WO2017017910A1 - 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システム - Google Patents

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

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battery
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electrode active
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田村　崇
典仁 小林
窪田　忠彦
修平 杉田
洋樹 三田
一正 武志
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ソニー株式会社
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Definitions

  • the present technology relates to a battery, a battery pack including the battery, an electronic device, an electric vehicle, a power storage device, and a power system.
  • Patent Document 1 proposes a polyvinylidene fluoride copolymer as a polymer solid electrolyte in a gel electrolyte layer and an electrode structure in order to improve the ionic conductivity of the polymer solid electrolyte.
  • Patent Document 2 proposes a separator having insulating particles made of a ceramic material or an organic polymer material in an electrolyte layer in order to improve the heat resistance of the separator.
  • Patent Document 3 a crosslinked polymer electrolyte wall made of a conductive polymer composition is proposed.
  • An object of the present technology is to provide a battery that can improve cycle characteristics, a battery pack including the battery, an electronic device, an electric vehicle, a power storage device, and a power system.
  • the present technology is a battery including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer containing a negative electrode active material.
  • the battery pack, electronic device, electric vehicle, power storage device, and power system of the present technology include the above-described battery.
  • the cycle characteristics can be improved.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to Modification 1 of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to Modification 2 of the first embodiment of the present technology. It is a disassembled perspective view which shows one structural example of the nonaqueous electrolyte secondary battery which concerns on the 2nd Embodiment of this technique.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to Modification 1 of the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a nonaqueous electrolyte secondary battery according to Modification 2 of the first embodiment of the present technology.
  • It is a disassembled perspective view which shows one structural example of the nonaqueous electrolyte secondary battery
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of a wound electrode body taken along line VV in FIG. 4. It is a block diagram showing an example of 1 composition of a battery pack and electronic equipment concerning a 3rd embodiment of this art. It is the schematic which shows the example of 1 structure of the electrical storage system which concerns on 4th Embodiment of this technique. It is a schematic diagram showing one composition of an electric vehicle concerning a 5th embodiment of this art.
  • Embodiments of the present technology will be described in the following order. 1 First Embodiment (Example of Cylindrical Battery) 2 Second Embodiment (Example of laminated film type battery) 3 Third Embodiment (Example of Battery Pack and Electronic Device) 4 Fourth Embodiment (Example of Power Storage System) 5 Fifth Embodiment (Example of Electric Vehicle)
  • This battery is, for example, a lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode is represented by a capacity component due to insertion and extraction of lithium (Li) as an electrode reactant.
  • This battery is called a so-called cylindrical type, and is a winding in which a pair of strip-like positive electrode 21 and strip-like negative electrode 22 are stacked and wound inside a substantially hollow cylindrical battery can 11 via a separator 23.
  • An electrode body 20 is provided.
  • An electrolyte layer 27 as a polymer layer is provided between the negative electrode 22 and the separator 23.
  • the electrolyte layer 27 is provided adjacent to the negative electrode 22 and is provided apart from the positive electrode 21 via the separator 23.
  • the battery can 11 is made of nickel (Ni) plated iron (Fe), and one end is closed and the other end is opened. Inside the battery can 11, an electrolytic solution is injected as a liquid electrolyte and impregnated in the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23. Further, the electrolytic solution is held in the electrolyte layer 27. A pair of insulating plates 12 and 13 are arranged perpendicular to the winding peripheral surface so as to sandwich the wound electrode body 20.
  • a battery lid 14 At the open end of the battery can 11, a battery lid 14, a safety valve mechanism 15 provided inside the battery lid 14, and a thermal resistance element (Positive16Temperature ⁇ Coefficient; PTC element) 16 are provided via a sealing gasket 17. It is attached by caulking. Thereby, the inside of the battery can 11 is sealed.
  • the battery lid 14 is made of, for example, the same material as the battery can 11.
  • the safety valve mechanism 15 is electrically connected to the battery lid 14, and when the internal pressure of the battery exceeds a certain level due to an internal short circuit or external heating, the disk plate 15 ⁇ / b> A is reversed and wound with the battery lid 14. The electrical connection with the rotating electrode body 20 is cut off.
  • the sealing gasket 17 is made of, for example, an insulating material, and the surface is coated with asphalt.
  • a center pin 24 is inserted in the center of the wound electrode body 20.
  • a positive electrode lead 25 made of aluminum (Al) or the like is connected to the positive electrode 21 of the spirally wound electrode body 20, and a negative electrode lead 26 made of nickel or the like is connected to the negative electrode 22.
  • the positive electrode lead 25 is electrically connected to the battery lid 14 by being welded to the safety valve mechanism 15, and the negative electrode lead 26 is welded to and electrically connected to the battery can 11.
  • the positive electrode 21, the negative electrode 22, the separator 23, the electrolytic solution, and the electrolyte layer 27 constituting the battery will be sequentially described with reference to FIG. 2.
  • the positive electrode 21 has, for example, a structure in which a positive electrode active material layer 21B is provided on both surfaces of a positive electrode current collector 21A. Although not shown, the positive electrode active material layer 21B may be provided only on one surface of the positive electrode current collector 21A.
  • the positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.
  • the positive electrode active material layer 21B includes, for example, a positive electrode active material that can occlude and release lithium as an electrode reactant.
  • the positive electrode active material layer 21B may further contain an additive as necessary. As the additive, for example, at least one of a conductive agent and a binder can be used.
  • lithium-containing compounds such as lithium oxide, lithium phosphorous oxide, lithium sulfide, or an intercalation compound containing lithium are suitable. You may mix and use the above.
  • a lithium-containing compound containing lithium, a transition metal element, and oxygen (O) is preferable. Examples of such a lithium-containing compound include a lithium composite oxide having a layered rock salt structure shown in Formula (A) and a lithium composite phosphate having an olivine structure shown in Formula (B). Can be mentioned.
  • the lithium-containing compound includes at least one selected from the group consisting of cobalt (Co), nickel, manganese (Mn), and iron as a transition metal element.
  • a lithium-containing compound include a lithium composite oxide having a layered rock salt type structure represented by the formula (C), formula (D), or formula (E), and a spinel type compound represented by the formula (F).
  • LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 Li a CoO 2 (A ⁇ 1), Li b NiO 2 (b ⁇ 1), Li c1 Ni c2 Co 1-c2 O 2 (c1 ⁇ 1, 0 ⁇ c2 ⁇ 1), Li d Mn 2 O 4 (d ⁇ 1) or Li e FePO 4 (e ⁇ 1).
  • M1 represents at least one element selected from Groups 2 to 15 excluding nickel and manganese.
  • X represents at least one of Group 16 and Group 17 elements other than oxygen.
  • P, q, y, z are 0 ⁇ p ⁇ 1.5, 0 ⁇ q ⁇ 1.0, 0 ⁇ r ⁇ 1.0, ⁇ 0.10 ⁇ y ⁇ 0.20, 0 ⁇ (The value is within the range of z ⁇ 0.2.)
  • M2 represents at least one element selected from Group 2 to Group 15.
  • a and b are 0 ⁇ a ⁇ 2.0 and 0.5 ⁇ b ⁇ 2.0. It is a value within the range.
  • Li f Mn (1-gh) Ni g M3 h O (2-j) F k (C) (However, in Formula (C), M3 is cobalt, magnesium (Mg), aluminum, boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron, copper (Cu), zinc ( Zn, Zr, Mo (Mo), Tin (Sn), Calcium (Ca), Strontium (Sr), and Tungsten (W) are represented by at least one of f, g, h, j and k are 0.8 ⁇ f ⁇ 1.2, 0 ⁇ g ⁇ 0.5, 0 ⁇ h ⁇ 0.5, g + h ⁇ 1, ⁇ 0.1 ⁇ j ⁇ 0.2, 0 ⁇ k ⁇ (The value is in the range of 0.1. Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of f represents a value in a fully discharged state.)
  • M4 is at least one selected from the group consisting of cobalt, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten.
  • M, n, p and q are 0.8 ⁇ m ⁇ 1.2, 0.005 ⁇ n ⁇ 0.5, ⁇ 0.1 ⁇ p ⁇ 0.2, 0 ⁇ q ⁇ 0. (The value is within a range of 1.
  • the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of m represents a value in a fully discharged state.
  • M5 is at least one selected from the group consisting of nickel, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten.
  • Represents one, r, s, t and u are 0.8 ⁇ r ⁇ 1.2, 0 ⁇ s ⁇ 0.5, ⁇ 0.1 ⁇ t ⁇ 0.2, 0 ⁇ u ⁇ 0.1 (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of r represents the value in a fully discharged state.)
  • M6 is at least one selected from the group consisting of cobalt, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten.
  • V, w, x, and y are 0.9 ⁇ v ⁇ 1.1, 0 ⁇ w ⁇ 0.6, 3.7 ⁇ x ⁇ 4.1, and 0 ⁇ y ⁇ 0.1. (Note that the lithium composition varies depending on the state of charge and discharge, and the value of v represents a value in a fully discharged state.)
  • Li z M7PO 4 (G) (In the formula (G), M7 is composed of cobalt, manganese, iron, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, niobium (Nb), copper, zinc, molybdenum, calcium, strontium, tungsten and zirconium. Represents at least one member of the group, z is a value in the range of 0.9 ⁇ z ⁇ 1.1, wherein the composition of lithium depends on the state of charge and discharge, and the value of z Represents the value at.)
  • examples of the positive electrode active material capable of inserting and extracting lithium include inorganic compounds not containing lithium, such as MnO 2 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NiS, and MoS.
  • the positive electrode active material capable of inserting and extracting lithium may be other than the above.
  • the positive electrode active material illustrated above may be mixed 2 or more types by arbitrary combinations.
  • binder examples include resin materials such as polyvinylidene fluoride (PVdF), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyacrylonitrile (PAN), styrene butadiene rubber (SBR), and carboxymethyl cellulose (CMC), and these resin materials. At least one selected from copolymers and the like mainly composed of is used.
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • PAN polyacrylonitrile
  • SBR styrene butadiene rubber
  • CMC carboxymethyl cellulose
  • the conductive agent examples include carbon materials such as graphite, carbon black, and ketjen black, and one or more of them are used in combination.
  • a metal material or a conductive polymer material may be used as long as it is a conductive material.
  • the negative electrode 22 has, for example, a structure in which a negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces of a negative electrode current collector 22A. Although not shown, the negative electrode active material layer 22B may be provided only on one surface of the negative electrode current collector 22A.
  • the negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.
  • the negative electrode active material layer 22B contains one or more negative electrode active materials capable of inserting and extracting lithium.
  • the negative electrode active material layer 22B may further contain additives such as a binder and a conductive agent as necessary.
  • the electrochemical equivalent of the negative electrode 54 or the negative electrode active material is larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 21, so that theoretically lithium metal does not deposit on the negative electrode 22 during charging. It is preferable that
  • Negative electrode active material examples of the negative electrode active material include carbon materials such as non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers, and activated carbon. Is mentioned. Among these, examples of coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke.
  • An organic polymer compound fired body refers to a carbonized material obtained by firing a polymer material such as phenol resin or furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon.
  • These carbon materials are preferable because the change in crystal structure that occurs during charge and discharge is very small, a high charge and discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained.
  • graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density.
  • non-graphitizable carbon is preferable because excellent cycle characteristics can be obtained.
  • those having a low charge / discharge potential, specifically, those having a charge / discharge potential close to that of lithium metal are preferable because a high energy density of the battery can be easily realized.
  • a material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element for example, an alloy, a compound, or a mixture
  • a material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element for example, an alloy, a compound, or a mixture
  • the alloy includes an alloy including one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to an alloy composed of two or more metal elements.
  • the nonmetallic element may be included.
  • Examples of such a negative electrode active material include a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium.
  • a metal element or a metalloid element capable of forming an alloy with lithium.
  • magnesium, boron, aluminum, titanium, gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin, lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), Silver (Ag), zinc, hafnium (Hf), zirconium, yttrium (Y), palladium (Pd), or platinum (Pt) can be used. These may be crystalline or amorphous.
  • the negative electrode active material those containing a 4B group metal element or semi-metal element in the short-period type periodic table as a constituent element are preferable, and more preferable are those containing at least one of silicon and tin as a constituent element. This is because silicon and tin have a large ability to occlude and release lithium, and a high energy density can be obtained.
  • Examples of such a negative electrode active material include a simple substance, an alloy or a compound of silicon, a simple substance, an alloy or a compound of tin, or a material having one or more phases thereof at least in part.
  • Examples of the silicon alloy include, as the second constituent element other than silicon, tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony (Sb), and chromium.
  • the thing containing at least 1 sort (s) of a group is mentioned.
  • As an alloy of tin for example, as a second constituent element other than tin, among the group consisting of silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony and chromium The thing containing at least 1 sort (s) of these is mentioned.
  • tin compound or silicon compound examples include those containing oxygen or carbon, and may contain the second constituent element described above in addition to tin or silicon.
  • the Sn-based negative electrode active material cobalt, tin, and carbon are included as constituent elements, the carbon content is 9.9 mass% or more and 29.7 mass% or less, and tin and cobalt A SnCoC-containing material in which the proportion of cobalt with respect to the total is 30% by mass to 70% by mass is preferable. This is because a high energy density can be obtained in such a composition range, and excellent cycle characteristics can be obtained.
  • This SnCoC-containing material may further contain other constituent elements as necessary.
  • other constituent elements for example, silicon, iron, nickel, chromium, indium, niobium, germanium, titanium, molybdenum, aluminum, phosphorus (P), gallium, or bismuth are preferable, and two or more kinds may be included. This is because the capacity or cycle characteristics can be further improved.
  • This SnCoC-containing material has a phase containing tin, cobalt, and carbon, and this phase preferably has a low crystallinity or an amorphous structure.
  • this SnCoC-containing material it is preferable that at least a part of carbon that is a constituent element is bonded to a metal element or a metalloid element that is another constituent element.
  • the decrease in cycle characteristics is thought to be due to the aggregation or crystallization of tin or the like, but this is because such aggregation or crystallization can be suppressed by combining carbon with other elements. .
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the peak of the carbon 1s orbital (C1s) appears at 284.5 eV in an energy calibrated apparatus so that the peak of the gold atom 4f orbital (Au4f) is obtained at 84.0 eV if it is graphite. .
  • Au4f gold atom 4f orbital
  • it will appear at 284.8 eV.
  • the charge density of the carbon element increases, for example, when carbon is bonded to a metal element or a metalloid element, the C1s peak appears in a region lower than 284.5 eV.
  • the peak of the synthetic wave of C1s obtained for the SnCoC-containing material appears in a region lower than 284.5 eV
  • at least a part of the carbon contained in the SnCoC-containing material is a metal element or a half of other constituent elements. Combined with metal elements.
  • the C1s peak is used to correct the energy axis of the spectrum.
  • the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, which is used as an energy standard.
  • the waveform of the C1s peak is obtained as a shape including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the SnCoC-containing material. Therefore, by analyzing using, for example, commercially available software, the surface contamination The carbon peak and the carbon peak in the SnCoC-containing material are separated. In the waveform analysis, the position of the main peak existing on the lowest bound energy side is used as the energy reference (284.8 eV).
  • Examples of other negative electrode active materials include metal oxides or polymer compounds that can occlude and release lithium.
  • Examples of the metal oxide include lithium titanium oxide containing titanium and lithium, such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), iron oxide, ruthenium oxide, or molybdenum oxide.
  • Examples of the polymer compound include polyacetylene, polyaniline, and polypyrrole.
  • binder examples include at least one selected from resin materials such as polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyacrylonitrile, styrene butadiene rubber and carboxymethyl cellulose, and copolymers mainly composed of these resin materials. Is used.
  • the same carbon material as that of the positive electrode active material layer 21B can be used.
  • the separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes.
  • the separator 23 is made of, for example, a porous film made of a resin such as polytetrafluoroethylene, polypropylene, or polyethylene, and may have a structure in which two or more kinds of these porous films are laminated.
  • a porous film made of polyolefin is preferable because it is excellent in the effect of preventing short circuit and can improve the safety of the battery due to the shutdown effect.
  • polyethylene is preferable as a material constituting the separator 23 because it can obtain a shutdown effect within a range of 100 ° C.
  • the porous film may have a structure of three or more layers in which a polypropylene layer, a polyethylene layer, and a polypropylene layer are sequentially laminated.
  • the separator 23 may be provided with a resin layer on one side or both sides of a porous film as a base material.
  • the resin layer is a porous matrix resin layer on which an inorganic substance is supported. Thereby, oxidation resistance can be obtained and deterioration of the separator 23 can be suppressed.
  • the matrix resin for example, polyvinylidene fluoride, hexafluoropropylene (HFP), polytetrafluoroethylene, or the like can be used, and a copolymer thereof can also be used.
  • the inorganic substance a metal, a semiconductor, or an oxide or nitride thereof can be given.
  • the metal include aluminum and titanium
  • examples of the semiconductor include silicon and boron.
  • a thing with substantially no electroconductivity and a large heat capacity is preferable. This is because a large heat capacity is useful as a heat sink during heat generation of the current, and the thermal runaway of the battery can be further suppressed.
  • inorganic substances examples include alumina (Al 2 O 3 ), boehmite (alumina monohydrate), talc, boron nitride (BN), aluminum nitride (AlN), titanium dioxide (TiO 2 ), and silicon oxide (SiOx). ) And the like.
  • the inorganic substance mentioned above may be contained in the porous membrane as a base material.
  • the particle size of the inorganic substance is preferably in the range of 1 nm to 10 ⁇ m. If it is smaller than 1 nm, it is difficult to obtain, and even if it can be obtained, it is not worth the cost. If it is larger than 10 ⁇ m, the distance between the electrodes becomes large, and a sufficient amount of active material cannot be obtained in a limited space, resulting in a low battery capacity.
  • the resin layer can be formed as follows, for example. That is, a slurry composed of a matrix resin, a solvent, and an inorganic substance is applied onto a base material (porous membrane), passed through a poor solvent of the matrix resin and a parent solvent bath of the solvent, phase-separated, and then dried.
  • the electrolytic solution impregnated in the positive electrode active material layer 21A, the negative electrode active material layer 22B, and the separator 23 includes a solvent and an electrolyte salt dissolved in the solvent.
  • the electrolytic solution may contain a known additive in order to improve battery characteristics.
  • cyclic carbonates such as ethylene carbonate or propylene carbonate can be used, and it is preferable to use one of ethylene carbonate and propylene carbonate, particularly a mixture of both. This is because the cycle characteristics can be improved.
  • a chain carbonate such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or methyl propyl carbonate is preferably mixed and used. This is because high ionic conductivity can be obtained.
  • the solvent further contains 2,4-difluoroanisole or vinylene carbonate. This is because 2,4-difluoroanisole can improve discharge capacity, and vinylene carbonate can improve cycle characteristics. Therefore, it is preferable to use a mixture of these because the discharge capacity and cycle characteristics can be improved.
  • examples of the solvent include butylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3- Dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropironitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N-dimethyl Examples include imidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide, and trimethyl phosphate.
  • a compound obtained by substituting at least a part of hydrogen in these non-aqueous solvents with fluorine may be preferable because the reversibility of the electrode reaction may be improved depending on the type of electrode to be combined.
  • lithium salt As electrolyte salt, lithium salt is mentioned, for example, 1 type may be used independently, and 2 or more types may be mixed and used for it.
  • Lithium salts include LiPF 6 , LiBF 4 , LiAsF 6 , LiClO 4 , LiB (C 6 H 5 ) 4 , LiCH 3 SO 3 , LiCF 3 SO 3 , LiN (SO 2 CF 3 ) 2 , LiC (SO 2 CF 3 ) 3 , LiAlCl 4 , LiSiF 6 , LiCl, difluoro [oxolato-O, O ′] lithium borate, lithium bisoxalate borate, or LiBr.
  • LiPF 6 is preferable because it can obtain high ion conductivity and can improve cycle characteristics.
  • the electrolyte layer 27 includes a polymer compound, a negative electrode active material, and an electrolytic solution.
  • the electrolyte layer 27 may further include one or both of an insulating material and a conductive additive.
  • the electrolyte layer 27 further includes an insulating material, the heat resistance of the battery can be improved.
  • the electrolyte layer 27 further contains a conductive additive, the conductivity of the electrolyte layer 27 can be improved.
  • the electrolyte layer 27 functions as an ion migration field between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and has a configuration capable of holding the negative electrode active material and the electrolytic solution.
  • the polymer compound becomes a holding body that holds the negative electrode active material and the electrolytic solution, and is swollen by the electrolytic solution.
  • the polymer compound swollen by the electrolytic solution may be in a gel form. That is, the electrolyte layer 27 may be a gel electrolyte layer.
  • the thickness of the electrolyte layer 27 is not particularly limited, but is, for example, 0.1 ⁇ m to 15 ⁇ m.
  • the electrolyte layer 27 is formed on, for example, both surfaces of the negative electrode 22 or the surface of the separator 23 facing the negative electrode 22.
  • the electrolyte layer 27 is obtained by applying a solution for forming an electrolyte layer or a polymer layer to both surfaces of the negative electrode 22 or the surface of the separator 23 facing the negative electrode 22.
  • the same electrolyte as that constituting the electrolyte layer 27 is preferably present in the voids such as the pores of the negative electrode active material layer 22B. This is because the negative electrode active material becomes difficult to be isolated and more excellent cycle characteristics can be obtained.
  • the electrolyte layer 27 may further include a coating provided on the side forming the interface with the negative electrode 22.
  • the coating is a so-called SEI (Solid Electrolyte Interface) and is derived from an electrolytic solution (specifically, a solvent or an additive contained in the electrolytic solution).
  • the electrolytic solution means at least one of the electrolytic solution retained in the electrolyte layer 27 and the electrolytic solution impregnated in the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23.
  • the polymer compound preferably contains fluorine (F) as a constituent element.
  • the kind of the polymer compound containing fluorine as a constituent element is not particularly limited as long as it is a polymer containing fluorine as a constituent element.
  • the polymer compound may contain a polymer containing vinylidene fluoride as a component, more specifically, any one or two or more types of a homopolymer and a copolymer of vinylidene fluoride. preferable. This is because excellent physical strength and excellent electrochemical stability can be obtained.
  • “Homopolymer” is a polymer containing one kind of monomer as a polymerization component.
  • the homopolymer of vinylidene fluoride is polyvinylidene fluoride.
  • Copolymer is a polymer containing two or more types of monomers as polymerization components.
  • the kind of monomer which forms a copolymer with vinylidene fluoride is not specifically limited, For example, it is at least 1 sort (s) of hexafluoropropylene, chlorotrifluoroethylene, tetrafluoroethylene, monomethylmaleic acid, etc.
  • copolymer of vinylidene fluoride examples include a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, a copolymer of vinylidene fluoride and tetrafluoroethylene, and a copolymer of vinylidene fluoride and chlorotrifluoroethylene.
  • the content (copolymerization amount) of each polymerization component in the copolymer is not particularly limited.
  • the polymer compound may be any one of other homopolymers and other copolymers together with any one or more of vinylidene fluoride homopolymers and copolymers.
  • the type or two or more types may be included.
  • the “other homopolymer” described here is a homopolymer not containing fluorine as a constituent element, and the “other copolymer” is a copolymer containing no fluorine as a constituent element. It is.
  • homopolymers are polyacrylonitrile, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber Nitrile-butadiene rubber, polystyrene and polycarbonate.
  • copolymers include copolymers containing two or more of the above specific examples of other homopolymers as polymerization components.
  • polyacrylonitrile polyethylene oxide, polymethyl methacrylate, polyvinyl chloride, or derivatives thereof can be used in addition to those containing fluorine (F) as a constituent element.
  • Negative electrode active material examples include the same negative electrode active materials as those included in the above-described negative electrode active material layer 22B.
  • the negative electrode active material is not limited to those exemplified as the negative electrode active material included in the negative electrode active material layer 22B described above, and any negative electrode active material generally used in lithium ion batteries or the like may be used. Can do.
  • the negative electrode active material includes at least one of a carbon material, a metal, a metalloid, a metal oxide, a metalloid oxide, and a polymer compound. More specifically, for example, the negative electrode active material may include at least one of a carbon material, silicon, tin, and lithium titanate. Silicon may be contained in the negative electrode active material as a simple silicon, a silicon-containing alloy, a silicon oxide, or the like. Tin may be contained in the negative electrode active material as tin alone, tin-containing alloy, tin oxide, or the like.
  • the carbon material is, for example, graphite having a specific surface area of 0.1 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less.
  • Examples of graphite having such a specific surface area include artificial graphite and natural graphite, but are not limited thereto.
  • the specific surface area can be determined by the BET method (Brunauer-Emmett-Teller method) after dissolving the electrolyte layer 27 with a solvent and extracting graphite as the negative electrode active material.
  • the negative electrode active material contained in the electrolyte layer 27 may have the same composition as the negative electrode active material contained in the negative electrode active material layer 22B described above, or may have a different composition.
  • “the same composition” means that the constituent elements of the negative electrode active material contained in the electrolyte layer 27 and the negative electrode active material layer 22B are the same, and the atomic ratios of the constituent elements are the same.
  • the “different composition” means that the constituent elements of the negative electrode active material contained in the electrolyte layer 27 and the negative electrode active material layer 22B are different, or the negative electrode active material contained in the electrolyte layer 27 and the negative electrode active material layer 22B.
  • the constituent elements are the same, but the atomic ratios of the constituent elements are different.
  • the negative electrode active materials contained in the electrolyte layer 27 and the negative electrode active material layer 22B may be different in average particle diameter, particle size distribution, particle shape, or the like, or may be the same.
  • the negative electrode active material is a powder and is dispersed in the electrolyte layer 27, for example.
  • the distribution of the negative electrode active material is not particularly limited, and the negative electrode active material may be uniformly or non-uniformly distributed in the thickness direction of the electrolyte layer 27, or may be uniformly or non-uniformly distributed in the in-plane direction of the electrolyte layer 27. You may do it.
  • the concentration distribution of the negative electrode active material is highest at the negative electrode 21 side interface or in the vicinity thereof, and decreases as the distance from the negative electrode 22 side increases. Is preferred. This is because the electrical conductivity of the negative electrode active material layer 22B can be further improved.
  • the mixing ratio (weight ratio) between the polymer compound and the negative electrode active material is not particularly limited.
  • the ratio of the mass of the negative electrode active material to the mass of the polymer compound is preferably 1/1000 to 4/1, more preferably 1/1000 to 2/1. Even more preferably, it is 1/100 to 1/1. This is because the electrolyte layer 27 can be easily and stably formed and sufficient electrical conductivity can be obtained.
  • the ratio is smaller than 1/1000, the absolute amount of the negative electrode active material is insufficient, and therefore, a conductive path (electron conduction path) is hardly formed in the electrolyte layer 27 by the negative electrode active material. Thereby, the electrical conductivity of the electrolyte layer 27 may not be sufficiently high.
  • the ratio is larger than 4/1, the absolute amount of the negative electrode active material becomes excessive, and thus the negative electrode active material may not be sufficiently dispersed in the electrolyte layer 27.
  • electrolytic solution retained in the electrolyte layer 27 examples include the same ones as the above-described electrolytic solution impregnated in the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23.
  • electrolyte solution is not limited to what was illustrated as an above-mentioned electrolyte solution, If it is electrolyte solution generally used with a lithium ion battery etc., it can be used.
  • the electrolytic solution retained in the electrolyte layer 27 and the electrolytic solution impregnated in the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 may be the same type or different types. .
  • the conductive auxiliary agent is a powder and is dispersed in the electrolyte layer 27, for example.
  • the type of conductive aid is not particularly limited as long as it is a conductive material.
  • a conductive support agent is a carbon material. This is because it is electrochemically stable and has high electrical conductivity.
  • Examples of the conductive assistant include spherical conductive assistants (carbon materials) such as carbon black, acetylene black, and ketjen black, and fibrous conductive assistants (carbon materials such as carbon nanotubes and vapor grown carbon fibers (VGCF)). ) Etc. can be used.
  • Conductive aids other than the above carbon materials may be used, for example, metal materials, conductive polymers, etc. may be used.
  • One of carbon materials, metal materials and conductive polymers may be used alone, or two or more may be used in combination.
  • the insulating material is a powder, and is dispersed in the electrolyte layer 27, for example.
  • the powder of the insulating material may contain one kind of insulating particles, or may contain two or more kinds of insulating particles.
  • the insulating material is at least one of metal oxide, metal nitride, metal oxide hydrate, metal hydroxide, metal carbide, metal sulfide, and the like.
  • the metal oxide include aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), magnesium oxide (MgO), zirconium oxide (ZrO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), and yttrium oxide (Y 2 O 3). ), Zinc oxide (ZnO), and the like.
  • Examples of the metal nitride include aluminum nitride (AlN), silicon nitride (Si 3 N 4 ), boron nitride (BN), and titanium nitride (TiN).
  • Examples of the metal oxide hydrate include boehmite (Al 2 O 3 H 2 O or AlOOH).
  • An example of the metal hydroxide is aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ).
  • Examples of the metal carbide include silicon carbide (SiC) and boron carbide (B 4 C).
  • An example of the metal sulfide is barium sulfate (BaSO 4 ).
  • a cross section of the wound electrode body 20 may be observed using a microscope. Thereby, it can be confirmed whether the electrolyte layer 27 is interposed between the negative electrode 22 and the separator 23.
  • a microscope an optical microscope or an electron microscope can be used, for example.
  • the cross section of the wound electrode body 20 is observed using a microscope. Good.
  • the cross section of the electrolyte layer 27 is observed and analyzed. do it.
  • a scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy SEM-EDX
  • SEM-EDX scanning electron microscope-energy dispersive X-ray spectroscopy
  • the constituent material of the electrolyte layer 27 is extracted using an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to separate the soluble polymer compound and the insoluble negative electrode active material, and then the polymer compound and The negative electrode active material may be analyzed.
  • an organic solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone
  • this analysis method for example, a nuclear magnetic resonance (NMR) method, an X-ray diffraction (XRD) method, a gas chromatography method, a mass spectrometry method, or the like can be used.
  • the conductive auxiliary agent and the insulating material contained in the conductive layer 27 can also be confirmed by the same method as the above-described presence / absence and composition of the polymer compound and the negative electrode active material.
  • the open circuit voltage (that is, the battery voltage) at the time of full charge per pair of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is, for example, 2.80 V or more and 6.00 V or less, or 3.60 V or more and 6.00 V or less. Preferably, it may be designed to be in the range of 4.25V to 6.00V or 4.20V to 4.50V, more preferably 4.30V to 4.55V. Further, the open circuit voltage at the time of full charge per pair of the positive electrode 21 and the negative electrode 22 is preferably 4.35 V or more, more preferably 4.35 V or more and 6.00 V or less, and further preferably 4.4 V or more and 5.0 V or less. It may be designed within the range.
  • the open circuit voltage at the time of full charge is 4.25 V or more in a battery using, for example, a layered rock salt type lithium composite oxide as a positive electrode active material
  • the same positive electrode active voltage as compared with a 4.20 V battery. Even if it is a substance, since the amount of lithium released per unit mass increases, the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode active material are adjusted accordingly, and a high energy density can be obtained.
  • the positive electrode is manufactured as follows. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). A paste-like positive electrode mixture slurry is prepared. Next, this positive electrode mixture slurry is applied to the positive electrode current collector 21 ⁇ / b> A, the solvent is dried, and the positive electrode active material layer 21 ⁇ / b> B is formed by compression molding with a roll press or the like, thereby forming the positive electrode 21.
  • NMP N-methyl-2-pyrrolidone
  • a negative electrode is produced as follows. First, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry Is made. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the negative electrode 22 is manufactured.
  • a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone
  • Electrolyte layer 27 is formed as follows. First, an electrolyte solution is prepared by mixing a solvent such as an organic solvent, a polymer compound, a negative electrode active material, and, if necessary, one or both of a conductive additive and an insulating material. In this electrolyte solution, the polymer compound is dissolved in the solvent, and the negative electrode active material is dispersed in the solvent in which the polymer compound is dissolved. Next, after applying an electrolyte solution to both surfaces of the negative electrode 22, the electrolyte solution is dried. Instead of applying the electrolyte solution to the negative electrode 22, the negative electrode 22 may be dried after the negative electrode 22 is immersed in the electrolyte solution.
  • a solvent such as an organic solvent
  • a polymer compound a negative electrode active material
  • the electrolyte solution is dried.
  • the negative electrode 22 may be dried after the negative electrode 22 is immersed in the electrolyte solution.
  • the electrolyte layer 27 may be formed as follows. That is, instead of applying the electrolyte solution to both surfaces of the negative electrode 22, the electrolyte layer 27 may be formed by applying the electrolyte solution to one surface of the separator 23 facing the negative electrode 22. Even if any of the above-described forming methods is used, the electrolyte layer 27 is finally interposed between the negative electrode 22 and the separator 23.
  • the positive electrode lead 25 is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like, and the negative electrode lead 26 is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like.
  • the positive electrode 21 and the negative electrode 22 are wound through the separator 23.
  • the front end of the positive electrode lead 25 is welded to the safety valve mechanism 15, and the front end of the negative electrode lead 26 is welded to the battery can 11, and the wound positive electrode 21 and negative electrode 22 are connected with the pair of insulating plates 12 and 13. It is housed inside the sandwiched battery can 11.
  • the electrolytic solution is injected into the battery can 11 and impregnated in the separator 23.
  • the battery lid 14, the safety valve mechanism 15, and the heat sensitive resistance element 16 are fixed to the opening end of the battery can 11 by caulking through a sealing gasket 17. Thereby, the battery shown in FIG. 1 is obtained.
  • an electrolyte layer 27 is provided between the negative electrode 22 and the separator 23.
  • the electrolyte layer 27 is provided as described above, the electrolyte containing the negative electrode active material can be present in voids such as the pores of the negative electrode active material layer 22B. For this reason, even when the negative electrode active material layer 22B expands and contracts during charge and discharge, the negative electrode active material present in the voids ensures an electron conduction path between the negative electrode active materials contained in the negative electrode active material layer 22B. The negative electrode active material is less likely to be isolated. Further, since the electrolyte layer 27 is provided as described above, a stable electrode-electrolyte interface can be formed. Thereby, even if charging / discharging is repeated, the electrical conductivity fall of the negative electrode active material layer 22B is suppressed, and the outstanding cycling characteristics are acquired. In addition, when the electrolyte layer 27 contains the conductive support agent, the conductive support agent also contributes to securing the electron conduction path.
  • the electrolyte layer 27 may not be provided between the negative electrode 22 and the separator 23, and the electrolyte layer 28 may be provided between the positive electrode 21 and the separator 23.
  • the electrolyte layer 28 is provided adjacent to the positive electrode 21 and is provided apart from the negative electrode 22 via the separator 23.
  • the electrolyte constituting the electrolyte layer 28 is preferably present in the voids such as the pores of the positive electrode active material layer 21B. This is because the positive electrode active material becomes difficult to be isolated and more excellent cycle characteristics can be obtained.
  • the concentration distribution of the negative electrode active material is highest at the positive electrode 21 side interface or in the vicinity thereof, and decreases with increasing distance from the positive electrode 21 side. Is preferred. This is because the electrical conductivity of the positive electrode active material layer 21B can be further improved.
  • the electrolyte layer 28 is formed on, for example, both surfaces of the positive electrode 21 or the surface of the separator 23 facing the positive electrode 21.
  • the electrolyte layer 28 is obtained by applying a solution for forming an electrolyte layer or a polymer layer to both surfaces of the positive electrode 21 or the surface of the separator 23 facing the positive electrode 21.
  • the configuration of the electrolyte layer 28 other than the above is the same as that of the electrolyte layer 27.
  • the electrolyte layer 28 is provided between the positive electrode 21 and the separator 23.
  • the electrolyte containing a negative electrode active material can be made to exist in voids, such as the pore of positive electrode active material layer 22B.
  • the negative electrode active material present in the voids secures an electron conduction path between the positive electrode active materials included in the positive electrode active material layer 21B.
  • the positive electrode active material is less likely to be isolated.
  • a negative electrode active material having higher electrical conductivity than the positive electrode active material is present between the positive electrode active materials generally considered to have low electron conductivity, a good electron conduction path is formed.
  • the electrolyte layer 28 contains the conductive support agent, the conductive support agent also contributes to securing the electron conduction path.
  • an electrolyte layer 27 may be provided between the negative electrode 22 and the separator 23, and an electrolyte layer 28 may be provided between the positive electrode 21 and the separator 23.
  • the electrolyte layer 27 is provided adjacent to the negative electrode 21, and the electrolyte layer 28 is provided adjacent to the positive electrode 22.
  • the configuration of the electrolyte layers 27 and 28 may be the same, or the configuration of the electrolyte layers 27 and 28 may be different.
  • the compositions of the negative electrode active materials contained in the electrolyte layers 27 and 28 may be the same or different.
  • the negative electrode active material contained in the electrolyte layers 27 and 28 is preferably a metal oxide. This is because a short circuit between the positive electrode 21 and the negative electrode 22 can be suppressed.
  • lithium titanate is preferably used as the metal oxide.
  • Both the electrolyte layers 27 and 28 may contain an insulating material, or only one of the electrolyte layers 27 and 28 may contain an insulating material. Similarly, both of the electrolyte layers 27 and 28 may contain a conductive additive, or only one of the electrolyte layers 27 and 28 may contain a conductive aid.
  • the electrolyte layer 27 is preferably provided. This is because when the electrolyte layer 27 is provided, in addition to the effect of suppressing the decrease in electrical conductivity of the active material layer, the effect of suppressing lithium deposition on the surface of the negative electrode 21 is also obtained.
  • An electrolyte layer containing a conductive additive may be used instead of the negative electrode active material.
  • the same effect as when the electrolyte layer containing the negative electrode active material is used, that is, the effect that the cycle characteristics can be improved can be obtained.
  • a battery using an electrolyte layer containing a negative electrode active material can obtain a more excellent effect than a battery using an electrolyte layer containing a conductive additive.
  • Second Embodiment> a configuration example of the battery according to the second embodiment of the present technology will be described with reference to FIG. 4.
  • This battery is a so-called laminate film type battery, and has a flat or square shape.
  • a wound electrode body 30 to which a positive electrode lead 31 and a negative electrode lead 32 are attached is housed in a film-like exterior member 40, and can be reduced in size, weight, and thickness. .
  • the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each led out from the inside of the exterior member 40 to the outside, for example, in the same direction.
  • the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are each made of, for example, a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, and each have a thin plate shape or a mesh shape.
  • the exterior member 40 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order.
  • the exterior member 40 is disposed, for example, so that the polyethylene film side and the wound electrode body 30 face each other, and the outer edge portions are in close contact with each other by fusion or an adhesive.
  • An adhesive film 41 is inserted between the exterior member 40 and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 to prevent intrusion of outside air.
  • the adhesion film 41 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.
  • the exterior member 40 may be configured by a laminated film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film instead of the above-described aluminum laminated film.
  • a laminate film in which an aluminum film is used as a core and a polymer film is laminated on one or both sides thereof may be used.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line VV of the spirally wound electrode body 30 shown in FIG.
  • the wound electrode body 30 is obtained by laminating a positive electrode 33 and a negative electrode 34 via a separator 35 and electrolyte layers 36 and 37 and winding them, and the outermost periphery is protected by a protective tape 38.
  • the electrolyte layer 36 is provided between the negative electrode 34 and the separator 35, and the electrolyte layer 37 is provided between the positive electrode 33 and the separator 35.
  • the positive electrode 33 has a structure in which a positive electrode active material layer 33B is provided on one or both surfaces of a positive electrode current collector 33A.
  • the negative electrode 34 has a structure in which a negative electrode active material layer 34B is provided on one surface or both surfaces of a negative electrode current collector 34A, and the negative electrode active material layer 34B and the positive electrode active material layer 33B are arranged to face each other. Yes.
  • the configurations of the positive electrode current collector 33A, the positive electrode active material layer 33B, the negative electrode current collector 34A, the negative electrode active material layer 34B, and the separator 35 are respectively the positive electrode current collector 21A, the positive electrode active material layer 21B, and the negative electrode in the second embodiment. This is the same as the current collector 22A, the negative electrode active material layer 22B, and the separator 23.
  • the electrolyte layer 36 is the electrolyte layer 27 according to the first embodiment.
  • the electrolyte layer 37 is the electrolyte layer 28 according to Modification 1 of the first embodiment.
  • the electrolyte layers 36 and 37 are preferably so-called gel electrolyte layers. This is because the gel electrolyte layer can obtain high ionic conductivity and can prevent battery leakage.
  • a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a negative electrode active material, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to each of the positive electrode 33 and the negative electrode 34, and the mixed solvent is volatilized to electrolyte layers 36, 37.
  • the positive electrode lead 31 is attached to the end portion of the positive electrode current collector 33A by welding
  • the negative electrode lead 32 is attached to the end portion of the negative electrode current collector 34A by welding.
  • the positive electrode 33 and the negative electrode 34 on which the electrolyte layer 36 is formed are laminated via a separator 35 to form a laminated body, and then the laminated body is wound in the longitudinal direction, and a protective tape 38 is attached to the outermost peripheral portion.
  • the wound electrode body 30 is formed by bonding. Finally, for example, the wound electrode body 30 is sandwiched between the exterior members 40, and the outer edges of the exterior members 40 are sealed and sealed by heat fusion or the like. At that time, the adhesion film 41 is inserted between the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 and the exterior member 40. Thereby, the secondary battery shown in FIGS. 4 and 4 is obtained.
  • this secondary battery may be manufactured as follows. First, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are produced as described above, and the positive electrode lead 31 and the negative electrode lead 32 are attached to the positive electrode 33 and the negative electrode 34. Next, the positive electrode 33 and the negative electrode 34 are laminated and wound via the separator 35, and a protective tape 38 is adhered to the outermost peripheral portion to form a wound body. Next, the wound body is sandwiched between the exterior members 40, and the outer peripheral edge except for one side is heat-sealed to form a bag shape, which is then stored inside the exterior member 40.
  • an electrolyte composition comprising a solvent, an electrolyte salt, a negative electrode active material, a monomer that is a raw material for the polymer compound, a polymerization initiator, and other materials such as a polymerization inhibitor as necessary.
  • the opening of the exterior member 40 is heat-sealed in a vacuum atmosphere and sealed.
  • the electrolyte layers 36 and 37 are formed by applying heat to polymerize the monomer to obtain a polymer compound.
  • the secondary battery shown in FIG. 4 is obtained.
  • an electrolyte layer 36 is provided between the negative electrode 34 and the separator 35, and an electrolyte layer 37 is provided between the positive electrode 33 and the separator 35.
  • the electrolyte layer 36 and 37 may include the negative electrode active material, and the other may not include the negative electrode active material.
  • the electrolyte layer 36 preferably contains a negative electrode active material.
  • Modification 2 Only one of the electrolyte layers 36 and 37 may be provided. In this case, it is preferable to inject the electrolyte into the exterior member 40 and impregnate the wound electrode body 30 with the electrolyte in the previous step of sealing the exterior member 40.
  • a battery pack and an electronic device including the battery according to the first or second embodiment will be described.
  • the battery pack and the electronic device may include a battery according to a modification of the first or second embodiment.
  • the electronic device 400 includes an electronic circuit 401 of the electronic device body and a battery pack 300.
  • the battery pack 300 is electrically connected to the electronic circuit 401 via the positive terminal 331a and the negative terminal 331b.
  • the electronic device 400 has a configuration in which the battery pack 300 is detachable by a user.
  • the configuration of the electronic device 400 is not limited to this, and the battery pack 300 is built in the electronic device 400 so that the user cannot remove the battery pack 300 from the electronic device 400. May be.
  • the positive terminal 331a and the negative terminal 331b of the battery pack 300 are connected to the positive terminal and the negative terminal of a charger (not shown), respectively.
  • the positive terminal 331a and the negative terminal 331b of the battery pack 300 are connected to the positive terminal and the negative terminal of the electronic circuit 401, respectively.
  • the electronic device 400 for example, a notebook personal computer, a tablet computer, a mobile phone (for example, a smartphone), a portable information terminal (Personal Digital Assistant: PDA), a display device (LCD, EL display, electronic paper, etc.), imaging, etc.
  • Devices eg digital still cameras, digital video cameras, etc.
  • audio equipment eg portable audio players
  • game machines cordless phones, e-books, electronic dictionaries, radio, headphones, navigation systems, memory cards, pacemakers, hearing aids, Electric tools, electric shavers, refrigerators, air conditioners, TVs, stereos, water heaters, microwave ovens, dishwashers, washing machines, dryers, lighting equipment, toys, medical equipment, robots, road conditioners, traffic lights Etc.
  • the electronic circuit 401 includes, for example, a CPU, a peripheral logic unit, an interface unit, a storage unit, and the like, and controls the entire electronic device 400.
  • the battery pack 300 includes an assembled battery 301 and a charge / discharge circuit 302.
  • the assembled battery 301 is configured by connecting a plurality of secondary batteries 301a in series and / or in parallel.
  • the plurality of secondary batteries 301a are connected, for example, in n parallel m series (n and m are positive integers).
  • FIG. 6 shows an example in which six secondary batteries 301a are connected in two parallel three series (2P3S).
  • the secondary battery 301a the battery according to the first or second embodiment is used.
  • the charging / discharging circuit 302 is a control unit that controls charging / discharging of the assembled battery 301. Specifically, during charging, the charging / discharging circuit 302 controls charging of the assembled battery 301. On the other hand, at the time of discharging (that is, when the electronic device 400 is used), the charging / discharging circuit 302 controls the discharging of the electronic device 400.
  • the battery pack 300 includes the assembled battery 301 including a plurality of secondary batteries 301 a has been described as an example. However, the battery pack 300 is replaced with one assembled battery 301. You may employ
  • a power storage system including the battery according to the first or second embodiment in a power storage device will be described.
  • This power storage system may be anything as long as it uses power, and includes a simple power device.
  • This power system includes, for example, a smart grid, a home energy management system (HEMS), a vehicle, and the like, and can also store electricity.
  • the power storage device may include a battery according to a modification of the first or second embodiment.
  • This power storage system 100 is a residential power storage system, from a centralized power system 102 such as a thermal power generation 102a, a nuclear power generation 102b, and a hydropower generation 102c through a power network 109, an information network 112, a smart meter 107, a power hub 108, etc. Electric power is supplied to the power storage device 103. At the same time, power is supplied to the power storage device 103 from an independent power source such as the home power generation device 104. The electric power supplied to the power storage device 103 is stored. Electric power used in the house 101 is fed using the power storage device 103. The same power storage system can be used not only for the house 101 but also for buildings.
  • the house 101 is provided with a home power generation device 104, a power consumption device 105, a power storage device 103, a control device 110 that controls each device, a smart meter 107, a power hub 108, and a sensor 111 that acquires various information.
  • Each device is connected by a power network 109 and an information network 112.
  • a solar cell, a fuel cell, or the like is used as the home power generation device 104, and the generated power is supplied to the power consumption device 105 and / or the power storage device 103.
  • the power consuming device 105 is a refrigerator 105a, an air conditioner 105b, a television receiver 105c, a bath 105d, or the like.
  • the electric power consumption device 105 includes an electric vehicle 106.
  • the electric vehicle 106 is an electric vehicle 106a, a hybrid car 106b, an electric motorcycle 106c, or the like.
  • the power storage device 103 includes the battery according to the first or second embodiment.
  • the smart meter 107 has a function of measuring the usage amount of commercial power and transmitting the measured usage amount to an electric power company.
  • the power network 109 may be any one or a combination of DC power supply, AC power supply, and non-contact power supply.
  • the various sensors 111 are, for example, human sensors, illuminance sensors, object detection sensors, power consumption sensors, vibration sensors, contact sensors, temperature sensors, infrared sensors, and the like. Information acquired by various sensors 111 is transmitted to the control device 110. Based on the information from the sensor 111, the weather state, the state of a person, and the like can be grasped, and the power consumption device 105 can be automatically controlled to minimize the energy consumption. Furthermore, the control device 110 can transmit information regarding the house 101 to an external power company or the like via the Internet.
  • the power hub 108 performs processing such as branching of power lines and DC / AC conversion.
  • the communication method of the information network 112 connected to the control device 110 includes a method using a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver-Transceiver), Bluetooth (registered trademark), ZigBee, Wi-Fi.
  • a communication interface such as UART (Universal Asynchronous Receiver-Transceiver), Bluetooth (registered trademark), ZigBee, Wi-Fi.
  • the Bluetooth (registered trademark) system is applied to multimedia communication and can perform one-to-many connection communication.
  • ZigBee uses a physical layer of IEEE (Institute of Electrical and Electronics Electronics) 802.15.4. IEEE 802.15.4 is the name of a short-range wireless network standard called PAN (Personal Area Network) or W (Wireless) PAN.
  • the control device 110 is connected to an external server 113.
  • the server 113 may be managed by any one of the house 101, the power company, and the service provider.
  • the information transmitted and received by the server 113 is, for example, information related to power consumption information, life pattern information, power charges, weather information, natural disaster information, and power transactions. These pieces of information may be transmitted / received from a power consuming device in the home (for example, a television receiver) or may be transmitted / received from a device outside the home (for example, a mobile phone). Such information may be displayed on a device having a display function, such as a television receiver, a mobile phone, or a PDA (Personal Digital Assistant).
  • a display function such as a television receiver, a mobile phone, or a PDA (Personal Digital Assistant).
  • the control device 110 that controls each unit includes a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), and the like, and is stored in the power storage device 103 in this example.
  • the control device 110 is connected to the power storage device 103, the home power generation device 104, the power consumption device 105, the various sensors 111, the server 113 and the information network 112, and adjusts, for example, the amount of commercial power used and the amount of power generation. It has a function. In addition, you may provide the function etc. which carry out an electric power transaction in an electric power market.
  • the power generated by the home power generation device 104 is supplied to the power storage device 103.
  • the power generated by the home power generation device 104 can be stored. Therefore, even if the generated power of the home power generation device 104 fluctuates, it is possible to perform control such that the amount of power to be sent to the outside is constant or discharge is performed as necessary.
  • the electric power obtained by solar power generation is stored in the power storage device 103, and midnight power with a low charge is stored in the power storage device 103 at night, and the power stored by the power storage device 103 is discharged during a high daytime charge. You can also use it.
  • control device 110 is stored in the power storage device 103 .
  • control device 110 may be stored in the smart meter 107 or may be configured independently.
  • the power storage system 100 may be used for a plurality of homes in an apartment house, or may be used for a plurality of detached houses.
  • an electric vehicle including the battery according to the first or second embodiment will be described.
  • the electric vehicle may include a battery according to a modification of the first or second embodiment.
  • the hybrid vehicle 200 is a hybrid vehicle that employs a series hybrid system.
  • the series hybrid system is a vehicle that runs on the power driving force conversion device 203 using electric power generated by a generator that is driven by an engine or electric power that is temporarily stored in a battery.
  • the hybrid vehicle 200 includes an engine 201, a generator 202, a power driving force conversion device 203, driving wheels 204a, driving wheels 204b, wheels 205a, wheels 205b, a battery 208, a vehicle control device 209, various sensors 210, and a charging port 211. Is installed.
  • the battery 208 the battery according to the first or second embodiment is used.
  • Hybrid vehicle 200 travels using electric power / driving force conversion device 203 as a power source.
  • An example of the power driving force conversion device 203 is a motor.
  • the electric power / driving force converter 203 is operated by the electric power of the battery 208, and the rotational force of the electric power / driving force converter 203 is transmitted to the driving wheels 204a and 204b.
  • DC-AC DC-AC
  • AC-DC conversion AC-DC conversion
  • the power driving force converter 203 can be applied to either an AC motor or a DC motor.
  • the various sensors 210 control the engine speed via the vehicle control device 209 and control the opening (throttle opening) of a throttle valve (not shown).
  • the various sensors 210 include a speed sensor, an acceleration sensor, an engine speed sensor, and the like.
  • the rotational force of the engine 201 is transmitted to the generator 202, and the electric power generated by the generator 202 by the rotational force can be stored in the battery 208.
  • the resistance force at the time of deceleration is applied as a rotational force to the power driving force conversion device 203, and the regenerative electric power generated by the power driving force conversion device 203 by this rotational force is used as the battery 208. Accumulated in.
  • the battery 208 is connected to an external power source of the hybrid vehicle 200 via the charging port 211, so that it is possible to receive power from the external power source using the charging port 211 as an input port and store the received power. is there.
  • an information processing apparatus that performs information processing related to vehicle control based on information related to the nonaqueous electrolyte secondary battery may be provided.
  • an information processing apparatus for example, there is an information processing apparatus that displays a battery remaining amount based on information on the remaining amount of a nonaqueous electrolyte secondary battery.
  • the series hybrid vehicle that runs on the motor using the electric power generated by the generator that is driven by the engine or the electric power that is temporarily stored in the battery has been described as an example.
  • the present technology is also effective for a parallel hybrid vehicle that uses both engine and motor outputs as drive sources and switches between the three modes of running with only the engine, running with only the motor, and running with the engine and motor. Applicable.
  • the present technology can be effectively applied to a so-called electric vehicle that travels only by a drive motor without using an engine.
  • Example 1 (Production process of positive electrode)
  • the positive electrode was produced as follows. First, 96 parts by mass of lithium cobalt composite oxide (LiCoO 2 ) as a positive electrode active material, 3 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a positive electrode binder, and 1 part by mass of carbon black as a positive electrode conductive agent were mixed. An agent was used. The weight average molecular weight of this polyvinylidene fluoride is about 500,000, and the same applies to the following. Next, the positive electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as an organic solvent to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry.
  • LiCoO 2 lithium cobalt composite oxide
  • polyvinylidene fluoride as a positive electrode binder
  • carbon black as a positive electrode conductive agent
  • a positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of a positive electrode current collector (20 ⁇ m thick strip-like aluminum foil) using a coating apparatus, and then the positive electrode mixture slurry was dried to form a positive electrode active material layer. Finally, the positive electrode active material layer was compression molded using a roll press.
  • a negative electrode was produced as follows. First, 90 parts by mass of graphite powder as a negative electrode active material and 10 parts by mass of polyvinylidene fluoride as a negative electrode binder were mixed to obtain a negative electrode mixture. Next, the negative electrode mixture was dispersed in N-methyl-2-pyrrolidone as an organic solvent to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry. Next, after applying a negative electrode mixture slurry on both sides of a negative electrode current collector (15 ⁇ m thick strip-like electrolytic copper foil) using a coating apparatus, the negative electrode mixture slurry was dried to form a negative electrode active material layer. . Finally, the negative electrode active material layer was compression molded using a roll press.
  • EC ethylene carbonate
  • PC propylene carbonate
  • LiPF 6 lithium hexafluorophosphate
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • DMC dimethyl carbonate
  • active material-containing solution a precursor solution that is a sol-like electrolyte solution.
  • the solution was dried to remove the diluting solvent, thereby forming a gel electrolyte layer containing the negative electrode active material.
  • the cross section of the gel electrolyte layer was observed using an electron microscope, it was observed that artificial graphite (negative electrode active material) was dispersed in the gel electrolyte layer.
  • a gel electrolyte layer on the positive electrode side was prepared as follows. That is, a precursor solution prepared without mixing the negative electrode active material (hereinafter referred to as “active material-free solution”) is used, and the prepared active material-free solution is applied to both surfaces of the positive electrode instead of both surfaces of the negative electrode. Except for this, a gel electrolyte layer containing no negative electrode active material was formed in the same manner as the negative electrode side gel electrolyte layer formation step.
  • a laminate film type battery was produced as follows. First, an aluminum positive electrode lead was welded to the positive electrode current collector, and a copper negative electrode lead was welded to the negative electrode current collector. Next, a positive electrode in which a positive electrode side gel electrolyte layer is formed on both sides and a negative electrode in which a negative electrode side gel electrolyte layer is formed on both sides are laminated via a separator (23 ⁇ m thick microporous polypropylene film). I let you. Next, the positive electrode, the negative electrode, and the separator were wound in the longitudinal direction to form a wound electrode body. Then, the protective tape was affixed on the outermost periphery part of the winding electrode body.
  • the exterior member was folded back so as to sandwich the wound electrode body, and the folded outer edges were overlapped.
  • an adhesion film (an acid-modified propylene film having a thickness of 50 ⁇ m) was inserted between the positive electrode lead and the exterior member, and an adhesion film was inserted between the negative electrode lead and the exterior member.
  • the wound electrode body was accommodated inside the bag-shaped exterior member by heat-sealing the overlapped outer peripheral edge portions.
  • a nylon film (30 ⁇ m thickness), an aluminum foil (40 ⁇ m thickness), and an unstretched polypropylene film (30 ⁇ m thickness) are laminated in this order from the outside in a moisture resistant aluminum laminate film (total thickness 100 ⁇ m) was used.
  • This laminated film type battery is designed so that the amount of the positive electrode active material and the amount of the negative electrode active material are adjusted, and the open circuit voltage (that is, the battery voltage) at the time of full charge is 4.20V.
  • Example 2 In the formation process of the gel electrolyte layer on the negative electrode side, a gel electrolyte layer on the negative electrode side is prepared using the active material-free solution, and in the formation process of the gel electrolyte layer on the positive electrode side, the active material containing solution is prepared.
  • a battery was obtained in the same manner as Example 1 except that the gel electrolyte layer on the positive electrode side was used.
  • Example 3 In the step of forming the gel electrolyte layer on the negative electrode side, a battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that natural graphite powder was used as the negative electrode active material.
  • Example 4 A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the step of forming the gel electrolyte layer on the negative electrode side, lithium titanate powder was used as the negative electrode active material.
  • Example 5 A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the step of forming the gel electrolyte layer on the negative electrode side, silicon oxide (SiOx) powder was used as the negative electrode active material.
  • Example 6 In the step of forming the gel electrolyte layer on the negative electrode side, a battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that silicon alloy powder was used as the negative electrode active material.
  • Example 7 In the step of forming the gel electrolyte layer on the positive electrode side, a battery was obtained in the same manner as in Example 2 except that lithium titanate powder was used as the negative electrode active material.
  • Example 8 Battery in the same manner as in Example 7, except that in the step of forming the negative electrode-side gel electrolyte layer, the negative electrode-side gel electrolyte layer is prepared using an active material-containing solution containing lithium titanate powder as the negative electrode active material. Got.
  • Example 9 A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that silicon powder was used as the negative electrode active material in the negative electrode preparation step.
  • Example 10 A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that, in the production process of the negative electrode, silicon powder and graphite powder were used as the negative electrode active material.
  • Example 11 A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that tin powder was used as the negative electrode active material in the negative electrode preparation step.
  • Example 12 (Preparation process of positive electrode and negative electrode) A positive electrode and a negative electrode were produced in the same manner as in Example 1.
  • the polymer layer on the negative electrode side was produced as follows. First, an active material-containing solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that the electrolytic solution was not mixed. Next, after apply
  • the polymer layer on the positive electrode side was produced as follows. That is, the negative electrode side of the separator was used except for the active material-free solution prepared without mixing the negative electrode active material and the application of the prepared active material-free solution to the surface of the separator facing the positive electrode. In the same manner as the molecular layer forming step, a polymer layer not containing the negative electrode active material was formed.
  • a laminate film type battery was produced as follows. First, a wound electrode body was formed in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode and the negative electrode were laminated through the separator obtained as described above. Next, after folding the exterior member so as to sandwich the wound electrode body, the outer peripheral edge except one side was heat-sealed to obtain a bag shape having an opening. At this time, an adhesive film was inserted between the positive electrode lead and the exterior member, and an adhesive film was inserted between the negative electrode lead and the exterior member. Next, an electrolytic solution was injected into the exterior member through this opening, the wound electrode body was impregnated with the electrolytic solution, and the remaining one side of the exterior member was heat-sealed in a reduced pressure environment. In addition, the polymer layer provided on both surfaces of the separator became a gel electrolyte layer due to swelling of the polymer compound (PVDF) by injection of the electrolytic solution. Thus, the intended laminate film type battery was obtained.
  • PVDF polymer compound
  • PVDF polyvinylidene fluoride
  • artificial graphite powder as the negative electrode active material
  • alumina powder as the insulating material
  • electrolytic solution electrolytic solution
  • dimethyl carbonate diluting solvent
  • Example 14 The amount of the positive electrode active material and the amount of the negative electrode active material are adjusted, and the open circuit voltage (that is, the battery voltage) at the time of full charge is 4.35 V (Example 14), 4.40 V (Example 15), 4.45 V (Implementation) A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that it was designed to be Example 16).
  • Example 1 A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that in the step of forming the negative electrode-side gel-like active material layer, the negative electrode-side gel-like electrolyte layer was formed using an active material-free solution.
  • Example 2 A battery was obtained in the same manner as in Example 9, except that in the step of forming the negative electrode side gel-like active material layer, the negative electrode side gel-like electrolyte layer was formed using the active material-free solution.
  • Example 3 A battery was obtained in the same manner as in Example 10 except that in the step of forming the negative electrode side gel-like active material layer, the negative electrode side gel-like electrolyte layer was formed using the active material-free solution.
  • Example 4 A battery was obtained in the same manner as in Example 11 except that in the step of forming the negative electrode-side gel-like active material layer, the negative electrode-side gel-like electrolyte layer was formed using the active material-free solution.
  • Example 5 Example except that artificial graphite is used as the negative electrode active material in the forming step of the gel-like active material layer on the negative electrode side, and artificial graphite is used as the negative electrode active material in the step of forming the gel-like active material layer on the positive electrode side.
  • a battery was obtained in the same manner as in Example 8.
  • Example 6 A battery was obtained in the same manner as in Example 12, except that in the step of forming the polymer layer on the positive electrode side, the polymer layer on the positive electrode side was formed using an active material-containing solution instead of the active material-free solution. In addition, as an active material containing solution, the same thing as the formation process of the polymer layer on the negative electrode side was used.
  • Example 7 A battery was obtained in the same manner as in Example 13, except that in the step of forming the negative electrode side electrolyte layer, an active material-free solution prepared without mixing the negative electrode active material was used.
  • charging / discharging of the battery was controlled as follows according to the open circuit voltage at the time of complete charge. ⁇ Batteries with an open circuit voltage of 4.2 V during full charge (Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 7)>
  • the battery was charged with a current of 1 C until the voltage reached 4.2 V, and then charged with a voltage of 4.2 V until the current reached 0.05 C.
  • discharging was performed at a current of 1 C until the voltage reached 3.0V.
  • “1C” is a current value at which the battery capacity (theoretical capacity) can be discharged in one hour
  • 0.05C is a current value at which the battery capacity can be discharged in 20 hours.
  • ⁇ Battery having an open circuit voltage of 4.35 V during full charge (Example 14, Comparative Example 8)>
  • the battery was charged with a current of 1 C until the voltage reached 4.35 V, and then charged with a voltage of 4.35 V until the current reached 0.05 C.
  • discharging was performed at a current of 1 C until the voltage reached 3.0V.
  • ⁇ Batteries with an open circuit voltage of 4.40 V during full charge (Example 15, Comparative Example 9)>
  • the battery was charged with a current of 1 C until the voltage reached 4.40 V, and then charged with a voltage of 4.40 V until the current reached 0.05 C.
  • discharging was performed at a current of 1 C until the voltage reached 3.0V.
  • Table 1 shows the configurations and evaluation results of the batteries of Examples 1 to 16 and Comparative Examples 1 to 10.
  • a battery (Examples 1 and 3) provided with a gel electrolyte layer containing graphite as a negative electrode active material on the negative electrode side is compared with a battery (Comparative Example 2) not provided with such a gel electrolyte layer on the negative electrode side.
  • the cycle maintenance ratio can be improved and the thickness change (battery expansion) can be suppressed. This is because the negative electrode active material is less likely to be isolated during the low-temperature cycle and the decrease in electrical conductivity is suppressed, and the precipitation of Li is suppressed during the low-temperature cycle.
  • the cycle retention rate can be improved and the thickness change can be suppressed.
  • batteries (Comparative Examples 5 and 6) in which a gel electrolyte layer containing a carbon material (graphite) as a negative electrode active material is formed on both the negative electrode side and the positive electrode side are short-circuited between the positive electrode and the negative electrode.
  • the present technology can also employ the following configurations.
  • the electrolyte layer includes an electrolytic solution and a polymer compound, The battery according to (1), wherein the electrolytic solution is held by the polymer compound.
  • the battery according to any one of (1) to (3), wherein the negative electrode active material contained in the electrolyte layer and the negative electrode active material contained in the negative electrode have different compositions.
  • the battery according to any one of (1) to (4), wherein the electrolyte layer further includes at least one of an insulating material and a conductive additive.
  • the negative electrode active material includes at least one of a carbon material, a metal, a metalloid, a metal oxide, a metalloid oxide, and a polymer compound.
  • the negative electrode active material includes at least one of a carbon material, silicon (Si), tin (Sn), and lithium titanate.
  • the negative electrode active material includes a carbon material, The battery according to any one of (1) to (5), wherein the carbon material is graphite having a specific surface area of 0.1 m 2 / g or more and 50 m 2 / g or less.
  • the electrolyte layer includes a first electrolyte layer adjacent to the positive electrode and a second electrolyte layer adjacent to the negative electrode,
  • one of the first electrolyte layer and the second electrolyte layer includes the negative electrode active material.
  • the electrolyte layer includes a first electrolyte layer adjacent to the positive electrode and a second electrolyte layer adjacent to the negative electrode, Both the first electrolyte layer and the second electrolyte layer include the negative electrode active material,
  • the negative electrode active material includes a metal oxide.
  • a separator The battery according to any one of (1) to (9), wherein the electrolyte layer is provided between the negative electrode and the separator or between the negative electrode and the separator.
  • a separator The battery according to any one of (1) to (13), wherein the electrolyte layer is formed on the separator, the positive electrode, or the negative electrode.

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Abstract

電池は、正極と、負極と、負極活物質を含む電解質層とを備える。

Description

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
　本技術は、電池、それを備える電池パック、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、電池は、携帯電話、ノートパソコン、電動工具および電気自動車などの電源として広く用いられている。電池特性は、用いる電極、電解質およびセパレータに大きく左右されるため、それらの部材に関して様々な技術が提案されている。
　例えば以下の技術が提案されている。
　特許文献１では、高分子固体電解質のイオン伝導性などを改善するために、ゲル状電解質層および電極構造物内の高分子固体電解質としてポリフッ化ビニリデン共重合体が提案されている。
　特許文献２では、セパレータの耐熱性を向上させるために、電解質層にセラミック材料または有機高分子材料からなる絶縁性粒子を有するセパレータが提案されている。
　特許文献３では、導電性高分子組成物からなる架橋高分子電解質壁体が提案されている。
特開平１１－１３０８２１号公報 特開２００７－２５８１６０号公報 特開２００１－２１４０５０号公報
　本技術の目的は、サイクル特性を向上できる電池、それを備える電池パック、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。
　上述の課題を解決するために、本技術は、正極と、負極と、負極活物質を含む電解質層とを備える電池である。
　本技術の電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置および電力システムは、上述の電池を備えるものである。
　以上説明したように、本技術によれば、サイクル特性を向上できる。
本技術の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池の一構成例を示す断面図である。 図１に示した巻回電極体の一部を拡大して表す断面図である。 図３Ａは、本技術の第１の実施形態の変形例１に係る非水電解質二次電池の一構成例を示す断面図である。図３Ｂは、本技術の第１の実施形態の変形例２に係る非水電解質二次電池の一構成例を示す断面図である。 本技術の第２の実施形態に係る非水電解質二次電池の一構成例を示す分解斜視図である。 図４のＶ－Ｖ線に沿った巻回電極体の断面図である。 本技術の第３の実施形態に係る電池パックおよび電子機器の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第４の実施形態に係る蓄電システムの一構成例を示す概略図である。 本技術の第５の実施形態に係る電動車両の一構成を示す概略図である。
　本技術の実施形態について以下の順序で説明する。
１　第１の実施形態（円筒型電池の例）
２　第２の実施形態（ラミネートフィルム型電池の例）
３　第３の実施形態（電池パックおよび電子機器の例）
４　第４の実施形態（蓄電システムの例）
５　第５の実施形態（電動車両の例）
＜１　第１の実施形態＞
［電池の構成］
　以下、図１を参照しながら、本技術の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池（以下単に「電池」という。）の一構成例について説明する。この電池は、例えば、負極の容量が、電極反応物質であるリチウム（Ｌｉ）の吸蔵および放出による容量成分により表されるリチウムイオン二次電池である。この電池はいわゆる円筒型といわれるものであり、ほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、一対の帯状の正極２１と帯状の負極２２とがセパレータ２３を介して積層され巻回された巻回電極体２０を有している。
　負極２２とセパレータ２３との間には、高分子層としての電解質層２７が設けられている。電解質層２７は、負極２２に隣接して設けられ、セパレータ２３を介して正極２１から離間して設けられている。
　電池缶１１は、ニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）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、液状の電解質として電解液が注入され、正極２１、負極２２およびセパレータ２３に含浸されている。また、電解液は、電解質層２７に保持されている。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１２、１３がそれぞれ配置されている。
　電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗素子（Positive Temperature Coefficient；ＰＴＣ素子）１６とが、封口ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられている。これにより、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５は、電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡または外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合に、ディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。封口ガスケット１７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。
　巻回電極体２０の中心には、例えばセンターピン２４が挿入されている。巻回電極体２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５が接続されており、負極２２にはニッケルなどよりなる負極リード２６が接続されている。正極リード２５は安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。
　以下、図２を参照しながら、電池を構成する正極２１、負極２２、セパレータ２３、電解液および電解質層２７について順次説明する。
（正極）
　正極２１は、例えば、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、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。正極活物質層２１Ｂは、例えば、電極反応物質であるリチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質を含んでいる。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて添加剤をさらに含んでいてもよい。添加剤としては、例えば、導電剤および結着剤のうちの少なくとも１種を用いることができる。
（正極活物質）
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質としては、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など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、式（Ａ）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、式（Ｂ）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などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル、マンガン（Ｍｎ）および鉄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、式（Ｃ）、式（Ｄ）もしくは式（Ｅ）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、式（Ｆ）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、または式（Ｇ）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などが挙げられ、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）などがある。
　ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz　・・・（Ａ）
（但し、式（Ａ）中、Ｍ１は、ニッケル、マンガンを除く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、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。）
　ＬｉaＭ２bＰＯ4　・・・（Ｂ）
（但し、式（Ｂ）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。）
　ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk　・・・（Ｃ）
（但し、式（Ｃ）中、Ｍ３は、コバルト、マグネシウム（Ｍｇ）、アルミニウム、ホウ素（Ｂ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、鉄、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。）
　ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq　・・・（Ｄ）
（但し、式（Ｄ）中、Ｍ４は、コバルト、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステン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。）
　ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu　・・・（Ｅ）
（但し、式（Ｅ）中、Ｍ５は、ニッケル、マンガン、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステン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。）
　ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy　・・・（Ｆ）
（但し、式（Ｆ）中、Ｍ６は、コバルト、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、クロム、鉄、銅、亜鉛、モリブデン、スズ、カルシウム、ストロンチウムおよびタングステン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。）
　ＬｉzＭ７ＰＯ4　・・・（Ｇ）
（但し、式（Ｇ）中、Ｍ７は、コバルト、マンガン、鉄、ニッケル、マグネシウム、アルミニウム、ホウ素、チタン、バナジウム、ニオブ（Ｎｂ）、銅、亜鉛、モリブデン、カルシウム、ストロンチウム、タングステンおよびジルコニウム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。）
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳなどのリチウムを含まない無機化合物も挙げられる。
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質は、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は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
（結着剤）
　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）などの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
（導電剤）
　導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラックまたはケッチェンブラックなどの炭素材料が挙げられ、それらのうちの１種または２種以上が混合して用いられる。また、炭素材料の他にも、導電性を有する材料であれば金属材料または導電性高分子材料などを用いるようにしてもよい。
（負極）
　負極２２は、例えば、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、ニッケル箔またはステンレス箔などの金属箔により構成されている。
　負極活物質層２２Ｂは、リチウムを吸蔵および放出することが可能な１種または２種以上の負極活物質を含んでいる。負極活物質層２２Ｂは、必要に応じて結着剤や導電剤などの添加剤をさらに含んでいてもよい。
　なお、この非水電解質電池では、負極５４または負極活物質の電気化学当量が、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ことが好ましい。
（負極活物質）
　負極活物質としては、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、炭素繊維または活性炭など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、ニードルコークスまたは石油コークスなどがある。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など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。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。
　また、高容量化が可能な他の負極活物質としては、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（例えば、合金、化合物または混合物）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。なお、本技術において、合金には２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物またはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
　このような負極活物質としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、マグネシウム、ホウ素、アルミニウム、チタン、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ、鉛（Ｐｂ）、ビスマス（Ｂｉ）、カドミウム（Ｃｄ）、銀（Ａｇ）、亜鉛、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
　負極活物質としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素または半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはケイ素およびスズの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素およびスズは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。このような負極活物質としては、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、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモン（Ｓｂ）およびクロムからなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ以外の第２の構成元素として、ケイ素、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムからなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。
　スズの化合物またはケイ素の化合物としては、例えば、酸素または炭素を含むものが挙げられ、スズまたはケイ素に加えて、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
　中でも、Ｓｎ系の負極活物質としては、コバルトと、スズと、炭素とを構成元素として含み、炭素の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下であり、かつスズとコバルトとの合計に対するコバルトの割合が３０質量％以上７０質量％以下であるＳｎＣｏＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において高いエネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるからである。
　このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて更に他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素、鉄、ニッケル、クロム、インジウム、ニオブ、ゲルマニウム、チタン、モリブデン、アルミニウム、リン（Ｐ）、ガリウムまたはビスマスが好ましく、２種以上を含んでいてもよい。容量またはサイクル特性を更に向上させることができるからである。
　なお、このＳｎＣｏＣ含有材料は、スズと、コバルトと、炭素とを含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、このＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下はスズなどが凝集または結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集または結晶化を抑制することができるからである。
　元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えばＸ線光電子分光法（ＸＰＳ）が挙げられる。ＸＰＳでは、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは、グラファイトであれば、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは、２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。
　なお、ＸＰＳ測定では、スペクトルのエネルギー軸の補正に、例えばＣ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定では、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形として得られるので、例えば市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。
　その他の負極活物質としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物なども挙げられる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）などのチタンとリチウムとを含むリチウムチタン酸化物、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどが挙げられる。高分子化合物としては、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどが挙げられる。
（結着剤）
　結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアクリロニトリル、スチレンブタジエンゴムおよびカルボキシメチルセルロースなどの樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体などから選択される少なくとも１種が用いられる。
（導電剤）
　導電剤としては、正極活物質層２１Ｂと同様の炭素材料などを用いることができる。
（セパレータ）
　セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの樹脂製の多孔質膜によって構成されており、これらの２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、か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。特にポリエチレンは、１００℃以上１６０℃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、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ２３を構成する材料として好ましい。他にも、化学的安定性を備えた樹脂を、ポリエチレンまたはポリプロピレンと共重合また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、ポリプロピレン層と、ポリエチレン層と、ポリプロピレン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。
　また、セパレータ２３は、基材である多孔質膜の片面または両面に樹脂層が設けられていてもよい。樹脂層は、無機物が担持された多孔性のマトリックス樹脂層である。これにより、耐酸化性を得ることができ、セパレータ２３の劣化を抑制できる。マトリックス樹脂としては、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（ＨＦＰ）、ポリテトラフルオロエチレンなどを用いることができ、また、これらの共重合体を用いることも可能である。
　無機物としては、金属、半導体、またはこれらの酸化物、窒化物を挙げることができる。例えば、金属としては、アルミニウム、チタンなどを挙げることができ、半導体としては、ケイ素、ホウ素などを挙げることができる。また、無機物としては、実質的に導電性がなく、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、電池の熱暴走をより抑制することが可能になるからである。このような無機物としては、アルミナ（Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（アルミナの一水和物）、タルク、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、二酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化ケイ素（ＳｉＯｘ）などの酸化物または窒化物が挙げられる。なお、上述した無機物は、基材としての多孔質膜に含有されていてもよい。
　無機物の粒径としては、１ｎｍ～１０μｍの範囲内が好ましい。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。
　樹脂層は、例えば、次のようにして形成することができる。すなわち、マトリックス樹脂、溶媒および無機物からなるスラリーを基材（多孔質膜）上に塗布し、マトリックス樹脂の貧溶媒且つ上記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。
（電解液）
　正極活物質層２１Ａ、負極活物質層２２Ｂおよびセパレータ２３に含浸される電解液は、溶媒と、この溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。電解液が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。
　溶媒としては、炭酸エチレンまたは炭酸プロピレンなどの環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性を向上させることができるからである。
　溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルまたは炭酸メチルプロピルなどの鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。
　溶媒としては、さらにまた、２，４－ジフルオロアニソールまたは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。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、炭酸ビニレンはサイクル特性を向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およ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。
　これらの他にも、溶媒としては、炭酸ブチレン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３－メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルフォルムアミド、Ｎ－メチルピロリジノン、Ｎ－メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドまたはリン酸トリメチルなどが挙げられる。
　なお、これらの非水溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
　電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、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。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、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、またはＬｉＢｒなどが挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は高いイオン伝導性を得ることができるとともに、サイクル特性を向上させることができるので好ましい。
（電解質層）
　電解質層２７は、高分子化合物と、負極活物質と、電解液とを含んでいる。電解質層２７が、絶縁性材料および導電助剤のうちの一方または両方をさらに含んでいてもよい。電解質層２７が絶縁性材料をさらに含む場合には、電池の耐熱性を向上することができる。一方、電解質層２７が導電助剤をさらに含む場合には、電解質層２７の導電性を向上することができる。
　電解質層２７は、正極２１と負極２２の間でイオン移動の場として機能する共に、負極活物質および電解液を保持可能な構成を有している。高分子化合物は、負極活物質および電解液を保持する保持体となり、電解液により膨潤されている。電解液により膨潤された高分子化合物は、ゲル状であってもよい。すなわち、電解質層２７は、ゲル状電解質層であってもよい。電解質層２７の厚みは、特に限定されないが、例えば、０．１μｍ～１５μｍである。
　電解質層２７は、例えば、負極２２の両面、またはセパレータ２３の負極２２に対向する面に形成されている。具体的には例えば、電解質層２７は、負極２２の両面、またはセパレータ２３の負極２２に対向する面に電解質層形成用または高分子層形成用の溶液を塗布することにより得られるものである。
　電解質層２７を構成するものと同様の電解質が、負極活物質層２２Ｂの細孔などの空隙に存在していることが好ましい。負極活物質が孤立し難くなり、より優れたサイクル特性が得られるからである。
　電解質層２７は、負極２２との界面を形成する側に設けられた被膜をさらに含んでいてもよい。被膜は、いわゆるＳＥＩ（Solid Electrolyte Interface）であり、電解液（具体的には電解液に含まれる溶媒や添加剤など）に由来するものである。ここで、電解液は、電解質層２７に保持された電解液、ならびに正極２１、負極２２およびセパレータ２３に含浸されている電解液のうちの少なくとも１種の電解液を意味する。
（高分子化合物）
　高分子化合物は、物理的強度の高さおよび電気化学的な安定性の観点からすると、フッ素（Ｆ）を構成元素として含んでいることが好ましい。フッ素を構成元素として含む高分子化合物の種類は、フッ素を構成元素として含む重合体であれば、特に限定されない。中でも、高分子化合物は、フッ化ビニリデンを成分として含む重合体、より具体的にはフッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。優れた物理的強度および優れた電気化学的安定性が得られるからである。
　「単独重合体」とは、１種類の単量体を重合成分として含む重合体である。フッ化ビニリデンの単独重合体は、ポリフッ化ビニリデンである。
　「共重合体」は、２種類以上の単量体を重合成分として含む重合体である。フッ化ビニリデンと共重合体を形成する単量体の種類は、特に限定されないが、例えば、ヘキサフルオロプロピレン、クロロトリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびモノメチルマレイン酸などのうちの少なくとも１種である。フッ化ビニリデンの共重合体の具体例は、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとテトラフルオロエチレンとの共重合体、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとクロロトリフルオロエチレンとの共重合体、またはこれらにさらに他のエチレン性不飽和モノマーを共重合したものなどが挙げられる。共重合体における各重合成分の含有量（共重合量）は、特に限定されない。
　なお、高分子化合物は、フッ化ビニリデンの単独重合体および共重合体のうちのいずれか１種類または２種類以上と一緒に、他の単独重合体および他の共重合体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。ここで説明する「他の単独重合体」とは、フッ素を構成元素として含んでいない単独重合体であると共に、「他の共重合体」とは、フッ素を構成元素として含んでいない共重合体である。
　他の単独重合体の具体例は、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、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、ポリスチレンおよびポリカーボネートなどである。
　他の共重合体の具体例は、上記した他の単独重合体の具体例のうちの２種類以上を重合成分として含む共重合体などである。
　高分子化合物としては、上述のフッ素（Ｆ）を構成元素として含んでいるもの以外にも、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシド、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニルまたはこれらの誘導体も用いることができる。
（負極活物質）
　負極活物質としては、上述の負極活物質層２２Ｂに含まれる負極活物質と同様のものを例示することができる。なお、負極活物質は、上述の負極活物質層２２Ｂに含まれる負極活物質として例示したものに限定されず、リチウムイオン電池などで一般的に用いられている負極活物質であれば、用いることができる。
　具体的には、負極活物質は、炭素材料、金属、半金属、金属酸化物、半金属酸化物および高分子化合物のうちの少なくとも１種を含んでいる。より具体的には例えば、負極活物質は、炭素材料、ケイ素、スズおよびチタン酸リチウムのうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。ケイ素は、ケイ素単体、ケイ素含有合金またはケイ素酸化物などとして負極活物質に含まれていてもよい。スズは、スズ単体、スズ含有合金またはスズ酸化物などとして負極活物質に含まれていてもよい。負極活物質が炭素材料を含む場合、その炭素材料は、例えば、比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上５０ｍ2／ｇ以下の黒鉛である。このような比表面積を有する黒鉛としては、例えば人造黒鉛、天然黒鉛などが挙げられるが、これに限定されるものではない。比表面積は、電解質層２７を溶剤により溶解して負極活物質としての黒鉛を抽出したのち、ＢＥＴ法（Brunauer-Emmett-Teller法）により求めることができる。
　電解質層２７に含まれる負極活物質は、上述の負極活物質層２２Ｂに含まれる負極活物質と同一の組成のものであってもよいし、異なる組成のものであってもよい。ここで、“同一の組成”とは、電解質層２７と負極活物質層２２Ｂとに含まれる負極活物質の構成元素が同一であり、かつ、構成元素の原子比率が同一であることをいう。一方、“異なる組成”とは、電解質層２７と負極活物質層２２Ｂとに含まれる負極活物質の構成元素が異なること、または電解質層２７と負極活物質層２２Ｂとに含まれる負極活物質の構成元素は同一であるが、構成元素の原子比率が異なっていることをいう。電解質層２７と負極活物質層２２Ｂとに含まれる負極活物質は、平均粒径、粒度分布または粒子形状などが異なるものであってもよいし、同一のものであってもよい。
　負極活物質は、粉末であり、例えば、電解質層２７内に分散されている。負極活物質の分布は特に限定されず、負極活物質は電解質層２７の厚さ方向に均一または不均一に分布していてもよいし、電解質層２７の面内方向に均一または不均一に分布していてもよい。
　負極活物質が電解質層２７の厚さ方向に不均一に分布している場合、負極活物質の濃度分布が負極２１側界面またはその近傍において最も高く、負極２２側から離れるに従って減少していることが好ましい。負極活物質層２２Ｂの電気伝導性をより向上できるからである。
　高分子化合物と負極活物質との混合比（重量比）は、特に限定されない。中でも、高分子化合物の質量に対する負極活物質の質量の比率（負極活物質の質量／高分子化合物の質量）は、好ましくは１／１０００～４／１、より好ましくは１／１０００～２／１、更により好ましくは１／１００～１／１である。電解質層２７が容易かつ安定に形成されると共に、十分な電気伝導性が得られるからである。
　詳細には、比率が１／１０００よりも小さいと、負極活物質の絶対量が不足するため、電解質層２７において負極活物質により導電パス（電子伝導パス）が形成されにくくなる。これにより、電解質層２７の電気伝導性が十分に高くならない可能性がある。一方、比率が４／１よりも大きいと、負極活物質の絶対量が過剰になるため、電解質層２７において負極活物質が十分に分散されない可能性がある。
（電解液）
　電解質層２７に保持されている電解液としては、正極２１、負極２２およびセパレータ２３に含浸されている上述の電解液と同様のものを例示することができる。なお、電解液は、上述の電解液として例示したものに限定されず、リチウムイオン電池などで一般的に用いられている電解液であれば、用いることができる。
　電解質層２７に保持されている電解液と、正極２１、負極２２およびセパレータ２３に含浸されている電解液とは同一の種類のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。
（導電助剤）
　導電助剤は、粉末であり、例えば、電解質層２７内に分散されている。導電助剤の種類は、導電性を有する材料であれば、特に限定されない。中でも、導電助剤は、炭素材料であることが好ましい。電気化学的に安定であると共に、高い電気伝導性を有するからである。
　導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどの球状の導電助剤（炭素材料）、カーボンナノチューブおよび気相法炭素繊維（ＶＧＣＦ）など繊維状の導電助剤（炭素材料）などを用いることができる。上記の炭素材料以外の導電助剤を用いてもよく、例えば金属材料、導電性高分子などを用いてもよい。炭素材料、金属材料および導電性高分子のうちの１種を単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
（絶縁性材料）
　絶縁性材料は、粉末であり、例えば、電解質層２７内に分散されている。絶縁性材料の粉末は、１種の絶縁性粒子を含んでいてもよいし、２種以上の絶縁性粒子を含んでいてもよい。絶縁性材料は、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属酸化物水和物、金属水酸化物、金属炭化物および金属硫化物などの少なくとも１種である。金属酸化物は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、酸化チタン（ＴｉＯ2）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化イットリウム（Ｙ2Ｏ3）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）などである。金属窒化物は、例えば、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化ホウ素（ＢＮ）、窒化チタン（ＴｉＮ）などである。金属酸化物水和物は、例えば、ベーマイト（Ａｌ2Ｏ3Ｈ2ＯまたはＡｌＯＯＨ）などである。金属水酸化物は、例えば、水酸化アルミニウム（Ａｌ（ＯＨ）3）などである。金属炭化物は、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）などである。金属硫化物は、例えば、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）などである。
［電解質層の確認方法］
　電解質層２７の有無および構成などの確認方法は、以下の通りである。
　電解質層２７の有無を確認するためには、例えば、巻回電極体２０を切断したのち、顕微鏡を用いて巻回電極体２０の断面（図２参照）を観察すればよい。これにより、負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が介在しているかどうかを確認できる。なお、顕微鏡としては、例えば、光学顕微鏡または電子顕微鏡などを用いることができる。
　電解質層２７に含まれている負極活物質の有無を確認するためには、例えば、電解質層２７の有無を確認した場合と同様に、顕微鏡を用いて巻回電極体２０の断面を観察すればよい。
　電解質層２７に含まれている高分子化合物および負極活物質の組成などを確認するためには、例えば、電池を解体して電解質層２７を取り出したのち、その電解質層２７の断面を観察および分析すればよい。この観察および分析方法としては、例えば、走査型電子顕微鏡－エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＳＥＭ－ＥＤＸ）などを用いることができる。
　また、Ｎ－メチル－２－ピロリドンなどの有機溶剤を用いて電解質層２７の構成材料を抽出して、溶解性の高分子化合物と不溶性の負極活物質とを分離したのち、その高分子化合物および負極活物質を分析してもよい。この分析方法としては、例えば、核磁気共鳴（ＮＭＲ）法、Ｘ線回折（ＸＲＤ）法、ガスクロマトグラフィ法または質量分析法などを用いることができる。
　なお、導電層２７に含まれる導電助剤および絶縁性材料も、上述の高分子化合物および負極活物質の有無および組成などを確認したのと同様の方法により確認できる。
［電池電圧］
　この非水電解質電池は、一対の正極２１および負極２２当たりの完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が、例えば、例えば２．８０Ｖ以上６．００Ｖ以下または３．６０Ｖ以上６．００Ｖ以下、好ましくは４．２５Ｖ以上６．００Ｖ以下または４．２０Ｖ以上４．５０Ｖ以下、さらに好ましくは４．３０Ｖ以上４．５５Ｖ以下の範囲内になるように設計されていてもよい。また、一対の正極２１および負極２２当たりの完全充電時における開回路電圧が、好ましくは４．３５Ｖ以上、より好ましくは４．３５Ｖ以上６．００Ｖ以下、さらに好ましくは４．４Ｖ以上５．０Ｖ以下の範囲内に設計されていてもよい。完全充電時における開回路電圧が、例えば正極活物質として層状岩塩型リチウム複合酸化物などを用いた電池において４．２５Ｖ以上とされる場合は、４．２０Ｖの電池と比較して、同じ正極活物質であっても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるので、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整され、高いエネルギー密度が得られるようになっている。
［電池の動作］
　上述の構成を有する電池では、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に含浸された電解液と電解質層２７と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、電解質層２７とセパレータ２３に含浸された電解液とを介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
［電池の製造方法］
　次に、本技術の第１の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
　正極を次にようにして作製する。まず、例えば、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（ＮＭＰ）などの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を形成する。
　負極を次のようにして作製する。まず、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ－メチル－２－ピロリドンなどの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を作製する。
　電解質層２７を次のようにして形成する。まず、有機溶剤などの溶媒と、高分子化合物と、負極活物質と、必要に応じて導電助剤および絶縁性材料のうちの一方または両方を混合して、電解質溶液を調製する。この電解質溶液では、高分子化合物が溶媒により溶解されると共に、その高分子化合物が溶解された溶媒中に負極活物質が分散される。次に、負極２２の両面に電解質溶液を塗布したのち、その電解質溶液を乾燥させる。なお、負極２２に電解質溶液を塗布する代わりに、電解質溶液中に負極２２を浸漬させたのち、その負極２２を乾燥させてもよい。
　ここで、電解質層２７を次のようにして形成してもよい。すなわち、負極２２の両面に電解質溶液を塗布する代わりに、セパレータ２３の両面うち、負極２２と対向する一方の面に電解質溶液を塗布して電解質層２７を形成してもよい。上述のいずれの形成方法を用いても、最終的には、負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が介在することになるからである。
　次に、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接などにより取り付けるとともに、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接などにより取り付ける。次に、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回する。次に、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接するとともに、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接して、巻回した正極２１および負極２２を一対の絶縁板１２、１３で挟み電池缶１１の内部に収納する。次に、正極２１および負極２２を電池缶１１の内部に収納したのち、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。次に、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６を封口ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。これにより、図１に示した電池が得られる。
［効果］
　第１の実施形態に係る電池では、負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が備えられている。これにより、充電時に負極２２の表面においてリチウムが析出しても、放電時にそのリチウムが再溶解しやすくなるため、リチウムの析出が抑制される。したがって、負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が備えられていない場合と比較して、サイクル特性を向上することができる。
　電池が低温環境において使用された場合において、特に顕著な効果が得られる。負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が備えられていない電池では、低温において負極２２の表面にリチウムが特に析出しやすくなる傾向がある。これに対して、負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が備えられている電池では、低温においてもリチウムの析出が抑制される。
　上述のように電解質層２７が備えられていることで、負極活物質を含む電解質を負極活物質層２２Ｂの細孔などの空隙に存在させることができる。このため、充放電時において負極活物質層２２Ｂが膨張収縮しても、空隙に存在する負極活物質により、負極活物質層２２Ｂに含まれている負極活物質間の電子伝導パスが確保され、負極活物質が孤立しにくくなる。また、上述のように電解質層２７が備えられていることで、安定な電極－電解質界面を形成することができる。これにより、充放電を繰り返しても、負極活物質層２２Ｂの電気伝導性の低下が抑制され、優れたサイクル特性が得られる。なお、電解質層２７が、導電助剤を含んでいる場合には、導電助剤も電子伝導パスの確保に寄与する。
［変形例］
（変形例１）
　図３Ａに示すように、負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が設けられず、正極２１とセパレータ２３との間に電解質層２８が設けられていてもよい。この場合、電解質層２８は、正極２１に隣接して設けられ、セパレータ２３を介して負極２２から離間して設けられている。
　電解質層２８を構成する電解質が、正極活物質層２１Ｂの細孔などの空隙に存在していることが好ましい。正極活物質が孤立し難くなり、より優れたサイクル特性が得られるからである。
　負極活物質が電解質層２８の厚さ方向に不均一に分布している場合、負極活物質の濃度分布が正極２１側界面またはその近傍において最も高く、正極２１側から離れるに従って減少していることが好ましい。正極活物質層２１Ｂの電気伝導性をより向上できるからである。
　電解質層２８は、例えば、正極２１の両面、またはセパレータ２３の正極２１に対向する面に形成されている。具体的には例えば、電解質層２８は、正極２１の両面、またはセパレータ２３の正極２１に対向する面に電解質層形成用または高分子層形成用の溶液を塗布することにより得られるものである。
　上記以外の電解質層２８の構成は、電解質層２７と同様である。
　第１の実施形態の変形例１に係る電池では、正極２１とセパレータ２３との間に電解質層２８が備えられている。これにより、負極活物質を含む電解質を正極活物質層２２Ｂの細孔などの空隙に存在させることができる。このため、充放電時において負極活物質層２２Ｂが膨張収縮しても、空隙に存在する負極活物質により、正極活物質層２１Ｂに含まれている正極活物質間の電子伝導パスが確保され、正極活物質が孤立しにくくなる。また、一般的に電子伝導性が低いとされる正極活物質間に、正極活物質よりも電気導電性が高い負極活物質が存在することで、良好な電子伝導パスが形成される。したがって、充放電を繰り返しても、正極活物質層２１Ｂの電気伝導性の低下が抑制され、優れたサイクル特性が得られる。なお、電解質層２８が、導電助剤を含んでいる場合には、導電助剤も電子伝導パスの確保に寄与する。
（変形例２）
　図３Ｂに示すように、負極２２とセパレータ２３との間に電解質層２７が設けられると共に、正極２１とセパレータ２３との間に電解質層２８が設けられていてもよい。この場合、電解質層２７は負極２１に隣接して設けられると共に、電解質層２８は正極２２に隣接して設けられる。
　電解質層２７、２８の構成（例えば材料、厚さなど）が同じであってもよいし、電解質層２７、２８の構成が異なっていてもよい。例えば、電解質層２７、２８に含まれる負極活物質の組成が同じであってもよいし、異なっていてもよい。電解質層２７、２８に含まれる負極活物質は、金属酸化物であることが好ましい。正極２１と負極２２とのショートを抑制することができるからである。金属酸化物としては、例えばチタン酸リチウムを用いることが好ましい。
　電解質層２７、２８の両方が絶縁性材料を含んでいてもよいし、電解質層２７、２８うちの一方のみが絶縁性材料を含んでいてもよい。同様に、電解質層２７、２８の両方が導電助剤を含んでいてもよいし、電解質層２７、２８うちの一方のみが導電助剤を含んでいてもよい。
　第１の実施形態の変形例２に係る電池では、第１の実施形態およびその変形例１に係る電池と同様の作用効果を得ることができる。
　なお、電解質層２８および電解質層２７のうちのいずれか一方だけを設ける場合には、電解質層２７を設けることが好ましい。電解質層２７を設けた場合には、活物質層の電気伝導性の低下を抑制できるという効果に加えて、負極２１の表面においてリチウム析出を抑制できるという効果も得られるからである。
（変形例３）
　負極活物質に代えて導電助剤を含む電解質層を用いてもよい。この場合にも、負極活物質を含む電解質層を用いた場合と同質の効果、すなわちサイクル特性を向上できるという効果を得ることができる。但し、負極活物質を含む電解質層を用いた電池は、導電助剤を含む電解質層を用いた電池に比べて、より優れた効果を得ることができる。
＜２．第２の実施形態＞
［電池の構成］
　以下、図４を参照しながら、本技術の第２の実施形態に係る電池の一構成例について説明する。この電池は、いわゆるラミネートフィルム型電池といわれるものであり、扁平型または角型の形状を有している。この電池は、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられた巻回電極体３０をフィルム状の外装部材４０の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。
　正極リード３１および負極リード３２は、それぞれ、外装部材４０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３１および負極リード３２は、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルまたはステンレスなど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４０は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装部材４０は、例えば、ポリエチレンフィルム側と巻回電極体３０とが対向するように配設されており、各外縁部が融着または接着剤により互いに密着されている。外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム４１が挿入されている。密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２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、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなど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４０は、上述した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、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成するようにしてもよい。あるいは、アルミニウム製フィルムを心材として、その片面または両面に高分子フィルムを積層したラミネートフィルムを用いても良い。
　図５は、図４に示した巻回電極体３０のＶ－Ｖ線に沿った断面図である。巻回電極体３０は、正極３３と負極３４とをセパレータ３５および電解質層３６、３７を介して積層し、巻回したものであり、最外周部は保護テープ３８により保護されている。電解質層３６は負極３４とセパレータ３５との間に設けられ、電解質層３７は正極３３とセパレータ３５との間に設けられている。
（正極、負極およびセパレータ）
　正極３３は、正極集電体３３Ａの片面または両面に正極活物質層３３Ｂが設けられた構造を有している。負極３４は、負極集電体３４Ａの片面または両面に負極活物質層３４Ｂが設けられた構造を有しており、負極活物質層３４Ｂと正極活物質層３３Ｂとが対向するように配置されている。正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａ、負極活物質層３４Ｂおよびセパレータ３５の構成は、それぞれ第２の実施形態における正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａ、負極活物質層２２Ｂおよびセパレータ２３と同様である。
（電解質層）
　電解質層３６は、第１の実施形態に係る電解質層２７である。電解質層３７は、第１の実施形態の変形例１に係る電解質層２８である。電解質層３６、３７は、いわゆるゲル状の電解質層であることが好ましい。ゲル状の電解質層層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からである。
［電池の製造方法］
　次に、本技術の第３の実施形態に係る非水電解質二次電池の製造方法の一例について説明する。
　まず、正極３３および負極３４のそれぞれに、溶媒と、電解質塩と、負極活物質と、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電解質層３６、３７を形成する。次に、正極集電体３３Ａの端部に正極リード３１を溶接により取り付けると共に、負極集電体３４Ａの端部に負極リード３２を溶接により取り付ける。次に、電解質層３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層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３８を接着して巻回電極体３０を形成する。最後に、例えば、外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込み、外装部材４０の外縁部同士を熱融着などにより密着させて封入する。その際、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間には密着フィルム４１を挿入する。これにより、図４および図４に示した二次電池が得られる。
　また、この二次電池は、次のようにして作製してもよい。まず、上述のようにして正極３３および負極３４を作製し、正極３３および負極３４に正極リード３１および負極リード３２を取り付ける。次に、正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層して巻回し、最外周部に保護テープ３８を接着して、巻回体を形成する。次に、この巻回体を外装部材４０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４０の内部に収納する。次に、溶媒と、電解質塩と、負極活物質と、高分子化合物の原料であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を用意し、外装部材４０の内部に注入する。
　次に、電解質用組成物を外装部材４０内に注入したのち、外装部材４０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電解質層３６、３７を形成する。以上により、図４に示した二次電池が得られる。
［効果］
　第２の実施形態に係る電池では、負極３４とセパレータ３５との間に電解質層３６が備えられていると共に、正極３３とセパレータ３５との間に電解質層３７が備えられている。これにより、第１の実施形態の変形例２に係る電池と同様の効果を得ることができる。また、本技術の第２の実施形態に係る電池では、外装部材４０としてラミネートフィルムを用いているため、充放電に伴う副生成物などによる電池膨れを抑制できるという効果も得られる。
［変形例］
（変形例１）
　電解質層３６、３７のうち一方のみが負極活物質を含み、他方が負極活物質を含まないようにしてもよい。この場合、サイクル特性向上の観点からすると、電解質層３６が負極活物質を含むことが好ましい。
（変形例２）
　電解質層３６、３７のうちの一方のみを設けるようにしてもよい。この場合、外装部材４０を密封する前工程において、外装部材４０内に電解液を注入して、その電解液を巻回電極体３０に含浸させることが好ましい。
＜３．第３の実施形態＞
　第３の実施形態では、第１または第２の実施形態に係る電池を備える電池パックおよび電子機器について説明する。但し、電池パックおよび電子機器が第１または第２の実施形態の変形例に係る電池を備えるようにしてもよい。
［電池パックおよび電子機器の構成］
　以下、図６を参照して、本技術の第３の実施形態に係る電池パック３００および電子機器４００の一構成例について説明する。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、例えば、ユーザにより電池パック３００を着脱自在な構成を有している。なお、電子機器４００の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック３００を電子機器４００から取り外しできないように、電池パック３００が電子機器４００内に内蔵されている構成を有していてもよい。
　電池パック３００の充電時には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、充電器（図示せず）の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック３００の放電時（電子機器４００の使用時）には、電池パック３００の正極端子３３１ａ、負極端子３３１ｂがそれぞれ、電子回路４０１の正極端子、負極端子に接続される。
　電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォンなど）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ、ＥＬディスプレイ、電子ペーパなど）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなど）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機などが挙げられるが、これに限定されるものでなない。
（電子回路）
　電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、電子機器４００の全体を制御する。
（電池パック）
　電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。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構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図６では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、第１または第２の実施形態に係る電池が用いられる。
　充放電回路３０２は、組電池３０１の充放電を制御する制御部である。具体的には、充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
［変形例］
　上述の第３の実施形態では、電池パック３００が、複数の二次電池３０１ａにより構成される組電池３０１を備える場合を例として説明したが、電池パック３００が、組電池３０１に代えて１つの二次電池３０１ａを備える構成を採用してもよい。
＜４．第４の実施形態＞
　第４の実施形態では、第１または第２の実施形態に係る電池を蓄電装置に備える蓄電システムについて説明する。この蓄電システムは、およそ電力を使用するものである限り、どのようなものであってもよく、単なる電力装置も含む。この電力システムは、例えば、スマートグリッド、家庭用エネルギー管理システム（ＨＥＭＳ）、車両など含み、蓄電も可能である。但し、蓄電装置が第１または第２の実施形態の変形例に係る電池を備えるようにしてもよい。
［蓄電システムの構成］
　以下、図７を参照して、第４の実施形態に係る蓄電システム（電力システム）１００の構成例について説明する。この蓄電システム１００は、住宅用の蓄電システムであり、火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２から電力網１０９、情報網１１２、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８などを介し、電力が蓄電装置１０３に供給される。これと共に、家庭内発電装置１０４などの独立電源から電力が蓄電装置１０３に供給される。蓄電装置１０３に供給された電力が蓄電される。蓄電装置１０３を使用して、住宅１０１で使用する電力が給電される。住宅１０１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１０１には、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、蓄電装置１０３、各装置を制御する制御装置１１０、スマートメータ１０７、パワーハブ１０８、各種情報を取得するセンサ１１１が設けられている。各装置は、電力網１０９および情報網１１２によって接続されている。家庭内発電装置１０４として、太陽電池、燃料電池などが利用され、発電した電力が電力消費装置１０５および／または蓄電装置１０３に供給される。電力消費装置１０５は、冷蔵庫１０５ａ、空調装置１０５ｂ、テレビジョン受信機１０５ｃ、風呂１０５ｄなどである。さらに、電力消費装置１０５には、電動車両１０６が含まれる。電動車両１０６は、電気自動車１０６ａ、ハイブリッドカー１０６ｂ、電気バイク１０６ｃなどである。
　蓄電装置１０３は、第１または第２の実施形態に係る電池を備えている。スマートメータ１０７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１０９は、直流給電、交流給電、非接触給電の何れか一つまたは複数の組み合わせであってもよい。
　各種のセンサ１１１は、例えば人感センサ、照度センサ、物体検知センサ、消費電力センサ、振動センサ、接触センサ、温度センサ、赤外線センサなどである。各種のセンサ１１１により取得された情報は、制御装置１１０に送信される。センサ１１１からの情報によって、気象の状態、人の状態などが把握されて電力消費装置１０５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１１０は、住宅１０１に関する情報を、インターネットを介して外部の電力会社などに送信することができる。
　パワーハブ１０８によって、電力線の分岐、直流交流変換などの処理がなされる。制御装置１１０と接続される情報網１１２の通信方式としては、ＵＡＲＴ(Universal Asynchronous Receiver-Transceiver:非同期シリアル通信用送受信回路）などの通信インターフェースを使う方法、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）、ＺｉｇＢｅｅ、Ｗｉ－Ｆｉなどの無線通信規格によるセンサーネットワークを利用する方法がある。Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）方式は、マルチメディア通信に適用され、一対多接続の通信を行うことができる。ＺｉｇＢｅｅは、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１５．４の物理層を使用するものである。ＩＥＥＥ８０２．１５．４は、ＰＡＮ(Personal Area Network) またはＷ(Wireless)ＰＡＮと呼ばれる短距離無線ネットワーク規格の名称である。
　制御装置１１０は、外部のサーバ１１３と接続されている。このサーバ１１３は、住宅１０１、電力会社、およびサービスプロバイダーのいずれかによって管理されていてもよい。サーバ１１３が送受信する情報は、たとえば、消費電力情報、生活パターン情報、電力料金、天気情報、天災情報、電力取引に関する情報である。これらの情報は、家庭内の電力消費装置（たとえばテレビジョン受信機）から送受信してもよいが、家庭外の装置（たとえば、携帯電話機など）から送受信してもよい。これらの情報は、表示機能を持つ機器、たとえば、テレビジョン受信機、携帯電話機、ＰＤＡ(Personal Digital Assistants)などに、表示されてもよい。
　各部を制御する制御装置１１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）などで構成され、この例では、蓄電装置１０３に格納されている。制御装置１１０は、蓄電装置１０３、家庭内発電装置１０４、電力消費装置１０５、各種のセンサ１１１、サーバ１１３と情報網１１２により接続され、例えば、商用電力の使用量と、発電量とを調整する機能を有している。なお、その他にも、電力市場で電力取引を行う機能などを備えていてもよい。
　以上のように、電力が火力発電１０２ａ、原子力発電１０２ｂ、水力発電１０２ｃなどの集中型電力系統１０２のみならず、家庭内発電装置１０４（太陽光発電、風力発電）の発電電力を蓄電装置１０３に蓄えることができる。したがって、家庭内発電装置１０４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１０３に蓄えると共に、夜間は料金が安い深夜電力を蓄電装置１０３に蓄え、昼間の料金が高い時間帯に蓄電装置１０３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１１０が蓄電装置１０３内に格納される例を説明したが、スマートメータ１０７内に格納されてもよいし、単独で構成されていてもよい。さらに、蓄電システム１００は、集合住宅における複数の家庭を対象として用いられてもよいし、複数の戸建て住宅を対象として用いられてもよい。
＜５．第５の実施形態＞
　第５の実施形態では、第１または第２の実施形態に係る電池を備える電動車両について説明する。但し、電動車両が第１または第２の実施形態の変形例に係る電池を備えるようにしてもよい。
［電動車両の構成］
　図８を参照して、本技術の第５の実施形態に係る電動車両の一構成について説明する。このハイブリッド車両２００は、シリーズハイブリッドシステムを採用するハイブリッド車両である。シリーズハイブリッドシステムは、エンジンで動かす発電機で発電された電力、あるいはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、電力駆動力変換装置２０３で走行する車である。
　このハイブリッド車両２００には、エンジン２０１、発電機２０２、電力駆動力変換装置２０３、駆動輪２０４ａ、駆動輪２０４ｂ、車輪２０５ａ、車輪２０５ｂ、バッテリー２０８、車両制御装置２０９、各種センサ２１０、充電口２１１が搭載されている。バッテリー２０８としては、第１または第２の実施形態に係る電池が用いられる。
　ハイブリッド車両２００は、電力駆動力変換装置２０３を動力源として走行する。電力駆動力変換装置２０３の一例は、モータである。バッテリー２０８の電力によって電力駆動力変換装置２０３が作動し、この電力駆動力変換装置２０３の回転力が駆動輪２０４ａ、２０４ｂ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２０３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２１０は、車両制御装置２０９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２１０には、速度センサ、加速度センサ、エンジン回転数センサなどが含まれる。
　エンジン２０１の回転力は発電機２０２に伝えられ、その回転力によって発電機２０２により生成された電力をバッテリー２０８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２００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２０３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２０３により生成された回生電力がバッテリー２０８に蓄積される。
　バッテリー２０８は、充電口２１１を介してハイブリッド車両２００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２１１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、非水電解質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よい。このような情報処理装置としては、例えば、非水電解質二次電池の残量に関する情報に基づき、電池残量表示を行う情報処理装置などがある。
　なお、以上は、エンジンで動かす発電機で発電された電力、またはそれをバッテリーに一旦貯めておいた電力を用いて、モータで走行するシリーズハイブリッド車を例として説明した。しかしながら、エンジンとモータの出力をいずれも駆動源とし、エンジンのみで走行、モータのみで走行、エンジンとモータ走行という３つの方式を適宜切り替えて使用するパラレルハイブリッド車に対しても本技術は有効に適用可能である。さらに、エンジンを用いず駆動モータのみによる駆動で走行する所謂、電動車両に対しても本技術は有効に適用可能である。
　以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
［実施例１］
（正極の作製工程）
　正極を次にようにして作製した。まず、正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2）９６質量部と、正極結着剤としてポリフッ化ビニリデン３質量部と、正極導電剤としてカーボンブラック１質量部とを混合して、正極合剤とした。このポリフッ化ビニリデンの重量平均分子量は、約５０００００であり、以下においても、同様である。次に、有機溶剤としてＮ－メチル－２－ピロリドンに正極合剤を分散させて、ペースト状の正極合剤スラリーとした。次に、コーティング装置を用いて正極集電体（２０μｍ厚の帯状アルミニウム箔）の両面に正極合剤スラリーを塗布したのち、その正極合剤スラリーを乾燥させて、正極活物質層を形成した。最後に、ロールプレス機を用いて正極活物質層を圧縮成型した。
（負極の作製工程）
　負極を次のようにして作製した。まず、負極活物質として黒鉛粉末９０質量部と、負極結着剤としてポリフッ化ビニリデン１０質量部とを混合して、負極合剤とした。次に、有機溶剤としてＮ－メチル－２－ピロリドンに負極合剤を分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーとした。次に、コーティング装置を用いて負極集電体（１５μｍ厚の帯状電解銅箔）の両面に負極合剤スラリーを塗布したのち、その負極合剤スラリーを乾燥させて、負極活物質層を形成した。最後に、ロールプレス機を用いて負極活物質層を圧縮成型した。
（負極側のゲル状電解質層の形成工程）
　負極側のゲル状電解質層を次のようにして作製した。まず、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）をＥＣ：ＰＣ＝５０：５０の質量比で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）を１．０ｍｏｌ／ｋｇの割合で溶解して電解液を調製した。次に、高分子化合物としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、負極活物質として人造黒鉛粉末と、電解液と、希釈溶剤としてジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを、ＰＶＤＦ：人造黒鉛粉末：電解液：ＤＭＣ＝４：７：５０：５０の質量比で混合し、撹拌、溶解させてゾル状の電解質溶液である前駆溶液（以下「活物質含有溶液」という。）を調製した。
　次に、負極の両面に活物質含有溶液を塗布したのち、その溶液を乾燥させて、希釈溶剤を除去し、負極活物質を含むゲル状電解質層を形成した。なお、電子顕微鏡を用いてゲル状電解質層の断面を観察したところ、そのゲル状電解質層中において人造黒鉛（負極活物質）が分散されている様子が観察された。
（正極側のゲル状電解質層の形成工程）
　正極側のゲル状電解質層を次のようにして作製した。すなわち、負極活物質を混合せずに調整した前駆溶液（以下「活物質非含有溶液」という。）を用いること、および調製した活物質非含有溶液を負極の両面に代えて正極の両面に塗布すること以外は、負極側のゲル状電解質層の形成工程と同様にして、負極活物質を含まないゲル状電解質層を形成した。
（ラミネートフィルム型電池の作製工程）
　ラミネートフィルム型電池を次のようにして作製した。まず、正極集電体にアルミニウム製の正極リードを溶接すると共に、負極集電体に銅製の負極リードを溶接した。次に、正極側のゲル状電解質層が両面に形成された正極と、負極側のゲル状電解質層が両面に形成された負極とをセパレータ（２３μｍ厚の微孔性ポリプロピレンフィルム）を介して積層させた。次に、正極、負極およびセパレータを長手方向に巻回させて、巻回電極体を形成した。その後、巻回電極体の最外周部に保護テープを貼り付けた。
　次に、巻回電極体を挟むように外装部材を折り返し、折り返した外縁部同士を重ねあわせた。この際、正極リードと外装部材との間に密着フィルム（５０μｍ厚の酸変性プロピレンフィルム）を挿入すると共に、負極リードと外装部材との間に密着フィルムを挿入した。次に、重ね合わせた外周縁部同士を熱融着することにより、袋状の外装部材の内部に巻回電極体を収納した。この外装部材としては、ナイロンフィルム（３０μｍ厚）と、アルミニウム箔（４０μｍ厚）と、無延伸ポリプロピレンフィルム（３０μｍ厚）と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１００μｍ）を用いた。以上により、目的とするラミネートフィルム型電池が得られた。なお、このラミネートフィルム型電池は、正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２０Ｖになるように設計されたものである。
［実施例２］
　負極側のゲル状電解質層の形成工程において、活物質非含有溶液を用いて負極側のゲル状電解質層を作製すること、および正極側のゲル状電解質層の形成工程において、活物質含有溶液を用いて正極側のゲル状電解質層を作製すること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例３］
　負極側のゲル状電解質層の形成工程において、負極活物質として天然黒鉛粉末を用いること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例４］
　負極側のゲル状電解質層の形成工程において、負極活物質としてチタン酸リチウム粉末を用いること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例５］
　負極側のゲル状電解質層の形成工程において、負極活物質としてシリコン酸化物（ＳｉＯｘ）粉末を用いること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例６］
　負極側のゲル状電解質層の形成工程において、負極活物質としてシリコン合金粉末を用いること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例７］
　正極側のゲル状電解質層の形成工程において、負極活物質としてチタン酸リチウム粉末を用いること以外は実施例２と同様にして電池を得た。
［実施例８］
　負極側のゲル状電解質層の形成工程において、負極活物質としてチタン酸リチウム粉末を含む活物質含有溶液を用いて負極側のゲル状電解質層を作製すること以外は実施例７と同様にして電池を得た。
［実施例９］
　負極の作製工程において、負極活物質としてケイ素粉末を用いること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例１０］
　負極の作製工程において、負極活物質としてケイ素粉末および黒鉛粉末を用いること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例１１］
　負極の作製工程において、負極活物質としてスズ粉末を用いること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例１２］
（正極および負極の作製工程）
　実施例１と同様にして正極および負極を作製した。
（負極側の高分子層の形成工程）
　負極側の高分子層を次のようにして作製した。まず、電解液を混合しないこと以外は実施例１と同様にして活物質含有溶液を調製した。次に、調製した活物質含有溶液をセパレータの負極に対向する側の面に塗布したのち、その溶液を乾燥させて、希釈溶剤を除去し、負極活物質を含む高分子層を形成した。
（正極側の高分子層の形成工程）
　正極側の高分子層を次のようにして作製した。すなわち、負極活物質を混合せずに調整した活物質非含有溶液を用いること、および調製した活物質非含有溶液をセパレータの正極に対向する側の面に塗布すること以外は、負極側の高分子層の形成工程と同様にして、負極活物質を含まない高分子層を形成した。
（ラミネートフィルム型電池の作製工程）
　ラミネートフィルム型電池を次のようにして作製した。まず、上述ようにして得られたセパレータを介して正極と負極とを積層させること以外は実施例１と同様にして巻回電極体を形成した。次に、巻回電極体を挟むように外装部材を折り返したのち、一辺を除く外周縁部を熱融着して、開口を有する袋状とた。この際、正極リードと外装部材との間に密着フィルムを挿入すると共に、負極リードと外装部材との間に密着フィルムを挿入した。次に、この開口を介して外装部材の内部に電解液を注入して、その電解液を巻回電極体に含浸させ、減圧環境中において外装部材の残りの一辺を熱融着した。なお、セパレータの両面に設けられた高分子層は、電解液の注入により高分子化合物（ＰＶＤＦ）が膨潤してゲル状電解質層となった。以上により、目的とするラミネートフィルム型電池が得られた。
［実施例１３］
　負極側のゲル状電解質層の形成工程において、高分子化合物としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）と、負極活物質として人造黒鉛粉末と、絶縁性材料としてアルミナ粉末と、電解液と、希釈溶剤としてジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを、ＰＶＤＦ：人造黒鉛粉末：アルミナ粉末：電解液：ＤＭＣ＝４：３．５：３．５：５０：５０の質量比で混合し、撹拌、溶解させて活物質含有溶液を調製すること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［実施例１４、５、１６］
　正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．３５Ｖ（実施例１４）、４．４０Ｖ（実施例１５）、４．４５Ｖ（実施例１６）になるように設計すること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［比較例１］
　負極側のゲル状活物質層の形成工程において、活物質非含有溶液を用いて負極側のゲル状電解質層を形成すること以外は実施例１と同様にして電池を得た。
［比較例２］
　負極側のゲル状活物質層の形成工程において、活物質非含有溶液を用いて負極側のゲル状電解質層を形成すること以外は実施例９と同様にして電池を得た。
［比較例３］
　負極側のゲル状活物質層の形成工程において、活物質非含有溶液を用いて負極側のゲル状電解質層を形成すること以外は実施例１０と同様にして電池を得た。
［比較例４］
　負極側のゲル状活物質層の形成工程において、活物質非含有溶液を用いて負極側のゲル状電解質層を形成すること以外は実施例１１と同様にして電池を得た。
［比較例５］
　負極側のゲル状活物質層の形成工程において、負極活物質として人造黒鉛を用いること、および正極側のゲル状活物質層の形成工程において、負極活物質として人造黒鉛を用いること以外は実施例８と同様にして電池を得た。
［比較例６］
　正極側の高分子層の形成工程において、活物質非含有溶液に代えて活物質含有溶液を用いて正極側の高分子層を形成すること以外は実施例１２と同様にして電池を得た。なお、活物質含有溶液としては、負極側の高分子層の形成工程と同様のものを用いた。
［比較例７］
　負極側電解質層の形成工程において、負極活物質を混合せずに調製した活物質非含有溶液を用いること以外は実施例１３と同様にして電池を得た。
［比較例８、９、１０］
　正極活物質量と負極活物質量とを調整し、完全充電時における開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．３５Ｖ（比較例８）、４．４０Ｖ（比較例９）、４．４５Ｖ（比較例１０）になるように設計すること以外は比較例１と同様にして電池を得た。
［サイクル特性および電池膨れの評価］
　上述のようにして得られた電池のサイクル特性を次のようにして評価した。
　まず、電池状態を安定化させるために、常温環境中（２３℃）において電池を１サイクル充放電させた。次に、低温環境中（０℃）において電池を１サイクル充放電させて、２サイクル目の放電容量および電池厚みを測定した。次に、同環境中（０℃）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、２００サイクル目の放電容量および電池厚みを測定した。次に、上記放電容量の測定結果から、容量維持率（％）＝（２００サイクル目の放電容量／２サイクル目の放電容量）×１００を算出した。また、上記厚みの測定結果から、厚み変化（％）＝（（２００サイクル目の電池厚み）－（２サイクル目の電池厚み））／（２サイクル目の電池厚み）×１００を算出した。
　なお、電池の充放電は、完全充電時における開回路電圧に応じて以下のように制御された。
＜完全充電時における開回路電圧が４．２Ｖの電池（実施例１～１３、比較例１～７）＞
　充電時には、１Ｃの電流で電圧が４．２Ｖに到達するまで充電したのち、４．２Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、１Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで放電した。「１Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を１時間で放電しきる電流値であると共に、「０．０５Ｃ」とは、電池容量を２０時間で放電しきる電流値である。
＜完全充電時における開回路電圧が４．３５Ｖの電池（実施例１４、比較例８）＞
　充電時には、１Ｃの電流で電圧が４．３５Ｖに到達するまで充電したのち、４．３５Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、１Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで放電した。
＜完全充電時における開回路電圧が４．４０Ｖの電池（実施例１５、比較例９）＞
　充電時には、１Ｃの電流で電圧が４．４０Ｖに到達するまで充電したのち、４．４０Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、１Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで放電した。
＜完全充電時における開回路電圧が４．４５Ｖの電池（実施例１６、比較例１０）＞
　充電時には、１Ｃの電流で電圧が４．４５Ｖに到達するまで充電したのち、４．４５Ｖの電圧で電流が０．０５Ｃに到達するまで充電した。放電時には、１Ｃの電流で電圧が３．０Ｖに到達するまで放電した。
　表１は、実施例１～１６、比較例１～１０の電池の構成および評価結果を示す。
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　負極活物質として黒鉛を含むゲル状電解質層を負極側に備えている電池（実施例１、３）は、そのようなゲル状電解質層を負極側に備えていない電池（比較例２）に比べてサイクル維持率を向上し、かつ厚み変化（電池膨れ）も抑制することができる。これは、低温サイクル時に負極活物質が孤立し難くなり電気伝導性の低下が抑制されたことと、低温サイクル時にＬｉの析出が抑制されたことによるものである。
　負極活物質としてチタン酸リチウムや酸化ケイ素などの金属酸化物、シリコン合金などの金属を含むゲル状電解質層を用いた電池（実施例４～６）でも、負極活物質として黒鉛を含むゲル状電解質層を用いた電池（実施例１、３）と同様にサイクル維持率を向上し、かつ厚み変化も抑制することができる。
　負極活物質を含むゲル状電解質層を正極側に備えている電池（実施例２、７）でも、そのようなゲル状電解質層を負極側に備えている電池（実施例１、４）と同様にサイクル維持率を向上し、かつ厚み変化も抑制することができる。これは、低温サイクル時に正極活物質が孤立し難くなり電気伝導性の低下が抑制されたことと、低温サイクル時にＬｉの析出が抑制されたことによるものである。
　セパレータに活物質含有溶液を塗布してゲル状電解質層を形成した電池（実施例１３）でも、正極または負極に活物質含有溶液を塗布してゲル状電解質層を形成した電池（実施例１、２）と同様にサイクル維持率を向上し、かつ厚み変化も抑制することができる。
　負極活物質として金属酸化物（チタン酸リチウム）を含むゲル状電解質層を負極側および正極側の両方に形成した電池（実施例８）は、負極活物質として金属酸化物を含むゲル状電解質層を正極側または負極側に形成した電池（実施例４、７）と同様に、サイクル維持率を向上し、かつ厚み変化も抑制することができる。一方、負極活物質として炭素材料（黒鉛）を含むゲル状電解質層を負極側および正極側の両方に形成した電池（比較例５、６）は、正極－負極間がショートしてしまうため、電池の充放電ができなくなる。負極活物質として金属酸化物（チタン酸リチウム）を含むゲル状電解質層を負極側および正極側の両方に形成した電池ではショートが発生しないのは、金属酸化物（チタン酸リチウム）は炭素材料（黒鉛）に比べて貴な電位を示すことと関係があるものと考えられる。
　一対の正極および負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が４．３５Ｖ以上である電池において、負極活物質層を含むゲル状電解質層を備えた場合に、サイクル維持率の向上および厚み変化抑制の効果が顕著である（実施例１、１４～１６、比較例２、比較例８～１０）
　以上、本技術の実施形態について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。
　また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
（１）
　正極と、
　負極と、
　負極活物質を含む電解質層と
　を備える電池。
（２）
　前記電解質層は、電解液と高分子化合物とを含み、
　前記電解液は、前記高分子化合物により保持されている（１）に記載の電池。
（３）
　前記高分子化合物は、フッ素を含む高分子化合物である（２）に記載の電池。
（４）
　前記電解質層に含まれる負極活物質と前記負極に含まれる負極活物質とは、組成が異なる（１）から（３）のいずれかに記載の電池。
（５）
　前記電解質層は、絶縁性材料および導電助剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいる（１）から（４）のいずれかに記載の電池。
（６）
　前記負極活物質は、炭素材料、金属、半金属、金属酸化物、半金属酸化物および高分子化合物のうちの少なくとも１種を含む（１）から（５）のいずれかに記載の電池。
（７）
　前記負極活物質は、炭素材料、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）およびチタン酸リチウムのうちの少なくとも１種を含む（１）から（５）のいずれかに記載の電池。
（８）
　前記負極活物質は、炭素材料を含み、
　前記炭素材料は、比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上５０ｍ2／ｇ以下の黒鉛である（１）から（５）のいずれかに記載の電池。
（９）
　前記電解質層は、前記正極および前記負極の一方の電極に隣接し、他方の電極から離間している（１）から（８）のいずれかに記載の電池。
（１０）
　前記電解質層は、前記正極に隣接する第１電解質層と、前記負極に隣接する第２電解質層とを備え、
　前記第１電解質層および前記第２電解質層の一方が、前記負極活物質を含む（１）から（８）のいずれかに記載の電池。
（１１）
　前記電解質層は、前記正極に隣接する第１電解質層と、前記負極に隣接する第２電解質層とを備え、
　前記第１電解質層および前記第２電解質層の両方が、前記負極活物質を含み、
　前記負極活物質は、金属酸化物を含む（１）から（５）のいずれかに記載の電池。
（１２）
　前記金属酸化物は、チタン酸リチウムである（１１）に記載の電池。
（１３）
　セパレータをさらに備え、
　前記電解質層は、前記負極と前記セパレータとの間、または前記負極と前記セパレータとの間に設けられている（１）から（９）のいずれかに記載の電池。
（１４）
　セパレータをさらに備え、
　前記電解質層は、前記セパレータ、前記正極または前記負極上に形成されている（１）から（１３）のいずれかに記載の電池。
（１５）
　前記負極活物質が、前記電解質層に分散されている（１）から（１３）のいずれかに記載の電池。
（１６）
　一対の前記正極および前記負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が、４．３５Ｖ以上である（１）から（１５）のいずれかに記載の電池。
（１７）
　（１）から（１６）のいずれかに記載の電池と、
　前記電池を制御する制御部と、
　を備える電池パック。
（１８）
　（１）から（１６）のいずれかに記載の電池を備え、
　前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
（１９）
　（１）から（１６）のいずれかに記載の電池と、
　前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
　前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
　を備える電動車両。
（２０）
　（１）から（１６）のいずれかに記載の電池を備え、
　前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
（２１）
　（１）から（１６）のいずれかに記載の電池を備え、
　前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
　１１　　電池缶
　１２、１３　　絶縁板
　１４　　電池蓋
　１５　　安全弁機構
　１５Ａ　　ディスク板
　１６　　熱感抵抗素子
　１７　　ガスケット
　２０　　巻回電極体
　２１、３３　　正極
　２１Ａ、３３Ａ　　正極集電体
　２１Ｂ、３３Ｂ　　正極活物質層
　２２、３４　　負極
　２２Ａ、３４Ａ　　負極集電体
　２２Ｂ、３４Ｂ　　負極活物質層
　２３、３５　　セパレータ
　２４　　センターピン
　２５、３１　　正極リード
　２６、３２　　負極リード
　２７、２８　　電解質層
　３０　　巻回電極体
　３６、３７　　電解質層
　３８　　保護テープ
　４０　　外装部材
　４１　　密着フィルム
　１００　　蓄電システム
　２００　　ハイブリッド車両
　３００　　電池パック
　４００　　電子機器

Claims (21)

  1. 　正極と、
    　負極と、
    　負極活物質を含む電解質層と
    　を備える電池。
  2. 　前記電解質層は、電解液と高分子化合物とを含み、
    　前記電解液は、前記高分子化合物により保持されている請求項１に記載の電池。
  3. 　前記高分子化合物は、フッ素を含む高分子化合物である請求項２に記載の電池。
  4. 　前記電解質層に含まれる負極活物質と前記負極に含まれる負極活物質とは、組成が異なる請求項１に記載の電池。
  5. 　前記電解質層は、絶縁性材料および導電助剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいる請求項１に記載の電池。
  6. 　前記負極活物質は、炭素材料、金属、半金属、金属酸化物、半金属酸化物および高分子化合物のうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の電池。
  7. 　前記負極活物質は、炭素材料、ケイ素（Ｓｉ）、スズ（Ｓｎ）およびチタン酸リチウムのうちの少なくとも１種を含む請求項１に記載の電池。
  8. 　前記負極活物質は、炭素材料を含み、
    　前記炭素材料は、比表面積が０．１ｍ2／ｇ以上５０ｍ2／ｇ以下の黒鉛である請求項１に記載の電池。
  9. 　前記電解質層は、前記正極および前記負極の一方の電極に隣接し、他方の電極から離間している請求項１に記載の電池。
  10. 　前記電解質層は、前記正極に隣接する第１電解質層と、前記負極に隣接する第２電解質層とを備え、
    　前記第１電解質層および前記第２電解質層の一方が、前記負極活物質を含む請求項１に記載の電池。
  11. 　前記電解質層は、前記正極に隣接する第１電解質層と、前記負極に隣接する第２電解質層とを備え、
    　前記第１電解質層および前記第２電解質層の両方が、前記負極活物質を含み、
    　前記負極活物質は、金属酸化物を含む請求項１に記載の電池。
  12. 　前記金属酸化物は、チタン酸リチウムである請求項１１に記載の電池。
  13. 　セパレータをさらに備え、
    　前記電解質層は、前記負極と前記セパレータとの間、または前記負極と前記セパレータとの間に設けられている請求項１に記載の電池。
  14. 　セパレータをさらに備え、
    　前記電解質層は、前記セパレータ、前記正極または前記負極上に形成されている請求項１に記載の電池。
  15. 　前記負極活物質が、前記電解質層に分散されている請求項１に記載の電池。
  16. 　一対の前記正極および前記負極当たりの完全充電状態における開回路電圧が、４．３５Ｖ以上である請求項１に記載の電池。
  17. 　請求項１に記載の電池と、
    　前記電池を制御する制御部と、
    　を備える電池パック。
  18. 　請求項１に記載の電池を備え、
    　前記電池から電力の供給を受ける電子機器。
  19. 　請求項１に記載の電池と、
    　前記電池から電力の供給を受けて車両の駆動力に変換する変換装置と、
    　前記電池に関する情報に基づいて車両制御に関する情報処理を行う制御装置と
    　を備える電動車両。
  20. 　請求項１に記載の電池を備え、
    　前記電池に接続される電子機器に電力を供給する蓄電装置。
  21. 　請求項１に記載の電池を備え、
    　前記電池から電力の供給を受ける電力システム。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102338937B1 (ko) 2018-04-26 2021-12-10 주식회사 엘지에너지솔루션 고체 전해질 전지 및 그를 포함하는 전지모듈
US11167375B2 (en) 2018-08-10 2021-11-09 The Research Foundation For The State University Of New York Additive manufacturing processes and additively manufactured products
US11522215B2 (en) 2019-03-22 2022-12-06 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha All-solid-state battery production method and all-solid-state battery
CN112530741B (zh) * 2020-11-30 2023-03-03 东莞市振华新能源科技有限公司 一种锂离子电池磁控开关及其控制方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093463A (ja) * 2000-09-11 2002-03-29 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
JP2005135599A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Nissan Motor Co Ltd 超薄膜の高出力電池用電極およびこれを用いた高出力電池
JP2006049158A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Trekion Co Ltd リチウム・ポリマー電池およびその製造方法
JP2008047402A (ja) * 2006-08-14 2008-02-28 Sony Corp 非水電解質二次電池
US20110117428A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Lithium battery and method of manufacturing the same
WO2011102453A1 (ja) * 2010-02-18 2011-08-25 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 ポリマー二次電池およびその製造方法
JP2012209104A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Denso Corp 全固体電池
JP2013191414A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Sony Corp 電池、センターピン、電池パック、電子機器、電動工具、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP2015128028A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 ソニー株式会社 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置ならびに電力システム

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4163295B2 (ja) 1997-07-24 2008-10-08 株式会社クレハ ゲル状固体電解質型電池
JP2001214050A (ja) 2000-01-31 2001-08-07 Toppan Printing Co Ltd 架橋高分子固体電解質壁体
JP2004241184A (ja) * 2003-02-04 2004-08-26 Nissan Motor Co Ltd 電解質用組成物、高分子電解質とそれを用いた電池
JP5135822B2 (ja) 2006-02-21 2013-02-06 日産自動車株式会社 リチウムイオン二次電池およびこれを用いた組電池
KR101506045B1 (ko) * 2007-05-11 2015-03-25 나믹스 코포레이션 리튬이온 2 차 전지 및 그 제조 방법
JP5448038B2 (ja) * 2009-02-27 2014-03-19 公立大学法人大阪府立大学 硫化物固体電解質材料
JP5429984B2 (ja) 2009-12-22 2014-02-26 京楽産業．株式会社 遊技機用ボタンスイッチ装置及び遊技機用ボタンスイッチ装置を備えた遊技機
JP4762353B1 (ja) * 2010-03-31 2011-08-31 ナミックス株式会社 リチウムイオン二次電池及びその製造方法
US20120251871A1 (en) 2011-03-29 2012-10-04 Tohoku University All-solid-state battery
JP6024097B2 (ja) * 2011-11-15 2016-11-09 セイコーエプソン株式会社 固体電解質層形成用組成物、固体電解質層の製造方法およびリチウムイオン二次電池の製造方法
WO2015107910A1 (ja) * 2014-01-20 2015-07-23 ソニー株式会社 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
CN105917513B (zh) * 2014-01-20 2018-12-07 株式会社村田制作所 电池、电池组、电子装置、电动车辆、储电设备及电力系统
CN106104864B (zh) * 2014-05-02 2019-01-04 株式会社村田制作所 电池、电池组、电子设备、电动车辆、电力存储装置和电力系统
FR3023302B1 (fr) * 2014-07-01 2016-07-15 I-Ten Batterie entierement solide comprenant un electrolyte solide a base de phosphate lithie, stable au contact de l'anode
JP2016025020A (ja) * 2014-07-23 2016-02-08 セイコーエプソン株式会社 電極複合体、リチウム電池および電極複合体の製造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002093463A (ja) * 2000-09-11 2002-03-29 Japan Storage Battery Co Ltd 非水電解質電池
JP2005135599A (ja) * 2003-10-28 2005-05-26 Nissan Motor Co Ltd 超薄膜の高出力電池用電極およびこれを用いた高出力電池
JP2006049158A (ja) * 2004-08-06 2006-02-16 Trekion Co Ltd リチウム・ポリマー電池およびその製造方法
JP2008047402A (ja) * 2006-08-14 2008-02-28 Sony Corp 非水電解質二次電池
US20110117428A1 (en) * 2009-11-19 2011-05-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Lithium battery and method of manufacturing the same
WO2011102453A1 (ja) * 2010-02-18 2011-08-25 Ｎｅｃエナジーデバイス株式会社 ポリマー二次電池およびその製造方法
JP2012209104A (ja) * 2011-03-29 2012-10-25 Denso Corp 全固体電池
JP2013191414A (ja) * 2012-03-14 2013-09-26 Sony Corp 電池、センターピン、電池パック、電子機器、電動工具、電動車両、蓄電装置および電力システム
JP2015128028A (ja) * 2013-12-27 2015-07-09 ソニー株式会社 電池、電池パック、電子機器、電動車両、蓄電装置ならびに電力システム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
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