JP6683259B2 - 電池及び電子機器 - Google Patents

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Description

本開示は、電池、具体的には、可撓性を有するシート状の二次電池に関し、更には、斯かる電池を備えた電子機器に関する。
従来、安全性の観点から二次電池の形状安定性は重要であり、二次電池は、硬いもの、可撓性の無いものとされてきた。しかしながら、ウェアラブルデバイス等の情報デバイスの近年の発展に伴い、可撓性やベンダブル性を有する二次電池が要求されるようになってきている。スマートフォン等の情報デバイス用の二次電池として、成型自由度の高いフィルム状の外装部材に扁平状の積層構造体を収容した二次電池が広く用いられている。そして、このような構成を有する二次電池をベンダブル化して、ウェアラブルデバイス等の情報デバイスに適用可能とすることが強く望まれている。
ところで、二次電池を湾曲させたとき、湾曲した二次電池の内面の長さＬinと外面の長さＬoutとの間に差（便宜上、『周長差』と呼ぶ）が生じる。そして、内面には圧縮方向の応力が加わり、外面には伸長方向の応力が加わり、湾曲の曲率半径が小さいほど応力が大きくなる。二次電池内部の構成部材の中で、特に、金属材料（例えば、正極集電体や負極集電体）は、延伸によって塑性変形領域に入り易く、その形状が伸びた状態から元に戻らない場合がある。そのため、二次電池を再び湾曲させたとき、金属材料の塑性変形した部分が膨れた状態となり、外観上、シワとして残ってしまうといった問題がある。また、二次電池を繰り返し湾曲させると、シワの部分に応力が集中し、外装部材が破れたり、封止層が剥離したり、集電体が破断するといった問題が生じる。
湾曲又は屈曲させることができるシート状の蓄電装置が、特開２０１３−２１１２６２号公報から周知である。この特許公開公報に開示された蓄電装置は、
それぞれの一端が正極タブに固定された、可撓性を有するシート状の複数の正極、
それぞれの一端が負極タブに固定された、可撓性を有するシート状の複数の負極、及び、
可撓性を有するシート状の複数のセパレータ、
を有する蓄電素子を有し、
正極と負極は、複数のセパレータの一を間に挟んで交互に重なり合い、
蓄電素子は、可撓性を有する外装体に封入されている。ここで、正極は、可撓性を有するシート状（帯状）の正極集電体と、その両面に正極活物質を含む正極合剤層とを少なくとも有する。また、同様に、負極は、可撓性を有するシート状の負極集電体と、その両面に負極活物質を含む負極合剤層とを少なくとも有する。
特開２０１３−２１１２６２号公報
この特許公開公報に開示された蓄電装置にあっては、正極及び負極がセパレータの表面を滑って移動することで変形することができ、蓄電素子を例えばラミネートフィルム等を用いた可撓性のある外装体に封入することで、少なくとも一軸方向に可撓性を有するとされている。しかしながら、このような構造では、シート状の蓄電装置を湾曲させたとき、電極間距離が変わり易く、また、シート状の正極と、このシート状の正極に対向するシート状の負極とが、相対的に移動するので、電極合剤や集電体がセパレータを突き破って短絡が発生する虞があり、信頼性や安全性に問題が生じ易い。
従って、本開示の目的は、可撓性を有し、しかも、高い安全性を有する電池、及び、斯かる電池を備えた電子機器を提供することにある。
上記の目的を達成するための本開示の第１の態様に係る電池は、
正極集電体の片面に正極合剤層が形成されて成る正極部材、
電解質を含むセパレータ、及び、
負極集電体の片面に負極合剤層が形成されて成る負極部材、
が積層され、且つ、正極合剤層と負極合剤層が対向して配置された積層部材が、複数、同極の集電体が対向するように重ね合わされて成る積層構造体、並びに、
積層構造体を被覆する外装部材、
を備えており、
外装部材は、３×１０9Ｐａ以上、好ましくは４×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えている。
上記の目的を達成するための本開示の第２の態様に係る電池は、
正極集電体の片面に正極合剤層が形成されて成る正極部材、
電解質を含むセパレータ、及び、
負極集電体の片面に負極合剤層が形成されて成る負極部材、
が積層された積層部材、並びに、
積層部材を被覆する外装部材、
を備えており、
電解質は、ゲル状又は固体状であり、
外装部材は、３×１０9Ｐａ以上、好ましくは４×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えている。
上記の目的を達成するための本開示の第３の態様に係る電池は、
積層構造を有する電極体と、電極体を収容する外装部材とを備え、
外装部材は、アルミニウムを含む金属層と、金属層の第１面に設けられた第１樹脂層と、金属層の第２面に設けられた第２樹脂層とを備え、
外装部材は、第１樹脂層が外側となるように電極体を収容し、
第１樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種を含み、第１樹脂層の厚さは、４０μｍを超えるものである。
尚、本開示の第３の態様に係る電池において、電極体は、正極集電体と、正極集電体の一方の面に設けられた正極活物質層とを有する正極と、負極集電体と、負極集電体の一方の面に設けられた負極活物質層とを有する負極と、正極と負極との間に設けられたセパレータとを備え、正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを介して対向しているものであってもよい。
あるいは、本開示の第３の態様に係る電池において、電極体は、第１集電体と、第１集電体の一方の面に設けられた第１活物質層とを有する２つの第１電極と、第２集電体と、第２集電体の両方の面に設けられた第２活物質層とを有し、２つの第１電極の間に設けられた第２電極、及び、第１電極と第２電極との間に設けられたセパレータ、を備え、第１活物質層と第２活物質層とがセパレータを介して対向しているものであってもよい。
上記の目的を達成するための本開示の電子機器は、上述した本開示の第１の態様、第２の態様あるいは第３の態様に係る電池を備えている。
本開示の第１の態様に係る電池にあっては、積層部材において、集電体の一方の面（便宜上、『第１面』と呼ぶ）にのみ合剤層が形成されており、集電体の他方の面（便宜上、『第２面』と呼ぶ）は、隣接する積層部材における集電体の第２面と接している。従って、電池を湾曲させたとき、対向する集電体の第２面同士が相対的に移動する（滑る）。それ故、電池の湾曲によって積層構造体が受ける応力は、実質的には、積層部材１層分の応力に分散される。また、外装部材は３×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えているので、外装部材に過度の変形が生じることを抑制することができる。そして、以上の結果として、高い安全性を有し、可撓性を有し、曲げに強い電池を提供することができる。本開示の第２の態様に係る電池にあっては、電解質がゲル状又は固体状であるが故に、電池を湾曲させたとき、正極部材と負極部材とが相互に移動し難い。また、外装部材は３×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えているので、外装部材に過度の変形が生じることを抑制することができる。本開示の第３の態様に係る電池において、外装部材は、厚さが４０μｍを超えるポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種類を含む樹脂層を少なくとも備えているので、繰り返しの湾曲に対する電池の曲げ耐性を向上させることができる。そして、以上の結果として、高い安全性を有し、可撓性を有し、曲げに強い電池を提供することができる。尚、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無く、また、付加的な効果があってもよい。
図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ及び図１Ｄは、実施例１の電池を構成する積層構造体の模式的な断面図、実施例１の電池を構成する積層部材の模式的な断面図、実施例１の電池の模式的な断面図、及び、実施例１の電池の模式的な平面図である。 図２は、実施例１の電池の分解斜視図である。 図３Ａ及び図３Ｂは、実施例１の電池を構成する正極部材の模式的な平面図である。 図４Ａ及び図４Ｂは、実施例１の電池を構成する負極部材の模式的な平面図である。 図５Ａ及び図５Ｂは、積層部材の模式的な平面図である。 図６Ａ及び図６Ｂは、実施例１において行った屈曲試験を説明するための模式図である。 図７Ａは、実施例１Ａ及び比較例１Ａの電池の屈曲試験の結果を示すグラフであり、図７Ｂは、実施例１Ａの電池の複素インピーダンス測定結果を示すグラフであり、図７Ｃは、比較例１Ａの電池の複素インピーダンス測定結果を示すグラフである。 図８Ａは、屈曲試験後の実施例１Ａの電池の外観を写した写真であり、図８Ｂは、屈曲試験後の比較例１Ａの電池の外観を写した写真である。 図９Ａは、屈曲試験前の実施例１Ａの電池の断面を写した写真であり、図９Ｂは、屈曲試験後の実施例１Ａの電池の断面を写した写真である。 図１０は、屈曲試験後の比較例１Ａの電池の断面を写した写真である。 図１１Ａ、図１１Ｂ及び図１１Ｃは、実施例２の電池を構成する積層部材の模式的な断面図、実施例２の電池の模式的な断面図、及び、実施例２の電池の模式的な平面図である。 図１２Ａ及び図１２Ｂは、それぞれ、実施例３における電池の曲げ試験の方法を説明するための概略図である。 図１３は、実施例３Ａ、実施例３Ｂ、参考例３Ｄ、参考例３Ｅ、比較例３Ａ、比較例３Ｂ、比較例３Ｄ及び比較例３Ｅの電池の放電容量維持率の評価結果を示すグラフである。 図１４は、実施例３Ａ、実施例３Ｃ、参考例３Ｄ、参考例３Ｆ、比較例３Ａ、比較例３Ｃ、比較例３Ｄ及び比較例３Ｆの電池の放電容量維持率の評価結果を示すグラフである。 図１５は、実施例１〜実施例３において説明した本開示の電池を電池パックに適用した場合の実施例４における回路構成例を示すブロック図である。 図１６Ａ、図１６Ｂ及び図１６Ｃは、それぞれ、実施例４における本開示の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図、実施例４における本開示の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図、及び、実施例４における本開示の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。 図１７は、実施例４における本開示の適用例としてのプリント回路基板の構成の一例を示す斜視図である。 図１８は、実施例４における本開示の適用例としてのユニバーサルクレジットカードの外観の一例を示す平面図である。 図１９は、実施例４における本開示の適用例としてのリストバンド型活動量計の外観の一例を示す斜視図である。 図２０は、リストバンド型活動量計の本体部の構成の一例を示すブロック図である。 図２１は、実施例４における本開示の適用例としてのリストバンド型電子機器の外観の一例を示す斜視図である。 図２２は、リストバンド型電子機器の構成の一例を示すブロック図である。 図２３は、実施例１〜実施例３の電池の変形例の分解斜視図である。 図２４は、実施例１〜実施例３の電池の変形例の外観の一例を示す平面図である。 図２５Ａ及び図２５Ｂは、それぞれ、本開示の電池の変形例３の電極体の構成の一例を示す側面図、及び、正極リードの接続形態の一例を示す側面図である。
以下、図面を参照して、実施例に基づき本開示を説明するが、本開示は実施例に限定されるものではなく、実施例における種々の数値や材料は例示である。尚、説明は、以下の順序で行う。
１．本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池及び本開示の電子機器、全般に関する説明
２．実施例１（本開示の第１の態様に係る電池）
３．実施例２（本開示の第２の態様に係る電池）
４．実施例３（本開示の第３の態様に係る電池）
５．実施例４（実施例１〜実施例３の電池の応用例）
６．その他
〈本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池及び本開示の電子機器、全般に関する説明〉
本開示の第１の態様に係る電池及び本開示の電子機器に備えられた本開示の第１の態様に係る電池を総称して、『本開示の第１の態様に係る電池等』と呼ぶ場合がある。本開示の第２の態様に係る電池及び本開示の電子機器に備えられた本開示の第２の態様に係る電池を総称して、『本開示の第２の態様に係る電池等』と呼ぶ場合がある。本開示の第３の態様に係る電池及び本開示の電子機器に備えられた本開示の第３の態様に係る電池を総称して、『本開示の第３の態様に係る電池等』と呼ぶ場合がある。
〈本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池及び本開示の電子機器、全般に関する説明〉
本開示の第１の態様あるいは第３の態様に係る電池等において、電解質は液状、ゲル状又は固体状である形態とすることができる。
上記の好ましい形態を含む本開示の第１の態様、第３の態様に係る電池等、あるいは、本開示の第２の態様に係る電池等において、外装部材は、外側から、樹脂層、中間層及びヒートシール材層が積層されて成る構成とすることができる。そして、本開示の第１の態様、第２の態様に係る電池等において、樹脂層はポリエステル系樹脂を含む構成とすることができ、更には、樹脂層はポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を含む構成とすることができる。あるいは、樹脂層は、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）やポリフェニレンサルファイド、ポリイミドを含む構成とすることもできるし、これらの各種樹脂が混合された材料から構成することもできる。また、上記とは異なる樹脂を積層して構成することもできる。
上記の好ましい形態を含む本開示の第３の態様に係る電池等において、樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）及びポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）の少なくとも１種類を含んでおり、又は、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの混合から構成されていてもよい。ここで、「ＰＥＴ樹脂とＰＥＮ樹脂との混合」には、物理的な混合だけでなく、融点以上での熱処理や溶融ブレンドによるＰＥＴ樹脂とＰＥＮ樹脂との化学的な反応（例えば、エステル交換反応）も包含される。樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種類以外の樹脂を含んでいてもよいが、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種類を主成分としていることが好ましい。ここで、主成分であるとは、樹脂層におけるポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種類の含有率が５０質量％以上であることを意味する。
樹脂層をポリエチレンテレフタレート樹脂やポリエチレンナフタレート樹脂から構成すれば、これらの樹脂は、一般的なラミネートフィルム型電池の樹脂層として用いられている樹脂材料（例えば、ポリプロピレン，ＰＰ）に比べて硬度が高いので、外力に対する中間層の形態保持性が向上し、電池を繰り返し湾曲させても、中間層に亀裂が発生し難い。それ故、電池の密封性が維持され、水分の浸入が抑制されるため、充放電サイクルに対する容量維持率の低下が抑制される。
本開示の第３の態様に係る電池等において、樹脂層の厚さは、４０μｍを超えるが、好ましくは４５μｍ以上、より好ましくは５０μｍ以上であることが望ましい。樹脂層の厚さが４０μｍを超えると、電池を繰り返し湾曲させても、中間層に亀裂が発生し難くなり、電池の密封性が維持され、水分の浸入が抑制されるため、充放電サイクルに対する容量維持率の低下が抑制される。樹脂層の厚さの上限値として、２００μｍ、好ましくは１５０μｍ、より好ましくは１００μｍを挙げることができる。樹脂層の厚さの上限値が２００μｍを超えると電池が厚くなり過ぎる虞があり、また、樹脂層の厚さを２００μｍを超えるまで厚くしなくとも、外装部材の表面を保護する機能は十分に得られる。
樹脂層の厚さは、以下の方法に基づき測定することができる。即ち、先ず、ＦＩＢ（Focused Ion Beam）加工等により、外装部材の断面を切り出す。そして、この断面をＳＥＭ（Scanning Electron Microscope）によって観察し、外装部材に含まれる樹脂層の厚さを求めればよい。
本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池等における樹脂層は一軸延伸フィルムであってもよいし、二軸延伸フィルムであってもよい。
更には、本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池等におけるこれらの構成において、中間層は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケル、又は、ニッケル合金から成る構成とすることができ、中でも、アルミニウム又はアルミニウム合金から成ることが好ましい。
更には、以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係る電池等にあっては、積層構造体において積層部材は並列接続されている形態とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池等において、樹脂層と中間層との間に粘着剤層（便宜上、『第１粘着剤層』と呼ぶ）が備えられていてもよいし、中間層とヒートシール材層との間に第２粘着剤層が備えられていてもよい。第１粘着剤層、第２粘着剤層は、例えば、アクリル系粘着剤、ポリエステル系粘着剤又はポリウレタン系粘着剤から構成されている。第１粘着剤層は、樹脂層と中間層との間の全体に亙って設けられていてもよいし、電池の可撓性、ベンダブル性を向上させる観点から、空間部（第１粘着剤層の厚さ方向に貫通する空間部、開口部、貫通孔）を有していてもよい。即ち、粘着剤層には、その厚さ方向に空間部が設けられていてもよい。空間部は、例えば、樹脂層と中間層との間の全体に亙って分布し、規則的なパターンで設けられていてもよいし、ランダムに設けられていてもよい。空間部の平面形状として、例えば、網目状、格子状、ストライプ状、島状、同心状、螺旋状、放射状、斑点状、幾何学模様状、不定形状等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。第２粘着剤層に関しても同様とすることができる。
外装部材は、外観の美しさ等の観点から、中間層よりも外側に有色層を更に備えていてもよいし、あるいは又、樹脂層、第１粘着剤層、中間層の少なくとも１層に着色材が含まれていてもよい。有色層及び有色材が所定のデザインを有していてもよい。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様に係る電池においては、積層部材が、複数、同極の集電体が対向するように重ね合わされているが、場合によっては、対向する集電体の第２面の間に、ＳｉＯXやＡｌ2Ｏ3が蒸着されたフィルムを挿入し、あるいは又、ＳｉＯXやＡｌ2Ｏ3の微粒子（滑材）を配し、対向する集電体の第２面同士が一層容易に相対的に移動する（滑る）ようにしてもよい。以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第２の態様、第３の態様に係る電池においても、積層部材が、複数、同極の集電体が対向するように重ね合わされて成る積層構造体を用いることもできる。即ち、外装部材は、正極合剤層と負極合剤層が対向して配置された積層部材が、複数、同極の集電体が対向するように重ね合わされて成る積層構造体を被覆している形態とすることもできる。そして、この場合、積層構造体において積層部材は並列接続されている形態とすることができる。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池（以下、これらを総称して、『本開示の電池等』と呼ぶ場合がある）において、電池の厚さは、１ｍｍ以下、好ましくは０．７ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下であることが望ましい。電池の厚さが１ｍｍ以下であると、電池を湾曲させた場合、電池の両面の周長差を抑制することができるし、外装部材にシワ等が発生することを確実に抑制することができる。外装部材にシワが発生すると、外装部材の破壊、電極の剥離、外観不良等が発生する虞がある。
本開示の電池等において、外装部材は、外側から、樹脂層（表面保護層）、中間層（防湿層、バリア層）及びヒートシール材層（溶融層、溶融層）が積層されて成るラミネートフィルムから構成されているが、外装部材によって積層構造体あるいは積層部材を被覆（封止）するとき、例えば、ヒートシール材層の中央部に積層構造体あるいは積層部材を配置した後、ヒートシール材層同士を周縁部で融着すればよい。ヒートシール材層を、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン、変性ポリプロピレン、これらの重合体等のオレフィン樹脂のフィルムから構成することができる。樹脂層と中間層とを、また、中間層とヒートシール材層とを、相互に、接着剤を用いて貼り合わせてもよい。
本開示の電池等の形状として、平板状、シート状を挙げることができる。尚、シート状には、湾曲した状態も包含される。即ち、元々、湾曲した状態の電池も含まれる。更には、本開示の電池等の形状の外形形状は、矩形だけでなく、不定形を含み、本質的に任意の外形形状とすることができる。
セパレータは、正極部材と負極部材とを隔離して、正極部材と負極部材の接触に起因する電流の短絡を防止しながら、イオンを通過させる。セパレータは、例えば、ポリオレフィン系樹脂（ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂）、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリテトラフルオロエチレン樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、芳香族ポリアミドといった合成樹脂から成る多孔質膜；セラミック等の多孔質膜；ガラス繊維（例えば、ガラスフィルターを含む）；液晶ポリエステル繊維や芳香族ポリアミド繊維、セルロース系繊維から成る不織布、セラミック製の不織布から構成されている。あるいは又、セパレータを２種類以上の多孔質膜が積層された積層膜から構成することもできるし、無機物層が塗布されたセパレータや、無機物含有セパレータとすることもできる。中でも、ポリオレフィン系樹脂から成る多孔質膜は短絡防止効果に優れ、且つ、シャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。ポリエチレン樹脂は、１００゜Ｃ以上、１６０゜Ｃ以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、且つ、電気化学的安定性にも優れているので、セパレータを構成する材料として特に好ましい。他にも、化学的安定性を備えた樹脂を、ポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合又はブレンド化した材料を用いることができる。あるいは、多孔質膜は、例えば、ポリプロピレン樹脂層と、ポリエチレン樹脂層と、ポリプロピレン樹脂層とを順次に積層した３層以上の構造を有していてもよい。セパレータの厚さは、５μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましく、７μｍ以上、３０μｍ以下であることがより好ましい。セパレータは、厚すぎると活物質の充填量が低下して電池容量が低下すると共に、イオン伝導性が低下して電流特性が低下する。逆に薄すぎると、セパレータの機械的強度が低下する。
あるいは又、セパレータは、基材、及び、基材の表面に形成された表面層から成り、表面層は、無機粒子及び樹脂材料から成る形態とすることができる。即ち、セパレータは、基材の片面又は両面に表面層が設けられた構造を有していてもよい。表面層として、無機物が担持された多孔性のマトリックス表面層を挙げることができる。即ち、表面層は、電気的な絶縁性を有する無機粒子と、無機粒子を基材の表面に担持する樹脂材料とを含んでいる。樹脂材料は、例えば、フィブリル化され、フィブリルが相互に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。無機粒子は、この三次元的なネットワーク構造を有する樹脂材料に担持されることにより、互いに接触すること無く、分散状態を保つことができる。尚、樹脂材料は、フィブリル化されていなくともよい。基材の片面又は両面に表面層を設けることで、耐酸化性、耐熱性及び機械強度を基材に付与することができ、セパレータの劣化を抑制することができる。
あるいは又、基材は、多孔性を有する多孔質材料から構成されている。即ち、基材は、より具体的には、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り、基材の空孔に電解液が保持される。基材は、セパレータの主要部として所定の機械的強度を有する一方で、電解液に対する耐性が高く、反応性が低く、膨張し難いという特性を要することが好ましい。
基材を構成する樹脂材料として、例えば、ポリプロピレン樹脂やポリエチレン樹脂といったポリオレフィン系樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂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、若しくは、これらの低分子量ワックス分、又は、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂は、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、これらの２種類以上の多孔質膜を積層した構造、又は、２種類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。ポリオレフィン系樹脂から成る多孔質膜は、正極部材と負極部材との分離性に優れ、内部短絡の低下を一層低減することができる。基材として、不織布を用いてもよい。不織布を構成する繊維として、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、ナイロン繊維等を用いることができる。また、これら２種類以上の繊維を混合して不織布としてもよい。
あるいは又、マトリックス表面層を構成する材料として、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を挙げることができ、また、これらの共重合体を用いることも可能である。
無機粒子として、金属、半導体、又は、これらの酸化物、窒化物、炭化物、硫化物を挙げることができる。例えば、金属としてアルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等、半導体としてケイ素（Ｓｉ）、ホウ素（Ｂ）等を挙げることができる。また、無機粒子は、実質的に導電性が無く、熱容量の大きいものが好ましい。熱容量が大きいと、電流発熱時のヒートシンクとして有用であり、電池の熱暴走を一層効果的に抑制することが可能となる。このような無機粒子として、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（アルミナの一水和物）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、ＺｒＯ2）、酸化ケイ素（シリカ、ＳｉＯ2）、酸化イットリウム（イットリア、Ｙ2Ｏ3）、二酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ2）、タルク、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化チタン（ＴｉＮ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）等の酸化物、窒化物、炭化物又は硫化物を挙げることができる。また、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ、Ｍは金属元素、ｘ≧２、ｙ≧０）等の多孔質アルミノケイ酸塩、層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）又はチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）等の鉱物を用いることもできる。中でも、アルミナ、チタニア（特にルチル型構造を有するもの）、シリカ又はマグネシアを用いることが好ましく、アルミナを用いることがより好ましい。無機粒子は耐酸化性及び耐熱性を備えており、正極部材に対向する無機粒子を含有する表面層は、充電時の正極部材近傍における酸化環境に対しても強い耐性を有する。無機粒子の形状は、特に限定されるものではなく、球状、板状、繊維状、キュービック状及びランダム形状等のいずれともすることができる。無機粒子の粒径として、１ｎｍ乃至１０μｍを挙げることができる。１ｎｍより小さいと入手が困難であり、また、入手できたとしてもコスト的に見合わない。１０μｍより大きいと電極間距離が大きくなり、限られたスペースで活物質充填量が十分得られず、電池容量が低くなる。無機粒子は、基材としての多孔質膜に含まれていてもよい。表面層は、例えば、マトリックス樹脂、溶媒及び無機粒子から成るスラリーを基材（多孔質膜）上に塗布し、マトリックス樹脂の貧溶媒、且つ、溶媒の親溶媒浴中を通過させて相分離させ、その後、乾燥させることで得ることができる。
表面層を構成する樹脂材料として、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、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等の含フッ素ゴム、スチレン−ブタジエン共重合体又はその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体又はその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体又はその水素化物、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、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、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等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）等のポリアミド、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、アクリル酸樹脂又はポリエステル等の融点及びガラス転移温度の少なくとも一方が１８０゜Ｃ以上の高い耐熱性を有する樹脂を挙げることができる。これら樹脂材料は、単独で用いてもよいし、２種類以上を混合して用いてもよい。中でも、耐酸化性及び柔軟性の観点からはポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂が好ましく、耐熱性の観点からはアラミド又はポリアミドイミドを含むことが好ましい。
尚、無機粒子は、基材としての多孔質膜に含まれていてもよい。また、表面層が、無機粒子を含まず、樹脂材料のみにより構成されていてもよい。
基材の一方の面に設けられた表面層を介して正極部材と基材とが接着され、基材の他方の面に設けられた表面層を介して負極部材と基材とが接着されている形態とすることができる。即ち、表面層に含まれる高分子化合物の一部が、正極合剤層及び負極合剤層に拡散し、セパレータ、正極部材及び負極部材が一体化されている構成とすることができる。あるいは、基材の一部と正極部材の一部が接着され、基材の一部と負極部材の一部が接着された構成とすることができる。これらの構成によって、正極部材と負極部材との間の接着力を高めることができ、電池を繰り返し湾曲させた場合にも、正極部材と負極部材との間に剥がれが発生することを抑制でき、電池を繰り返し湾曲させた場合におけるサイクル特性の低下を抑制できる。
セパレータの突き刺し強度として、１００ｇｆ乃至１ｋｇｆ、好ましくは１００ｇｆ乃至４８０ｇｆを挙げることができる。突き刺し強度が低いと短絡が発生する虞があり、高いとイオン伝導性が低下する虞がある。セパレータの透気度として、３０秒／１００ｃｃ乃至１０００秒／１００ｃｃ、好ましくは３０秒／１００ｃｃ乃至６８０秒／１００ｃｃを挙げることができる。透気度が低すぎると短絡が発生する虞があり、高すぎるとイオン伝導性が低下する虞がある。
以上に説明した各種の好ましい形態、構成を含む本開示の第１の態様〜第３の態様に係る電池において、電解質は、無機粒子を含んでいる形態とすることができる。ここで、無機粒子として、上記の表面層を構成する無機粒子を挙げることができる。
本開示の電池等において、正極集電体を構成する材料として、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）等、又は、これらの何れかを含む合金や、ステンレス鋼等の導電材料を例示することができる。正極集電体には正極リード部を取り付けることができる。負極集電体を構成する材料として、例えば、銅（Ｃｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、インジウム（Ｉｎ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）、銀（Ａｇ）、パラジウム（Ｐｄ）等、又は、これらの何れかを含む合金や、ステンレス鋼等の導電材料を例示することができる。負極集電体には負極リード部を取り付けることができる。正極集電体あるいは負極集電体の形態として、箔状材料、不織布状材料、網目状材料、多孔体シート状材料を例示することができる。
負極集電体の表面は、所謂アンカー効果に基づき負極集電体に対する負極合剤層の密着性を向上させるといった観点から、粗面化されていることが好ましい。この場合、少なくとも負極合剤層を形成すべき負極集電体の領域の表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法として、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法を挙げることができる。電解処理とは、電解槽中において電解法を用いて負極集電体の表面に微粒子を形成することで負極集電体の表面に凹凸を設ける方法である。
正極リード部を、スポット溶接又は超音波溶接に基づき、正極集電体に取り付けることができる。正極リード部は金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的及び化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくともよい。正極リード部の材料として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）等を挙げることができる。負極リード部も、スポット溶接又は超音波溶接に基づき、負極集電体に取り付けることができる。負極リード部も金属箔、網目状のものが望ましいが、電気化学的及び化学的に安定であり、導通がとれるものであれば金属でなくともよい。負極リード部の材料として、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）等を挙げることができる。正極リード部や負極リード部は、正極集電体や負極集電体から正極集電体や負極集電体の一部が突出した突出部から構成することもできる。
外装部材と正極リード部及び負極リード部（正極集電体及び負極集電体から正極集電体及び負極集電体の一部が突出した突出部）との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルムを挿入してもよい。密着フィルムは、正極リード部及び負極リード部に対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン又は変性ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂から構成することができる。
正極合剤層は、正極活物質を含んでいる。正極合剤層は、更に、正極結着剤や正極導電剤等を含んでいてもよい。同様に、負極合剤層は、負極活物質を含んでいる。負極合剤層は、更に、負極結着剤や負極導電剤等を含んでいてもよい。
本開示の電池等として、リチウムイオン二次電池を例示することができるが、これに限定するものではなく、例えば、マグネシウムイオン電池、金属及び合金材料を含む負極活物質を含有する負極部材を有する金属空気二次電池（負極活物質に用いることができる金属及び合金材料として、例えば、スズ、シリコン；リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属；マグネシウム、カルシウム等の第２族元素；アルミニウム等の第１３族元素；亜鉛、鉄等の遷移金属；又は、これらの金属を含有する合金材料や化合物を例示することができる）、リチウム−硫黄二次電池、ナトリウム−硫黄二次電池、ナトリウム−塩化ニッケル二次電池、ナトリウムイオン二次電池、多価カチオン二次電池、各種有機二次電池、ニッケル−水素二次電池を挙げることもできる。
電解質は、非水系電解液、及び、この非水系電解液を保持する高分子化合物（例えば、樹脂材料）を含み、高分子化合物は、非水系電解液によって膨潤されている。保持用高分子化合物の含有比率は適宜調整可能である。尚、非水電解液により膨潤された高分子化合物がゲル状又は固体状となっていてもよい。ゲル状又は固体状の電解質は、高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）を得ることができるとともに、二次電池１０からの電解液の漏液を抑制することができるので好ましい。
非水系電解液は、非水系溶媒と電解質塩とを含んでいる。尚、電池の特性を向上させるために、非水系電解液は、公知の添加剤を更に含んでいてもよい。
以上に説明した好ましい形態、構成を含む本開示の電池等を、電極反応物質であるリチウムの吸蔵・放出によって負極部材の容量が得られるリチウムイオン電池としたときの構成要素を、以下、説明する。リチウムイオン電池では、充電時、例えば、正極活物質からリチウムイオンが放出され、非水系電解液を介して負極活物質に吸蔵される。また、放電時、例えば、負極活物質からリチウムイオンが放出され、非水系電解液を介して正極活物質に吸蔵される。
正極活物質は、例えば、電極反応物質である例えばリチウム（Ｌｉ）イオンを吸蔵及び放出することが可能な正極活物質を含んでいる。リチウムイオンの吸蔵及び放出が可能な正極活物質として、例えば、リチウム含有複合酸化物、リチウム含有リン酸化合物、リチウム含有硫化物、あるいは、リチウムを含む層間化合物等のリチウム含有化合物を挙げることができ、これらの２種類以上を混合して用いてもよい。あるいは又、正極活物質としてリチウム含有化合物（リチウム原子を含む化合物）を挙げることができ、高いエネルギー密度が得られるといった観点からは、リチウム含有複合酸化物、リチウム含有リン酸化合物を用いることが好ましい。リチウム含有複合酸化物は、リチウム、及び、１又は２以上の元素（以下、『他元素』と呼ぶ。但し、リチウムを除く）を構成元素として含む酸化物であり、層状岩塩型の結晶構造又はスピネル型の結晶構造を有している。具体的には、例えば、リチウム−コバルト系材料、リチウム−ニッケル系材料、スピネルマンガン系材料、超格子構造材料を挙げることができる。あるいは又、リチウム含有リン酸化合物は、リチウム、及び、１又は２以上の元素（他元素）を構成元素として含むリン酸化合物であり、オリビン型の結晶構造を有している。あるいは又、エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素（Ｏ）とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物として、例えば、式（Ａ）に示す層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｂ）に示すオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等を挙げることができる。リチウム含有化合物における遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）及び鉄（Ｆｅ）から成る群から選択された少なくとも１種類を含むものであれば、より好ましい。このようなリチウム含有化合物として、例えば、式（Ｃ）、式（Ｄ）又は式（Ｅ）に示す層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｆ）に示すスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｇ）に示すオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等を挙げることができる。
あるいは又、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物として、具体的には、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2、ＬｉＮｉ0.5Ｃｏ0.2Ｍｎ0.3Ｏ2、ＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2、Ｌｉc1Ｎｉc2Ｃｏ1-c2Ｏ2（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、Ｌｉ1.2Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175Ｎｉ0.1Ｏ2、Ｌｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2、ＬｉdＭｎ2Ｏ4（ｄ≒１）、ＬｉeＦｅＰＯ4（ｅ≒１）等を例示することができる。
ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ1 rＯ(2-y)Ｘz （Ａ）
但し、式（Ａ）中、Ｍ1は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）を除く２族〜１５族から選ばれる元素の内の少なくとも１種類を示す。また、Ｘは、酸素（Ｏ）以外の１６族元素及び１７族元素の内の少なくとも１種類を示す。更には、ｐ、ｑ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、−０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。
ＬｉaＭ2 bＰＯ4 （Ｂ）
但し、式（Ｂ）中、Ｍ2は、２族〜１５族から選ばれる元素の内の少なくとも１種類を示す。また、ａ、ｂは、
０≦ａ≦２．０
０．５≦ｂ≦２．０
の範囲内の値である。
ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ3 hＯ(2-j)Ｆk （Ｃ）
但し、式（Ｃ）中、Ｍ3は、コバルト（Ｃｏ）、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）、ジルコニウム（Ｚｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、スズ（Ｓｎ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）及びタングステン（Ｗ）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を表す。また、ｆ、ｇ、ｈ、ｊ及びｋは、
０．８≦ｆ≦１．２
０＜ｇ＜０．５
０≦ｈ≦０．５
（ｇ＋ｈ）＜１
−０．１≦ｊ≦０．２
０≦ｋ≦０．１
の範囲内の値である。式（Ｃ）に示す組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表す。
ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ4 nＯ(2-p)Ｆq （Ｄ）
但し、式（Ｄ）中、Ｍ4は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、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）及びタングステン（Ｗ）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を表す。また、ｍ、ｎ、ｐ及びｑは、
０．８≦ｍ≦１．２
０．００５≦ｎ≦０．５
−０．１≦ｐ≦０．２
０≦ｑ≦０．１
の範囲内の値である。式（Ｄ）に示す組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表す。
ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ5 sＯ(2-t)Ｆu （Ｅ）
但し、式（Ｅ）中、Ｍ5は、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、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）及びタングステン（Ｗ）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を表す。また、ｒ、ｓ、ｔ及びｕは、
０．８≦ｒ≦１．２
０≦ｓ＜０．５
−０．１≦ｔ≦０．２
０≦ｕ≦０．１
の範囲内の値である。式（Ｅ）に示す組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表す。
ＬｉvＭｎ2-wＭ6 wＯxＦy （Ｆ）
但し、式（Ｆ）中、Ｍ6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）及びタングステン（Ｗ）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を表す。また、ｖ、ｗ、ｘ及びｙは、
０．９≦ｖ≦１．１
０≦ｗ≦０．６
３．７≦ｘ≦４．１
０≦ｙ≦０．１
の範囲内の値である。式（Ｆ）に示す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す。
ＬｉzＭ7ＰＯ4 （Ｇ）
但し、式（Ｇ）中、Ｍ7は、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、鉄（Ｆｅ）、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）及びジルコニウム（Ｚｒ）から成る群から選択された少なくとも１種類の元素を表す。また、ｚは、
０．９≦ｚ≦１．１
の範囲内の値である。式（Ｇ）に示す組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表す。
リチウムを吸蔵及び放出することが可能な正極活物質として、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳ等のリチウムを含まない無機化合物を挙げることができるし、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極活物質を、任意の組み合わせで２種類以上混合してもよい。
負極活物質として、例えば、炭素材料を挙げることができる。炭素材料は、リチウムの吸蔵・放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が安定して得られる。また、炭素材料は負極導電剤としても機能するため、負極合剤層の導電性が向上する。炭素材料として、例えば、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、黒鉛（グラファイト）、結晶構造が発達した高結晶性炭素材料を挙げることができる。但し、難黒鉛化性炭素における（００２）面の面間隔は０．３７ｎｍ以上であることが好ましいし、黒鉛における（００２）面の面間隔は０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料として、例えば、熱分解炭素類；ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークスといったコークス類；黒鉛類；ガラス状炭素繊維；フェノール樹脂、フラン樹脂等の高分子化合物を適当な温度で焼成（炭素化）することで得ることができる有機高分子化合物焼成体；炭素繊維；活性炭；カーボンブラック類；ポリアセチレン、ポリピロール等のポリマー等を挙げることができる。黒鉛として、球形化処理等を施した天然黒鉛、略球状の人造黒鉛を挙げることができる。人造黒鉛として、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）を黒鉛化した人造黒鉛、コークス原料を黒鉛化、粉砕した人造黒鉛を挙げることができる。また、炭素材料として、その他、約１０００゜Ｃ以下の温度で熱処理された低結晶性炭素を挙げることもできるし、非晶質炭素とすることもできる。炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状、鱗片状のいずれであってもよい。これら炭素材料は、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ので好ましい材料である。特に、黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れた特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
あるいは又、負極活物質として、例えば、金属元素、半金属元素のいずれかを、１種類又は２種類以上、構成元素として含む材料（以下、『金属系材料』と呼ぶ）を挙げることができ、これによって、高いエネルギー密度を得ることができる。金属系材料は、単体、合金、化合物のいずれであってもよいし、これらの２種類以上から構成された材料でもよいし、これらの１種類又は２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料であってもよい。合金には、２種類以上の金属元素から成る材料の他、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを含む材料も含まれる。また、合金は、非金属元素を含んでいてもよい。金属系材料の組織として、例えば、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、及び、これらの２種類以上の共存物を挙げることができる。これらの材料を用いることにより、高いエネルギー密度を得ることができる。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、更に高エネルギー密度を得ることができると共に、サイクル特性を向上させることができるのでより好ましい。
金属元素、半金属元素として、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素、半金属元素を挙げることができる。具体的には、例えば、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）、アンチモン（Ｓｂ）、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）、白金（Ｐｔ）を例示することができるが、中でも、ケイ素（Ｓｉ）やスズ（Ｓｎ）が、リチウムを吸蔵・放出する能力が優れており、著しく高いエネルギー密度が得られるといった観点から、好ましい。これらの材料は、結晶質でもよいし、アモルファスでもよい。
中でも、負極材料として、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素（Ｓｉ）及びスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素（Ｓｉ）及びスズ（Ｓｎ）は、リチウム（Ｌｉ）を吸蔵及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からである。
ケイ素を構成元素として含む材料として、ケイ素の単体、ケイ素合金、ケイ素化合物を挙げることができるし、これらの２種類以上から構成された材料であってもよいし、これらの１種類又は２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料であってもよい。スズを構成元素として含む材料として、スズの単体、スズ合金、スズ化合物を挙げることができるし、これらの２種類以上から構成された材料であってもよいし、これらの１種類又は２種類以上の相を少なくとも一部に有する材料であってもよい。単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体を意味しており、微量の不純物を含んでいてもよく、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。
ケイ素合金あるいはケイ素化合物を構成するケイ素以外の元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、クロム（Ｃｒ）を挙げることができるし、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）を挙げることもできる。
ケイ素合金あるいはケイ素化合物として、具体的には、ＳｉＢ4、ＳｉＢ6、Ｍｇ2Ｓｉ、Ｎｉ2Ｓｉ、ＴｉＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＣｏＳｉ2、ＮｉＳｉ2、ＣａＳｉ2、ＣｒＳｉ2、Ｃｕ5Ｓｉ、ＦｅＳｉ2、ＭｎＳｉ2、ＮｂＳｉ2、ＴａＳｉ2、ＶＳｉ2、ＷＳｉ2、ＺｎＳｉ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＳｉＯv（０＜ｖ≦２、好ましくは、０．２＜ｖ＜１．４）、ＬｉＳｉＯを例示することができる。
スズ合金あるいはスズ化合物を構成するスズ以外の元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）、クロム（Ｃｒ）を挙げることができるし、炭素（Ｃ）、酸素（Ｏ）を挙げることもできる。スズ合金あるいはスズ化合物として、具体的には、ＳｎＯw（０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3、ＬｉＳｎＯ、Ｍｇ2Ｓｎを例示することができる。特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、スズ（第１構成元素）と共に第２構成元素及び第３構成元素を含む材料（以下、『Ｓｎ含有材料』と呼ぶ）であることが好ましい。第２構成元素として、例えば、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、セシウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）、ケイ素（Ｓｉ）を挙げることができるし、第３構成元素として、例えば、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）を挙げることができる。Ｓｎ含有材料が第２構成元素及び第３構成元素を含んでいると、高い電池容量及び優れたサイクル特性等が得られる。
中でも、Ｓｎ含有材料は、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）及び炭素（Ｃ）を構成元素として含む材料（『ＳｎＣｏＣ含有材料』と呼ぶ）であることが好ましい。ＳｎＣｏＣ含有材料にあっては、例えば、炭素の含有率が９．９質量％乃至２９．７質量％、スズ及びコバルトの含有量の割合｛Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ）｝が２０質量％乃至７０質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ、コバルト及び炭素を含む相を有しており、その相は、低結晶性又は非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応可能な反応相であるため、その反応相の存在により優れた特性が得られる。この反応相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用い、挿引速度を１度／分とした場合、１度以上であることが好ましい。リチウムがより円滑に吸蔵・放出されると共に、非水系電解液との反応性が低減するからである。ＳｎＣｏＣ含有材料は、低結晶性又は非晶質の相に加えて、各構成元素の単体又は一部が含まれている相を含んでいる場合もある。
Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応可能な反応相に対応するものであるか否かは、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較すれば容易に判断することができる。例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウムと反応可能な反応相に対応するものである。この場合、例えば、低結晶性又は非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０度乃至５０度の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記の各構成元素を含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化又は非晶質化しているものと考えられる。
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金属元素又は半金属元素と結合していることが好ましい。スズ等の凝集、結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、軟Ｘ線源としてＡｌ−Ｋα線又はＭｇ−Ｋα線等を用いたＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。炭素の少なくとも一部が金属元素又は半金属元素等と結合している場合、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。尚、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ているものとする。この際、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとして、そのピークをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定において、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で得られる。そのため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析して、両者のピークを分離すればよい。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。
ＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がスズ、コバルト及び炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。ＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、スズ、コバルト及び炭素に加えて、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）、ビスマス（Ｂｉ）等のいずれか１種類又は２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
ＳｎＣｏＣ含有材料の他、スズ、コバルト、鉄及び炭素を構成元素として含む材料（以下、『ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料』と呼ぶ）も好ましい材料である。ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の組成は任意である。一例を挙げると、鉄の含有率を少なめに設定する場合、炭素の含有率が９．９質量％乃至２９．７質量％、鉄の含有率が０．３質量％乃至５．９質量％、スズ及びコバルトの含有量の割合｛Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ）｝が３０質量％乃至７０質量％である。また、鉄の含有率を多めに設定する場合、炭素の含有率が１１．９質量％乃至２９．７質量％、スズ、コバルト及び鉄の含有量の割合｛（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ）｝が２６．４質量％乃至４８．５質量％、コバルト及び鉄の含有量の割合｛Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ）｝が９．９質量％乃至７９．５質量％である。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られるからである。ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅等）は、上記のＳｎＣｏＣ含有材料の物性と同様である。
あるいは、その他の負極活物質として、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン、二酸化マンガン（ＭｎＯ2）、酸化バナジウム（Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13）等の金属酸化物、硫化ニッケル（ＮｉＳ）、硫化モリブデン（ＭｏＳ）等の硫化物、ＬｉＮ3等のリチウム窒化物、あるいは、ポリアセチレン、ポリアニリン、ポリピロール等の高分子化合物を挙げることができる。
中でも、負極活物質は、以下の理由により、炭素材料及び金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。即ち、金属系材料、特に、ケイ素及びスズの少なくとも一方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張・収縮し易い。一方、炭素材料は、理論容量が低い反面、充放電時において膨張・収縮し難いという利点を有する。よって、炭素材料及び金属系材料の双方を用いることで、高い理論容量（云い換えれば、電池容量）を得つつ、充放電時の膨張・収縮が抑制される。
正極結着剤及び負極結着剤として、具体的には、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）といったスチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴム、エチレンプロピレンジエンといった合成ゴム；ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリフッ化ビニル、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）やエチレンテトラフルオロエチレン（ＥＴＦＥ）等のフッ素系樹脂やこれらのフッ素系樹脂の共重合体、変性物；ポリエチレンやポリプロピレンといったポリオレフィン系樹脂；ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）やポリアクリル酸エステル等のアクリル系樹脂；カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）といった高分子材料等を例示することができるし、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種類を例示することもできる。ポリフッ化ビニリデンの共重合体として、より具体的には、例えばポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体を挙げることができる。また、正極結着剤及び負極結着剤として導電性高分子を用いてもよい。導電性高分子として、例えば、置換又は無置換のポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェン、及び、これらから選ばれた１種類又は２種類から成る（共）重合体等を用いることができる。
正極導電剤及び負極導電剤として、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、カーボンナノチューブ、グラファイト、気相成長カーボンファイバー（Vapor Growth Carbon Fiber：ＶＧＣＦ）、アセチレンブラック（ＡＢ）、ケッチェンブラック（ＫＢ）等の炭素材料を挙げることができるし、これらの内の１種類又は２種類以上を混合して用いることができる。カーボンナノチューブとして、例えば、シングルウォールカーボンナノチューブ（ＳＷＣＮＴ）、ダブルウォールカーボンナノチューブ（ＤＷＣＮＴ）等のマルチウォールカーボンナノチューブ（ＭＷＣＮＴ）等を挙げることができる。また、導電性を有する材料であれば金属材料あるいは導電性高分子材料等を用いてもよい。
正極合剤層や負極合剤層は、例えば、塗布法に基づき形成することができる。即ち、粒子（粉末）状の正極活物質あるいは負極活物質を正極結着剤や負極結着剤等と混合した後、混合物を有機溶剤等の溶媒に分散させ、正極集電体や負極集電体に塗布する方法（例えば、スプレーを用いた塗布法）に基づき形成することができる。但し、塗布法はこのような方法に限定するものではなく、更には、塗布法に限定するものでもなく、例えば、負極活物質を成型することで負極部材を得ることができるし、正極活物質を成型することで正極部材を得ることができる。成型には、例えば、プレス機を用いればよい。あるいは又、気相法、液相法、溶射法、焼成法（焼結法）に基づき形成することができる。気相法とは、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法といったＰＶＤ法（物理的気相成長法）や、プラズマＣＶＤ法を含む各種ＣＶＤ法（化学的気相成長法）である。液相法として、電解メッキ法や無電解メッキ法を挙げることができる。溶射法とは、溶融状態又は半溶融状態の正極活物質あるいは負極活物質を正極集電体あるいは負極集電体に噴き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて溶媒に分散された混合物を負極集電体に塗布した後、負極結着剤等の融点よりも高い温度で熱処理する方法であり、雰囲気焼成法、反応焼成法、ホットプレス焼成法を挙げることができる。
充電途中に意図せずにリチウムが負極部材に析出することを防止するために、負極部材の充電可能な容量は、正極部材の放電容量よりも大きいことが好ましい。即ち、リチウムを吸蔵・放出可能である負極部材の電気化学当量は、正極部材の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。尚、負極部材に析出するリチウムとは、例えば、電極反応物質がリチウムである場合にはリチウム金属である。
電解質塩は、１種類又は２種類以上のリチウム塩を含んでいる。リチウムイオン二次電池において使用に適した非水系電解液を構成するリチウム塩として、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＳｂＦ6、ＬｉＴａＦ6、ＬｉＮｂＦ6、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＮ（ＣｎＦ2n+1ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＣＦ3ＳＯ2）2、ＬｉＣ（ＣＦ3ＳＯ2）3、ＬｉＣ4Ｆ9ＳＯ3、Ｌｉ（ＦＳＯ2）2Ｎ（別名「ＬｉＦＳＩ」）、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）2Ｎ、Ｌｉ（Ｃ2Ｆ5ＳＯ2）2Ｎ、Ｌｉ（ＣＦ3ＳＯ2）3Ｃ、ＬｉＢＦ3（Ｃ2Ｆ5）、ＬｉＢ（Ｃ2Ｏ4）2、ＬｉＢ（Ｃ6Ｆ5）4、ＬｉＰＦ3（Ｃ2Ｆ5）3、１／２Ｌｉ2Ｂ12Ｆ12、Ｌｉ2ＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、ジフルオロ［オキソラト−Ｏ，Ｏ’］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレートを挙げることができるが、これらに限定するものではない。
また、有機溶媒（非水系溶媒）として、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）といった環状炭酸エステルを用いることができる。尚、これらの内、エチレンカーボネート（ＥＣ）又はプロピレンカーボネート（ＰＣ）を用いることが好ましく、あるいは、両方を混合して用いることが一層好ましく、これらによって、サイクル特性の向上を図ることができる。また、溶媒として、高いイオン伝導性を得るといった観点から、これらの環状炭酸エステルと、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートあるいはメチルプロピルカーボネート等の鎖状の炭酸エステルとを混合して用いることもできる。あるいは又、溶媒に、２，４−ジフルオロアニソールやビニレンカーボネートが含まれていてもよい。２，４−ジフルオロアニソールは放電容量を向上させることができ、また、ビニレンカーボネートはサイクル特性を向上させることができる。よって、これらを混合して用いれば、放電容量及びサイクル特性を向上させることができるので好ましい。
あるいは又、有機溶媒（非水系溶媒）として、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）、プロピルメチルカーボネート（ＰＭＣ）、プロピルエチルカーボネート（ＰＥＣ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）といった鎖状炭酸エステル；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン（２−ＭｅＴＨＦ）、１，３−ジオキソラン（ＤＯＬ）、４−メチル−１，３−ジオキソラン（４−ＭｅＤＯＬ）といった環状エーテル；１，２−ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、１，２−ジエトキシエタン（ＤＥＥ）といった鎖状エーテル；γ−ブチロラクトン（ＧＢＬ）、γ−バレロラクトン（ＧＶＬ）といった環状エステル；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸プロピル、蟻酸メチル、蟻酸エチル、蟻酸プロピル、酪酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピルといった鎖状エステルを挙げることができる。あるいは又、有機溶媒（非水系溶媒）として、テトラヒドロピラン、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（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（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）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、トリメチルホスフェート（ＴＭＰ）、ニトロメタン（ＮＭ）、ニトロエタン（ＮＥ）、スルホラン（ＳＬ）、メチルスルホラン、アセトニトリル（ＡＮ）、スクシノニトリル（ＳＮ）、アニソール、プロピオニトリル、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）、ジエチルエーテル、炭酸ブチレン、３−メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ−ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、エチレンスルフィド、プロパンスルトン類等を挙げることができる。あるいは又、イオン液体を用いることもできる。イオン液体として、公知のものを用いることができ、必要に応じて選択すればよい。中でも、フルオロエチレンカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、エチルメチルカーボネートから成る群の内、少なくとも２種類を混合して用いれば、優れた充放電容量特性及び充放電サイクル特性を得ることができるので好ましい。
保持用高分子化合物として、具体的には、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、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、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、ポリクロロトリフルオロエチレン（ＰＣＴＦＥ）、ペルフルオロアルコキシフッ素樹脂（ＰＦＡ）、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−四フッ化エチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、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、ポリカーボネート、塩化ビニルを例示することができる。これらは、単独で用いてもよいし、混合して用いてもよい。また、保持用高分子化合物は共重合体であってもよい。共重合体として、具体的には、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体等を例示することができるが、中でも、電気化学的な安定性といった観点から、単独重合体としてポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキシドが好ましく、共重合体としてポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体が好ましい。また、フィラーとして、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＢＮ（窒化ホウ等の耐熱性の高い化合物を含んでいてもよい。
本開示のデバイス（電子機器あるいは電気機器）は、以上に説明した本開示の電池等を備えている。あるいは又、本開示のウェアラブルデバイスは、以上に説明した本開示の電池等を備えているし、本開示のＩＣカードは、以上に説明した本開示の電池等を備えている。
本開示の電池等（具体的には、リチウムイオン二次電池）を備えた本開示の電子機器（電子デバイス）として、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、着脱可能な電源としてパーソナルコンピュータ等に用いられる電池パック、各種表示装置、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant、携帯情報端末）、リモートコントローラ、携帯電話機、スマートフォン、コードレス電話の親機や子機、ビデオムービー（ビデオカメラやカムコーダ）、デジタルスチルカメラ、電子書籍（電子ブック）や電子新聞等の電子ペーパー、電子辞書、音楽プレーヤ、携帯音楽プレイヤー、ラジオ、携帯用ラジオ、ヘッドホン、ヘッドホンステレオ、ゲーム機、人体に着脱自在に構成されている様々なウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチ、リストバンド、スマートアイグラス、スマートバンド等のバンド型電子機器、腕時計型端末、腕輪型電子機器、ヘッドマウントディスプレイ等の眼鏡型電子機器、靴型電子機器又は衣服型電子機器、医療機器、ヘルスケア製品等）、ナビゲーションシステム、メモリカード、ＩＣカード、心臓ペースメーカー、補聴器、玩具、ロボットを挙げることができる。また、本開示の電池等（具体的には、リチウムイオン二次電池）を、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコンディショナー、テレビジョン受像機、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗浄器、洗濯機、乾燥機、室内灯等を含む照明機器、各種電気機器（携帯用電子機器を含む）、ロードコンディショナー、信号機、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）等の駆動用電源又は補助用電源として使用することができる。また、住宅をはじめとする建築物又は発電設備用の電力貯蔵用電源等に搭載し、あるいは、これらに電力を供給するために使用することができる。電気自動車において、電力を供給することにより電力を駆動力に変換する変換装置は、一般的にはモータである。車両制御に関する情報処理を行う制御装置（制御部）として、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う制御装置等が含まれる。また、電池を、所謂スマートグリッドにおける蓄電装置において用いることもできる。このような蓄電装置は、電力を供給するだけでなく、他の電力源から電力の供給を受けることにより蓄電することができる。他の電力源として、例えば、火力発電、原子力発電、水力発電、太陽電池、風力発電、地熱発電、燃料電池（バイオ燃料電池を含む）等を用いることができる。
電池、及び、電池に関する制御を行う制御手段（制御部）を有する電池パックにおける電池に、上記の各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電池等を適用することができる。この電池パックにおいて、制御手段は、例えば、電池に関する充放電、過放電又は過充電の制御を行う。
電池から電力の供給を受ける電子機器における電池に、上記の各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電池等を適用することができる。
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、及び、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（制御部）を有する電動車両における電池に、上記の各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電池等を適用することができる。この電動車両において、変換装置は、典型的には、電池から電力の供給を受けてモータを駆動させ、駆動力を発生させる。モータの駆動には、回生エネルギーを利用することもできる。また、制御装置（制御部）は、例えば、電池の電池残量に基づいて車両制御に関する情報処理を行う。この電動車両には、例えば、電気自動車、電動バイク、電動自転車、鉄道車両等の他、所謂ハイブリッド車が含まれる。
電池から電力の供給を受け、及び／又は、電力源から電池に電力を供給するように構成された電力システムにおける電池に、上記の各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電池等を適用することができる。この電力システムは、おおよそ電力を使用するものである限り、どのような電力システムであってもよく、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）、車両等を含み、蓄電も可能である。
電池を有し、電力が供給される電子機器が接続されるように構成された電力貯蔵用電源における電池に、上記の各種の好ましい形態、構成を含む本開示の電池等を適用することができる。この電力貯蔵用電源の用途は問わず、基本的にはどのような電力システム又は電力装置にも用いることができるが、例えば、スマートグリッドに用いることができる。
実施例１は、本開示の第１の態様に係る電池に関する。具体的には、実施例１の電池はリチウムイオン二次電池から成る。実施例１の電池を構成する積層構造体の模式的な断面図を図１Ａに示し、実施例１の電池を構成する積層部材の模式的な断面図を図１Ｂに示し、実施例１の電池の模式的な断面図を図１Ｃに示し、実施例１の電池の模式的な分解斜視図を図２に示し、実施例１の電池の模式的な平面図を図１Ｄに示す。また、実施例１の電池を構成する正極部材の模式的な平面図を図３Ａ及び図３Ｂに示し、実施例１の電池を構成する負極部材の模式的な平面図を図４Ａ及び図４Ｂに示し、積層部材の模式的な平面図を図５に示す。尚、図１Ｃの模式的な断面図は、図１Ｄの矢印Ａ−Ａに沿った模式的な断面図である。また、図１Ａにおいては、積層部材が離間した状態で図示しているが、実際には、積層部材は相互に接している。また、図２及び後述する図２３においては、１つの積層部材１２Ａのみを図示した。
実施例１の電池１０は、
正極集電体２１の片面に正極合剤層２２が形成されて成る正極部材２０、
電解質を含むセパレータ４０、及び、
負極集電体３１の片面に負極合剤層３２が形成されて成る負極部材３０、
が積層され、且つ、正極合剤層２２と負極合剤層３２が対向して配置された積層部材１２が、複数、同極の集電体（正極集電体２１と正極集電体２１、負極集電体３１と負極集電体３１）が対向するように重ね合わされて成る積層構造体１１、並びに、
積層構造体１１を被覆（封止）する外装部材５０、
を備えており、
外装部材５０は、３×１０9Ｐａ以上、好ましくは４×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層５１を少なくとも備えている。
実施例１の電池１０において、電解質はゲル状又は固体状である。また、外装部材５０は、外側から、樹脂層（表面保護層）５１、中間層（防湿層、バリア層）５２及びヒートシール材層（溶融層、溶融層）５３が積層されて成る。樹脂層５１は、例えば、ポリエステル系樹脂、具体的には、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂（ＰＥＴ樹脂）から成る。中間層５２はアルミニウム箔から成り、ヒートシール材層は二軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルムから成る。更には、積層構造体１１において積層部材１２は並列接続されている。このように並列接続することで、電池の屈曲、湾曲等に起因して個々の積層部材１２に特性バラツキが生じた場合であっても、積層構造体全体の劣化を抑制することができ、高い安全性を有し、可撓性を有し、曲げに強い電池を提供することができる。尚、実施例１において、外装部材５０は、第１外装部材５０Ａ及び第２外装部材５０Ｂから構成されており、第１外装部材５０Ａ及び第２外装部材５０Ｂは、同じ大きさを有し、積層構造体１１を間に挟むようにして重ね合わされている。そして、重ね合わされた第１外装部材５０Ａ及び第２外装部材５０Ｂの４辺が融着されて、第１外装部材５０Ａ及び第２外装部材５０Ｂの周縁部に融着部５０’が形成されている。
実施例１の電池あるいは後述する実施例２の電池の形状は、平板状あるいはシート状である。即ち、実施例１の電池１０をその主面に垂直な方向から平面視すると、長方形状を有している。
具体的には、正極集電体２１は、厚さ１２μｍのアルミニウム箔から成る。また、正極合剤層２２は、ＬｉＣｏＯ2（ＬＣＯ）から成る正極活物質、正極導電剤、及び、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）から構成されている。負極集電体３１は、厚さ８μｍの銅箔から成る。負極合剤層３２は、黒鉛粉末、負極導電剤、及び、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）から構成されている。ゲル状の電解質における電解質塩はＬｉＰＦ6から成り、保持用高分子化合物としてポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体を用いた。セパレータ４０は多孔性ポリエチレンフィルムから成る。
以下、実施例１の電池１０の製造方法の概要を説明する。
ＬｉＣｏＯ2（ＬＣＯ）から成る正極活物質９８．０質量％、カーボンブラックから成る正極導電剤０．８質量％、及び、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）１．２質量％を混合して正極合剤を調製し、更に、これを、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて粘度が約１０Ｐａ・ｓとなるようにスラリーを調合した。次いで、このスラリーを、厚さ１２μｍのアルミニウム箔から成る正極集電体２１の片面へ帯状に塗布した。そして、スラリーを乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型し、正極合剤層２２と正極集電体２１とを一体化させた。尚、正極合剤層２２は、正極リード部である突出部２３を除き、正極集電体２１の全面に形成されているが、図３Ａ及び図３Ｂでは、正極合剤層２２を明示するために、正極集電体２１の内側に正極合剤層２２を描いている。こうして得られた正極部材２０を、金型を用いて左右対称の型に打ち抜き、正極部材２０Ａ及び正極部材２０Ｂを得た（図３Ａ及び図３Ｂ参照）。正極集電体２１には、正極リード部として、突出部２３（２３Ａ，２３Ｂ）が設けられている。突出部２３（２３Ａ，２３Ｂ）は、電池１０の一方の短辺側から同一方向に突出している。外装部材５０と突出部２３との間に、外気の侵入を防止するための密着フィルム２４，３４（図２３のみに図示する）を挿入してもよい。
負極活物質としての黒鉛粉末９４．５質量％、気相成長カーボンファイバーから成る負極導電剤２．０質量％、及び、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体）３．５質量％を混合して負極合剤を調製し、更に、これを、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させて粘度が約１０Ｐａ・ｓとなるようにスラリーを調合した。次いで、このスラリーを、厚さ８μｍの銅箔から成る負極集電体３１の片面へ帯状に塗布した。そして、スラリーを乾燥させ、ロールプレス機で圧縮成型し、負極合剤層３２と負極集電体３１とを一体化させた。尚、負極合剤層３２は、負極リード部である突出部３３を除き、負極集電体３１の全面に形成されているが、図４Ａ及び図４Ｂでは、負極合剤層３２を明示するために、負極集電体３１の内側に負極合剤層３２を描いている。こうして得られた負極部材３０を、左右対称の型に打ち抜き、負極部材３０Ａ及び負極部材３０Ｂを得た（図４Ａ及び図４Ｂ参照）。負極集電体３１には、負極リード部として、突出部３３（３３Ａ，３３Ｂ）が設けられている。
エチレンカーボネート（ＥＣ）５０質量部とプロピレンカーボネート（ＰＣ）５０質量部とを混合した溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ6を１．０モル／ｋｇを溶解した後、ポリフッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体を１０質量部混合した。更に、ジメチルカーボネートを混合溶解させて、電解質溶液を調製した。
そして、この電解質溶液を正極部材及び負極部材の正極合剤層２２、負極合剤層３２の表面に均一に塗布して、正極合剤層２２及び負極合剤層３２に含浸させた。次いで、常温で８時間放置し、ジメチルカーボネートを気化・除去して、ゲル状の電解質を得た。
以上のように作製されゲル状の電解質が含浸された正極部材２０Ａ及び負極部材３０Ａを、厚さ１０μｍの多孔性ポリエチレンフィルムから成るセパレータ４０を介して、図３Ａに示す「Ａ」の位置と図４Ａに示す「Ｃ」の位置とが重なるように配置して仮圧着した後、１０５゜Ｃのプレス機で熱圧着し、図５Ａに示す積層部材１２Ａを得た。同様に、以上のように作製されゲル状の電解質が含浸された正極部材２０Ｂ及び負極部材３０Ｂを、厚さ１０μｍの多孔性ポリエチレンフィルムから成るセパレータ４０を介して、図３Ｂに示す「Ｂ」の位置と図４Ｂに示す「Ｄ」の位置とが重なるように配置して仮圧着した後、１０５゜Ｃのプレス機で熱圧着し、図５Ｂに示す積層部材１２Ｂを得た。
以上のように作製された積層部材１２Ａ、積層部材１２Ｂ、積層部材１２Ｂ、及び、積層部材１２Ａの順に、正極部材同士、負極部材同士が対向するように配置し、４つの積層部材を重ね合わせた。次いで、積層部材の取出し電極部（突出部２３のそれぞれ，突出部３３のそれぞれ）を超音波溶接機で接合し、電気的に並列接続された電池（組み立て前の電池）を得た。
外装部材５０として、厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム（ヤング率：４．０ＧＰａ）から成る樹脂層５１、厚さ２０μｍのアルミニウム箔から成る中間層５２、厚さ３０μｍの二軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルムから成るヒートシール材層５３が積層された外装部材を使用した。そして、外装部材で組み立て前の電池を被覆し、減圧下、ヒートシーラーにて封止し、即ち、ヒートシール材層５３同士を溶着させ、実施例１の電池１０を得た。外装部材から突出部２３及び突出部３３が突出している。
また、樹脂層として、ポリエチレンテレフタレートフィルムの代わりに、以下の表１に示す種々の樹脂層を備えた外装部材に基づき、電池を作製した。
更には、実施例１において、代替的に、外装部材を代えて比較例１Ａの電池を作製した。具体的には、厚さ１５μｍの延伸ナイロン（ＯＮ）から成る樹脂層、厚さ３０μｍのアルミニウム箔から成る中間層、厚さ２５μｍの二軸延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルムから成るヒートシール材層が積層された外装部材を使用して、比較例１Ａの電池を作製した。
また、実施例１の電池において、代替的に、電解質をゲル状ではなく非水系電解質とした電池を比較例１Ｂとして作製した。具体的には、ゲル状の電解質を含浸させる工程を省き、エチレンカーボネート（ＥＣ）３０質量部、ジエチレンカーボネート７０質量部の混合溶媒に、ＬｉＰＦ6１．０モル／ｋｇを溶解させた電解液を調合して、比較例１Ｂの電池を作製した。
〈表１〉
実施例１Ａ：ポリエチレンテレフタレートフィルム（ヤング率：４．０ＧＰａ）
実施例１Ｂ：ポリエチレン−２，６−ナフタレートフィルム（ヤング率：６．０ＧＰａ）
実施例１Ｃ：ポリフェニレンサルファイドフィルム（ヤング率：４．０ＧＰａ）
実施例１Ｄ：ポリイミドフィルム（ヤング率：３．０ＧＰａ）
比較例１Ａ：延伸ナイロン（ヤング率：１．７ＧＰａ）
比較例１Ｂ：ポリエチレンテレフタレートフィルム（ヤング率：４．０ＧＰａ）
そして、電池を０．１Ｃの電流レートで４．２ボルトまでＣＣ−ＣＶ充電した後、０．１Ｃの電流レートで３．０ボルトまでＣＣ放電を行い、初回の放電容量を測定した。次いで、平らな状態の実施例１の電池１０を支持フィルム６１で挟み（図６Ａ参照）、直径２０ｍｍのステンレス鋼棒６２に１２０度の角度で押し付け（図６Ｂ参照）、屈曲変形させた後、再び平らな状態に戻すといった操作を１サイクルとした屈曲試験を１０万回行った。屈曲試験後の実施例１の電池の外観を観察した、そして、その後、初回充放電と同様の条件にて充放電を行い、放電容量を測定し、初回の放電容量を１００とした場合の、１０万回屈曲後の放電容量の維持率を求めた。その結果を、以下の表２に示す。
〈表２〉
放電容量の維持率 屈曲試験後の外観観察結果
実施例１Ａ １００ 変化無し
実施例１Ｂ １０２ 変化無し
実施例１Ｃ ９９ 変化無し
実施例１Ｄ ９８ 変化無し
比較例１Ａ ５７ 湾曲中心部にシワ発生
比較例１Ｂ １０ 全体的に膨れ発生
試験の結果から、実施例１Ａ、実施例１Ｂ、実施例１Ｃ、実施例１Ｄの電池は屈曲、湾曲に対する耐性が高く、柔軟性に優れていることが判る。
図７Ａに、実施例１Ａ及び比較例１Ａの電池の屈曲試験を１万回行った結果を示す。ここで、図７Ａにおいて、「Ａ」は実施例１Ａの測定結果であり、「Ｂ」は比較例１Ａの測定結果であり、横軸は屈曲試験の回数（単位：回）、縦軸は放電容量維持率（単位：％）である。また、図７Ｂ及び図７Ｃに、実施例１Ａ及び比較例１Ａの電池の屈曲試験を４千回行った後のインピーダンス測定結果を示す。ここで、図７Ｂ及び図７Ｃにおいて、「ａ」は初期値であり、「ｂ」は屈曲試験を４千回行った後の測定結果であり、横軸は複素インピーダンスの実数部の値（単位：オーム）、縦軸は複素インピーダンスの虚数部の値（単位：オーム）である。図７Ａから、容量維持率は、実施例１Ａの電池にあっては、１万回の屈曲試験後でも殆ど変化していないが、比較例１Ａの電池では、大きく低下していることが判る。また、図７Ｂ及び図７Ｃから、実施例１Ａの電池では、４千回の屈曲試験後でもインピーダンスは殆ど変化していないが、比較例１Ａの電池では、インピーダンスが増加していることが判る。また、実施例１Ａ及び比較例１Ａの電池の屈曲試験後の外観を撮影した写真を図８Ａ及び図８Ｂに示すが、実施例１Ａの電池の外観にはシワの発生が認められなかった。一方、比較例１Ａの電池の外観にはシワの発生が認められた。更には、屈曲試験前の実施例１Ａの電池の断面写真を図９Ａに示し、１万回の屈曲試験後の実施例１Ａの電池の断面写真を図９Ｂに示すが、電池の断面に大きな変化はなかった。一方、１万回の屈曲試験後の比較例１Ａの電池の断面写真を図１０に示すが、負極活物質が負極集電体から剥離していることが認められた。
ところで、電池の構造を考えると、塑性変形を受ける電池の構成材料は大きく分けて２つある。その内の１つは、正極集電体、負極集電体を構成する金属層、他の１つは外装部材に含まれる中間層を構成する金属層である。実施例１の電池は、これらの金属層における曲げ応力を緩和し、高い可撓性、柔軟性を有する電池を実現する。
先ず、正極集電体及び負極集電体を構成する金属層について考察する。リチウムイオン電池を例にとると、正極集電体及び負極集電体のそれぞれには、例えば、アルミニウム箔及び銅箔が用いられるが、これらは金属材料であるため、過度の引張り力を受けると塑性変形してしまう。ここで、１層の積層部材を例にとると、積層部材の伸縮は以下の式で示すことができる。尚、
Ｌout：湾曲した積層部材の外側の長さ
Ｌin ：湾曲した積層部材の内側の長さ
Ｌ ：平坦な積層部材の長さ
Ｔ ：積層部材の厚さ
θ ：積層部材の湾曲角度θ
ｒ ：湾曲した積層部材の曲率半径（中央値）
とする。
Ｌout＝（ｒ＋Ｔ／２）×２π×（θ／２π）＝（ｒ＋Ｔ／２）×θ
Ｌin ＝（ｒ−Ｔ／２）×２π×（θ／２π）＝（ｒ−Ｔ／２）×θ
従って、湾曲した積層部材の外側は（Ｔ×θ／２）だけ伸び、湾曲した積層部材の内側は（Ｔ×θ／２）だけ縮む。また、
θ＝Ｌ／ｒ
であるので、
Ｌout＝（ｒ＋Ｔ／２）×（Ｌ／ｒ）
Ｌin ＝（ｒ−Ｔ／２）×（Ｌ／ｒ）
となる。ｒ及びＬは、屡々、電池に要求される仕様によって決定される。従って、積層部材が積層された電池にあっては、積層部材の厚さを薄くすることによって、湾曲に対して高い耐性を有する電池を提供することができる。
上述した式から、引張り応力による伸び量（変形量）は、積層部材の厚さＴに比例することが判る。つまり、積層部材の厚さＴを薄くすることによって引張り応力を押さえることができる。ところが、実際には、電池のエネルギー密度を高くするために、積層部材を積層した積層構造体から、電池を、屡々、構成する。この場合、積層構造体の厚さは積層部材の積層数に比例して厚くなるため、湾曲時の変形量は大きくなり、前述したとおり、シワ発生といった問題が生じる。
実施例１の電池にあっては、正極集電体の外側に位置する第２面が対向するように重ね合わされており、あるいは又、負極集電体の外側に位置する第２面が対向するように重ね合わされているので、積層構造体において重なり合った集電体同士が固定されておらず、電池を湾曲させたとき、対向する集電体の第２面同士が相対的に移動する（滑る）。それ故、電池の湾曲によって積層構造体が受ける応力は、実質的には、積層部材１層分の応力に分散される。また、実施例１の電池にあっては、電解質がゲル状であるが故に、電池を湾曲させたとき、正極部材と負極部材とが相互に移動し難い。更には、ゲル状の電解質では、電解液の真空注入プロセスが必要とされず、連続塗工プロセスを採用することができるため、大面積のリチウムイオン二次電池を製造する際に生産性の点で優位であると考えられる。
また、外装部材に関しては、外装部材は電池の最も外側に配置されるため、電池の構成部材の中では最も変形の影響を受け易い部分である。リチウムイオン二次電池で一般に用いられるアルミラミネートフィルムを例にとると、外装部材は、外側から、樹脂層／中間層／ヒートシール材層の３層構造であることが多く、積層構造体はこのフィルムに包まれて封止されている。そして、従来、最外層の樹脂層は、滑り性を高めるため、屡々、延伸ナイロン樹脂材料から構成され、中間層にはアルミニウム箔が用いられる。延伸ナイロン樹脂材料のヤング率は２ＧＰａ以下であり、弾性率が低く、型押し等で形状を付け易くするため、伸び易い性質を有する。このような素材がアルミニウム箔に接していると、アルミニウム箔を延ばす力を受け止めることができず、アルミニウム箔が塑性変形して前述のような問題が生じてしまう。そこで、実施例１の電池では、ヤング率が３ＧＰａ以上の樹脂層から外装部材の最外層を構成する。ヤング率が３ＧＰａ以上の樹脂層がアルミニウム箔から成る中間層に接することで、アルミニウム箔が塑性変形し難くなり、外装部材に過度の変形が生じることを抑制することができ、前述のような問題は生じなくなる。そして、以上の結果として、高い安全性を有し、可撓性を有し、曲げに強い電池を提供することができる。
実施例２は、本開示の第２の態様に係る電池に関する。実施例２の電池を構成する積層部材の模式的な断面図を図１１Ａに示し、実施例２の電池の模式的な断面図を図１１Ｂに示し、実施例２の電池の模式的な平面図を図１１Ｃに示す。尚、図１１Ｂの模式的な断面図は、図１１Ｃの矢印Ａ−Ａに沿った模式的な断面図である。
実施例２の電池１０Ａは、
正極集電体２１の片面に正極合剤層２２が形成されて成る正極部材２０、
電解質を含むセパレータ４０、及び、
負極集電体３１の片面に負極合剤層３２が形成されて成る負極部材３０、
が積層された積層部材１２’、並びに、
積層部材１２’を被覆（封止）する外装部材５０、
を備えている。即ち、実施例２の電池１０Ａは、１層の積層部材１２’から構成されている。そして、
電解質は、ゲル状又は固体状であり、
外装部材５０は、３×１０9Ｐａ以上、好ましくは４×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層５１を少なくとも備えている。
実施例２の電池１０Ａにおける積層部材１２’、外装部材５０を含む基本的な構成要素は、実施例１の電池１０の構成要素と同様とすることができるので、詳細な説明は省略する。尚、実施例１及び実施例２において、負極部材３０のサイズを、正極部材２０のサイズにより大きくしてもよい。即ち、負極部材３０の周縁が正極部材２０の周縁より外側に位置していてもよい。これによって、負極部材３０におけるリチウムの析出を抑制することができる。セパレータ４０のサイズを、正極部材２０及び負極部材３０のサイズにより大きくしてもよい、即ち、セパレータ４０の周縁が、正極部材２０及び負極部材３０の周縁より外側に位置するように構成してもよい。
実施例２の電池にあっては、電解質がゲル状であるが故に、電池を湾曲させたとき、正極部材と負極部材とが相互に移動し難い。また、外装部材は３ＧａＰａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えているので、前述したとおり、外装部材に過度の変形が生じることを抑制することができる。そして、以上の結果として、高い安全性を有し、可撓性を有し、曲げに強い電池を提供することができる。
実施例３は、本開示の第３の態様に係る電池に関する。実施例３の電池を構成する積層部材及び電池の模式的な断面図は図１１Ａ及び図１１Ｂと同様であるし、実施例３の電池の模式的な平面図は図１１Ｃと同様である。
実施例３の電池１０Ａは、
積層構造を有する電極体１２’と、電極体１２’を収容する外装部材５０とを備え、
外装部材５０は、アルミニウムを含む金属層５２と、金属層５２の第１面に設けられた第１樹脂層５１と、金属層５２の第２面に設けられた第２樹脂層５３とを備え、
外装部材５０は、第１樹脂層５１が外側となるように電極体１２’を収容し、
第１樹脂層５１は、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種を含み、第１樹脂層５１の厚さは、４０μｍを超えるものである。
実施例３の電池にあっては、樹脂層（第１樹脂層）５１と中間層（金属層）５２との間に第１粘着剤層が備えられているし、中間層５２とヒートシール材層（第２樹脂層）５３との間に第２粘着剤層が備えられている。第１粘着剤層、第２粘着剤層は、例えば、アクリル系粘着剤から成る。第１粘着剤層及び第２粘着剤層には、空間部（第１粘着剤層の厚さ方向に貫通する空間部、開口部、貫通孔）が設けられていてもよい。空間部は、規則的なパターンで設けられていてもよいし、ランダムに設けられていてもよい。空間部の平面形状として、例えば、網目状、格子状、ストライプ状、島状、同心状、螺旋状、放射状、斑点状、幾何学模様状、不定形状等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。尚、第１粘着剤層及び第２粘着剤層は、実施例１〜実施例２において説明した電池にも適用することができる。
具体的には、以下に説明する方法に基づき、実施例３Ａの電池１０を作製した。即ち、実施例３Ａの電池１０にあっては、実施例１と同様にして正極部材２０を作製した。但し、正極導電剤をケッチェンブラックから構成し、正極結着剤をポリフッ化ビニリデンから構成した。尚、正極集電体２１にアルミニウム製の正極リード部を溶接して取り付けた。
一方、負極活物質として黒鉛９５．５質量部、負極導電剤としてカーボンブラック１．０質量部、及び、負極結着剤としてポリフッ化ビニリデン３．５質量部を混合して負極合剤を調製し、更に、この負極合剤を、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとし、実施例１と同様にして、負極部材３０を作製した。尚、負極集電体３１にニッケル製の負極リード部を溶接して取り付けた。
また、ゲル状の電解質層を正極合剤層及び負極合剤層の表面上に次のようにして形成した。先ず、エチレンカーボネート（ＥＣ）１８．６２質量部と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）１８．６２質量部を混合して混合溶媒を調製した後、この混合溶媒に六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）５．９５質量部を溶解して、電解液を調製した。次に、この電解液に、高分子化合物としてのポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）３．３７質量部と、無機粒子としてのアルミナ粒子５．９０質量部と、希釈溶剤としてのジメチルカーボネート（ＤＭＣ）４７．５４質量部とを加えて混合し、撹拌、溶解して、ゾル状の電解質溶液である前駆溶液を調製した。次に、調製した前駆溶液を正極合剤層及び負極合剤層の表面に塗布した後、前駆溶液を乾燥させて、希釈溶剤を除去し、ゲル状の電解質層を得た。尚、無機粒子としてのアルミナ粒子の使用は、実施例１〜実施例２において説明した電池にも適用することができる。
ポリプロピレン樹脂製の微多孔フィルムを長方形状に切断し、これをセパレータ４０とした。そして、負極部材３０、セパレータ４０、正極部材２０を、負極合剤層と正極合剤層とがセパレータ４０を介して対向するように積層することにより、積層部材１２’を得た。この積層に際しては、積層方向から見て、正極部材２０の正射影像が負極部材３０の正射影像の内側に収まるように、正極部材２０と負極部材３０の相対位置を調整した。
フィルム状の外装部材として、樹脂層、中間層及びヒートシール材層が外側からこの順に積層された耐湿性のアルミラミネートフィルム（総厚８６μｍ、９６μｍ、１０６μｍ及び１１６μｍ）を準備した。以下の表３に各層の具体的な構成を示す。
次に、ヒートシール材層で積層部材１２’を挟むように外装部材５０を折り返し（図２３も参照）、折り返した周縁部同士を重ね合わせた。その際、突出部２３Ａ，２３Ｂと外装部材５０との間に酸変性プロピレンフィルム（密着フィルム２４，３４）を挿入した。その後、重ね合わせた周縁部同士を減圧下で熱融着することにより、積層部材１２’を外装部材５０により密封した。その際、外装部材５０の折り返し部分も熱融着した。
そして、電池全体をヒートプレスすることにより、積層部材１２’を構成する正極部材２０、セパレータ４０及び負極部材３０を一体化させた。以上により、幅２５ｍｍ、長さ７５ｍｍ、厚さ０．４５ｍｍを有する長方形状の実施例３Ａの電池１０Ａが得られた。また、同様にして、実施例３Ｂ、参考例３Ｄ、参考例３Ｅの電池を作製した。
また、以下に説明する方法に基づき、実施例３Ｃの電池１０を作製した。即ち、実施例３Ｃの電池１０にあっては、ゲル状の電解質層を形成していない正極部材２０及び負極部材３０を用いたこと以外は実施例３Ａと同様にして積層部材１２を得た。次に、実施例３Ａと同様にして積層部材１２を挟むように外装部材５０を折り返し、折り返した周縁部同士を重ね合わせた。外装部材５０として、実施例３Ａと同様のものを用いた。次に、外装部材５０の重ね合わせた３辺の内、２辺を熱融着し、１辺を熱融着せずに開口部として残すと共に、外装部材５０の折り返し部分も熱融着した。次に、実施例３Ａと同様にして調製した電解液を外装部材５０の開口部から注入し、外装部材５０の残りの１辺を減圧下において熱融着し、密封した。以上により、ゲル状の電解質層ではなく、電解質層（非水系電解液から成る）を有する長方形状の実施例３Ｃの電池が得られた。また、同様にして、参考例３Ｆの電池を作製した。
以下の表４に示すように、樹脂層としてＰＥＴフィルムに代えてＰＰ（ポリプロピレン）フィルムを備える外装部材を用いたこと以外は、実施例３Ａ、実施例３Ｂ、実施例３Ｃ、参考例３Ｄ、参考例３Ｅ、参考例３Ｆと同様にして、比較例３Ａ、比較例３Ｂ、比較例３Ｃ、比較例３Ｄ、比較例３Ｅ及び比較例３Ｆの電池を得た。
〈表３〉
樹脂層
実施例３Ａ ：ＰＥＴフィルム５０μｍ（ゲル状電解質層）
実施例３Ｂ ：ＰＥＴフィルム６０μｍ（ゲル状電解質層）
実施例３Ｃ ：ＰＥＴフィルム５０μｍ（電解質層）
参考例３Ｄ：ＰＥＴフィルム３０μｍ（ゲル状電解質層）
参考例３Ｅ：ＰＥＴフィルム４０μｍ（ゲル状電解質層）
参考例３Ｆ：ＰＥＴフィルム３０μｍ（電解質層）
第１粘着剤層 ：アクリル系粘着剤層
中間層 ：アルミニウム箔（厚さ２０μｍ）
第２粘着剤層 ：アクリル系粘着剤層
ヒートシール材層：無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム（厚さ３０μｍ）
〈表４〉
樹脂層
比較例３Ａ：ＰＰフィルム５０μｍ（ゲル状電解質層）
比較例３Ｂ：ＰＰフィルム６０μｍ（ゲル状電解質層）
比較例３Ｃ：ＰＰフィルム５０μｍ（電解質層）
比較例３Ｄ：ＰＰフィルム３０μｍ（ゲル状電解質層）
比較例３Ｅ：ＰＰフィルム４０μｍ（ゲル状電解質層）
比較例３Ｆ：ＰＰフィルム３０μｍ（電解質層）
第１粘着剤層 ：アクリル系粘着剤層
中間層 ：アルミニウム箔（厚さ２０μｍ）
第２粘着剤層 ：アクリル系粘着剤層
ヒートシール材層：無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）フィルム（厚さ３０μｍ）
上述のようにして得られた実施例３、参考例３、比較例３の電池の容量維持率を次のようにして評価した。先ず、常温環境中（２３゜Ｃ）において電池を１サイクル充放電させて、１サイクル目の放電容量を測定した。以下に、充放電条件を示す。
充電：ＣＣ（Constant Current）／ＣＶ（Constant Voltage）
４．２ボルト、１ＩｔＡ、２．５時間
放電：ＣＣ（Constant Current）
１ＩｔＡ、３．０ボルト カットオフ
次に、ＳＯＣ＝５０％の状態となるまで電池を充電した後、図１２Ａに示すように、電池（図１２Ａ及び図１２Ｂにおいては「薄型電池」と表記する）を２枚の長尺状のシートの間に挟み込んだ（以下、『試験用サンプル』と呼び、図１２Ａ及び図１２Ｂにおいては「積層体」と表記する）。その際、電池とシートの長手方向とが一致するように、シートに対する電池の位置を調整した。次に、この試験用サンプルが水平となるように、試験用サンプルの両端を曲げ試験機の保持部で保持した。そして、試験用サンプルをその両主面側から一対の円柱体で挟み込んだ。次に、図１２Ｂに示すように、試験用サンプルを一対の円柱体で挟み込んだ状態で一対の円柱体を上方に移動させて、試験用サンプルを凸状に湾曲させた。この際、湾曲の角度は１２０度とした。その後、一対の円柱体を下げて試験用サンプルが水平となる位置まで戻した。このような一対の円柱体を上下に移動させて、試験用サンプルを凸状に繰り返し湾曲させる曲げ試験を、１００００回繰り返した。
次に、常温環境中（２３゜Ｃ）においてサイクル数の合計が２００サイクルに到達するまで電池を繰り返して充放電させて、各サイクルの放電容量を測定した。尚、充放電の条件は、１サイクル目の充放電と同様の条件とした。以降、１００００回の曲げ試験を行った後、２００サイクルの充放電を繰り返す手順を繰り返した。その後、放電容量の測定結果から、ｎサイクル目の放電容量維持率［％］｛＝（ｎ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。
また、比較のために、実施例３Ａの電池に対して、折り曲げ試験を行なわないこと以外は、上記の充放電維持率の測定と同様にして放電容量維持率を求めた。
図１３に、実施例３Ａ、実施例３Ｂ、参考例３Ｄ、参考例３Ｅ、比較例３Ａ、比較例３Ｂ、比較例３Ｄ及び比較例３Ｅの電池の放電容量維持率の評価結果を示す。図１３から、ＰＥＴ樹脂を含む樹脂層を有する実施例３の電池の放電容量維持率は、ＰＰ樹脂を含む樹脂層を有する比較例３の電池の放電容量維持率に比べて高いことが判る。この放電容量維持率の違いは、以下の理由によるものと考えられる。即ち、比較例３Ａ、比較例３Ｂ、比較例３Ｄ及び比較例３Ｅの電池では、ＰＰ樹脂を含む樹脂層の硬度が低いため、外力に対する中間層の形態保持性が低下し、電池を繰り返し湾曲させると、外装部材中の中間層に亀裂が生じる。その結果、電池の密封性が低下し、水分が進入し、充放電サイクルに対する放電容量維持率が低下する。一方、実施例３Ａ、実施例３Ｂ、参考例３Ｄ、参考例３Ｅの電池では、ＰＥＴ樹脂を含む樹脂層の硬度は、ＰＰ樹脂を含む樹脂層の硬度よりも高いため、外力に対する中間層の形態保持性が向上し、電池を繰り返し湾曲させても、外装部材中の中間層に亀裂が発生し難い。その結果、電池の密封性が維持され、水分の進入が抑制されるため、充放電サイクルに対する放電容量維持率の低下が抑制される。
また、図１３から、樹脂層の厚さを厚くするほど、放電容量維持率の低下が抑制されることが判る。これは、樹脂層の厚さを厚くするほど、電池を繰り返し湾曲させても、外装部材中の中間層に亀裂が発生し難くなるためである。ＰＥＴ樹脂を含む樹脂層を有する実施例３と参考例３の電池を比較すると、樹脂層を４０μｍを超えて厚くすると、充放電サイクルに対する放電容量維持率の低下が特に抑制されることが判る。
図１４に、実施例３Ａ、実施例３Ｃ、参考例３Ｄ、参考例３Ｆ、比較例３Ａ、比較例３Ｃ、比較例３Ｄ、比較例３Ｆの電池の放電容量維持率の評価結果を示す。電解質としてゲル状の電解質を用いた電池（実施例３Ａ）の放電容量維持率は、電解質として電解液を用いた電池（実施例３Ｃ）の放電容量維持率に比べて高いことが判る。この放電容量維持率の違いは、以下の理由によるものと考えられる。即ち、電解質として電解液を用いた電池では、セパレータを介して正極部材と負極部材とが相互に容易に移動し得るため、電池を繰り返し湾曲させると、正極部材あるいは負極部材に損傷が生じ易い。そして、このような損傷が生じた正極部材あるいは負極部材の部分では、リチウムの析出が発生し易くなるため、充放電サイクルに対して放電容量維持率が低下する。一方、電解質としてゲル状の電解質を用いた電池では、セパレータを介して正極部材と負極部材とが相互に容易に移動し難いため、電池を繰り返し湾曲させても、正極部材あるいは負極部材に損傷が生じ難い。そのため、リチウムの析出が抑制される結果、充放電サイクルに対する放電容量維持率の低下が抑制される。
以上により、繰り返しの湾曲に対する電池の曲げ耐性を向上するためには、樹脂層としてＰＥＴ樹脂を含むものを用い、樹脂層の厚さを４０μｍを超えて厚くすることが必要であることが判る。また、曲げ耐性を一層向上させるためには、樹脂層の厚さを４５μｍ以上とすることが好ましく、５０μｍ以上とすることが一層好ましい。更には、曲げ耐性の向上の観点からすると、電解質としてゲル状の電解質を使用することが好ましい。
実施例４においては、本開示の電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）、及び、その適用例について説明する。
実施例１〜実施例３において説明した本開示の電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）は、電池を駆動用・作動用の電源又は電力蓄積用の電力貯蔵源として利用可能な機械、機器、器具、装置、システム（複数の機器等の集合体）に対して、特に限定されることなく、適用することができる。電源として使用される電池は、主電源（優先的に使用される電源）であってもよいし、補助電源（主電源に代えて、又は、主電源から切り換えて使用される電源）であってもよい。本開示の電池を補助電源として使用する場合、主電源は本開示の電池に限られない。
本開示の電池（具体的には、リチウムイオン二次電池）の用途として、具体的には、ビデオカメラやカムコーダ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、テレビジョン受像機、各種表示装置、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、音楽プレーヤ、携帯用ラジオ、電子ブックや電子新聞等の電子ペーパー、ＰＤＡを含む携帯情報端末といった各種電子機器、電気機器（携帯用電子機器を含む）；玩具；電気シェーバ等の携帯用生活器具；室内灯等の照明器具；ペースメーカや補聴器等の医療用電子機器；メモリカード等の記憶用装置；着脱可能な電源としてパーソナルコンピュータ等に用いられる電池パック；ウェアラブルデバイス（例えば、スマートウォッチ、リストバンド、スマートアイグラス、ヘルスケア製品）；電動ドリルや電動鋸等の電動工具；非常時等に備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステム等の電力貯蔵システムやホームエネルギーサーバ（家庭用蓄電装置）、電力供給システム；蓄電ユニットやバックアップ電源；電動自動車、電動バイク、電動自転車、セグウェイ（登録商標）等の電動車両；航空機や船舶の電力駆動力変換装置（具体的には、例えば、動力用モータ）の駆動を例示することができるが、これらの用途に限定するものではない。
中でも、本開示の電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電力供給システム、電動工具、電子機器、電気機器等に適用されることが有効である。電池パックは、本開示の電池を用いた電源であり、所謂組電池等である。電動車両は、本開示の電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車等）であってもよい。電力貯蔵システムや電力供給システムは、本開示の電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システム（電力供給システム）では、電力貯蔵源である本開示の電池に電力が蓄積されているため、電力を利用して家庭用の電気製品等が使用可能となる。電動工具は、本開示の電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリル等）が可動する工具である。電子機器や電気機器は、本開示の電池を作動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
電池パックは、１つの本開示の電池を用いた簡易型の電池パック（所謂ソフトパック）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搭載される。あるいは又、２並列３直列となるように接続された６つの本開示の電池から構成された組電池を備えている。尚、電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。
本開示の電池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を図１５に示す。電池パックは、セル（組電池）１００１、外装部材、スイッチ部１０２１、電流検出抵抗器１０１４、温度検出素子１０１６及び制御部１０１０を備えている。スイッチ部１０２１は、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を備えている。また、電池パックは、正極端子１０３１及び負極端子１０３２を備えており、充電時には正極端子１０３１及び負極端子１０３２は、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１０３１及び負極端子１０３２は、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。
セル１００１は、複数の本開示の電池１００２が直列及び／又は並列に接続されることで、構成される。尚、図１５では、６つのリチウムイオン電池１００２が、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合を示しているが、その他、ｐ並列ｑ直列（但し、ｐ，ｑは整数）のように、どのような接続方法であってもよい。
スイッチ部１０２１は、充電制御スイッチ１０２２及びダイオード１０２３、並びに、放電制御スイッチ１０２４及びダイオード１０２５を備えており、制御部１０１０によって制御される。ダイオード１０２３は、正極端子１０３１からセル１００１の方向に流れる充電電流に対して逆方向、負極端子１０３２からセル１００１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１０２５は、充電電流に対して順方向、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、図１５に示した例ではプラス（＋）側にスイッチ部を設けているが、マイナス（−）側に設けてもよい。充電制御スイッチ１０２２は、電池電圧が過充電検出電圧となった場合に閉状態とされて、セル１００１の電流経路に充電電流が流れないように制御部１０１０によって制御される。充電制御スイッチ１０２２が閉状態となった後には、ダイオード１０２３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閉状態とされて、セル１００１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部１０１０によって制御される。放電制御スイッチ１０２４は、電池電圧が過放電検出電圧となった場合に閉状態とされて、セル１００１の電流経路に放電電流が流れないように制御部１０１０によって制御される。放電制御スイッチ１０２４が閉状態となった後には、ダイオード１０２５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閉状態とされて、セル１００１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部１０１０によって制御される。
温度検出素子１０１６は例えばサーミスタから成り、セル１００１の近傍に設けられ、温度測定部１０１５は、温度検出素子１０１６を用いてセル１００１の温度を測定し、測定結果を制御部１０１０に送出する。電圧測定部１０１２は、セル１００１の電圧、及びセル１００１を構成する各リチウムイオン電池１００２の電圧を測定し、測定結果をＡ／Ｄ変換して、制御部１０１０に送出する。電流測定部１０１３は、電流検出抵抗器１０１４を用いて電流を測定し、測定結果を制御部１０１０に送出する。
スイッチ制御部１０２０は、電圧測定部１０１２及び電流測定部１０１３から送られてきた電圧及び電流を基に、スイッチ部１０２１の充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を制御する。スイッチ制御部１０２０は、リチウムイオン二次電池１００２のいずれかの電圧が過充電検出電圧若しくは過放電検出電圧以下になったとき、あるいは又、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部１０２１に制御信号を送ることにより、過充電及び過放電、過電流充放電を防止する。充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４は、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチから構成することができる。この場合、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードによってダイオード１０２３，１０２５が構成される。ＭＯＳＦＥＴとして、ｐチャネル型ＦＥＴを用いる場合、スイッチ制御部１０２０は、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４のそれぞれのゲート部に、制御信号ＤＯ及び制御信号ＣＯを供給する。充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４は、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によって導通する。即ち、通常の充電及び放電動作では、制御信号ＣＯ及び制御信号ＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を導通状態とする。そして、例えば過充電若しくは過放電の際には、制御信号ＣＯ及び制御信号ＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ１０２２及び放電制御スイッチ１０２４を閉状態とする。
メモリ１０１１は、例えば、不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Erasable Programmable Read Only Memory）等から成る。メモリ１０１１には、制御部１０１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各リチウムイオン二次電池１００２の初期状態におけるリチウムイオン二次電池の内部抵抗値等が予め記憶されており、また、適宜、書き換えが可能である。また、リチウムイオン二次電池１００２の満充電容量を記憶させておくことで、制御部１０１０と共に例えば残容量を算出することができる。
温度測定部１０１５では、温度検出素子１０１６を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行い、また、残容量の算出における補正を行う。
次に、電動車両の一例であるハイブリッド自動車といった電動車両の構成を表すブロック図を図１６Ａに示す。電動車両は、例えば、金属製の筐体２０００の内部に、制御部２００１、各種センサ２００２、電源２００３、エンジン２０１０、発電機２０１１、インバータ２０１２，２０１３、駆動用のモータ２０１４、差動装置２０１５、トランスミッション２０１６及びクラッチ２０１７を備えている。その他、電動車両は、例えば、差動装置２０１５やトランスミッション２０１６に接続された前輪駆動軸２０２１、前輪２０２２、後輪駆動軸２０２３、後輪２０２４を備えている。
電動車両は、例えば、エンジン２０１０又はモータ２０１４のいずれか一方を駆動源として走行可能である。エンジン２０１０は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジン等である。エンジン２０１０を動力源とする場合、エンジン２０１０の駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置２０１５、トランスミッション２０１６及びクラッチ２０１７を介して前輪２０２２又は後輪２０２４に伝達される。エンジン２０１０の回転力は発電機２０１１にも伝達され、回転力を利用して発電機２０１１が交流電力を発生させ、交流電力はインバータ２０１３を介して直流電力に変換され、電源２００３に蓄積される。一方、変換部であるモータ２０１４を動力源とする場合、電源２００３から供給された電力（直流電力）がインバータ２０１２を介して交流電力に変換され、交流電力を利用してモータ２０１４を駆動する。モータ２０１４によって電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置２０１５、トランスミッション２０１６及びクラッチ２０１７を介して前輪２０２２又は後輪２０２４に伝達される。
図示しない制動機構を介して電動車両が減速すると、減速時の抵抗力がモータ２０１４に回転力として伝達され、その回転力を利用してモータ２０１４が交流電力を発生させるようにしてもよい。交流電力はインバータ２０１２を介して直流電力に変換され、直流回生電力は電源２００３に蓄積される。
制御部２００１は、電動車両全体の動作を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源２００３は、実施例１〜実施例３において説明した１又は２以上のリチウムイオン二次電池（図示せず）を備えている。電源２００３は、外部電源と接続され、外部電源から電力供給を受けることで電力を蓄積する構成とすることもできる。各種センサ２００２は、例えば、エンジン２０１０の回転数を制御すると共に、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。各種センサ２００２は、例えば、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等を備えている。
尚、電動車両がハイブリッド自動車である場合について説明したが、電動車両は、エンジン２０１０を用いずに電源２００３及びモータ２０１４だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
次に、電力貯蔵システム（電力供給システム）の構成を表すブロック図を図１６Ｂに示す。電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅及び商業用ビル等の家屋３０００の内部に、制御部３００１、電源３００２、スマートメータ３００３、及び、パワーハブ３００４を備えている。
電源３００２は、例えば、家屋３０００の内部に設置された電気機器（電子機器）３０１０に接続されていると共に、家屋３０００の外部に停車している電動車両３０１１に接続可能である。また、電源３００２は、例えば、家屋３０００に設置された自家発電機３０２１にパワーハブ３００４を介して接続されていると共に、スマートメータ３００３及びパワーハブ３００４を介して外部の集中型電力系統３０２２に接続可能である。電気機器（電子機器）３０１０は、例えば、１又は２以上の家電製品を含んでいる。家電製品として、例えば、冷蔵庫、エアコンディショナー、テレビジョン受像機、給湯器等を挙げることができる。自家発電機３０２１は、例えば、太陽光発電機や風力発電機等から構成されている。電動車両３０１１として、例えば、電動自動車、ハイブリッド自動車、電動オートバイ、電動自転車、セグウェイ（登録商標）等を挙げることができる。集中型電力系統３０２２として、商用電源、発電装置、送電網、スマートグリッド（次世代送電網）を挙げることができるし、また、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所、風力発電所等を挙げることもできるし、集中型電力系統３０２２に備えられた発電装置として、種々の太陽電池、燃料電池、風力発電装置、マイクロ水力発電装置、地熱発電装置等を例示することができるが、これらに限定するものではない。
制御部３００１は、電力貯蔵システム全体の動作（電源３００２の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源３００２は、実施例１〜実施例３において説明した１又は２以上のリチウムイオン二次電池（図示せず）を備えている。スマートメータ３００３は、例えば、電力需要側の家屋３０００に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信可能である。そして、スマートメータ３００３は、例えば、外部と通信しながら、家屋３０００における需要・供給のバランスを制御することで、効率的で安定したエネルギー供給が可能となる。
この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統３０２２からスマートメータ３００３及びパワーハブ３００４を介して電源３００２に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機３０２１からパワーハブ３００４を介して電源３００２に電力が蓄積される。電源３００２に蓄積された電力は、制御部３００１の指示に応じて電気機器（電子機器）３０１０及び電動車両３０１１に供給されるため、電気機器（電子機器）３０１０の作動が可能になると共に、電動車両３０１１が充電可能になる。即ち、電力貯蔵システムは、電源３００２を用いて、家屋３０００内における電力の蓄積及び供給を可能にするシステムである。
電源３００２に蓄積された電力は、任意に利用可能である。そのため、例えば、電気料金が安価な深夜に集中型電力系統３０２２から電源３００２に電力を蓄積しておき、電源３００２に蓄積しておいた電力を電気料金が高い日中に用いることができる。
以上に説明した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）毎に設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）毎に設置されていてもよい。
次に、電動工具の構成を表すブロック図を図１６Ｃに示す。電動工具は、例えば、電動ドリルであり、プラスチック材料等から作製された工具本体４０００の内部に、制御部４００１及び電源４００２を備えている。工具本体４０００には、例えば、可動部であるドリル部４００３が回動可能に取り付けられている。制御部４００１は、電動工具全体の動作（電源４００２の使用状態を含む）を制御するものであり、例えば、ＣＰＵ等を備えている。電源４００２は、実施例１〜実施例３において説明した１又は２以上のリチウムイオン二次電池（図示せず）を備えている。制御部４００１は、図示しない動作スイッチの操作に応じて、電源４００２からドリル部４００３に電力を供給する。
次に、実施例において説明した電池を、フレキシブルプリント回路基板（以下、単に『プリント回路基板』と呼ぶ）に対して適用した応用例について説明する。電池５００３は、図１７に示すように、プリント回路基板５００２上に充電回路等と共に実装されている。プリント回路基板５００２上に電池５００３及び充電回路等の電子回路が実装されたものを電池モジュール５００１と称する。電池モジュール５００１は、必要に応じてカード型とされ、携帯可能なカード型モバイルバッテリとして構成することができる。
プリント回路基板５００２に、電池５００３、充電制御ＩＣ５００４、電池保護ＩＣ５００５及び電池残量監視ＩＣ５００６が実装されている。電池保護ＩＣ５００５は、充放電時に充電電圧が過大となったり、負荷短絡によって過電流が流れたり、過放電が生じることがないように充放電動作を制御する。
プリント回路基板５００２に対してＵＳＢインターフェース５００７が取り付けられている。ＵＳＢインターフェース５００７を通じて供給される電力によって電池５００３が充電される。この場合、充電制御ＩＣ５００４によって充電動作が制御される。更に、基板５００２に取り付けられている負荷接続端子５００８ａ及び５００８ｂから負荷５００９に対して所定の電力（例えば電圧が４．２ボルト）が供給される。電池５００３の電池残量が電池残量監視ＩＣ５００６によって監視され、電池残量（図示せず）が外部から判るように表示される。尚、負荷接続のためにＵＳＢインターフェース５００７を使用してもよい。
上述した負荷５００９の具体例として、以下を例示することができる。
１．ウェアラブルデバイス（スポーツウオッチ、時計、補聴器等）
２．ＩｏＴ端末（センサネットワーク端末等）
３．アミューズメント機器（ポータブルゲーム端末、ゲームコントローラ）
４．ＩＣ基板埋め込み電池（リアルタイムクロックＩＣ）
５．環境発電機器（太陽光発電、熱電発電、振動発電等の発電素子用の蓄電素子）
次に、実施例の電池をユニバーサルクレジットカードに対して適用した応用例について説明する。尚、ユニバーサルクレジットカードはＩＣカードの一例である。現在、複数枚のクレジットカードを持ち歩いている人が多い。しかしながら、クレジットカードの枚数が多くなるほど、紛失、盗難等の危険性が増す問題がある。そこで、１枚のクレジットカードを持ち歩けばよいものが実用化されている。この種のクレジットカードは、ユニバーサルクレジットカードと呼ばれている。
図１８に、ユニバーサルクレジットカード６００１の構成の一例を示す。通常のクレジットカードとほぼ同一の大きさを有し、ＩＣチップ及び電池が内蔵されている。更に、小電力消費のディスプレイ６００２、及び、操作部（例えば方向キー６００３ａ及び６００３ｂ）が設けられている。更に、充電用端子６００４がユニバーサルクレジットカード６００１の表面に設けられている。ユニバーサルクレジットカード６００１の使用者は、ディスプレイ６００２を見ながら、方向キー６００３ａ及び６００３ｂを操作して、予めユニバーサルクレジットカード６００１にロードされているクレジットカードを特定することができる。複数のクレジットカードが予めロードされている場合には、ディスプレイ６００２に各クレジットカードを示す情報が表示され、ユーザが方向キー６００３ａ及び６００３ｂを操作して所望のクレジットカードを指定することができる。その後は、従来のクレジットカードと同様に使用することができる。
次に、実施例の電池をリストバンド型電子機器に対して適用した応用例について説明する。ウェアラブル端末の１つとして、リストバンド型活動量計を挙げることができる。リストバンド型活動量計は、スマートバンドとも呼ばれ、腕に巻き付けておくだけで、歩数、移動距離、消費カロリー、睡眠量、心拍数等の人の活動に関する各種データを取得することができる。更に、取得されたデータをスマートフォンで管理することができる。また、メールの着信をＬＥＤランプ及びバイブレーションで使用者に知らせる通知機能を有するものもある。
図１９及び図２０に、例えば脈拍を計測するリストバンド型活動量計の構成の一例を示す。図１９には、リストバンド型活動量計７００１の外観の一例を示す。また、図２０には、リストバンド型活動量計７００１の本体部７００２の構成の一例を示す。
リストバンド型活動量計７００１は、光学方式により被験者の例えば脈拍を計測するリストバンド型の計測装置である。図１９に示すように、リストバンド型活動量計７００１は、本体部７００２及びバンド７００３から構成され、腕時計のように、バンド７００３が被験者の腕（手首）７００４に装着される。そして、本体部７００２が、所定の波長の計測光を被験者の腕７００４の脈を含む部分に照射し、戻ってきた光の強度に基づいて被験者の脈拍の計測を行う。
本体部７００２は、基板７０２１、ＬＥＤ７０２２、受光ＩＣ７０２３、遮光体７０２４、操作部７０２５、演算処理部７０２６、表示部７０２７、及び無線装置７０２８を含む。ＬＥＤ７０２２、受光ＩＣ７０２３、及び、遮光体７０２４は、基板７０２１上に設けられている。ＬＥＤ７０２２は、受光ＩＣ７０２３の制御下、所定の波長の計測光を被験者の腕７００４の脈を計測する部分に照射する。計測光が腕７００４に照射され、腕７００４によって反射され、反射光が受光ＩＣ７０２３によって受光される。受光ＩＣ７０２３は、反射光の強度を示すデジタルの計測信号を生成し、生成した計測信号を演算処理部７０２６に供給する。
遮光体７０２４が、基板７０２１上において、ＬＥＤ７０２２と受光ＩＣ７０２３との間に配設されている。遮光体７０２４は、ＬＥＤ７０２２からの計測光が受光ＩＣ７０２３に直接入射することを防止する。
操作部７０２５は、例えば、ボタン、スイッチ等の各種の操作部によって構成されており、本体部７００２の表面等に設けられている。操作部７０２５は、リストバンド型活動量計７００１の操作に用いられ、操作内容を示す信号を演算処理部７０２６に供給する。演算処理部７０２６は、受光ＩＣ７０２３から供給される計測信号に基づいて、被験者の脈拍を求めるための演算処理を行う。演算処理部７０２６は、脈拍の計測結果を表示部７０２７及び無線装置７０２８に供給する。表示部７０２７は、例えば、液晶表示装置等の表示装置から構成されており、本体部７００２の表面に設けられている。表示部７０２７は、被験者の脈拍の計測結果等を表示する。
無線装置７０２８は、所定の方式の無線通信により、被験者の脈拍の計測結果を外部の装置に送信する。例えば、図２０に示されるように、無線装置７０２８は、被験者の脈拍の計測結果をスマートフォン７００５に送信し、スマートフォン７００５の画面７００６に計測結果を表示させる。更に、計測結果のデータがスマートフォン７００５によって管理され、計測結果をスマートフォン７００５において閲覧したり、ネットワーク上のサーバに保存することが可能となる。尚、無線装置７０２８の通信方式には、任意の方式を採用することができる。受光ＩＣ７０２３は、被験者の腕７００４以外の部位（例えば、指、耳たぶ等）において脈拍の計測を行う場合にも用いることができる。
リストバンド型活動量計は、受光ＩＣ７０２３における信号処理によって、体動の影響を除去して、正確に被験者の脈波及び脈拍を計測することができる。例えば、被験者がランニング等の激しい運動を行っていても、正確に被験者の脈波及び脈拍を計測することができる。また、例えば、被験者がリストバンド型活動量計７００１を長時間装着して計測を行う場合にも、被験者の体動の影響を除去して、正確に脈波及び脈拍を計測し続けることができる。
また、演算量を削減することにより、リストバンド型活動量計７００１の消費電力を低下させることができる。その結果、例えば、充電や電池交換を行わずに、リストバンド型活動量計７００１を被験者に長時間装着して、計測を行うことが可能になる。
尚、電源として、実施例１〜実施例３において説明した電池がバンド７００３内に収納されている。リストバンド型活動量計７００１は、本体の電子回路と、電池パックとを備える。例えば使用者により電池パックが着脱自在な構成を有している。電子回路は、上述した本体部７００２に含まれる回路である。
図２１及び図２２に、リストバンド型電子機器の構成の一例を示す。図２１は、リストバンド型電子機器８００１の外観の一例を示している。図２２は、リストバンド型活動量計８００１の構成の一例を示している。
電子機器８００１は、例えば、人体に着脱自在とされる時計型の所謂ウェアラブルデバイスである。電子機器８００１は、例えば、腕に装着されるバンド部８０１１、数字や文字、図柄等を表示する表示装置８０１２、及び、操作ボタン８０１３を備えている。バンド部８０１１には、複数の孔部８０１１ａと、内周面（電子機器８００１の装着時に腕に接触する側の面）側に形成される突起８０１１ｂとが形成されている。
電子機器８００１は、使用状態において、図２１に示すように、バンド部８０１１が略円形となるように折り曲げられ、孔部８０１１ａに突起８０１１ｂが挿入されて腕に装着される。突起８０１１ｂを挿入する孔部８０１１ａの位置を調整することにより、腕の太さに対応して径の大きさを調整することができる。電子機器８００１は、使用されない状態では、孔部８０１１ａから突起８０１１ｂが取り外され、バンド部８０１１が略平坦な状態で保管される。センサが、例えば、バンド部８０１１の全体に亙って設けられている。
図２２に、電子機器８００１の構成の一例を示すブロック図を示す。図２２に示すように、電子機器８００１は、表示装置８０１２の他に、駆動制御部としてのコントローラＩＣ８０１５を含むセンサ８０２０と、ホスト機器８０１６とを備えている。センサ８０２０がコントローラＩＣ８０１５を備えるようにしてもよい。
センサ８０２０は、押圧と曲げとの両方を検出可能なものである。センサ８０２０は、押圧に応じた静電容量の変化を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ８０１５に出力する。また、センサ８０２０は、曲げに応じた抵抗値の変化（抵抗変化）を検出し、それに応じた出力信号をコントローラＩＣ８０１５に出力する。
ホスト機器８０１６は、コントローラＩＣ８０１５から供給される情報に基づき、各種の処理を実行する。例えば、表示装置８０１２に対する文字情報や画像情報等の表示、表示装置８０１２に表示されたカーソルの移動、画面のスクロール等の処理を実行する。
表示装置８０１２は、例えばフレキシブルな表示装置であり、ホスト機器８０１６から供給される映像信号や制御信号等に基づき、映像（画面）を表示する。表示装置８０１２としては、例えば、液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス（Electro Luminescence：ＥＬ）ディスプレイ、電子ペーパー等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
尚、電源として実施例１〜実施例３において説明した電池、及び、図２２に示す電子回路が、バンド部８０１１内に収納されている。電子機器８００１は、本体の電子回路、及び、電池パックを備える。例えば使用者により電池パックが着脱自在な構成を有している。
以上、本開示を好ましい実施例に基づき説明したが、本開示はこれらの実施例に限定されるものではない。実施例において説明した正極部材、負極部材の構成、構造、製造に用いた原材料、製造方法、製造条件、電池、二次電池の構成、構造は例示であり、これらに限定するものではなく、また、適宜、変更することができる。また、本開示の電池の構成、構造を一次電池に適用することもできる。
以下、本開示の電池の変形例１〜３を以下に示す。
（変形例１）
図２３に示すように、外装部材５０が一枚のラミネートフィルムにより構成されていてもよい。外装部材５０は、長方形状を有し、その中央部から各辺が重なるようにして折り返されており、外装部材５０の周縁部は融着されている。折返しの境界には、切り込み等を予め設けておいてもよい。折り返された外装部材５０の間には、積層構造体１１や積層部材１２が挟み込まれている。突出部２３，３３が突出した電池の短辺とは反対側の短辺の周縁部を融着することで、電池の短辺がアーチ状となるように電池を湾曲させた場合にも、外装部材５０のこの反対側の短辺に亀裂が発生することを抑制でき、このような湾曲に対する電池の曲げ耐性を向上させることができる。
（変形例２）
図２４に示すように、電池１０が三角形状を有していてもよい。尚、電池１０の形状は特に限定されるものではなく、三角形状及び長方形状以外の多角形状、円形状、楕円形状又は不定形状等であってもよい。また、電池の形状は平面状に限定されるものではなく、アーチ状、スパイラル状又は筒状等であってもよい。
突出部２３及び突出部３３の突出方向は特に限定されるものではない。突出部２３と突出部３３が異なる方向に突出していてもよい。例えば、突出部２３と突出部３３が、それぞれ異なる短辺側から突出していてもよいし、それぞれ異なる長辺側から突出していてもよいし、突出部２３と突出部３３の内の一方が短辺側から突出し、他方が長辺側から突出していてもよい。また、突出部２３と突出部３３が１つの長辺側から同一方向に突出していてもよい。
電池を得た後、電池全体をヒートプレスしてもよい。これによって、例えば、電解質層に含まれる高分子化合物の一部がセパレータ、正極合剤層及び負極合剤層に拡散し、セパレータ、正極部材及び負極部材を一体化することができる結果、正極部材と負極部材との間の接着力を向上させることができる。
（変形例３）
図２５Ａに示すように、電極体１２０は、２つの正極（第１電極）１２１Ａ、１２１Ｂと、２つの正極１２１Ａ、１２１Ｂの間に設けられた負極（第２電極）１２２と、正極１２１Ａと負極１２２との間に設けられたセパレータ１２３Ａと、正極１２１Ｂと負極１２２との間に設けられたセパレータ１２３Ｂとを備えるようにしてもよい。また、電極体１２０は、正極１２１Ａとセパレータ１２３Ａとの間に設けられた電解質層２４Ａと、負極１２２とセパレータ１２３Ａの間に設けられた電解質層２４Ｂと、正極１２１Ｂとセパレータ１２３Ｂとの間に設けられた電解質層２４Ａと、負極１２２とセパレータ１２３Ｂの間に設けられた電解質層２４Ｂとを更に備えるようにしてもよい。尚、図２５Ａでは、電極体２０の構成の理解を容易とするために、各部材間に隙間を設けて示しているが、各部材間は実際には密着している。
電極体１２０が上記構成を有する場合、正極１２１Ａ、１２１Ｂは、正極集電体（第１集電体）２１Ａと、正極集電体２１Ａの一方の面に設けられた正極活物質層（第１活物質層）２１Ｂとを有する。負極１２２は、負極集電体（第２集電体）２２Ａと、負極集電体２２Ａの両方の面に設けられた負極活物質層（第２活物質層）２２Ｂとを有する。正極１２１Ａと負極１２２とは、正極活物質層２１Ｂと負極活物質層２２Ｂとがセパレータ１２３Ａを介して対向するように配置され、正極１２１Ｂと負極１２２とは、正極活物質層２１Ｂと負極活物質層２２Ｂとがセパレータ１２３Ｂを介して対向するように配置されている。
また、電極体１２０が上記構成を有する場合、２つの正極１２１Ａ、１２１Ｂがそれぞれ有する正極集電体露出部２１Ｎ、２１Ｎは、図２５Ｂに示すように、対向する位置に設けられており、正極リード１１の両面に溶接等により接合されている。尚、図２５Ｂでは、図示を容易にするために、電解質層２４Ａ、２４Ｂの図示を省略している。
尚、電極体が、２つの負極（第１電極）と、２つの負極の間に設けられた正極（第２電極）と、正極と負極との間に設けられたセパレータとを備えるようにしてもよい。電極体が上記構成を有する場合、負極は、負極集電体（第１集電体）と、負極集電体の一方の面に設けられた負極活物質層（第１活物質層）とを有する。正極は、正極集電体（第２集電体）と、正極集電体の両方の面に設けられた正極活物質層（第２活物質層）とを有する。
尚、本開示は、以下のような構成を取ることもできる。
［Ａ０１］《電池：第１の態様》
正極集電体の片面に正極合剤層が形成されて成る正極部材、
電解質を含むセパレータ、及び、
負極集電体の片面に負極合剤層が形成されて成る負極部材、
が積層され、且つ、正極合剤層と負極合剤層が対向して配置された積層部材が、複数、同極の集電体が対向するように重ね合わされて成る積層構造体、並びに、
積層構造体を被覆する外装部材、
を備えており、
外装部材は、３×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えている電池。
［Ａ０２］電解質は、ゲル状又は固体状である［Ａ０１］に記載の電池。
［Ａ０３］外装部材は、外側から、樹脂層、中間層及びヒートシール材層が積層されて成る［Ａ０１］又は［Ａ０２］に記載の電池。
［Ａ０４］樹脂層は、ポリエステル系樹脂から成る［Ａ０３］に記載の電池。
［Ａ０５］樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート樹脂から成る［Ａ０４］に記載の電池。
［Ａ０６］中間層は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケル、又は、ニッケル合金から成る［Ａ０３］乃至［Ａ０５］のいずれか１項に記載の電池。
［Ａ０７］積層構造体において積層部材は並列接続されている［Ａ０１］乃至［Ａ０６］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｂ０１］《電池：第２の態様》
正極集電体の片面に正極合剤層が形成されて成る正極部材、
電解質を含むセパレータ、及び、
負極集電体の片面に負極合剤層が形成されて成る負極部材、
が積層された積層部材、並びに、
積層部材を被覆する外装部材、
を備えており、
電解質は、ゲル状又は固体状であり、
外装部材は、３×１０9Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えている電池。
［Ｂ０２］外装部材は、外側から、樹脂層、中間層及びヒートシール材層が積層されて成る［Ｂ０１］に記載の電池。
［Ｂ０３］樹脂層は、ポリエステル系樹脂から成る［Ｂ０２］に記載の電池。
［Ｂ０４］樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート樹脂から成る［Ｂ０３］に記載の電池。
［Ｂ０５］中間層は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケル、又は、ニッケル合金から成る［Ｂ０２］乃至［Ｂ０４］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｂ０６］外装部材は、正極合剤層と負極合剤層が対向して配置された積層部材が、複数、同極の集電体が対向するように重ね合わされて成る積層構造体を被覆している［Ｂ０１］乃至［Ｂ０５］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｃ０１］《電池：第３の態様》
積層構造を有する電極体と、電極体を収容する外装部材とを備え、
外装部材は、アルミニウムを含む金属層と、金属層の第１面に設けられた第１樹脂層と、金属層の第２面に設けられた第２樹脂層とを備え、
外装部材は、第１樹脂層が外側となるように電極体を収容し、
第１樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種を含み、第１樹脂層の厚さは、４０μｍを超える電池。
［Ｄ０１］外装部材は、外側から、樹脂層、中間層及びヒートシール材層が積層されて成り、
樹脂層と中間層との間に粘着剤層が設けられている［Ａ０１］乃至［Ｃ０１］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｄ０２］粘着剤層には、その厚さ方向に空間部が設けられている［Ｄ０１］に記載の電池。
［Ｄ０３］中間層とヒートシール材層との間に第２粘着剤層が設けられている［Ｄ０１］又は［Ｄ０２］に記載の電池。
［Ｄ０４］第２粘着剤層には、その厚さ方向に空間部が設けられている［Ｄ０３］に記載の電池。
［Ｄ０５］セパレータは、基材、及び、基材の表面に形成された表面層から成り、
表面層は、無機粒子及び樹脂材料から成る［Ａ０１］乃至［Ｄ０４］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｄ０６］電解質は、無機粒子を含んでいる［Ａ０１］乃至［Ｄ０５］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｄ０７］第１樹脂層の厚さは、４５μｍ以上である［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ０８］第１樹脂層の厚さは、５０μｍ以上である［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ０９］電極体は、正極、負極、セパレータ、正極とセパレータとの間に設けられた第１電解質層、及び、負極とセパレータとの間に設けられた第２電解質層を備え、
第１電解質層及び第２電解質層は、電解液と、電解液を保持する樹脂材料とを含む［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ１０］第１電解質層及び第２電解質層は、微粒子を更に含んでいる［Ｄ０９］に記載の電池。
［Ｄ１１］電極体は、
正極集電体と、正極集電体の一方の面に設けられた正極活物質層とを有する正極、
負極集電体と、負極集電体の一方の面に設けられた負極活物質層とを有する負極、及び、
正極と負極との間に設けられたセパレータ、
を備え、
正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを介して対向している［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ１２］電極体は、
第１集電体と、第１集電体の一方の面に設けられた第１活物質層とを有する２つの第１電極と、
第２集電体と、第２集電体の両方の面に設けられた第２活物質層とを有し、
２つの第１電極の間に設けられた第２電極、及び、
第１電極と第２電極との間に設けられたセパレータ、
を備え、
第１活物質層と第２活物質層とがセパレータを介して対向している［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ１３］電極体は、正極リード及び負極リードを有し、
正極リード及び負極リードの一端が外装部材の外部へ導出されるようにして、外装部材の外周部が融着されている［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ１４］外装部材は、第１外装部材と第２外装部材とを備え、
第１外装部材と第２外装部材は、電極体を間に挟むようにして重ね合わされ、且つ、第１外装部材と第２外装部材の周縁部が融着されている［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ１５］外装部材は、電極体を間に挟むようにして折り返されて周縁部同士が重ね合わされ、且つ、重ね合わされた周縁部が融着されている［Ｃ０１］に記載の電池。
［Ｄ１６］外装部材の折り返し部分が更に融着されている［Ｄ１５］に記載の電池。
［Ｄ１７］粘着剤層は、アクリル系粘着材を含む［Ｄ０１］に記載の電池。
［Ｄ１８］ベンダブル性を有する［Ａ０１乃至［Ｄ１７］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｄ１９］電池の厚さが、１ｍｍ以下である［Ａ０１乃至［Ｄ１８］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｄ２０］電池の厚さが、０．５ｍｍ以下である［Ａ０１乃至［Ｄ１９］のいずれか１項に記載の電池。
［Ｅ０１］《電子機器》
［Ａ０１］乃至［Ｄ０６］のいずれか１項に記載の電池を備える電子機器。
［Ｅ０２］《ウェアラブルデバイス》
［Ａ０１］乃至［Ｄ０６］のいずれか１項に記載の電池を備えるウェアラブルデバイス。
［Ｅ０３］《ＩＣカード》
［Ａ０１］乃至［Ｄ０６］のいずれか１項に記載の電池を備えるＩＣカード。
１０・・・電池、１１・・・積層構造体、１２，１２’，１２Ａ，１２Ｂ・・・積層部材、２０，２０Ａ，２０Ｂ・・・正極部材、２１・・・正極集電体、２２・・・正極合剤層、２３，２３Ａ，２３Ｂ，３３，３３Ａ，３３Ｂ・・・突出部、３０，３０Ａ，３０Ｂ・・・負極部材、３１・・・負極集電体、３２・・・負極合剤層、２４，３４・・・密着フィルム、４０・・・セパレータ、５０・・・外装部材、５０Ａ・・・第１外装部材、５０Ｂ・・・第２外装部材、５０’・・・融着部、５１・・・樹脂層（表面保護層）、５２・・・中間層（防湿層）、５３・・・ヒートシール材層（溶融層、溶融層）、６１・・・支持フィルム、６２・・・ステンレス鋼棒

Claims (31)

  1. 正極集電体の片面に正極合剤層が形成されて成る正極部材、
    電解質を含むセパレータ、及び、
    負極集電体の片面に負極合剤層が形成されて成る負極部材、
    が積層され、且つ、正極合剤層と負極合剤層が対向して配置された積層部材が、複数、同極の集電体が対向し、相対的に移動するように重ね合わされて成る積層構造体、並びに、
    積層構造体を被覆する外装部材、
    を備えており、
    外装部材は、３×１０９Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えている電池。
  2. 電解質は、ゲル状又は固体状である請求項１に記載の電池。
  3. 外装部材は、外側から、樹脂層、中間層及びヒートシール材層が積層されて成る請求項１に記載の電池。
  4. 樹脂層は、ポリエステル系樹脂から成る請求項３に記載の電池。
  5. 樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート樹脂から成る請求項４に記載の電池。
  6. 中間層は、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス鋼、銅、銅合金、ニッケル、又は、ニッケル合金から成る請求項３に記載の電池。
  7. 積層構造体において積層部材は並列接続されている請求項１に記載の電池。
  8. 正極集電体の片面に正極合剤層が形成されて成る正極部材、
    電解質を含むセパレータ、及び、
    負極集電体の片面に負極合剤層が形成されて成る負極部材、
    が積層された積層部材、並びに、
    積層部材を被覆する外装部材、
    を備えており、
    電解質は、ゲル状又は固体状であり、
    積層部材は、複数、同極の集電体が対向し、相対的に移動するように重ね合わされて成る積層構造体であり、
    外装部材は、３×１０９Ｐａ以上のヤング率を有する樹脂層を少なくとも備えている電池。
  9. 積層構造を有する電極体と、電極体を収容する外装部材とを備え、
    外装部材は、アルミニウムを含む金属層と、金属層の第１面に設けられた第１樹脂層と、金属層の第２面に設けられた第２樹脂層とを備え、
    外装部材は、第１樹脂層が外側となるように電極体を収容し、
    第１樹脂層は、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートの少なくとも１種を含み、第１樹脂層の厚さは、４０μｍを超え、
    積層構造は、積層部材が、複数、同極の集電体が対向し、相対的に移動するように重ね合わされて成る、電池。
  10. 外装部材は、外側から、樹脂層、中間層及びヒートシール材層が積層されて成り、
    樹脂層と中間層との間に粘着剤層が設けられている請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池。
  11. 粘着剤層には、その厚さ方向に空間部が設けられている請求項１０に記載の電池。
  12. 中間層とヒートシール材層との間に第２粘着剤層が設けられている請求項１０に記載の電池。
  13. セパレータは、基材、及び、基材の表面に形成された表面層から成り、
    表面層は、無機粒子及び樹脂材料から成る請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池。
  14. 電解質は、無機粒子を含んでいる請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池。
  15. 第１樹脂層の厚さは、４５μｍ以上である請求項９に記載の電池。
  16. 第１樹脂層の厚さは、５０μｍ以上である請求項９に記載の電池。
  17. 電極体は、正極、負極、セパレータ、正極とセパレータとの間に設けられた第１電解質層、及び、負極とセパレータとの間に設けられた第２電解質層を備え、
    第１電解質層及び第２電解質層は、電解液と、電解液を保持する樹脂材料とを含む請求項９に記載の電池。
  18. 第１電解質層及び第２電解質層は、微粒子を更に含んでいる請求項１７に記載の電池。
  19. 電極体は、
    正極集電体と、正極集電体の一方の面に設けられた正極活物質層とを有する正極、
    負極集電体と、負極集電体の一方の面に設けられた負極活物質層とを有する負極、及び、
    正極と負極との間に設けられたセパレータ、
    を備え、
    正極活物質層と負極活物質層とがセパレータを介して対向している請求項９に記載の電池。
  20. 電極体は、
    第１集電体と、第１集電体の一方の面に設けられた第１活物質層とを有する２つの第１電極と、
    第２集電体と、第２集電体の両方の面に設けられた第２活物質層と
    を有し、
    ２つの第１電極の間に設けられた第２電極、及び、
    第１電極と第２電極との間に設けられたセパレータ、
    を備え、
    第１活物質層と第２活物質層とがセパレータを介して対向している請求項９に記載の電池。
  21. 電極体は、正極リード及び負極リードを有し、
    正極リード及び負極リードの一端が外装部材の外部へ導出されるようにして、外装部材の外周部が融着されている請求項９に記載の電池。
  22. 外装部材は、第１外装部材と第２外装部材とを備え、
    第１外装部材と第２外装部材は、電極体を間に挟むようにして重ね合わされ、且つ、第１外装部材と第２外装部材の周縁部が融着されている請求項９に記載の電池。
  23. 外装部材は、電極体を間に挟むようにして折り返されて周縁部同士が重ね合わされ、且つ、重ね合わされた周縁部が融着されている請求項９に記載の電池。
  24. 外装部材の折り返し部分が更に融着されている請求項２３に記載の電池。
  25. 粘着剤層は、アクリル系粘着材を含む請求項１０に記載の電池。
  26. ベンダブル性を有する請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池。
  27. 電池の厚さが、１ｍｍ以下である請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池。
  28. 電池の厚さが、０．５ｍｍ以下である請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池。
  29. 請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池を備える電子機器。
  30. 請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池を備えるウェアラブルデバイス。
  31. 請求項１、請求項８及び請求項９のいずれか１項に記載の電池を備えるＩＣカード。
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