JP2016170859A - 電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents

電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム Download PDF

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洋樹 三田
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一正 武志
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Abstract

【課題】高温サイクル特性を向上できる電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供する。
【解決手段】電池は、正極と、負極と、電解質とを有する。電解質は、電解液と、電解液を保持する高分子化合物とを有する。高分子化合物は、所定の２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含む。
【選択図】図２

Description

本技術は、電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
近年、携帯電話機または携帯情報端末機器などに代表される電子機器が広く普及しており、そのさらなる小型化、軽量化および長寿命化が強く求められている。これに伴い、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。
この二次電池は、最近では、上記した電子機器に限らず、電動ドリルなどの電動工具、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システムに代表される多様な用途への適用も検討されている。これらの電源として、高出力且つ高容量の二次電池の開発が進められている。
二次電池では、液状の電解質（電解液）やゲル状の電解質などが使用されている。例えば、特許文献１および特許文献２には、ポリアクリロニトリルを含むゲル状の電解質を用いた二次電池が記載されている。
特許第４１９３２４８号公報 特許第４１６１４３１号公報
電池では、高温サイクル特性を向上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電解質、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム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、電解液と、電解液を保持する高分子化合物とを含有し、高分子化合物は、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含む電解質である。
（式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。ｎ、ｍは２種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ）を示す。）
本技術は、正極と、負極と、電解質とを備え、電解質は、電解液と、電解液を保持する高分子化合物とを含有し、高分子化合物は、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含む電池である。
本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述の電池を備えるものである。
本技術の電解質によれば、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含むので、高温サイクル特性を向上できる。本技術の電池によれば、電解質が、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含むので、高温サイクル特性を向上できる。本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムにおいても同様の効果を得ることができる。
図１は本技術の第１の実施の形態に係る電池の構成の一例を示す分解斜視図である。 図２は図１に示す巻回電極体のI−I線に沿った断面構成を表す断面図である。 図３Ａ〜図３Ｃは、本技術の第１の実施の形態に係る電池の構成の他の例を示す分解斜視図である。 図４は本技術の第２の実施の形態に係る電池パックの構成例を示す斜視図である。 図５は図４に示した電池パックの構成例を示すブロック図である。 図６は本技術の第３の実施の形態に係る電子機器の構成例を示すブロック図である。 図７は本技術の第４の実施の形態に係る蓄電システムの構成例を示す概略図である。 図８は本技術の第５の実施の形態に係る電動車両の一構成例を示す概略図である。 図９は電解質の透明状態および濁っている状態を示す写真である。
以下、本技術を実施するための最良の形態（以下、「実施の形態」とする）について説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（ラミネートフィルム型の電池の例）
２．第２の実施の形態（電池パックの例）
３．第３の実施の形態（電子機器の例）
４．第４の実施の形態（蓄電システムの例）
５．第５の実施の形態（電動車両の例）
６．他の実施の形態（変形例）
なお、以下に説明する実施の形態など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など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）ラミネートフィルム型の電池の構成例
本技術の第１の実施の形態では、一例として、ラミネートフィルム型の非水電解質二次電池（以下、「非水電解質電池」または単に「電池」という）について、図１および図２を参照しながら説明する。
非水電解質電池は、外装部材４０の内部に、巻回電極体３０が収納されたものである。巻回電極体３０には、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられている。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、薄板状の導電部材であり、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などにより構成されている。負極リード３２は、例えば、薄板状の導電部材であり、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）またはステンレス（ＳＵＳ）などにより構成されている。
（外装部材）
外装部材４０は、フィルム状の部材である。外装部材４０は、例えば、融着層、金属層および表面保護層がこの順に積層されたラミネートフィルムである。融着層は、例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂などで構成される。金属層は、例えば、アルミニウムなどで構成される。表面保護層は、例えば、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレートなどで構成される。外装部材４０は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよく、高分子フィルム単体または金属フィルム単体でもよい。
外装部材４０と正極リード３１との間には、密着フィルム４１が介在されている。同様に、外装部材４０と負極リード３２との間には、密着フィルム４１が介在されている。密着フィルム４１は、例えば、金属材料との接着性が高い材料などで構成されている。この材料としては、例えば、ポリオレフィン樹脂などの樹脂材料が挙げられる。
巻回電極体３０は、例えば、セパレータ３５および電解質層３６を介して正極３３と負極３４とが積層および巻回されたものである。巻回電極体３０の最外周部は、必要に応じて保護テープ３７により覆われている。巻回電極体３０は、セパレータ３５を省略したものであってもよい。
（正極）
正極３３は、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、正極３３は、正極集電体３３Ａの片面のみに正極活物質層３３Ｂが設けられた領域を有していてもよい。
正極集電体３３Ａとしては、例えばアルミニウム箔、ニッケル箔、またはステンレス箔などの金属箔を用いることができる。正極集電体３３Ａには、正極リード３１が接続される。正極リード３１の接続位置は、例えば、正極活物質層３３Ｂが形成されていない、正極集電体３３Ａの一端部などである。
正極活物質層３３Ｂは、正極活物質を含む。正極活物質層３３Ｂは、必要に応じて、導電剤、結着剤などの他の材料を含んでいてもよい。
（正極活物質）
正極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出可能な材料を用いることができる。正極活物質としては、例えば、リチウム含有化合物を用いることができる。
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複合酸化物（「リチウム遷移金属複合酸化物」と称する）、リチウムと遷移金属元素とを含むリン酸化合物（「リチウム遷移金属リン酸化合物」と称する）などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素としてコバルト（Ｃｏ）、ニッケル、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）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。
リチウム遷移金属複合酸化物としては、例えば、層状岩塩型構造のリチウム遷移金属複合酸化物、スピネル型構造のリチウム遷移金属複合酸化物などが挙げられる。
層状岩塩型構造のリチウム遷移金属複合酸化物としては、例えば、一般式ＬｉxＭ１Ｏ2（式中、Ｍ１は１種類以上の遷移金属元素を含む元素を表す。ｘの値は、一例として、０．０５≦ｘ≦１．１０である。ｘの値は電池の充放電状態によって異なる。なお、ｘの値はこれに限定されるものではない。）で表されるリチウム含有化合物などが挙げられる。より具体的には、例えば、リチウムコバルト複合酸化物（ＬｉxＣｏＯ2）、リチウムニッケル複合酸化物（ＬｉxＮｉＯ2）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（ＬｉxＮｉ1-zＣｏzＯ2（０＜ｚ＜１））、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉxＮｉ(1-v-w)ＣｏvＭｎwＯ2（０＜ｖ＋ｗ＜１、ｖ＞０、ｗ＞０））、リチウムコバルトアルミニウムマグネシウム複合酸化物（ＬｉxＣｏ(1-p-q)ＡｌpＭｇqＯ2（０＜ｐ＋ｑ＜１、ｐ＞０、ｑ＞０））などが挙げられる。
スピネル型構造のリチウム遷移金属複合酸化物としては、例えば、リチウムマンガン複合酸化物（ＬｉＭｎ2Ｏ4）、リチウムマンガンニッケル複合酸化物（ＬｉxＭｎ2-tＮｉtＯ4（０＜ｔ＜２））などが挙げられる。
リチウム遷移金属リン酸化合物としては、例えば、オリビン型構造のリチウム遷移金属リン酸化合物などが挙げられる。
オリビン型構造のリチウム遷移金属リン酸化合物としては、例えば、一般式ＬｉyＭ２ＰＯ4（式中、Ｍ２は１種類以上の遷移金属元素を含む元素を表す。ｙの値は、一例として、０．０５≦ｙ≦1．1０である。ｙの値は電池の充放電状態によって異なる。なお、ｙの値はこの範囲に限定されるものではない。）で表されるリチウム含有化合物などが挙げられる。より具体的には、例えば、リチウム鉄リン酸化合物（ＬｉyＦｅＰＯ4）、リチウム鉄マンガンリン酸化合物（ＬｉyＦｅ1-uＭｎuＰＯ4（０＜ｕ＜１））などが挙げられる。
正極活物質としては、上述したリチウム含有化合物の粒子と、リチウム含有化合物の粒子の表面の少なくとも一部に設けられた被覆層とを有する被覆粒子を用いてもよい。このような被覆粒子を用いることで、電池特性をより向上できる。
被覆層は、母材となるリチウム含有化合物の粒子（母材粒子）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。被覆層としては、例えば、酸化物や遷移金属化合物などを含むものが挙げられる。具体的には、被覆層としては、例えば、リチウムとニッケルおよびマンガンのうちの少なくとも一方とを含む酸化物、または、ニッケル、コバルト、マンガン、鉄（Ｆｅ）、アルミニウム、マグネシウム（Ｍｇ）および亜鉛（Ｚｎ）からなる群のうちの少なくとも１種と、酸素（Ｏ）と、リン（Ｐ）とを含む化合物などを含む。被覆層は、フッ化リチウムなどのハロゲン化物または酸素以外のカルコゲン化物を含むようにしてよい。
被覆層の存在は、正極活物質の表面から内部に向かって構成元素の濃度変化を調べることで、確認することができる。例えば、濃度変化は、被覆層が設けられたリチウム含有化合物の粒子をスパッタリングなどにより削りながらその組成をオージェ電子分光分析（Auger Electron Spectroscopy ;AES）またはＳＩＭＳ（Secondary Ion Mass Spectrometry ；二次イオン質量分析）により測定することが可能である。また、被覆層が設けられたリチウム含有化合物の粒子を酸性溶液中などでゆっくり溶解させ、その溶出分の時間変化を誘導結合高周波プラズマ（Inductively Coupled Plasma;ICP）分光分析などにより測定することも可能である。
その他、正極活物質としては、例えば、酸化物、二硫化物、リチウムを含有しないカルコゲン化物（特に層状化合物やスピネル型化合物）、導電性高分子などを用いることができる。酸化物としては、例えば、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）などが挙げられる。二硫化物としては、例えば、二硫化鉄（ＦｅＳ2）、二硫化チタン（ＴｉＳ2）、二硫化モリブデン（ＭｏＳ2）などが挙げられる。リチウムを含有しないカルコゲン化物としては、例えば、二セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ2）などが挙げられる。導電性高分子としては、硫黄、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレンまたはポリピロールなどが挙げられる。
正極活物質は、上記で例示した正極活物質以外であってもよい。また、上記で例示した正極活物質は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
（導電剤）
導電剤としては、例えば、炭素材料などを用いることができる。炭素材料としては、例えば、グラファイト、カーボンブラックまたはアセチレンブラックなどが挙げられる。なお、導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料または導電性高分子などでもよい。
（結着剤）
結着剤としては、例えば、樹脂材料などを用いることができる。樹脂材料としては、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）またはカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）などが挙げられる。
（負極）
負極３４は、負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂが設けられた構造を有している。なお、負極３４は、負極集電体３４Ａの片面のみに負極活物質層３４Ｂが設けられた領域を有していてもよい。
負極集電体３４Ａとしては、例えば、銅箔などの金属箔を用いることができる。負極集電体３４Ａには、負極リード３２が接続される。負極リード３２の接続位置は、例えば、負極活物質層３４Ｂが形成されていない、例えば負極集電体３４Ａの一端部などである。
負極活物質層３４Ｂは、負極活物質を含む。負極活物質層３４Ｂは、必要に応じて結着剤、導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。結着剤としては、正極３３の結着剤と同様の材料などを用いることができる。導電剤としては、正極３３の導電剤と同様の材料などを用いることができる。
（負極活物質）
負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出可能な材料を用いることができる。負極活物質としては、例えば、炭素材料を用いることができる。炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができる。
炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上の難黒鉛化性炭素、または（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下の黒鉛（グラファイト）などである。より具体的には、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭またはカーボンブラック類などである。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂またはフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）されたものである。この他、炭素材料は、約１０００℃以下で熱処理された低結晶性炭素または非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状または鱗片状のいずれでもよい。
炭素材料の他、負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素の少なくとも一方を構成元素として含む材料（「金属系材料」と称する）を用いることできる。金属系材料は、例えば、単体、合金または化合物でもよいし、これらの２種以上の混合物でもよい。金属系材料を用いた場合には、高いエネルギー密度を得ることができるので好ましい。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物またはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
上記の金属元素または半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム、チタン（Ｔｉ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛、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）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
金属系材料としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素または半金属元素を構成元素として含むものが好ましい。これらの中でも、ケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含む材料（「ケイ素およびスズの少なくとも一方を含む材料」と称する）がより好ましく、少なくともケイ素を含む材料（「ケイ素を含む材料」と称する）が特に好ましい。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができる。
ケイ素およびスズの少なくとも一方を含む材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料などが挙げられる。
ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ、ニッケル、銅（Ｃｕ）、鉄、コバルト（Ｃｏ）、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ以外の第２の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
スズの化合物またはケイ素の化合物としては、例えば、酸素あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
中でも、スズを含む材料としては、コバルトと、スズと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ（Ｎｂ）、ゲルマニウム、チタン、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム、リン、ガリウムまたはビスマスが好ましく、２種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。
なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズと、コバルトと、炭素とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズなどが凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。
元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、グラファイトであれば、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは、２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。
なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばＣ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
その他、負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物などを用いることができる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）などのチタンとリチウムとを含むリチウムチタン酸化物、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどが挙げられる。高分子化合物としては、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどが挙げられる。
なお、負極活物質として、リチウムを含む金属を用いてもよい。リチウムを含む金属としては、例えば、リチウム金属、リチウムを含む合金などが挙げられる。この場合、負極活物質層２２Ｂを、リチウムを含む金属で構成してもよい。
負極活物質は、上記以外であってもよい。また、上記で例示した負極活物質は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
負極活物質層２２Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、塗布法もしくは焼成法、またはそれらの２種以上の方法を用いて形成されてもよい。
なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長（Chemical Vapor Depositioｎ：ＣＶＤ）法またはプラズマ化学気相成長法などが挙げられる。液相法としては、電解鍍金または無電解鍍金などの公知の手法を用いることができる。塗布法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤などと混合したのち、溶剤に分散させて塗布する方法である。焼成法とは、例えば、塗布法によって塗布したのち、結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。
（セパレータ）
セパレータ３５は、正極３３と負極３４とを隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡（ショート）を防止しながらリチウムイオンを通過させるものである。
セパレータ３５は、例えば、樹脂を含む多孔質膜である。この樹脂を含む多孔質膜は、例えば、樹脂材料を延伸開孔法、相分離法などで成形することにより得られる。なお、樹脂を含む多孔質膜の製造方法は、これらに限定されるものではない。
セパレータ３５を構成する樹脂材料には、例えばポリプロピレンもしくはポリエチレンなど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などを用いることができる。
セパレータ３５は、樹脂を含む多孔質膜を２以上積層した構造を有するものであってもよい。樹脂を含む多孔質膜は、２種以上の樹脂材料が混合されたもの（２種以上の樹脂材料を溶融混練して形成したもの）であってもよい。ポリオレフィン樹脂を含む多孔質膜は、正極５３と負極５４との分離性に優れ、内部短絡の発生をより低減できるので、好ましい。
セパレータ３５は、不織布であってもよい。不織布は、繊維を織ったり編んだりしないで、繊維間を接合もしくは絡合、または接合および絡合した構造体である。不織布の原料には繊維に加工できるほとんどの物質を使用することができ、繊維長や太さなどの形状を調整することで、目的、用途に応じた機能を持たせることができる。
不織布としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維を用いた透気性膜（ポリエチレンテレフタレート不織布）などが挙げられる。なお、透気性膜とは、透気性を有する膜のことをいう。その他、不織布としては、アラミド繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、ポリオレフィン繊維、または、ナイロン繊維などを用いたものなどが挙げられる。不織布は、２種以上の繊維を用いたものであってもよい。
セパレータ３５は、無機粒子、有機粒子などの粒子を含むものであってもよい。例えば、このようなセパレータ３５としては、基材と、基材の両方の主面のうちの少なくとも一方に表面層が形成されたものなどである。基材は、例えば、上記した樹脂を含む多孔質膜、不織布などである。表面層は、例えば、樹脂材料と粒子とを含む多孔質層などである。樹脂材料は、例えば、フィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していてもよい。
（粒子）
粒子としては、例えば、無機粒子および有機粒子の少なくとも一つを用いることができる。無機粒子としては、具体的には、電気絶縁性の無機粒子である金属酸化物、金属酸化物水和物、金属水酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物、鉱物などが挙げられる。
金属酸化物または金属酸化物水和物としては、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（Ａｌ2Ｏ3・Ｈ2ＯまたはＡｌＯＯＨ）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、ＺｒＯ2）、酸化ケイ素（シリカ、ＳｉＯ2）または酸化イットリウム（イットリア、Ｙ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などが挙げられる。
金属窒化物としては、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ホウ素（ＢＮ）または窒化チタン（ＴｉＮ）などが挙げられる。金属炭化物としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）などが挙げられる。金属硫化物としては、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）などが挙げられる。
金属水酸化物としては水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）などが挙げられる。鉱物としては、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ、Ｍは金属元素、ｘ≧２、ｙ≧０）などの多孔質アルミノケイ酸塩、タルク（Ｍｇ3Ｓｉ4Ｏ10（ＯＨ）2）などの層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）などが挙げられる。
その他の無機粒子としては、リチウム化合物の粒子、炭素材料の粒子などが挙げられる。リチウム化合物としては、Ｌｉ2Ｏ4、Ｌｉ3ＰＯ4、ＬｉＦなどが挙げられる。炭素材料としては、黒鉛、カーボンナノチューブ、ダイヤモンドなどが挙げられる。
これら無機粒子は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。無機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状、針状、鱗片状または板状などであってもよい。
有機粒子を構成する材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレンなどの含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体などの含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルなどのゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、全芳香族ポリアミド（アラミド）などのポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステルなどの融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の高い耐熱性を有する樹脂などが挙げられる。
これら材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。有機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、繊維状、針状、鱗片状または板状などであってもよい。
（電解質層）
電解質層３６は、電解液が高分子化合物により保持されたものであり、必要に応じて、添加剤などの他の材料を含んでいてもよい。この電解質層３６は、例えば、いわゆるゲル状の電解質である。
電解質層３６は、正極３３および負極３４の間に形成されるものである。例えば、電解質層３６は、正極３３および負極３４の間に形成される。具体的には、例えば、正極３３およびセパレータ３５の間、並びに、負極３４およびセパレータ３５の間の少なくとも一方に形成される。なお、図２に示す例では、電解質層３６は、正極３３およびセパレータ３５の間、並びに、負極３４およびセパレータ３５の間の両方に形成されている。セパレータ３５を省略した構成では、電解質層３６は、正極３３および負極３４の間に形成される。
（電解液）
電解液は、例えば、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である。非水電解液は、必要に応じて電池特性を向上させるための添加剤などを含んでいてもよい。
（電解質塩）
電解質塩は、例えば、リチウム塩などの軽金属化合物の１種または２種以上を含有している。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3ＳＯ3）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2ＳｉＦ6）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）または臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などが挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムからなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。
（非水溶媒）
非水溶媒としては、例えば、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、ラクトン、鎖状カルボン酸エステル、ニトリルなどを用いることができる。これらの化合物を用いることで、より優れた電池容量、サイクル特性、保存特性などが得られる。
環状炭酸エステルとしては、例えば、炭酸エチレン（エチレンカーボネート）、炭酸プロピレン（プロピレンカーボネート）、炭酸ブチレンなどが挙げられる。鎖状炭酸エステルとしては、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、炭酸メチルプロピルなどが挙げられる。ラクトンとしては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどが挙げられる。カルボン酸エステルとしては、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチル、トリメチル酢酸エチルなどが挙げられる。ニトリルとしては、例えば、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３−メトキシプロピオニトリルなどが挙げられる。
その他、非水溶媒としては、例えば、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリジノン、Ｎ−メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ’−ジメチイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、燐酸トリメチル、ジメチルスルホキシドなどを用いることができる。上記と同様の利点が得られるからである。
中でも、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルの１種または２種以上を用いることが好ましい。より優れた電池容量、サイクル特性、保存特性などが得られるからである。
２種以上を用いる場合には、高粘度（高誘電率）溶媒（例えば比誘電率ε≧３０）と、低粘度溶媒（例えば粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度がより向上するからである。高粘度溶媒は、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレンなどであり、低粘度溶媒は、例えば、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチル、炭酸ジエチルなどである。
非水溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルトン（環状スルホン酸エステル）および酸無水物の１種または２種以上を含有していてもよい。電解液の化学的安定性がより向上するからである。
不飽和環状炭酸エステルとは、１または２以上の不飽和炭素結合（炭素間二重結合および炭素間三重結合の少なくとも一方）を有する環状炭酸エステルである。不飽和環状炭酸エステルとしては、例えば、炭酸ビニレン、炭酸ビニルエチレンおよび炭酸メチレンエチレンなどが挙げられる。
ハロゲン化炭酸エステルとは、１または２以上のハロゲンを構成元素として含む環状または鎖状の炭酸エステルである。環状のハロゲン化炭酸エステルとしては、例えば、４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン、４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オンなどが挙げられる。鎖状のハロゲン化炭酸エステルとしては、例えば、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）、炭酸ジフルオロメチルメチルなどが挙げられる。スルトンとしては、例えば、プロパンスルトン、プロペンスルトンなどが挙げられる。無水物としては、例えば、無水コハク酸、無水エタンジスルホン酸、無水スルホ安息香酸などが挙げられる。ただし、非水溶媒は、上記した化合物以外の化合物を含んでいてもよい。
（高分子化合物）
高分子化合物としては、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体（「共重合体１」と称する）を用いることができる。なお、「２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体」には、２種の繰り返し単位のみを有する共重合体の他に、２種の繰り返し単位以外の他の種類の繰り返し単位を有するものも含まれる。
（式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。ｎ、ｍは２種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ）を示す。）
「炭化水素基」は、ＣおよびＨにより構成される基の総称であり、直鎖状でもよいし、１または２以上の側鎖を有する分岐状でもよいし、環状でもよい。典型的には、「２価の炭化水素基」は、例えば、「２価の飽和炭化水素基」などである。「飽和炭化水素基」は、炭素間多重結合を有しない脂肪族炭化水素基である。なお、「脂肪族炭化水素基」には、環を持つ脂環式炭化水素基も含まれる。「２価の飽和炭化水素基」は、例えば、メチレン基（−ＣＨ2−）などのアルキレン基（−ＣpＨ2p−：ｐは１以上の整数）などである。
「酸素含有基」は、少なくともＯを含む基であり、例えば、ＣおよびＯにより構成される基、Ｃ、ＯおよびＨにより構成される基などである。「２価の酸素含有基」は、例えば、エステル基（−ＣＯ−Ｏ−）、オキシメチレン基（−ＣＨ2−Ｏ−）などのアルキレンオキシ基などである。
「フッ素含有炭化水素基」は、上記した炭化水素基のうちの少なくとも一部の水素基（−Ｈ）がフッ素基により置換されたものである。「１価のフッ素含有炭化水素基」は、ペンタフルオロエチル基（−Ｃ2Ｆ5）などのパーフルオロアルキル基などが挙げられる。
共重合体１において、より優れた効果を得られる観点から、ｎ、ｍの一例としては、４５≦ｎ≦９５、５≦ｍ≦５５であることが好ましい。
共重合体１として、より優れた効果を得られる観点から、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位に加え、「−（ＣＨ2−ＣＨＺ）ｏ−」で表される繰り返し単位をさらに有するものが好ましい。このような共重合体としては、一般式（１ａ）で表される３種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体（「共重合体１ａ」と称する）が挙げられる。
「３種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体」には、３種の繰り返し単位のみを有する共重合体の他に、３種の繰り返し単位以外の他の種類の繰り返した単位を有するものも含まれる。
（式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。Ｚは芳香族環を含む１価の有機基である。ｎ、ｍ、ｏは３種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ：ｏ）を示す。）
「有機基」は、少なくとも炭素を含む基であり、炭素以外の他の元素の１種または２種以上を有していてもよい。「芳香族環を含む１価の有機基」は、例えば、「芳香族環を含む１価の炭化水素基」などであり、具体的には、例えばフェニル基（−Ｃ6Ｈ5）などである。
共重合体１ａにおいて、より優れた効果を得られる観点から、ｎ、ｍ、ｏの一例としては、４５≦ｎ≦９５、５≦ｍ≦５５、０＜ｏ≦５０であることが好ましい。
高分子化合物としては、共重合体１を単独で用いてもよく、共重合体１と他の高分子化合物とを混合したものを用いてもよい。他の高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデン由来の繰り返し単位を含む単独重合体（ホモポリマー）または共重合体（コポリマー）（「フッ化ビニリデンを含む重合体」と称する）が、好ましい。
フッ化ビニリデンを含む重合体としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（フッ化ビニリデン単独重合体）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体などが挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種を混合して用いてもよい。これらの中でも、ポリフッ化ビニリデン、または、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロピレン共重合体が好ましく、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロピレン共重合体がより好ましい。
フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体に含まれるヘキサフルオロプロピレン由来の繰り返し単位のモル百分率は、典型的な一例として、４．５ｍｏｌ％以上２０ｍｏｌ％以下である。
（共重合体１および他の高分子化合物の混合比）
共重合体１および他の高分子化合物の混合比は、典型的な一例として、質量比（共重合体１：他の高分子化合物）で、１０：９０〜９０：１０の範囲内であり、より良好な効果が得られる観点から、好ましくは２０：８０〜５０：５０の範囲内である。
（粒子を含む電解質層）
電解質層３６は、粒子を含むものであってもよい。粒子としては、上述したものと同様のものを用いることができる。
（効果）
本技術では、電解質に含まれる高分子化合物として、共重合体１を含むことで、高温サイクル特性を向上できる。特に、高温環境下で、高い充電電圧（例えば、４．２５Ｖ以上）で充放電を繰り返した場合の高温サイクル特性（「高充電電圧高温サイクル特性」と称する）を向上できる。電解質に含まれる高分子化合物として、共重合体１と共にフッ化ビニリデン重合体を含む場合にも、高充電電圧高温サイクル特性を向上でき、且つ、電解質の分散性、強度および塗布性も良好である。
一方、高分子化合物として、ポリフッ化ビニリデンを単独で用いた電解質（ＰＶｄＦゲル）では、高充電電圧高温サイクル特性が悪化する傾向にある。これに対して、高分子化合物として、ポリアクリロニトリルを単独で用いた電解質では、高充電電圧高温サイクル特性を向上できる。しかし、この電解質は粘性が高すぎるため、塗布性が悪くなってしまう傾向にある。
また、ポリフッ化ビニリデンおよびポリアクリロニトリルを用いた電解質では、分散性が悪くなり、且つ、強度が弱くなってしまう。上記した特許文献１（特許第４１９３２４８号公報）には、ポリフッ化ビニリデンおよびポリアクリロニトリルを用いたゲル電解質により、サイクル特性および短絡率を改善することが記載されている。しかし、高充電電圧高温サイクル特性についての効果については、記載されておらず、ゲル強度についても言及されていない。
（電解質の成分の確認の例）
電池に含まれる電解質に共重合体１が含まれていることは、例えば、以下のように確認できる。まず電池を解体して電極上、セパレータ上に付着しているゲル（電解質）をスパチュラなどで剥がす。次に、電解液のみが溶解する溶剤を用いてゲルのみを残す。ＮＭＲ（核磁気共鳴分光法：Nuclear Magnetic Resonance)やＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー：Gel Permeation Chromatography）を用いてゲルの状態を確認する。なお、ブレンドされたゲルの場合には、ＧＰＣの山（ピーク）が２つ確認できる。２種類のポリマーでできているゲルの場合、片方のゲルの貧溶媒を用いて単独ポリマーを残す。ＮＭＲ、ＩＲ（赤外分光法：Infrared spectroscopy）、ＧＰＣ等を用いて元素分析を行い、ポリマー種を同定する。
（電池電圧）
電池は、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、例えば２．８０Ｖ以上６．００Ｖ以下、好ましくは４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下、より好ましくは４．３５Ｖ以上４．６０Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。完全充電時における開回路電圧が、例えば、正極活物質として層状岩塩型構造のリチウム遷移金属複合酸化物などを用いた電池において４．２５Ｖ以上とされる場合は、４．２０Ｖの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整され、高いエネルギー密度が得られるようになっている。本技術の電解質は高充電電圧高温サイクル特性を向上できるので、このように高い電池電圧になるように設計された電池に特に有効である。
（１−２）非水電解質電池の製造方法
非水電解質電池は、例えば、以下の３種類の手順により製造される。
第１の製造方法では、最初に、正極３３および負極３４を作製する。
（正極の製造方法）
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体３３Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層３３Ｂを形成し、正極３３を作製する。
（負極の製造方法）
負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体３４Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層３４Ｂを形成し、負極３４を作製する。
（非水電解液の調製）
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。
続いて、非水電解液、高分子化合物および溶剤を含む前駆溶液を調製して正極３３および負極３４に塗布したのち、その溶剤を揮発させてゲル状の電解質層３６を形成する。続いて、正極集電体３３Ａに正極リード３１を溶接などして取り付けると共に、負極集電体３４Ａに負極リード３２を溶接などして取り付ける。続いて、電解質層３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層および巻回したのち、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を作製する。最後に、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などで接着させて、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１および図２に示した非水電解質電池が完成する。
第２の製造方法では、最初に、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などで接着させて、袋状の外装部材４０の内部に巻回体を収納する。続いて、非水電解液と、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など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の開口部を熱融着などで密封する。最後に、モノマーを熱重合させて高分子化合物とし、ゲル状の電解質層３６を形成する。これにより、非水電解質電池が完成する。
第３の製造方法では、最初に、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２の製造方法と同様に、巻回体を形成して袋状の外装部材４０の内部に収納する。
続いて、非水電解液を調製して外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着などで密封する。最後に、外装部材４０に加重をかけながら加熱して、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、非水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電解質層３６が形成されるため、非水電解質電池が完成する。この第３の製造方法では、第２の製造方法よりも高分子化合物の原料であるモノマーまたは溶媒などが電解質層３６中にほとんど残らず、しかも高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極３３、負極３４およびセパレータ３５と電解質層３６との間において十分な密着性が得られる。
（１−３）ラミネートフィルム型の電池の他の例
上述の例では、巻回電極体３０を用いたラミネートフィルム型の電池について説明したが、図３Ａ〜図３Ｃ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。積層電極体７０は、複数の矩形状の正極３３および負極３４を、セパレータ３５を介して積層し、固定部材７６で固定したものである。積層電極体７０からは、正極リード３１および負極リード３２が同一方向に導出される。正極リード３１は正極３３に接続され、負極リード３２は負極３４に接続される。正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間には、密着フィルム４１が設けられる。
２．第２の実施の形態
本技術の第２の実施の形態では、電池パックの構成の一例について、図４および図５を参照しながら説明する。
この電池パックは、１つの二次電池（単電池）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などに内蔵される。電池パックは、電池セル１１１と、電池セル１１１に接続される回路基板１１６とを備えている。電池セル１１１は、例えば、第１の実施の形態に係るラミネートフィルム型の二次電池である。
電池セル１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８、１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：Protection Circuit Module）が形成されている。この回路基板１１６は、電池セル１１１の正極リード１１２および負極リード１１３に対して一対のタブ１１４、１１５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１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電池セル１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１３１により上下から保護されている。ラベル１２０が貼り付けられることで、回路基板１１６および絶縁シート１３１などが固定されている。
また、電池パックは、図５に示すように、電源に相当する電池セル１１１と、回路基板１１６とを備えている。回路基板１１６は、例えば、制御部１２１と、スイッチ部１２２と、ＰＴＣ１２３と、温度検出部１２４とを備えている。電池セル１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して外部と接続可能であるため、その電池セル１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）１２６を用いて温度を検出可能である。
制御部１２１は、電池パック全体の動作（電池セル１１１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）およびメモリなどを含んでいる。
この制御部１２１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１２２を切断させることで、電池セル１１１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１２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させて、充電電流を遮断する。
この他、制御部１２１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１２２を切断させることで、電池セル１１１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１２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることで、放電電流を遮断する。
なお、二次電池の過充電検出電圧の一例としては、４．２０Ｖ±０．０５Ｖなどである。過放電検出電圧の一例としては、２．４Ｖ±０．１Ｖなどである。
スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電池セル１１１の使用状態（電池セル１１１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１２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。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）など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１２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
温度検出部１２４は、電池セル１１１の温度を測定して、その測定結果を制御部１２１に出力するものであり、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部１２４による測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合や、制御部１２１が残容量の算出時において補正処理を行う場合などに用いられる。
なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ１２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。
３．第３の実施の形態
本技術の第３の実施の形態では、電子機器の構成の一例について、図６を参照しながら説明する。
電子機器３００は、電子機器本体の電子回路３０１と、電池パック２００とを備える。電池パック２００は、正極端子２３１ａおよび負極端子２３１ｂを介して電子回路３０１に対して電気的に接続されている。電子機器３００は、例えば、ユーザにより電池パック２００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器３００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック２００を電子機器３００から取り外しできないように、電池パック２００が電子機器３００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
電池パック２００の充電時には、電池パック２００の正極端子２３１ａ、負極端子２３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック２００の放電時（電子機器３００の使用時）には、電池パック２００の正極端子２３１ａ、負極端子２３１ｂがそれぞれ、電子回路３０１の正極端子、負極端子に接続される。
電子機器３００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（スマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパ、ヘッドマウントディスプレイ（ＨＭＤ）など）、撮像装置（デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（ポータブルオーディオプレイヤーなど）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、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、信号機などが挙げられるが、これに限定されるものでなない。
（電子回路）
電子回路３０１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器３００の全体を制御する。
（電池パック）
電池パック２００は、組電池２０１と、充放電回路２０２とを含む組電池の電池パックである。組電池２０１は、複数の二次電池２０１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池２０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図６では、６つの二次電池２０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池２０１ａとしては、第１の実施の形態に係る電池が用いられる。
充電時には、充放電回路２０２は、組電池２０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器３００の使用時）には、充放電回路２０２は、電子機器３００に対する放電を制御する。
電池パック２００に代えて、第１の実施の形態に係る電池または第２の実施の形態に係る単電池の電池パックを用いてもよい。
４．第４の実施の形態
本技術の第４の実施の形態では、第１の実施の形態に係る電池を蓄電装置に備える蓄電システムの例について説明する。
この蓄電システムは、電力を使用するものである限り、どのようなものであってもよく、単なる電力装置も含む。この電力システムは、例えば、スマートグリッド、家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）、車両などを含み、蓄電も可能である。
蓄電装置（蓄電モジュール）は、例えば、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などに適用されるものである。蓄電装置の一例としては、複数の電池が並列および直列の少なくとも一つで接続された電池ブロックと、これらの電池ブロックの充電および放電を制御する制御部とを含む蓄電モジュールが挙げられる。蓄電装置の構成の一例は、例えば、複数の電池ブロックが外装ケースに収納されものである。電池には、第１の実施の形態に係る電池を用いることができる。
蓄電システムの例としては、例えば、以下の第１〜第５の蓄電システムなどが挙げられる。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を含む蓄電システムである。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。
第４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５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、住宅および電動車両に適用される蓄電システムについて説明する。
（蓄電システムの構成）
以下、図７を参照して、第４の実施の形態に係る蓄電システム（電力システム）４００の構成例について説明する。この蓄電システム４００は、住宅用の蓄電システムであり、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃなどの集中型電力系統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などを介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置４０４など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、家庭内発電装置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、パワーハブ４０８、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。家庭内発電装置４０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、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などである。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などである。
蓄電装置４０３は、第１の実施の形態に係る電池を１以上含む。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の組み合わせであってもよい。
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、赤外線センサなどである。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、人の状態など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など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、直流交流変換などの処理がなされる。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）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉなど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（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、およびサービスプロバイダーのいずれかによって管理されていてもよい。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）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。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などに、表示されてもよい。
各部を制御する制御装置４１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどで構成され、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などを備えていてもよい。
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などの集中型電力系統４０２のみならず、家庭内発電装置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内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。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。
５．第５の実施の形態
本技術の第５の実施の形態では、第１の実施の形態に係る電池を備える電動車両の一例について説明する。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）、農耕用作業車両（トラクタ、コンバインなど）などが挙げられる。以下では、電気自動車の例について説明する。
図８を参照して、本技術の第５の実施の形態に係る電動車両の構成例について説明する。このハイブリッド車両５００は、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である。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５０３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としては、第１の実施の形態に係る電池が用いられる。
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などが含まれる。
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、充電口５１１を介してハイブリッド車両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、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よい。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などがある。
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、また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を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＞
（正極の作製）
正極活物質としてコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ2）９０質量％と、導電剤としてカーボンブラック５質量％と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５質量％とを混合した後、これらをＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させることにより、正極合剤スラリーを調製した。次に、この正極合剤スラリーを、帯状のアルミニウム箔からなる正極集電体の両面に塗布して乾燥させたのち、圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。こののち、正極集電体の一端に、正極リードを溶接して取り付けた。
（負極の作製）
負極活物質としてグラファイト９６質量％と、結着剤としてスチレン−ブタジエン共重合体のアクリル酸変性体１．５質量％と、カルボキシメチルセルロース１．５質量％と、適量の水とを攪拌し、負極合剤スラリーを調製した。次に、この負極合剤スラリーを、帯状銅箔よりなる負極集電体の両面に均一に塗布して乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層を形成した。こののち、負極集電体の一端に、負極リードを溶接して取り付けた。
（電解質層の形成）
ゲル状の電解質層を以下のようにして形成した。まず、高分子化合物と、非水電解液と、希釈溶剤のジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを混合し、撹拌、溶解させ、ゾル状の電解質溶液を得た。
高分子化合物としては、式（１−１）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１」と称する）を用いた。なお、式（１−１）中の括弧の外に添えた数字は、繰り返し単位のモル比（左式：右式）＝ｎ：ｍを示す（以下の式（１−１）〜式（１−１５）および式（２−１）においても同様）。電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）とプロピレンカーボネート（ＰＣ）とを体積比（ＥＣ：ＰＣ）５：５で混合し、１．０ｍｏｌ／ｋｇのＬｉＰＦ6を溶解することにより調製した。電解質溶液の高分子化合物と電解液とＤＭＣとの混合比は、質量比（高分子化合物：電解液：ＤＭＣ）で、１：６：１２に調整した。
得られたゾル状の電解質溶液を、正極の両面および負極の両面に均一に塗布した。その後、８０℃で２分間乾燥させて溶剤を除去した。これにより、正極の両面および負極の両面にゲル状の電解質層を形成した。ゲル状の電解質層は、正極活物質層および負極活物質層のそれぞれをくまなく覆うように形成した。
（ラミネートフィルム型電池の組み立て）
次に、セパレータとして、微多孔性のポリエチレンフィルムを用意した。次に、電解質層が両面に形成された正極および負極と、セパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層したのち巻回した後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。
次に、外装部材として、アルミニウム箔が一対の樹脂フィルムで挟まれた構造を有する２枚のラミネートフィルムを用意した。次に、２枚のラミネートフィルムの間に巻回電極体を挟み、正極リードおよび負極リードとラミネートフィルムとの間に密着フィルムを挿入した後、巻回電極体周辺のうちの正極リードおよび負極リードの導出される１辺と、他の３辺とを減圧下で熱融着して封止し、密閉した。これにより、ラミネートフィルム型電池を作製した。
＜実施例２−１＞
高分子化合物として、共重合体１およびフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（Ｐ（ＶｄＦ−ＨＦＰ））を用いた。共重合体１とＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）との質量比（共重合体１：ＰＶｄＦ）は、５０：５０に調整した。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２−２＞
共重合体１とＰ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）との質量比を２０：８０に調整した。以上のこと以外は、実施例２−１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２−３＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−２）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体２」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−４＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−３）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体３」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−５＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−４）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体４」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−６＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−５）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体５」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−７＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−６）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体６」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−８＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−７）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体７」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−９＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−８）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体８」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１０＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−９）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体９」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１１＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−１０）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１０」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１２＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−１１）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１１」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１３＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−１２）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１２」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１４＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−１３）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１３」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１５＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−１４）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１４」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１６＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−１５）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１５」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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２−１７＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（１−１６）で表される３種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１６」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１と同様にして、ラミネートフィルム型電池を作製した。なお、式（１−１６）中の括弧の外に添えた数字は、繰り返し単位のモル比（左式：中式：右式）＝ｎ：ｍ：ｏを示す。
＜比較例１＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、Ｐ（ＶｄＦ−ＨＦＰ）を用いた。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２＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（２−１）で表される１種の繰り返し単位を有する単独重合体（「単独重合体１」と称する）を用いた。この単独重合体１はポリアクリロニトリルである。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３＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、単重合体１を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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４＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、式（２−２）で表される２種の繰り返し単位を有する共重合体（「共重合体１７」と称する）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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５＞
高分子化合物として、共重合体１に代えて、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）を用いた。以上のこと以外は、実施例２−１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）
各実施例および各比較例について、電池評価として「高温サイクル特性」の評価を行い、電解質評価として「電解質の強度」および「混合性」の評価を行った。
（高温サイクル特性）
４５℃環境下において、１ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で電池電圧が４．３５Ｖまたは４．４Ｖに到達するまで充電したのち、さらに上限電圧のままで電流密度が０．０２ｍＡ／ｃｍ2に到達するまで充電した。その後、１ｍＡ／ｃｍ2の電流密度で電池電圧が終止電圧（３.０Ｖ）に到達するまで放電した。この充放電を繰り返し、１サイクル目の放電容量に対する１００サイクル目の放電容量維持率〔｛「１００サイクル目の放電容量」／「１サイクル目の放電容量」｝×１００（％）〕を求めた。
（電解質の強度の評価）
ゲル状の電解質をコインセル容器に入れた後、かしめることによりコインセルを作製した。その後、コインセルを解体した。解体後の電解質が、容器に入れる前の厚みを保っている場合は良、容器に入れる前より厚みが縮んでいる場合は可、ゲル状の電解質が崩壊している場合は不可と判定した。
（混合性の評価）
２種以上の高分子化合物を含む電解質を用いた例については、混合性を評価した。混合性は、塗布前のゲル状の電解質をビーカーに入れ、目視によって、電解質の透明度を判定することにより評価した。図９に示す程度に濁っている状態またはこれより濁っている状態を×と判定し、図９に示す透明な状態のように、濁っている状態より透明度が高い状態を○と判定した。
表１に評価結果を示す。また、表２には、共重合体１〜共重合体１７と一般式（１）または一般式（１ａ）との対応を示す。
表１に示すように、実施例１−１では高充電電圧高温サイクル特性を向上できた。また、実施例１−１では、電解質の強度も良好であった。実施例２−１〜実施例２−１７では高充電電圧高温サイクル特性を向上できた。また、実施例２−１〜実施例２−１７では、電解質の強度および混合性も良好であった。
６．他の実施の形態
以上、本技術を各実施の形態および実施例によって説明したが、本技術はこれらに限定されるものではなく、本技術の要旨の範囲内で種々の変形が可能である。
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、製造プロセスなど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、製造プロセスなどを用いてもよい。
上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、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。
本技術の電池は、角型、コイン型またはボタン型などの他の電池構造を有する場合についても、同様に適用可能である。また、例えば、本技術の電池は一次電池であってもよい。
本技術は、スマートウォッチ、ヘッドマウントディスプレイ、ｉＧｌａｓｓ（登録商標）などのウェアラブル端末に搭載されるフレキシブル電池などにも適用可能である。
なお、本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
電解液と、
該電解液を保持する高分子化合物と
を含有し、
前記高分子化合物は、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含む電解質。
（式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。ｎ、ｍは２種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ）を示す。）
［２］
前記ｎおよびｍは、４５≦ｎ≦９５、５≦ｍ≦５５である［１］に記載の電解質。
［３］
前記共重合体は、一般式（１ａ）の３種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体である［１］〜［２］の何れかに記載の電解質。
（式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。Ｚは芳香族環を含む１価の有機基である。ｎ、ｍ、ｏは３種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ：ｏ）を示す。）
［４］
前記ｎ、ｍおよびｏは、４５≦ｎ≦９５、５≦ｍ≦５５、０＜ｏ≦５０である［３］に記載の電解質。
［５］
前記高分子化合物は、フッ化ビニリデン由来の繰り返し単位を少なくとも有するフッ化ビニリデン重合体をさらに含有する［１］〜［４］の何れかに記載の電解質。
［６］
前記フッ化ビニリデン重合体は、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体の少なくとも一つである［５］に記載の電解質。
［７］
前記共重合体と前記フッ化ビニリデン重合体との質量比は、２０：８０〜５０：５０の範囲内である［５］〜［６］の何れかに記載の電解質。
［８］
粒子をさらに含有する［１］〜［７］の何れかに記載の電解質。
［９］
正極と、
負極と、
電解質と
を備え、
前記電解質は、電解液と、
該電解液を保持する高分子化合物と
を含有し、
前記高分子化合物は、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含む電池。
（式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。ｎ、ｍは２種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ）を示す。）
［１０］
一対の前記正極および前記負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が４．２５Ｖ以上である［９］に記載の電池。
［１１］
［９］〜［１０］の何れかに記載の電池と、
前記電池を制御する制御部と、
を有する電池パック。
［１２］
［９］〜［１０］の何れかに記載の電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１３］
［９］〜［１０］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。
［１４］
［９］〜［１０］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。
［１５］
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有し、
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［１４］に記載の蓄電装置。
［１６］
［９］〜［１０］の何れかに記載の電池から電力の供給を受ける電力システム。
［１７］
発電装置または電力網から前記電池に電力が供給される［１６］に記載の電力システム。
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・・・電解質層
３７・・・保護テープ
４０・・・外装部材
４１・・・密着フィルム
１１１・・・電池セル（電源）
１２１・・・制御部
２００・・・電池パック
２０１・・・組電池
２０１ａ・・・二次電池
３００・・・電子機器
４００・・・蓄電システム
４０３・・・蓄電装置
４０４・・・発電装置
４０６・・・電動車両
４０９・・・電力網
４１０・・・制御装置
４１２・・・情報網
５０３・・・電力駆動力変換装置
５０８・・・バッテリー
５０９・・・車両制御装置

Claims (17)

  1. 電解液と、
    該電解液を保持する高分子化合物と
    を含有し、
    前記高分子化合物は、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含む電解質。
    （式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。ｎ、ｍは２種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ）を示す。）
  2. 前記ｎおよびｍは、４５≦ｎ≦９５、５≦ｍ≦５５である請求項１に記載の電解質。
  3. 前記共重合体は、一般式（１ａ）の３種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体である請求項１に記載の電解質。
    （式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。Ｚは芳香族環を含む１価の有機基である。ｎ、ｍ、ｏは３種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ：ｏ）を示す。）
  4. 前記ｎ、ｍおよびｏは、４５≦ｎ≦９５、５≦ｍ≦５５、０＜ｏ≦５０である請求項３に記載の電解質。
  5. 前記高分子化合物は、フッ化ビニリデン由来の繰り返し単位を少なくとも有するフッ化ビニリデン重合体をさらに含有する請求項１に記載の電解質。
  6. 前記フッ化ビニリデン重合体は、ポリフッ化ビニリデンおよびフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体の少なくとも一つである請求項５に記載の電解質。
  7. 前記共重合体と前記フッ化ビニリデン重合体との質量比は、２０：８０〜５０：５０の範囲内である請求項５に記載の電解質。
  8. 粒子をさらに含有する請求項１に記載の電解質。
  9. 正極と、
    負極と、
    電解質と
    を備え、
    前記電解質は、電解液と、
    該電解液を保持する高分子化合物と
    を含有し、
    前記高分子化合物は、一般式（１）で表される２種の繰り返し単位を少なくとも有する共重合体を含む電池。
    （式中、Ｘは２価の炭化水素基または２価の酸素含有基である。Ｙは１価のフッ素含有炭化水素基である。Ｒ１は水素基またはメチル基である。ｎ、ｍは２種の繰り返し単位のモル比（ｎ：ｍ）を示す。）
  10. 一対の前記正極および前記負極あたりの完全充電状態における開回路電圧が４．２５Ｖ以上である請求項９に記載の電池。
  11. 請求項９に記載の電池と、
    前記電池を制御する制御部と、
    を有する電池パック。
  12. 請求項９に記載の電池から電力の供給を受ける電子機器。
  13. 請求項９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。
  14. 請求項９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。
  15. 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有し、
    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１４に記載の蓄電装置。
  16. 請求項９に記載の電池から電力の供給を受ける電力システム。
  17. 発電装置または電力網から前記電池に電力が供給される請求項１６に記載の電力システム。
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