気伝導率が不十分の場合があり、一方、濃度が高すぎると、粘度上昇のため電気伝導度が低下する場合があり、電池の性能が低下する場合がある。

（１−２）電池の製造方法
この非水電解質電池は、例えば、以下の製造方法によって製造される。

（正極の製造）
まず、正極２１を作製する。最初に、正極材料と、結着剤と、導電剤とを混合して正極合剤としたのち、有機溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、ドクタブレードまたはバーコータ等によって正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機等によって塗膜を圧縮成型して正極活物質層２１Ｂを形成する。この場合には、圧縮成型を複数回に渡って繰り返してもよい。

（負極の製造）
次に、負極２２を作製する。最初に、負極材料と、結着剤と、必要に応じて導電剤とを混合して負極合剤としたのち、これを有機溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、ドクタブレードまたはバーコータ等によって負極集電体２２Ａの両面に負極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機等によって塗膜を圧縮成型して負極活物質層２２Ｂを形成する。

（電解液の調製）
上述した電解液を調製する。この電解液が負極２２に含浸され、電池の充放電時等に、鎖状スルホン化合物に由来する化合物、並びに、鎖状スルホン化合物およびシラン・シロキサン化合物に由来する化合物が形成される。より具体的には、例えば、電池の充放電時等に、鎖状スルホン化合物の分解物、並びに、鎖状スルホン化合物の分解物とシラン・シロキサン化合物との反応生成物が形成される。

さらに具体的には、電池の充放電時等に、例えば、上述の反応生成物として式（１）で表される化合物および上述の分解物として式（２）で表される化合物が形成され、これらの化合物を負極２２に含有させることができる。なお、負極２２に式（１）で表される化合物、式（２）で表される化合物を含有させる方法としては、種々の方法をとることができる。例えば、負極活物質層２２Ｂを形成する際に、式（１）で表される化合物および式（２）で表される化合物を負極材料等と混合する等して負極合剤を調製する等して、式（１）および式（２）で表される化合物を負極に含有させるようにしてもよい。また、負極２２には式（１）で表される化合物のみを含有させるようにしてもよい。

（電池の組み立て）
非水電解質電池の組み立ては、以下のようにして行う。最初に、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接等して取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接等して取り付ける。続いて、セパレータ２３を介して正極２１と負極２２とを積層および巻回させて巻回電極体２０を作製したのち、その巻回中心にセンターピン２４を挿入する。続いて、一対の絶縁板１２、１３で挟みながら巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納すると共に、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接し、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接する。

続いて、上述の電解液を電池缶１１の内部に注入してセパレータ２３等に含浸させる。最後に、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６を、ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図１および図２に示す非水電解質電池が完成する。

２．第２の実施の形態
（２−１）電池の構成
本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池（電池）について説明する。図３は本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池の分解斜視構成を表しており、図４は図３に示す巻回電極体３０のＩ−Ｉ線に沿った断面を拡大して示している。

この非水電解質電池は、主に、フィルム状の外装部材４０の内部に、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられた巻回電極体３０が収容されたものである。このフィルム状の外装部材４０を用いた電池構造は、ラミネートフィルム型と呼ばれている。この非水電解質電池は、例えば充電および放電が可能な二次電池であり、また、例えばリチウムイオン二次電池である。

正極リード３１および負極リード３２は、例えば、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード３１は、例えば、アルミニウム等の金属材料によって構成されており、負極リード３２は、例えば、銅、ニッケルまたはステンレス等の金属材料によって構成されている。これらの金属材料は、例えば、薄板状または網目状になっている。

外装部材４０は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムがこの順に貼り合わされたアルミラミネートフィルム等のように、金属箔からなる金属層の両面に樹脂層を設けた構成とされている。外装部材４０の一般的な構成は、例えば、外側樹脂層／金属層／内側樹脂層の積層構造を有する。例えば、外装部材４０は、例えば、内側樹脂層が巻回電極体３０と対向するように、２枚の矩形型のアルミラミネートフィルムの外縁部同士が融着または接着剤によって互いに接着された構造を有している。外側樹脂層および内側樹脂層は、それぞれ複数層で構成されてもよい。

金属層を構成する金属材料としては、耐透湿性のバリア膜としての機能を備えていれば良く、アルミニウム（Ａｌ）箔、ステンレス（ＳＵＳ）箔、ニッケル（Ｎｉ）箔およびメッキを施した鉄（Ｆｅ）箔等を使用することができる。なかでも、薄く軽量で加工性に優れるアルミニウム箔を好適に用いることが好ましい。特に、加工性の点から、例えば焼きなまし処理済みのアルミニウム（ＪＩＳ Ａ８０２１Ｐ−Ｏ）、（ＪＩＳ Ａ８０７９Ｐ−Ｏ）または（ＪＩＳ Ａ１Ｎ３０−Ｏ）等を用いるのが好ましい。

金属層の厚みは、典型的には、例えば、３０μｍ以上１５０μｍ以下とすることが好ましい。３０μｍ未満の場合、材料強度が低減する傾向にある。また、１５０μｍを超えた場合、加工が著しく困難になるとともに、ラミネートフィルムの厚さが増してしまい、非水電解質電池の体積効率が低減する傾向にある。

内側樹脂層は、熱で溶けて互いに融着する部分であり、ポリエチレン（ＰＥ）、無軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）等が使用可能であり、これらから複数種類選択して用いることも可能である。

外側樹脂層としては、外観の美しさや強靱さ、柔軟性等からポリオレフィン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル等が用いられる。具体的には、ナイロン（Ｎｙ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリブチレンナフタレート（ＰＢＮ）が用いられ、これらから複数種類選択して用いることも可能である。

外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２に対して密着性を有する材料によって構成されている。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂が挙げられる。

なお、外装部材４０は、上記した積層構造を有するアルミラミネートフィルムに代えて、他の積層構造を有するラミネートフィルムによって構成されていてもよいし、ポリプロピレン等の高分子フィルムまたは金属フィルム等によって構成されていてもよい。

図４は、図３に示す巻回電極体のＩ−Ｉ線に沿った断面構成を表している。この巻回電極体３０は、帯状のセパレータ３５および電解質３６を介して帯状の正極３３と帯状の負極３４とが積層および巻回されたものであり、その最外周部は、保護テープ３７によって保護されている。

（正極）
正極３３は、例えば、一対の面を有する正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極３３は、正極集電体３３Ａの片面のみに正極活物質層３３Ｂが形成された領域を有していてもよい。正極集電体３３Ａおよび正極活物質層３３Ｂは、それぞれ第１の実施の形態における正極集電体２１Ａおよび正極活物質層２１Ｂと同様である。

（負極）
負極３４は、例えば、一対の面を有する負極集電体３４Ａの両面に正極活物質層３３Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極３４は、負極集電体３４Ａの片面のみに負極活物質層３４Ｂが形成された領域を有していてもよい。負極集電体３４Ａおよび負極活物質層３４Ｂは、それぞれ第１の実施の形態における負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂと同様である。

（セパレータ）
セパレータ３５は第１の実施の形態におけるセパレータ２３と同様である。

（電解質）
電解質３６は、非水電解液（電解液）と、それを保持する高分子化合物（マトリックス高分子化合物）とを含んでいる。電解質３６は、例えば、いわゆるゲル状の電解質である。ゲル状の電解質は、高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）が得られると共に漏液が防止されるので好ましい。

（非水電解液）
非水電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒とを含む。非水電解液は、第１の実施の形態と同様である。

（高分子化合物）
高分子化合物としては、溶媒に相溶可能な性質を有するもの等を用いることができる。このような高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレン、またはポリカーボネート等が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。中でも、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンまたはポリエチレンオキサイドが好ましい。電気化学的に安定だからである。

（２−２）電池の製造方法
この非水電解質電池は、例えば、以下の３種類の製造方法（第１〜第３の製造方法）によって製造される。

（第１の製造方法）
第１の製造方法では、最初に、例えば、上記した第１の実施の形態の正極２１および負極２２の作製手順と同様の手順により、正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂを形成して正極３３を作製する。また、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂを形成して負極３４を作製する。

続いて、電解液と、高分子化合物と、溶剤とを含む前駆溶液を調製して正極３３および負極３４の少なくとも一方の両面に塗布したのち、溶剤を揮発させてゲル状の電解質３６を形成する。続いて、正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。なお、電極の両面にゲル状の電解質３６を形成することに変えて、セパレータの両面の少なくとも一方の面にゲル状の電解質３６を形成してもよい。

続いて、電解質３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層させてから長手方向に巻回し、その最外周部に保護テープ３７を接着させて巻回電極体３０を作製する。最後に、例えば、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込んだのち、その外装部材４０の外縁部同士を熱融着等で接着させて巻回電極体３０を封入する。この際、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間に、密着フィルム４１を挿入する。これにより、図３および図４に示す非水電解質電池が完成する。

（第２の製造方法）
第２の製造方法では、最初に、第１の製造方法と同様に正極３３および負極３４を作製する。次に、正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード３２を取り付ける。続いて、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層して巻回させたのち、その最外周部に保護テープ３７を接着させて、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製する

続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を挟み込んだのち、一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を熱融着等で接着させて、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。

このセパレータ３５に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体、すなわち単独重合体、共重合体または多元共重合体等が挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体等が好適である。なお、高分子化合物は、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の１種または２種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。

セパレータ３５上の高分子化合物は、例えば、以下のようにして、多孔性高分子化合物を形成していてもよい。すなわち、まず、高分子化合物を、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、γ−ブチロラクトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルホキシド等の極性有機溶媒からなる第１の溶媒に溶解させた溶液を調製し、この溶液をセパレータ３５上に塗布する。次に、上記溶液が塗布されたセパレータ３５を水、エチルアルコール、プロピルアルコール等の上記極性有機溶媒に対して相溶性があり、上記高分子化合物に対して貧溶媒である第２の溶媒中に浸漬する。このとき、溶媒交換が起こり、スピノーダル分解を伴う相分離が生じ、高分子化合物は多孔構造を形成する。その後、乾燥することにより、多孔構造を有する多孔性高分子化合物を得ることができる。

続いて、電解液を調製して、袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着等で密封する。これにより、電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して、ゲル状の電解質３６が形成され、図３および図４に示す非水電解質電池が完成する。

（第３の製造方法）
第３の製造方法では、最初に、第１の製造方法と同様に正極３３および負極３４を作製する。次に正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層して巻回させたのち、その最外周部に保護テープ３７を接着させて、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製する。

続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を挟み込んだのち、一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を熱融着等で接着させて、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤等の他の材料とを含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着等で密封する。最後に、モノマーを熱重合させて高分子化合物とすることにより、ゲル状の電解質３６を形成する。これにより、図３および図４に示す非水電解質電池が完成する。

［変形例１］
上述の第２の実施の形態による非水電解質電池の一例では、ゲル状の電解質を用いた構成例について説明したが、ゲル状の電解質に代えて、液系の電解質である電解液を用いてもよい。この場合、外装部材６０内には非水電解液が充填されており、巻回電極体３０から電解質３６を省略した構成の巻回体が、非水電解液に含浸されている。この場合、非水電解質電池は例えば次のようにして作製される。

〔非水電解質電池の製造方法〕
（正極、負極、非水電解液の調製）
非水電解質電池の一例の製造方法と同様にして、正極３３および負極３４の作製、非水電解液の調製を行う。

（非水電解質電池の組立て）
次に、正極集電体３３Ａの端部に正極リード３１を溶接により取り付けると共に、負極集電体３４Ａの端部に負極リード３２を溶接により取り付ける。

次に、正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ３７を接着して、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を形成する。次に、この巻回体を外装部材４０に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材４０の内部に収納する。

次に、非水電解液を外装部材４０の内部に注入し、巻回体に非水電解液を含浸させたのち、外装部材４０の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。以上により、目的とする非電解質二次電池が得られる。

［変形例２］
上述の第２の実施の形態の一例および変形例１では、巻回電極体３０が外装部材６０で外装された非水電解質電池について説明したが、図５Ａ〜図５Ｃに示すように、巻回電極体３０の代わりに積層電極体７０を用いてもよい。図５Ａは、積層電極体７０を収容した非水電解質電池の外観図である。図５Ｂは、外装部材６０に積層電極体７０が収容される様子を示す分解斜視図である。図５Ｃは、図５Ａに示す非水電解質電池の底面側からの外観を示す外観図である。

積層電極体７０は、矩形状の正極７３および矩形状の負極７４を、矩形状のセパレータ７５を介して積層し、固定部材７６で固定した積層電極体７０を用いる。なお、図示は省略するが、電解質層を形成する場合には、電解質層が正極７３および負極７４に接するように設けられている。例えば、正極７３およびセパレータ７５の間、並びに、負極７４およびセパレータ７５の間に電解質層（図示省略）が設けられている。この電解質層は、上述した電解質３６と同様である。積層電極体７０からは、正極７３と接続された正極リード７１および負極７４と接続された負極リード７２とが導出されており、正極リード７１および負極リード７２と外装部材６０との間には密着フィルム６１が設けられる。

なお、非水電解質電池の製造方法は、巻回電極体３０に代えて積層電極体を作製すること、巻回体に代えて積層体（積層電極体７０から電解質層を省略した構成のもの）を作製すること以外は、上述の第２の実施の形態の一例および変形例１の非水電解質電池の製造方法と同様である。

３．第３の実施の形態
（バッテリーモジュールの例）
本技術の第３の実施の形態について説明する。第３の実施の形態では、上述の非水電解質電池を用いたバッテリユニットおよびバッテリユニットが組み合わされたバッテリモジュールについて説明する。

（バッテリユニット）
図６Ａ〜図６Ｂは、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリユニットの構成例を示す斜視図である。図６Ａおよび図６Ｂには、それぞれ異なる側から見たバッテリユニット１００が示されており、図６Ａに主に示されている側をバッテリユニット１００の正面側とし、図６Ｂに主に示されている側をバッテリユニット１００の背面側とする。図６Ａ〜図６Ｂに示すように、バッテリユニット１００は、非水電解質電池１−１および１−２、ブラケット１１０、並びに、バスバー１２０−１および１２０−２を備えて構成される。なお、バスバー１２０−１およびバスバー１２０−２を区別しない場合には、バスバー１２０と称する。非水電解質電池１−１および１−２は、例えば、第２の実施の形態による非水電解質電池の変形例２と同様の構造を有するものである。

ブラケット１１０は、非水電解質電池１−１および１−２の強度を確保するための支持具であり、ブラケット１１０の正面側に非水電解質電池１−１が装着され、ブラケット１１０の背面側に非水電解質電池１−２が装着される。なお、ブラケット１１０は、正面側および背面側のどちらから見ても、ほぼ同じ形状をしているが、下側の一方の角部分に面取り部１１１が形成されており、面取り部１１１が右下に見える側を正面側とし、面取り部１１１が左下に見える側を背面側とする。

バスバー１２０−１および１２０−２は、略Ｌ字形状をした金属の部材であり、非水電解質電池１−１および１−２のタブに接続される接続部分がブラケット１１０の側面側に配置され、バッテリユニット１００の外部と接続されるターミナルがブラケット１１０の上面に配置されるように、ブラケット１１０の両側面にそれぞれ装着される。

図７は、バッテリユニット１００が分解された状態を示す斜視図である。図７の上側をバッテリユニット１００の正面側とし、図７の下側をバッテリユニット１００の背面側とする。以下、非水電解質電池１−１において内部に積層電極体が収容された凸状部分を電池本体１−１Ａと称する。同様に、非水電解質電池１−２において内部に積層電極体が収容された凸状部分を電池本体１−２Ａと称する。

非水電解質電池１−１および１−２は、凸形状となっている電池本体１−１Ａおよび１−２Ａ側を互いに向い合せた状態で、ブラケット１１０に装着される。つまり、非水電解質電池１−１は正極リード３−１および負極リード４−１が設けられる面が正面側を向き、非水電解質電池１−２は正極リード３−２および負極リード４−２が設けられる面が背面側を向くように、ブラケット１１０に装着される。

ブラケット１１０は、外周壁１１２およびリブ部１１３を有している。外周壁１１２は、非水電解質電池１−１および１−２の電池本体１−１Ａおよび１−２Ａの外周よりも若干広く、即ち、非水電解質電池１−１および１−２が装着された状態で電池本体１−１Ａおよび１−２Ａを囲うように形成される。リブ部１１３は、外周壁１１２の内側の側面に外周壁１１２の厚み方向の中央部分から内側に向かって伸びるように形成される。

図７の構成例では、非水電解質電池１−１および１−２が、ブラケット１１０の正面側および背面側から外周壁１１２内に挿入され、両面に粘着性を有する両面テープ１３０−１および１３０−２により、ブラケット１１０のリブ部１１３の両面に貼着される。両面テープ１３０−１および１３０−２は、非水電解質電池１−１および１−２の外周端に沿った所定の幅の略ロ字形状をしており、ブラケット１１０のリブ部１１３は、両面テープ１３０−１および１３０−２が貼着する面積だけ設けられていればよい。

このように、リブ部１１３は、非水電解質電池１−１および１−２の外周端に沿った所定の幅だけ、外周壁１１２の内側の側面から内側に向かって伸びるように形成されており、リブ部１１３よりも内側は、開口部となっている。従って、ブラケット１１０の正面側から両面テープ１３０−１によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池１−１と、ブラケット１１０の背面側から両面テープ１３０−２によりリブ部１１３に貼着される非水電解質電池１−２との間では、この開口部によって隙間が生じている。

即ち、ブラケット１１０の中央部分に開口部が形成されていることで、非水電解質電池１−１および１−２は、リブ部１１３の厚みと両面テープ１３０−１および１３０−２の厚みとを合計した寸法の隙間を有してブラケット１１０に装着される。

（バッテリモジュール）
次に、図８を参照して、バッテリユニット１００が組み合わされたバッテリモジュール１６０の構成例について説明する。図８は、バッテリモジュールの構成例を示す分解斜視図である。図８に示すように、バッテリモジュール１６０は、モジュールケース１５０、ゴムシート部１５１、電池部１５２、電池カバー１５４、固定シート部１５５、電気パーツ部１５６、およびボックスカバー１５７を備えて構成されている。

モジュールケース１５０は、バッテリユニット１００を収納して使用機器に搭載するためのケースであり、図８の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が収納可能なサイズとされている。

ゴムシート部１５１は、バッテリユニット１００の底面に敷かれて、衝撃等を緩和するためのシートである。ゴムシート部１５１では、３個のバッテリユニット１００ごとに１枚のゴムシートが設けられ、２４個のバッテリユニット１００に対応するために８枚のゴムシートが用意される。

電池部１５２は、図８の構成例では、２４個のバッテリユニット１００が組み合わされて構成されている。また、電池部１５２では、３個のバッテリユニット１００が並列に接続されて並列ブロック１５３を構成し、８個の並列ブロック１５３が直列に接続される接続構成となっている。

電池カバー１５４は、電池部１５２を固定するためのカバーであり、非水電解質電池１のバスバー１２０に対応した開口部が設けられている。

固定シート部１５５は、電池カバー１５４の上面に配置され、ボックスカバー１５７がモジュールケース１５０に固定されたときに、電池カバー１５４およびボックスカバー１５７に密着して固定するシートである。

電気パーツ部１５６は、バッテリユニット１００の充放電を制御する充放電制御回路等の電気的な部品を有する。充放電制御回路は、例えば、電池部１５２において２本の列をなすバスバー１２０の間の空間に配置される。

ボックスカバー１５７は、モジュールケース１５０に各部が収納された後に、モジュールケース１５０を閉鎖するためのカバーである。

以上説明したように、本技術の非水電解質電池を用いたバッテリユニット１００およびバッテリモジュール１６０が構成される

４．第４の実施の形態
図９は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表しており、図１０は、図９に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図９では、電池パックを分解した状態を示している。

ここで説明する電池パックは、１つの二次電池を用いた簡易型の電池パック（いわゆるソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器等に内蔵される。この電池パックは、例えば、図１０に示したように、第２の実施の形態によるラミネートフィルム型の二次電池である電源２１１と、その電源２１１に接続される回路基板２１６とを備えている。

電源２１１の両側面には、一対の粘着テープ２１８，２１９が貼り付けられている。回路基板２１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection・Circuit・Module ）が形成されている。この回路基板２１６は、電源２１１の正極リード２１２および負極リード２１３に対して一対のタブ２１４，２１５を介して接続されていると共に、外部接続用のコネクタ付きリード線２１７に接続されている。なお、回路基板２１６が電源２１１に接続された状態において、その回路基板２１６は、ラベル２２０および絶縁シート２３１により上下から保護されている。このラベル２２０が貼り付けられることで、回路基板２１６および絶縁シート２３１等は固定されている。

また、電池パックは、例えば、図１０に示しているように、電源２１１と、回路基板２１６とを備えている。回路基板２１６は、例えば、制御部２２１と、スイッチ部２２２と、ＰＴＣ２２３と、温度検出部２２４とを備えている。電源２１１は、正極端子２２５および負極端子２２７を介して外部と接続可能であるため、その電源２１１は、正極端子２２５および負極端子２２７を介して充放電される。温度検出部２２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）２２６を用いて温度を検出可能である。

制御部２２１は、電池パック全体の動作（電源２１１の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリ等を含んでいる。

この制御部２２１は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部２２２を切断させることで、電源２１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部２２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部２２２を切断させて、充電電流を遮断する。

この他、制御部２２１は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部２２２を切断させることで、電源２１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部２２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部２２２を切断させることで、放電電流を遮断する。

スイッチ部２２２は、制御部２２１の指示に応じて、電源２１１の使用状態（電源２１１と外部機器との接続の可否）を切り換えるものである。このスイッチ部２２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチ等を含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）等の半導体スイッチである。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部２２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。

温度検出部２２４は、電源２１１の温度を測定して、その測定結果を制御部２２１に出力するものであり、例えば、サーミスタ等の温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部２２４による測定結果は、異常発熱時において制御部２２１が充放電制御を行う場合や、制御部２２１が残容量の算出時において補正処理を行う場合等に用いられる。

なお、回路基板２１６は、ＰＴＣ２２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板２１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。

５．第５の実施の形態
図１１は、本技術の第１の実施〜第２の実施の形態による電池（以下、二次電池と適宜称する）を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。

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

組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図１１では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。

スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、図１１に示す例では＋側にスイッチ部３０４を設けているが、−側に設けても良い。

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

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

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

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

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

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

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

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

６．第６の実施の形態
上述した本技術の第１の実施の形態〜第２の実施の形態による電池、第３の実施の形態によるバッテリモジュールおよび第４の実施の形態〜第５実施の形態による電池パックは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。

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

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

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

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

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

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

（６−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図１２を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８等を介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置４０４等の独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。

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

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

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

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

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

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

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

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

（６−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１３を参照して説明する。図１３に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。

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

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

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

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

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

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

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

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

＜実施例１−１＞
以下の手順により、正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）、負極活物質として、充放電時の電位がリチウム電位に対して約１．５５Ｖに平坦部を有するチタン酸リチウム（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）を用いて、図３および図４に示したラミネートフィルム型の二次電池を作製した。

（正極の作製）
まず、正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）９０質量部と、導電剤としてケッチェンブラック５質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５質量部を均質に混合してＮ−メチルピロリドンを添加し、正極合剤スラリーを得た。

次に、この正極合剤スラリーを、厚み１０μｍのアルミニウム箔上の両面に、均一に塗布し、乾燥させ圧縮成型し、片面あたりの厚さが３０μｍの正極活物質層（活物質層の体積密度：３．５ｇ／ｃｃ）を形成した。これを幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの形状に切断して正極を得た。

（負極の作製）
負極活物質としてチタン酸リチウム（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）８５質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５質量部と、導電剤としてケッチェンブラック１０質量部とを均質に混合して、Ｎ−メチルピロリドンを添加し負極合剤スラリー得た。

次に、この負極合剤スラリーを、負極集電体となる厚み１０μｍのアルミニウム箔上の片面に、均一に塗布し、乾燥させ圧縮成型し、片面当たりの厚さが３０μｍの負極活物質層を形成した。これを幅５０ｍｍ、長さ３００ｍｍの形状に切断して負極（合剤の体積密度：１．８ｇ／ｃｃ）を得た。

（セパレータ）
セパレータとしては、厚さ１６μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムを用いた。

（電解液の調製）
液状の非水電解質である電解液（非水電解液）としては、溶媒を調製し、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ₆）を１．０ｍｏｌ／ｋｇとなるように溶解させ、さらに添加剤として、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃）Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕を１質量％添加したものを用いた。溶媒は、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とエチルイソプロピルスルホン（ＥｉＰＳ）とを、ＰＣ：ＥＭＣ：ＶＣ：ＥｉＰＳ＝３７：５６：１：５（質量比）で混合した混合溶媒を用いた。

なお、この電解液を用いた電池では、式（１−２）で表される化合物〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃Ｓ−Ｓ（＝Ｏ）₂ＣＨ₂ＣＨ₃〕が電解液中に、電解液に対する質量百分率で０．０５質量％含まれており、負極中にも、電解液中と同じ式（１−２）で表される化合物が含まれる。式（１−２）で表される化合物は、３−メルカプトトリメトキシシランおよびエチルイソプロピルスルホンに由来する化合物であり、３−メルカプトトリメトキシシランおよびエチルイソプロピルスルホンの分解物から生成される。

（電池の組み立て）
正極と負極とを、セパレータを介して巻回した後、アルミニウムラミネートフィルムからなる袋状の外装部材に入れたのち、電解液を２ｇ注液し、その後、袋を熱融着した。以上により、実施例１−１のラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例１−２〜実施例１−３＞
電解液中のプロピレンカーボネート（ＰＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とエチルイソプロピルスルホン（ＥｉＰＳ）との質量比（ＰＣ：ＥＭＣ：ＶＣ：ＥｉＰＳ）を下掲の表１に示す通りに変えた。３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕の濃度を下掲の表１に示す通りに変えた。式（１−２）で表される化合物〔（ＣＨ₃Ｏ）Ｓｉ（ＣＨ₂）₃−Ｓ−Ｓ（＝Ｏ）₂ＣＨ₂ＣＨ₃〕の濃度を下掲の表１に示す通りに変えた。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例１−４〜実施例１−６＞
電解液中の添加剤を３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン〔（ＣＨ₃）（ＣＨ₃Ｏ）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕に変えた。負極中の化合物を式（１−４）で表される化合物〔（ＣＨ₃）（ＣＨ₃Ｏ）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₃−Ｓ−Ｓ（＝Ｏ）₂Ｃ（ＣＨ₃）₂〕に変えた。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−５と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例１−１＞
電解液として、エチルイソプロピルスルホン（ＥｉＰＳ）および３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕を含有しないものを用いた。すなわち、電解液の溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とを、ＰＣ：ＥＭＣ：ＶＣ＝４０：５９：１（質量比）で混合した混合溶媒を用いた。３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕を添加しなかった。以上のこと以外は、実施例１−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例１−２〜比較例１−４＞
電解液として、鎖状スルホン化合物を含有しないものを用いた。すなわち、電解液の溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とを、ＰＣ：ＥＭＣ：ＶＣ＝３９：５９：１（質量比）で混合した混合溶媒を用いた。添加剤として、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕を１質量％になるように添加した。負極に含まれる化合物を３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕にした。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例１−５〜比較例１−７＞
電解液中の添加剤を３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン〔（ＣＨ₃）（ＣＨ₃Ｏ）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕に変えた。負極に含まれる化合物を〔（ＣＨ₃）（ＣＨ₃Ｏ）₂Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕に変えた。以上のこと以外は、比較例１−２〜比較例１−４と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例１−８〜比較例１−１０＞
電解液として、添加剤を含有しないものを用いた。すなわち、溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とエチルイソプロピルスルホン（ＥｉＰＳ）とを、ＰＣ：ＥＭＣ：ＶＣ：ＥｉＰＳ＝３８：５６：１：５（質量比）で混合した混合溶媒を用い、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕を添加しなかった電解液を用いた。負極に含まれる化合物を式（２−２）で表される化合物〔ＨＳ（＝Ｏ）₂Ｃ₂Ｈ₅〕とした。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例１−１１〜比較例１−１３＞
電解液として、シラン・シロキサン化合物を含有しないものを用いた。すなわち、溶媒として、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とエチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）とエチルイソプロピルスルホン（ＥｉＰＳ）とを、ＰＣ：ＥＭＣ：ＶＣ：ＥｉＰＳ＝４０：５９：１：１（質量比）で混合した混合溶媒を用い、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン〔（ＣＨ₃Ｏ）₃Ｓｉ（ＣＨ₂）₃ＳＨ〕を添加しなかった電解液を用いた。負極に含まれる化合物を式（２−４）で表される化合物〔ＨＳ（＝Ｏ）₂ＣＨ（ＣＨ₃）₂〕とした。以上のこと以外は、実施例１−１〜実施例１−３と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例１−１４＞
負極活物質として黒鉛（（Ｃ₆；Ｇｒａｐｈｉｔｅ））を用いたこと以外は、実施例１−２と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

（評価）
作製した各電池について以下の評価を行った。

（高温サイクル試験）
最初に、各電池を２３℃の雰囲気中において０．２Ｃの電流で２サイクル充放電させて、２サイクル目の放電容量を測定した。続いて、６５℃の雰囲気中において３００サイクルの充放電を繰り返し、２サイクル目の放電容量に対する３００サイクルにおける放電容量維持率を、（３００サイクル目の放電容量÷２サイクル目の放電容量）×１００（％）として求めた。

充放電条件としては、０．２Ｃの電流で上限電圧まで定電流定電圧充電し、さらに上限電圧での定電圧で電流値が０．０５Cに達するまで充電したのち、０．２Ｃの電流で終止電圧まで定電流放電した。この「０．２Ｃ」とは、理論容量を５時間で放電しきる電流値である。上限電圧は、２．７Ｖに設定した。なお、後述のリン酸マンガン鉄リチウムを用いた電池（実施例３−３）では２．７Ｖ、リン酸鉄リチウムを用いた電池（実施例３−２等）では２．４Ｖにそれぞれ設定した。

（高温保存時の膨れの測定）
初回容量測定後の各電池を、２３℃の雰囲気中において上記と同様の上限電圧で３時間充電した後、充電状態において８０℃の恒温槽中に２４時間保存し、保存後の電池厚さと保存前の電池厚さとの差から、下記により高温保存時のセル厚の増加率を求めた。
高温保存時のセル厚の増加率（％）＝｛（「保存後の電池厚さ」−「保存前の電池厚さ」）÷「保存前の電池厚さ」｝×１００（％）

表１に評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−６では、高温保存時のガス発生を抑制でき、電池セルの厚さの増加を低減することができた。これらの電池では、鎖状スルホン化合物およびシランカップリング剤を含む電解液を用いることで、負極に式（１−２）または式（１−１４）で表される化合物を含ませることによって、高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制でき、電池セルの厚さの増加を低減することができた。なお、鎖状スルホン化合物として、他の鎖状スルホン化合物を用いた場合も同様の効果を得られる。シランカップリング剤として他のシランカップリング剤を用いた場合も同様の効果を得られる。シランカップリング剤に代えて、シロキサン化合物を用いた場合も同様の効果を得られる。負極に他のジスルフィド結合を有する化合物（例えば、式（１−１）、式（１−３）〜式（１−１３）、式（１−１５）〜式（１−２５）の化合物等）を含む場合も同様の効果を得られる。（以下の実施例でも同様）また、実施例１−１において、電解液中および負極中に、式（１−２）で表される化合物と式（２−２）で表される化合物、式（２−６）で表される化合物とが共存した状態になっていてもよい。実施例１−４において、電解液中および負極中に、式（１−１４）で表される化合物と式（２−４）で表される化合物、式（２−８）で表される化合物とが共存した状態になっていてもよい。

＜実施例２−１〜実施例２−５＞
実施例１−２と同様にして実施例２−４のラミネートフィルム型電池を作製した。電解液中の鎖状スルホン化合物、エチルイソプロピルスルホン（ＥｉＰＳ）の組成を下掲の表２の通りに変えた以外は、実施例２−４と同様にして、実施例２−１〜実施例２−２、実施例２−３〜実施例２−５のラミネートフィルム型電池を作製した。

（評価）
作製した各電池について実施例１−１と同様の評価を行った。評価結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例２−１〜実施例２−５では、高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制でき、電池セルの厚さの増加を低減することができた。また、電解液中の鎖状スルホン化合物の濃度が、０．５質量％以上５質量％以下の場合に、高温サイクル維持率がより高くなり、また、高温保存時のガス発生をより抑制できることが確認できた。

＜実施例３−１＞
実施例１−２と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例３−２＞
正極活物質としてオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄）を用いたこと以外は、実施例３−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例３−３＞
正極活物質としてオリビン型リン酸マンガン鉄リチウム（ＬｉＦｅ_0.25Ｍｎ_0.75ＰＯ₄）を用いたこと以外は、実施例３−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

（評価）
作製した各電池について実施例１−１と同様の評価を行った。評価結果を表３に示す。

表３に示すように、実施例３−１〜実施例３−３では、高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制でき、電池セルの厚さの増加を低減することができた。実施例３−１〜実施例３−３によれば、正極活物質種としては、オリビン構造を有するリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄）、リン酸マンガン鉄リチウム（ＬｉＭｎＦｅＰＯ₄）を用いた場合が、より優れた効果得られた。

＜実施例４−１＞
実施例３−２と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例４−２＞
負極活物質として酸化チタン（ＴｉＯ₂）を用いたこと以外は、実施例４−１と同様にして電池を作製した。

（評価）
作製した各電池について実施例１−１と同様の評価を行った。評価結果を表４に示す。

表４に示すように、実施例４−１〜実施例４−２では、高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制でき、電池セルの厚さの増加を低減することができた。実施例４−１〜実施例４−２によれば、負極活物質種が酸化チタン（ＴｉＯ₂）の場合でも、負極活物質種がＬｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂と同様の効果を得られることができた。

＜実施例５−１＞
実施例３−２と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例５−２＞
電解質塩としてリチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ）を用いたこと以外は、実施例５−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例５−３＞
電解質塩としてリチウムビス（トリフルオロスルホニル）イミド（ＬｉＴＦＳＩ）を用いたこと以外は、実施例５−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

（評価）
作製した各電池について実施例１−１と同様の評価を行った。評価結果を表５に示す。

表５に示すように、実施例５−１〜実施例５−３では、高温サイクル特性を向上できると共に、高温保存時のガス発生を抑制でき、電池セルの厚さの増加を低減することができた。実施例５−２〜実施例５−３によれば、電解質塩種が、ＬｉＦＳＩまたはＬｉＴＦＳＩである場合には、ＬｉＰＦ₆由来のＨＦによる劣化がなく、高温サイクル特性および高温保存時のガス発生抑制効果がより優れていた。

＜実施例６−１＞
実施例１−２と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜実施例６−２＞
実施例３−２と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例６−１＞
負極活物質として黒鉛（（Ｃ₆；Ｇｒａｐｈｉｔｅ））を用いた。下掲の表６に示す電解液を用いた。以上のこと以外は、実施例６−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例６−２＞
正極活物質としてオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄）を用いた。負極活物質として黒鉛（Graphite）を用いた。下掲の表６に示す電解液を用いた。以上のこと以外は、実施例６−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例６−３＞
正極にオリビン型リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄）を用いた。比較例６−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

＜比較例６−４＞
下掲の表６に示す電解液を用いたこと以外は、実施例６−１と同様にしてラミネートフィルム型電池を作製した。

（評価）
作製した各電池について以下の評価を行った。

（サイクル（５Ｃ）試験）
サイクル特性（５Ｃ）を調べる場合には、電池状態を安定化させるために常温（２３℃）環境中で電池を１サイクル充放電させたのち、同環境下で電池をさらに１サイクル充放電させて放電容量を測定した。

続いて、同環境下でのサイクル数合計が１０００サイクルになるまで充放電を繰り返して放電容量を測定した。

この結果から、５Ｃサイクル容量維持率（％）＝（１０００サイクル目の放電容量／２サイクル目の放電容量）×１００を算出した。

充電時には、５．０Ｃの電流で上限電圧まで定電流充電したのち、上限電圧で電流が０．０５Ｃになるまで定電圧充電を行った。なお、「上限電圧−終止電圧）」は、実例６−１および比較例６−３：４．３Ｖ−３．０Ｖ、実施例６−２および比較例６−４：２．４Ｖ−０．５Ｖ、比較例６−１：４．２Ｖ−２．５Ｖ、比較例６−２：３．６Ｖ−２．０Ｖとした。「５．０Ｃ」および「０．０５Ｃ」は、それぞれ電池容量（理論容量）を１２分、２０時間で放電しきる電流値である。

評価結果を表６に示す。

表６に示すように、実施例６−１〜実施例６−２では、負極活物質種として、チタン酸リチウム（Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂）を用い、鎖状スルホン化合物およびシランカップリング剤を含む電解液を用いて、負極に式（１−２）で表される化合物を含ませることによって、高出力サイクル特性をより優れたものとすることができた。なお、比較例６−１のように正極：コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ₂）、負極：黒鉛の場合では、５Ｃ相当の高い電流値をかけたサイクル維持率は大幅に低下してしまう。

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

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

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

また、上述の実施の形態および実施例では、ラミネートフィルム型、円筒型の電池等について説明したが、角型、コイン型またはボタン型等の電池であってもよい。さらに、上述の実施の形態および実施例では、電極反応にリチウムを用いる場合を説明したが、ナトリウム（Ｎａ）またはカリウム（Ｋ）などの他のアルカリ金属、またはマグネシウムまたはカルシウム（Ｃａ）などのアルカリ土類金属、またはアルミニウムなどの他の軽金属を用いる場合についても、本技術を適用することができ、同様の効果を得ることができる。

また、上記実施の形態および実施例では、本技術の電池における化合物の組み合わせについて、実施例の結果から導き出された適正範囲を説明しているが、その説明は、上記した組み合わせ以外となる可能性を完全に否定するものではない。すなわち、上記した適正範囲は、あくまで本技術の効果を得る上で特に好ましい範囲であり、本技術の効果が得られるのであれば、上記した範囲に限定されない。

本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
正極活物質を含む正極と、
負極活物質を含む負極と、
非水溶媒と電解質塩と添加剤とを含有する電解液を含む電解質と
を備え、
前記負極活物質は、少なくともチタンと酸素とを構成元素として含有するチタン含有無機酸化物を含み、
前記非水溶媒は、鎖状スルホン化合物を含み、
前記添加剤は、シランカップリング剤およびシロキサン化合物の少なくとも何れか一の化合物を含む電池。
［２］
前記一の化合物は、メルカプト基を有するシランカップリング剤である［１］に記載の電池。
［３］
前記鎖状スルホン化合物の含有量は、前記電解液に対して、０．１質量％以上２０質量％以下である［１］〜[２]の何れかに記載の電池。
［４］
前記正極活物質は、オリビン構造を有し、且つ、リチウムと遷移金属元素の少なくとも１種とリンとを少なくとも含むリン酸化合物、または、スピネル構造を有し、且つ、リチウムとマンガンとを少なくとも含むリチウムマンガン複合酸化物である［１］〜[３]の何れかに記載の電池。
［５］
前記チタン含有無機酸化物は、少なくともリチウムおよびチタンを構成元素として有するチタン含有リチウム複合酸化物、または、チタンと酸素とを構成元素として有するチタン酸化物である［１］〜[４]の何れかに記載の電池。
［６］
前記電解質塩は、リチウムビス（フルオロ）スルホニルイミドおよびリチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドの少なくとも１種を含む［１］〜[５]の何れかに記載の電池。
［７］
前記電解質は、前記電解液を保持する高分子化合物をさらに含む［１］〜[６]の何れかに記載の電池。
［８］
正極活物質を含む正極と、
負極活物質を含む負極と、
非水溶媒および電解質塩を含む電解液を含む電解質と
を備え、
前記負極活物質は、少なくともチタンと酸素とを構成元素として含有するチタン含有無機酸化物を含み、
前記負極は、シランカップリング剤またはシロキサン化合物と鎖状スルホン化合物とに由来する第１の化合物を含む電池。
［９］
前記シランカップリング剤は、メルカプト基を有するシランカップリング剤である［８］に記載の電池。
［１０］
鎖状スルホン化合物に由来する第２の化合物をさらに含む［８］〜[９]の何れかに記載の電池。
［１１］
前記第１の化合物は、式（１）で表されるジスルフィド化合物の少なくとも１種を含む［８］〜[１０]の何れかに記載の電池。

（式中、ｎは１以上８以下の整数である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、各々独立してハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基またはシロキサン基である。）
［１２］
前記電解質に含まれる前記式（１）で表されるジスルフィド化合物の含有量は、前記電解液の質量に対して、０．０５質量％以上０．５質量％以下である［１１］に記載の電池。
［１３］
前記第２の化合物は、式（２）で表されるスルホニル化合物の少なくとも１種を含む［１０］に記載の電池。

（式中、Ｒ５は、ハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはアルコキシ基である。Ｒ６は、ＨまたはＬｉである。）
［１４］
［１］〜[１３] の何れかに記載の電池を複数有するバッテリモジュール。
［１５］
［１］〜[１３]の何れかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
前記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１６］
［１］〜[１３]の何れかに記載の電池を有し、前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１７］
［１］〜[１３]の何れかに記載の電池と、
前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
［１８］
［１］〜[１３]の何れかに記載の電池を有し、前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
［１９］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う［１８］に記載の蓄電装置。
［２０］
［１］〜[１３]の何れかに記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される電力システム。

１−１・・・非水電解質電池、１−１Ａ・・・電池本体、１−２・・・非水電解質電池、１−２Ａ・・・電池本体、３−１・・・正極リード、３−２・・・正極リード、４−１・・・負極リード、４−２・・・負極リード、１１・・・電池缶、１２，１３・・・絶縁板、１４・・・電池蓋、１５・・・安全弁機構、１５Ａ・・・ディスク板、１６・・・熱感抵抗素子、１７・・・ガスケット、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極活物質層、２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極活物質層、２３・・・セパレータ、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、３０・・・巻回電極体、３１・・・正極リード、３２・・・負極リード、３３・・・正極、３３Ａ・・・正極集電体、３３Ｂ・・・正極活物質層、３４・・・負極、３４Ａ・・・負極集電体、３４Ｂ・・・負極活物質層、３５・・・セパレータ、３６・・・電解質、３７・・・保護テープ、４０・・・外装部材、４１・・・密着フィルム、６０・・・外装部材、６１・・・密着フィルム、７０・・・積層電極体、７１・・・正極リード、７２・・・負極リード、７３・・・正極、７４・・・負極、７５・・・セパレータ、７６・・・固定部材、１００・・・バッテリユニット、１１０・・・ブラケット、１１１・・・面取り部、１１２・・・外周壁、１１３・・・リブ部、１２０・・・バスバー、１２０−１・・バスバー、１２０−１・・・バスバー、１３０−１・・・両面テープ、１３０−２・・・両面テープ、１５０・・・モジュールケース、１５１・・・ゴムシート部、１６０・・・バッテリモジュール、２１１・・・電源、２１２・・・正極リード、２１３・・・負極リード、２１４、２１５・・・タブ、２１６・・・回路基板、２１７・・・コネクタ付きリード線、２１８、２１９・・・粘着テープ、２２０・・・ラベル、２２１・・・制御部、２２２・・・スイッチ部、２２４・・・温度検出部、２２５・・・正極端子、２２７・・・負極端子、２３１・・・絶縁シート、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・エアコン、４０５ｃ・・・テレビ、４０５ｄ・・・バス、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・センサ、５１１・・・充電口

Claims (20)

1. 正極活物質を含む正極と、
   負極活物質を含む負極と、
   非水溶媒と電解質塩と添加剤とを含有する電解液を含む電解質と
   を備え、
   前記負極活物質は、少なくともチタンと酸素とを構成元素として含有するチタン含有無機酸化物を含み、
   前記非水溶媒は、鎖状スルホン化合物を含み、
   前記添加剤は、シランカップリング剤およびシロキサン化合物の少なくとも何れか一の化合物を含む電池。
2. 前記一の化合物は、メルカプト基を有するシランカップリング剤である請求項１に記載の電池。
3. 前記鎖状スルホン化合物の含有量は、前記電解液に対して、０．１質量％以上２０質量％以下である請求項１に記載の電池。
4. 前記正極活物質は、オリビン構造を有し、且つ、リチウムと遷移金属元素の少なくとも１種とリンとを少なくとも含むリン酸化合物、または、スピネル構造を有し、且つ、リチウムとマンガンとを少なくとも含むリチウムマンガン複合酸化物である請求項１に記載の電池。
5. 前記チタン含有無機酸化物は、少なくともリチウムおよびチタンを構成元素として有するチタン含有リチウム複合酸化物、または、チタンと酸素とを構成元素として有するチタン酸化物である請求項１に記載の電池。
6. 前記電解質塩は、リチウムビス（フルオロ）スルホニルイミドおよびリチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）イミドの少なくとも１種を含む請求項１に記載の電池。
7. 前記電解質は、前記電解液を保持する高分子化合物をさらに含む請求項１に記載の電池。
8. 正極活物質を含む正極と、
   負極活物質を含む負極と、
   非水溶媒および電解質塩を含む電解液を含む電解質と
   を備え、
   前記負極活物質は、少なくともチタンと酸素とを構成元素として含有するチタン含有無機酸化物を含み、
   前記負極は、シランカップリング剤またはシロキサン化合物と鎖状スルホン化合物とに由来する第１の化合物を含む電池。
9. 前記シランカップリング剤は、メルカプト基を有するシランカップリング剤である請求項８に記載の電池。
10. 鎖状スルホン化合物に由来する第２の化合物をさらに含む請求項８に記載の電池。
11. 前記第１の化合物は、式（１）で表されるジスルフィド化合物の少なくとも１種を含む請求項８に記載の電池。
    

    

    （式中、ｎは１以上８以下の整数である。Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３およびＲ４は、各々独立してハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基、アルコキシ基またはシロキサン基である。）
12. 前記電解質に含まれる前記式（１）で表されるジスルフィド化合物の含有量は、前記電解液の質量に対して、０．０５質量％以上０．５質量％以下である請求項１１に記載の電池。
13. 前記第２の化合物は、式（２）で表されるスルホニル化合物の少なくとも１種を含む請求項１０に記載の電池。
    

    

    （式中、Ｒ５は、ハロゲン基、アルキル基、ハロゲン化アルキル基またはアルコキシ基である。Ｒ６は、ＨまたはＬｉである。）
14. 請求項１に記載の電池を複数有するバッテリモジュール。
15. 請求項１に記載の電池と、
    前記電池を制御する制御部と、
    前記電池を内包する外装と
    を有する電池パック。
16. 請求項１に記載の電池を有し、前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
17. 請求項１に記載の電池と、
    前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
    前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
    を有する電動車両。
18. 請求項１に記載の電池を有し、前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
19. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
    前記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、前記電池の充放電制御を行う請求項１８に記載の蓄電装置。
20. 請求項１に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から前記電池に電力が供給される電力システム。

Images