JPWO2013133025A1 - セパレータ、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents

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Abstract

セパレータは、基材層と、基材層の少なくとも一主面に設けられ、第１の粒子と第２の粒子と樹脂材料とを含む多孔質の表面層とを備える。表面層は、第１の粒子で構成された第１の領域と、第２の粒子および樹脂材料で構成された第２の領域とを含む。

Description

本技術は、セパレータ、電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。さらに詳しくは、セパレータおよびセパレータを用いた電池、並びに、この電池を用いた電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムに関する。
近年、リチウムイオン二次電池の高容量化に伴い、リチウムと合金化する材料を負極活物質として用いることが検討されている。例えば、このような負極活物質として、炭素材料より理論容量が大きい、ケイ素またはスズ等のリチウムと合金を形成可能な元素を含む合金系負極材料が検討されている。
しかし、セル内の体積が限られているために、合金系負極材料を用いると、活物質の膨張を吸収することができず、電池を構成する各部材に圧力がかかり部材の損傷、変形、セル内圧の上昇、電池特性の低下等を引き起こすという問題が発生する。
この問題に対して、セパレータに凹凸形状を形成することで、合金系負極材料の膨張を吸収する技術が報告されている。例えば、特許文献１では、ポリオレフィン微多孔膜にエンボス加工で凹凸形状を形成することで負極の膨張を吸収する技術が提案されている。
また、リチウムイオン二次電池の高容量化を実現するために、正極の高電位化が検討されており、正極の高電位化に伴い、セパレータには、耐酸化性や耐熱性が必要とされる。これに対して、セパレータや電極上に、耐熱性粒子を用いた表面層を設けることで電池の耐熱性や耐酸化性を向上させる技術が提案されている。
国際公開第０８／０５３８９８号
セパレータには、負極の膨張の吸収だけではなく、耐酸化性および耐熱性のような、電池の安全性を高める機能が求められている。特許文献１で提案されているような、耐酸化性や耐熱性に弱いポリオレフィン微多孔膜では、耐酸化性および耐熱性が十分ではない。
したがって、本技術の目的は、負極の膨張を吸収して電極の劣化を抑制できると共に、耐酸化性および耐熱性を向上できるセパレータおよび電池、並びにこれを用いた電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムを提供することにある。
上述した課題を解決するために、第１の技術は、多孔質の基材層と、基材層の少なくとも一主面に設けられ、第１の粒子と第２の粒子と樹脂材料とを含む多孔質の表面層とを備え、表面層は、少なくとも第１の粒子で構成された第１の領域と、第２の粒子および樹脂材料で構成された第２の領域とを含むセパレータである。
第２の技術は、正極と、負極と、電解質と、セパレータとを備え、セパレータは、多孔質の基材層と、基材層の少なくとも一主面に設けられ、第１の粒子と第２の粒子と樹脂材料とを含む多孔質の表面層とを備え、表面層は、少なくとも第１の粒子で構成された第１の領域と、第２の粒子および樹脂材料で構成された第２の領域とを含む電池である。
本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、第１の技術のセパレータを有する電池、または第２の技術の電池を備えることを特徴とする
本技術では、基材層の少なくとも一主面に設けられた表面層は、少なくとも第１の粒子を含む第１の領域と、第２の粒子および樹脂材料を含む第２の領域とを含む。表面層が、少なくとも第１の粒子を含む第１の領域および第２の粒子および樹脂材料を含む第２の領域を含むことによって、負極の膨張を吸収して電極の劣化を抑制できると共に、耐酸化性および耐熱性を向上できる。
本技術によれば、負極の膨張体積を吸収して電極の劣化を抑制できると共に、耐酸化性および耐熱性を向上できる。
図１は、本技術の第１の実施の形態によるセパレータの構成例を示す断面図である。 図２Ａは、上面から観た表面層の一部を拡大した拡大上面図である。図２Ｂは、表面層の断面を模式的に示す拡大断面図である。図２Ｃは、第１の粒子の一部を拡大した拡大図である。 図３Ａは、第１の粒子が崩壊した後の表面層の断面を模式的示す拡大断面図である。図３Ｂは、第１の粒子の一部を拡大した拡大断面図である。 図４は、本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池の一例を示す断面図である。 図５は、図４に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表す断面図である。 図６は、本技術の第３の実施の形態による非水電解質電池の構成を表す斜視図である。 図７は、本技術の第４の実施の形態による非水電解質電池の構成を表す分解斜視図である。 図８は、図７に示したＩ−Ｉ線に沿った断面を表す断面図である。 図９Ａは、外装部材に収容された積層電極体を備えた非水電解質電池の外観図である。図９Ｂは、外装部材に積層電極体が収容される様子を示す分解斜視図である。図９Ｃは、図９Ａに示す非水電解質電池の底面側からの外観を示す外観図である。 図１０は、本技術の第５の実施の形態による電池パックの構成例を示すブロック図である。 図１１は、本技術の非水電解質電池を用いた住宅用の蓄電システムに適用した例を示す概略図である。 図１２は、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す概略図である。 図１３Ａは、圧縮前の表面層のＳＥＭ像である。図１３Ｂは、圧縮後の表面層のＳＥＭ像である。 図１４Ａは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の断面のＳＥＭ像を示す。図１４Ｂは、図１４Ａにおける矢印ａで示す部分を拡大したＳＥＭ像である。図１４Ｃは、図１４Ｂにおける矢印ｂで示す部分を拡大したＳＥＭ像である。 図１５Ａは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の表面層のＳＥＭ像である。図１５Ｂは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。図１５Ｃは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。図１５Ｄは、比較例１−１１のセパレータの圧縮後の表面層のＳＥＭ像である。図１５Ｅは、比較例１−１１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。図１５Ｆは、比較例１−１１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。 図１６Ａは、実施例１−１１の表面層の第１の粒子が剥がれていない状態のＳＥＭ像である。図１６Ｂは、実施例１−１２の第１の粒子の剥がれが生じた箇所のＳＥＭ像である。 図１７Ａは、実施例３−１のセパレータの表面層（圧縮前）のＳＥＭ像である。図１７Ｂは、実施例３−１のセパレータの表面層（圧縮後）のＳＥＭ像である。 図１８Ａは、比較例３−２のセパレータの表面層（圧縮前）である。図１８Ｂは、比較例３−２のセパレータの表面層（圧縮後）である。
以下、本技術の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（セパレータの例）
２．第２の実施の形態（電池の第１の例）
３．第３の実施の形態（電池の第２の例）
４．第４の実施の形態（電池の第３の例）
５．第５の実施の形態（電池を用いた電池パックの例）
６．第６の実施の形態（電池を用いた蓄電システム等の例）
７．他の実施の形態（変形例）
１．第１の実施の形態
（セパレータの構造）
図１を参照しながら、本技術の第１の実施の形態によるセパレータの構成例について説明する。図１は、本技術の第１の実施の形態によるセパレータの構成例を示す断面図である。図１に示すように、本技術の第１の実施の形態によるセパレータは、基材２と、基材２の２つの主面のうちの少なくとも一の主面に形成された表面層３とを備える。なお、図１に示すセパレータの例は、基材２の２つの主面の両方に表面層３が形成されたセパレータの例であるが、セパレータは、表面層３が基材２の２つの主面のうちの一の主面に形成されたものであってもよい。セパレータは、電池内において正極と負極とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止するものである。
（基材）
基材２は、多孔質性を有する多孔質層である。基材２は、より具体的には、例えば、イオン透過度が大きく、所定の機械的強度を有する絶縁性の膜から構成される多孔質膜である。例えば、セパレータが電池に使用された場合には、基材２の空孔に電解液が保持される。基材２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、膨張しにくいという特性を要することが好ましい。
基材２を構成する樹脂材料は、例えばポリプロピレン若しくはポリエチレン等のポリオレフィン樹脂、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂またはナイロン樹脂等を用いることが好ましい。特に、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレン等のポリエチレン、若しくはそれらの低分子量ワックス分、またはポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂は溶融温度が適当であり、入手が容易なので好適に用いられる。また、これら２種以上の多孔質膜を積層した構造、もしくは、２種以上の樹脂材料を溶融混練して形成した多孔質膜としてもよい。ポリオレフィン樹脂からなる多孔質膜を含むものは、正極と負極との分離性に優れ、内部短絡の低下をいっそう低減することができる。
基材２としては、不織布を用いてもよい。不織布を構成する繊維としては、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、またはナイロン繊維等を用いることができる。また、これら２種以上の繊維を混合して不織布としてもよい。
基材２の厚さは、必要な強度を保つことができる厚さ以上であれば任意に設定可能である。基材２は、正極および負極間の絶縁を図り、短絡等を防止するとともに、セパレータを介した電池反応を好適に行うためのイオン透過性を有し、かつ電池内において電池反応に寄与する活物質層の体積効率をできるだけ高くできる厚さに設定されることが好ましい。具体的に、基材２の厚さは、例えば、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。
（表面層）
表面層３は、多孔質性を有する。具体的には、例えば、表面層３は、セパレータとしてのイオン透過機能、電解液保持機能等を有するため、全体に微小な空隙が多数形成されている。このセパレータが、電池に適用された場合には、表面層３の空孔（空隙）に電解液が保持される。
図２Ａは、上面から観た表面層の一部を拡大した拡大上面図である。図２Ｂは、第１の粒子が崩壊する前の表面層の断面を模式的に示す拡大断面図である。図２Ｃは、第１の粒子の一部（領域Ｑ）を拡大した拡大断面図である。図３Ａは、第１の粒子が崩壊した後の表面層の断面を模式的に示す拡大断面図である。図３Ｂは、第１の粒子の一部（領域Ｑ’）を拡大した拡大断面図である。
図２Ａ〜図２Ｂ、図３Ａに示すように、表面層３は、第１の粒子４ａと、第２の粒子４ｂと、樹脂材料（図示は省略）とを含む。表面層３には、第１の粒子４ａで構成された第１の領域Ｒ１と、第２の粒子４ｂおよび樹脂材料で構成された第２の領域Ｒ２とが形成されている。例えば、第１の領域Ｒ１は第２の領域Ｒ２に点在している。表面層３では、例えば、島状の第１の領域Ｒ１が、海状の第２の領域Ｒ２に点在した海島構造が形成されている。
（第１の領域）
第１の領域Ｒ１は、少なくとも第１の粒子４ａで構成されている。第１の粒子４ａは、例えば、一次粒子である微粒子４ａ１が凝集した二次粒子である。第１の粒子４ａは、例えば、僅かな応力で容易に崩壊する崩壊性粒子である。第１の粒子４ａは、例えば、粒子を溶媒に分散させたスラリーの作製時および電池作製時において、崩壊しない若しくは一部しか崩壊しないものであると共に、電池内で電極の膨張に起因する圧力を受けることで崩壊するものである。例えば、崩壊性粒子は、所定の圧力までは、その形状を維持するが、所定の圧力を超えると、その形状を維持しない。例えば、セパレータが受ける圧力が１．８ｋｇ／ｃｍ２以下では、第１の粒子４ａがその形状を維持し、セパレータが受ける圧力が１００ｋｇ／ｃｍ２では、第１の粒子４ａがその形状を維持しないことが好ましい。なお、第１の粒子４ａの表面の少なくとも一部が、第２の粒子４ｂによって被覆されていてもよい。
図２Ｂに示すように、第１の粒子４ａが崩壊する前では、表面層３は、粒径の異なる第１の粒子４ａと、第２の粒子４ｂとを用いることによって形成された凹凸を有する。第１の粒子４ａが崩壊する前では、第１の領域Ｒ１は凹凸形状の凸部になっており、第２の領域Ｒ２は、凹凸形状の凸部に隣接する凹部の底部になっている。例えば、表面層３では、第２の粒子４ｂより大きい第１の粒子４ａが、凹凸形状の凸部を形成している。第１の粒子４ａは、例えば、電極とセパレータとの間に空間を形成するスペーサとして機能している。第１の粒子４ａが、スペーサとして機能しているとは、第１の粒子４ａの粒子高さが、表面層３の厚さの測定（膜厚測定）に反映されることをいう。すなわち、第１の粒子４ａの粒子高さが、表面層３の厚さとほぼ等しくなることをいう。第１の粒子４ａの粒子高さが、表面層３の厚さとほぼ等しくなるとは、第１の粒子４ａの粒子高さと表面層３の厚さとの差が１μｍ以内である場合のことをいう。このような場合、例えば、第１の粒子４ａは、電極捲回時にかかるワインダーテンション（捲き張力）引加時にも、電極とセパレータとの間に空間を形成するスペーサとして機能しているといえる。第１の粒子４ａの粒子高さは、表面層３の厚さ方向において、凸部を形成している第１の粒子４ａの最も低い位置と最も高い位置との差のことをいう。第１の粒子４ａの粒子高さは、例えば、セパレータの断面をＳＥＭ観察した場合に、表面層３の厚さ方向において、第１の粒子４ａの粒子像の最も低い位置を通る厚さ方向に垂直な線と、最も高い位置とを通る厚さ方向に垂直な線とを引き、これら二本の平行線の間の厚さ方向の長さを測定することにより求めることができる。
図３Ａに示すように、充電時に、負極が膨張すると、負極の膨張圧力を受けて、第１の粒子４ａは、崩壊して潰れる。例えば、第１の粒子４ａは、崩壊して厚さ方向に潰れる。これにより、負極の膨張体積を吸収することで、負極集電体等の電池部材の損傷を抑制することができる。例えば、負極の膨張体積をより吸収できる観点から、表面層は、セパレータが１００ｋｇ／ｃｍ２で圧縮された時に、第１の粒子４ａが崩壊して潰れることで、圧縮後の表面層の圧縮率が４０％以上となることが好ましい。表面層３の圧縮率は、例えば、以下のようにして求めることができる。すなわち、圧縮前後の表面層３の膜厚の差分から、潰れた表面層厚みを算出する。次に、「潰れた表面層厚み」および「圧縮前の表面層の膜厚」を以下の式に代入することにより、表面層の圧縮率を求める。表面層圧縮率（％）＝（潰れた表面層厚み／圧縮前の表面層の膜厚）×１００（％）
図３Ａに示すように、第１の粒子４ａが崩壊した後において、微粒子４ａ１が凝集した第１の粒子４ａで構成された第１の領域Ｒ１と、第２の粒子４ｂおよび樹脂材料で構成された第２の領域Ｒ２とは維持されている。第１の粒子４ａが崩壊した後では、第１の粒子４ａの形状は、崩壊前の形状が厚さ方向に潰れた形状になる。例えば、第１の粒子４ａが崩壊した後では、第１の粒子４ａは、崩壊前の球状の粒子が厚さ方向に潰れた楕円体状の粒子になる。なお、楕円体状とは、長軸および短軸を有する扁平形状のことをいう。第１の粒子４ａが崩壊して潰れた後では、第１の粒子４ａが潰れることで凸部がほぼ平坦化することによって、表面層３の凹凸は緩和される。これにより、電極間距離を一定にすることができるため、電位ムラが生じる等の悪影響を抑制することができる。
崩壊前の第１の粒子４ａの形状は、特に限定されるものではなく、例えば、球状、粒状顆粒状、不定形状等が上げられる。なお、球状には、真球状のみならず、真球状がやや扁平または歪んだ形状、真球状の表面に凹凸が形成された形状、またはこれらの形状が組み合わされた形状等も含まれる。崩壊前の第１の粒子４ａの形状は、以下の利点が得られる点から、球状であることが好ましい。すなわち、第１の粒子４ａが球状である場合、粒子を溶媒に分散するスラリー化等の工程において、スラリー化に要する時間が一定となる。この効果は、特に粒径を揃えた場合に顕著である。また、第１の粒子４ａが球状である場合、不定形の粒子と比較して、摩擦や微小な圧力等により粒子の一部が崩壊することが少なく、取り扱い易い。また、崩壊性を有する粒子の粒子径が、圧縮前の表面層膜厚となるため、球状である方が寸法の管理が容易である。
二次粒子である第１の粒子４ａの平均粒子径は、例えば、１μｍ以上５０μｍ以下であり、好ましくは３μｍ以上２０μｍ以下、より好ましくは３μｍ以上１０μｍ以下である。平均粒子径が３μｍ未満である場合、表面層３の潰れ量が減少し、吸収できる負極の膨張体積が減少する傾向にある。２０μｍを超える場合、電池の体積容量を減少させる傾向となる。二次粒子である第１の粒子４ａを構成する微粒子は、特にいわゆる超微粒子と称されているものが好ましい。
第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１の平均粒子径は、例えば、１ｎｍ以上５００ｎｍ以下であり、より高い表面層３の潰れ量を得られる点から、１ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。第１の粒子４ａの圧縮強度は、１００ＭＰａ以下であることが好ましい。このような第１の粒子４ａとしては、二次粒子中の細孔容積が１ｍｌ／ｇを超えると共に、比表面積が５００ｍ２／ｇを超える二次粒子であることが好ましい。なお、平均粒子径は、レーザー回折法により測定した粒度分布において、小さい粒径の粒子側から起算した体積累計５０％の平均粒子直径（Ｄ５０）のことである。例えば、平均粒子直径（Ｄ５０）は、レーザー回折式粒度分布測定装置（株式会社島津製作所製、製品名：ＳＡＬＤ７１００）を用いて測定することができる。
第１の粒子４ａとしては、具体的には、例えば、細かい粒子を結合剤の存在下造粒して得られる造粒物、細かい粒子を分散させたスラリーを噴霧乾燥による得られる造粒物、粒子合成時に二次粒子となる粒子、または、緩い結合条件で成型した成型物を粉砕して得られる成型および粉砕物、中空構造を有する粒子等が挙げられる。これらの中でも、第１の粒子４ａとしては、造粒物が好ましい。さらに、セパレータへの耐熱性および耐酸化性を付与する観点からいえば、第１の粒子４ａは金属酸化物粒子であることが好ましい。
（第２の領域）
第２の領域Ｒ２は、第２の粒子４ｂと、樹脂材料とで構成されている。第２の領域Ｒ２は、多孔質構造を有する。樹脂材料は、粒子を基材２の表面に結着するためや粒子同士を結着するために含有されている。この樹脂材料は、例えば、フィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していてもよい。第２の粒子４ｂ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、互いに連結することなく分散状態を保つことができる。また、樹脂材料は、フィブリル化せずに基材２の表面や粒子同士を結着してもよい。この場合、より高い結着性を得ることができる。
第２の粒子４ｂの平均粒子径は、例えば、０．０１μｍ以上３．０μｍ以下であり、好ましくは、０．１μｍ以上１．０μｍ以内である。０．１μｍ未満では塗料の粘度が高くなりすぎることで、塗布が困難となる傾向にある。また、１．０μｍを超える場合、塗膜の均一性を確保することが難しく、基材２の露出の可能性が高くなり、耐酸化性や耐短絡性等の特性が悪化する傾向にある。
第２の領域Ｒ２の膜厚は、第２の粒子４ｂの塗膜均一性を確保して基材２の露出を抑制して、より耐酸化性および耐熱性を高める点から、１．５μｍ以上であることが好ましい。
（第１の粒子４ａと第２の粒子４ｂとの比率）
表面層３に含まれる第１の粒子４ａと第２の粒子４ｂとの比率は、第１の粒子４ａと第２の粒子４ｂとの体積の和を１００とした場合、第２の粒子４ｂの体積比率が１０％以上であることが好ましい。すなわち、第２の粒子４ｂの体積比率は、第１の粒子４ａと第２の粒子４ｂとの合計体積に対して、１０％以上であることが好ましい。第２の粒子４ｂの体積比率が１０％未満の場合、第１の粒子４ａの耐剥がれ性が低減する。
（第１の領域および第２の領域の確認）
第１の領域Ｒ１および第２の領域Ｒ２は、表面層３の断面をＦＥ−ＳＥＭ（電界放出型走査電子顕微鏡 日立ハイテクノロジー社製ｓ−４８００）で分析することで確認できる。また、第１の粒子４ａと第２の粒子４ｂとの組成が異なる場合、元素分析することで、第１の領域Ｒ１と、第２の領域Ｒ２とを確認することができる。
以下、表面層３に含まれる、第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１および第２の粒子４ｂを構成する粒子および樹脂材料について詳細に説明する。
第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１および第２の粒子４ｂは共に、無機粒子および有機粒子の少なくとも何れか等の電気絶縁性の粒子である。
（無機粒子）
無機粒子としては、電気絶縁性の無機粒子である金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物、金属硫化物等の粒子を挙げることができる。金属酸化物としては、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ２Ｏ３）、ベーマイト（水和アルミニウム酸化物）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ２）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、ＺｒＯ２）、酸化ケイ素（シリカ、ＳｉＯ２）または酸化イットリウム（イットリア、Ｙ２Ｏ３）等を好適に用いることができる。金属窒化物としては、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）または窒化チタン（ＴｉＮ）等を好適に用いることができる。金属炭化物としては、炭化ケイ素（ＳｉＣ）または炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）等を好適に用いることができる。金属硫化物としては、硫酸バリウム（ＢａＳＯ４）等を好適に用いることができる。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）またはチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ３）等の鉱物を用いてもよい。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）、シリカまた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および耐熱性を備えており、無機粒子を含有する正極対向側面の表面層３は、充電時の正極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、楕円体状、板状、繊維状、キュービック状およびランダム形状等のいずれも用いることができる。
（有機粒子）
有機粒子を構成する材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、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またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、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、アクリル酸樹脂またはポリエステル等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の高い耐熱性を有する樹脂等が挙げられる。これら材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。中でも、耐酸化性およ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、アラミドまたはポリアミドイミドを含むことが好ましい。有機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、楕円体状、板状、繊維状、キュービック状およびランダム形状等のいずれも用いることができる。
第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１および第２の粒子４ｂを単独材料種の粒子で構成してもよいし、また、第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１を単独材料種で構成し、第２の粒子４ｂを第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１とは異なる単独材料種で構成してもよい。また、第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１を複数材料種で構成し、第２の粒子４ｂを第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１とは異なる複数材料種で構成してもよい。また、第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１を複数材料種で構成し、第２の粒子４ｂを第１の粒子４ａを構成する微粒子４ａ１と同一の複数材料種で構成してもよい。
（樹脂材料）
表面層３を構成する樹脂材料としては、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン等の含フッ素樹脂、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またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル−アクリル酸エステル共重合体、スチレン−アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル−アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、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、アクリル酸樹脂またはポリエステル等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の高い耐熱性を有する樹脂等が挙げられる。これら樹脂材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。中でも、耐酸化性およ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、アラミドまたはポリアミドイミドを含むことが好ましい。
第１の粒子４ａの崩壊前の片面当たりの表面層３の厚さは、例えば、３．５μｍ以上２０μｍ以下とすることが好ましい。上記範囲外に厚さが小さい場合には、負極の膨張を吸収する機能が低下する。また、上記範囲外に厚さが大きい場合には、セパレータ自体の厚みが大きくなり、電池の体積効率低下につながる。なお、表面層３は凹凸形状を有し、均一な膜厚を有していない。表面層３の厚さの測定に用いる膜厚計としては、例えば、ミツトヨ製の直径６ｍｍの円形平面圧子、１．８ｋｇ／ｃｍ２の押圧条件で測定することができる。
（セパレータの製造方法）
以下、表面層３を設けたセパレータの製造方法について説明する。
まず、表面層３を形成するための樹脂溶液を調製する。表面層３を構成する樹脂材料と第１の粒子４ａと、第２の粒子４ｂとを所定の比率で混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の分散溶媒に添加し、樹脂材料を溶解させて、樹脂溶液を得る。
樹脂溶液に用いる分散溶媒としては、本技術の樹脂材料を溶解することができる溶媒であればいずれも使用可能である。分散溶媒としては、例えば、Ｎ−メチル−２−ピロリドンの他、ジメチルアセトアミド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルスルフォキシド、トルエンまたはアセトニトリル等が用いられるが、溶解性および高分散性の観点からＮ−メチル−２−ピロリドンを用いることが好ましい。
次に、基材２の表面に表面層３を形成する。樹脂溶液を、基材２の少なくとも一方の表面に、塗布することにより塗布層を形成する。次に、塗布層を形成した基材２を、凝固液である水等に浸漬後乾燥させる。これにより、第１の粒子４ａで構成された第１の領域Ｒ１と、第２の粒子４ｂと樹脂材料とで構成された第２の領域Ｒ２とを有する表面層３が形成される。塗布層を形成した基材２を浸漬させる凝固液は、例えば、樹脂溶液に対して、樹脂溶液に溶解した樹脂材料に対して貧溶媒であり、かつ樹脂材料を溶解させる分散溶媒に対しては良溶媒である水等である。樹脂材料を溶解し、第１の粒子４ａおよび第２の粒子４ｂを含む樹脂溶液を、樹脂材料に対して貧溶媒であり、かつ樹脂材料を溶解させる分散溶媒に対しては良溶媒である水等の溶媒に接触させることで、溶媒交換が起こる。これにより、スピノーダル分解を伴う急激な（速度の速い）相分離が生じ、樹脂材料が独特の三次元網目構造に固定される。このようにして作製した表面層３の第２の領域Ｒ２は、貧溶媒による、スピノーダル分解を伴う急激な貧溶媒誘起相分離現象を利用することによって独特の多孔質構造を形成している。さらに、この構造によって、優れた非水電解液含浸性およびイオン導電性を実現可能としている。また、基材２の表面に表面層３を形成する際に、凝固液に浸漬せずに直接乾燥させて形成してもよい。この場合樹脂材料は独特の三次元網目構造とはならないが、基材表面や粒子同士を強固に結着することが可能となる。以上により、本技術のセパレータを得ることができる。
（効果）
本技術のセパレータでは、第１の粒子４ａおよび第２の粒子４ｂ、並びに樹脂材料を含有する表面層３は、耐酸化性、耐熱性および機械強度をポリオレフィン微多孔膜等の基材２に付与することができる。
本技術のセパレータを電池に用いた場合、充電時に、負極が膨張すると、負極の膨張圧力を受けて、第１の領域Ｒ１を形成する第１の粒子４ａは、崩壊して潰れる。これにより、負極の膨張体積を吸収することで、負極集電体等の電池部材の損傷を抑制することができる。第１の粒子４ａが崩壊した後において、微粒子４ａ１が凝集した第１の粒子４ａで構成された第１の領域Ｒ１と、第２の粒子４ｂおよび樹脂材料で構成された第２の領域Ｒ２とは維持されている。第１の粒子４ａが崩壊して潰れた後では、第１の粒子４ａが崩壊して潰れることで凸部がほぼ平坦化することにより、表面層３の凹凸は緩和される。これにより、電極間距離を一定にすることができるため、電位ムラが生じる等の悪影響を抑制することができる。
第２の領域Ｒ２を形成する第２の粒子４ｂは、基材２に付与する耐酸化性、耐熱性および機械強度をより高める、および、第１の領域Ｒ１に含まれる第１の粒子４ａの脱落を防止する。すなわち、第２の粒子４ｂは、第１の粒子４ａ間の、第１の粒子４ａによって覆われていない基材２の露出面を覆い、基材２に付与する耐酸化性および耐熱性をより高める機能を有する。第２の粒子４ｂは、第１の粒子４ａの脱落を防止する機能を有する。すなわち、基材２の表面を覆う第２の粒子４ｂは、第１の粒子４ａの土台となる土台層を形成し、この土台層に第１の粒子４ａの一部が埋め込まれるように、第１の粒子４ａが配置される。これにより、第１の粒子４ａの接着面積が大きくなるため、第１の粒子４ａの脱落を抑制することができる。
一方、例えば、第１の粒子４ａのみで表面層３を形成しようとすると、粒子径が大きいため均一に塗布できず、粒子間隙では基材２が露出してしまうため、耐酸化性および耐熱性が確保できない。また、密に充填しようと、表面層３を形成するための樹脂溶液（塗料）の塗布量を増加させた場合、粒子が重なると膜厚が急激に増加してしまう。その他、粒子が大きく機械強度を付与しにくい、耐剥がれ性がない、簡単に脱落する、粒子の比表面積が大きく塗料粘度が上昇し固形分が減少するため溶剤塗料を大量に使用する必要があり、環境および溶剤除去に負荷がかかる、といった問題点が生じることが懸念される。
また、例えば、第１の粒子４ａが、崩壊性粒子ではない場合、表面層３の潰れ量を確保できない。例えば、崩壊性粒子の代わりに崩壊性のない粒子を用いて、崩壊性粒子を用いた場合と同等の潰れ量を確保しようとすると、基材２を圧縮してしまい、透気度が上昇する、凹凸構造が残ったままで電位ムラが発生するといった問題点が生じることが懸念される。
本技術において、塗膜作製時またはハンドリングで、第１の粒子４ａの脱落が、多く発生すると、基材２が露出されるため、耐熱性や耐酸化性といった求める効果が低減してしまう。例えば、第１の粒子４ａを単独で基材２上に塗布した場合や、第２の粒子４ｂの体積比率が不足する場合、ＦＥ−ＳＥＭ（電界放射型走査電子顕微鏡：Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ−Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による表面観察から、第１の粒子４ａの脱落痕が観察される。一方、本技術のように、第１の粒子４ａの一部が、第２の粒子４ｂに埋め込まれている場合、ＦＥ−ＳＥＭによる表面観察からは、第１の粒子４ａの脱落が確認できない。第１の粒子４ａを接着する面積が増えることで脱落を防止していると考えられる。すなわち、第１の粒子４ａと第２の粒子４ｂとを含む塗料を、一度に塗布し、第１の粒子４ａの少なくとも一部が第２の粒子４ｂに被覆されることが重要である。例えば、先に、第２の粒子４ｂの層を形成した後、第１の粒子４ａの層を形成する２段階の方式では、第１の粒子４ａが、第２の粒子４ｂの層に埋め込まれないため、第１の粒子４ａの脱落を防止できない。
本技術のセパレータは、負極活物質として、リチウムと合金形成可能な元素を含む合金系負極材料が用いられた電池に適用されることで、顕著な効果を発揮する。負極活物質として、合金系負極材料が用いられた負極では、充電時の膨張が著しい。このため、本技術のセパレータを、合金系負極材料を負極活物質として用いた電池に適用した場合に、表面層３によって負極の膨張を吸収することによる電極の損傷、破断の防止効果がより高くなる。なお、本技術のセパレータは、負極活物質として黒鉛等の炭素材料を用いた電池に適用してもよい。
本技術のセパレータは、正極と負極とがセパレータを介して積層され、巻回された巻回電極体を備える電池に適用されることで、さらに顕著な効果を発揮する。巻回電極体では、負極の膨張に伴って負極集電体の巻回方向に引張応力が印加されるため、積層電極体と比較して負極集電体が塑性変形を起こしやすくなってしまう。この場合、負極活物質層にも割れ、剥離または剥落等が生じる。また、引張応力が大きい場合には、負極集電体が破断するおそれがある。本技術のセパレータを用いることにより、巻回電極体の巻回構造に起因する電極への負担を低減することができ、さらに電極の損傷、破断の防止効果が高くなる。
なお、上述の特許文献１（国際公開第０８／０５３８９８号）で記載の凹凸を有するポリオレフィン微多孔膜に耐熱性を得るために、耐熱粒子を用いた表面層を設ける場合、形成した凹凸を埋める形になってしまうため、好適ではない。また、ポリオレフィン微多孔膜の孔径は小さく、電極とセパレータとの間に空間が存在すると、凹凸構造は電位ムラを引き起こし電池の負荷特性や電池の負荷特性の悪化やデントライトの発生を引き起こしてしまう。負極に合金系負極材料を用いた高容量電池において、膨張吸収の能力と耐酸化性および耐熱性の両方をセパレータに付与することが求められるが、本願発明者等の知見によれば、従来の耐熱性粒子を用いた高い圧縮特性を有する表面層の作製に関する従来技術は存在しない。
２．第２の実施の形態
（電池の構成）
本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池について説明する。本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池は、本技術の第１の実施の形態によるセパレータを用いた非水電解質電池である。
図４を参照しながら、本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池の構造について説明する。図４は、本技術の第２の実施の形態による非水電解質電池の一例を示す断面図である。非水電解質電池は、例えば充電および放電が可能な非水電解質二次電池である。この非水電解質電池は、いわゆる円筒型と呼ばれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、図示しない液体状の非水電解質（以下、非水電解液と適宜称する）とともに帯状の正極２１と負極２２とが本技術の第１の実施の形態と同様の構成を有するセパレータ２３を介して巻回された巻回電極体２０を有している。
電池缶１１は、例えばニッケルめっきが施された鉄により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２ａ、１２ｂがそれぞれ配置されている。
電池缶１１の材料としては、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）等が挙げられる。この電池缶１１には、非水電解質電池の充放電に伴う電気化学的な非水電解液による腐食を防止するために、例えばニッケル等のメッキが施されていてもよい。電池缶１１の開放端部には、正極リード板である電池蓋１３と、この電池蓋１３の内側に設けられた安全弁機構および熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子：Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）１７が、絶縁封口のためのガスケット１８を介してかしめられることにより取り付けられている。
電池蓋１３は、例えば電池缶１１と同様の材料により構成されており、電池内部で発生したガスを排出するための開口部が設けられている。安全弁機構は、安全弁１４とディスクホルダ１５と遮断ディスク１６とが順に重ねられている。安全弁１４の突出部１４ａは遮断ディスク１６の中心部に設けられた孔部１６ａを覆うように配置されたサブディスク１９を介して巻回電極体２０から導出された正極リード２５と接続されている。サブディスク１９を介して安全弁１４と正極リード２５とが接続されることにより、安全弁１４の反転時に正極リード２５が孔部１６ａから引き込まれることを防止する。また、安全弁機構は、熱感抵抗素子１７を介して電池蓋１３と電気的に接続されている。
安全弁機構は、電池内部短絡あるいは電池外部からの加熱等により非水電解質電池の内圧が一定以上となった場合に、安全弁１４が反転し、突出部１４ａと電池蓋１３と巻回電極体２０との電気的接続を切断するものである。すなわち、安全弁１４が反転した際には遮断ディスク１６により正極リード２５が押さえられて安全弁１４と正極リード２５との接続が解除される。ディスクホルダ１５は絶縁性材料からなり、安全弁１４が反転した場合には安全弁１４と遮断ディスク１６とが絶縁される。
また、電池内部でさらにガスが発生し、電池内圧がさらに上昇した場合には、安全弁１４の一部が裂壊してガスを電池蓋１３側に排出可能としている。
また、遮断ディスク１６の孔部１６ａの周囲には例えば複数のガス抜き孔（図示せず）が設けられており、巻回電極体２０からガスが発生した場合にはガスを効果的に電池蓋１３側に排出可能な構成としている。
熱感抵抗素子１７は、温度が上昇した際に抵抗値が増大し、電池蓋１３と巻回電極体２０との電気的接続を切断することによって電流を遮断し、過大電流による異常な発熱を防止する。ガスケット１８は、例えば絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。
非水電解質電池内に収容される巻回電極体２０は、センターピン２４を中心に巻回されている。巻回電極体２０は、正極２１および負極２２がセパレータ２３を介して順に積層され、長手方向に巻回されてなる。
正極２１には正極リード２５が接続されており、負極２２には負極リード２６が接続されている。正極リード２５は、上述のように、安全弁１４に溶接されて電池蓋１３と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接されて電気的に接続されている。
図５は、図４に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表す断面図である。以下、正極２１、負極２２、セパレータ２３について、詳細に説明する。
（正極）
正極２１は、例えば、対向する一対の面を有する正極集電体２１Ａの両面に正極活物質層２１Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、正極集電体２１Ａの片面のみに正極活物質層２１Ｂを設けるようにしてもよい。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔等の金属箔により構成されている。
正極活物質層２１Ｂは、正極活物質としてリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含有している。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて、結着剤や導電剤等の他の材料を含んでいてもよい。
リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物またはリチウムを含む層間化合物等のリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。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は、例えば、（化Ｉ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、（化ＩＩ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）および鉄（Ｆｅ）からなる群のうちの少なくとも１種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は、例えば、（化ＩＩＩ）、（化ＩＶ）もしくは（化Ｖ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、（化ＶＩ）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または（化ＶＩＩ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ０．５０Ｃｏ０．２０Ｍｎ０．３０Ｏ２、ＬｉａＣｏＯ２（ａ≒１）、ＬｉｂＮｉＯ２（ｂ≒１）、Ｌｉｃ１Ｎｉｃ２Ｃｏ１−ｃ２Ｏ２（ｃ１≒１，０＜ｃ２＜１）、ＬｉｄＭｎ２Ｏ４（ｄ≒１）またはＬｉｅＦｅＰＯ４（ｅ≒１）等がある。
（式中、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うち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素（Ｏ）以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｒ、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。）
（式中、Ｍ２は、２族〜１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
（式中、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）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよび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。なお、リチウムの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している。）
（式中、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）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよび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。なお、リチウムの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している。）
（式中、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）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよび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。なお、リチウムの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している。）
（式中、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）およびタングステン（Ｗ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよび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。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
（式中、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）およびジルコニウム（Ｚｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
さらにまた、より高い電極充填性とサイクル特性が得られるという観点から、上記リチウム含有化合物のいずれかより成る芯粒子の表面を、他のリチウム含有化合物のいずれかより成る微粒子で被覆した複合粒子としてもよい。
この他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物または導電性高分子等が挙げられる。酸化物は、例えば、酸化バナジウム（Ｖ２Ｏ５）、二酸化チタン（ＴｉＯ２）または二酸化マンガン（ＭｎＯ２）等である。二硫化物は、例えば、二硫化鉄（ＦｅＳ２）、二硫化チタン（ＴｉＳ２）または二硫化モリブデン（ＭｏＳ２）等である。カルコゲン化物は、特に層状化合物やスピネル型化合物が好ましく、例えば、セレン化ニオブ（ＮｂＳｅ２）等である。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリアセチレンあるいはポリピロール等である。もちろん、正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記した一連の正極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
また、導電剤としては、例えばカーボンブラックあるいはグラファイト等の炭素材料等が用いられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体等から選択される少なくとも１種が用いられる。
（負極）
負極２２は、例えば、対向する一対の面を有する負極集電体２２Ａの両面に負極活物質層２２Ｂが設けられた構造を有している。なお、図示はしないが、負極集電体２２Ａの片面のみに負極活物質層２２Ｂを設けるようにしてもよい。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔等の金属箔により構成されている。
負極活物質層２２Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んで構成されており、必要に応じて正極活物質層２１Ｂと同様の導電剤および結着剤等の他の材料を含んで構成されていてもよい。
なお、この非水電解質電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっている。
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭等の炭素材料が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークス等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。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。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、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。さらにまた、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。
リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物あるいはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。なお、このようなリチウムと合金を形成することが可能な元素を含む負極材料を合金系負極材料と称する。リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素としては、具体的には、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛（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）あるいは白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
負極材料としては、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、より好ましいのはケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）の少なくとも一方を構成元素として含むものであり、特に好ましくは少なくともケイ素を含むものである。ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）は、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種を有する負極材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ（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）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、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）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
スズ（Ｓｎ）の化合物あるいはケイ素（Ｓｉ）の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）あるいは炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
中でも、この負極材料としては、コバルト（Ｃｏ）と、スズ（Ｓｎ）と、炭素（Ｃ）とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズ（Ｓｎ）とコバルト（Ｃｏ）との合計に対するコバルト（Ｃｏ）の割合が３０質量％以上７０質量％以下であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。
このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じてさらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素（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）またはビスマス（Ｂｉ）が好ましく、２種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性をさらに向上させることができるからである。
なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）と、コバルト（Ｃｏ）と、炭素（Ｃ）とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素（Ｃ）の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズ（Ｓｎ）等が凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素（Ｃ）が他の元素と結合することにより、そのような凝集あるいは結晶化を抑制することができるからである。
元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、グラファイトであれば、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは、２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。
なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばＣ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物等も挙げられる。金属酸化物とは、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデン等であり、高分子化合物とは、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロール等である。
なお、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記の負極材料は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
負極活物質層２２Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの２以上を組み合わせてもよい。負極活物質層２２Ｂを気相法、液相法、溶射法若しくは焼成法、またはそれらの２種以上の方法を用いて形成する場合には、負極活物質層２２Ｂと負極集電体２２Ａとが界面の少なくとも一部において合金化していることが好ましい。具体的には、界面において負極集電体２２Ａの構成元素が負極活物質層２２Ｂに拡散し、あるいは負極活物質層２２Ｂの構成元素が負極集電体２２Ａに拡散し、またはそれらの構成元素が互いに拡散し合っていることが好ましい。充放電に伴う負極活物質層２２Ｂの膨張および収縮による破壊を抑制することができると共に、負極活物質層２２Ｂと負極集電体２２Ａとの間の電子伝導性を向上させることができるからである。
なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長（ＣＶＤ；Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法またはプラズマ化学気相成長法等が挙げられる。液相法としては、電気鍍金または無電解鍍金等の公知の手法を用いることができる。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤等と混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤等の融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。
（セパレータ）
セパレータ２３は、第１の実施の形態と同様である。
（非水電解液）
非水電解液は、電解質塩と、この電解質塩を溶解する非水溶媒とを含む。
電解質塩は、例えば、リチウム塩等の軽金属化合物の１種あるいは２種以上を含有している。このリチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ４）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ３ＳＯ３）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ４）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ２ＳｉＦ６）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）あるいは臭化リチウム（ＬｉＢｒ）等が挙げられる。中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムからなる群のうちの少なくとも１種が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。
非水溶媒としては、例えば、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、δ−バレロラクトンあるいはε−カプロラクトン等のラクトン系溶媒、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルあるいは炭酸ジエチル等の炭酸エステル系溶媒、１，２−ジメトキシエタン、１−エトキシ−２−メトキシエタン、１，２−ジエトキシエタン、テトラヒドロフランあるいは２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル系溶媒、アセトニトリル等のニトリル系溶媒、スルフォラン系溶媒、リン酸類、リン酸エステル溶媒、またはピロリドン類等の非水溶媒が挙げられる。非水溶媒は、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
また、非水溶媒として、環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステルを混合して用いることが好ましく、環状炭酸エステルまたは鎖状炭酸エステルの水素の一部または全部がフッ素化された化合物を含むことがより好ましい。このフッ素化された化合物としては、フルオロエチレンカーボネート（４−フルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン：ＦＥＣ）またはジフルオロエチレンカーボネート（４，５−ジフルオロ−１，３−ジオキソラン−２−オン：ＤＦＥＣ）を用いることが好ましい。負極活物質としてケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）等の化合物を含む負極２２を用いた場合であっても、充放電サイクル特性を向上させることができるためである。なかでも、非水溶媒としてジフルオロエチレンカーボネートを用いることが好ましい。サイクル特性改善効果に優れるためである。
また、非水電解液は、高分子化合物に保持されてゲル電解質とされていてもよい。非水電解液を保持する高分子化合物は、非水溶媒を吸収してゲル化するものであればよく、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）あるいはビニリデンフルオライド（ＶｄＦ）とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とを繰り返し単位に含む共重合体等のフッ素系高分子化合物、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）あるいはポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）を含む架橋体等のエーテル系高分子化合物、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリプロピレンオキサイド（ＰＰＯ）あるいはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を繰返し単位として含むもの等が挙げられる。高分子化合物には、いずれか１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。
特に、酸化還元安定性の点からは、フッ素系高分子化合物が望ましく、中でも、ビニリデンフルオライドとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含む共重合体が好ましい。さらに、この共重合体は、マレイン酸モノメチルエステル（ＭＭＭ）等の不飽和二塩基酸のモノエステル、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）等のハロゲン化エチレン、炭酸ビニレン（ＶＣ）等の不飽和化合物の環状炭酸エステル、またはエポキシ基含有アクリルビニルモノマー等を成分として含んでいてもよい。より高い特性を得ることができるからである。
（電池の製造方法）
（正極の製造方法）
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を作製する。
（負極の製造方法）
負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン等の溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。
（非水電解液の調製）
非水電解液は、非水溶媒に対して電解質塩を溶解させて調製する。
（電池の組み立て）
正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接等により取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接等により取り付ける。その後、正極２１と負極２２とを本技術のセパレータ２３を介して巻回し巻回電極体２０とする。
続いて、正極リード２５の先端部を安全弁機構に溶接すると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接する。この後、巻回電極体２０の巻回面を一対の絶縁板１２ａ，１２ｂで挟み、電池缶１１の内部に収納する。巻回電極体２０を電池缶１１の内部に収納したのち、非水電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。そののち、電池缶１１の開口端部に電池蓋１３、安全弁１４等からなる安全弁機構および熱感抵抗素子１７を、ガスケット１８を介してかしめることにより固定する。これにより、図４に示した本技術の非水電解質電池が形成される。
この非水電解質電池では、充電を行うと、例えば、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された非水電解液を介して負極活物質層２２Ｂに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層２２Ｂからリチウムイオンが放出され、セパレータ２３に含浸された非水電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
３．第３の実施の形態
（電池の構成）
本技術の第３の実施の形態による非水電解質電池について説明する。図６は、本技術の第３の実施の形態による非水電解質電池の構成を表す斜視図である。この非水電解質電池は、いわゆる角型電池といわれるものであり、巻回電極体４０を角型の外装缶３１内に収容したものである。
非水電解質電池は、角筒状の外装缶３１と、この外装缶３１内に収納される発電要素である巻回電極体４０と、外装缶３１の開口部を閉じる電池蓋３２と、電池蓋３２の略中央部に設けられた電極ピン３３等によって構成されている。
外装缶３１は、例えば、鉄（Ｆｅ）等の導電性を有する金属によって、中空で有底の角筒体として形成されている。この外装缶３１の内面は、例えば、ニッケルめっきを施したり導電性塗料を塗布する等して、外装缶３１の導電性を高める構成とすることが好ましい。また、外装缶３１の外周面は、例えば、プラスチックシートや紙等によって形成される外装ラベルで覆われたり、絶縁性塗料が塗布されて保護されてもよい。電池蓋３２は、外装缶３１と同じく、例えば、鉄（Ｆｅ）等の導電性を有する金属により形成されている。
巻回電極体４０は、第２の実施の形態と同様の構成であり、正極および負極を本技術の第１の実施の形態によるセパレータを介して積層し、小判型に細長く巻回することによって得られる。正極、負極、セパレータおよび非水電解液は、第２の実施の形態と同様であるので、詳細な説明を省略する。また、正極および負極と、セパレータとの間には、非水電解液を高分子化合物に保持させたゲル状の非水電解質層（ゲル電解質層）が形成されていてもよい。
このような構成を有する巻回電極体４０には、正極集電体に接続された多数の正極端子４１と、負極集電体に接続された多数の負極端子とが設けられている。すべての正極端子４１および負極端子は、巻回電極体４０の軸方向の一端に導出されている。そして、正極端子４１は、電極ピン３３の下端に溶接等の固着手段によって接続されている。また、負極端子は外装缶３１の内面に溶接等の固着手段によって接続されている。
電極ピン３３は導電性の軸部材からなり、その頭部を上端に突出させた状態で絶縁体３４によって保持されている。この絶縁体３４を介して電極ピン３３が電池蓋３２の略中央部に固定されている。絶縁体３４は絶縁性の高い材料で形成されていて、電池蓋３２の表面側に設けた貫通孔３５に嵌合されている。また、貫通孔３５には電極ピン３３が貫通され、その下端面に正極端子４１の先端部が固定されている。
このような電極ピン３３等が設けられた電池蓋３２が、外装缶３１の開口部に嵌合されており、外装缶３１と電池蓋３２との接触面が溶接等の固着手段で接合されている。これにより、外装缶３１の開口部が電池蓋３２により密封されて、気密および液密に構成されている。この電池蓋３２には、外装缶３１内の圧力が所定値以上に上昇したときに当該電池蓋３２の一部を破断させて内部圧力を外部に逃がす（放出させる）内圧開放機構３６が設けられている。
内圧開放機構３６は、電池蓋３２の内面において長手方向に直線的に延在された２本の第１の開口溝３６ａ（１本の第１の開口溝３６ａは図示せず）と、同じく電池蓋３２の内面において長手方向と直交する幅方向に延在されて両端が２本の第１の開口溝３６ａに連通される第２の開口溝３６ｂとから構成されている。２本の第１の開口溝３６ａは、電池蓋３２の幅方向に対向するように位置する長辺側２辺の内側近傍において電池蓋３２の長辺側外縁に沿うように互いに平行に設けられている。また、第２の開口溝３６ｂは、電極ピン３３の長手方向の一側において一方の短辺側外縁と電極ピン３３との略中央部に位置するように設けられている。
第１の開口溝３６ａおよび第２の開口溝３６ｂは、例えばともに断面形状が下面側に開口したＶ字形状とされている。なお、第１の開口溝３６ａおよび第２の開口溝３６ｂの形状は、この実施の形態に示すＶ字形に限定されるものではない。例えば、第１の開口溝３６ａおよび第２の開口溝３６ｂの形状をＵ字形や半円形としてもよい。
電解液注入口３７は、電池蓋３２を貫通するように設けられている。電解液注入口３７は、電池蓋３２と外装缶３１とをかしめた後、非水電解液を注液するために用いるものであり、非水電解液注液後は封止部材３８によって密封される。このため、予め正極および負極と、セパレータとの間にゲル電解質を形成して巻回電極体を作製する場合には、電解液注入口３７および封止部材３８は設けなくてもよい。
（セパレータ）
セパレータは、第１の実施の形態と同様の構成である。
（非水電解液）
非水電解液は、第２の実施の形態に記載されたものを用いることができる。また、第２の実施の形態で記載したような、非水電解液を高分子化合物に保持させたゲル電解質を用いてもよい。
（電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、次のようにして製造することができる。
（正極および負極の製造方法）
正極および負極は、第２の実施の形態と同様の方法により作製することができる。
（電池の組み立て）
第２の実施の形態と同様にして、正極と負極と、本技術のセパレータと順に積層および巻回し、小判型に細長く巻回された巻回電極体４０を作製する。続いて、巻回電極体４０を例えばアルミニウム（Ａｌ）、鉄（Ｆｅ）等の金属よりなる角型缶である外装缶３１内に収容する。
そして、電池蓋３２に設けられた電極ピン３３と、巻回電極体４０から導出された正極端子４１とを接続した後、電池蓋３２にて封口し、例えば減圧下において電解液注入口３７から非水電解液を注入して封止部材３８にて封止する。以上によって、この非水電解質電池を得ることができる。
４．第４の実施の形態
（電池の構成）
本技術の第４の実施の形態による非水電解質電池について説明する。第４の実施の形態は、第１の実施の形態によるセパレータを用いたラミネートフィルム型非水電解質電池である。
図７は、本技術の第４の実施の形態による非水電解質電池の構成を表す分解斜視図である。この非水電解質電池は、いわゆるラミネートフィルム型といわれるものであり、正極リード５１および負極リード５２が取り付けられた巻回電極体５０をフィルム状の外装部材６０の内部に収容したものである。
正極リード５１および負極リード５２は、それぞれ、外装部材６０の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。正極リード５１および負極リード５２は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルあるいはステンレス等の金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。
外装部材６０は、例えば、金属層の両面に樹脂層が形成されたラミネートフィルムからなる。ラミネートフィルムは、金属層のうち電池外側に露出する面に外側樹脂層が形成され、巻回電極体５０等の発電要素に対向する電池内側面に内側樹脂層が形成される。
金属層は、水分、酸素、光の進入を防ぎ内容物を守る最も重要な役割を担っており、軽さ、伸び性、価格、加工のしやすさからアルミニウム（Ａｌ）が最もよく使われる。外側樹脂層は、外観の美しさや強靱さ、柔軟性等を有し、ナイロンまたはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の樹脂材料が用いられる。内側樹脂層は、熱や超音波で溶け、互いに融着する部分であるため、ポリオレフィン樹脂が適切であり、無延伸ポリプロピレン（ＣＰＰ）が多用される。金属層と外側樹脂層および内側樹脂層との間には、必要に応じて接着剤層を設けてもよい。
外装部材６０は、例えば深絞りにより内側樹脂層側から外側樹脂層の方向に向けて形成された、巻回電極体５０を収容する凹部が設けられており、内側樹脂層が巻回電極体５０と対向するように配設されている。外装部材６０の対向する内側樹脂層同士は、凹部の外縁部において融着等により互いに密着されている。外装部材６０と正極リード５１および負極リード５２との間には、外装部材６０の内側樹脂層と、金属材料からなる正極リード５１および負極リード５２との接着性を向上させるための密着フィルム６１が配置されている。密着フィルム６１は、金属材料との接着性の高い樹脂材料からなり、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレンや、これら材料が変性された変性ポリエチレンあるいは変性ポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂により構成されている。
なお、外装部材６０は、金属層がアルミニウム（Ａｌ）からなるアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレン等の高分子フィルムあるいは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。
図８は、図７に示した巻回電極体５０のＩ−Ｉ線に沿った断面構造を表す断面図である。巻回電極体５０は、正極５３と負極５４とをセパレータ５８およびゲル電解質５６を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は必要に応じて保護テープ５７により保護されている。
（正極）
正極５３は、正極集電体５３Ａの片面あるいは両面に正極活物質層５３Ｂが設けられた構造を有している。正極集電体５３Ａ、正極活物質層５３Ｂの構成は、上述した第３の実施の形態の正極集電体２１Ａおよび正極活物質層２１Ｂと同様である。
（負極）
負極５４は、負極集電体５４Ａの片面あるいは両面に負極活物質層５４Ｂが設けられた構造を有しており、負極活物質層５４Ｂと正極活物質層５３Ｂとが対向するように配置されている。負極集電体５４Ａ、負極活物質層５４Ｂの構成は、上述した第２の実施の形態の負極集電体２２Ａおよび負極活物質層２２Ｂと同様である。
（セパレータ）
セパレータ５８は、第１の実施の形態と同様である。
（非水電解質）
ゲル電解質５６は非水電解質であり、非水電解液と非水電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。なお、第４の実施の形態による非水電解質電池では、ゲル電解質５６の代わりに第２の実施の形態と同様の非水電解液を用いてもよい。
（電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、次のようにして製造することができる。
（正極および負極の製造方法）
正極５３および負極５４は、第２の実施の形態と同様の方法により作製することができる。
（電池の組み立て）
正極５３および負極５４のそれぞれの両面に、非水電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させてゲル電解質５６を形成する。そののち、正極集電体５３Ａの端部に正極リード５１を溶接により取り付けると共に、負極集電体５４Ａの端部に負極リード５２を溶接により取り付ける。
次に、ゲル電解質５６が形成された正極５３と負極５４とをセパレータ５８を介して積層し積層体としたのち、この積層体をその長手方向に巻回して、最外周部に保護テープ５７を接着して巻回電極体５０を形成する。最後に、例えば、外装部材６０の間に巻回電極体５０を挟み込み、外装部材６０の外縁部同士を熱融着等により密着させて封入する。その際、正極リード５１および負極リード５２と外装部材６０との間には密着フィルム６１を挿入する。これにより、図７および図８に示した非水電解質電池が完成する。
また、この非水電解質電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述したようにして正極５３および負極５４を作製し、正極５３および負極５４に正極リード５１および負極リード５２を取り付けたのち、正極５３と負極５４とをセパレータ５８を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ５７を接着して、巻回電極体５０を形成する。次に、この巻回電極体５０を外装部材６０に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材６０の内部に収納する。続いて、非水電解液とともに、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤等の他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材６０の内部に注入する。
電解質用組成物を注入したのち、外装部材６０の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封する。次に、熱を加えてモノマーを重合させて高分子化合物とすることによりゲル状のゲル電解質５６を形成し、図７および図８に示した非水電解質電池を組み立てる。
さらに、非水電解質電池においてゲル電解質５６の代わりに非水電解液を用いる場合には、正極５３と負極５４とをセパレータ５８を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ５７を接着して、巻回電極体５０を形成する。次に、この巻回電極体５０を外装部材６０に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装部材６０の内部に収納する。続いて、非水電解液を外装部材６０の内部に注入し、外装部材６０の開口部を真空雰囲気下で熱融着して密封することにより、非水電解質電池を組み立てる。
（ラミネートフィルム型非水電解質電池の他の例）
本技術の第４の実施の形態では、巻回電極体５０が外装部材６０で外装された非水電解質電池について説明したが、図９Ａ〜図９Ｃに示すように、巻回電極体５０の代わりに積層電極体７０を用いてもよい。図９Ａは、積層電極体７０を収容した非水電解質電池の外観図である。図９Ｂは、外装部材６０に積層電極体７０が収容される様子を示す分解斜視図である。図９Ｃは、図９Ａに示す非水電解質電池の底面側からの外観を示す外観図である。
積層電極体７０は、矩形状の正極７３および負極７４を、セパレータ７５を介して積層し、固定部材７６で固定した積層電極体７０を用いる。積層電極体７０からは、正極７３と接続された正極リード７１および負極７４と接続された負極リード７２とが導出されており、正極リード７１および負極リード７２と外装部材６０との間には密着フィルム６１が設けられる。セパレータ７５は第１の実施の形態と同様である。セパレータ７５には、非水電解液が含浸される。また、正極７３および負極７４の表面には、例えばゲル電解質層が形成されていてもよい。
なお、ゲル電解質の形成方法または非水電解液の注液方法、および外装部材６０の熱融着方法は、上述した方法を用いることができる。
５．第５の実施の形態
（電池パックの例）
図１０は、本技術の第２〜第４の実施の形態による非水電解質電池（以下、二次電池と適宜称する）を電池パックに適用した場合の回路構成例を示すブロック図である。電池パックは、組電池３０１、外装、充電制御スイッチ３０２ａと、放電制御スイッチ３０３ａ、を備えるスイッチ部３０４、電流検出抵抗３０７、温度検出素子３０８、制御部３１０を備えている。
また、電池パックは、正極端子３２１および負極端子３２２を備え、充電時には正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ充電器の正極端子、負極端子に接続され、充電が行われる。また、電子機器使用時には、正極端子３２１および負極端子３２２がそれぞれ電子機器の正極端子、負極端子に接続され、放電が行われる。
組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続してなる。この二次電池３０１ａは本技術の二次電池である。なお、図１０では、６つの二次電池３０１ａが、２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された場合が例として示されているが、その他、ｎ並列ｍ直列（ｎ，ｍは整数）のように、どのような接続方法でもよい。
スイッチ部３０４は、充電制御スイッチ３０２ａおよびダイオード３０２ｂ、ならびに放電制御スイッチ３０３ａおよびダイオード３０３ｂを備え、制御部３１０によって制御される。ダイオード３０２ｂは、正極端子３２１から組電池３０１の方向に流れる充電電流に対して逆方向で、負極端子３２２から組電池３０１の方向に流れる放電電流に対して順方向の極性を有する。ダイオード３０３ｂは、充電電流に対して順方向で、放電電流に対して逆方向の極性を有する。尚、例では＋側にスイッチ部３０４を設けているが、−側に設けても良い。
充電制御スイッチ３０２ａは、電池電圧が過充電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に充電電流が流れないように充放電制御部によって制御される。充電制御スイッチ３０２ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０２ｂを介することによって放電のみが可能となる。また、充電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる充電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
放電制御スイッチ３０３ａは、電池電圧が過放電検出電圧となった場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に放電電流が流れないように制御部３１０によって制御される。放電制御スイッチ３０３ａのＯＦＦ後は、ダイオード３０３ｂを介することによって充電のみが可能となる。また、放電時に大電流が流れた場合にＯＦＦされて、組電池３０１の電流経路に流れる放電電流を遮断するように、制御部３１０によって制御される。
温度検出素子３０８は例えばサーミスタであり、組電池３０１の近傍に設けられ、組電池３０１の温度を測定して測定温度を制御部３１０に供給する。電圧検出部３１１は、組電池３０１およびそれを構成する各二次電池３０１ａの電圧を測定し、この測定電圧をＡ／Ｄ変換して、制御部３１０に供給する。電流測定部３１３は、電流検出抵抗３０７を用いて電流を測定し、この測定電流を制御部３１０に供給する。
スイッチ制御部３１４は、電圧検出部３１１および電流測定部３１３から入力された電圧および電流を基に、スイッチ部３０４の充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａを制御する。スイッチ制御部３１４は、二次電池３０１ａのいずれかの電圧が過充電検出電圧もしくは過放電検出電圧以下になったとき、また、大電流が急激に流れたときに、スイッチ部３０４に制御信号を送ることにより、過充電および過放電、過電流充放電を防止する。
ここで、例えば、二次電池がリチウムイオン二次電池の場合、過充電検出電圧が例えば４．２０Ｖ±０．０５Ｖと定められ、過放電検出電圧が例えば２．４Ｖ±０．１Ｖと定められる。
充放電スイッチは、例えばＭＯＳＦＥＴ等の半導体スイッチを使用できる。この場合ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードがダイオード３０２ｂおよび３０３ｂとして機能する。充放電スイッチとして、Ｐチャンネル型ＦＥＴを使用した場合は、スイッチ制御部３１４は、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａのそれぞれのゲートに対して、制御信号ＤＯおよびＣＯをそれぞれ供給する。充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａはＰチャンネル型である場合、ソース電位より所定値以上低いゲート電位によってＯＮする。すなわち、通常の充電および放電動作では、制御信号ＣＯおよびＤＯをローレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＮ状態とする。
そして、例えば過充電もしくは過放電の際には、制御信号ＣＯおよびＤＯをハイレベルとし、充電制御スイッチ３０２ａおよび放電制御スイッチ３０３ａをＯＦＦ状態とする。
メモリ３１７は、ＲＡＭやＲＯＭからなり例えば不揮発性メモリであるＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等からなる。メモリ３１７では、制御部３１０で演算された数値や、製造工程の段階で測定された各二次電池３０１ａの初期状態における電池の内部抵抗値等が予め記憶され、また適宜、書き換えも可能である。（また、二次電池３０１ａの満充電容量を記憶させておくことで、制御部３１０とともに例えば残容量を算出することができる。
温度検出部３１８では、温度検出素子３０８を用いて温度を測定し、異常発熱時に充放電制御を行ったり、残容量の算出における補正を行う。
６．第６の実施の形態
上述した本技術の第２〜第４の実施の形態による電池およびこれを用いた第５の実施の形態による電池パックは、例えば電子機器や電動車両、蓄電装置等の機器に搭載または電力を供給するために使用することができる。
電子機器として、例えばノート型パソコン、ＰＤＡ（携帯情報端末）、携帯電話、コードレスフォン子機、ビデオムービー、デジタルスチルカメラ、電子書籍、電子辞書、音楽プレイヤー、ラジオ、ヘッドホン、ゲーム機、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられる。
また、電動車両としては鉄道車両、ゴルフカート、電動カート、電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）等が挙げられ、これらの駆動用電源または補助用電源として用いられる。
蓄電装置としては、住宅をはじめとする建築物用または発電設備用の電力貯蔵用電源等が挙げられる。
以下では、上述した適用例のうち、上述した本技術の非水電解質電池を適用した蓄電装置を用いた蓄電システムの具体例を説明する。
この蓄電システムは、例えば下記の様な構成が挙げられる。第１の蓄電システムは、再生可能エネルギーから発電を行う発電装置によって蓄電装置が充電される蓄電システムである。第２の蓄電システムは、蓄電装置を有し、蓄電装置に接続される電子機器に電力を供給する蓄電システムである。第３の蓄電システムは、蓄電装置から、電力の供給を受ける電子機器である。これらの蓄電システムは、外部の電力供給網と協働して電力の効率的な供給を図るシステムとして実施される。
さらに、第４の蓄電システムは、蓄電装置から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、蓄電装置に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう制御装置とを有する電動車両である。第５の蓄電システムは、他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報送受信部とを備え、送受信部が受信した情報に基づき、上述した蓄電装置の充放電制御を行う電力システムである。第６の蓄電システムは、上述した蓄電装置から、電力の供給を受け、または発電装置または電力網から蓄電装置に電力を供給する電力システムである。以下、蓄電システムについて説明する。
（６−１）応用例としての住宅における蓄電システム
本技術の電池を用いた蓄電装置を住宅用の蓄電システムに適用した例について、図１１を参照して説明する。例えば住宅４０１用の蓄電システム４００においては、火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２から電力網４０９、情報網４１２、スマートメータ４０７、パワーハブ４０８等を介し、電力が蓄電装置４０３に供給される。これと共に、家庭内の発電装置４０４等の独立電源から電力が蓄電装置４０３に供給される。蓄電装置４０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置４０３を使用して、住宅４０１で使用する電力が給電される。住宅４０１に限らずビルに関しても同様の蓄電システムを使用できる。
住宅４０１には、発電装置４０４、電力消費装置４０５、蓄電装置４０３、各装置を制御する制御装置４１０、スマートメータ４０７、各種情報を取得するセンサ４１１が設けられている。各装置は、電力網４０９および情報網４１２によって接続されている。発電装置４０４として、太陽電池、燃料電池等が利用され、発電した電力が電力消費装置４０５および／または蓄電装置４０３に供給される。電力消費装置４０５は、冷蔵庫４０５ａ、空調装置４０５ｂ、テレビジョン受信機４０５ｃ、風呂４０５ｄ等である。さらに、電力消費装置４０５には、電動車両４０６が含まれる。電動車両４０６は、電気自動車４０６ａ、ハイブリッドカー４０６ｂ、電気バイク４０６ｃである。
蓄電装置４０３に対して、本技術の電池が適用される。本技術の電池は、例えば上述したリチウムイオン二次電池によって構成されていてもよい。スマートメータ４０７は、商用電力の使用量を測定し、測定された使用量を、電力会社に送信する機能を備えている。電力網４０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数を組み合わせても良い。
各種のセンサ４１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサ等である。各種のセンサ４１１により取得された情報は、制御装置４１０に送信される。センサ４１１からの情報によって、気象の状態、人の状態等が把握されて電力消費装置４０５を自動的に制御してエネルギー消費を最小とすることができる。さらに、制御装置４１０は、住宅４０１に関する情報をインターネットを介して外部の電力会社等に送信することができる。
パワーハブ４０８によって、電力線の分岐、直流交流変換等の処理がなされる。制御装置４１０と接続される情報網４１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ａｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓ Ｒｅｃｅｉｖｅｒ−Ｔｒａｎｓｃｅｉｖｅｒ：非同期シリアル通信用送受信回路）等の通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ−Ｆｉ等の無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ（Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ）８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはＷ（Ｗｉｒｅｌｅｓｓ）ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
制御装置４１０は、外部のサーバ４１３と接続されている。このサーバ４１３は、住宅４０１、電力会社、サービスプロバイダーの何れかによって管理されていても良い。サーバ４１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信しても良いが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機等）から送受信しても良い。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）等に、表示されても良い。
各部を制御する制御装置４１０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）等で構成され、この例では、蓄電装置４０３に格納されている。制御装置４１０は、蓄電装置４０３、家庭内の発電装置４０４、電力消費装置４０５、各種のセンサ４１１、サーバ４１３と情報網４１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能等を備えていても良い。
以上のように、電力が火力発電４０２ａ、原子力発電４０２ｂ、水力発電４０２ｃ等の集中型電力系統４０２のみならず、家庭内の発電装置４０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置４０３に蓄えることができる。したがって、家庭内の発電装置４０４の発電電力が変動しても、外部に送出する電力量を一定にしたり、または、必要なだけ放電するといった制御を行うことができる。例えば、太陽光発電で得られた電力を蓄電装置４０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置４０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置４０３によって蓄電した電力を放電して利用するといった使い方もできる。
なお、この例では、制御装置４１０が蓄電装置４０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ４０７内に格納されても良いし、単独で構成されていても良い。さらに、蓄電システム４００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
（６−２）応用例としての車両における蓄電システム
本技術を車両用の蓄電システムに適用した例について、図１２を参照して説明する。図１２に、本技術が適用されるシリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両の構成の一例を概略的に示す。シリーズハイブリッドシステムはエンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置で走行する車である。
このハイブリッド車両５００には、エンジン５０１、発電機５０２、電力駆動力変換装置５０３、駆動輪５０４ａ、駆動輪５０４ｂ、車輪５０５ａ、車輪５０５ｂ、バッテリー５０８、車両制御装置５０９、各種センサ５１０、充電口５１１が搭載されている。バッテリー５０８に対して、上述した本技術の非水電解質電池が適用される。
ハイブリッド車両５００は、電力駆動力変換装置５０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置５０３の一例は、モータである。バッテリー５０８の電力によって電力駆動力変換装置５０３が作動し、この電力駆動力変換装置５０３の回転力が駆動輪５０４ａ、５０４ｂに伝達される。なお、必要な個所に直流−交流（ＤＣ−ＡＣ）あるいは逆変換（ＡＣ−ＤＣ変換）を用いることによって、電力駆動力変換装置５０３が交流モータでも直流モータでも適用可能である。各種センサ５１０は、車両制御装置５０９を介してエンジン回転数を制御したり、図示しないスロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御したりする。各種センサ５１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサ等が含まれる。
エンジン５０１の回転力は発電機５０２に伝えられ、その回転力によって発電機５０２により生成された電力をバッテリー５０８に蓄積することが可能である。
図示しない制動機構によりハイブリッド車両５００が減速すると、その減速時の抵抗力が電力駆動力変換装置５０３に回転力として加わり、この回転力によって電力駆動力変換装置５０３により生成された回生電力がバッテリー５０８に蓄積される。
バッテリー５０８は、ハイブリッド車両５００の外部の電源に接続されることで、その外部電源から充電口５１１を入力口として電力供給を受け、受けた電力を蓄積することも可能である。
図示しないが、二次電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行なう情報処理装置を備えていても良い。このような情報処理装置としては、例えば、電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置等がある。
なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、或いはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力がいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
以下、実施例により、本技術を詳細に説明する。なお、本技術の構成は下記の実施例に限定されるものではない。
＜実施例１−１＞
（セパレータの作製）
（樹脂溶液の調製）
まず、無機粒子である平均粒子径０．５μｍのアルミナ粒子と、平均粒子径１０μｍの崩壊性粒子Ｈ１２２（ＡＧＣエスアイテック株式会社製シリカ二次粒子）と、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデンとを混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させて樹脂溶液を調製した。なお、樹脂溶液の調製の際、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ１２２との体積比率（アルミナ：Ｈ１２２）は８０：２０に調整し、粒子（アルミナ粒子および崩壊性粒子Ｈ１２２）とポリフッ化ビニリデンとの体積比率（粒子：ポリフッ化ビニリデン）は８０：２０に調整した。粒子の体積比率は、それぞれの材料の真比重にて計算したが、崩壊性粒子については細孔容積と材料の真比重から算出した、粒子そのものの比重から計算した。なお、崩壊性粒子Ｈ１２２の場合、細孔容積が１．６３ｍｌ／ｇであるため、粒子そのものの比重は０．４８ｇ／ｍｌである。
（表面層の形成）
基材として厚さ１２μｍのポリエチレン（ＰＥ）多孔質膜を用いた。この基材の一方の表面（片面）に、上記樹脂溶液を、第２の領域の膜厚が３．０μｍになるように塗布量を調節して塗布し、水からなる凝固液に浸漬後、乾燥させることで多孔質の表面層を形成した。なお、表面層には、第１の粒子（崩壊性粒子Ｈ１２２）で構成された第１の領域と、第２の粒子（アルミナ粒子）および樹脂材料（ポリフッ化ビニリデン）を含む第２の領域とが形成されていた。表面層では、第１の領域が第２の領域に点在していた。以上により、実施例１−１のセパレータを作製した。
＜実施例１−２＞
平均粒子径１０μｍの崩壊性粒子Ｈ１２２（ＡＧＣエスアイテック株式会社製シリカ二次粒子）の代わりに、平均粒子径８μｍの崩壊性粒子Ｈ５２（ＡＧＣエスアイテック株式会社製シリカ二次粒子）を用いた点以外は、実施例１−１と同様にしてセパレータを作製した。なお、崩壊性粒子Ｈ５２の粒子そのものの比重は、０．４５ｇ／ｍｌである。
＜実施例１−３＞
平均粒子径１０μｍの崩壊性粒子Ｈ１２２（ＡＧＣエスアイテック株式会社製シリカ二次粒子）の代わりに、平均粒子径５μｍの崩壊性粒子Ｈ３３（ＡＧＣエスアイテック株式会社製シリカ二次粒子）を用いた点以外は、実施例１−１と同様にしてセパレータを作製した。なお、崩壊性粒子Ｈ３３の粒子そのものの比重は、０．４８ｇ／ｍｌである。
＜実施例１−４＞
基材の両方の表面（両面）に、樹脂溶液を塗布し、基材の両面に表面層を形成した点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。なお、樹脂溶液の片面当たりの塗布量は、実施例１−３と同様にした。
＜実施例１−５＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を７０：３０に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例１−６＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を６０：４０に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例１−７＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を５０：５０に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例１−８＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を４０：６０に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例１−９＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を３０：７０に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例１−１０＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を２０：８０に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例１−１１＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を１０：９０に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例１−１２＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子と崩壊性粒子Ｈ３３との体積比率（アルミナ粒子：崩壊性粒子Ｈ３３）を５：９５に変えた点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例１−１＞
表面層を形成せず、基材（厚さ１２μｍのポリエチレン（ＰＥ）多孔質膜）を比較例１−１のセパレータとした。
＜比較例１−２＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子を使用せず、崩壊性粒子Ｈ１２２のみを使用した点以外は、実施例１−１と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例１−３＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子を使用せず、崩壊性粒子Ｈ５２のみを使用した点以外は、実施例１−２と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例１−４＞
樹脂溶液の調製の際に、アルミナ粒子を使用せず、崩壊性粒子Ｈ３３のみを使用した点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例１−５＞
基材の両方の面に、樹脂溶液を塗布した点以外は、比較例１−４と同様にして、セパレータを作製した。なお、樹脂溶液の片面当たりの塗布量は、比較例１−４と同様である。
＜比較例１−６＞
樹脂溶液の調製の際に、崩壊性粒子Ｈ１２２を使用せず、アルミナ粒子のみを使用した点以外は、実施例１−１と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例１−７＞
樹脂溶液の調製の際に、崩壊性粒子Ｈ１２２の代わりに、平均粒子径６μｍのベーマイト粒子を使用した点以外は、実施例１−１と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例１−８＞
基材の両方の面に、樹脂溶液を塗布した点以外は、比較例１−７と同様にして、セパレータを作製した。なお、樹脂溶液の片面当たりの塗布量は、比較例１−７と同様である。
＜比較例１−９＞
樹脂溶液の調製の際に、崩壊性粒子Ｈ１２２の代わりに、平均粒子径９．５μｍのベーマイト粒子を使用した点以外は、実施例１−１と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例１−１０＞
基材の両方の面に、樹脂溶液を塗布した点以外は、比較例１−９と同様にして、セパレータを作製した。なお、樹脂溶液の片面当たりの塗布量は、比較例１−９と同様である。
＜比較例１−１１＞
（樹脂溶液の調製）
まず、無機粒子である平均粒子径０．５μｍのアルミナ粒子と、平均粒子径７ｎｍのシリカ粒子（日本アエロジル社製Ｒ８１２）と、樹脂材料であるポリフッ化ビニリデンとを混合し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに分散させて樹脂溶液を調製した。なお、樹脂溶液の調製の際、アルミナ粒子とシリカ粒子との体積比率（アルミナ：シリカ粒子）は８０：２０に調整し、粒子（アルミナ粒子およびシリカ粒子）とポリフッ化ビニリデンとの体積比率（粒子：ポリフッ化ビニリデン）は８０：２０に調整した。粒子の体積比率は、それぞれの材料の真比重にて計算した。
（表面層の形成）
基材として厚さ１２μｍのポリエチレン（ＰＥ）多孔質膜を用いた。この基材の一方の表面（片面）に、上記樹脂溶液を、第２の領域の膜厚が３．０μｍになるように塗布量を調節して塗布し、水からなる凝固液に浸漬後、乾燥させることで多孔質の表面層を形成した。以上により、比較例１−１１のセパレータを作製した。
（ＳＥＭ観察）
表面層の圧縮前および圧縮後の状態を確認するため、圧縮前および圧縮後の表面層のＳＥＭ（Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察を行った。
（表面観察）
まず、崩壊性粒子の崩壊性を確認するための表面観察を行った。この表面観察では、崩壊性粒子の表面が第２の粒子（アルミナ粒子）によって被覆されていると、崩壊性粒子の崩壊性が確認しづらいため、崩壊性粒子の表面が第２の粒子（アルミナ粒子）によって被覆されていない比較例１−２のセパレータを、ＳＥＭ観察を行うサンプルに選定した。
セパレータ１枚を厚紙で挟み、ハンドプレス機を使用して１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でセパレータを圧縮した。圧縮前および圧縮後の表面層の状態について、株式会社日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡Ｓ４８００を使用して電子顕微鏡観察を行った。
図１３Ａに、比較例１−２のセパレータの圧縮前の表面層のＳＥＭ像を示す。図１３Ｂに、比較例１−２のセパレータの圧縮後の表面層のＳＥＭ像を示す。図１３Ａおよび図１３Ｂに示すように、圧縮前の崩壊性粒子Ｈ１２２が、圧縮後において崩壊して潰れた状態を確認できた。
（断面観察）
圧縮後の表面層の状態を確認するためのセパレータの断面観察を行った。実施例１−１のセパレータを、ＳＥＭ観察を行うサンプルに選定した。このセパレータ１枚を厚紙で挟み、ハンドプレス機を使用して１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でセパレータを圧縮した。圧縮後のセパレータの断面について、株式会社日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡Ｓ４８００を使用して電子顕微鏡観察を行った。
図１４Ａは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の断面のＳＥＭ像を示す。図１４Ｂは、図１４Ａにおける矢印ａで示す部分を拡大したＳＥＭ像である。図１４Ｃは、図１４Ｂにおける矢印ｂで示す部分を拡大したＳＥＭ像である。
図１４Ａ〜図１４Ｃに示すように、圧縮後において、二次粒子である第１の粒子（崩壊性粒子Ｈ１２２）は崩壊して潰れていた。圧縮後においても、二次粒子である第１の粒子（崩壊性粒子Ｈ１２２）で構成された第１の領域Ｒ１と、第２の粒子（アルミナ粒子）および樹脂材料（ポリフッ化ビニリデン）で構成された第２の領域Ｒ２が維持されていた。
（圧縮後の表面層のＳＥＭ観察、ＥＤＸによる元素マッピング）
圧縮後の表面層のＳＥＭ観察、ＥＤＸによる元素マッピングを行った。観察するサンプルは、実施例１−１のセパレータと、比較例１−１１のセパレータを選定した。
セパレータ１枚を厚紙で挟み、ハンドプレス機を使用して１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でセパレータを圧縮した。圧縮前および圧縮後の表面層の状態について、株式会社日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡Ｓ４８００を使用して電子顕微鏡観察およびＥＤＸ（Ｅｎｅｒｇｙ Ｄｉｓｐｅｒｓｉｖｅ Ｘ−ｒａｙ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）による元素マッピングを行った。
図１５Ａは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の表面層のＳＥＭ像である。図１５Ｂは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。図１５Ｃは、実施例１−１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。図１５Ｄは、比較例１−１１のセパレータの圧縮後の表面層のＳＥＭ像である。図１５Ｅは、比較例１−１１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。図１５Ｆは、比較例１−１１のセパレータの圧縮後の表面層の元素マッピング像である。
図１５Ａに示すように、セパレータを圧縮後、第１の粒子（崩壊性粒子Ｈ１２２）が崩壊しても、第１の粒子（崩壊性粒子Ｈ１２２）で構成された第１の領域Ｒ１と第２の粒子（アルミナ）および樹脂材料（ポリフッ化ビニリデン）で構成された第２の領域Ｒ２とが維持されていることが、ＳＥＭ観察により確認できた。また、図１５Ｂ〜図１５Ｃに示すように、第１の粒子の構成元素（Ｓｉ）の元素マッピング像、第２の粒子の構成元素（Ａｌ）の元素マッピング像より、第１の領域Ｒ１と第２の領域Ｒ２とが確認できた。すなわち、図１５Ｂにおいて、Ａｌが密に存在しない領域がＲ１を示しており、Ａｌが満遍なく存在している領域がＲ２を示している。図１５Ｃにおいて、Ｓｉが密に存在している領域がＲ１を示しており、Ｓｉが密に存在していない領域がＲ２を示している。一方、図１５Ｄ〜図１５Ｆに示すように、アルミナとナノシリカ粒子との混合物を含む塗料を塗布により形成した表面層では、偏斥は起こりうるが、実施例１−１のような第１の領域が第２の領域に点在した状態が確認できなかった。
（評価）
実施例１−１〜実施例１−１２、および比較例１−１〜比較例１−１０について、以下の「粒子の崩壊性の確認」、「表面層の圧縮率の測定」、「耐剥がれ性の評価」を行った。
（粒子の崩壊性の確認）
セパレータ１枚を厚紙で挟み、ハンドプレス機を使用して１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でセパレータを圧縮した。圧縮前および圧縮後の表面層の状態について、株式会社日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡Ｓ４８００を使用して電子顕微鏡観察し、圧縮後、粒子が崩壊して潰れた状態が確認できたものを崩壊性有りとした。圧縮後、粒子が、崩壊せず潰れていなかったものを崩壊性無しとした。
（表面層の圧縮率の測定）
表面層の圧縮率は、次のようにして求めた。まず、圧縮前の表面層の膜厚を求めた。圧縮前の表面層の膜厚は、次のようにして求めた。
まず、直径６ｍｍの円形平面圧子を用いてセパレータに１．８ｋｇ／ｃｍ２の荷重をかけた際の厚みから基材の厚み（１２μｍ）を差し引いた、片面当たりの表面層の膜厚を測定した。さらに上記測定を１０点繰り返して平均値を算出し、平均値を表面層の膜厚として求めた。
次に、セパレータ１枚を厚紙で挟み、ハンドプレス機を使用して１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でセパレータを圧縮した。次に、圧縮後のセパレータの表面層の膜厚を上記と同様に求めた。
次に、圧縮前後の表面層の膜厚の差分から、潰れた表面層厚みを算出した。次に、上述のようにして求めた「潰れた表面層厚み」および「圧縮前の表面層の膜厚」を以下の式に代入することにより、表面層の圧縮率を求めた。
表面層圧縮率（％）＝（潰れた表面層厚み／圧縮前の表面層の膜厚）×１００（％）
（耐剥がれ性の評価）
セパレータの表面層を株式会社日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡Ｓ４８００を使用して電子顕微鏡観察を行うことにより、耐剥がれ性の評価を行った。
具体的には、表面層について、所定範囲（２５０μｍ×１００μｍ）のＳＥＭ観察をランダムに１０箇所行い、以下の基準で耐酸化性を評価した。
第１の領域を形成する粒子の剥がれが確認できない場合
◎
第１の領域を形成する粒子の剥がれが１〜３箇所確認できた場合
○
第１の領域を形成する粒子の剥がれが４箇所以上確認できた場合
×
なお、図１６Ａに、実施例１−１１の表面層の第１の粒子が剥がれていない状態のＳＥＭ像を示し、図１６Ｂに、実施例１−１２の第１の粒子の剥がれが生じた箇所のＳＥＭ像を示す。
実施例１−１〜実施例１−１２および比較例１−１〜比較例１−１０の評価結果を表１に示す。
表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−１２では、崩壊性粒子で構成された第１の領域を有するため、表面層の圧縮率を大きくすることができた。また、実施例１−１〜実施例１−１２では、第１の領域と共に、崩壊性粒子と異なる第２の粒子および樹脂材料で構成された第２の領域を備えるため、耐剥がれ性を確保することができた。一方、比較例１−１〜比較例１−４では、表面層は崩壊性粒子を含んでいるが、第２の領域を備えていないため、耐剥がれ性が悪かった。比較例１−６〜比較例１−１０では、表面層が崩壊性粒子を含んでいないため、表面層の圧縮率が小さかった。
＜実施例２−１〜実施例２−１２＞
実施例１−１〜実施例１−１２と同様にして、実施例２−１〜実施例２−１２のセパレータを作製した。
＜比較例２−１〜比較例２−７＞
比較例１−１〜比較例１−７と同様にして、比較例２−１〜比較例２−７のセパレータを作製した。
＜比較例２−８＞
比較例２−７と同様にして、比較例２−８のセパレータを作製した。
＜比較例２−９〜比較例２−１０＞
基材の両方の面に、樹脂溶液を塗布した点以外は、比較例２−７と同様にして、セパレータを作製した。なお、樹脂溶液の片面当たりの塗布量は、比較例２−７と同様である。
（評価）
実施例２−１〜実施例２−１２、および比較例２−１〜比較例２−１０について、上記と同様の「粒子の崩壊性の確認」、上記と同様の「圧縮前の表面層および圧縮後の表面層の膜厚の測定」、「圧縮前および圧縮後の透気度測定」を行った。
（圧縮前および圧縮後の透気度測定）
まず、圧縮前後のセパレータの透気度を求めた。透気度は、次のようにして求めた。ＪＩＳ Ｐ８１１７準拠のガーレー式透気度計を用い、６４５ｍｍ２の面積（直径２８．６ｍｍの円）の微多孔膜を空気１００ｃｃが通過する時間（秒）を測定し、透気度とした。
次に、セパレータ１枚を厚紙で挟み、ハンドプレス機を使用して１００ｋｇ／ｃｍ２（比較例２−７、比較例２−９以外）または２００ｋｇ／ｃｍ２（比較例２−７、比較例２−９）の圧力でセパレータを圧縮した。次に、上記と同様にして、圧縮後のセパレータの透気度を求めた。なお、比較例２−７および比較例２−９では、崩壊性がない粒子を用いた場合において、崩壊性粒子を用いた場合の潰れ量と同等の潰れ量を得た場合の、セパレータの透気度を評価するため、圧縮圧力を上げている。すなわち、比較例２−７では実施例２−１と表面層の圧縮率が同程度になり、比較例２−９では実施例２−２と表面層の圧縮率が同程度になるような圧縮圧力としている。
実施例２−１〜実施例２−１２、および比較例２−１〜比較例２−１０の評価結果を表２に示す。
表２に示すように、実施例２−１〜実施例２−１２では、第１の領域を構成する粒子に崩壊性があるため、表面層の潰れ量が多いと共に、圧縮後の透気度の上昇もより抑制することができた。一方、比較例２−１では、基材のみでは、厚み測定で検出できる程度にはつぶれることができないが、基材表面が圧縮されているため、圧縮後、透気度の上昇が大きかった。比較例２−７、比較例２−９では、粒子に崩壊性がない場合、潰れ量は少なくなるが、透気度の上昇は、第１の領域を構成する粒子が、崩壊性がある場合と同程度である。比較例２−８、比較例２−１０では、粒子に崩壊性がない場合において、潰れ量確保のために圧縮圧力を上昇させると、潰れ量は崩壊性がある場合と同程度であるが、透気度の上昇が大きかった。
＜実施例３−１＞
実施例１−８と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例３−１＞
比較例１−６と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例３−２＞
比較例１−７と同様にして、セパレータを作製した。
（評価）
実施例３−１および比較例３−１〜比較例３−２について、上記と同様の「粒子の崩壊性の確認」、上記と同様の「表面層圧縮率の測定」、「圧縮前の表面粗さ（Ｒａ）の測定」、「圧縮後の表面粗さ（Ｒａ）の測定」、「圧縮前および圧縮後の表面層のＳＥＭ観察」を行った。
（圧縮前の表面粗さ（Ｒａ）の測定）
まず、圧縮前の表面層の表面粗さ（Ｒａ）を次のようにして測定した。レーザー顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ−９５００）を用いて、表面の凹凸を測定した。この際、測定した範囲は２１０μｍ×２８０μｍで行い、測定結果からＲａ（算術平均粗さ）を算出した。
（圧縮後の表面粗さ（Ｒａ）の測定）
次に、セパレータ１枚を厚紙で挟み、ハンドプレス機を使用して１００ｋｇ／ｃｍ２の圧力でセパレータを圧縮した。レーザー顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ−９５００）を用いて、表面の凹凸を測定した。この際、測定した範囲は２１０μｍ×２８０μｍで行い、測定結果からＲａ（算術平均粗さ）を算出した。
（圧縮前および圧縮後の表面層のＳＥＭ観察）
実施例３−１、比較例３−２について、圧縮前および圧縮後の表面層のＳＥＭ観察を行った。図１７Ａに実施例３−１のセパレータの表面層（圧縮前）のＳＥＭ像を示す。図１７Ｂに実施例３−１のセパレータの表面層（圧縮後）のＳＥＭ像を示す。図１８Ａに比較例３−２のセパレータの表面層（圧縮前）を示す。図１８Ｂに比較例３−２のセパレータの表面層（圧縮後）を示す。
実施例３−１および比較例３−１〜比較例３−２の評価結果を表３に示す。
表３に示すように、実施例３−１では、第１の領域を構成する第１の粒子（崩壊性粒子Ｈ３３）が崩壊性を有することによって、圧縮前の凹凸形状が、平滑になるまで、第１の粒子（崩壊性粒子Ｈ３３）が潰れる。したがって、圧縮後の表面層の表面粗さが小さかった。実施例３−１では、圧縮後の表面粗さを改善し、電極間距離を一定とすることで、電位ムラ等の悪影響を抑制することができる。一方、比較例３−２では、粒子（ベーマイト粒子）が、崩壊性がないため、圧縮後の表面層の表面粗さが大きかった。なお、比較例３−１では、表面層に含まれる粒子は単独種であり圧縮前から表面粗さが小さいため、圧縮前と圧縮後との表面粗さにほとんど差がなかった。
＜実施例４−１＞
表面層を形成する際、第２の領域の膜厚が１．５μｍになるように、樹脂溶液の塗布量を調整した。以上の点以外は、実施例１−３と同様にして、セパレータを作製した。
＜実施例４−２＞
表面層を形成する際、第２の領域の膜厚が１．０μｍになるように、樹脂溶液の塗布量を調整した。以上の点以外は、実施例４−１と同様にして、セパレータを作製した。
（評価）
実施例４−１〜実施例４−２について、「第２の領域の膜厚の測定」、「耐酸化性評価」を行った。
（第２の領域の膜厚の測定）
セパレータの表面層をテープで剥がし、作成した表面層の塗布部と未塗布部の段差をレーザー顕微鏡（キーエンス社製、ＶＫ−９５００）を用いて測定した。基材と第２の領域との段差を第２の領域の膜厚とした。
（耐酸化性評価）
セパレータの表面層を株式会社日立ハイテクノロジー製の走査型電子顕微鏡Ｓ４８００を使用して電子顕微鏡観察を行って耐酸化性を評価した。具体的には、表面層について、所定範囲（２５０μｍ×１００μｍ）のＳＥＭ観察をランダムに１０箇所行い、以下の基準で耐酸化性を評価した。
基材表面が露出している部分を確認できなかった場合 ◎
１箇所以上基材表面が露出している部分を確認できた場合 ○
すべての箇所に基材表面が露出している部分を確認できた場合 ×
実施例４−１〜実施例４−２についての評価結果を表４に示す。なお、実施例４−１〜実施例４−２では、すべての箇所に基材表面が露出している部分を確認できた場合（×）評価に該当するものはなかった。
表４に示すように、実施例４−１〜実施例４−２によれば、第２の領域の膜厚が１．５μｍ以上であれば、基材の露出がなく、より耐熱性および耐酸化性に優れた効果を得られることが確認できた。
＜実施例５−１＞
表面層を形成する際、第２の領域の膜厚が１．５μｍになるように、樹脂溶液の塗布量を調整した。以上の点以外は、実施例１−４と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例５−１＞
表面層を形成していない、基材（厚さ１２μｍのポリエチレン（ＰＥ）多孔質膜）を比較例５−１のセパレータとした。
＜比較例５−２＞
基材の両方の面に、樹脂溶液を塗布した。表面層を形成する際、表面層の膜厚が２．０μｍになるように、樹脂溶液の塗布量を調整した。以上の点以外は、比較例１−６と同様にして、セパレータを作製した。
＜比較例５−３＞
比較例１−５と同様にして、セパレータを作製した。
（評価）
実施例５−１および比較例５−１〜比較例５−３について、上記と同様の「第２の領域の膜厚の測定」、「耐熱性の評価（高温保存後の収縮率の測定）」を行った。
（耐熱性：高温保存後の収縮率の測定）
各実施例および比較例のセパレータを、ＭＤ（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向に６０ｍｍ、ＴＤ（Ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ）方向に６０ｍｍに切り取り、１５０℃のオーブン中に１時間静置する。このとき、温風が直接セパレータにあたらないよう、セパレータを２枚の紙にはさんで静置した。この後、セパレータをオーブンから取り出して冷却し、ＭＤ方向およびＴＤ方向それぞれの長さ［ｍｍ］を測定した。以下の各式から、ＭＤ方向およびＴＤ方向の熱収縮率を算出した。
ＭＤ熱収縮率（％）＝（６０−加熱後の微多孔膜のＭＤ方向長さ）／６０×１００
ＴＤ熱収縮率（％）＝（６０−加熱後の微多孔膜のＴＤ方向長さ）／６０×１００
表５に、実施例５−１、比較例５−１〜比較例５−３についての評価結果を示す。
表５に示すように、実施例５−１のような、第１の領域および第２の領域を有する表面層を備えたセパレータでは、基材の熱収縮が抑制できた。一方、比較例５−１のように、表面層を形成せず基材のみの場合では、熱収縮が大きかった。比較例５−３のように、表面層に含まれ粒子が崩壊性粒子単独種である場合、基材を均一に被覆できないため、熱収縮が大きかった。比較例５−２のように、表面層に含まれる粒子が、崩壊性を有さないアルミナ粒子単独種である場合、基材を均一に被覆できるため、熱収縮が小さかった。しかしながら、比較例５−２のセパレータは、第１の領域を備えないため、圧縮後の表面層の潰れ量が小さいものとなってしまう。
＜実施例６−１＞
（セパレータの作製）
樹脂溶液の塗布量を変えた点以外は、実施例１−４と同様にしてセパレータを作製した。
次に、以下のようにして、作製したセパレータを用いたコイン型電池および円筒型電池を作製した。
（コイン型電池の作製）
（正極の作製）
正極活物質であるコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）９１質量％と、導電剤であるカーボンブラック６質量％と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）３質量％とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤を分散媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて正極合剤スラリーとした。この正極合剤スラリーを厚さ１５μｍの帯状アルミニウム箔からなる正極集電体の両面に、正極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した正極合剤スラリーの分散媒を蒸発および乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型することにより、正極活物質層を形成した。これを直径１６ｍｍの円形状に打ち抜き正極を形成した。
（負極の作製）
最初に、ガスアトマイズ法でケイ素系材料ＳｉＯｘ（コア部）を得たのち、その表面に粉体蒸着法でコア部よりも低結晶性のケイ素系材料ＳｉＯｙ（被覆部）を堆積させて負極活物質を得た。コア部では半値幅＝０．６°、結晶子サイズ＝９０ｎｍ、平均粒子径＝４μｍとし、被覆部では平均厚さ＝５００ｎｍ、平均被覆率＝７０％とした。
なお、コア部のケイ素系材料（ＳｉＯｘ）を形成する場合には、原材料（ケイ素）の溶融凝固時に酸素導入量を調整して組成（酸化状態）を制御した。被覆部のケイ素系材料（ＳｉＯｙ）を形成する場合には、原材料（ケイ素）の堆積時に酸素あるいは水素の導入量を調整して組成を制御した。粉体蒸着法では、偏向式電子ビーム蒸着源を用いると共に、堆積速度＝２ｎｍ／秒、ターボ分子ポンプで圧力＝１×１０−３Ｐａの真空状態とした。
負極活物質であるケイ素系材料８０質量％と、結着剤であるポリイミドの前駆体であるポリアミック酸溶液２０質量％（乾燥質量比）とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤を分散媒であるＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）に分散させて負極合剤スラリーとした。なお、ポリアミック酸溶液の溶媒として、ＮＭＰおよびＮ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡＣ）を用いた。この負極合剤スラリーを厚さ１５μｍの帯状銅箔からなる負極集電体の両面に、負極集電体の一部が露出するようにして塗布した。この後、塗布した負極合剤スラリーの分散媒を蒸発および乾燥させ、ロールプレスにて圧縮成型した後、４００℃の真空雰囲気中で１時間焼成した。これにより、結着剤であるポリイミドを生成し、負極活物質層を形成した。最後に、直径１７ｍｍの円形状に打ち抜き正極を形成した。
（非水電解液の調製）
炭酸エチレン（ＥＣ）と炭酸ビニレン（ＶＣ）と炭酸ジエチル（ＤＥＣ）とを、質量比３０：１０：６０で混合した非水溶媒に対して、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１ｍｏｌ／ｄｍ３の濃度で溶解させることにより、非水電解液を調製した。
（コイン型電池の組み立て）
作製した正極と負極とセパレータを介して積層して、外装カップおよび外装缶の内部に収容させてガスケットを介してかしめることにより、直径２０ｍｍ、高さ１．６ｍｍのコイン型の非水電解質二次電池を作製した。
（円筒型の電池の作製）
（正極の作製）
上記のコイン型電池の正極の作製工程と同様にして、上記と同様の正極集電体上に、上記と同様の正極活物質層を形成した、最後に、正極端子を正極集電体露出部に取り付け、正極を形成した。
（負極の作製）
上記のコイン型電池の負極の作製工程と同様にして、上記と同様の負極集電体上に、上記と同様の負極活物質層を形成した。最後に、負極端子を負極集電体露出部に取り付け、負極を得た。
（非水電解液の調製）
上記のコイン型電池の非水電解液の調整工程と同様にして、上記と同様の非水電解液を調製した。
（円筒型電池の組み立て）
正極および負極と、セパレータとを、正極、セパレータ、負極、セパレータの順に積層し、長手方向に多数回巻回させた後、巻き終わり部分を粘着テープで固定することにより巻回電極体を形成した。このとき、セパレータの凹凸形状を有する表面層は負極に対向するように配置した。次に、正極端子を電池蓋と接合された安全弁に接合すると共に、負極リードを負極缶に接続した。巻回電極体を一対の絶縁板で挟んで電池缶の内部に収納した後、巻回電極体の中心にセンターピンを挿入した。
続いて、円筒型の電池缶の内部に絶縁板の上から非水電解液を注液した。最後に、電池缶の開放部に、安全弁、ディスクホルダ、遮断ディスクからなる安全弁機構、ＰＴＣ素子ならびに電池蓋を、絶縁封口ガスケットを介してかしめることにより密閉した。これにより、電池形状が直径１８ｍｍ、高さ６５ｍｍ（ＩＣＲ１８６５０サイズ）、電池容量が３５００ｍＡｈである、図４に示す円筒型電池を作製した。
＜比較例６−１＞
（セパレータの作製）
樹脂溶液の塗布量を変えた点以外は、比較例１−６と同様にしてセパレータを作製した。
（コイン型電池および円筒型電池の作製）
上述のセパレータを用いて、実施例６−１と同様にして、コイン型電池および円筒型電池を作製した。
（評価）
実施例６−１および比較例６−１について、充放電試験を行い、「第２の領域の膜厚の測定」、「負極膨張率の測定」、「箔切れ評価」を行った。
（負極膨張率の測定）
実施例および比較例の各コイン型電池を、２３℃雰囲気中、０．５Ｃの充電電流で電池電圧が４．２Ｖとなるまで定電流充電を行った後、電池電圧４．２Ｖにて定電圧充電を行い、充電電流が５０ｍＡとなった時点で充電を終了した。この充放電条件での充放電サイクルを１０サイクル行った。充放電サイクル後にコイン型電池を解体し、「負極合剤層の厚み」および「セパレータの厚み」を測定した。負極合剤層の厚みは銅箔１５μｍの厚みを差し引いた厚みである。
（膨張率計算）
負極膨張率（％）＝｛（充放電サイクル後の負極合剤厚み）／（充放電サイクル前の負極合剤厚み）｝×１００（％）
（箔切れの評価）
実施例および比較例の各円筒型電池を、２３℃雰囲気中、０．５Ｃの充電電流で電池電圧が４．２Ｖとなるまで定電流充電を行った後、電池電圧４．２Ｖにて定電圧充電を行い、充電電流が５０ｍＡとなった時点で充電を終了した。この後、円筒型電池を解体して、電極の切れの有無を目視で確認し、以下の基準で箔切れ抑制効果を評価した。
箔切れが生じていなかった ○
箔切れが生じた ×
実施例６−１および比較例６−１の評価結果を表６に示す。
表６に示すように、実施例６−１と比較例６−１との、サイクル試験前とサイクル試験後とのセパレータ膜厚の変化および負極膨張率の比較によれば、以下のことわかった。すなわち、第１の領域および第２の領域を有する表面層において、第１の領域を形成する第１の粒子が崩壊して潰れることで、十分なセパレータの潰れ量と負極膨張率とを確保できた。
７．他の実施の形態
本技術は、上述した本技術の実施の形態に限定されるものでは無く、本技術の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。
例えば、上述の実施の形態および実施例において挙げた数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれらと異なる数値、構造、形状、材料、原料、製造プロセス等を用いてもよい。
また、上述の実施の形態および実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
本技術の二次電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極にリチウム金属が析出しないようになっていてもよい。
また、本技術の二次電池では、一対の正極および負極当たり完全充電状態における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、４．２０Ｖ以下でもよいが、４．２０Ｖよりも高く、好ましくは４．２５Ｖ以上４．５０Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。電池電圧を４．２０Ｖより高くすることにより、完全充電時における開回路電圧が４．２０Ｖの電池よりも、同じ正極活物質であっても、単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより高いエネルギー密度が得られるようになっている。
本技術は、以下の構成をとることもできる。
［１］
多孔質の基材層と、
該基材層の少なくとも一主面に設けられ、第１の粒子と第２の粒子と樹脂材料とを含む多孔質の表面層と
を備え、
上記表面層は、少なくとも上記第１の粒子で構成された第１の領域と、
上記第２の粒子および上記樹脂材料で構成された第２の領域と
を含むセパレータ。
［２］
上記第１の粒子は、一次粒子の平均粒子径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の微粒子を含み、
上記第２の粒子は、一次粒子の平均粒子径が０．０１μｍ以上３．０μｍ以下の粒子を含む［１］に記載のセパレータ。
［３］
上記第１の粒子は、上記微粒子が凝集した二次粒子であり、
上記二次粒子の平均粒子径は、３．０μｍ以上である［２］の何れかに記載のセパレータ。
［４］
上記第１の粒子は、崩壊して楕円体状に潰れる［１］〜［３］の何れかに記載のセパレータ。
［５］
上記第１の粒子の表面の少なくとも一部が、上記第２の粒子によって被覆されている［１］〜［４］の何れかに記載のセパレータ。
［６］
１００ｋｇ／ｃｍ２で圧縮時に、上記第１の粒子は崩壊し、
１００ｋｇ／ｃｍ２で圧縮後の上記表面層の圧縮率は、４０％以上である［１］〜［５］の何れかに記載のセパレータ。
［７］
上記第２の粒子の体積比率は、上記第１の粒子と上記第２の粒子との合計体積に対して、１０％以上である［１］〜［６］の何れかに記載のセパレータ。
［８］
上記第２の領域の厚さは、１．５μｍ以上である［１］〜［７］の何れかに記載のセパレータ。
［９］
上記第１の粒子は、スペーサとして機能し、上記第１の粒子の粒子高さが上記表面層の厚さとほぼ等しくなる［１］〜［８］の何れかに記載のセパレータ。
［１０］
上記第２の領域は、上記第２の粒子および上記樹脂材料で形成された多孔質構造を有する［１］〜［９］の何れかに記載のセパレータ。
［１１］
上記基材層は、ポリオレフィン微多孔膜である［１］〜［１０］の何れかに記載のセパレータ。
［１２］
正極と、
負極と、
電解質と、
セパレータと
を備え、
上記セパレータは、
多孔質の基材層と、
該基材層の少なくとも一主面に設けられ、第１の粒子と第２の粒子と樹脂材料とを含む多孔質の表面層と
を備え、
上記表面層は、少なくとも上記第１の粒子で構成された第１の領域と、
上記第２の粒子および上記樹脂材料で構成された第２の領域と
を含む電池。
［１３］
上記負極は、負極活物質として、リチウムと合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素とする合金系負極材料を含む［１２］に記載の電池。
［１４］
上記合金系負極材料は、上記構成元素としてスズを含む［１３］に記載の電池。
［１５］
［１２］に記載の電池と、
上記電池を制御する制御部と、
上記電池を内包する外装と
を有する電池パック。
［１６］
［１２］に記載の電池を有し、上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
［１７］
［１２］に記載の電池と、
上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
を有する電動車両。
［１８］
［１２］に記載の電池を有し、上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
［１９］
他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う［１８］に記載の蓄電装置。
［２０］
［１２］に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。
１・・・セパレータ、２・・・基材、３・・・表面層、４ａ・・・第１の粒子、４ｂ・・・第２の粒子、１１・・・電池缶、１２ａ・・・絶縁板、１３・・・電池蓋、１４・・・安全弁、１４ａ・・・突出部、１５・・・ディスクホルダ、１６・・・遮断ディスク、１６ａ・・・孔部、１７・・・熱感抵抗素子、１８・・・ガスケット、１９・・・サブディスク、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極活物質層、２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極活物質層、２３・・・セパレータ、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、３０・・・質量比、３１・・・外装缶、３２・・・電池蓋、３３・・・電極ピン、３４・・・絶縁体、３５・・・貫通孔、３６・・・内圧開放機構、３６ａ・・・開口溝、３６ｂ・・・開口溝、３７・・・電解液注入口、３８・・・封止部材、４０・・・巻回電極体、４１・・・正極端子、５０・・・巻回電極体、５１・・・正極リード、５２・・・負極リード、５３・・・正極、５３Ａ・・・正極集電体、５３Ｂ・・・正極活物質層５４・・・負極、５４Ａ・・・負極集電体、５４Ｂ・・・負極活物質層、５６・・・ゲル電解質、５７・・・保護テープ、５８・・・セパレータ、６０・・・外装部材、６１・・・密着フィルム、７０・・・積層電極体、７１・・・正極リード、７２・・・負極リード、７３・・・正極、７４・・・負極、７５・・・セパレータ、７６・・・固定部材、３０１・・・組電池、３０１ａ・・・二次電池、３０２ａ・・・充電制御スイッチ、３０２ｂ・・・ダイオード、３０３ａ・・・放電制御スイッチ、３０３ｂ・・・ダイオード、３０４・・・スイッチ部、３０７・・・電流検出抵抗、３０８・・・温度検出素子、３１０・・・制御部、３１１・・・電圧検出部、３１３・・・電流測定部、３１４・・・スイッチ制御部、３１７・・・メモリ、３１８・・・温度検出部、３２１・・・正極端子、３２２・・・負極端子、４００・・・蓄電システム、４０１・・・住宅、４０２・・・集中型電力系統、４０２ａ・・・火力発電、４０２ｂ・・・原子力発電、４０２ｃ・・・水力発電、４０３・・・蓄電装置、４０４・・・発電装置、４０５・・・電力消費装置、４０５ａ・・・冷蔵庫、４０５ｂ・・・空調装置、４０５ｃ・・・テレビジョン受信機、４０５ｄ・・・風呂、４０６・・・電動車両、４０６ａ・・・電気自動車、４０６ｂ・・・ハイブリッドカー、４０６ｃ・・・電気バイク、４０７・・・スマートメータ、４０８・・・パワーハブ、４０９・・・電力網、４１０・・・制御装置、４１１・・・センサ、４１２・・・情報網、４１３・・・サーバ、５００・・・ハイブリッド車両、５０１・・・エンジン、５０２・・・発電機、５０３・・・電力駆動力変換装置、５０４ａ・・・駆動輪、５０４ｂ・・・駆動輪、５０５ａ・・・車輪、５０５ｂ・・・車輪、５０８・・・バッテリー、５０９・・・車両制御装置、５１０・・・センサ、５１１・・・充電口

Claims (20)

  1. 多孔質の基材層と、
    該基材層の少なくとも一主面に設けられ、第１の粒子と第２の粒子と樹脂材料とを含む多孔質の表面層と
    を備え、
    上記表面層は、少なくとも上記第１の粒子で構成された第１の領域と、
    上記第２の粒子および上記樹脂材料で構成された第２の領域と
    を含むセパレータ。
  2. 上記第１の粒子は、一次粒子の平均粒子径が１ｎｍ以上５００ｎｍ以下の微粒子を含み、
    上記第２の粒子は、一次粒子の平均粒子径が０．０１μｍ以上３．０μｍ以下の粒子を含む請求項１に記載のセパレータ。
  3. 上記第１の粒子は、上記微粒子が凝集した二次粒子であり、
    上記二次粒子の平均粒子径は、３．０μｍ以上である請求項２に記載のセパレータ。
  4. 上記第１の粒子は、崩壊して楕円体状に潰れる請求項３に記載のセパレータ。
  5. 上記第１の粒子の表面の少なくとも一部が、上記第２の粒子によって被覆されている請求項３に記載のセパレータ。
  6. １００ｋｇ／ｃｍ２で圧縮時に、上記第１の粒子は崩壊し、
    １００ｋｇ／ｃｍ２で圧縮後の上記表面層の圧縮率は、４０％以上である請求項３に記載のセパレータ。
  7. 上記第２の粒子の体積比率は、上記第１の粒子と上記第２の粒子との合計体積に対して、１０％以上である請求項３に記載のセパレータ。
  8. 上記第２の領域の厚さは、１．５μｍ以上である請求項３に記載のセパレータ。
  9. 上記第１の粒子は、スペーサとして機能し、上記第１の粒子の粒子高さが上記表面層の厚さとほぼ等しくなる請求項３に記載のセパレータ。
  10. 上記第２の領域は、上記第２の粒子および上記樹脂材料で形成された多孔質構造を有する請求項３に記載のセパレータ。
  11. 上記基材層は、ポリオレフィン微多孔膜である請求項３に記載のセパレータ。
  12. 正極と、
    負極と、
    電解質と、
    セパレータと
    を備え、
    上記セパレータは、
    多孔質の基材層と、
    該基材層の少なくとも一主面に設けられ、第１の粒子と第２の粒子と樹脂材料とを含む多孔質の表面層と
    を備え、
    上記表面層は、少なくとも上記第１の粒子で構成された第１の領域と、
    上記第２の粒子および上記樹脂材料で構成された第２の領域と
    を含む電池。
  13. 上記負極は、負極活物質として、リチウムと合金を形成可能な金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素とする合金系負極材料を含む請求項１２に記載の電池。
  14. 上記合金系負極材料は、上記構成元素としてスズを含む請求項１３に記載の電池。
  15. 請求項１２に記載の電池と、
    上記電池を制御する制御部と、
    上記電池を内包する外装と
    を有する電池パック。
  16. 請求項１２に記載の電池を有し、上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
  17. 請求項１２に記載の電池と、
    上記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
    上記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
    を有する電動車両。
  18. 請求項１２に記載の電池を有し、上記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
  19. 他の機器とネットワークを介して信号を送受信する電力情報制御装置を備え、
    上記電力情報制御装置が受信した情報に基づき、上記電池の充放電制御を行う請求項１８に記載の蓄電装置。
  20. 請求項１２に記載の電池から電力の供給を受け、または、発電装置もしくは電力網から上記電池に電力が供給される電力システム。
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