JP7318599B2 - 電池 - Google Patents

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Description

本開示は電池に関する。
特開２０１２－０６４５３８号公報（特許文献１）は、活物質層が網目状構造である負極を開示している。
特開２０１２－０６４５３８号公報
三次元電極構造が検討されている。例えば、正極と負極とが互いに嵌め合う構造が考えられる。より具体的には、例えば、負極がハニカムコアであり、正極がピラーである構造が考えられる。負極（ハニカムコア）には、複数の中空セル（貫通孔）が形成されている。正極（ピラー）は、中空セルに挿し通される。
三次元電極構造により、例えば、エネルギー密度の向上等が期待されている。しかし現状においては、サイクル耐久性に改善の余地がある。
本開示の目的は、サイクル耐久性の改善にある。
以下、本開示の技術的構成および作用効果が説明される。ただし、本開示の作用メカニズムは推定を含んでいる。作用メカニズムの正否は、特許請求の範囲を限定しない。
〔１〕 電池は、正極と負極とセパレータとを含む。
負極は、ハニカムコアを形成している。ハニカムコアは、第１面と第２面と隔壁と外周壁とを含む。第２面は、第１面と相対している。隔壁は、第１面と第２面との間に形成されている。第１面と平行な断面において、隔壁は、格子状に延びることにより、複数個の中空セルを仕切っている。第１面と平行な断面において、外周壁は、隔壁の周囲を取り囲んでいる。複数個の中空セルの各々は、第１面から第２面に向かう方向において、ハニカムコアを貫通している。
セパレータは、正極と負極とを空間的に分離している。セパレータは、第１層と第２層とを含む。第１層は、隔壁の少なくとも一部を被覆している。第２層は、第１面および第２面の少なくとも一部を被覆している。
正極は、第１領域と第２領域とを含む。第１領域は、中空セルに充填されている。第２領域は、第１面に垂直な断面において、セパレータの第２層よりも外側に突出するように延びている。
第１面と平行な断面は、中央部と内周部とを含む。内周部は、外周壁に隣接し、かつ外周壁に沿って形成されている。中央部は、内周部に取り囲まれている。中央部において、複数個の中空セルは、第１平均充填率を有する。第１平均充填率は、中空セルの断面積に対して、第１層の断面積が占める割合の中央部における平均値である。内周部において、複数個の中空セルは、第２平均充填率を有する。第２平均充填率は、中空セルの断面積に対して、第１層の断面積が占める割合の内周部における平均値である。第２平均充填率は、第１平均充填率の２．１倍以上である。
本開示の電池においては、負極がハニカムコアを形成している。ハニカムコアには、複数個の中空セル（貫通孔）が形成されている。中空セルに、セパレータ（第１層）と正極（第１領域）とが充填されている。セパレータ（第１層）は、負極（ハニカムコアの隔壁）と、正極（第１領域）とを分離している。例えば、ハニカムコアの一方の端面から、絶縁材料を含むペーストが吸引される。これにより、中空セルの内壁にペーストが塗布され、セパレータが形成される。
ハニカムコアの外周壁は、ハニカムコアの骨格を形成している。充放電により、負極（ハニカムコア）が膨張し、収縮する。ハニカムコアの体積変化により内部応力が発生する。この時、ハニカムコアの中央部で発生した内部応力は、外周壁において解放されやすい。すなわち、中央部で発生した内部応力により、外周壁が変形しやすい傾向がある。外周壁が変形すると、その周囲で、セパレータに亀裂、剥離等が生じる可能性がある。その結果、正極と負極とが短絡する可能性がある。すなわち、所期のサイクル耐久性が得られない可能性がある。
樹脂材料により外周壁の周囲を強固に固めることにより、外周壁の変形を抑えることも検討された。しかし、内部応力の逃げ場が無くなることにより、ハニカムコア全体に歪みが生じ、かえって短絡が発生しやすくなることが明らかになった。
本開示の電池においては、次の構成により、短絡の発生が低減される。すなわち、ハニカムコアの断面が中央部と内周部とに区分される。内周部は、外周壁に隣接している。内周部は、中央部の周囲を取り囲んでいる。中央部は、主に充放電反応に寄与する。中央部は、いわば駆動部である。内周部に含まれる中空セルにおいては、第１層（セパレータ）の充填率が、中央部よりも２．１倍以上高くなっている。すなわち、内周部は、中央部に比して正極が相対的に少ない。したがって、内周部は、充放電への寄与が小さい。すなわち内周部は膨張、収縮し難いと考えられる。さらに内周部に含まれる中空セルは、中央部において発生した内部応力を緩和することが期待される。すなわち内周部は、応力緩和部として機能することが期待される。以上より、本開示の電池においては、サイクル耐久性の改善が期待される。
〔２〕 第２平均充填率は、例えば、４８％以上であってもよい。
第２平均充填率が４８％以上であることにより、内周部の体積変化がいっそう抑えられる傾向がある。第２平均充填率は、例えば、１００％であってもよい。すなわち、内周部に含まれる中空セルに、正極が充填されていなくてもよい。
〔３〕 第１層は、例えば、多孔質層であってもよい。第１層は、例えば、無機粒子およびバインダを含んでいてもよい。
無機粒子は好適な絶縁性を有し得る。第１層が多孔質層であることにより、内周部における応力緩和機能の向上が期待される。第１層内の空隙が体積変化を吸収し得るためと考えられる。
〔４〕 無機粒子は、例えば、酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
〔５〕 第１層は、中央部と内周部とで、実質的に同一組成を有していてもよい。
中央部と内周部とで、第１層が実質的に同一組成を有することにより、１種のペーストにより、中央部と内周部との両方に一度に第１層が形成され得る。
図１は、本実施形態における電池の一例を示す概略図である。 図２は、本実施形態における負極の一例を示す概略図である。 図３は、図２のｘｙ平面と平行な断面の一例を示す概略断面図である。 図４は、図１のｙｚ平面と平行な断面の一例を示す概略断面図である。 図５は、図１のｘｙ平面と平行な断面を示す概略断面図である。 図６は、中央部と内周部との境界付近を示す拡大図である。 図７は、集電構造の一例を示す概略図である。 図８は、第１層形成後のｘｙ平面と平行な断面を示す写真画像である。 図９は、第１層形成後の中央部と内周部との境界付近を示す光学顕微鏡画像である。
以下、本開示の実施形態（以下「本実施形態」とも記される。）が説明される。ただし、以下の説明は、特許請求の範囲を限定しない。
本実施形態における幾何学的な用語（例えば「平行」、「垂直」等）は、実質的にその状態であればよいことを示している。本実施形態における幾何学的な用語は、厳密な意味に解されるべきではない。例えば「平行」は、実質的に平行である状態を示す。すなわち「平行」は、厳密な意味での「平行」状態から多少ずれていてもよい。「実質的に平行である状態」は、例えば、設計上、製造上等の公差、誤差等を当然に含み得る。
本実施形態において、例えば「０．１質量部から１０質量部」等の記載は、特に断りのない限り、境界値を含む範囲を示す。例えば「０．１質量部から１０質量部」は、「０．１質量部以上１０質量部以下」の範囲を示す。
本実施形態において、「実質的に・・・からなる」との記載は、本開示の目的を阻害しない範囲で、必須成分に加えて、追加の成分が含まれ得ることを示す。例えば、当該技術の分野において通常想定される成分（例えば不可避不純物等）は、当然含まれ得る。
本実施形態において、例えば「Ｌｉ2Ｓ」等の化学量論的組成式によって化合物が表現されている場合、該化学量論的組成式は、代表例に過ぎない。例えば、硫化リチウムが「Ｌｉ2Ｓ」と表現されている時、硫化リチウムは「Ｌｉ：Ｓ＝２：１」の組成比に限定されず、任意の組成比でＬｉとＳとを含み得る。
本実施形態においては、電池の一例として「リチウムイオン電池」が説明される。ただし、電池は、任意の電池系であり得る。本実施形態の電池は、例えば、「ナトリウムイオン電池」、「ニッケル水素電池」等であってもよい。
本実施形態の電池は、任意の用途に適用され得る。本実施形態の電池は、例えば、モバイル端末、ポータブル機器、定置型電力貯蔵装置、電気自動車、ハイブリッド自動車等において使用されてもよい。
＜電池＞
図１は、本実施形態における電池の一例を示す概略図である。
電池１００は、電池要素５０を含む。電池要素５０は、三次元電極構造を有する。電池要素５０は、正極１０と負極２０とセパレータ３０とを含む。すなわち、電池１００が正極１０と負極２０とセパレータ３０とを含む。
電池１００は、例えば、電池ケース（不図示）を含んでいてもよい。電池ケースが、電池要素５０を収納していてもよい。電池ケースは、密封されていてもよい。電池ケースは、例えば、Ａｌラミネートフィルム製の袋等であってもよい。電池ケースは、例えば、金属製の容器等であってもよい。電池ケースは、任意の外形を有し得る。電池ケースの外形は、例えば、角形、円筒形、コイン形、扁平形、薄形（シート形）等であってもよい。
《負極》
図２は、本実施形態における負極の一例を示す概略図である。
負極２０は、正極１０に比して低い電位を有する電極である。負極２０は、負極活物質を含む。負極２０は、例えば、実質的に負極活物質からなっていてもよい。負極２０は、ハニカムコアを形成している。ハニカムコアは、例えば、「ハニカム構造体」、「ハニカム成形体」等とも称され得る。図２のハニカムコアは、円柱状の外形を有している。ただし、ハニカムコアは、任意の外形を有し得る。ハニカムコアの外形は、例えば、円板状、角板状、角柱状等であってもよい。
本実施形態のハニカムコアは、例えば、負極活物質の成形体であってもよい。ハニカムコアは、例えば、負極合材の成形体であってもよい。負極合材は、負極活物質に加えて、例えば、導電材、バインダ等をさらに含んでいてもよい。
負極活物質は、例えば、粒子であってもよい。負極活物質は、例えば、１μｍから３０μｍのメジアン径を有していてもよい。「メジアン径」は、体積基準の粒度分布において、小粒径側からの累積粒子体積が全粒子体積の５０％になる粒子径を示す。メジアン径は、レーザ回折式粒度分布測定装置によって測定され得る。
負極活物質は、任意の成分を含み得る。負極活物質は、例えば、黒鉛、ハードカーボン、ソフトカーボン、珪素、酸化珪素、錫、酸化錫、およびチタン酸リチウムからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。導電材は、任意の成分を含み得る。導電材は、例えば、カーボンブラック（例えばアセチレンブラック等）、炭素繊維、金属粒子、および金属繊維からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。導電材の配合量は、１００質量部の負極活物質に対して、例えば、０．１質量部から１０質量部であってもよい。バインダは、任意の成分を含み得る。バインダは、例えば、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、およびポリアクリル酸（ＰＡＡ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。バインダの配合量は、１００質量部の負極活物質に対して、例えば、０．１質量部から１０質量部であってもよい。
負極２０（ハニカムコア）は、第１面２１と、第２面２２と、隔壁２３と、外周壁２４とを含む。第２面２２は、第１面２１と相対している。隔壁２３および外周壁２４は、第１面２１と第２面２２との間に形成されている。隔壁２３および外周壁２４は、第１面２１と第２面２２とを接続している。
第１面２１および第２面２２の各々は、例えば、平面であってもよい。第１面２１および第２面２２の各々は、例えば、平面でなくてもよい。第１面２１および第２面２２の各々は、例えば、曲面であってもよい。第１面２１は、第２面２２と平行であってもよい。第１面２１は、第２面２２と平行でなくてもよい。
本実施形態において、ハニカムコアの高さ（ｈ）は、第１面２１と第２面２２との間の距離を示す。第１面２１と第２面２２とが平行でない場合は、第１面２１と第２面２２との間の最短距離が、高さ（ｈ）とみなされる。ハニカムコアは、例えば、３ｍｍ以上の高さ（ｈ）を有していてもよい。ハニカムコアが３ｍｍ以上の高さ（ｈ）を有することにより、ハニカムコアの強度が顕著に向上し得る。さらに、電池要素５０における電極活物質の比率が高くなることにより、電池容量の増大が期待される。ハニカムコアの高さ（ｈ）は、任意の上限を有し得る。ハニカムコアは、例えば、１０００ｍｍ以下の高さ（ｈ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、５００ｍｍ以下の高さ（ｈ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、１００ｍｍ以下の高さ（ｈ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、１０ｍｍ以下の高さ（ｈ）を有していてもよい。
図２のｘｙ平面において、ハニカムコアは径（ｄ）を有する。径（ｄ）は、ｘｙ平面におけるハニカムコアの最大径を示す。ハニカムコアは、任意の径（ｄ）を有し得る。ハニカムコアは、例えば、１ｍｍから１０００ｍｍの径（ｄ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、１０ｍｍから１００ｍｍの径（ｄ）を有していてもよい。
本実施形態において、ハニカムコアのアスペクト比（ｈ／ｄ）は、径（ｄ）に対する高さ（ｈ）の比を示す。ハニカムコアは、例えば、０．１から１０のアスペクト比（ｈ／ｄ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、０．１から２のアスペクト比（ｈ／ｄ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、０．１から１のアスペクト比（ｈ／ｄ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、０．１から０．５のアスペクト比（ｈ／ｄ）を有していてもよい。ハニカムコアは、例えば、０．１５から０．５のアスペクト比（ｈ／ｄ）を有していてもよい。
図３は、図２のｘｙ平面と平行な断面の一例を示す概略断面図である。本実施形態において、「ｘｙ平面と平行な断面」は、「第１面２１（または第２面２２）と平行な断面」を示す。
図３において、隔壁２３は格子状に延びている。隔壁２３は、複数個の中空セル２５を仕切っている。隔壁２３は、例えば「リブ」等と称されてもよい。外周壁２４は、隔壁２３の周囲を取り囲んでいる。
中空セル２５は、いわば「貫通孔」である。複数個の中空セル２５の各々は、第１面２１から第２面２２に向かう方向（図１から図３のｚ軸方向）において、ハニカムコア（負極２０）を貫通している。ｘｙ平面と平行な断面においては、複数個の中空セル２５が集積されている。複数個の中空セル２５は、略等間隔に配置されていてもよい。中空セル２５同士の間隔は、ランダムであってもよい。
例えば、ｘｙ平面と平行な断面において、４個から１００００個の中空セル２５が形成されていてもよい。例えば、ｘｙ平面と平行な断面において、１０個から５０００個の中空セル２５が形成されていてもよい。例えば、ｘｙ平面と平行な断面において、１００個から５０００個の中空セル２５が形成されていてもよい。例えば、ｘｙ平面と平行な断面において、５００個から５０００個の中空セル２５が形成されていてもよい。例えば、ｘｙ平面と平行な断面において、１０００個から３０００個の中空セル２５が形成されていてもよい。
ｘｙ平面と平行な断面において、複数個の中空セル２５は、例えば、１個／ｍｍ2から１０個／ｍｍ2の数密度を有していてもよい。複数個の中空セル２５は、例えば、２個／ｍｍ2から６個／ｍｍ2の数密度を有していてもよい。
複数個の中空セル２５の合計断面積は、ハニカムコアの断面積に対して、例えば、５０％から９９％の面積分率を有していてもよい。複数個の中空セル２５の合計断面積は、ハニカムコアの断面積に対して、例えば、７０％から９０％の面積分率を有していてもよい。なお、本実施形態において、ハニカムコアの断面積は、第１面２１または第２面２２の面積と実質的に同値である。
ｘｙ平面と平行な断面において、複数個の中空セル２５の各々は、任意の輪郭を有し得る。複数個の中空セル２５の各々は、例えば、円形状、多角形状（三角形状、八角形状等）等の輪郭を有していてもよい。
複数個の中空セル２５の各々は、例えば、四角形状または六角形状の輪郭を有していてもよい。中空セル２５の輪郭が四角形状または六角形状であることにより、例えば、ハニカムコアにおける中空セル２５の集積率が向上し得る。集積率の向上により、例えば、正極１０と負極２０との対向面積が増大し得る。その結果、例えば、出力の向上等が期待される。四角形は、例えば、正方形（正四角形）、平行四辺形、ひし形、台形等を含む。六角形は、正六角形を含む。
なお、複数個の中空セル２５の輪郭は、全て同一であってもよい。複数個の中空セル２５の輪郭は、互いに異なっていてもよい。
隔壁２３は、任意の厚さ（ｔ）を有し得る。隔壁２３の厚さ（ｔ）は、ｘｙ平面と平行な断面において、隣接する中空セル２５同士の間の最短距離を示す。隔壁２３は、例えば、２０μｍから３５０μｍの厚さ（ｔ）を有していてもよい。隔壁２３の厚さ（ｔ）が２０μｍ以上であることにより、例えば、ハニカムコアの強度向上等が期待される。隔壁２３の厚さ（ｔ）が３５０μｍ以下であることにより、例えば、電池抵抗の低減等が期待される。隔壁２３は、例えば、１４０μｍ以上の厚さ（ｔ）を有していてもよい。
ｘｙ平面と平行な断面において、複数個の中空セル２５の各々は、例えば、９００μｍ2以上の断面積を有していてもよい。中空セル２５の断面積が９００μｍ2以上であることにより、例えば、電池容量の増大等が期待される。複数個の中空セル２５の各々は、例えば、６７６００μｍ2以上の断面積を有していてもよい。断面積の上限は任意である。複数個の中空セル２５の各々は、例えば、９００μｍ2から４９００００μｍ2の断面積を有していてもよい。複数個の中空セル２５の各々は、例えば、９００μｍ2から２５００００μｍ2の断面積を有していてもよい。断面積の上限が特定されることにより、例えば、電池抵抗の低減等が期待される。
《セパレータ》
図４は、図１のｙｚ平面と平行な断面の一例を示す概略断面図である。
本実施形態において、「ｙｚ平面と平行な断面」は、「第１面２１（または第２面２２）に垂直な断面」を示す。
セパレータ３０は、正極１０と負極２０とを空間的に分離している。「空間的に分離された状態」とは、正極１０と負極２０とが直接接触していない状態を示す。セパレータ３０は、例えば、絶縁材料を含む。セパレータ３０は、正極１０と負極２０との間の電子伝導を実質的に遮断している。
セパレータ３０は、例えば、キャリアイオンの伝導経路を形成していてもよい。例えば、リチウムイオン電池におけるキャリアイオンは、リチウムイオンである。セパレータ３０は、例えば、固体電解質を含んでいてもよい。セパレータ３０が固体電解質を含む場合、正極１０および負極２０も固体電解質を含んでいてもよい。固体電解質は、例えば、酸化物固体電解質を含んでいてもよい。固体電解質は、例えば、硫化物固体電解質を含んでいてもよい。硫化物固体電解質は、例えば、硫化リンリチウム（Ｌｉ2Ｓ－Ｐ2Ｓ5）等を含んでいてもよい。
セパレータ３０は、例えば、ゲルポリマー電解質を含んでいてもよい。ゲルポリマー電解質は、例えば、ホストポリマーと、電解液（後述）とを含んでいてもよい。ホストポリマーは、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化ビニリデン－ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ－ＨＦＰ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、およびポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
セパレータ３０は、第１層３１と第２層３２とを含む。第１層３１は、隔壁２３の少なくとも一部を被覆している。第１層３１は、実質的に、隔壁２３の全面を被覆していてもよい。ただし、正極１０と負極２０とが空間的に分離される限り、第１層３１は、隔壁２３の一部を被覆していてもよい。
第２層３２は、第１層３１と接続していてもよい。第２層３２および第１層３１は、連続していてもよい。第２層３２は、第１層３１と接続していなくてもよい。第２層３２は、第１層３１と不連続であってもよい。例えば、第２層３２と第１層３１との間に隙間があってもよい。
第２層３２は、第１面２１および第２面２２の少なくとも一部を被覆している。第２層３２は、例えば、第１面２１および第２面２２の両方を被覆していてもよい。第２層３２は、例えば、第１面２１のみを被覆していてもよい。第２層３２は、例えば、実質的に第１面２１の全面を被覆していてもよい。第２層３２は、例えば、第１面２１の一部を被覆していてもよい。第２層３２は、例えば、第２面２２のみを被覆していてもよい。第２層３２は、例えば、実質的に第２面２２の全面を被覆していてもよい。第２層３２は、例えば、第２面２２の一部を被覆していてもよい。
（第１層）
第１層３１は、中空セル２５の内部において、正極１０と負極２０とを分離している。第１層３１は、多孔質層であってもよい。第１層３１は、第１絶縁材料を含む。第１層３１は、実質的に第１絶縁材料からなっていてもよい。第１層３１は、第１絶縁材料に加えて、例えば、バインダ等をさらに含んでいてもよい。第１絶縁材料は、例えば、無機粒子等を含んでいてもよい。すなわち、第１層３１は、無機粒子およびバインダを含んでいてもよい。無機粒子は、例えば、１０ｎｍから１μｍのメジアン径を有していてもよい。無機粒子は、任意の成分を含み得る。無機粒子は、例えば、酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。バインダは、任意の成分を含み得る。バインダは、例えば、ＰＶＤＦ、ＰＶＤＦ－ＨＦＰ、およびポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。バインダの配合量は、１００質量部の無機粒子に対して、例えば、１質量部から１０質量部であってもよい。
第１層３１は、任意の厚さを有し得る。第１層３１の厚さは、図４のｙ軸方向の寸法を示す。第１層３１は、例えば、１μｍから１００μｍの厚さを有していてもよい。第１層３１は、例えば、１０μｍから３０μｍの厚さを有していてもよい。
図５は、図１のｘｙ平面と平行な断面を示す概略断面図である。
本実施形態において、ｘｙ平面と平行な断面は、中央部２０１と内周部２０２とを含む。図５中の点線による円は、中央部２０１と内周部２０２との境界を示している。内周部２０２は、外周壁２４に隣接している。内周部２０２は、外周壁２４に沿って形成されている。中央部２０１は、内周部２０２に取り囲まれている。
中央部２０１は、例えば、円形状であってもよい。中央部２０１の径（ｄ１）は、例えば、ハニカムコアの径（ｄ）の０．５倍から０．９５倍であってもよい。中央部２０１の径（ｄ１）は、例えば、ハニカムコアの径（ｄ）の０．７倍から０．９倍であってもよい。
内周部２０２の幅（ｄ２）は、例えば、ハニカムコアの径（ｄ）の０．０２５倍から０．２５倍であってもよい。内周部２０２の幅（ｄ２）は、例えば、ハニカムコアの径（ｄ）の０．０５倍から０．１５倍であってもよい。内周部２０２の幅（ｄ２）は、例えば、中空セル２５の径（ｄ３）の１倍から１０倍であってもよい。内周部２０２の幅（ｄ２）は、例えば、中空セル２５の径（ｄ３）の１倍から５倍であってもよい。
図６は、中央部と内周部との境界付近を示す拡大図である。
図６中の点線は、中央部２０１と内周部２０２の境界を示している。中央部２０１においては、中空セル２５内に、第１層３１（セパレータ３０）と、第１領域１１（正極１０）とが充填されている。中央部２０１は、駆動部である。中央部２０１においては、第１領域１１（正極１０）の充填率が相対的に高く、第１層３１（セパレータ３０）の充填率が相対的に低くなっている。
内周部２０２においては、中空セル２５内に、第１層３１（セパレータ３０）が充填されている。内周部２０２においては、第１領域１１（正極１０）の充填率が相対的に低く、第１層３１（セパレータ３０）の充填率が相対的に高くなっている。内周部２０２において、第１領域１１（正極１０）の充填は、任意である。例えば、実質的に第１層３１（セパレータ３０）のみで満たされた中空セル２５があってもよい。
中央部２０１において、複数個の中空セル２５は、第１平均充填率を有する。充填率は、中空セル２５の断面積に対して、第１層３１の断面積が占める割合を示す。第１平均充填率は、中央部２０１における充填率の平均値である。内周部２０２において、複数個の中空セル２５は、第２平均充填率を有する。第２平均充填率は、内周部２０２における充填率の平均値である。
第１平均充填率および第２平均充填率は、次の手順により測定される。例えば、紙やすり等により、第１面２１および第２面２２が研磨される。第１面２１および第２面２２において、隔壁２３の断面が明瞭に確認される程度に、各面が研磨される。研磨後、光学顕微鏡により、第１面２１および第２面２２が観察される。中央部２０１において、無作為に１０個以上の中空セル２５が選ばれる。例えば、中央部２０１に含まれる中空セル２５の全個数に対して、１０％程度の個数の中空セル２５が選ばれてもよい。１０個以上の中空セル２５において、それぞれ充填率が測定される。例えば、画像解析ソフト等により充填率が算出されてもよい。１０個以上の充填率の算術平均が「第１平均充填率」とみなされる。同様に、内周部２０２において、無作為に１０個以上の中空セル２５が選ばれる。例えば、内周部２０２に含まれる中空セル２５の全個数に対して、１０％程度の個数の中空セル２５が選ばれてもよい。１０個以上の中空セル２５において、それぞれ充填率が測定される。１０個以上の充填率の算術平均が「第２平均充填率」とみなされる。第１平均充填率および第２平均充填率は、小数第１位まで有効である。小数第２位以下は四捨五入される。なお、中央部２０１および内周部２０２に含まれる中空セル２５の個数が１０個未満である時は、全ての中空セル２５において充填率が測定されるものとする。
本実施形態においては、第２平均充填率が第１平均充填率よりも高い。さらに、第２平均充填率が第１平均充填率の２．１倍以上である。これにより、サイクル耐久性の向上が期待される。内周部２０２の体積変化が抑えられ、なおかつ、内周部２０２が中央部２０１で発生する内部応力を緩和するためと考えられる。平均充填率の倍率は、小数第１位まで有効である。小数第２位以下は四捨五入される。第２平均充填率は、例えば、第１平均充填率の２．２倍以上であってもよい。第２平均充填率は、例えば、第１平均充填率の２．５倍以下であってもよい。
第１平均充填率は、例えば、２０．１％から４０．２％であってもよい。第１平均充填率は、例えば、２３.４％以上であってもよい。第１平均充填率は、例えば、２９％以上であってもよい。第１平均充填率は、例えば、３６.８％以下であってもよい。第１平均充填率は、例えば、３３．５％以下であってもよい。
第２平均充填率は、例えば、４８％以上であってもよい。第２平均充填率が４８％以上であることにより、内周部２０２の体積変化がいっそう抑えられる傾向がある。第２平均充填率は、例えば、６５％以上であってもよい。第２平均充填率は、例えば、７０．１％以上であってもよい。第２平均充填率は、例えば、８９．５％以上であってもよい。第２平均充填率は、例えば、９０．２％以上であってもよい。第２平均充填率は、例えば、９９．３％以上であってもよい。第２平均充填率は、例えば、１００％であってもよい。
第１層３１は、例えば、ペーストの吸引により形成されてもよい。すなわち、第１面２１または第２面２２から、ペーストがハニカムコア内に吸引されることにより、第１層３１が形成されてもよい。ペーストは、例えば、無機粒子とバインダと分散媒とを含む。
例えば、２種のペーストが使用されることにより、中央部２０１と内周部２０２とで別々に第１層３１が形成されてもよい。例えば、中央部２０１にペーストが吸引される際は、例えばテープ等により内周部２０２がマスキングされてもよい。２種のペーストが使用される場合、第１層３１が、中央部２０１と内周部２０２とで、互いに異なる組成を有していてもよい。
例えば、１種のペーストが単独で使用されることにより、中央部２０１および内周部２０２の両方に第１層３１が形成されてもよい。この場合、第１層３１が、中央部２０１と内周部２０２とで、実質的に同一組成を有することになる。
１種のペーストが単独で使用される場合、例えば、ペーストの固形分率により、第１平均充填率と、第２平均充填率との差が調整され得る。ペーストの固形分率が高い程、ペーストの粘度が上昇する傾向がある。ペーストの粘度が高い程、第１平均充填率に比して、第２平均充填率が高くなる傾向がある。他方、固形分率が低い程、ペーストの粘度が低下する傾向がある。ペーストの粘度が低い程、第１平均充填率と第２平均充填率との差が小さくなる傾向がある。なお、固形分率は、分散媒以外の成分の合計質量分率を示す。固形分率は、例えば、５１質量％から５８質量％であってもよい。固形分率は、例えば、５３質量％から５８質量％であってもよい。固形分率は、例えば、５５質量％から５８質量％であってもよい。
（第２層）
図４に示されるように、第２層３２は、中空セル２５の外部において、正極１０と負極２０とを分離している。第２層３２は、第２絶縁材料を含む。第２絶縁材料は、例えば、第１絶縁材料と同一であってもよい。第２絶縁材料は、例えば、第１絶縁材料と異なっていてもよい。第２絶縁材料が第１絶縁材料と異なることにより、例えば、第２層３２および第１層３１の形成方法の自由度が向上し得る。例えば、第１層３１の形成方法と異なる方法により、第２層３２が形成されてもよい。第２層３２は、例えば、電着法により形成されてもよい。
第２層３２は、実質的に第２絶縁材料からなっていてもよい。第２層３２は、第２絶縁材料に加えて、その他の成分をさらに含んでいてもよい。第２絶縁材料は、例えば、樹脂粒子等を含んでいてもよい。樹脂粒子は、例えば、１０ｎｍから１μｍのメジアン径を有していてもよい。樹脂粒子は、任意の成分を含み得る。樹脂粒子は、例えば、ポリイミド（ＰＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ＰＴＦＥ、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、およびＰＡＡからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
第２層３２は、任意の厚さを有し得る。第２層３２の厚さは、図４のｚ軸方向の寸法を示す。第２層３２の厚さは、例えば、第１層３１の厚さと実質的に同一であってもよい。第２層３２の厚さは、例えば、第１層３１の厚さと異なっていてもよい。例えば、第２層３２の厚さは、第１層３１の厚さに比して大きくてもよい。第２層３２は、例えば、１μｍから１００μｍの厚さを有していてもよい。第２層３２は、例えば、１０μｍから３０μｍの厚さを有していてもよい。
第２層３２におけるキャリアイオンの透過性は、第１層３１におけるキャリアイオンの透過性と実質的に同一であってもよい。第２層３２におけるキャリアイオンの透過性は、第１層３１におけるキャリアイオンの透過性と異なっていてもよい。例えば、第２層３２におけるキャリアイオンの透過性は、第１層３１におけるキャリアイオンの透過性に比して低くてもよい。これにより、例えば、充放電（膨張収縮）に伴う、構造変化が緩和されることが期待される。キャリアイオンの透過性は、例えば、各層の空隙率、各層の厚さ、各層の構成材料（材質、粒径等）等により調整され得る。
《正極》
正極１０は、負極２０に比して高い電位を有する電極である。図４に示されるように、正極１０は、第１領域１１と第２領域１２とを含む。第１領域１１は、ピラー状である。第１領域１１は、中空セル２５に充填されている。第１領域１１は、実質的に、中空セル２５を充たしていてもよい。第１領域１１は、多孔質であってもよい。例えば、第１領域１１内に貫通孔等が形成されていてもよい。
図６に示されるように、第１領域１１は、中空セル２５のうち、第１層３１を除いた残部に充填されている。第１領域１１は、中空セル２５のうち、第１層３１を除いた残部を満たしていてもよい。第１領域１１は、例えば、中空セル２５の輪郭と相似形を有していてもよい。例えば、中空セル２５の輪郭が四角形（正方形）であり、第１領域１１も四角形（正方形）であってもよい。第１領域１１は、中空セル２５の輪郭と非相似形を有していてもよい。例えば、中空セル２５が多角形であり、第１領域１１が円形等であってもよい。
図４に示されるように、第２領域１２は、ｙｚ平面と平行な断面において、セパレータ３０の第２層３２よりも外側に突出するように延びている。すなわち、第２領域１２は、第２層３２よりもｚ軸方向に突出した部分を含む。第２領域１２は、第２層３２の表面を被覆していてもよい。例えば、第２領域１２に正極集電部材４１が接続されてもよい。第２領域１２も、多孔質であってもよい。
第１領域１１は、第２領域１２と同一組成を有していてもよい。第１領域１１は、第２領域１２と異なる組成を有していてもよい。第１領域１１および第２領域１２の各々は、正極活物質を含む。第１領域１１および第２領域１２の各々は、例えば、実質的に正極活物質からなっていてもよい。第１領域１１および第２領域１２の各々は、例えば、正極合材を含んでいてもよい。正極合材は、正極活物質に加えて、例えば、導電材およびバインダ等をさらに含んでいてもよい。
正極活物質は、例えば、粒子であってもよい。正極活物質は、例えば、１μｍから３０μｍのメジアン径を有していてもよい。正極活物質は、任意の成分を含み得る。正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケルコバルトマンガン酸リチウム、ニッケルコバルトアルミン酸リチウム、およびリン酸鉄リチウムからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。導電材は、任意の成分を含み得る。導電材は、例えば、カーボンブラック、炭素繊維、金属粒子、および金属繊維からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。導電材の配合量は、１００質量部の正極活物質に対して、例えば、０．１質量部から１０質量部であってもよい。バインダは、任意の成分を含み得る。バインダは、例えば、ＰＶＤＦ、ＰＶＤＦ－ＨＦＰ、ＰＴＦＥ、ＣＭＣおよびＰＡＡからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。バインダの配合量は、１００質量部の正極活物質に対して、例えば、０．１質量部から１０質量部であってもよい。
《電解液》
電池１００は、電解液をさらに含んでいてもよい。電解液は、支持電解質と溶媒とを含む。支持電解質は、溶媒に溶解している。支持電解質は、任意の成分を含み得る。支持電解質は、例えば、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、およびＬｉ（ＦＳＯ2）2Ｎからなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。支持電解質の濃度は、例えば、０．５ｍоｌ／ｋｇから２ｍоｌ／ｋｇであってもよい。
溶媒は、非プロトン性である。溶媒は、任意の成分を含み得る。溶媒は、例えば、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）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
電解液は、支持電解質および溶媒に加えて、各種の添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤は、例えば、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、ビニルエチレンカーボネート（ＶＥＣ）、１，３－プロパンサルトン（ＰＳ）、シクロヘキシルベンゼン（ＣＨＢ）、ｔｅｒｔ－アミルベンゼン（ＴＡＢ）およびリチウムビスオキサレートボラート（ＬｉＢＯＢ）からなる群より選択される少なくとも１種を含んでいてもよい。
《集電構造》
図４に示されるように、電池１００は、例えば、正極集電部材４１と負極集電部材４２とをさらに含んでいてもよい。正極集電部材４１は、正極１０と外部端子（不図示）とを電気的に接続している。正極集電部材４１自体が外部端子を兼ねていてもよい。正極集電部材４１は、例えば、金属メッシュ、金属箔、金属線等を含んでいてもよい。正極集電部材４１は、例えば、Ａｌ、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等を含んでいてもよい。
負極集電部材４２は、負極２０と外部端子とを電気的に接続している。負極集電部材４２自体が外部端子を兼ねていてもよい。負極集電部材４２は、例えば、金属メッシュ、金属箔、金属線等を含んでいてもよい。負極集電部材４２は、例えば、Ｎｉ、銅（Ｃｕ）等を含んでいてもよい。
図７は、集電構造の一例を示す概略図である。
正極集電部材４１は、ハニカムコアの高さ方向（ｚ軸方向）において、ハニカムコアの両側に配置されていてもよい。図４に示されるように、正極集電部材４１は、正極１０の第２領域１２に接続している。例えば、正極集電部材４１は、第２領域１２に接着されていてもよい。例えば、正極集電部材４１は、第２領域１２に圧着されていてもよい。例えば、正極集電部材４１は、第２領域１２に溶着されていてもよい。
負極集電部材４２は、ハニカムコア（負極２０）の外周壁２４に接続していてもよい。負極集電部材４２は、外周壁２４の全周にわたって延びていてもよい。例えば、負極集電部材４２は、ハニカムコアに接着されていてもよい。例えば、負極集電部材４２は、ハニカムコアに圧着されていてもよい。例えば、負極集電部材４２は、ハニカムコアに溶着されていてもよい。例えば、負極集電部材４２は、ハニカムコアに溶接されていてもよい。
図７の集電構造においては、正極１０の集電面積が大きくなり得る。これにより、正極由来の抵抗成分が低減することが期待される。
以下、本開示の実施例（以下「本実施例」とも記される。）が説明される。ただし、以下の説明は、特許請求の範囲を限定しない。
＜供試電池の製造＞
下記手順より、Ｎｏ．１からＮｏ．７に係る供試電池が製造された。
《Ｎｏ．１》
（１．ハニカムコアの成形）
下記材料が準備された。
負極活物質：黒鉛（メジアン径 １５μｍ）
バインダ：ＣＭＣ
分散媒：イオン交換水
１００質量部の負極活物質と、１０質量部のバインダと、６０質量部の分散媒とが混合されることにより、負極ペーストが調製された。
ハニカムコア成形用の金型が準備された。負極ペーストが圧縮され、金型から押し出されることにより、湿潤成形体が形成された。湿潤成形体が乾燥されることにより、ハニカムコア（負極２０）が形成された。乾燥温度は１２０℃であった。乾燥時間は３時間であった。ハニカムコアの寸法等は下記のとおりである。中空セル２５は、略等間隔で配置されていた。
高さ：１０ｍｍ
直径：２０ｍｍ
隔壁２３の厚さ：１５０μｍ
中空セル２５の断面形状：正方形（一辺の長さ ２５０μｍ）
（２．セパレータ 第１層の形成）
下記材料が準備された。
無機粒子：ベーマイト（メジアン径 １００ｎｍ）
バインダ：ＰＶＤＦ（製品名「ＫＦポリマー」、グレード「♯8500」、クレハ社製）
分散媒：ＮＭＰ
４５質量部の無機粒子と、４質量部のバインダと、４０質量部の分散媒とが混合されることにより、セパレータペーストが調製された。４ｇから５ｇ程度のセパレータペーストがハニカムコアの第１面２１に載せられた。真空ポンプにより、第２面２２側からセパレータペーストがハニカムコア内に吸引された。これにより、隔壁２３にセパレータペーストが塗布された。吸引後、セパレータペーストが乾燥された。これにより、第１層３１が形成された。乾燥温度は１２０℃であった。乾燥時間は１５分であった。
（３．第１平均充填率および第２平均充填率の測定）
乾燥後、紙やすりによって、第１面２１および第２面２２が研磨されることにより、隔壁２３の断面が露出した。光学顕微鏡により、断面が観察された。図８は、第１層形成後のｘｙ平面と平行な断面を示す写真画像である。白色に見える部分が第１層である。外周壁に沿って内周部（第１層の充填率が高い部分）が形成されていることが確認できる。図９は、第１層形成後の中央部と内周部との境界付近を示す光学顕微鏡画像である。内周部２０２においては、第１層３１の充填率が、中央部２０１に比して高くなっていることが確認できる。前述の手順により、中央部２０１において、第１平均充填率が測定された。内周部２０２において、第２平均充填率が測定された。
（４．セパレータ 第２層の形成）
電着塗料（製品名「エレコートＰＩ」、シミズ社製）が準備された。電着塗料は、分散質と、分散媒とを含んでいた。分散質は、樹脂粒子（ポリイミド）を含んでいた。分散媒は、水を含んでいた。負極集電部材４２として、Ｎｉ平線（厚さ ５０μｍ、幅 ３ｍｍ）が準備された。負極集電部材４２がハニカムコアの外周壁２４に１周にわたって巻き付けられた。抵抗溶接により、負極集電部材４２が外周壁２４に溶接された。負極集電部材４２が電源に接続された。ハニカムコアが電着塗料に浸漬された。ハニカムコアが陰極となるように、１５Ｖの電圧が印加された。２分間にわたって電着が行われた。これにより、第１面２１および第２面２２に樹脂粒子が堆積することにより、第２層３２が形成された。電着後、水によってハニカムコアが軽く洗浄されることにより、余分な電着塗料が実質的に除去された。洗浄後、ハニカムコアに熱処理が施された。熱処理温度は１８０℃であった。熱処理時間は１時間であった。
（５．正極の形成）
下記材料が準備された。
正極活物質：コバルト酸リチウム（メジアン径 １０μｍ）
導電材：アセチレンブラック
バインダ：ＰＶＤＦ（製品名「ＫＦポリマー」、グレード「♯1300」、クレハ社製）
分散媒：ＮＭＰ
６４質量部の正極活物質と、４質量部の導電材と、２質量部のバインダと、３０質量部の分散媒とが混合されることにより、正極ペーストが調製された。プラスチック製のシリンジが準備された。シリンジのバレル内に、ハニカムコアが固定された。バレル内において、ハニカムコアとプランジャとの間に、約３．５ｇの正極ペーストが配置された。プランジャにより、正極ペーストがハニカムコア内に押し込まれた。すなわち、正極ペーストが中空セル２５に充填された。押し込み側と反対側の開口部から、正極ペーストが吐出した時点で、プランジャの押し込みが停止された。正極ペーストの充填後、ハニカムコアがバレルから取り出された。ハニカムコアが乾燥された。乾燥温度は１２０℃であった。乾燥時間は３０分であった。以上より、正極１０が形成された。
（６．電池の組み付け）
正極集電部材４１として、Ａｌ箔（厚さ １５μｍ）が準備された。打ち抜き加工により、正極集電部材４１が円形（直径 ２５ｍｍ）に加工された。ハニカムコアの高さ方向において、ハニカムコアの両側に正極集電部材４１がそれぞれ配置された。約０．５ｇの正極ペーストにより、正極集電部材４１が第２領域１２（正極１０）に接着された。
前述のように、本実施例においては第２層３２の形成時（電着時）に、負極集電部材４２が外周壁２４（負極２０）に接続された。
外部端子として、ＳＵＳタブが準備された。正極集電部材４１および負極集電部材４２の各々に、ＳＵＳタブが溶接された。
電解液が準備された。電解液の組成は下記のとおりであった。
支持電解質：ＬｉＰＦ6（濃度 １ｍоｌ／ｋｇ）
溶媒：ＥＣ／ＥＭＣ／ＤＭＣ＝１／１／１（体積比）
電池ケースとして、Ａｌラミネートフィルム製の袋が準備された。電池要素５０が電池ケースに収納された。５ｇの電解液が電池ケースに注入された。電解液の注入後、真空シーラにより、電池ケースが密封された。以上より、Ｎｏ．１に係る供試電池が製造された。本実施例における供試電池の設計容量は、４００ｍＡｈであった。
《Ｎｏ．２》
上記「２．セパレータ 第１層の形成」において、４５質量部の無機粒子と、４質量部のバインダと、４３質量部の分散媒とが混合されることにより、セパレータペーストが調製されることを除いては、Ｎｏ．１と同様に、供試電池が製造された。
《Ｎｏ．３》
上記「２．セパレータ 第１層の形成」において、４５質量部の無機粒子と、４質量部のバインダと、３６質量部の分散媒とが混合されることにより、セパレータペーストが調製されることを除いては、Ｎｏ．１と同様に、供試電池が製造された。
《Ｎｏ．４》
上記「２．セパレータ 第１層の形成」において、ベーマイトに代えて、酸化チタン（メジアン径 １２０ｎｍ）が無機粒子として使用されることを除いては、Ｎｏ．１と同様に、供試電池が製造された。
《Ｎｏ．５》
上記「２．セパレータ 第１層の形成」において、ベーマイトに代えて、酸化アルミニウム（メジアン径 １００ｎｍ）が無機粒子として使用されることを除いては、Ｎｏ．１と同様に、供試電池が製造された。
《Ｎｏ．６》
上記「２．セパレータ 第１層の形成」において、４５質量部の無機粒子と、４質量部のバインダと、５０質量部の分散媒とが混合されることにより、セパレータペーストが調製されることを除いては、Ｎｏ．１と同様に、供試電池が製造された。
《Ｎｏ．７》
上記「２．セパレータ 第１層の形成」において、４５質量部の無機粒子と、４質量部のバインダと、４７質量部の分散媒とが混合されることにより、セパレータペーストが調製されることを除いては、Ｎｏ．１と同様に、供試電池が製造された。
＜サイクル耐久試験＞
下記条件により、サイクル耐久試験が実施された。試験結果は下記表１に示される。下記表１の「サイクル耐久試験」の列において、例えば、「１００ｃｙｃ以上」は、充放電サイクルが１００サイクル以上実施されても短絡が発生しなかったことを示す。例えば「７ｃｙｃ」は、７サイクル目で短絡が発生したことを示す。
充電：ＣＣＣＶ方式、ＣＣ電流 ２００ｍＡ、ＣＶ電圧 ４．２Ｖ、終止電流 １０ｍＶ
放電：ＣＣＣＶ方式、ＣＣ電流 ２００ｍＡ、ＣＶ電圧 ３Ｖ、終止電流 １０ｍＡ
なお「ＣＣＣＶ方式」は、定電流－定電圧方式を示す。「ＣＣ電流」は、定電流充電時の電流を示す。「ＣＶ電圧」は、定電圧充電時の電圧を示す。定電圧充電または定電圧放電中は、電流が減衰する。電流が「終止電流」まで減衰した時点で、充電または放電が停止される。
Figure 0007318599000001
＜結果＞
上記表１において、第２平均充填率が第１平均充填率の２．１倍以上であることにより、サイクル耐久性が改善する傾向がみられる。
また、第２平均充填率が４８％以上であることにより、サイクル耐久性が向上する傾向もみられる。
本実施形態および本実施例は、全ての点で例示である。本実施形態および本実施例は、制限的なものではない。例えば、本実施形態および本実施例から、任意の構成が抽出され、それらが任意に組み合わされることも、当初から予定されている。
特許請求の範囲の記載に基づいて定められる技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の意味における全ての変更を包含する。さらに、特許請求の範囲の記載に基づいて定められる技術的範囲は、特許請求の範囲の記載と均等の範囲内における全ての変更も包含する。
１０ 正極、１１ 第１領域、１２ 第２領域、２０ 負極、２１ 第１面、２２ 第２面、２３ 隔壁、２４ 外周壁、２５ 中空セル、３０ セパレータ、３１ 第１層、３２ 第２層、４１ 正極集電部材、４２ 負極集電部材、５０ 電池要素、１００ 電池、２０１ 中央部、２０２ 内周部。

Claims (5)

  1. 正極と、
    負極と、
    セパレータと、
    を含み、
    前記負極は、ハニカムコアを形成しており、
    前記ハニカムコアは、第１面と第２面と隔壁と外周壁とを含み、
    前記第２面は、前記第１面と相対しており、
    前記隔壁は、前記第１面と前記第２面との間に形成されており、
    前記第１面と平行な断面において、前記隔壁は、格子状に延びることにより、複数個の中空セルを仕切っており、
    前記第１面と平行な前記断面において、前記外周壁は、前記隔壁の周囲を取り囲んでおり、
    複数個の前記中空セルの各々は、前記第１面から前記第２面に向かう方向において、前記ハニカムコアを貫通しており、
    前記セパレータは、前記正極と前記負極とを空間的に分離しており、
    前記セパレータは、第１層と第２層とを含み、
    前記第１層は、前記隔壁の少なくとも一部を被覆しており、
    前記第２層は、前記第１面および前記第２面の少なくとも一部を被覆しており、
    前記正極は、第１領域と第２領域とを含み、
    前記第１領域は、前記中空セルに充填されており、
    前記第２領域は、前記第１面に垂直な断面において、前記セパレータの前記第２層よりも外側に突出するように延びており、
    前記第１面と平行な前記断面は、中央部と内周部とを含み、
    前記内周部は、前記外周壁に隣接し、かつ前記外周壁に沿って形成されており、
    前記中央部は、前記内周部に取り囲まれており、
    前記中央部において、複数個の前記中空セルは、第１平均充填率を有し、
    前記第１平均充填率は、前記中空セルの断面積に対して、前記第１層の断面積が占める割合の前記中央部における平均値であり、
    前記内周部において、複数個の前記中空セルは、第２平均充填率を有し、
    前記第２平均充填率は、前記中空セルの断面積に対して、前記第１層の断面積が占める割合の前記内周部における平均値であり、
    前記第２平均充填率は、前記第１平均充填率の２．１倍以上である、
    電池。
  2. 前記第２平均充填率は、４８％以上である、
    請求項１に記載の電池。
  3. 前記第１層は、多孔質層であり、
    前記第１層は、無機粒子およびバインダを含む、
    請求項１または請求項２に記載の電池。
  4. 前記無機粒子は、酸化アルミニウム、ベーマイト、水酸化アルミニウムおよび酸化チタンからなる群より選択される少なくとも１種を含む、
    請求項３に記載の電池。
  5. 前記第１層は、前記中央部と前記内周部とで、実質的に同一組成を有する、
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電池。
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