JP2023139647A - 電極、二次電池、電池パック及び車両 - Google Patents

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Abstract

【課題】低抵抗かつ長寿命な電池を実現することが可能な電極、この電極を備えた二次電池、電池パック及び車両を提供する。【解決手段】実施形態によると、チタン含有酸化物と、導電剤とを含む合剤層を備える電極が提供される。電極は、下記（１）式を満たす。【数１】JPEG2023139647000009.jpg16170但し、（１）式において、Ｌ＊は、電極のＪＩＳＺ８７２２：２００９に基づき測定された明度である。ｒｉ（ｉが１～９までの自然数）は、合剤層の体積累積頻度ｄｘでの粒子径である。【選択図】 図１０

Description

本発明の実施形態は、電極、二次電池、電池パック及び車両に関する。
二次電池の電極材料は、充放電における化学反応により、体積の膨張収縮が生じるのが一般的である。例えばリチウムイオン電池の場合、リチウムイオンが電極活物質に脱挿入することで活物質の体積が変化する。未充電状態でリチウムを含まない負極材料は、充電によりリチウムイオンが挿入されることで、体積が膨張する傾向がある。また、それに伴い電極自体も厚さおよび面方向に膨張する挙動がみられ、再度放電した場合でも膨張した状態を維持することも多い。活物質自体が絶縁性酸化物粒子であれば、体積の膨張により粒子間の導電パスが損なわれる可能性がある。また、それと同時に活物質粒子にクラックなどが発生し、粒子内部に孤立した一次粒子が発生することも懸念される。これらの現象は、電池の抵抗増加や容量低下を引き起こすものであり、活物質の粒子形態や電極組成の点から対策を講じる必要がある。
リチウムイオン電池の負極材料としてはカーボン材料が一般的であるが、リチウムイオンの挿入により体積が膨張するものの、導電性の高いカーボン材料では上記のような問題は生じない。また、絶縁性酸化物粒子についても、商用化されている代表例としてはチタン酸リチウムが挙げられるが、チタン酸リチウムの場合は充放電における活物質の体積変化がない材料であるため、上記の問題は生じない。
その意味では、絶縁性でかつ充放電で体積変化するような活物質材料については従来とは異なる電極設計が必要になる。例えば、ニオブチタン複合酸化物を活物質として含む電極において、粒子径及び細孔径分布を特定範囲にすることで、電池の入出力特性およびサイクル特性を改善することが提案されている。
一方、電池特性を最適化する上では、充放電における体積変化の観点からは導電剤組成や分散状態についても制御することが好ましい。
特開２０１６－１７７９７７号公報
本発明が解決しようとする課題は、低抵抗かつ長寿命な電池を実現することが可能な電極、この電極を備えた二次電池、電池パック及び車両を提供することである。
実施形態によると、チタン含有酸化物と導電剤とを含む合剤層を備える電極が提供される。電極は、下記（１）式を満たす。
但し、（１）式において、Ｌ＊は、電極のＪＩＳＺ８７２２：２００９に基づき測定された明度である。ｒｉ（ｉが１～９までの自然数）は、合剤層の体積累積頻度ｄｘでの粒子径である。体積累積頻度ｄｘは、粒子径が小さい方から累積した体積基準での累積頻度である。体積累積頻度ｄｘは、体積累積頻度ｄ１０の１０％から１０％刻みで増加し、体積累積頻度ｄ９０の９０％までの値である。
他の実施形態によると、二次電池が提供される。二次電池は、正極と、負極と、電解質とを備える。正極または負極が、実施形態の電極である。
他の実施形態によると、電池パックが提供される。電池パックは、実施形態に係る二次電池を含む。
他の実施形態によると、車両が提供される。車両は、実施形態に係る二次電池または電池パックを含む。
実施形態に係る二次電池の一例を概略的に示す断面図。 図１に示す二次電池のＡ部を拡大した断面図。 実施形態に係る二次電池の他の例を模式的に示す部分切欠斜視図。 図３に示す二次電池のＢ部を拡大した断面図。 実施形態に係る組電池の一例を概略的に示す斜視図。 実施形態に係る電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図。 図６に示す電池パックの電気回路の一例を示すブロック図。 実施形態に係る車両の一例を概略的に示す断面図。 実施形態に係る車両の他の例を概略的に示した図。 実施例１の電極の合剤層の体積頻度粒度分布を示す図。
以下、実施の形態について適宜図面を参照して説明する。なお、実施の形態を通して共通の構成には同一の符号を付すものとし、重複する説明は省略する。また、各図は実施の形態の説明とその理解を促すための模式図であり、その形状や寸法、比などは実際の装置と異なる個所があるが、これらは以下の説明と公知の技術とを参酌して、適宜設計変更することができる。
（第１の実施形態）
第１の実施形態によると、チタン含有酸化物を含む活物質と、導電剤と、結着剤とを含む合剤層（活物質含有層とも呼ばれる）を備えた電極が提供される。電極は、下記（１）式を満たす。
但し、（１）式において、Ｌ＊は、前記電極のＪＩＳＺ８７２２：２００９に基づき測定された明度であり、ｒｉは、合剤層の体積累積頻度ｄｘでの粒子径である。ｉは１～９までの自然数である。体積累積頻度ｄｘは、合剤層の粒子径が小さい方から累積した体積基準での累積頻度である。体積累積頻度１０％をｄ１０とし、１０％から１０％刻みで９０％までの値である。よって、体積累積頻度２０％（ｄ２０）での粒子径がｒ２、体積累積頻度３０％（ｄ３０）での粒子径がｒ３、体積累積頻度４０％（ｄ４０）での粒子径がｒ４、体積累積頻度５０％（ｄ５０）での粒子径がｒ５、体積累積頻度６０％（ｄ６０）での粒子径がｒ６、体積累積頻度７０％（ｄ７０）での粒子径がｒ７、体積累積頻度８０％（ｄ８０）での粒子径がｒ８、体積累積頻度９０％（ｄ９０）での粒子径がｒ９となる。
合剤層の粒子径は、例えば、活物質粒子の粒子径、活物質粒子と導電剤を含む混合物の粒子径であり得る。活物質粒子と導電剤を含む混合物の例として、活物質粒子の表面の少なくとも一部が導電剤で被覆されたものなどを挙げることができる。活物質粒子は、単独乃至独立した一次粒子、一次粒子が凝集した二次粒子、一次粒子と二次粒子の混在したものであり得る。
（１）式は、「１００―電極明度Ｌ＊」に対する「各体積累積頻度の粒子径の逆数和」を表した関係式が７．０以上１１．０以下を満たすことを示している。（１）式を満たす電極は、充放電により活物質が体積変化しても、導電パスを損なうことなく、また二次粒子の解砕による孤立した一次粒子の発生も抑制することができる。電極の明度Ｌ＊は白色または白色に近い活物質粒子に黒色または黒色に近い導電剤を添加したような組成の電極においては、導電剤の分散性の指標として使用することができる。Ｌ＊は低いほど分散性が良好、高いほど導電剤の分散性が低いあるいは導電剤の添加量が不十分なことに対応している。各体積累積頻度の粒子径の逆数和は、活物質の総比表面積の指標であり、電極明度を粒子径の逆数和で割ることで、絶縁性の単位活物質表面積あたりの導電剤の被覆率に対応するような数値指標を取ることができる。この関係式が７．０以上１１．０以下であるということは、絶縁性の活物質表面が十分量の導電剤で被覆されており且つ活物質の粒子径も適正な範囲にあることに対応している。この場合、充放電に伴う体積変化により活物質二次粒子にクラックが発生しても、二次粒子自体が一次粒子に対して大きくないために孤立した一次粒子が発生しにくく、電池特性の劣化は抑制される。それに加えて、電極明度Ｌ＊が十分に低く、導電剤が活物質表面を均一に被覆することから、活物質粒子間に良好な導電パスが形成されているため、電池抵抗を低減できる。
上記の「100-電極明度Ｌ＊」に対する「各体積累積頻度の粒子径の逆数和」を表した関係式が１１．０より大きい場合は、導電剤の添加量が過剰あるいは、活物質の粒子径が比較的大きいことを示す。導電剤の添加量が過剰であれば、電極密度の低下による電池のエネルギー密度低下、あるいは電極内の空隙率の低下による入出力特性の低下が懸念される。また、粒子径が大きい場合は、二次粒子の中心付近に充放電に寄与できない孤立粒子が、充放電による体積変化によって発生しやすくなる。
一方で、上記の「１００―電極明度Ｌ＊」に対する「各体積累積頻度の粒子径の逆数和」を表した関係式が７．０未満であった場合は、電極明度Ｌ＊が高く電極表面色が薄い（相対的に白色に近い）ことを示す。電極表面色が薄いことは、活物質表面を被覆する導電剤量が不足していることに対応しており、電池抵抗が上昇しやすい傾向がある。この現象は、導電剤の添加量が少ない場合や分散性が低い場合にみられるだけでなく、これらが同一であっても活物質の粒子径が小さい場合にも生じる。いずれにしても、活物質の総表面積に対して、被覆する導電剤量が不足することで電池抵抗が上昇する。
ここで、上記の関係式の分子を「電極明度Ｌ＊」ではなく「１００―電極明度Ｌ＊」としているのは、活物質の表面積に対する導電剤の被覆率を関係式の大小で適切に表現するためである。「１００―電極明度Ｌ＊」を分子とすれば、導電剤の分散不良の場合に関係式の値が小さくなる。分散不良であれば、活物質表面を被覆する導電剤が不足していることに相当する。一方で、活物質の粒子径が過剰に小さい場合も、同様に活物質表面を被覆する導電剤が不足するが、関係式の値は小さくなる。仮に、関係式の分子を「電極明度Ｌ＊」とした場合は、導電剤の分散不良の場合に関係式の値が大きくなるが、一方で活物質の粒子径が小さい場合に関係式の値が小さくなる。このとき、両者はいずれも活物質表面を被覆する導電剤が不足するような相関性の強い現象であるにも関わらず、関係式の値は逆の傾向を示すことになり、活物質粒子表面の導電剤の被覆率を適切に定量化することが難しくなる。このため、本願では「１００―電極明度Ｌ＊」を「各体積累積頻度の粒子径の逆数和」で除する関係式を分散状態の指標として採用している。
以下、実施形態の電極を詳細に説明する。
電極は、正極であっても、負極であっても良い。電極は、二次電池用電極であり得る。また、電極は、非水溶媒を備えた電池にも、水系溶媒を備えた電池にも適用可能である。
電極は、合剤層が積層もしくは形成される集電体をさらに備えていても良い。
チタン含有酸化物の例としては、単斜晶型ニオブチタン複合酸化物、直方晶型チタン含有複合酸化物が挙げられる。使用するチタン含有酸化物は、１種類または２種類以上にすることができる。単斜晶型ニオブチタン複合酸化物、直方晶型チタン含有複合酸化物は、それぞれ、白色で絶縁性の酸化物粒子である。
単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の具体的な例として、例えば、Ｎｂ2ＴｉＯ7、Ｎｂ2Ｔｉ2Ｏ9、Ｎｂ10Ｔｉ2Ｏ29、Ｎｂ14ＴｉＯ37及びＮｂ24ＴｉＯ62を挙げることができる。単斜晶型ニオブチタン複合酸化物は、Ｎｂ及び／又はＴｉの少なくとも一部が異種元素に置換された置換ニオブチタン複合酸化物であってもよい。置換元素の例は、Ｎａ、Ｋ、Ｃａ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｓｉ、Ｐ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｂ、Ｐｂ及びＡｌなどである。置換ニオブチタン複合酸化物は、１種類の置換元素を含んでいてもよく、２種類以上の置換元素を含んでいてもよい。
単斜晶型ニオブチタン複合酸化物の他の例として、ＬｉxＴｉ1-yＭ３y+zＮｂ2-zＯ7-δで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ３は、Ｍｇ，Ｆｅ，Ｎｉ，Ｃｏ，Ｗ，Ｔａ，及びＭｏより選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ｘ＜５、０≦ｙ＜１、０≦ｚ＜２、－０．３≦δ≦０．３である。
直方晶型チタン含有複合酸化物としては、Ｌｉ2+aＭ(I)2-bＴｉ6-cＭ(II)dＯ14+σで表される化合物が挙げられる。ここで、Ｍ(I)は、Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｎａ，Ｃｓ，Ｒｂ及びＫからなる群より選択される少なくとも１つである。Ｍ(II)はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｙ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｎｉ，及びＡｌからなる群より選択される少なくとも１つである。組成式中のそれぞれの添字は、０≦ａ≦６、０≦ｂ＜２、０≦ｃ＜６、０≦ｄ＜６、－０．５≦σ≦０．５である。直方晶型チタン含有複合酸化物の具体例として、Ｌｉ2+aＮａ2Ｔｉ6Ｏ14（０≦ａ≦６）が挙げられる。
活物質の平均粒子径（Ｄ５０）は０．１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。この範囲であれば、高いリチウム拡散性を示しながら、活物質粒子のクラックによる容量低下・電池抵抗の上昇の影響が小さい良好な電池特性を得ることができる。より好ましい平均粒子径（Ｄ５０）の範囲は０．５μｍ以上３μｍ以下で、入出力特性と寿命特性のバランスに優れた特性を得ることができる。一方で、平均粒子径（Ｄ５０）が０．１μｍより小さい場合は、活物質の表面積が過剰に大きくなることで、導電性を付与するのに過剰量に導電剤を添加あるいは、添加しても導電性が付与できない粒子が生じてしまう可能性がある。平均粒子径（Ｄ５０）が１０μｍより大きい場合は、粒子内でのリチウム拡散長が過大で入出力特性の低下が懸念されるのに合わせて、活物質粒子のクラックによる容量低下・電池抵抗の上昇の影響を受けやすくなる。
導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑えることが可能なものである。導電剤の例には、アセチレンブラックなどのカーボンブラック、黒鉛、気相成長カーボン繊維（Vapor Grown Carbon Fiber；ＶＧＣＦ）、単層カーボンナノチューブ、多層カーボンナノチューブのような炭素質物が含まれる。これらの１つを導電剤として用いてもよく、あるいは、２つ以上を組み合わせて導電剤として用いてもよい。導電剤は、活物質粒子表面に一体化されていてもいなくても良い。好ましい導電剤は、単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブのうちの少なくとも一方を含むものである。このような導電剤は、比較的に粒子径の小さい活物質表面にも均一に導電性を付与することができる。単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブは、それぞれ、平均繊維径を１ｎｍ以上３０ｎｍ以下、かつ平均繊維長を２μｍ以上５０μｍ以下の範囲にすることができる。平均繊維径と平均繊維長が上記範囲のカーボンナノチューブであれば、絶縁性の活物質粒子表面に良好な導電パスを形成することができる。平均繊維径が１ｎｍより小さいと、凝集しやすく分散安定性を維持し難いため、プロセス性に難点が生じる。平均繊維径が３０ｎｍより大きいと、活物質表面の導電パスを形成するのに添加量が過剰になる傾向がある。また、平均繊維長が２μｍより小さいと、長尺の導電パス形成に難点があり、逆に平均繊維長が５０μｍより大きいと、塗液の流動性が低下することで、塗工性が低下するため、プロセス性に難点がある。
結着剤は、分散された活物質の間隙を埋め、活物質と集電体を結着させるために配合される。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoro ethylene；ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム（styrene-butadiene rubber,ＳＢＲ）、エチレンプロピレンゴム、ポリアクリル酸化合物、ポリアミドイミド化合物、カルボキシルメチルセルロース（carboxymethyl cellulose；ＣＭＣ）、及びＣＭＣの塩が含まれる。これらの１つを結着剤として用いてもよく、あるいは、２つ以上を組み合わせて結着剤として用いてもよい。塗液の溶媒として水を使用する場合には、塗液の増粘および活物質や導電剤の分散安定化の観点からカルボキシルメチルセルロースの添加が好ましい。ＳＢＲ及びＣＭＣのうちの少なくとも一方を含む結着剤は、実施形態の電極の量産に適している。
合剤層（活物質含有層）中の活物質粒子、導電剤、結着剤の配合割合は、電極の用途に応じて適宜変更することができるが、例えば、以下の配合割合とする。合剤層は、活物質粒子、導電剤、結着剤を、それぞれ、７０重量％以上９６重量％以下、２重量％以上２８重量％以下、２重量％以上２８重量％以下の割合で含むことが好ましい。導電剤の量を２重量％以上とすることにより、合剤層の集電性能を向上させることができる。また、結着剤の量を２重量％以上とすることにより、合剤層と集電体との結着性が十分となり、優れたサイクル性能を期待できる。一方、導電剤及び結着剤、増粘剤はそれぞれ２８重量％以下にすることが高容量化を図る上で好ましい。
集電体は、活物質にリチウム（Ｌｉ）が挿入及び脱離される電位において電気化学的に安定である材料が用いられる。活物質にリチウム（Ｌｉ）が挿入及び脱離される電位は、例えば、１．０Ｖよりも貴な電位である。例えば、実施形態に係る電極が負極として機能する場合には、集電体は、銅、ニッケル、ステンレス又はアルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金から作られることが好ましい。集電体の厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。このような厚さを有する集電体は、電極の強度と軽量化のバランスをとることができる。
集電体としてアルミニウム又はアルミニウム合金を使用した場合、片面電極が反りやすい傾向にあるため、実施形態に係る合剤層を備えることによるサイクル寿命特性向上の効果をより良く享受することができる。なお、集電体は、その表面に合剤層が形成されていない部分を含むことができる。この部分は、集電タブとして働くことができる。
上記の活物質、導電剤、結着剤を溶媒に分散させたスラリーを調製し、集電体に塗布、乾燥、プレスすることで電極を作製することができる。プレスについては、活物質のタップ密度や、導電剤などの電極組成によっても得られる電極密度は変わるが、一般的にはプレスにより塗工面表面の均一性が増し、光沢を帯びる程度に圧密化するのがオーミックな抵抗成分の低抵抗化の観点から好ましい。
スラリーの分散工程は、例えば、以下の方法で実施することができる。チタン含有酸化物のような絶縁性の活物質粒子表面に導電剤を均一分散させる際には、導電剤の凝集を解き、溶媒への濡れと均一な分散状態を実現し、分散安定な状態を維持するような塗液の分散工程が必要になる。特に、カーボンナノチューブのような微粒子かつアスペクト比の高い導電剤は、分散工程が分散状態、電池特性に及ぼす影響が大きい。カーボンナノチューブのような導電剤を使用する場合は、カーボンナノチューブを溶媒に分散させた分散液を調製することで、カーボンナノチューブの分散性を高めることができる。分散にあたっては超音波、湿式高圧ジェットミルなど、カーボンナノチューブ繊維の凝集を解き、均一に分散できる工程が挙げられる。また、分散にあたっては分散安定化のために分散剤を添加することが好ましい。分散剤は、スラリーの溶媒に合わせて選択することができ、例えば水溶媒であればカルボキシメチルセルロース、ポリビニルピロリドンが挙げられる。これらを添加することで、長期的に良好な分散状態を維持することができる。
また、上記のように分散液を調製する以外にも、粉末のカーボンナノチューブと活物質材料を高せん断にて混合分散、あるいはメディアにより物理的なシェアを与えることで均一に分散させることができる。前述の分散方式としては、高速で旋回する回転体と装置壁面の薄膜空間内に生じさせた攪拌エネルギーを分散に用いるフィルミックスのような分散機構が挙げられる。フィルミックスによる分散においては、カーボンナノチューブ単独での分散よりも、カーボンナノチューブと活物質粉末とを混合しての分散の方が、カーボンナノチューブ自体の凝集も解砕しやすく高い分散性を実現できるため好ましい。後者の例としては、自転公転ミキサーによる分散において、ガラス、ジルコニア、アルミナの球状ビーズをメディアとして混合させることが挙げられる。あるいは、上記のメディアを充填させた回転ディスクを有する容器内に塗液を送液するビーズミルによる分散も効果的である。
電極の明度Ｌ＊、合剤層の体積累積頻度粒度分布の測定方法を、以下に説明する。
＜電極表面の明度Ｌ＊の測定方法＞
チタン含有酸化物は、絶縁性で白色の活物質であり得る。絶縁性で白色の活物質と導電剤を含む電極における導電剤の分散性は、ＪＩＳＺ８７２２：２００９に記載の測定方法に基づき、電極の明度を測定することで評価できる。スラリーについて評価を実施することもできるが、電極を測定対象とすることで製造工程だけでなく完成した電池製品を測定対象とできるため好ましい。
測定装置としては、可視光領域全域の波長で各反射率を測定し、三刺激値を算出する分光測色方法に基づく測色装置を使用することができる。計測された三刺激値からＬ＊ａ＊ｂ＊表色系への変換を行い、得られる明度Ｌ＊の値を導電剤の分散性の指標に使用することができる。
＜明度測定用サンプルの前処理＞
明度測定用のサンプルには、電池に組み込まれていない状態の電極か、電池から解体して取り出した電極を使用することができる。電池から解体して取り出す場合には、リチウム塩の残存がないように有機溶媒にて洗浄を行う。まず、リチウム塩の溶解度の高い環状カーボネートに含浸させたのちに、鎖状カーボネートに含浸させて洗浄するとリチウム塩の残存量を十分に低減できる。含浸後は、真空下に減圧して溶媒を除去する。
＜合剤層の粒度分布の測定方法＞
電極の合剤層の粒度分布は、合剤層を再溶解することで測定することができる。このとき、結着剤成分により固着された凝集体により本来の粒子径よりも過大に粒子径を評価することを避けるために、結着剤をあらかじめ溶解させて分解・除去することが好ましい。具体的には、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）および水をそれぞれ溶媒として超音波を照射しながら１０分間含浸させる。このとき、合剤層の集電体からの剥離量が大きい方を、合剤層の再溶解に使用する。剥離量は任意の電極サンプルについて溶解した前後の重量変化により測定することができる。もし水溶媒の方が合剤層の剥離量が大きかった場合は、サンプリング溶液の前処理を行う。これは、水溶液系のスラリーの場合、結着剤がエマルジョンを形成するようなものが多く、水により再溶解しにくいことによる。前処理は、トルエンと水が１：９の体積比で混合された溶液中に超音波を照射しながら合剤層の面積が２ｃｍ×２ｃｍの電極を１０分間含浸させる。その後、静置した溶液の下層となる水相を取り出し、沈降の影響を排除するため再分散した後に粒度分布測定を行う。
以上説明した第１の実施形態によれば、チタン含有酸化物と、導電剤と、結着剤とを含む合剤層を備え、かつ（１）式を満たす電極が提供される。実施形態の電極は、合剤層の粒度分布および導電剤の組成・分散状態が適正であるため、充放電における体積変化に起因する電池の抵抗増加を抑制することができ、容量低下を抑えることができ、低抵抗かつ高寿命な電池を実現することができる。
（第２の実施形態）
第２の実施形態によれば、負極と、正極と、電解質とを含む二次電池が提供される。この二次電池は、正極または負極として第１の実施形態に係る電極を含む。
二次電池は、正極と負極との間に配されたセパレータを更に具備することもできる。負極、正極及びセパレータは、電極群を構成することができる。電解質は、電極群に保持され得る。二次電池は、電極群及び電解質を収容する外装部材を更に具備することができる。二次電池は、負極に電気的に接続された負極端子及び正極に電気的に接続された正極端子を更に具備することができる。
二次電池は、例えばリチウムイオン二次電池であり得る。また、二次電池は、非水電解質を含んだ非水電解質二次電池を含む。
以下、負極、正極、電解質、セパレータ、外装部材、負極端子及び正極端子について詳細に説明する。以下の例は、実施形態の電極を負極に適用した例である。
（１）負極
第２の実施形態に係る二次電池が具備する負極は、例えば、第１の実施形態において説明した電極でありうる。
（２）正極
正極は、正極集電体と、正極合剤層（正極活物質含有層とも呼ばれる）とを含むことができる。正極合剤層は、正極集電体の片面又は両面に形成され得る。正極合剤層は、正極活物質と、任意に導電剤及び結着剤を含むことができる。
正極活物質としては、例えば、酸化物又は硫化物を用いることができる。正極は、正極活物質として、１種類の化合物を単独で含んでいてもよく、或いは２種類以上の化合物を組み合わせて含んでいてもよい。酸化物及び硫化物の例には、Ｌｉ又はＬｉイオンを挿入及び脱離させることができる化合物を挙げることができる。
このような化合物としては、例えば、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化鉄、酸化銅、酸化ニッケル、リチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4又はＬｉxＭｎＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムコバルト複合酸化物(例えばＬｉxＣｏＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物(例えばＬｉxＮｉ1-yＣｏyＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物(例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物（例えばＬｉxＦｅＰＯ4；０＜ｘ≦１、ＬｉxＦｅ1-yＭｎyＰＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、ＬｉxＣｏＰＯ4；０＜ｘ≦１）、硫酸鉄（Ｆｅ2(ＳＯ4)3）、バナジウム酸化物（例えばＶ2Ｏ5）、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉxＮｉ1-y-zＣｏyＭｎzＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）が含まれる。
上記のうち、正極活物質としてより好ましい化合物の例には、スピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2Ｏ4；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＮｉＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＣｏＯ2；０＜ｘ≦１）、リチウムニッケルコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＮｉ1-yＣｏyＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、スピネル構造を有するリチウムマンガンニッケル複合酸化物（例えばＬｉxＭｎ2-yＮｉyＯ4；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）、リチウムマンガンコバルト複合酸化物（例えばＬｉxＭｎyＣｏ1-yＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１）、リチウムリン酸鉄（例えばＬｉxＦｅＰＯ4；０＜ｘ≦１)、及び、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物（ＬｉxＮｉ1-y-zＣｏyＭｎzＯ2；０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、ｙ＋ｚ＜１）が含まれる。これらの化合物を正極活物質に用いると、正極電位を高めることができる。
電池の電解質として常温溶融塩を用いる場合、リチウムリン酸鉄、ＬｉxＶＰＯ4Ｆ（０≦ｘ≦１）、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムニッケルコバルト複合酸化物、又はこれらの混合物を含む正極活物質を用いることが好ましい。これらの化合物は常温溶融塩との反応性が低いため、サイクル寿命を向上させることができる。常温溶融塩の詳細については、後述する。
正極活物質の一次粒径は、１００ｎｍ以上１μｍ以下であることが好ましい。一次粒径が１００ｎｍ以上の正極活物質は、工業生産上の取り扱いが容易である。一次粒径が１μｍ以下の正極活物質は、リチウムイオンの固体内拡散をスムーズに進行させることが可能である。
正極活物質の比表面積は、０．１ｍ2／ｇ以上１０ｍ2／ｇ以下であることが好ましい。０．１ｍ2／ｇ以上の比表面積を有する正極活物質は、Ｌｉイオンの吸蔵・放出サイトを十分に確保できる。１０ｍ2／ｇ以下の比表面積を有する正極活物質は、工業生産の上で取り扱い易く、かつ良好な充放電サイクル性能を確保できる。
結着剤は、分散された正極活物質の間隙を埋め、また、正極活物質と正極集電体とを結着させるために配合される。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（polytetrafluoro ethylene；ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、ポリアクリル酸化合物及びイミド化合物、カルボキシメチルセルロース（carboxy methyl cellulose；ＣＭＣ）、及びＣＭＣの塩が含まれる。これらの１つを結着剤として用いてもよく、或いは、２つ以上を組み合わせて結着剤として用いてもよい。
導電剤は、集電性能を高め、且つ、正極活物質と正極集電体との接触抵抗を抑えるために配合される。導電剤の例には、気相成長カーボン繊維（Vapor Grown Carbon Fiber；ＶＧＣＦ）、アセチレンブラックなどのカーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が含まれる。これらの１つを導電剤として用いてもよく、或いは、２つ以上を組み合わせて導電剤として用いてもよい。また、導電剤を省略することもできる。
正極合剤層（活物質含有層）において、正極活物質及び結着剤は、それぞれ、８０重量％以上９８重量％以下、及び２重量％以上２０重量％以下の割合で配合することが好ましい。
結着剤の量を２重量％以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤は、絶縁体として機能し得る。そのため、結着剤の量を２０重量％以下にすると、電極に含まれる絶縁体の量が減るため、内部抵抗を減少できる。
導電剤を加える場合には、正極活物質、結着剤及び導電剤は、それぞれ、７７重量％以上９５重量％以下、２重量％以上２０重量％以下、及び３重量％以上１５重量％以下の割合で配合することが好ましい。
導電剤の量を３重量％以上にすることにより、上述した効果を発揮することができる。また、導電剤の量を１５重量％以下にすることにより、電解質と接触する導電剤の割合を低くすることができる。この割合が低いと、高温保存下において、電解質の分解を低減することができる。
正極集電体は、アルミニウム箔、又は、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉから選択される一以上の元素を含むアルミニウム合金箔であることが好ましい。
アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔の厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、１５μｍ以下であることがより好ましい。アルミニウム箔の純度は９９重量％以上であることが好ましい。アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔に含まれる鉄、銅、ニッケル、及びクロムなどの遷移金属の含有量は、１重量％以下であることが好ましい。
また、正極集電体は、その表面に正極合剤層が形成されていない部分を含むことができる。この部分は、正極集電タブとして働くことができる。
正極は、例えば次の方法により作製することができる。まず、活物質、導電剤及び結着剤を溶媒に懸濁してスラリーを調製する。このスラリーを、集電体の片面又は両面に塗布する。次いで、塗布したスラリーを乾燥させて、合剤層と集電体との積層体を得る。その後、この積層体にプレスを施す。このようにして、正極を作製する。
或いは、正極は、次の方法により作製してもよい。まず、活物質、導電剤及び結着剤を混合して、混合物を得る。次いで、この混合物をペレット状に成形する。次いで、これらのペレットを集電体上に配置することにより、正極を得ることができる。
（３）電解質
電解質としては、例えば液状非水電解質又はゲル状非水電解質を用いることができる。液状非水電解質は、溶質としての電解質塩を有機溶媒に溶解することにより調製される。電解質塩の濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。
電解質塩の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及びビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ(ＣＦ3ＳＯ2)2）のようなリチウム塩、及び、これらの混合物が含まれる。電解質塩は、高電位でも酸化し難いものであることが好ましく、ＬｉＰＦ6が最も好ましい。
有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（propylene carbonate；ＰＣ）、エチレンカーボネート（ethylene carbonate；ＥＣ）、ビニレンカーボネート（vinylene carbonate；ＶＣ）のような環状カーボネート；ジエチルカーボネート（diethyl carbonate；ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（dimethyl carbonate；ＤＭＣ）、メチルエチルカーボネート（methyl ethyl carbonate；ＭＥＣ）のような鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（tetrahydrofuran；ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（2-methyl tetrahydrofuran；２ＭｅＴＨＦ）、ジオキソラン（dioxolane；ＤＯＸ）のような環状エーテル；ジメトキシエタン（dimethoxy ethane；ＤＭＥ）、ジエトキシエタン（diethoxy ethane；ＤＥＥ）のような鎖状エーテル；γ-ブチロラクトン（γ-butyrolactone；ＧＢＬ）、アセトニトリル（acetonitrile；ＡＮ)、及びスルホラン（sulfolane；ＳＬ）が含まれる。これらの有機溶媒は、単独で、又は混合溶媒として用いることができる。
ゲル状非水電解質は、液状非水電解質と高分子材料とを複合化することにより調製される。高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（polyacrylonitrile；ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（polyethylene oxide；ＰＥＯ）、又はこれらの混合物が含まれる。
或いは、非水電解質としては、液状非水電解質及びゲル状非水電解質の他に、リチウムイオンを含有した常温溶融塩（イオン性融体）、高分子固体電解質、及び無機固体電解質等を用いてもよい。
常温溶融塩（イオン性融体）は、有機物カチオンとアニオンとの組合せからなる有機塩の内、常温（１５℃以上２５℃以下）で液体として存在し得る化合物を指す。常温溶融塩には、単体で液体として存在する常温溶融塩、電解質塩と混合させることで液体となる常温溶融塩、有機溶媒に溶解させることで液体となる常温溶融塩、又はこれらの混合物が含まれる。一般に、二次電池に用いられる常温溶融塩の融点は、２５℃以下である。また、有機物カチオンは、一般に４級アンモニウム骨格を有する。
（４）セパレータ
セパレータは、例えば、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、セルロース、若しくはポリフッ化ビニリデン（polyvinylidene fluoride；ＰＶｄＦ）を含む多孔質フィルム、又は合成樹脂製不織布から形成される。安全性の観点からは、ポリエチレン又はポリプロピレンから形成された多孔質フィルムを用いることが好ましい。これらの多孔質フィルムは、一定温度において溶融し、電流を遮断することが可能なためである。
（５）外装部材
外装部材としては、例えば、ラミネートフィルムからなる容器、又は金属製容器を用いることができる。
ラミネートフィルムの厚さは、例えば、０．５ｍｍ以下であり、好ましくは、０．２ｍｍ以下である。
ラミネートフィルムとしては、複数の樹脂層とこれらの樹脂層間に介在した金属層とを含む多層フィルムが用いられる。樹脂層は、例えば、ポリプロピレン（polypropylene；ＰＰ）、ポリエチレン（polyethylene；ＰＥ）、ナイロン、及びポリエチレンテレフタレート（polyethylene terephthalate；ＰＥＴ）等の高分子材料を含んでいる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔又はアルミニウム合金箔からなることが好ましい。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形され得る。
金属製容器の壁の厚さは、例えば、１ｍｍ以下であり、より好ましくは０．５ｍｍ以下であり、更に好ましくは、０．２ｍｍ以下である。
金属製容器は、例えば、アルミニウム又はアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金は、マグネシウム、亜鉛、及びケイ素等の元素を含むことが好ましい。アルミニウム合金は、鉄、銅、ニッケル、及びクロム等の遷移金属を含む場合、その含有量は１００質量ｐｐｍ以下であることが好ましい。
外装部材の形状は、特に限定されない。外装部材の形状は、例えば、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、又はボタン型等であってもよい。外装部材は、電池寸法や電池の用途に応じて適宜選択することができる。
（６）負極端子
負極端子は、負極活物質のＬｉ吸蔵放出電位において電気化学的に安定であり、かつ導電性を有する材料から形成することができる。具体的には、負極端子の材料としては、銅、ニッケル、ステンレス若しくはアルミニウム、又は、Ｍｇ，Ｔｉ，Ｚｎ，Ｍｎ，Ｆｅ，Ｃｕ，及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。負極端子の材料としては、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いることが好ましい。負極端子は、負極集電体との接触抵抗を低減するために、負極集電体と同様の材料からなることが好ましい。
（７）正極端子
正極端子は、リチウムの酸化還元電位に対し３Ｖ以上４．５Ｖ以下の電位範囲（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）において電気的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成することができる。正極端子の材料としては、アルミニウム、或いは、Ｍｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉからなる群より選択される少なくとも１種の元素を含むアルミニウム合金が挙げられる。正極端子は、正極集電体との接触抵抗を低減するために、正極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。
次に、実施形態に係る二次電池について、図面を参照しながらより具体的に説明する。
図１は、実施形態に係る二次電池の一例を概略的に示す断面図である。図２は、図１に示す二次電池のＡ部を拡大した断面図である。
図１及び図２に示す二次電池１００は、図１及び図２に示す袋状外装部材２と、図１に示す電極群１と、図示しない電解質とを具備する。電極群１及び電解質は、袋状外装部材２内に収納されている。電解質（図示しない）は、電極群１に保持されている。
袋状外装部材２は、２つの樹脂層とこれらの間に介在した金属層とを含むラミネートフィルムからなる。
図１に示すように、電極群１は、扁平状の捲回型電極群である。扁平状で捲回型である電極群１は、図２に示すように、負極３と、セパレータ４と、正極５とを含む。セパレータ４は、負極３と正極５との間に介在している。
負極３は、負極集電体３ａと負極合剤層（活物質含有層）３ｂとを含む。負極３のうち、捲回型の電極群１の最外殻に位置する部分は、図２に示すように負極集電体３ａの内面側のみに負極合剤層３ｂが形成されている。負極３におけるその他の部分では、負極集電体３ａの両面に負極合剤層３ｂが形成されている。
正極５は、正極集電体５ａと、その両面に形成された正極合剤層（正極活物質含有層）５ｂとを含んでいる。
図１に示すように、負極端子６及び正極端子７は、捲回型の電極群１の外周端近傍に位置している。この負極端子６は、負極集電体３ａの最外殻に位置する部分に接続されている。また、正極端子７は、正極集電体５ａの最外殻に位置する部分に接続されている。これらの負極端子６及び正極端子７は、袋状外装部材２の開口部から外部に延出されている。袋状外装部材２の内面には、熱可塑性樹脂層が設置されており、これが熱融着されていることにより、開口部が閉じられている。
実施形態に係る二次電池は、図１及び図２に示す構成の二次電池に限らず、例えば図３及び図４に示す構成の電池であってもよい。
図３は、実施形態に係る二次電池の他の例を模式的に示す部分切欠斜視図である。図４は、図３に示す二次電池のＢ部を拡大した断面図である。
図３及び図４に示す二次電池１００は、図３及び図４に示す電極群１と、図３に示す外装部材２と、図示しない電解質とを具備する。電極群１及び電解質は、外装部材２内に収納されている。電解質は、電極群１に保持されている。
外装部材２は、２つの樹脂層とこれらの間に介在した金属層とを含むラミネートフィルムからなる。
電極群１は、図４に示すように、積層型の電極群である。積層型の電極群１は、負極３と正極５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している。
電極群１は、複数の負極３を含んでいる。複数の負極３は、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合剤層３ｂとを備えている。また、電極群１は、複数の正極５を含んでいる。複数の正極５は、それぞれが、正極集電体５ａと、正極集電体５ａの両面に担持された正極合剤層５ｂとを備えている。
各負極３の負極集電体３ａは、その一辺において、いずれの表面にも負極合剤層３ｂが担持されていない部分３ｃを含む。この部分３ｃは、負極集電タブとして働く。図４に示すように、負極集電タブとして働く部分３ｃは、正極５と重なっていない。また、複数の負極集電タブ（部分３ｃ）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、外装部材２の外部に引き出されている。
また、図示しないが、各正極５の正極集電体５ａは、その一辺において、いずれの表面にも正極合剤層５ｂが担持されていない部分を含む。この部分は、正極集電タブとして働く。正極集電タブは、負極集電タブ（部分３ｃ）と同様に、負極３と重なっていない。また、正極集電タブは、負極集電タブ（部分３ｃ）に対し電極群１の反対側に位置する。正極集電タブは、帯状の正極端子７に電気的に接続されている。帯状の正極端子７の先端は、負極端子６とは反対側に位置し、外装部材２の外部に引き出されている。
実施形態に係る二次電池は、実施形態に係る電極を具備する。そのため、この二次電池は、抵抗上昇を抑制することができ、充放電サイクル時の容量維持率を向上することができる。
（第３の実施形態）
第３の実施形態によると、組電池が提供される。組電池は、実施形態に係る二次電池を複数個具備している。
第３の実施形態に係る組電池において、各単電池は、電気的に直列若しくは並列に接続して配置してもよく、又は直列接続及び並列接続を組み合わせて配置してもよい。
次に、第３の実施形態に係る組電池の一例について、図面を参照しながら説明する。
図５は、第３の実施形態に係る組電池の一例を概略的に示す斜視図である。図５に示す組電池２００は、５つの単電池１００ａ～１００ｅと、４つのバスバー２１と、正極側リード２２と、負極側リード２３とを具備している。５つの単電池１００ａ～１００ｅのそれぞれは、実施形態に係る二次電池である。
バスバー２１は、例えば、１つの単電池１００ａの負極端子６と、隣に位置する単電池１００ｂの正極端子７とを接続している。このようにして、５つの単電池１００は、４つのバスバー２１により直列に接続されている。すなわち、図５の組電池２００は、５直列の組電池である。
図５に示すように、５つの単電池１００ａ～１００ｅのうち、左端に位置する単電池１００ａの正極端子７は、外部接続用の正極側リード２２に接続されている。また、５つの単電池１００ａ～１００ｅうち、右端に位置する単電池１００ｅの負極端子６は、外部接続用の負極側リード２３に接続されている。
実施形態に係る組電池は、実施形態に係る二次電池を具備する。従って、この組電池は、抵抗上昇を抑制することができ、優れた寿命性能を示すことができる。
（第４の実施形態）
第４の実施形態によると、電池パックが提供される。この電池パックは、実施形態に係る組電池を具備している。この電池パックは、実施形態に係る組電池の代わりに、実施形態に係る二次電池を具備していてもよい。
実施形態に係る電池パックは、保護回路を更に具備することができる。保護回路は、二次電池の充放電を制御する機能を有する。或いは、電池パックを電源として使用する装置（例えば、電子機器、自動車等）に含まれる回路を、電池パックの保護回路として使用してもよい。
また、実施形態に係る電池パックは、通電用の外部端子を更に具備することもできる。通電用の外部端子は、外部に二次電池からの電流を出力するため、及び／又は二次電池に外部からの電流を入力するためのものである。言い換えれば、電池パックを電源として使用する際、電流が通電用の外部端子を通して外部に供給される。また、電池パックを充電する際、充電電流（自動車などの動力の回生エネルギーを含む）は通電用の外部端子を通して電池パックに供給される。
次に、実施形態に係る電池パックの一例について、図面を参照しながら説明する。
図６は、実施形態に係る電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図である。図７は、図６に示す電池パックの電気回路の一例を示すブロック図である。
図６及び図７に示す電池パック３００は、収容容器３１と、蓋３２と、保護シート３３と、組電池２００と、プリント配線基板３４と、配線３５と、図示しない絶縁板とを備えている。
図６に示す収容容器３１は、長方形の底面を有する有底角型容器である。収容容器３１は、保護シート３３と、組電池２００と、プリント配線基板３４と、配線３５とを収容可能に構成されている。蓋３２は、矩形型の形状を有する。蓋３２は、収容容器３１を覆うことにより、上記組電池２００等を収容する。収容容器３１及び蓋３２には、図示していないが、外部機器等へと接続するための開口部又は接続端子等が設けられている。
組電池２００は、複数の単電池１００と、正極側リード２２と、負極側リード２３と、粘着テープ２４とを備えている。
単電池１００は、図１及び図２に示す構造を有している。複数の単電池１００の少なくとも１つは、実施形態に係る二次電池である。複数の単電池１００は、外部に延出した負極端子６及び正極端子７が同じ向きになるように揃えて積層されている。複数の単電池１００の各々は、図７に示すように電気的に直列に接続されている。複数の単電池１００は、電気的に並列に接続されていてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて接続されていてもよい。複数の単電池１００を並列接続すると、直列接続した場合と比較して、電池容量が増大する。
粘着テープ２４は、複数の単電池１００を締結している。粘着テープ２４の代わりに、熱収縮テープを用いて複数の単電池１００を固定してもよい。この場合、組電池２００の両側面に保護シート３３を配置し、熱収縮テープを周回させた後、熱収縮テープを熱収縮させて複数の単電池１００を結束させる。
正極側リード２２の一端は、単電池１００の積層体において、最下層に位置する単電池１００の正極端子７に接続されている。負極側リード２３の一端は、単電池１００の積層体において、最上層に位置する単電池１００の負極端子６に接続されている。
プリント配線基板３４は、収容容器３１の内側面のうち、一方の短辺方向の面に沿って設置されている。プリント配線基板３４は、正極側コネクタ３４１と、負極側コネクタ３４２と、サーミスタ３４３と、保護回路３４４と、配線３４５及び３４６と、通電用の外部端子３４７と、プラス側配線３４８ａと、マイナス側配線３４８ｂとを備えている。プリント配線基板３４の一方の主面は、組電池２００において負極端子６及び正極端子７が延出する面と向き合っている。プリント配線基板３４と組電池２００との間には、図示しない絶縁板が介在している。
正極側コネクタ３４１には、貫通孔が設けられている。この貫通孔に、正極側リード２２の他端が挿入されることにより、正極側コネクタ３４１と正極側リード２２とは電気的に接続される。負極側コネクタ３４２には、貫通孔が設けられている。この貫通孔に、負極側リード２３の他端が挿入されることにより、負極側コネクタ３４２と負極側リード２３とは電気的に接続される。
サーミスタ３４３は、プリント配線基板３４の一方の主面に固定されている。サーミスタ３４３は、単電池１００の各々の温度を検出し、その検出信号を保護回路３４４に送信する。
通電用の外部端子３４７は、プリント配線基板３４の他方の主面に固定されている。通電用の外部端子３４７は、電池パック３００の外部に存在する機器と電気的に接続されている。
保護回路３４４は、プリント配線基板３４の他方の主面に固定されている。保護回路３４４は、プラス側配線３４８ａを介して通電用の外部端子３４７と接続されている。保護回路３４４は、マイナス側配線３４８ｂを介して通電用の外部端子３４７と接続されている。また、保護回路３４４は、配線３４５を介して正極側コネクタ３４１に電気的に接続されている。保護回路３４４は、配線３４６を介して負極側コネクタ３４２に電気的に接続されている。更に、保護回路３４４は、複数の単電池１００の各々と配線３５を介して電気的に接続されている。
保護シート３３は、収容容器３１の長辺方向の両方の内側面と、組電池２００を介してプリント配線基板３４と向き合う短辺方向の内側面とに配置されている。保護シート３３は、例えば、樹脂又はゴムからなる。
保護回路３４４は、複数の単電池１００の充放電を制御する。また、保護回路３４４は、サーミスタ３４３から送信される検出信号、又は、個々の単電池１００若しくは組電池２００から送信される検出信号に基づいて、保護回路３４４と外部機器への通電用の外部端子３４７との電気的な接続を遮断する。
サーミスタ３４３から送信される検出信号としては、例えば、単電池１００の温度が所定の温度以上であることを検出した信号を挙げることができる。個々の単電池１００若しくは組電池２００から送信される検出信号としては、例えば、単電池１００の過充電、過放電及び過電流を検出した信号を挙げることができる。個々の単電池１００について過充電等を検出する場合、電池電圧を検出してもよく、正極電位又は負極電位を検出してもよい。後者の場合、参照極として用いるリチウム電極を個々の単電池１００に挿入する。
なお、保護回路３４４としては、電池パック３００を電源として使用する装置（例えば、電子機器、自動車等）に含まれる回路を用いてもよい。
また、この電池パック３００は、上述したように通電用の外部端子３４７を備えている。したがって、この電池パック３００は、通電用の外部端子３４７を介して、組電池２００からの電流を外部機器に出力するとともに、外部機器からの電流を、組電池２００に入力することができる。言い換えると、電池パック３００を電源として使用する際には、組電池２００からの電流が、通電用の外部端子３４７を通して外部機器に供給される。また、電池パック３００を充電する際には、外部機器からの充電電流が、通電用の外部端子３４７を通して電池パック３００に供給される。この電池パック３００を車載用電池として用いた場合、外部機器からの充電電流として、車両の動力の回生エネルギーを用いることができる。
なお、電池パック３００は、複数の組電池２００を備えていてもよい。この場合、複数の組電池２００は、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて接続されてもよい。また、プリント配線基板３４及び配線３５は省略してもよい。この場合、正極側リード２２及び負極側リード２３を通電用の外部端子として用いてもよい。
このような電池パックは、例えば大電流を取り出したときにサイクル性能が優れていることが要求される用途に用いられる。この電池パックは、具体的には、例えば、電子機器の電源、定置用電池、各種車両の車載用電池として用いられる。電子機器としては、例えば、デジタルカメラを挙げることができる。この電池パックは、車載用電池として特に好適に用いられる。
実施形態に係る電池パックは、実施形態に係る二次電池又は実施形態に係る組電池を備えている。従って、この電池パックは、抵抗上昇を抑制することができ、長寿命性能を示すことができる。
（第５の実施形態）
第５の実施形態によると、車両が提供される。この車両は、実施形態に係る電池パックを搭載している。
実施形態に係る車両において、電池パックは、例えば、車両の動力の回生エネルギーを回収するものである。車両は、この車両の運動エネルギーを回生エネルギーに変換する機構を含んでいてもよい。
実施形態に係る車両の例としては、例えば、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、及び鉄道用車両が挙げられる。
実施形態に係る車両における電池パックの搭載位置は、特には限定されない。例えば、電池パックを自動車に搭載する場合、電池パックは、車両のエンジンルーム、車体後方又は座席の下に搭載することができる。
実施形態に係る車両は、複数の電池パックを搭載してもよい。この場合、電池パックは、電気的に直列に接続されてもよく、電気的に並列に接続されてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて電気的に接続されてもよい。
次に、実施形態に係る車両の一例について、図面を参照しながら説明する。
図８は、実施形態に係る車両の一例を概略的に示す断面図である。
図８に示す車両４００は、車両本体４０と、第４の実施形態に係る電池パック３００とを含んでいる。図８に示す例では、車両４００は、四輪の自動車である。
この車両４００は、複数の電池パック３００を搭載してもよい。この場合、電池パック３００は、直列に接続されてもよく、並列に接続されてもよく、直列接続及び並列接続を組み合わせて接続されてもよい。
図８では、電池パック３００が車両本体４０の前方に位置するエンジンルーム内に搭載されている例を図示している。上述したとおり、電池パック３００は、例えば、車両本体４０の後方又は座席の下に搭載してもよい。この電池パック３００は、車両４００の電源として用いることができる。また、この電池パック３００は、車両４００の動力の回生エネルギーを回収することができる。
次に、図９を参照しながら、実施形態に係る車両の実施態様について説明する。
図９は、実施形態に係る車両の一例を概略的に示した図である。図９に示す車両４００は、電気自動車である。
図９に示す車両４００は、車両本体４０と、車両用電源４１と、車両用電源４１の上位制御手段である車両ＥＣＵ（ＥＣＵ：Electric Control Unit；電気制御装置）４２と、外部端子（外部電源に接続するための端子）４３と、インバータ４４と、駆動モータ４５とを備えている。
車両４００は、車両用電源４１を、例えばエンジンルーム、自動車の車体後方又は座席の下に搭載している。なお、図９に示す車両４００では、車両用電源４１の搭載箇所については概略的に示している。
車両用電源４１は、複数（例えば３つ）の電池パック３００ａ、３００ｂ及び３００ｃと、電池管理装置（ＢＭＵ：Battery Management Unit）４１１と、通信バス４１２とを備えている。
３つの電池パック３００ａ、３００ｂ及び３００ｃは、電気的に直列に接続されている。電池パック３００ａは、組電池２００ａと組電池監視装置３０１ａ（例えば、ＶＴＭ： Voltage Temperature Monitoring）とを備えている。電池パック３００ｂは、組電池２００ｂと組電池監視装置３０１ｂとを備えている。電池パック３００ｃは、組電池２００ｃと組電池監視装置３０１ｃとを備えている。電池パック３００ａ、３００ｂ、及び３００ｃは、それぞれ独立して取り外すことが可能であり、別の電池パック３００と交換することができる。
組電池２００ａ～２００ｃのそれぞれは、直列に接続された複数の単電池を備えている。複数の単電池の少なくとも１つは、第２の実施形態に係る二次電池である。組電池２００ａ～２００ｃは、それぞれ、正極端子４１３及び負極端子４１４を通じて充放電を行う。
電池管理装置４１１は、車両用電源４１の保全に関する情報を集めるために、組電池監視装置３０１ａ～３０１ｃとの間で通信を行い、車両用電源４１に含まれる組電池２００ａ～２００ｃに含まれる単電池１００の電圧、及び温度などに関する情報を収集する。
電池管理装置４１１と組電池監視装置３０１ａ～３０１ｃとの間には、通信バス４１２が接続されている。通信バス４１２は、１組の通信線を複数のノード（電池管理装置と１つ以上の組電池監視装置と）で共有するように構成されている。通信バス４１２は、例えばＣＡＮ（Control Area Network）規格に基づいて構成された通信バスである。
組電池監視装置３０１ａ～３０１ｃは、電池管理装置４１１からの通信による指令に基づいて、組電池２００ａ～２００ｃを構成する個々の単電池の電圧及び温度を計測する。ただし、温度は１つの組電池につき数箇所だけで測定することができ、全ての単電池の温度を測定しなくてもよい。
車両用電源４１は、正極端子４１３と負極端子４１４との接続を入り切りするための電磁接触器（例えば図９に示すスイッチ装置４１５）を有することもできる。スイッチ装置４１５は、組電池２００ａ～２００ｃへの充電が行われるときにオンするプリチャージスイッチ（図示せず）、及び、電池出力が負荷へ供給されるときにオンするメインスイッチ（図示せず）を含んでいる。プリチャージスイッチおよびメインスイッチは、スイッチ素子の近傍に配置されたコイルに供給される信号によりオン又はオフされるリレー回路（図示せず）を備えている。
インバータ４４は、入力された直流電圧を、モータ駆動用の３相の交流（ＡＣ）の高電圧に変換する。インバータ４４の３相の出力端子は、駆動モータ４５の各３相の入力端子に接続されている。インバータ４４は、電池管理装置４１１、あるいは車両全体の動作を制御するための車両ＥＣＵ４２からの制御信号に基づいて、出力電圧を制御する。
駆動モータ４５は、インバータ４４から供給される電力により回転する。この回転は、例えば差動ギアユニットを介して車軸および駆動輪Ｗに伝達される。
また、図示はしていないが、車両４００は、回生ブレーキ機構を備えている。回生ブレーキ機構は、車両４００を制動した際に駆動モータ４５を回転させ、運動エネルギーを電気エネルギーとしての回生エネルギーに変換する。回生ブレーキ機構で回収した回生エネルギーは、インバータ４４に入力され、直流電流に変換される。直流電流は、車両用電源４１に入力される。
車両用電源４１の負極端子４１４には、接続ラインＬ１の一方の端子が、電池管理装置４１１内の電流検出部（図示せず）を介して接続されている。接続ラインＬ１の他方の端子は、インバータ４４の負極入力端子に接続されている。
車両用電源４１の正極端子４１３には、接続ラインＬ２の一方の端子が、スイッチ装置４１５を介して接続されている。接続ラインＬ２の他方の端子は、インバータ４４の正極入力端子に接続されている。
外部端子４３は、電池管理装置４１１に接続されている。外部端子４３は、例えば、外部電源に接続することができる。
車両ＥＣＵ４２は、運転者などの操作入力に応答して他の装置とともに電池管理装置４１１を協調制御して、車両全体の管理を行なう。電池管理装置４１１と車両ＥＣＵ４２との間では、通信線により、車両用電源４１の残容量など、車両用電源４１の保全に関するデータ転送が行われる。
実施形態に係る車両は、実施形態に係る電池パックを搭載している。それ故、本実施形態によれば、低抵抗で、かつ長寿命性能を示すことができる電池パックを搭載した車両を提供することができる。
以下に実施例を説明するが、実施形態は、以下に記載される実施例に限定されるものではない。なお、各試験結果については表に記載する。
（実施例１）
＜電極作製＞
まず、正極についてはＬｉＭｎ2Ｏ4粉末を９０重量％、アセチレンブラック５重量％およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）５重量％をＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）加えて混合し、スラリーを調製した。厚さ２０μｍのアルミニウム箔に１００ｇ／ｍ2の塗布量にてスラリーを塗布し、１２０℃のホットプレート上で乾燥させることで溶媒を除去した。裏面についても同様に塗工することで、両面塗工された正極を作製した。ロールプレスにより電極密度２．５ｇ／ｃｃにプレスした。
負極については平均粒子径３．０μｍのＴｉ2ＮｂＯ7（単斜晶型ニオブチタン複合酸化物）粒子を８７重量％、アセチレンブラック（ＡＢ）４重量％、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）４重量％、PVｄFを５重量％、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）に加えて混合し、スラリーを調製した。Ｔｉ2ＮｂＯ7粒子は白色の絶縁性粒子である。多層カーボンナノチューブの平均繊維径が１０ｎｍで、平均繊維長が２５μｍであった。負極の分散については、１ｍｍ径ガラスビーズを活物質の５０％重量相当の量で混合して、固形分濃度６０％にて１０分間、自転公転ミキサーにて２０００ｒｐｍにて混合した。混合したスラリーからガラスビーズを１００メッシュによるろ過により取り除いた。厚さ２０μｍのアルミニウム箔に１００ｇ／ｍ2の塗布量にてスラリーを塗布し、１２０℃のホットプレート上で乾燥させることで溶媒を除去した。裏面についても同様に塗工することで、両面塗工された負極を作製した。ロールプレスにより電極密度２．０ｇ／ｃｃにプレスした。
＜ラミネートセルの作製＞
正極、厚さ２５μｍのポリエチレン製多孔質フィルムからなるセパレータ、負極およびセパレータをこの順序で積層した後、渦巻き状に捲回した。これを９０℃で加熱プレスすることにより、幅が３０ｍｍ、厚さ３．０ｍｍの偏平状電極群を作製した。得られた電極群をラミネートフィルムからなるパックに収納し、８０℃で２４時間真空乾燥を施した。ラミネートフィルムは厚さ４０μｍのアルミニウム箔の両面にポリプロピレン層を形成して構成され、全体の厚さが０．１ｍｍである。電極群を収納したラミネートフィルムのパック内に液状非水電解質を注入した。その後、パックをヒートシールにより完全密閉し、幅３５ｍｍ、厚さ３．２ｍｍ、高さが６５ｍｍの２Ａｈ容量の非水電解質電池を製造した。
（実施例２）
負極スラリーを作製する際の分散時間を２０分間とした点以外は実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。
（実施例３）
負極スラリーを作製する際に、自転公転ミキサーの代わりにビーズミルを使用した点以外は実施例１と同様にして非水電解質電池を製造した。なお、ビーズミルの分散メディアは１ｍｍ径のジルコニアビーズを使用した。２０００ｒｐｍにての滞留時間、すなわち攪拌時間が５分となるように送液を行った。
（実施例４）
負極の結着剤としてＰＶｄＦではなく、ＣＭＣおよびＳＢＲをそれぞれ２.５重量％用いた。よって、活物質、導電剤及び結着剤の配合量であるＴｉ2ＮｂＯ7：ＡＢ：ＭＷＣＮＴ：ＣＭＣ：ＳＢＲを、８７：４：４：２．５：２．５とした以外は、実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。
（実施例５）
ＭＷＣＮＴを粉末ではなく、湿式高圧ジェットミルにて事前にＮＭＰに分散した分散液を使用した点以外は実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。表１に示す電極組成におけるＭＷＣＮＴ分散液の量は固形分換算での値である。
（実施例６）
負極の電極組成を、Ｔｉ2ＮｂＯ7粒子を８３重量％、アセチレンブラック（ＡＢ）４重量％、多層カーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）８重量％、PVｄFを５重量％とした。また、負極スラリーの分散にビーズミルを使用した。これらの点以外は、実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。なお、ビーズミルの分散メディアは１ｍｍ径のジルコニアビーズを使用した。また、３０００ｒｐｍにての滞留時間、すなわち攪拌時間が５分となるように送液を行った。
（実施例７）
平均粒子径５．０μｍのＴｉ2ＮｂＯ7粒子を使用した点以外は、実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。
（実施例８）
負極について、平均粒子径３．０μｍのＬｉ2Ｎａ2Ｔｉ6Ｏ14粒子（直方晶型チタン含有複合酸化物）を使用した点以外は実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。Ｌｉ2Ｎａ2Ｔｉ6Ｏ14粒子は白色の絶縁性粒子である。
（比較例１）
負極スラリーを作製する際の分散時間を１分間とした点以外は実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。
（比較例２）
負極スラリーを作製する際にガラスビーズを添加しない点以外は実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。
（比較例３）
負極の結着剤としてＰＶｄＦではなく、ＣＭＣを５重量％用いた。よって、活物質、導電剤及び結着剤の配合量であるＴｉ2ＮｂＯ7：ＡＢ：ＭＷＣＮＴ：ＣＭＣを、８７：４：４：５とした。また、ビーズミル分散の回転数を３０００ｒｐｍとした点以外は、実施例３と同様として非水電解質電池を製造した。
（比較例４）
自転公転ミキサーの分散において、ガラスビーズを添加しなかった点以外は実施例４と同様として非水電解質電池を製造した。
（比較例５）
平均粒子径７．０μｍのＴｉ2ＮｂＯ7を使用した点以外は、実施例１と同様として非水電解質電池を製造した。
（比較例６）
負極スラリーを作製する際にガラスビーズを添加しない点以外は実施例８と同様として非水電解質電池を製造した。
実施例及び比較例について、電極の明度Ｌ＊、合剤層の粒度分布を下記に説明する方法で測定し、その結果を表１～表３に示す。
＜負極のＬ＊値測定＞
負極の明度Ｌ＊を前述した方法により測定した。
＜電極合剤層の粒度分布測定＞
電極を２ｃｍ角、すなわち電極の厚さ方向と垂直な面の片面当りの面積が２ｃｍ×２ｃｍになるように切り出し、１０ｃｃのＮＭＰ溶液中に含浸させ、１０分間ほど超音波を照射させた。その後、集電箔を取り除き、自転公転ミキサーを用いて２０００ｒｐｍにて３０秒間、合剤層の溶解液を攪拌させた。その後すぐに溶解液の粒度分布測定を、レーザ回折／散乱式粒子径分布測定装置にて行った。得られるプロファイルを反射モードにて解析した結果、体積累積頻度ｄ１０、ｄ２０、ｄ３０、ｄ４０，ｄ５０、ｄ６０、ｄ７０、ｄ８０、ｄ９０での粒子径を得た。実施例１の合剤層の体積粒度分布を図１０に示す。図１０の横軸は、粒子径（particle size）[μｍ]、縦軸は体積頻度（volume frequency）[任意単位]である。実施例１の合剤層の体積累積頻度ｄ１０での粒子径は０．６０μｍ、ｄ２０での粒子径は０．７７、ｄ３０での粒子径は０．９６μｍ、ｄ４０での粒子径は１．１８μｍ、ｄ５０での粒子径は１．４４μｍ、ｄ６０での粒子径は１．７９μｍ、ｄ７０での粒子径は２．２７μｍ、ｄ８０での粒子径は３．０３μｍ、ｄ９０での粒子径は４．５７μｍであった。各実施例及び比較例の合剤層の体積累積頻度ｄ５０を表１～表３に示す。なお、表１～表３の活物質の組成の欄の括弧内に記載された値は、活物質粒子の平均粒径（Ｄ５０）である。
＜「電極明度」に対する「各体積累積頻度の粒子径の逆数和」を表した関係式の計算＞
合剤層の粒度分布測定における体積累積頻度ｄ１０、ｄ２０、ｄ３０、ｄ４０，ｄ５０、ｄ６０、ｄ７０、ｄ８０，ｄ９０の粒子径をそれぞれｒ１、ｒ２、ｒ３、ｒ４、ｒ５、ｒ６、ｒ７、ｒ８、ｒ９とする。このとき、電極表面の明度Ｌ＊と、ｒｉ（ｉ＝１～９までの自然数）の値とから下記（２）に示す関係式の値を求め、その結果を表１～表３に示す。
実施例及び比較例の電池の充放電サイクルの容量維持率と、抵抗上昇率を下記方法で測定し、その結果を表１～表３に示す。表１～表３中の電極組成の配合量の単位は重量％である。
＜充放電試験＞
電流値２Ａにて上限電圧２．８５Ｖ、充電時間３時間の終止条件で充電を行い、その後、２Ａにて１．６Ｖまで放電を実施した。これを６０℃において、１００回繰り返して実施した際の容量維持率およびサイクル試験前後での１Ｃ―１０Ｃ定電流パルス放電試験から見積もられる抵抗値の上昇率を測定した。
表１～表３から明らかな通り、実施例１～８の電極は、比較例１～６の電極に比して、充放電サイクル時の抵抗上昇率が低く、充放電サイクル時の容量維持率が高いことがわかる。実施例１～８では、負極スラリーの攪拌条件が適切であったため、導電剤であるカーボンナノチューブの凝集がほぐれ、（２）式に示す関係式の値が７．０以上１１．０以下となった。
比較例１では、攪拌時間が不足していたため、導電剤であるカーボンナノチューブが凝集したままであり、負極表面の明度Ｌ＊が高くなった。そのため、（２）式に示す関係式の値が７．０未満となった。
比較例２では、ビーズミルによる攪拌を行わなかった。そのため、導電剤であるカーボンナノチューブが凝集したままであり、負極表面の明度Ｌ＊が高くなった。その結果、（２）式に示す関係式の値が７．０未満となった。
比較例３では、合剤層の粒度が小さかったため、（２）式に示す関係式の値が７．０未満となった。
比較例４では、ビーズミルによる攪拌を行わなかった。そのため、導電剤であるカーボンナノチューブが凝集したままであり、負極表面の明度Ｌ＊が高くなった。その結果、（２）式に示す関係式の値が７．０未満となった。
比較例５では、合剤層の粒度が大きかったため、（２）式に示す関係式の値が１１．０より大きくなった。
比較例６では、ビーズミルによる攪拌を行わなかった。そのため、導電剤であるカーボンナノチューブが凝集したままであり、負極表面の明度Ｌ＊が高くなった。その結果、（２）式に示す関係式の値が７．０未満となった。
以上説明した少なくとも一つの実施形態によれば、チタン含有酸化物と導電剤とを含む合剤層を備え、「１００―電極明度Ｌ＊」に対する「体積累積頻度の粒子径の逆数和」を表した関係式が特定範囲を満たす電極が提供される。この電極によれば、抵抗上昇を抑制することができると共に、寿命性能を向上することができる。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
１…電極群、２…外装部材、３…負極、３ａ…負極集電体、３ｂ…負極活物質含有層、３ｃ…負極集電体の部分、４…セパレータ、５…正極、５ａ…正極集電体、５ｂ…正極活物質含有層、６…負極端子、７…正極端子、２１…バスバー、２２…正極側リード、２３…負極側リード、２４…粘着テープ、３１…収容容器、３２…蓋、３３…保護シート、３４…プリント配線基板、３５…配線、４０…車両本体、４１…車両用電源、４２…電気制御装置、４３…外部端子、４４…インバータ、４５…駆動モータ、１００…二次電池、２００…組電池、１００ａ～１００ｅ…単位電池、２００ａ…組電池、２００ｂ…組電池、２００ｃ…組電池、３００…電池パック、３００ａ…電池パック、３００ｂ…電池パック、３００ｃ…電池パック、３０１ａ…組電池監視装置、３０１ｂ…組電池監視装置、３０１ｃ…組電池監視装置、３４１…正極側コネクタ、３４２…負極側コネクタ、３４３…サーミスタ、３４４…保護回路、３４５…配線、３４６…配線、３４７…通電用の外部端子、３４８ａ…プラス側配線、３４８ｂ…マイナス側配線、４００…車両、４１１…電池管理装置、４１２…通信バス、４１３…正極端子、４１４…負極端子、４１５…スイッチ装置。

Claims (11)

  1. チタン含有酸化物と、導電剤とを含む合剤層を備え、下記（１）式を満たす電極。
    但し、（１）式において、Ｌ＊は、前記電極のＪＩＳＺ８７２２：２００９に基づき測定された明度であり、ｒｉ（ｉが１～９までの自然数）は、前記合剤層の体積累積頻度ｄｘでの粒子径であり、前記体積累積頻度ｄｘは、粒子径が小さい方から累積した体積基準での累積頻度であり、体積累積頻度ｄ１０の１０％から１０％刻みで増加し、体積累積頻度ｄ９０の９０％までの値である。
  2. 前記明度（Ｌ＊）が３５．０≦Ｌ＊≦５０．０である、請求項１記載の電極。
  3. 前記チタン含有酸化物は、絶縁性白色粒子である、請求項１～２のいずれか１項に記載の電極。
  4. 前記チタン含有酸化物は、単斜晶型ニオブチタン複合酸化物及び直方晶型チタン含有複合酸化物のうちの少なくとも一方を含む、請求項１～３のいずれか１項に記載の電極。
  5. 前記導電剤は、単層カーボンナノチューブ及び多層カーボンナノチューブのうちの少なくとも一方を含む、請求項１～４のいずれか１項に記載の電極。
  6. 正極と、負極と、電解質とを備える二次電池であって、
    前記正極または前記負極が、請求項１～５のいずれか１項に記載の電極である、二次電池。
  7. 請求項６に記載の二次電池を具備する電池パック。
  8. 通電用の外部端子と、保護回路とを更に具備する請求項７に記載の電池パック。
  9. 複数の前記二次電池を具備し、
    前記二次電池が、直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて電気的に接続されている請求項７又は８に記載の電池パック。
  10. 請求項７－９の何れか１項に記載の電池パックを搭載した車両。
  11. 前記車両の運動エネルギーを回生エネルギーに変換する機構を含む請求項１０に記載の車両。
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