WO2017094396A1 - 二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 - Google Patents

二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器 Download PDF

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修平 杉田
窪田　忠彦
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Definitions

  • the present technology relates to a secondary battery including an electrolyte layer containing an electrolytic solution and a polymer compound, and a battery pack, an electric vehicle, an electric power storage system, an electric tool, and an electronic device using the secondary battery.
  • Secondary batteries are not limited to the electronic devices described above, but are also being considered for other uses. Examples of other applications are battery packs that are detachably mounted on electronic devices, electric vehicles such as electric cars, power storage systems such as household power servers, and electric tools such as electric drills.
  • the secondary battery includes an electrolyte solution together with a positive electrode and a negative electrode, and the electrolyte solution is generally mounted on the secondary battery in a state of being impregnated in a separator.
  • the electrolytic solution may be mounted on the secondary battery while being held by the polymer compound.
  • This secondary battery includes an electrolyte layer that is a so-called gel electrolyte, and in the secondary battery using the electrolyte layer, leakage of the electrolyte is prevented.
  • a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is used, and the plasticizer content in the gel-like solid electrolyte is 10 wt% to It is set so that it may become 80 weight% (for example, refer patent document 1).
  • a secondary battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte layer.
  • the electrolyte layer includes an electrolytic solution, a polymer compound, and a plurality of inorganic particles, and the polymer compound includes vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components.
  • the ratio W2 / W1 of the weight W2 of the electrolytic solution to the weight W1 of the polymer compound is 2.5 to 50.
  • Each of the battery pack, the electric vehicle, the power storage system, the electric tool, and the electronic device according to the embodiment of the present technology includes a secondary battery, and the secondary battery includes the secondary battery according to the embodiment of the present technology described above. It has the same configuration.
  • the electrolyte layer includes an electrolytic solution, a polymer compound including a copolymer including vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components, and a plurality of inorganic particles.
  • the ratio W2 / W1 of the weight W2 of the electrolytic solution to the weight W1 of the polymer compound is 2.5-50. Therefore, excellent battery characteristics can be obtained. The same effect can also be obtained in the battery pack, the electric vehicle, the power storage system, the electric tool, or the electronic device according to the embodiment of the present technology.
  • effect described here is not necessarily limited, and may be any effect described in the present technology.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a wound electrode body taken along line II-II shown in FIG.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating a configuration of the battery pack illustrated in FIG. 3.
  • It is a block diagram showing the structure of the application example (battery pack: assembled battery) of a secondary battery.
  • It is a block diagram showing the structure of the application example (electric vehicle) of a secondary battery.
  • It is a block diagram showing the structure of the application example (electric power storage system) of a secondary battery.
  • Secondary battery 1-1 Configuration of secondary battery 1-1-1. Overall configuration 1-1-2. Positive electrode 1-1-3. Negative electrode 1-1-4. Separator 1-1-5. Electrolyte layer 1-2. Operation of secondary battery 1-3. Manufacturing method of secondary battery 1-4. Action and effect of secondary battery Applications of secondary batteries 2-1. Battery pack (single cell) 2-2. Battery pack (assembled battery) 2-3. Electric vehicle 2-4. Electric power storage system 2-5. Electric tool
  • FIG. 1 shows a perspective configuration of the secondary battery.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional configuration of the spirally wound electrode body 10 along the line II-II shown in FIG.
  • the secondary battery described here is a secondary battery in which the capacity of the negative electrode 14 can be obtained by occluding and releasing the electrode reactant, and has a so-called laminate film type battery structure.
  • the “electrode reactant” is a substance involved in the electrode reaction, and for example, lithium (or lithium ion) in a lithium ion secondary battery in which battery capacity is obtained by occlusion and release of lithium (Li).
  • a case where the secondary battery of the present technology is a lithium ion secondary battery is taken as an example.
  • a wound electrode body 10 that is a battery element is housed inside a film-shaped exterior member 20.
  • a positive electrode 13 and a negative electrode 14 stacked via a separator 15 and an electrolyte layer 16 are wound.
  • a positive electrode lead 11 is attached to the positive electrode 13
  • a negative electrode lead 12 is attached to the negative electrode 14.
  • the outermost peripheral part of the wound electrode body 10 is protected by a protective tape 17.
  • the positive electrode lead 11 is led out from the inside of the exterior member 20 to the outside, for example.
  • the positive electrode lead 11 includes, for example, any one or more of conductive materials such as aluminum (Al), and the conductive material has, for example, a thin plate shape or a mesh shape.
  • the negative electrode lead 12 is led out in the same direction as the positive electrode lead 11 from the inside of the exterior member 20 to the outside, for example.
  • the negative electrode lead 12 includes, for example, any one or more of conductive materials such as copper (Cu), nickel (Ni), and stainless steel.
  • the conductive material is, for example, a thin plate shape. Or it is mesh-like.
  • the exterior member 20 is, for example, a single film that can be folded in the direction of the arrow R shown in FIG. 1, and a part of the exterior member 20 is for storing the wound electrode body 10. A depression is provided.
  • the exterior member 20 is, for example, a laminate film in which a fusion layer, a metal layer, and a surface protective layer are laminated in this order. In the manufacturing process of the secondary battery, the exterior member 20 is folded so that the fusion layers face each other with the wound electrode body 10 therebetween, and the outer peripheral edges of the fusion layer are fused. However, the exterior member 20 may be two laminated films bonded together with an adhesive or the like.
  • the fusing layer includes, for example, any one kind or two or more kinds of films such as polyethylene and polypropylene.
  • the metal layer includes, for example, any one or more of aluminum foils.
  • the surface protective layer includes, for example, any one kind or two or more kinds of films such as nylon and polyethylene terephthalate.
  • the exterior member 20 is an aluminum laminated film in which a polyethylene film, an aluminum foil, and a nylon film are laminated in this order.
  • the exterior member 20 may be a laminate film having another laminated structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film.
  • an adhesion film 21 is inserted between the exterior member 20 and the positive electrode lead 11 to prevent intrusion of outside air.
  • the adhesion film 21 is made of a material having adhesion to the positive electrode lead 11. Any one or more of them are included.
  • the material having adhesiveness include a polyolefin resin, and more specifically, polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, and modified polypropylene.
  • the adhesion film 21 described above is inserted between the exterior member 20 and the negative electrode lead 12.
  • Details regarding the adhesion film 21 include, for example, details regarding the adhesion film 21 inserted between the exterior member 20 and the positive electrode lead 11 except that a material having adhesion to the negative electrode lead 12 is included. It is the same.
  • the positive electrode 13 includes a positive electrode current collector 13A and a positive electrode active material layer 13B provided on the positive electrode current collector 13A.
  • the positive electrode active material layer 13B may be provided only on one side of the positive electrode current collector 13A, or may be provided on both sides of the positive electrode current collector 13A.
  • FIG. 2 shows a case where, for example, the positive electrode active material layer 13B is provided on both surfaces of the positive electrode current collector 13A.
  • the positive electrode current collector 13A includes, for example, any one type or two or more types of conductive materials. Although the kind of conductive material is not specifically limited, For example, it is metal materials, such as aluminum, nickel, and stainless steel, and the alloy containing 2 or more types of the metal materials may be sufficient.
  • the positive electrode current collector 13A may be a single layer or a multilayer.
  • the positive electrode active material layer 13B includes one or more of positive electrode materials capable of occluding and releasing lithium as a positive electrode active material.
  • the positive electrode active material layer 13B may further include any one type or two or more types of other materials such as a positive electrode binder and a positive electrode conductive agent.
  • the positive electrode material is preferably one or more of lithium-containing compounds.
  • the type of the lithium-containing compound is not particularly limited, but among them, a lithium-containing composite oxide and a lithium-containing phosphate compound are preferable. This is because a high energy density can be obtained.
  • the “lithium-containing composite oxide” is an oxide containing any one or more of lithium and elements other than lithium (hereinafter referred to as “other elements”) as constituent elements.
  • the lithium-containing oxide has, for example, one or two or more crystal structures of a layered rock salt type and a spinel type.
  • the “lithium-containing phosphate compound” is a phosphate compound containing lithium and any one or more of the other elements as constituent elements.
  • This lithium-containing phosphate compound has, for example, any one kind or two or more kinds of crystal structures of the olivine type.
  • the type of other element is not particularly limited as long as it is any one or more of arbitrary elements (excluding lithium).
  • the other elements are preferably any one or more of elements belonging to Groups 2 to 15 in the long-period periodic table. More specifically, the other element is more preferably any one or two or more metal elements of nickel, cobalt, manganese, iron, and the like. This is because a high voltage can be obtained.
  • lithium-containing composite oxide having a layered rock salt type crystal structure examples include compounds represented by the following formulas (1) to (3).
  • M1 is at least one of cobalt, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, zirconium, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten.
  • a to e are 0. .8 ⁇ a ⁇ 1.2, 0 ⁇ b ⁇ 0.5, 0 ⁇ c ⁇ 0.5, (b + c) ⁇ 1, ⁇ 0.1 ⁇ d ⁇ 0.2 and 0 ⁇ e ⁇ 0.1 (However, the composition of lithium varies depending on the charge / discharge state, and a is the value of the complete discharge state.)
  • M2 is at least one of cobalt, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten.
  • A is the value of the fully discharged state.
  • Li a Co (1-b) M3 b O (2-c) F d (3) (M3 is at least one of nickel, manganese, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten. 0.8 ⁇ a ⁇ 1.2, 0 ⁇ b ⁇ 0.5, ⁇ 0.1 ⁇ c ⁇ 0.2, and 0 ⁇ d ⁇ 0.1, provided that the composition of lithium depends on the charge / discharge state Unlikely, a is the value of the fully discharged state.)
  • the lithium-containing composite oxide having a layered rock salt type crystal structure is, for example, LiNiO 2 , LiCoO 2 , LiCo 0.98 Al 0.01 Mg 0.01 O 2 , LiNi 0.5 Co 0.2 Mn 0.3 O 2 , LiNi 0.8 Co 0.15 Al 0.05 O 2 , LiNi 0.33 Co 0.33 Mn 0.33 O 2 , Li 1.2 Mn 0.52 Co 0.175 Ni 0.1 O 2 and Li 1.15 (Mn 0.65 Ni 0.22 Co 0.13 ) O 2 .
  • the lithium-containing composite oxide having a layered rock salt type crystal structure contains nickel, cobalt, manganese, and aluminum as constituent elements
  • the atomic ratio of nickel is preferably 50 atomic% or more. This is because a high energy density can be obtained.
  • the lithium-containing composite oxide having a spinel crystal structure is, for example, a compound represented by the following formula (4).
  • M4 is at least one of cobalt, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, chromium, iron, copper, zinc, molybdenum, tin, calcium, strontium, and tungsten. .9 ⁇ a ⁇ 1.1, 0 ⁇ b ⁇ 0.6, 3.7 ⁇ c ⁇ 4.1, and 0 ⁇ d ⁇ 0.1, provided that the composition of lithium varies depending on the charge / discharge state. , A is the value of the fully discharged state.
  • lithium-containing composite oxide having a spinel crystal structure is LiMn 2 O 4 .
  • lithium-containing phosphate compound having an olivine type crystal structure examples include a compound represented by the following formula (5).
  • Li a M5PO 4 (5) (M5 is at least one of cobalt, manganese, iron, nickel, magnesium, aluminum, boron, titanium, vanadium, niobium, copper, zinc, molybdenum, calcium, strontium, tungsten, and zirconium.
  • A is 0. .9 ⁇ a ⁇ 1.1, where the composition of lithium varies depending on the charge / discharge state, and a is the value of the fully discharged state.
  • lithium-containing phosphate compound having an olivine type crystal structure examples include LiFePO 4 , LiMnPO 4 , LiFe 0.5 Mn 0.5 PO 4, and LiFe 0.3 Mn 0.7 PO 4 .
  • the lithium-containing composite oxide may be a compound represented by the following formula (6).
  • the positive electrode material may be, for example, an oxide, a disulfide, a chalcogenide, a conductive polymer, or the like.
  • the oxide include titanium oxide, vanadium oxide, and manganese dioxide.
  • the disulfide include titanium disulfide and molybdenum sulfide.
  • An example of the chalcogenide is niobium selenide.
  • the conductive polymer include sulfur, polyaniline, and polythiophene.
  • the positive electrode material is not limited to the materials described above, and other materials may be used.
  • the positive electrode binder contains, for example, any one or more of synthetic rubber and polymer compound.
  • synthetic rubber include styrene butadiene rubber, fluorine rubber, and ethylene propylene diene.
  • polymer compound include polyvinylidene fluoride, polyacrylic acid, and polyimide.
  • the positive electrode conductive agent includes, for example, one or more of carbon materials.
  • the carbon material include graphite, carbon black, acetylene black, and ketjen black.
  • the positive electrode conductive agent may be a metal material, a conductive polymer, or the like as long as the material has conductivity.
  • the negative electrode 14 includes a negative electrode current collector 14A and a negative electrode active material layer 14B provided on the negative electrode current collector 14A.
  • the negative electrode active material layer 14B may be provided on only one surface of the negative electrode current collector 14A, or may be provided on both surfaces of the negative electrode current collector 14A.
  • FIG. 2 shows a case where the negative electrode active material layer 14B is provided on both surfaces of the negative electrode current collector 14A, for example.
  • the negative electrode current collector 14A includes, for example, any one type or two or more types of conductive materials.
  • the kind of conductive material is not specifically limited, For example, it is metal materials, such as copper, aluminum, nickel, and stainless steel, and the alloy containing 2 or more types of the metal materials may be sufficient.
  • the negative electrode current collector 14A may be a single layer or multiple layers.
  • the surface of the negative electrode current collector 14A is preferably roughened. This is because the so-called anchor effect improves the adhesion of the negative electrode active material layer 14B to the negative electrode current collector 14A. In this case, the surface of the negative electrode current collector 14A only needs to be roughened at least in a region facing the negative electrode active material layer 14A.
  • the roughening method is, for example, a method of forming fine particles using electrolytic treatment. In the electrolytic treatment, since fine particles are formed on the surface of the negative electrode current collector 14A by an electrolysis method in an electrolytic bath, the surface of the negative electrode current collector 14A is provided with irregularities.
  • a copper foil produced by an electrolytic method is generally called an electrolytic copper foil.
  • the negative electrode active material layer 14B includes any one or more of negative electrode materials capable of occluding and releasing lithium as a negative electrode active material.
  • the negative electrode active material layer 14B may further include any one type or two or more types of other materials such as a negative electrode binder and a negative electrode conductive agent. Details regarding the negative electrode binder and the negative electrode conductive agent are the same as, for example, the positive electrode binder and the positive electrode conductive agent.
  • the chargeable capacity of the negative electrode material is larger than the discharge capacity of the positive electrode 13 in order to prevent unintentional deposition of lithium metal on the negative electrode 14 during the charging. That is, the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium is preferably larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 13.
  • the negative electrode material is, for example, one or more of carbon materials. This is because the change in crystal structure at the time of occlusion and release of lithium is very small, so that a high energy density can be obtained stably. Moreover, since the carbon material also functions as a negative electrode conductive agent, the conductivity of the negative electrode active material layer 22B is improved.
  • Examples of the carbon material include graphitizable carbon, non-graphitizable carbon, and graphite.
  • the interplanar spacing of the (002) plane in non-graphitizable carbon is preferably 0.37 nm or more, and the interplanar spacing of the (002) plane in graphite is preferably 0.34 nm or less.
  • examples of the carbon material include pyrolytic carbons, cokes, glassy carbon fibers, organic polymer compound fired bodies, activated carbon, and carbon blacks.
  • the cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke and the like.
  • the organic polymer compound fired body is obtained by firing (carbonizing) a polymer compound such as a phenol resin and a furan resin at an appropriate temperature.
  • the carbon material may be low crystalline carbon heat-treated at a temperature of about 1000 ° C. or less, or may be amorphous carbon.
  • the shape of the carbon material may be any of a fibrous shape, a spherical shape, a granular shape, and a scale shape.
  • the negative electrode material is, for example, a material (metal material) containing any one or more of metal elements and metalloid elements as constituent elements. This is because a high energy density can be obtained.
  • the metal material may be a simple substance, an alloy, a compound, or two or more of them.
  • the metal-based material may be a material including at least a part of one or two or more phases of the above simple substance, alloy and compound.
  • the simple substance described here means a simple substance (may contain a small amount of impurities) in a general sense, and does not necessarily mean 100% purity.
  • the alloy includes not only a material having two or more kinds of metal elements as constituent elements but also a material containing one or more kinds of metal elements and one or more kinds of metalloid elements as constituent elements. This alloy may contain a nonmetallic element as a constituent element.
  • tissue of a metal type material is a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, those 2 types or more coexisting material, etc., for example.
  • the metal element and metalloid element described above are, for example, any one or more metal elements and metalloid elements capable of forming an alloy with lithium. Specifically, for example, magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), germanium (Ge), tin (Sn), lead (Pb) ), Bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc, hafnium (Hf), zirconium, yttrium (Y), palladium (Pd) and platinum (Pt).
  • silicon and tin is preferable. This is because the ability to occlude and release lithium is excellent, so that a significantly high energy density can be obtained.
  • the material containing one or both of silicon and tin as a constituent element may be any of a simple substance, an alloy, and a compound of silicon, or any of a simple substance, an alloy, and a compound of tin. These may be two or more types, or may be a material containing at least a part of one or two or more of them.
  • the alloy of silicon is, for example, any one of tin, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony, chromium and the like as a constituent element other than silicon or Includes two or more.
  • the compound of silicon contains, for example, one or more of carbon and oxygen as constituent elements other than silicon.
  • the compound of silicon may contain any 1 type or 2 types or more of the series of elements demonstrated regarding the alloy of silicon as structural elements other than silicon, for example.
  • silicon alloys and silicon compounds are SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2.
  • v in SiO v may be 0.2 ⁇ v ⁇ 1.4.
  • the alloy of tin for example, as a constituent element other than tin, any one of silicon, nickel, copper, iron, cobalt, manganese, zinc, indium, silver, titanium, germanium, bismuth, antimony, chromium, etc. Includes two or more.
  • the tin compound contains, for example, one or more of carbon and oxygen as constituent elements other than tin.
  • the compound of tin may contain any 1 type in the series of elements demonstrated regarding the alloy of tin, or 2 or more types as structural elements other than tin, for example.
  • tin alloy and the tin compound include SnO w (0 ⁇ w ⁇ 2), SnSiO 3 , LiSnO, and Mg 2 Sn.
  • the material containing tin as a constituent element is preferably, for example, a material (Sn-containing material) containing a second constituent element and a third constituent element together with tin which is the first constituent element.
  • the second constituent element is, for example, cobalt, iron, magnesium, titanium, vanadium, chromium, manganese, nickel, copper, zinc, gallium, zirconium, niobium, molybdenum, silver, indium, cesium (Ce), hafnium (Hf), Any one or more of tantalum, tungsten, bismuth, silicon and the like are included.
  • the third constituent element includes, for example, any one or more of boron, carbon, aluminum, phosphorus (P), and the like. This is because when the Sn-containing material contains the second and third constituent elements, a high battery capacity and excellent cycle characteristics can be obtained.
  • the Sn-containing material is preferably a material (SnCoC-containing material) containing tin, cobalt, and carbon as constituent elements.
  • the carbon content is 9.9 mass% to 29.7 mass%, and the ratio of the content of tin and cobalt (Co / (Sn + Co)) is 20 mass% to 70 mass%. . This is because a high energy density can be obtained.
  • the SnCoC-containing material has a phase containing tin, cobalt, and carbon, and the phase is preferably low crystalline or amorphous. Since this phase is a phase capable of reacting with lithium (reaction phase), excellent characteristics can be obtained with the SnCoC-containing material due to the presence of the reaction phase. Of course, the reaction phase may include a low crystalline portion and an amorphous portion.
  • the half-width (diffraction angle 2 ⁇ ) of the diffraction peak obtained by X-ray diffraction of this reaction phase is 1 ° or more when CuK ⁇ ray is used as the specific X-ray and the insertion speed is 1 ° / min. Is preferred.
  • the SnCoC-containing material may include a phase containing a simple substance or a part of each constituent element in addition to the low crystalline or amorphous phase.
  • the diffraction peak obtained by X-ray diffraction corresponds to a reaction phase capable of reacting with lithium
  • a reaction phase capable of reacting with lithium for example, by comparing X-ray diffraction charts before and after electrochemical reaction with lithium.
  • Such a reaction phase contains, for example, each of the constituent elements described above, and is considered to be low crystallization or amorphous mainly due to the presence of carbon.
  • the SnCoC-containing material it is preferable that at least a part of carbon as a constituent element is bonded to a metal element or a metalloid element as another constituent element. This is because aggregation or crystallization of tin or the like is suppressed.
  • the bonding state of the elements can be confirmed using, for example, X-ray photoelectron spectroscopy (XPS).
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • Al—K ⁇ ray or Mg—K ⁇ ray is used as the soft X-ray.
  • the energy calibration is performed so that the peak of the 4f orbit (Au4f) of the gold atom is obtained at 84.0 eV.
  • the C1s peak of the surface-contaminated carbon is set to 284.8 eV, and the peak is used as an energy reference.
  • the waveform of the C1s peak is obtained in a form including the surface contamination carbon peak and the carbon peak in the SnCoC-containing material. For this reason, for example, both peaks are separated by analyzing using commercially available software. 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).
  • This SnCoC-containing material is not limited to a material (SnCoC) whose constituent elements are only tin, cobalt and carbon.
  • This SnCoC-containing material is, for example, any one of silicon, iron, nickel, chromium, indium, niobium, germanium, titanium, molybdenum, aluminum, phosphorus, gallium, and bismuth in addition to tin, cobalt, and carbon
  • One kind or two or more kinds may be included as constituent elements.
  • SnCoC-containing materials materials containing tin, cobalt, iron and carbon as constituent elements
  • SnCoFeC-containing materials materials containing tin, cobalt, iron and carbon as constituent elements
  • the composition of the SnCoFeC-containing material is arbitrary.
  • the iron content is set to be small, the carbon content is 9.9 mass% to 29.7 mass%, and the iron content is 0.3 mass% to 5.9 mass%.
  • the content ratio of tin and cobalt (Co / (Sn + Co)) is 30% by mass to 70% by mass.
  • the carbon content is 11.9% to 29.7% by mass
  • the ratio of the content of tin, cobalt and iron ((Co + Fe) / (Sn + Co + Fe)) Is 26.4% by mass to 48.5% by mass
  • the content ratio of cobalt and iron (Co / (Co + Fe)) is 9.9% by mass to 79.5% by mass.
  • the physical properties (half-value width, etc.) of the SnCoFeC-containing material are the same as the above-described physical properties of the SnCoC-containing material.
  • the negative electrode material may be any one kind or two or more kinds of metal oxides and polymer compounds, for example.
  • the metal oxide include iron oxide, ruthenium oxide, and molybdenum oxide.
  • the polymer compound include polyacetylene, polyaniline, and polypyrrole.
  • the negative electrode material preferably contains both a carbon material and a metal-based material for the following reasons.
  • Metal materials in particular, materials containing one or both of silicon and tin as constituent elements have the advantage of high theoretical capacity, but they have a concern that they tend to violently expand and contract during charging and discharging.
  • the carbon material has a concern that the theoretical capacity is low, but has an advantage that it is difficult to expand and contract during charging and discharging. Therefore, by using both the carbon material and the metal-based material, expansion and contraction during charging and discharging are suppressed while obtaining a high theoretical capacity (in other words, battery capacity).
  • the negative electrode active material layer 14B is formed by any one method or two or more methods among, for example, a coating method, a gas phase method, a liquid phase method, a thermal spray method, and a firing method (sintering method).
  • the coating method is, for example, a method in which a particulate (powder) negative electrode active material is mixed with a negative electrode binder and the mixture is dispersed in an organic solvent and then applied to the negative electrode current collector 14A.
  • the vapor phase method include a physical deposition method and a chemical deposition method.
  • a vacuum deposition method a sputtering method, an ion plating method, a laser ablation method, a thermal chemical vapor deposition, a chemical vapor deposition (CVD) method, and a plasma chemical vapor deposition method.
  • the liquid phase method include an electrolytic plating method and an electroless plating method.
  • the thermal spraying method is a method of spraying a molten or semi-molten negative electrode active material onto the surface of the negative electrode current collector 14A.
  • the firing method is, for example, a method in which a mixture dispersed in an organic solvent or the like is applied to the negative electrode current collector 14A using a coating method, and then the mixture is heat-treated at a temperature higher than the melting point of the negative electrode binder or the like. is there.
  • the firing method include an atmosphere firing method, a reaction firing method, a hot press firing method, and the like.
  • the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of occluding and releasing lithium is the electrical equivalent of the positive electrode. Greater than the chemical equivalent.
  • the open circuit voltage (that is, the battery voltage) at the time of full charge is 4.25 V or more, compared with the case where it is 4.20 V, even when the same positive electrode active material is used, the amount of lithium released per unit mass Therefore, the amounts of the positive electrode active material and the negative electrode active material are adjusted accordingly. Thereby, a high energy density is obtained.
  • the separator 15 Since the separator 15 is disposed between the positive electrode 13 and the negative electrode 14, the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are isolated via the separator 15. The separator 15 allows lithium ions to pass through while preventing occurrence of a short circuit due to contact between the positive electrode 13 and the negative electrode 14.
  • the separator 15 includes, for example, any one kind or two or more kinds of porous films such as synthetic resin and ceramic, and may be a laminated film including two or more kinds of porous films.
  • the synthetic resin contains, for example, one or more of polytetrafluoroethylene, polypropylene and polyethylene.
  • the separator 15 may include, for example, the above-described porous film (base material layer) and a polymer compound layer provided on the base material layer. This is because the adhesiveness of the separator 15 to each of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 is improved, so that the wound electrode body 10 is hardly distorted. As a result, the decomposition reaction of the electrolytic solution is suppressed, and the leakage of the electrolytic solution impregnated in the base material layer is also suppressed. The battery is less likely to swell.
  • the polymer compound layer may be provided only on one side of the base material layer, or may be provided on both sides of the base material layer.
  • This polymer compound layer contains, for example, any one or more of polymer compounds such as polyvinylidene fluoride. This is because polyvinylidene fluoride is excellent in physical strength and electrochemically stable.
  • a solution in which the polymer compound is dissolved with an organic solvent or the like is applied to the substrate layer, and then the substrate layer is dried.
  • the base material layer may be dried.
  • the electrolyte layer 16 includes an electrolytic solution, a polymer compound, and a plurality of inorganic particles. In the electrolyte layer 16, the electrolytic solution is held by the polymer compound, and a plurality of inorganic particles are dispersed in the polymer compound. That is, the electrolyte layer 16 described here is a so-called gel electrolyte.
  • the electrolyte layer 16 is used because high ion conductivity (for example, 1 mS / cm or more at room temperature) can be obtained and leakage of the electrolyte can be prevented. However, the electrolyte layer 16 may further include any one or more of other materials such as various additives.
  • the electrolyte layer 16 (positive electrode side electrolyte layer 16A) is provided on the positive electrode 13 (positive electrode active material layer 13B), and the electrolyte layer 16 (on the negative electrode active material layer 14B).
  • a negative electrode side electrolyte layer 16B) is provided. That is, for example, the positive electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> A is disposed between the positive electrode 13 and the separator 15, and the negative electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> B is disposed between the negative electrode 14 and the separator 15.
  • the positive electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> A is provided on the positive electrode 13
  • the negative electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> B may not be provided on the negative electrode 14.
  • the negative electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> B is provided on the negative electrode 14, whereas the positive electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> A may not be provided on the positive electrode 13.
  • FIG. 2 for example, a case where the positive electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> A is provided on the positive electrode 13 and the negative electrode side electrolyte layer 16 ⁇ / b> B is provided on the negative electrode 14 is illustrated.
  • the polymer compound includes any one or two or more of specific copolymers, and the copolymer includes vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components (polymerization units). .
  • the copolymer contains vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components means that two or more raw materials (so-called monomers) containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene are used. It means that a copolymer is formed by polymerization reaction of raw materials.
  • each of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is a raw material (monomer) for forming a copolymer. That is, each of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene contains an unsaturated bond (carbon-carbon double bond). Therefore, in the copolymer formation process, each of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene is polymerized using unsaturated bonds (carbon-carbon double bonds) contained in each of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene. React (polymerize).
  • the copolymer that contains vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components will be referred to as a “specific copolymer”. Call it.
  • the specific copolymer may be a copolymer containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components.
  • the specific copolymer described here is a so-called random copolymer. Accordingly, the sequence (linkage) order of components (monomers) such as vinylidene fluoride and hexafluoropropylene in the specific copolymer is not particularly limited.
  • the reason why the polymer compound contains the specific copolymer is that high ionic conductivity is obtained in the electrolyte layer 16 and the physical strength (shape stability) of the electrolyte layer 16 is ensured. Thereby, even if the secondary battery is charged and discharged under severe conditions such as in a low temperature environment, the discharge capacity is unlikely to decrease.
  • the constitution of the specific copolymer is not particularly limited as long as it contains vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components as described above.
  • the details regarding the structure of this specific copolymer are as follows, for example.
  • Vinylidene fluoride is a component that mainly plays a role of improving the physical strength and electrochemical stability of the electrolyte layer 16.
  • the copolymerization amount of vinylidene fluoride in the specific copolymer is not particularly limited, but is preferably 92.5 wt% to 98.5 wt%. This is because a sufficient physical strength can be obtained in the electrolyte layer 16 because the copolymerization amount of vinylidene fluoride is optimized.
  • Hexafluoropropylene is a component that mainly plays a role in improving the ionic conductivity of the electrolyte layer 16.
  • the copolymerization amount of hexafluoropropylene in the specific copolymer is not particularly limited, but is preferably 1.5% by weight to 7.5% by weight. It is because sufficient ion conductivity is obtained in the electrolyte layer 16 because the copolymerization amount of hexafluoropropylene is optimized.
  • the ratio W2 / W1 of the weight W2 of the electrolytic solution to the weight W1 of the polymer compound containing the specific copolymer is 2.5 to 50, preferably 4 to 40. This is because, when the electrolyte layer 16 includes a plurality of inorganic particles together with the electrolytic solution and the polymer compound, the weight W2 of the electrolytic solution is optimized with respect to the weight W1 of the polymer compound. As a result, higher ionic conductivity is obtained in the electrolyte layer 16, and the physical strength (shape stability) of the electrolyte layer 16 is further improved. Therefore, even when the secondary battery is charged and discharged, the discharge capacity is further reduced. It becomes difficult to do.
  • the weight W1 is the weight of the polymer compound including the specific copolymer. That is, when the high molecular compound contains only the specific copolymer, W1 of the high molecular compound is the weight of the specific copolymer. On the other hand, in the case where the polymer compound contains another polymer described later together with the specific copolymer, the weight W1 of the polymer compound is the sum of the weight of the specific copolymer and the weight of the other polymer. It is.
  • the weight average molecular weight of the specific copolymer is not particularly limited, but is preferably 550,000 to 1,200,000. This is because the weight average molecular weight of the specific copolymer is optimized, so that higher ionic conductivity is obtained in the electrolyte layer 16 and the physical strength of the electrolyte layer 16 is further improved.
  • the type of the specific copolymer may be one type as described above, or two or more types. Especially, it is preferable that the kind of specific copolymer is 2 or more types. In this case, the weight average molecular weights of the two or more specific copolymers may be different from each other, and the copolymerization amounts of hexafluoropropylene in each of the two or more specific copolymers are different from each other. May be.
  • the role of increasing the ionic conductivity of the electrolyte layer 16 and the role of improving the physical strength of the electrolyte layer 16 by two or more types of specific copolymers having different weight average molecular weights or different copolymerization amounts of hexafluoropropylene This is because is shared (balanced). Thereby, higher ion conductivity is obtained in the electrolyte layer 16 and the physical strength of the electrolyte layer 16 is further improved.
  • the ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A and the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B may be the same or different from each other. Especially, it is preferable that ratio W2 / W1 regarding 16 A of positive electrode side electrolyte layers and ratio W2 / W1 regarding 16 A of negative electrode side electrolyte layers differ from each other. This is because the advantages described below can be obtained.
  • the ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A is larger than the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B, a good film is formed on the surface of the positive electrode 13 during charge / discharge, so Reaction is less likely to occur.
  • the ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A is not particularly limited as long as it is larger than the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B, but it is, for example, 4 to 50.
  • the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B is not particularly limited as long as it is smaller than the ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A, but is, for example, 2.5 or more and less than 4.
  • the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B is larger than the ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A, the ionic conductivity of the negative electrode side electrolyte layer 16B is improved, so that lithium is deposited during charging and discharging. It becomes difficult to do.
  • the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B is not particularly limited as long as it is larger than the ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A, but it is, for example, 4 to 50.
  • the ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A is not particularly limited as long as it is smaller than the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B, but is, for example, 2.5 or more and less than 4.
  • the following method may be used.
  • the electrolyte layer 16 is taken out by disassembling the secondary battery.
  • a high molecular compound (specific copolymer) is extracted from the electrolyte layer 16 using a reprecipitation method.
  • the specific copolymer is analyzed using an analysis method such as a nuclear magnetic resonance (NMR) method.
  • NMR nuclear magnetic resonance
  • the following method may be used. First, the electrolyte layer 16 is taken out by disassembling the secondary battery. Subsequently, the weight W1 of the polymer compound contained in the electrolyte layer 16 and the weight W2 of the electrolytic solution are measured using a thermal analysis method such as thermogravimetry (TG).
  • TG thermogravimetry
  • the electrolyte layer 16 by heating the electrolyte layer 16 to the volatilization temperature of the electrolytic solution (for example, 210 ° C.), the electrolytic solution contained in the electrolyte layer 16 is volatilized, and then the decomposition temperature of the polymer compound By heating the electrolyte layer 16 to (for example, 550 ° C.), the polymer compound contained in the electrolyte layer 16 is decomposed. Finally, the ratio W2 / W1 is calculated based on the weight W1 of the polymer compound and the weight W2 of the electrolytic solution.
  • the volatilization temperature of the electrolytic solution for example, 210 ° C.
  • the decomposition temperature of the polymer compound By heating the electrolyte layer 16 to (for example, 550 ° C.), the polymer compound contained in the electrolyte layer 16 is decomposed.
  • the ratio W2 / W1 is calculated based on the weight W1 of the polymer compound and the weight W2 of the electrolytic solution.
  • This specific copolymer may further contain any one kind or two or more kinds of other components.
  • This “other component” is a component other than the above-mentioned vinylidene fluoride and hexafluoropropylene.
  • the type of the other component is not particularly limited as long as it is a compound containing an unsaturated bond for polymerization reaction.
  • other components are, for example, monomethyl maleate, trifluoroethylene, tetrafluoroethylene and chlorotrifluoroethylene. This is because higher ionic conductivity is obtained in the electrolyte layer 16 and the physical strength of the electrolyte layer 16 is further improved.
  • the amount of copolymerization of other components in the specific copolymer is not particularly limited.
  • the high molecular compound may contain any 1 type or 2 or more types of other polymers with the above-mentioned specific copolymer.
  • the other polymer is, for example, a polymer that does not contain both the above-described vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components, and may be a homopolymer or a copolymer.
  • Homopolymers include, for example, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, polysiloxane, polyvinyl fluoride, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethacryl Examples thereof include methyl acid, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene and polycarbonate.
  • the copolymer is, for example, a copolymer containing vinylidene fluoride and monomethyl maleate as components.
  • the electrolytic solution contains a solvent and an electrolyte salt.
  • the electrolytic solution may further include any one or more of other materials such as additives.
  • the solvent includes one or more of non-aqueous solvents such as organic solvents.
  • the electrolytic solution containing the nonaqueous solvent is a so-called nonaqueous electrolytic solution.
  • non-aqueous solvent examples include carbonate esters (cyclic carbonate esters and chain carbonate esters), lactones, chain carboxylate esters, and nitriles. This is because excellent battery capacity, cycle characteristics, storage characteristics, and the like can be obtained.
  • examples of the cyclic carbonate include ethylene carbonate, propylene carbonate, and butylene carbonate
  • examples of the chain carbonate include dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and methyl propyl carbonate.
  • lactone examples include ⁇ -butyrolactone and ⁇ -valerolactone.
  • carboxylic acid ester examples include methyl acetate, ethyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, methyl butyrate, methyl isobutyrate, methyl trimethyl acetate, and ethyl trimethyl acetate.
  • Nitriles include, for example, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, methoxyacetonitrile, 3-methoxypropionitrile and the like.
  • non-aqueous solvents include, for example, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, tetrahydropyran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, 1,3-dioxane, 1 , 4-dioxane, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, N, N′-dimethylimidazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, trimethyl phosphate and dimethyl sulfoxide. This is because similar advantages can be obtained.
  • the carbonate ester preferably contains any one or more of ethylene carbonate, propylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate. This is because better battery capacity, cycle characteristics, storage characteristics, and the like can be obtained.
  • high viscosity (high dielectric constant) solvents such as ethylene carbonate and propylene carbonate (for example, dielectric constant ⁇ ⁇ 30) and low viscosity solvents such as dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate and diethyl carbonate (for example, viscosity ⁇ 1 mPas).
  • -A combination with s is more preferred. This is because the dissociation property of the electrolyte salt and the ion mobility are improved.
  • the non-aqueous solvent contains any one or more of unsaturated cyclic carbonates, halogenated carbonates, sulfonates, acid anhydrides, dinitrile compounds, diisocyanate compounds and phosphates. May be. This is because the chemical stability of the electrolytic solution is improved.
  • the unsaturated cyclic carbonate is a cyclic carbonate containing one or more kinds of unsaturated bonds (carbon-carbon double bond or carbon-carbon triple bond).
  • this unsaturated cyclic carbonate include vinylene carbonate (1,3-dioxol-2-one), vinyl ethylene carbonate (4-vinyl-1,3-dioxolan-2-one) and methylene ethylene carbonate (4-methylene). -1,3-dioxolan-2-one) and the like.
  • the content of the unsaturated cyclic carbonate in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by weight to 10% by weight.
  • the halogenated carbonate is a cyclic or chain carbonate containing one or more types of halogen as a constituent element.
  • cyclic halogenated carbonates include 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one and 4,5-difluoro-1,3-dioxolan-2-one.
  • chain halogenated carbonate include fluoromethyl methyl carbonate, bis (fluoromethyl) carbonate, and difluoromethyl methyl carbonate.
  • the content of the halogenated carbonate in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.01% by weight to 50% by weight.
  • sulfonate ester examples include 1,3-propane sultone and 1,3-propene sultone.
  • the content of the sulfonic acid ester in the non-aqueous solvent is not particularly limited, and is, for example, 0.5% by weight to 5% by weight.
  • Examples of the acid anhydride include carboxylic acid anhydride, disulfonic acid anhydride, and carboxylic acid sulfonic acid anhydride.
  • Examples of the carboxylic acid anhydride include succinic anhydride, glutaric anhydride, and maleic anhydride.
  • Examples of the disulfonic anhydride include ethanedisulfonic anhydride and propanedisulfonic anhydride.
  • Examples of the carboxylic acid sulfonic acid anhydride include anhydrous sulfobenzoic acid, anhydrous sulfopropionic acid, and anhydrous sulfobutyric acid.
  • the content of the acid anhydride in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.5% by weight to 5% by weight.
  • the dinitrile compound is, for example, a compound represented by NC—C m H 2m —CN (m is an integer of 1 or more).
  • This dinitrile compound includes, for example, succinonitrile (NC-C 2 H 4 -CN), glutaronitrile (NC-C 3 H 6 -CN), adiponitrile (NC-C 4 H 8 -CN) and phthalonitrile ( NC-C 6 H 4 -CN).
  • the content of the dinitrile compound in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.5% by weight to 5% by weight.
  • the diisocyanate compound is, for example, a compound represented by OCN—C n H 2n —NCO (n is an integer of 1 or more).
  • This diisocyanate compound is, for example, hexamethylene diisocyanate (OCN—C 6 H 12 —NCO).
  • the content of the diisocyanate compound in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.5% by weight to 5% by weight.
  • phosphate ester examples include trimethyl phosphate and triethyl phosphate.
  • the content of the phosphate ester in the non-aqueous solvent is not particularly limited, but is, for example, 0.5% by weight to 5% by weight.
  • the electrolyte salt includes, for example, any one kind or two or more kinds of salts such as lithium salt.
  • the electrolyte salt may contain a salt other than the lithium salt, for example.
  • the salt other than lithium include salts of light metals other than lithium.
  • lithium salt examples include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ), lithium hexafluoroarsenate (LiAsF 6 ), and tetraphenyl.
  • Lithium borate LiB (C 6 H 5 ) 4
  • lithium methanesulfonate LiCH 3 SO 3
  • lithium trifluoromethanesulfonate LiCF 3 SO 3
  • lithium tetrachloroaluminate LiAlCl 4
  • hexafluoride examples include dilithium silicate (Li 2 SiF 6 ), lithium chloride (LiCl), and lithium bromide (LiBr). This is because excellent battery capacity, cycle characteristics, storage characteristics, and the like can be obtained.
  • lithium hexafluorophosphate lithium tetrafluoroborate, lithium perchlorate and lithium hexafluoroarsenate are preferable, and lithium hexafluorophosphate is more preferable. . This is because a higher effect can be obtained because the internal resistance is lowered.
  • the content of the electrolyte salt is not particularly limited, but is preferably 0.3 mol / kg to 3.0 mol / kg with respect to the solvent. This is because high ionic conductivity is obtained.
  • the electrolyte layer 16 contains a plurality of inorganic particles because the safety of the secondary battery is improved. Specifically, when the electrolyte layer 16 includes a plurality of inorganic particles, the separator 15 is less likely to be oxidized during charge / discharge of the secondary battery. Thereby, since the positive electrode 13 and the negative electrode 14 become difficult to short-circuit, the safety
  • the plurality of inorganic particles include, for example, any one or more of inorganic materials such as ceramic materials (insulating materials).
  • This ceramic material is, for example, a metal oxide such as aluminum oxide (Al 2 O 3 ), zirconium oxide (ZrO 2 ), titanium oxide (TiO 2 ), and magnesium oxide (MgO 2 ). This is because the occurrence of a short circuit is sufficiently suppressed because the oxidation of the separator 15 is sufficiently suppressed.
  • the ratio W3 / W1 of the weight W3 of the plurality of inorganic particles to the weight W1 of the polymer compound containing the specific copolymer is not particularly limited, but is preferably 0.7 to 5. This is because when the electrolyte layer 16 includes a plurality of inorganic particles together with the electrolytic solution and the polymer compound, the weight W3 of the plurality of inorganic particles is optimized with respect to the weight W1 of the polymer compound. As a result, higher ionic conductivity is obtained in the electrolyte layer 16, and the physical strength (shape stability) of the electrolyte layer 16 is further improved, so that the discharge capacity is further reduced even when the secondary battery is charged and discharged. It becomes difficult to do.
  • the ratio W3 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A and the ratio W3 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B may be the same or different from each other. That is, the ratio W3 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A may be larger than the ratio W3 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B, and the ratio W3 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A is a ratio W3 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B. It may be smaller than / W1.
  • the average particle diameter (median diameter D50) and specific surface area (BET specific surface area) of the plurality of inorganic particles are not particularly limited. Specifically, the average particle diameter is, for example, 0.1 ⁇ m to 2.5 ⁇ m.
  • the specific surface area is, for example, 0.5 m 2 / g to 11 m 2 / g.
  • the content of the plurality of inorganic particles in the electrolyte layer 16 is not particularly limited, but is preferably set so that the ratio W3 / W1 is within the appropriate range described above.
  • the ratio W3 / W1 is calculated based on the weight W1 of the polymer compound and the weight W3 of the plurality of inorganic particles.
  • This secondary battery operates as follows, for example.
  • the secondary battery including the electrolyte layer 16 is manufactured by, for example, the following three types of procedures.
  • the positive electrode 13 and the negative electrode 14 are formed and the electrolyte layer 16 is formed, and then the secondary battery is assembled.
  • the preparation procedures of the positive electrode 13 and the negative electrode 14 described in the first procedure are the same in the second procedure and the third procedure described later.
  • the positive electrode 13 When the positive electrode 13 is manufactured, first, a positive electrode active material and, if necessary, a positive electrode binder and a positive electrode conductive agent are mixed to obtain a positive electrode mixture. Subsequently, the positive electrode mixture is dispersed or dissolved in an organic solvent or the like to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry. Finally, after applying the positive electrode mixture slurry on both surfaces of the positive electrode current collector 13A, the positive electrode mixture slurry is dried to form the positive electrode active material layer 13B. After that, the positive electrode active material layer 13B may be compression molded using a roll press machine or the like. In this case, the compression molding process may be performed while heating the positive electrode active material layer 13B, or the compression molding process may be repeated a plurality of times.
  • the negative electrode active material layer 14B is formed on both surfaces of the negative electrode current collector 14A by the same manufacturing procedure as that of the positive electrode 13 described above. Specifically, a negative electrode mixture in which a negative electrode active material, a negative electrode binder, a negative electrode conductive agent, and the like are mixed is dispersed or dissolved in an organic solvent to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry. Subsequently, the negative electrode active material layer 14B is formed by applying a negative electrode mixture slurry on both surfaces of the negative electrode current collector 14A and then drying, and then, if necessary, using a roll press machine or the like, the negative electrode active material layer 14B is compression molded.
  • an electrolyte solution is prepared by dissolving or dispersing an electrolyte salt or the like in a solvent. Subsequently, the electrolytic solution, the polymer compound containing the specific copolymer, a plurality of inorganic particles, and a diluent solvent (for example, an organic solvent) as necessary are mixed, and then the mixture is stirred. To prepare a sol-like precursor solution.
  • a specific copolymer for example, a raw material containing two types of monomers (vinylidene fluoride and hexafluoropropylene) is used, and the raw material is subjected to a polymerization reaction. Thereby, the specific copolymer containing vinylidene fluoride and hexafluoropropylene as components is obtained. In this case, the copolymerization amount of each component in the specific copolymer can be adjusted according to the input amount of each raw material.
  • the precursor solution is dried to form the gel electrolyte layer 16 (positive electrode side electrolyte layer 16A).
  • coating a precursor solution to the surface of the negative electrode 14 (negative electrode active material layer 14B) the gelled electrolyte layer 16 (negative electrode side electrolyte layer 16B) is formed by drying the precursor solution.
  • the positive electrode lead 11 is attached to the positive electrode current collector 13A using a welding method or the like, and the negative electrode lead 12 is attached to the negative electrode current collector 14A using a welding method or the like.
  • the wound electrode body 10 is manufactured by winding the positive electrode 13 and the negative electrode 14 laminated via the separator 15 and the electrolyte layer 16.
  • the protective tape 17 is attached to the outermost peripheral portion of the wound electrode body 10.
  • the outer peripheral edge portions of the exterior member 20 are bonded to each other by using a heat fusion method or the like, thereby winding the exterior member 20 inside.
  • the rotating electrode body 10 is enclosed.
  • the adhesion film 21 is inserted between the positive electrode lead 11 and the exterior member 20, and the adhesion film 21 is inserted between the negative electrode lead 12 and the exterior member 20.
  • the positive electrode lead 11 is attached to the positive electrode 13 and the negative electrode lead 12 is attached to the negative electrode 14.
  • a wound body that is a precursor of the wound electrode body 10 is produced by winding the positive electrode 13 and the negative electrode 14 stacked via the separator 15.
  • the protective tape 17 is attached to the outermost peripheral portion.
  • the exterior member 20 is folded so as to sandwich the wound body, the outer peripheral edge portions of the exterior member 20 are bonded to each other using a heat fusion method or the like, so that the wound body is placed inside the exterior member 20. Storing.
  • the electrolytic solution the raw material of the polymer compound (including two types of monomers that are the raw material of the specific copolymer), a plurality of inorganic particles, and a polymerization initiator and a polymerization inhibitor as necessary
  • the composition for an electrolyte is prepared by mixing the material.
  • the electrolyte composition is injected into the bag-shaped exterior member 20, the exterior member 20 is sealed using a heat fusion method or the like.
  • a polymer compound containing a specific copolymer is formed by thermally polymerizing the raw material of the polymer compound.
  • the electrolytic solution is impregnated in the polymer compound, and the polymer compound is gelled, so that the electrolyte layer 16 is formed.
  • a wound body was produced by the same procedure as the second procedure described above except that the separator 15 in which the polymer compound layer containing the specific copolymer and the plurality of inorganic particles was formed on both surfaces was used. After that, the wound body is housed inside the bag-shaped exterior member 20.
  • a solution in which a polymer compound containing a specific copolymer and a plurality of inorganic particles are dispersed in an organic solvent is applied to both sides of the separator 15 and then the solution is dried. . Subsequently, after injecting an electrolyte into the exterior member 20, the opening of the exterior member 20 is sealed using a thermal fusion method or the like.
  • the separator 15 is brought into close contact with the positive electrode 13 and the negative electrode 14 through the polymer compound layer by heating the outer member 20 while applying a load to the outer member 20. Accordingly, the polymer compound in the polymer compound layer is impregnated with the electrolytic solution, and the polymer compound gels, so that the electrolyte layer 16 is formed.
  • the electrolyte layer 16 includes a plurality of inorganic particles together with the electrolytic solution and the polymer compound.
  • This polymer compound contains a specific copolymer, and the ratio W2 / W1 of the weight W2 of the electrolytic solution to the weight W1 of the polymer compound is 2.5 to 50.
  • the weight W2 of the electrolyte solution is optimized with respect to the weight W1 of the polymer compound.
  • the weight W3 of the plurality of inorganic particles is optimized with respect to the weight W1 of the polymer compound. Is done. Accordingly, higher ion conductivity is obtained in the electrolyte layer 16 and the physical strength of the electrolyte layer 16 is further improved, so that a higher effect can be obtained.
  • the copolymerization amount of hexafluoropropylene in the specific copolymer is 1.5% by weight to 7.5% by weight, or the weight average molecular weight of the specific copolymer is 550,000 to 1,200,000, the electrolyte layer Sufficient ionic conductivity and sufficient physical strength for 16 can be obtained.
  • the electrolyte layer 16 has two or more types of specific copolymers (two or more types of specific copolymers having different weight average molecular weights or two or more types of specific copolymers having different copolymerization amounts of hexafluoropropylene). If it contains, a higher effect can be acquired.
  • ratio W2 / W1 related to the positive electrode side electrolyte layer 16A and the ratio W2 / W1 related to the negative electrode side electrolyte layer 16B are different from each other, a higher effect can be obtained.
  • the plurality of inorganic particles contain aluminum oxide or the like, sufficient safety can be obtained in the secondary battery, so that a higher effect can be obtained.
  • Secondary batteries can be used in machines, equipment, instruments, devices and systems (aggregates of multiple equipment) that can be used as a power source for driving or a power storage source for power storage. If there is, it will not be specifically limited.
  • the secondary battery used as a power source may be a main power source or an auxiliary power source.
  • the main power source is a power source that is preferentially used regardless of the presence or absence of other power sources.
  • the auxiliary power supply may be, for example, a power supply used instead of the main power supply, or a power supply that can be switched from the main power supply as necessary.
  • the type of main power source is not limited to the secondary battery.
  • the usage of the secondary battery is, for example, as follows.
  • Electronic devices including portable electronic devices
  • portable electronic devices such as video cameras, digital still cameras, mobile phones, notebook computers, cordless phones, headphone stereos, portable radios, portable televisions, and portable information terminals.
  • It is a portable living device such as an electric shaver.
  • Storage devices such as backup power supplies and memory cards.
  • Electric tools such as electric drills and electric saws.
  • It is a battery pack that is mounted on a notebook computer or the like as a detachable power source.
  • Medical electronic devices such as pacemakers and hearing aids.
  • An electric vehicle such as an electric vehicle (including a hybrid vehicle).
  • It is an electric power storage system such as a home battery system that stores electric power in case of an emergency.
  • the secondary battery may be used for other purposes.
  • the battery pack is a power source using a secondary battery. As will be described later, this battery pack may use a single battery or an assembled battery.
  • An electric vehicle is a vehicle that operates (runs) using a secondary battery as a driving power source, and may be an automobile (such as a hybrid automobile) that includes a drive source other than the secondary battery as described above.
  • the power storage system is a system that uses a secondary battery as a power storage source.
  • a secondary battery which is a power storage source
  • An electric power tool is a tool in which a movable part (for example, a drill etc.) moves, using a secondary battery as a driving power source.
  • An electronic device is a device that exhibits various functions using a secondary battery as a driving power source (power supply source).
  • FIG. 3 shows a perspective configuration of a battery pack using single cells.
  • FIG. 4 shows a block configuration of the battery pack shown in FIG. FIG. 3 shows a state where the battery pack is disassembled.
  • the battery pack described here is a simple battery pack (so-called soft pack) using one secondary battery of the present technology, and is mounted on, for example, an electronic device typified by a smartphone.
  • the battery pack includes a power supply 111 that is a laminate film type secondary battery, and a circuit board 116 that is connected to the power supply 111.
  • a positive electrode lead 112 and a negative electrode lead 113 are attached to the power source 111.
  • a pair of adhesive tapes 118 and 119 are attached to both side surfaces of the power source 111.
  • a protection circuit (PCM: Protection Circuit Module) is formed on the circuit board 116.
  • the circuit board 116 is connected to the positive electrode 112 through the tab 114 and is connected to the negative electrode lead 113 through the tab 115.
  • the circuit board 116 is connected to a lead wire 117 with a connector for external connection. In the state where the circuit board 116 is connected to the power source 111, the circuit board 116 is protected by the label 120 and the insulating sheet 121. By attaching the label 120, the circuit board 116, the insulating sheet 121, and the like are fixed.
  • the battery pack includes, for example, a power supply 111 and a circuit board 116 as shown in FIG.
  • the circuit board 116 includes, for example, a control unit 121, a switch unit 122, a PTC element 123, and a temperature detection unit 124. Since the power source 111 can be connected to the outside via the positive electrode terminal 125 and the negative electrode terminal 127, the power source 111 is charged / discharged via the positive electrode terminal 125 and the negative electrode terminal 127.
  • the temperature detector 124 detects the temperature using a temperature detection terminal (so-called T terminal) 126.
  • the controller 121 controls the operation of the entire battery pack (including the usage state of the power supply 111).
  • the control unit 121 includes, for example, a central processing unit (CPU) and a memory.
  • the control unit 121 disconnects the switch unit 122 so that the charging current does not flow in the current path of the power supply 111. For example, when a large current flows during charging, the control unit 121 cuts off the charging current by cutting the switch unit 122.
  • the control unit 121 disconnects the switch unit 122 so that no discharge current flows in the current path of the power supply 111.
  • the control unit 121 cuts off the discharge current by cutting the switch unit 122.
  • the overcharge detection voltage is, for example, 4.2V ⁇ 0.05V, and the overdischarge detection voltage is, for example, 2.4V ⁇ 0.1V.
  • the switch unit 122 switches the usage state of the power source 111, that is, whether or not the power source 111 is connected to an external device, in accordance with an instruction from the control unit 121.
  • the switch unit 122 includes, for example, a charge control switch and a discharge control switch.
  • Each of the charge control switch and the discharge control switch is, for example, a semiconductor switch such as a field effect transistor (MOSFET) using a metal oxide semiconductor.
  • MOSFET field effect transistor
  • the temperature detection unit 124 measures the temperature of the power supply 111 and outputs the temperature measurement result to the control unit 121.
  • the temperature detection unit 124 includes a temperature detection element such as a thermistor, for example.
  • the temperature measurement result measured by the temperature detection unit 124 is used when the control unit 121 performs charge / discharge control during abnormal heat generation, or when the control unit 121 performs correction processing when calculating the remaining capacity. .
  • circuit board 116 may not include the PTC element 123. In this case, a PTC element may be attached to the circuit board 116 separately.
  • FIG. 5 shows a block configuration of a battery pack using an assembled battery.
  • This battery pack includes, for example, a control unit 61, a power source 62, a switch unit 63, a current measurement unit 64, a temperature detection unit 65, a voltage detection unit 66, and a switch control unit 67 inside the housing 60.
  • the housing 60 includes, for example, a plastic material.
  • the control unit 61 controls the operation of the entire battery pack (including the usage state of the power supply 62).
  • the control unit 61 includes, for example, a CPU.
  • the power source 62 is an assembled battery including two or more types of secondary batteries of the present technology, and the connection type of the two or more types of secondary batteries may be in series, in parallel, or a mixture of both. .
  • the power source 62 includes six secondary batteries connected in two parallel three series.
  • the switch unit 63 switches the usage state of the power source 62, that is, whether or not the power source 62 is connected to an external device, in accordance with an instruction from the control unit 61.
  • the switch unit 63 includes, for example, a charge control switch, a discharge control switch, a charging diode, a discharging diode, and the like.
  • Each of the charge control switch and the discharge control switch is, for example, a semiconductor switch such as a field effect transistor (MOSFET) using a metal oxide semiconductor.
  • MOSFET field effect transistor
  • the current measurement unit 64 measures the current using the current detection resistor 70 and outputs the measurement result of the current to the control unit 61.
  • the temperature detection unit 65 measures the temperature using the temperature detection element 69 and outputs the temperature measurement result to the control unit 61. This temperature measurement result is used, for example, when the control unit 61 performs charge / discharge control during abnormal heat generation, or when the control unit 61 performs correction processing when calculating the remaining capacity.
  • the voltage detection unit 66 measures the voltage of the secondary battery in the power source 62 and supplies the control unit 61 with the measurement result of the analog-digital converted voltage.
  • the switch control unit 67 controls the operation of the switch unit 63 according to signals input from the current measurement unit 64 and the voltage detection unit 66, respectively.
  • the switch control unit 67 disconnects the switch unit 63 (charge control switch) so that the charging current does not flow in the current path of the power source 62.
  • the power source 62 can only discharge through the discharging diode.
  • the switch control unit 67 cuts off the charging current.
  • the switch control unit 67 disconnects the switch unit 63 (discharge control switch) so that the discharge current does not flow in the current path of the power source 62.
  • the power source 62 can only be charged via the charging diode.
  • the switch control unit 67 interrupts the discharge current.
  • the overcharge detection voltage is, for example, 4.2V ⁇ 0.05V, and the overdischarge detection voltage is, for example, 2.4V ⁇ 0.1V.
  • the memory 68 includes, for example, an EEPROM which is a nonvolatile memory.
  • the memory 68 stores, for example, numerical values calculated by the control unit 61, information on the secondary battery measured in the manufacturing process stage (for example, internal resistance in an initial state), and the like. If the full charge capacity of the secondary battery is stored in the memory 68, the control unit 61 can grasp information such as the remaining capacity.
  • the temperature detection element 69 measures the temperature of the power supply 62 and outputs the temperature measurement result to the control unit 61.
  • the temperature detection element 69 includes, for example, a thermistor.
  • Each of the positive electrode terminal 71 and the negative electrode terminal 72 is used for an external device (eg, a notebook personal computer) that is operated using a battery pack, an external device (eg, a charger) that is used to charge the battery pack, and the like. It is a terminal to be connected.
  • the power source 62 is charged and discharged via the positive terminal 71 and the negative terminal 72.
  • FIG. 6 shows a block configuration of a hybrid vehicle which is an example of an electric vehicle.
  • This electric vehicle includes, for example, a control unit 74, an engine 75, a power source 76, a driving motor 77, a differential device 78, a generator 79, and a transmission 80 inside a metal casing 73. And a clutch 81, inverters 82 and 83, and various sensors 84.
  • the electric vehicle includes, for example, a front wheel drive shaft 85 and a front wheel 86 connected to the differential device 78 and the transmission 80, and a rear wheel drive shaft 87 and a rear wheel 88.
  • This electric vehicle can travel using, for example, one of the engine 75 and the motor 77 as a drive source.
  • the engine 75 is a main power source, such as a gasoline engine.
  • the driving force (rotational force) of the engine 75 is transmitted to the front wheels 86 and the rear wheels 88 via the differential device 78, the transmission 80, and the clutch 81 which are driving units.
  • the motor 77 serving as the conversion unit is used as a power source
  • the power (DC power) supplied from the power source 76 is converted into AC power via the inverter 82, and therefore the motor is utilized using the AC power.
  • 77 is driven.
  • the driving force (rotational force) converted from the electric power by the motor 77 is transmitted to the front wheels 86 and the rear wheels 88 via, for example, a differential device 78 that is a driving unit, a transmission 80, and a clutch 81.
  • the motor 77 may generate AC power using the rotational force. Good. Since this AC power is converted into DC power via the inverter 82, the DC regenerative power is preferably stored in the power source 76.
  • the control unit 74 controls the operation of the entire electric vehicle.
  • the control unit 74 includes, for example, a CPU.
  • the power source 76 includes one or more types of secondary batteries of the present technology.
  • the power source 76 may be connected to an external power source, and may store power by receiving power supply from the external power source.
  • the various sensors 84 are used, for example, to control the rotational speed of the engine 75 and to control the throttle valve opening (throttle opening).
  • the various sensors 84 include, for example, any one or more of speed sensors, acceleration sensors, engine speed sensors, and the like.
  • the electric vehicle may be a vehicle (electric vehicle) that operates using only the power source 76 and the motor 77 without using the engine 75.
  • FIG. 7 shows a block configuration of the power storage system.
  • This power storage system includes, for example, a control unit 90, a power source 91, a smart meter 92, and a power hub 93 in a house 89 such as a general house or a commercial building.
  • the power source 91 is connected to an electric device 94 installed in the house 89 and can be connected to an electric vehicle 96 stopped outside the house 89.
  • the power source 91 is connected to, for example, a private generator 95 installed in a house 89 via a power hub 93 and also connected to an external centralized power system 97 via a smart meter 92 and the power hub 93. It is possible.
  • the electric device 94 includes, for example, one or more kinds of home appliances, and the home appliances are, for example, a refrigerator, an air conditioner, a television, and a water heater.
  • the private power generator 95 includes, for example, any one type or two or more types among a solar power generator and a wind power generator.
  • the electric vehicle 96 includes, for example, any one or more of an electric vehicle, an electric motorcycle, and a hybrid vehicle.
  • the centralized power system 97 includes, for example, any one or more of a thermal power plant, a nuclear power plant, a hydroelectric power plant, and a wind power plant.
  • the control unit 90 controls the operation of the entire power storage system (including the usage state of the power supply 91).
  • the control unit 90 includes, for example, a CPU.
  • the power source 91 includes one or more types of secondary batteries of the present technology.
  • the smart meter 92 is, for example, a network-compatible power meter installed in the house 89 on the power demand side, and can communicate with the power supply side. Accordingly, the smart meter 92 enables highly efficient and stable energy supply, for example, by controlling the balance between the demand and supply of power in the house 89 while communicating with the outside.
  • the power storage system for example, power is accumulated in the power source 91 from the centralized power system 97 that is an external power source via the smart meter 92 and the power hub 93, and from the private power generator 95 that is an independent power source via the power hub 93.
  • electric power is accumulated in the power source 91.
  • the electric power stored in the power supply 91 is supplied to the electric device 94 and the electric vehicle 96 in accordance with an instruction from the control unit 90, so that the electric device 94 can be operated and the electric vehicle 96 can be charged.
  • the power storage system is a system that makes it possible to store and supply power in the house 89 using the power source 91.
  • the power stored in the power source 91 can be used as necessary. For this reason, for example, power is stored in the power source 91 from the centralized power system 97 at midnight when the electricity usage fee is low, and the power stored in the power source 91 is used during the day when the electricity usage fee is high. it can.
  • the power storage system described above may be installed for each house (one household), or may be installed for each of a plurality of houses (multiple households).
  • FIG. 8 shows a block configuration of the electric power tool.
  • the electric tool described here is, for example, an electric drill.
  • This electric tool includes, for example, a control unit 99 and a power source 100 inside a tool body 98.
  • a drill portion 101 which is a movable portion is attached to the tool body 98 so as to be operable (rotatable).
  • the tool main body 98 includes, for example, a plastic material.
  • the control unit 99 controls the operation of the entire power tool (including the usage state of the power supply 100).
  • the control unit 99 includes, for example, a CPU.
  • the power supply 100 includes one or more types of secondary batteries of the present technology.
  • the control unit 99 supplies power from the power supply 100 to the drill unit 101 in accordance with the operation of the operation switch.
  • the positive electrode 13 When producing the positive electrode 13, first, 90 parts by mass of a positive electrode active material (LiCoO 2 ), 5 parts by mass of a positive electrode binder (polyvinylidene fluoride), 5 parts by mass of a positive electrode conductive agent (Ketjen Black), To obtain a positive electrode mixture. Subsequently, the positive electrode mixture was dispersed in an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone) to obtain a paste-like positive electrode mixture slurry. Subsequently, the positive electrode mixture slurry was applied to both surfaces of the positive electrode current collector 13A (15 ⁇ m thick aluminum foil) using a coating apparatus, and then the positive electrode mixture slurry was dried to form the positive electrode active material layer 13B. did. Finally, after the positive electrode active material layer 13B was compression molded using a roll press, the positive electrode current collector 13A on which the positive electrode active material layer 13B was formed was cut into a strip (48 mm ⁇ 300 mm).
  • a positive electrode active material
  • the negative electrode 14 When the negative electrode 14 was produced, first, 90 parts by mass of a negative electrode active material (artificial graphite) and 10 parts by mass of a negative electrode binder (polyvinylidene fluoride) were mixed to obtain a negative electrode mixture. Subsequently, the negative electrode mixture was dispersed in an organic solvent (N-methyl-2-pyrrolidone) to obtain a paste-like negative electrode mixture slurry. Subsequently, the negative electrode mixture slurry was applied to both surfaces of the negative electrode current collector 14A (15 ⁇ m thick copper foil) using a coating apparatus, and then the negative electrode mixture slurry was dried to form the negative electrode active material layer 14B. did. Finally, after the negative electrode active material layer 14B was compression-molded using a roll press, the negative electrode current collector 14A on which the negative electrode active material layer 14B was formed was cut into a strip shape (50 mm ⁇ 310 mm).
  • a negative electrode active material artificial graphite
  • a negative electrode binder poly
  • an electrolyte solution was prepared by dissolving an electrolyte salt (LiPF 6 ) in a solvent (ethylene carbonate and diethyl carbonate).
  • a solvent ethylene carbonate and diethyl carbonate
  • polymerization amount (% by weight), weight average molecular weight Mw) regarding the polymer compounds (copolymers 1 and 2) are as shown in Table 1.
  • a raw material (monomer) for the polymer compound vinylidene fluoride (VDF) and hexafluoropropylene (HFP) were used.
  • VDF vinylidene fluoride
  • HFP hexafluoropropylene
  • the polymer compound only copolymer 1 was used, and copolymers 1 and 2 were used in combination.
  • copolymers 1 and 2 two kinds of copolymers having different weight average molecular weights or different copolymerization amounts of hexafluoropropylene were also used.
  • the mixing ratio (weight ratio) between the polymer compound (copolymers 1 and 2) and the electrolytic solution is adjusted so that the ratio W2 / W1 becomes a desired value
  • the mixing ratio (weight ratio) of the polymer compound (copolymers 1 and 2) and the plurality of inorganic particles was adjusted so that the ratio W3 / W1 was a desired value.
  • the precursor solution was dried to form a gel electrolyte layer 16 (positive electrode side electrolyte layer 16A).
  • coating a precursor solution to the surface of the negative electrode 14 the gelled electrolyte layer 16 (negative electrode side electrolyte layer 16B) was formed by drying the precursor solution.
  • the configuration of the positive electrode side electrolyte layer 16A and the configuration of the negative electrode side electrolyte layer 16B were the same. Details regarding the electrolyte layer 16 (ratio W2 / W1, ratio W3 / W1) are as shown in Table 1.
  • the positive electrode lead 11 was welded to the positive electrode current collector 13A, and the negative electrode lead 12 was welded to the negative electrode current collector 14A. Subsequently, the positive electrode 13 on which the electrolyte layer 16 (positive electrode side electrolyte layer 16A) was formed and the electrolyte layer 16 (negative electrode side electrolyte layer 16B) were formed via the separator 15 (25 ⁇ m thick microporous polyethylene film). After laminating the negative electrode 14, the wound product was obtained by winding the laminate. Subsequently, the wound electrode body 10 was formed by winding the wound body in the longitudinal direction and then attaching the protective tape 17 to the outermost peripheral portion of the wound body.
  • the exterior member 20 was folded so as to sandwich the wound electrode body 10, the outer peripheral edges of the exterior member 20 were heat-sealed. Thereby, the wound electrode body 10 was enclosed in the exterior member 20.
  • the adhesion film 21 was inserted between the positive electrode lead 11 and the exterior member 20, and the adhesion film 21 was inserted between the negative electrode lead 12 and the exterior member 20.
  • capacity retention rate (%) (discharge capacity at 500th cycle / discharge capacity at the second cycle) ⁇ 100 was calculated.
  • the cycle characteristics of the secondary battery greatly fluctuated depending on the configuration of the electrolyte layer 16 as described below.
  • the ratio W2 / W1 is 2.5 to 50.
  • the cycle characteristics of the battery were improved. Therefore, in the secondary battery provided with the electrolyte layer, excellent battery characteristics were obtained.
  • the present technique is not limited to the aspect demonstrated in embodiment and an Example, A various deformation
  • the case where the battery structure is a laminate film type and the battery element has a winding structure has been described as an example, but the present invention is not limited thereto.
  • the secondary battery of the present technology can be applied to a case having other battery structures such as a cylindrical type, a square type, and a coin type, and also applicable to a case where the battery element has another structure such as a laminated structure. It is.
  • the lithium ion secondary battery in which the capacity of the negative electrode can be obtained by occlusion and release of lithium has been described.
  • the secondary battery of the present technology may be a lithium metal secondary battery in which the capacity of the negative electrode can be obtained by precipitation and dissolution of lithium.
  • the secondary battery of the present technology has a negative electrode material that can store and release lithium by making the capacity of the negative electrode material smaller than the capacity of the positive electrode, so that A secondary battery with a capacity of
  • the electrode reactant may be another group 1 element in the long-period periodic table such as sodium (Na) or potassium (K), or a long-period periodic table such as magnesium (Mg) or calcium (Ca). Group 2 elements may be used, or other light metals such as aluminum (Al) may be used.
  • the electrode reactant may be an alloy containing any one or more of the series of elements described above.
  • this technique can also take the following structures.
  • a secondary battery comprising: an electrolyte layer having a / W1 of 2.5 to 50.
  • the ratio W3 / W1 of the weight W3 of the plurality of inorganic particles to the weight W1 of the polymer compound is 0.7 to 5.
  • the secondary battery as described in said (1).
  • the copolymerization amount of the hexafluoropropylene in the copolymer is 1.5% by weight to 7.5% by weight.
  • the copolymer has a weight average molecular weight of 550,000 to 1,200,000.
  • the electrolyte layer includes two or more types of the copolymers, The weight average molecular weights of the two or more types of copolymers are different from each other, Alternatively, the copolymerization amount of the hexafluoropropylene in each of the two or more types of copolymers is different from each other.
  • the electrolyte layer is A positive electrode side electrolyte layer provided on the positive electrode;
  • the negative electrode side electrolyte layer different from the ratio W2 / W1 in the positive electrode side electrolyte layer is provided on the negative electrode, and the ratio W2 / W1 is any one of the above (1) to (5) Secondary battery.
  • the plurality of inorganic particles include at least one of aluminum oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and magnesium oxide.
  • (11) The secondary battery according to any one of (1) to (8) above; One or more electric devices supplied with electric power from the secondary battery; And a control unit that controls power supply from the secondary battery to the electrical device.
  • a power tool comprising: a movable part to which electric power is supplied from the secondary battery.
  • An electronic apparatus comprising the secondary battery according to any one of (1) to (8) as a power supply source.

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Abstract

二次電池は、正極と、負極と、電解質層とを備える。電解質層は、電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含む。高分子化合物の重量Ｗ１に対する電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１は、２．５～５０である。

Description

二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器
　本技術は、電解液および高分子化合物を含む電解質層を備えた二次電池、ならびにその二次電池を用いた電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器に関する。
　携帯電話機および携帯情報端末機器（ＰＤＡ）などの多様な電子機器が広く普及しており、その電子機器の小型化、軽量化および長寿命化が要望されている。これに伴い、電源として、電池、特に小型かつ軽量で高エネルギー密度を得ることが可能な二次電池の開発が進められている。
　二次電池は、上記した電子機器に限らず、他の用途への適用も検討されている。他の用途の一例は、電子機器などに着脱可能に搭載される電池パック、電気自動車などの電動車両、家庭用電力サーバなどの電力貯蔵システム、電動ドリルなどの電動工具である。
　この二次電池は、正極および負極と共に電解液を備えており、その電解液は、一般的に、セパレータに含浸された状態で二次電池に搭載されている。
　この他、電解液は、高分子化合物により保持された状態で二次電池に搭載される場合もある。この二次電池は、いわゆるゲル状の電解質である電解質層を備えており、その電解質層を用いた二次電池では、電解液の漏液が防止される。
　電解質層の構成は、二次電池の電池特性に大きな影響を及ぼし得るため、その電解質層の構成に関しては、さまざまな検討がなされている。
　具体的には、負荷特性などを向上させるために、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が用いられていると共に、ゲル状の固体電解質中における可塑剤の含有量が１０重量％～８０重量％となるように設定されている（例えば、特許文献１参照。）。
　また、負荷特性などを向上させるために、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとのブロック共重合体が用いられていると共に、固体電解質中における電解液の含有量が８０重量％以上となるように設定されている（例えば、特許文献２参照。）。
特許第４３５５９７０号明細書 特許第４０９２６６９号明細書
　上記した電子機器などは、益々、高性能化および多機能化している。これに伴い、電子機器などの使用頻度は増加していると共に、その電子機器などの使用環境は拡大している。よって、二次電池の電池特性に関しては、未だ改善の余地がある。
　したがって、優れた電池特性を得ることが可能な二次電池、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器を提供することが望ましい。
　本技術の一実施形態の二次電池は、正極と、負極と、電解質層とを備えたものである。電解質層は、電解液と、高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、その高分子化合物は、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む。高分子化合物の重量Ｗ１に対する電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１は、２．５～５０である。
　本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器のそれぞれは、二次電池を備え、その二次電池が上記した本技術の一実施形態の二次電池と同様の構成を有するものである。
　本技術の一実施形態の二次電池によれば、電解質層は、電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含んでおり、その高分子化合物の重量Ｗ１に対する電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１は、２．５～５０である。よって、優れた電池特性を得ることができる。また、本技術の一実施形態の電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具または電子機器においても、同様の効果を得ることができる。
　なお、ここに記載された効果は、必ずしも限定されるわけではなく、本技術中に記載されたいずれの効果であってもよい。
本技術の一実施形態の二次電池（ラミネートフィルム型）の構成を表す斜視図である。 図１に示したＩＩ－ＩＩ線に沿った巻回電極体の断面図である。 二次電池の適用例（電池パック：単電池）の構成を表す斜視図である。 図３に示した電池パックの構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電池パック：組電池）の構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電動車両）の構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電力貯蔵システム）の構成を表すブロック図である。 二次電池の適用例（電動工具）の構成を表すブロック図である。
　以下、本技術の一実施形態に関して、図面を参照して詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

　１．二次電池
　　１－１．二次電池の構成
　　　１－１－１．全体構成
　　　１－１－２．正極
　　　１－１－３．負極
　　　１－１－４．セパレータ
　　　１－１－５．電解質層
　　１－２．二次電池の動作
　　１－３．二次電池の製造方法
　　１－４．二次電池の作用および効果
　２．二次電池の用途
　　２－１．電池パック（単電池）
　　２－２．電池パック（組電池）
　　２－３．電動車両
　　２－４．電力貯蔵システム
　　２－５．電動工具
＜１．二次電池＞
　まず、本技術の一実施形態の二次電池に関して説明する。
＜１－１．二次電池の構成＞
　図１は、二次電池の斜視構成を表している。図２は、図１に示したＩＩ－ＩＩ線に沿った巻回電極体１０の断面構成を表している。
　ここで説明する二次電池は、電極反応物質の吸蔵放出により負極１４の容量が得られる二次電池であり、いわゆるラミネートフィルム型の電池構造を有している。
　「電極反応物質」とは、電極反応に関わる物質であり、例えば、リチウム（Ｌｉ）の吸蔵放出により電池容量が得られるリチウムイオン二次電池では、リチウム（またはリチウムイオン）である。以下の説明では、本技術の二次電池がリチウムイオン二次電池である場合を例に挙げる。
＜１－１－１．全体構成＞
　この二次電池では、例えば、図１に示したように、フィルム状の外装部材２０の内部に、電池素子である巻回電極体１０が収納されている。巻回電極体１０では、例えば、セパレータ１５および電解質層１６を介して積層された正極１３および負極１４が巻回されている。正極１３には、正極リード１１が取り付けられていると共に、負極１４には、負極リード１２が取り付けられている。巻回電極体１０の最外周部は、保護テープ１７により保護されている。
　正極リード１１は、例えば、外装部材２０の内部から外部に向かって導出されている。この正極リード１１は、例えば、アルミニウム（Ａｌ）などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その導電性材料は、例えば、薄板状または網目状である。
　負極リード１２は、例えば、外装部材２０の内部から外部に向かって、正極リード１１と同様の方向に導出されている。この負極リード１２は、例えば、銅（Ｃｕ）、ニッケル（Ｎｉ）およびステンレスなどの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その導電性材料は、例えば、薄板状または網目状である。
　外装部材２０は、例えば、図１に示した矢印Ｒの方向に折り畳むことが可能である１枚のフィルムであり、その外装部材２０の一部には、巻回電極体１０を収納するための窪みが設けられている。この外装部材２０は、例えば、融着層と、金属層と、表面保護層とがこの順に積層されたラミネートフィルムである。二次電池の製造工程では、融着層同士が巻回電極体１０を介して対向するように外装部材２０が折り畳まれると共に、その融着層の外周縁部同士が融着される。ただし、外装部材２０は、接着剤などを介して貼り合わされた２枚のラミネートフィルムでもよい。融着層は、例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのフィルムのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。金属層は、例えば、アルミニウム箔などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。表面保護層は、例えば、ナイロンおよびポリエチレンテレフタレートなどのフィルムのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
　中でも、外装部材２０は、ポリエチレンフィルムとアルミニウム箔とナイロンフィルムとがこの順に積層されたアルミラミネートフィルムであることが好ましい。ただし、外装部材２０は、他の積層構造を有するラミネートフィルムでもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムでもよいし、金属フィルムでもよい。
　外装部材２０と正極リード１１との間には、例えば、外気の侵入を防止するために密着フィルム２１が挿入されており、その密着フィルム２１は、正極リード１１に対して密着性を有する材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この密着性を有する材料は、例えば、ポリオレフィン樹脂などであり、より具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンおよび変性ポリプロピレンなどである。
　外装部材２０と負極リード１２との間には、例えば、上記した密着フィルム２１が挿入されている。この密着フィルム２１に関する詳細は、例えば、負極リード１２に対して密着性を有する材料を含んでいることを除き、外装部材２０と正極リード１１との間に挿入されている密着フィルム２１に関する詳細と同様である。
＜１－１－２．正極＞
　正極１３は、例えば、図２に示したように、正極集電体１３Ａと、その正極集電体１３Ａの上に設けられた正極活物質層１３Ｂとを含んでいる。
　なお、正極活物質層１３Ｂは、正極集電体１３Ａの片面だけに設けられていてもよいし、正極集電体１３Ａの両面に設けられていてもよい。図２では、例えば、正極活物質層１３Ｂが正極集電体１３Ａの両面に設けられている場合を示している。
［正極集電体］
　正極集電体１３Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料であり、その金属材料のうちの２種類以上を含む合金でもよい。なお、正極集電体１３Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
［正極活物質層］
　正極活物質層１３Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵放出することが可能である正極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層１３Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
　正極材料は、リチウム含有化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。このリチウム含有化合物の種類は、特に限定されないが、中でも、リチウム含有複合酸化物およびリチウム含有リン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
　「リチウム含有複合酸化物」とは、リチウムとリチウム以外の元素（以下、「他元素」という。）のうちのいずれか１種類または２種類以上とを構成元素として含む酸化物である。このリチウム含有酸化物は、例えば、層状岩塩型およびスピネル型などのうちのいずれか１種類または２種類以上の結晶構造を有している。
　「リチウム含有リン酸化合物」とは、リチウムと他元素のうちのいずれか１種類または２種類以上とを構成元素として含むリン酸化合物である。このリチウム含有リン酸化合物は、例えば、オリビン型などのうちのいずれか１種類または２種類以上の結晶構造を有している。
　他元素の種類は、任意の元素（リチウムを除く。）のうちのいずれか１種類または２種類以上であれば、特に限定されない。中でも、他元素は、長周期型周期表における２族～１５族に属する元素のうちのいずれか１種類または２種類以上であることが好ましい。より具体的には、他元素は、ニッケル、コバルト、マンガンおよび鉄などのうちのいずれか１種類または２種類以上の金属元素であることがより好ましい。高い電圧が得られるからである。
　層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（１）～式（３）のそれぞれで表される化合物などである。
　Ｌｉa Ｍｎ(1-b-c) Ｎｉb Ｍ１c Ｏ(2-d) Ｆe 　・・・（１）
（Ｍ１は、コバルト、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、ジルコニウム、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のうちの少なくとも１種である。ａ～ｅは、０．８≦ａ≦１．２、０＜ｂ＜０.５、０≦ｃ≦０.５、（ｂ＋ｃ）＜１、－０．１≦ｄ≦０．２および０≦ｅ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
　Ｌｉa Ｎｉ(1-b) Ｍ２b Ｏ(2-c) Ｆd 　・・・（２）
（Ｍ２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のうちの少なくとも１種である。ａ～ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０．００５≦ｂ≦０．５、－０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
　Ｌｉa Ｃｏ(1-b) Ｍ３b Ｏ(2-c) Ｆd 　・・・（３）
（Ｍ３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のうちの少なくとも１種である。ａ～ｄは、０．８≦ａ≦１．２、０≦ｂ＜０．５、－０．１≦ｃ≦０．２および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
　層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、ＬｉＮｉＯ2 、ＬｉＣｏＯ2 、ＬｉＣｏ0.98Ａｌ0.01Ｍｇ0.01Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.5 Ｃｏ0.2 Ｍｎ0.3 Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.8 Ｃｏ0.15Ａｌ0.05Ｏ2 、ＬｉＮｉ0.33Ｃｏ0.33Ｍｎ0.33Ｏ2 、Ｌｉ1.2 Ｍｎ0.52Ｃｏ0.175 Ｎｉ0.1 Ｏ2 およびＬｉ1.15（Ｍｎ0.65Ｎｉ0.22Ｃｏ0.13）Ｏ2 などである。
　なお、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物がニッケル、コバルト、マンガンおよびアルミニウムを構成元素として含む場合には、そのニッケルの原子比率は、５０原子％以上であることが好ましい。高いエネルギー密度が得られるからである。
　スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、下記の式（４）で表される化合物などである。
　Ｌｉa Ｍｎ(2-b) Ｍ４b Ｏc Ｆd 　・・・（４）
（Ｍ４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のうちの少なくとも１種である。ａ～ｄは、０．９≦ａ≦１．１、０≦ｂ≦０．６、３．７≦ｃ≦４．１および０≦ｄ≦０．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
　スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有複合酸化物は、例えば、ＬｉＭｎ2 Ｏ4 などである。
　オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、下記の式（５）で表される化合物などである。
　Ｌｉa Ｍ５ＰＯ4 　・・・（５）
（Ｍ５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、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のうちの少なくとも１種である。ａは、０．９≦ａ≦１．１を満たす。ただし、リチウムの組成は充放電状態に応じて異なり、ａは完全放電状態の値である。）
　オリビン型の結晶構造を有するリチウム含有リン酸化合物は、例えば、ＬｉＦｅＰＯ4 、ＬｉＭｎＰＯ4 、ＬｉＦｅ0.5 Ｍｎ0.5 ＰＯ4 およびＬｉＦｅ0.3 Ｍｎ0.7 ＰＯ4 などである。
　なお、リチウム含有複合酸化物は、下記の式（６）で表される化合物などでもよい。
　（Ｌｉ2 ＭｎＯ3 ）x （ＬｉＭｎＯ2 ）1-x 　・・・（６）
（ｘは、０≦ｘ≦１を満たす。）
　この他、正極材料は、例えば、酸化物、二硫化物、カルコゲン化物および導電性高分子などでもよい。酸化物は、例えば、酸化チタン、酸化バナジウムおよび二酸化マンガンなどである。二硫化物は、例えば、二硫化チタンおよび硫化モリブデンなどである。カルコゲン化物は、例えば、セレン化ニオブなどである。導電性高分子は、例えば、硫黄、ポリアニリンおよびポリチオフェンなどである。
　ただし、正極材料は、上記した材料に限られず、他の材料でもよい。
　正極結着剤は、例えば、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムおよびエチレンプロピレンジエンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリル酸およびポリイミドなどである。
　正極導電剤は、例えば、炭素材料などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。この炭素材料は、例えば、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケチェンブラックなどである。なお、正極導電剤は、導電性を有する材料であれば、金属材料および導電性高分子などでもよい。
＜１－１－３．負極＞
　負極１４は、例えば、図２に示したように、負極集電体１４Ａと、その負極集電体１４Ａの上に設けられた負極活物質層１４Ｂとを含んでいる。
　なお、負極活物質層１４Ｂは、負極集電体１４Ａの片面だけに設けられていてもよいし、負極集電体１４Ａの両面に設けられていてもよい。図２では、例えば、負極活物質層１４Ｂが負極集電体１４Ａの両面に設けられている場合を示している。
［負極集電体］
　負極集電体１４Ａは、例えば、導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、例えば、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料であり、その金属材料のうちの２種類以上を含む合金でもよい。なお、負極集電体１４Ａは、単層でもよいし、多層でもよい。
　負極集電体１４Ａの表面は、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果により、負極集電体１４Ａに対する負極活物質層１４Ｂの密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも負極活物質層１４Ａと対向する領域において、負極集電体１４Ａの表面が粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を用いて微粒子を形成する方法などである。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体１４Ａの表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体１４Ａの表面に凹凸が設けられる。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
［負極活物質層］
　負極活物質層１４Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵放出することが可能である負極材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、負極活物質層１４Ｂは、さらに、負極結着剤および負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。負極結着剤および負極導電剤に関する詳細は、例えば、正極結着剤および正極導電剤と同様である。
　ただし、充電途中において意図せずにリチウム金属が負極１４に析出することを防止するために、負極材料の充電可能な容量は、正極１３の放電容量よりも大きいことが好ましい。すなわち、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極１３の電気化学当量よりも大きいことが好ましい。
　負極材料は、例えば、炭素材料のうちのいずれか１種類または２種類以上である。リチウムの吸蔵放出時における結晶構造の変化が非常に少ないため、高いエネルギー密度が安定して得られるからである。また、炭素材料は負極導電剤としても機能するため、負極活物質層２２Ｂの導電性が向上するからである。
　炭素材料は、例えば、易黒鉛化性炭素、難黒鉛化性炭素および黒鉛などである。ただし、難黒鉛化性炭素における（００２）面の面間隔は、０．３７ｎｍ以上であることが好ましいと共に、黒鉛における（００２）面の面間隔は、０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。より具体的には、炭素材料は、例えば、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素繊維、有機高分子化合物焼成体、活性炭およびカーボンブラック類などである。このコークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスおよび石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体は、フェノール樹脂およびフラン樹脂などの高分子化合物が適当な温度で焼成（炭素化）されたものである。この他、炭素材料は、約１０００℃以下の温度で熱処理された低結晶性炭素でもよいし、非晶質炭素でもよい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状および鱗片状のうちのいずれでもよい。
　また、負極材料は、例えば、金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含む材料（金属系材料）である。高いエネルギー密度が得られるからである。
　金属系材料は、単体でもよいし、合金でもよいし、化合物でもよいし、それらのうちの２種類以上でもよい。また、金属系材料は、上記した単体、合金および化合物のうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。ただし、ここで説明する単体とは、あくまで一般的な意味合いでの単体（微量の不純物を含んでいてもよい）を意味しており、必ずしも純度１００％を意味しているわけではない。また、合金には、２種類以上の金属元素を構成元素とする材料だけでなく、１種類以上の金属元素と１種類以上の半金属元素とを構成元素として含む材料も含まれる。この合金は、非金属元素を構成元素として含んでいてもよい。なお、金属系材料の組織は、例えば、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物およびそれらの２種類以上の共存物などである。
　上記した金属元素および半金属元素は、例えば、リチウムと合金を形成可能である金属元素および半金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上である。具体的には、例えば、マグネシウム（Ｍｇ）、ホウ素（Ｂ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）、ケイ素（Ｓｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、スズ（Ｓｎ）、鉛（Ｐｂ）、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）および白金（Ｐｔ）などである。
　中でも、ケイ素およびスズのうちの一方または双方が好ましい。リチウムを吸蔵放出する能力が優れているため、著しく高いエネルギー密度が得られるからである。
　ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、ケイ素の単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、スズの単体、合金および化合物のうちのいずれでもよいし、それらのうちの２種類以上でもよいし、それらのうちの１種類または２種類以上の相を少なくとも一部に含む材料でもよい。
　ケイ素の合金は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、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、アンチモンおよびクロムなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、ケイ素の化合物は、例えば、ケイ素以外の構成元素として、ケイ素の合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
　ケイ素の合金およびケイ素の化合物の具体例は、ＳｉＢ4 、ＳｉＢ6 、Ｍｇ2 Ｓｉ、Ｎｉ2 Ｓｉ、ＴｉＳｉ2 、ＭｏＳｉ2 、ＣｏＳｉ2 、ＮｉＳｉ2 、ＣａＳｉ2 、ＣｒＳｉ2 、Ｃｕ5 Ｓｉ、ＦｅＳｉ2 、ＭｎＳｉ2 、ＮｂＳｉ2 、ＴａＳｉ2 、ＶＳｉ2 、ＷＳｉ2 、ＺｎＳｉ2 、ＳｉＣ、Ｓｉ3 Ｎ4 、Ｓｉ2 Ｎ2 Ｏ、ＳｉＯv （０＜ｖ≦２）、およびＬｉＳｉＯなどである。なお、ＳｉＯv におけるｖは、０．２＜ｖ＜１．４でもよい。
　スズの合金は、例えば、スズ以外の構成元素として、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などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、炭素および酸素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。なお、スズの化合物は、例えば、スズ以外の構成元素として、スズの合金に関して説明した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
　スズの合金およびスズの化合物の具体例は、ＳｎＯw （０＜ｗ≦２）、ＳｎＳｉＯ3 、ＬｉＳｎＯおよびＭｇ2 Ｓｎなどである。
　特に、スズを構成元素として含む材料は、例えば、第１構成元素であるスズと共に第２構成元素および第３構成元素を含む材料（Ｓｎ含有材料）であることが好ましい。第２構成元素は、例えば、コバルト、鉄、マグネシウム、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、ニッケル、銅、亜鉛、ガリウム、ジルコニウム、ニオブ、モリブデン、銀、インジウム、セシウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル、タングステン、ビスマスおよびケイ素などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。第３構成元素は、例えば、ホウ素、炭素、アルミニウムおよびリン（Ｐ）などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｎ含有材料が第２および第３構成元素を含んでいることにより、高い電池容量および優れたサイクル特性などが得られるからである。
　中でも、Ｓｎ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＣ含有材料）であることが好ましい。このＳｎＣｏＣ含有材料では、例えば、炭素の含有量が９．９質量％～２９．７質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が２０質量％～７０質量％である。高いエネルギー密度が得られるからである。
　ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズとコバルトと炭素とを含む相を有しており、その相は、低結晶性または非晶質であることが好ましい。この相は、リチウムと反応可能な相（反応相）であるため、その反応相の存在により、ＳｎＣｏＣ含有材料では優れた特性が得られる。もちろん、反応相は、低結晶性の部分と、非晶質の部分とを含んでいてもよい。この反応相のＸ線回折により得られる回折ピークの半値幅（回折角２θ）は、特定Ｘ線としてＣｕＫα線を用いると共に挿引速度を１°／ｍｉｎとした場合において、１°以上であることが好ましい。ＳｎＣｏＣ含有材料においてリチウムがより円滑に吸蔵放出されると共に、電解液に対するＳｎＣｏＣ含有材料の反応性が低減するからである。なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、低結晶性または非晶質の相に加えて、各構成元素の単体または一部が含まれている相を含んでいる場合もある。
　Ｘ線回折により得られた回折ピークがリチウムと反応可能な反応相に対応しているか否かに関しては、例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後におけるＸ線回折チャートを比較することにより、容易に判断できる。具体的には、例えば、リチウムとの電気化学的反応の前後において回折ピークの位置が変化すれば、リチウムと反応可能な反応相に対応している。この場合には、例えば、低結晶性または非晶質の反応相の回折ピークが２θ＝２０°～５０°の間に見られる。このような反応相は、例えば、上記した各構成元素を含んでおり、主に、炭素の存在に起因して低結晶化または非晶質化していると考えられる。
　ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素のうち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。スズなどの凝集または結晶化が抑制されるからである。元素の結合状態に関しては、例えば、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ）を用いて確認可能である。市販の装置では、例えば、軟Ｘ線としてＡｌ－Ｋα線またはＭｇ－Ｋα線などが用いられる。炭素のうちの少なくとも一部が金属元素または半金属元素などと結合している場合には、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）の合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。なお、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークは、８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正されているものとする。この際、通常、物質表面に表面汚染炭素が存在しているため、その表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとして、そのピークをエネルギー基準とする。ＸＰＳ測定において、Ｃ１ｓのピークの波形は、表面汚染炭素のピークとＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを含んだ形で得られる。このため、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することで、両者のピークを分離する。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。
　このＳｎＣｏＣ含有材料は、構成元素がスズ、コバルトおよび炭素だけである材料（ＳｎＣｏＣ）に限られない。このＳｎＣｏＣ含有材料は、例えば、スズ、コバルトおよび炭素に加えて、さらにケイ素、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、ガリウムおよびビスマスなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
　ＳｎＣｏＣ含有材料の他、スズとコバルトと鉄と炭素とを構成元素として含む材料（ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料）も好ましい。このＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の組成は、任意である。一例を挙げると、鉄の含有量を少なめに設定する場合は、炭素の含有量が９．９質量％～２９．７質量％、鉄の含有量が０．３質量％～５．９質量％、スズおよびコバルトの含有量の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％～７０質量％である。また、鉄の含有量を多めに設定する場合は、炭素の含有量が１１．９質量％～２９．７質量％、スズ、コバルトおよび鉄の含有量の割合（（Ｃｏ＋Ｆｅ）／（Ｓｎ＋Ｃｏ＋Ｆｅ））が２６．４質量％～４８．５質量％、コバルトおよび鉄の含有量の割合（Ｃｏ／（Ｃｏ＋Ｆｅ））が９．９質量％～７９．５質量％である。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られるからである。なお、ＳｎＣｏＦｅＣ含有材料の物性（半値幅など）は、上記したＳｎＣｏＣ含有材料の物性と同様である。
　この他、負極材料は、例えば、金属酸化物および高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上でもよい。金属酸化物は、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムおよび酸化モリブデンなどである。高分子化合物は、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンおよびポリピロールなどである。
　中でも、負極材料は、以下の理由により、炭素材料および金属系材料の双方を含んでいることが好ましい。
　金属系材料、特に、ケイ素およびスズのうちの一方または双方を構成元素として含む材料は、理論容量が高いという利点を有する反面、充放電時において激しく膨張収縮しやすいという懸念点を有する。一方、炭素材料は、理論容量が低いという懸念点を有する反面、充放電時において膨張収縮しにくいという利点を有する。よって、炭素材料および金属系材料の双方を用いることにより、高い理論容量（言い替えれば電池容量）を得つつ、充放電時の膨張収縮が抑制される。
　負極活物質層１４Ｂは、例えば、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上の方法により形成されている。塗布法とは、例えば、粒子（粉末）状の負極活物質を負極結着剤などと混合したのち、その混合物を有機溶剤などに分散させてから負極集電体１４Ａに塗布する方法である。気相法は、例えば、物理堆積法および化学堆積法などである。より具体的には、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長、化学気相成長（ＣＶＤ）法およびプラズマ化学気相成長法などである。液相法は、例えば、電解鍍金法および無電解鍍金法などである。溶射法とは、溶融状態または半溶融状態の負極活物質を負極集電体１４Ａの表面に噴き付ける方法である。焼成法とは、例えば、塗布法を用いて、有機溶剤などに分散された混合物を負極集電体１４Ａに塗布したのち、負極結着剤などの融点よりも高い温度で混合物を熱処理する方法である。この焼成法は、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法およびホットプレス焼成法などである。
　この二次電池では、上記したように、充電途中において負極１４にリチウムが意図せずに析出することを防止するために、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の電気化学当量は、正極の電気化学当量よりも大きい。また、完全充電時の開回路電圧（すなわち電池電圧）が４．２５Ｖ以上であると、４．２０Ｖである場合と比較して、同じ正極活物質を用いても単位質量当たりのリチウムの放出量が多くなるため、それに応じて正極活物質と負極活物質との量が調整されている。これにより、高いエネルギー密度が得られる。
＜１－１－４．セパレータ＞
　セパレータ１５は、正極１３と負極１４との間に配置されているため、正極１３および負極１４は、セパレータ１５を介して隔離されている。このセパレータ１５は、正極１３と負極１４との接触に起因する短絡の発生を防止しながら、リチウムイオンを通過させる。
　また、セパレータ１５は、例えば、合成樹脂およびセラミックなどの多孔質膜のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、２種類以上の多孔質膜を含む積層膜でもよい。合成樹脂は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンおよびポリエチレンなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
　なお、セパレータ１５は、例えば、上記した多孔質膜（基材層）と、その基材層の上に設けられた高分子化合物層とを含んでいてもよい。正極１３および負極１４のそれぞれに対するセパレータ１５の密着性が向上するため、巻回電極体１０が歪みにくくなるからである。これにより、電解液の分解反応が抑制されると共に、基材層に含浸された電解液の漏液も抑制されるため、充放電を繰り返しても、電気抵抗が上昇しにくくなると共に、二次電池が膨れにくくなる。
　高分子化合物層は、基材層の片面だけに設けられていてもよいし、基材層の両面に設けられていてもよい。この高分子化合物層は、例えば、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ポリフッ化ビニリデンは、物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。高分子化合物層を形成する場合には、例えば、有機溶剤などにより高分子化合物が溶解された溶液を基材層に塗布したのち、その基材層を乾燥させる。なお、溶液中に基材層を浸漬させたのち、その基材層を乾燥させてもよい。
＜１－１－５．電解質層＞
　電解質層１６は、電解液と、高分子化合物と、複数の無機粒子とを含んでいる。この電解質層１６中では、電解液が高分子化合物により保持されていると共に、複数の無機粒子が高分子化合物中に分散されている。すなわち、ここで説明する電解質層１６は、いわゆるゲル状の電解質である。電解質層１６を用いているのは、高いイオン伝導率（例えば、室温で１ｍＳ／ｃｍ以上）が得られると共に、電解液の漏液が防止されるからである。ただし、電解質層１６は、さらに、各種の添加剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
　ここでは、例えば、正極１３（正極活物質層１３Ｂ）の上に電解質層１６（正極側電解質層１６Ａ）が設けられていると共に、負極１４（負極活物質層１４Ｂ）の上に電解質層１６（負極側電解質層１６Ｂ）が設けられている。すなわち、例えば、正極１３とセパレータ１５との間に正極側電解質層１６Ａが配置されていると共に、負極１４とセパレータ１５との間に負極側電解質層１６Ｂが配置されている。
　ただし、正極１３の上に正極側電解質層１６Ａが設けられているのに対して、負極１４の上に負極側電解質層１６Ｂが設けられていなくてもよい。または、負極１４の上に負極側電解質層１６Ｂが設けられているのに対して、正極１３の上に正極側電解質層１６Ａが設けられていなくてもよい。図２では、例えば、正極１３の上に正極側電解質層１６Ａが設けられていると共に、負極１４の上に負極側電解質層１６Ｂが設けられている場合を示している。
　以下では、必要に応じて、「正極側電解質層１６Ａ」および「負極側電解質層１６Ｂ」というように２種類の呼称を用いると共に、正極側電解質層１６Ａおよび負極側電解質層１６Ｂをまとめて「電解質層１６」と総称する。
［高分子化合物］
　高分子化合物は、特定の共重合体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その共重合体は、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを成分（重合単位）として含んでいる。
　「共重合体がフッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含んでいる」とは、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを含む２種類以上の原料（いわゆるモノマー）を用いて、その２種類以上の原料の重合反応により共重合体が形成されていることを意味している。
　詳細には、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのそれぞれは、共重合体を形成するための原料（モノマー）である。すなわち、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのそれぞれは、不飽和結合（炭素間二重結合）を含んでいる。よって、共重合体の形成工程では、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのそれぞれに含まれている不飽和結合（炭素間二重結合）を利用して、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンのそれぞれが重合反応（高分子化）する。
　以下では、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含んでいない共重合体と区別するために、そのフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含んでいる共重合体を「特定共重合体」と呼称する。もちろん、特定共重合体は、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分とする共重合体でもよい。
　ここで説明している特定共重合体は、いわゆるランダム共重合体である。これに伴い、特定共重合体中におけるフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンなどの成分（モノマー）の配列（連結）順は、特に限定されない。
　高分子化合物が特定共重合体を含んでいるのは、電解質層１６において高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度（形状安定性）が確保されるからである。これにより、低温環境中などの厳しい条件下において二次電池が充放電されても、放電容量が低下しにくくなる。
　特定共重合体の構成は、上記したように、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含んでいれば、特に限定されない。この特定共重合体の構成に関する詳細は、例えば、以下の通りである。
　フッ化ビニリデンは、主に、電解質層１６の物理的強度および電気化学的安定性を向上させる役割を果たす成分である。特定共重合体におけるフッ化ビニリデンの共重合量は、特に限定されないが、中でも、９２．５重量％～９８．５重量％であることが好ましい。フッ化ビニリデンの共重合量が適正化されるため、電解質層１６において十分な物理的強度が得られるからである。
　ヘキサフルオロプロピレンは、主に、電解質層１６のイオン伝導性を向上させる役割を果たす成分である。特定共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンの共重合量は、特に限定されないが、中でも、１．５重量％～７．５重量％であることが好ましい。ヘキサフルオロプロピレンの共重合量が適正化されるため、電解質層１６において十分なイオン伝導性が得られるからである。
　ここで、特定共重合体を含む高分子化合物の重量Ｗ１に対する電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１は、２．５～５０であり、好ましくは４～４０である。電解質層１６が電解液および高分子化合物と共に複数の無機粒子を含んでいる場合において、電解液の重量Ｗ２が高分子化合物の重量Ｗ１に対して適正化されるからである。これにより、電解質層１６においてより高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度（形状安定性）がより向上するため、二次電池が充放電されても放電容量がより低下しにくくなる。
　重量Ｗ１は、上記したように、特定共重合体を含む高分子化合物の重量である。すなわち、高分子化合物が特定共重合体だけを含んでいる場合には、その高分子化合物のＷ１は、特定共重合体の重量である。一方、高分子化合物が特定共重合体と共に後述する他の重合体を含んでいる場合には、その高分子化合物の重量Ｗ１は、特定共重合体の重量と他の重合体の重量との和である。
　特定共重合体の重量平均分子量は、特に限定されないが、中でも、５５万～１２０万であることが好ましい。特定共重合体の重量平均分子量が適正化されるため、電解質層１６においてより高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度がより向上するからである。
　特定共重合体の種類は、上記したように、１種類だけでもよいし、２種類以上でもよい。中でも、特定共重合体の種類は、２種類以上であることが好ましい。この場合には、２種類以上の特定共重合体のそれぞれの重量平均分子量が互いに異なっていてもよいし、２種類以上の特定共重合体のそれぞれにおけるヘキサフルオロプロピレンの共重合量が互いに異なっていてもよい。重量平均分子量またはヘキサフルオロプロピレンの共重合量が互いに異なる２種類以上の特定共重合体により、電解質層１６のイオン伝導性を高くする役割と、その電解質層１６の物理的強度を向上させる役割とが分担（両立）されるからである。これにより、電解質層１６においてより高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度がより向上する。
　正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１と負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。中でも、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１と負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１とは、互いに異なっていることが好ましい。以下で説明する利点が得られるからである。
　正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１が負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも大きい場合には、充放電時において正極１３の表面に良好な被膜が形成されるため、電解液の分解反応などが発生しにくくなる。この場合において、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１は、負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも大きければ、特に限定されないが、例えば、４～５０である。また、負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１は、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも小さければ、特に限定されないが、例えば、２．５以上４未満である。
　負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１が正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも大きい場合には、その負極側電解質層１６Ｂのイオン伝導性が向上するため、充放電時においてリチウムが析出しにくくなる。この場合において、負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１は、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも大きければ、特に限定されないが、例えば、４～５０である。また、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１は、負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも小さければ、特に限定されないが、例えば、２．５以上４未満である。
　特定共重合体の組成を調べるためには、例えば、以下の手法を用いればよい。最初に、二次電池を解体することにより、電解質層１６を取り出す。続いて、再沈法を用いて、電解質層１６から高分子化合物（特定共重合体）を抽出する。最後に、核磁気共鳴（ＮＭＲ）法などの分析方法を用いて、特定共重合体を分析する。これにより、特定共重合体の組成を特定することができる。すなわち、特定共重合体中に成分として含まれている２種類以上の化合物（モノマー）の種類（組成）を特定することができると共に、その特定共重合体における各成分の共重合量を特定することができる。
　比Ｗ２／Ｗ１を求めるためには、例えば、以下の手法を用いればよい。最初に、二次電池を解体することにより、電解質層１６を取り出す。続いて、熱重量測定法（ＴＧ：Thermogravimetry）などの熱分析法を用いて、電解質層１６中に含まれている高分子化合物の重量Ｗ１および電解液の重量Ｗ２を測定する。この場合には、電解液の揮発温度（例えば、２１０℃）まで電解質層１６を加熱することにより、その電解質層１６中に含まれている電解液を揮発させたのち、高分子化合物の分解温度（例えば、５５０℃）まで電解質層１６を加熱することにより、その電解質層１６中に含まれている高分子化合物を分解させる。最後に、高分子化合物の重量Ｗ１および電解液の重量Ｗ２に基づいて、比Ｗ２／Ｗ１を算出する。
　この特定共重合体は、さらに、他の成分のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。この「他の成分」とは、上記したフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレン以外の成分である。
　他の成分の種類は、重合反応用の不飽和結合を含んでいる化合物であれば、特に限定されない。具体的には、他の成分は、例えば、マレイン酸モノメチル、トリフルオロエチレン、テトラフルオロエチレンおよびクロロトリフルオロエチレンなどである。電解質層１６においてより高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度がより向上するからである。特定共重合体における他の成分の共重合量は、特に限定されない。
　なお、高分子化合物は、上記した特定共重合体と共に、他の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。他の重合体は、例えば、上記したフッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンの双方を成分として含んでいない重合体であり、単独重合体でもよいし、共重合体でもよい。
　単独重合体は、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、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、ポリフッ化ビニル、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。
　共重合体は、例えば、フッ化ビニリデンとマレイン酸モノメチルとを成分として含む共重合体などである。
［電解液］
　電解液は、溶媒および電解質塩を含んでいる。ただし、電解液は、さらに、添加剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。
　溶媒は、有機溶媒などの非水溶媒のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。非水溶媒を含む電解液は、いわゆる非水電解液である。
　非水溶媒は、例えば、炭酸エステル（環状炭酸エステルおよび鎖状炭酸エステル）、ラクトン、鎖状カルボン酸エステルおよびニトリルなどである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。環状炭酸エステルは、例えば、炭酸エチレン、炭酸プロピレンおよび炭酸ブチレンなどであり、鎖状炭酸エステルは、例えば、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸メチルプロピルなどである。ラクトンは、例えば、γ－ブチロラクトンおよびγ－バレロラクトンなどである。カルボン酸エステルは、例えば、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酪酸メチル、イソ酪酸メチル、トリメチル酢酸メチルおよびトリメチル酢酸エチルなどである。ニトリルは、例えば、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および３－メトキシプロピオニトリルなどである。
　この他、非水溶媒は、例えば、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、テトラヒドロピラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、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、燐酸トリメチルおよびジメチルスルホキシドなどでもよい。同様の利点が得られるからである。
　中でも、炭酸エステルは、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチルおよび炭酸エチルメチルのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいることが好ましい。より優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。この場合には、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンなどの高粘度（高誘電率）溶媒（例えば比誘電率ε≧３０）と、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよび炭酸ジエチルなどの低粘度溶媒（例えば粘度≦１ｍＰａ・ｓ）との組み合わせがより好ましい。電解質塩の解離性およびイオンの移動度が向上するからである。
　特に、非水溶媒は、不飽和環状炭酸エステル、ハロゲン化炭酸エステル、スルホン酸エステル、酸無水物、ジニトリル化合物、ジイソシアネート化合物およびリン酸エステルなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。電解液の化学的安定性が向上するからである。
　不飽和環状炭酸エステルとは、１または２種類以上の不飽和結合（炭素間二重結合または炭素間三重結合）を含む環状炭酸エステルである。この不飽和環状炭酸エステルは、例えば、炭酸ビニレン（１，３－ジオキソール－２－オン）、炭酸ビニルエチレン（４－ビニル－１，３－ジオキソラン－２－オン）および炭酸メチレンエチレン（４－メチレン－１，３－ジオキソラン－２－オン）などである。非水溶媒中における不飽和環状炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％～１０重量％である。
　ハロゲン化炭酸エステルとは、１または２種類以上のハロゲンを構成元素として含む環状または鎖状の炭酸エステルである。環状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、４－フルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オンおよび４，５－ジフルオロ－１，３－ジオキソラン－２－オンなどである。鎖状のハロゲン化炭酸エステルは、例えば、炭酸フルオロメチルメチル、炭酸ビス（フルオロメチル）および炭酸ジフルオロメチルメチルなどである。非水溶媒中におけるハロゲン化炭酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．０１重量％～５０重量％である。
　スルホン酸エステルは、例えば、１，３－プロパンスルトンおよび１，３－プロペンスルトンなどである。非水溶媒中におけるスルホン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％～５重量％である。
　酸無水物は、例えば、カルボン酸無水物、ジスルホン酸無水物およびカルボン酸スルホン酸無水物などである。カルボン酸無水物は、例えば、無水コハク酸、無水グルタル酸および無水マレイン酸などである。ジスルホン酸無水物は、例えば、無水エタンジスルホン酸および無水プロパンジスルホン酸などである。カルボン酸スルホン酸無水物は、例えば、無水スルホ安息香酸、無水スルホプロピオン酸および無水スルホ酪酸などである。非水溶媒中における酸無水物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％～５重量％である。
　ジニトリル化合物は、例えば、ＮＣ－Ｃm Ｈ2m－ＣＮ（ｍは、１以上の整数である。）で表される化合物である。このジニトリル化合物は、例えば、スクシノニトリル（ＮＣ－Ｃ2 Ｈ4 －ＣＮ）、グルタロニトリル（ＮＣ－Ｃ3 Ｈ6 －ＣＮ）、アジポニトリル（ＮＣ－Ｃ4 Ｈ8 －ＣＮ）およびフタロニトリル（ＮＣ－Ｃ6 Ｈ4 －ＣＮ）などである。非水溶媒中におけるジニトリル化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％～５重量％である。
　ジイソシアネート化合物は、例えば、ＯＣＮ－Ｃn Ｈ2n－ＮＣＯ（ｎは、１以上の整数である。）で表される化合物である。このジイソシアネート化合物は、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＯＣＮ－Ｃ6 Ｈ12－ＮＣＯ）などである。非水溶媒中におけるジイソシアネート化合物の含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％～５重量％である。
　リン酸エステルは、例えば、リン酸トリメチルおよびリン酸トリエチルなどである。非水溶媒中におけるリン酸エステルの含有量は、特に限定されないが、例えば、０．５重量％～５重量％である。
　電解質塩は、例えば、リチウム塩などの塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、電解質塩は、例えば、リチウム塩以外の塩を含んでいてもよい。このリチウム以外の塩は、例えば、リチウム以外の軽金属の塩などである。
　リチウム塩は、例えば、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6 ）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4 ）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4 ）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ6 ）、テトラフェニルホウ酸リチウム（ＬｉＢ（Ｃ6 Ｈ5 ）4 ）、メタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＨ3 ＳＯ3 ）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3 ＳＯ3 ）、テトラクロロアルミン酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ4 ）、六フッ化ケイ酸二リチウム（Ｌｉ2 ＳｉＦ6 ）、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）および臭化リチウム（ＬｉＢｒ）などである。優れた電池容量、サイクル特性および保存特性などが得られるからである。
　中でも、六フッ化リン酸リチウム、四フッ化ホウ酸リチウム、過塩素酸リチウムおよび六フッ化ヒ酸リチウムのうちのいずれか１種類または２種類以上が好ましく、六フッ化リン酸リチウムがより好ましい。内部抵抗が低下するため、より高い効果が得られるからである。
　電解質塩の含有量は、特に限定されないが、中でも、溶媒に対して０．３ｍｏｌ／ｋｇ～３．０ｍｏｌ／ｋｇであることが好ましい。高いイオン伝導性が得られるからである。
［複数の無機粒子］
　電解質層１６が複数の無機粒子を含んでいるのは、二次電池の安全性が向上するからである。詳細には、電解質層１６が複数の無機粒子を含んでいると、二次電池の充放電時においてセパレータ１５が酸化されにくくなる。これにより、正極１３と負極１４とが短絡しにくくなるため、二次電池の安全性が向上する。
　複数の無機粒子は、例えば、セラミック材料（絶縁性材料）などの無機材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。このセラミック材料は、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）および酸化マグネシウム（ＭｇＯ2 ）などの金属酸化物である。セパレータ１５の酸化が十分に抑制されるため、短絡の発生が十分に抑制されるからである。
　ここで、特定共重合体を含む高分子化合物の重量Ｗ１に対する複数の無機粒子の重量Ｗ３の比Ｗ３／Ｗ１は、特に限定されないが、中でも、０．７～５であることが好ましい。電解質層１６が電解液および高分子化合物と共に複数の無機粒子を含んでいる場合において、複数の無機粒子の重量Ｗ３が高分子化合物の重量Ｗ１に対して適正化されるからである。これにより、電解質層１６においてさらに高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度（形状安定性）がさらに向上するため、二次電池が充放電されても放電容量がさらに低下しにくくなる。
　正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ３／Ｗ１と、負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ３／Ｗ１とは、互いに同じでもよいし、互いに異なってもよい。すなわち、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ３／Ｗ１が負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ３／Ｗ１よりも大きくてもよいし、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ３／Ｗ１が負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ３／Ｗ１よりも小さくてもよい。
　複数の無機粒子の平均粒径（メジアン径Ｄ５０）および比表面積（ＢＥＴ比表面積）などは、特に限定されない。具体的には、平均粒径は、例えば、０．１μｍ～２．５μｍである。比表面積は、例えば、０．５ｍ2 ／ｇ～１１ｍ2 ／ｇである。
　電解質層１６中における複数の無機粒子の含有量は、特に限定されないが、中でも、比Ｗ３／Ｗ１が上記した適正な範囲内となるように設定されることが好ましい。
　比Ｗ３／Ｗ１を求めるためには、例えば、以下の手法を用いればよい。最初に、二次電池から電解質層１６を取り出したのち、その電解質層１６の重量Ｗ４を測定する。続いて、比Ｗ２／Ｗ１を求めた場合と同様の手順により、熱分析法を用いて電解質層１６中に含まれている高分子化合物の重量Ｗ１および電解液の重量Ｗ２を測定する。続いて、電解質層１６の重量Ｗ４から高分子化合物の重量Ｗ１および電解液の重量Ｗ２を差し引くことにより、複数の無機粒子の重量Ｗ３を測定する。最後に、高分子化合物の重量Ｗ１および複数の無機粒子の重量Ｗ３に基づいて、比Ｗ３／Ｗ１を算出する。
＜１－２．二次電池の動作＞
　この二次電池は、例えば、以下のように動作する。
　充電時には、正極１３からリチウムイオンが放出されると、そのリチウムイオンが電解質層１６を介して負極１４に吸蔵される。一方、放電時には、負極１４からリチウムイオンが放出されると、そのリチウムイオンが電解質層１６を介して正極１３に吸蔵される。
＜１－３．二次電池の製造方法＞
　電解質層１６を備えた二次電池は、例えば、以下の３種類の手順により製造される。
　第１手順では、例えば、以下で説明するように、正極１３および負極１４を作製すると共に電解質層１６を形成したのち、二次電池を組み立てる。なお、第１手順において説明する正極１３および負極１４の作製手順は、後述する第２手順および第３手順においても同様である。
　正極１３を作製する場合には、最初に、正極活物質と、必要に応じて正極結着剤および正極導電剤などとを混合することにより、正極合剤とする。続いて、有機溶剤などに正極合剤を分散または溶解させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとする。最後に、正極集電体１３Ａ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ることにより、正極活物質層１３Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて、正極活物質層１３Ｂを圧縮成型してもよい。この場合には、正極活物質層１３Ｂを加熱しながら圧縮成型処理してもよいし、圧縮成型処理を複数回繰り返してもよい。
　負極１４を作製する場合には、上記した正極１３と同様の作製手順により、負極集電体１４Ａの両面に負極活物質層１４Ｂを形成する。具体的には、負極活物質と負極結着剤および負極導電剤などとが混合された負極合剤を有機溶剤などに分散または溶解させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、負極集電体１４Ａの両面に負極合剤スラリーを塗布してから乾燥させることにより、負極活物質層１４Ｂを形成したのち、必要に応じてロールプレス機などを用いて負極活物質層１４Ｂを圧縮成型する。
　電解質層１６を形成する場合には、最初に、溶媒に電解質塩などを溶解または分散させることにより、電解液を調製する。続いて、電解液と、特定共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子と、必要に応じて希釈用溶媒（例えば、有機溶剤）などとを混合したのち、その混合物を撹拌することにより、ゾル状の前駆溶液を調製する。
　特定共重合体を得る場合には、例えば、２種類のモノマー（フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレン）を含む原料を用いて、その原料を重合反応させる。これにより、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとを成分として含む特定共重合体が得られる。この場合には、各原料の投入量に応じて、特定共重合体における各成分の共重合量を調整可能である。
　最後に、正極１３（正極活物質層１３Ｂ）の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層１６（正極側電解質層１６Ａ）を形成する。また、負極１４（負極活物質層１４Ｂ）の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層１６（負極側電解質層１６Ｂ）を形成する。
　二次電池を組み立てる場合には、最初に、溶接法などを用いて正極集電体１３Ａに正極リード１１を取り付けると共に、溶接法などを用いて負極集電体１４Ａに負極リード１２を取り付ける。続いて、セパレータ１５および電解質層１６を介して積層された正極１３および負極１４を巻回させることにより、巻回電極体１０を作製する。続いて、巻回電極体１０の最外周部に保護テープ１７を貼り付ける。最後に、巻回電極体１０を挟むように外装部材２０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材２０の外周縁部同士を接着させることにより、その外装部材２０の内部に巻回電極体１０を封入する。この場合には、正極リード１１と外装部材２０との間に密着フィルム２１を挿入すると共に、負極リード１２と外装部材２０との間に密着フィルム２１を挿入する。
　第２手順では、正極１３に正極リード１１を取り付けると共に、負極１４に負極リード１２を取り付ける。続いて、セパレータ１５を介して積層された正極１３および負極１４を巻回させることにより、巻回電極体１０の前駆体である巻回体を作製する。続いて、最外周部に保護テープ１７を貼り付ける。続いて、巻回体を挟むように外装部材２０を折り畳んだのち、熱融着法などを用いて外装部材２０の外周縁部同士を接着させることにより、その外装部材２０の内部に巻回体を収納する。続いて、電解液と、高分子化合物の原料（特定共重合体の原料である２種類のモノマーを含む）と、複数の無機粒子と、必要に応じて重合開始剤および重合禁止剤などの他の材料とを混合することにより、電解質用組成物を調製する。続いて、袋状の外装部材２０の内部に電解質用組成物を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材２０を密封する。続いて、高分子化合物の原料を熱重合させることにより、特定共重合体を含む高分子化合物を形成する。これにより、電解液が高分子化合物に含浸されると共に、その高分子化合物がゲル化するため、電解質層１６が形成される。
　第３手順では、特定共重合体および複数の無機粒子を含む高分子化合物層が両面に形成されたセパレータ１５を用いることを除き、上記した第２手順と同様の手順により巻回体を作製したのち、その巻回体を袋状の外装部材２０の内部に収納する。この高分子化合物層を形成する場合には、特定共重合体を含む高分子化合物および複数の無機粒子が有機溶剤などに分散された溶液をセパレータ１５の両面に塗布したのち、その溶液を乾燥させる。続いて、外装部材２０の内部に電解液を注入したのち、熱融着法などを用いて外装部材２０の開口部を密封する。続いて、外装部材２０に加重をかけながら外装部材２０を加熱することにより、高分子化合物層を介してセパレータ１５を正極１３および負極１４に密着させる。これにより、高分子化合物層中の高分子化合物に電解液が含浸されると共に、その高分子化合物がゲル化するため、電解質層１６が形成される。
　この第３手順では、第１手順よりも二次電池の膨れが抑制される。また、第３手順では、第２手順よりも高分子化合物の原料であるモノマーまたは溶媒などが電解質層１６中にほとんど残らないため、高分子化合物の形成工程が良好に制御される。このため、正極１３、負極１４およびセパレータ１５のそれぞれと電解質層１６とが十分に密着する。
＜１－４．二次電池の作用および効果＞
　この二次電池によれば、電解質層１６が電解液および高分子化合物と共に複数の無機粒子を含んでいる。この高分子化合物は、特定共重合体を含んでおり、その高分子化合物の重量Ｗ１に対する電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１は、２．５～５０である。
　この場合には、上記したように、電解質層１６が電解液および高分子化合物と共に複数の無機粒子を含んでいる場合において、電解液の重量Ｗ２が高分子化合物の重量Ｗ１に対して適正化される。これにより、電解質層１６において著しく高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度（形状安定性）が著しく向上するため、二次電池が充放電されても放電容量が著しく低下しにくくなる。よって、優れた電池特性を得ることができる。
　特に、高分子化合物の重量Ｗ１に対する複数の無機粒子の重量Ｗ３の比Ｗ３／Ｗ１が０．７～５であれば、複数の無機粒子の重量Ｗ３が高分子化合物の重量Ｗ１に対して適正化される。よって、電解質層１６においてより高いイオン伝導性が得られると共に、その電解質層１６の物理的強度がより向上するため、より高い効果を得ることができる。
　また、特定共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンの共重合量が１．５重量％～７．５重量％であり、または特定共重合体の重量平均分子量が５５万～１２０万であれば、電解質層１６に関して十分なイオン伝導性および十分な物理的強度を得ることができる。
　また、電解質層１６が２種類以上の特定共重合体（重量平均分子量が互いに異なる２種類以上の特定共重合体またはヘキサフルオロピロピレンの共重合量が互いに異なる２種類以上の特定共重合体）を含んでいれば、より高い効果を得ることができる。
　また、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１と負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１とが互いに異なっていれば、より高い効果を得ることができる。
　また、複数の無機粒子が酸化アルミニウムなどを含んでいれば、二次電池において十分な安全性が得られるため、より高い効果を得ることができる。
＜２．二次電池の用途＞
　次に、上記した二次電池の適用例に関して説明する。
　二次電池の用途は、その二次電池を駆動用の電源または電力蓄積用の電力貯蔵源などとして利用可能である機械、機器、器具、装置およびシステム（複数の機器などの集合体）などであれば、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、例えば、主電源の代わりに用いられる電源でもよいし、必要に応じて主電源から切り替えられる電源でもよい。二次電池を補助電源として用いる場合には、主電源の種類は二次電池に限られない。
　二次電池の用途は、例えば、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、コードレス電話機、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオ、携帯用テレビおよび携帯用情報端末などの電子機器（携帯用電子機器を含む）である。電気シェーバなどの携帯用生活器具である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。着脱可能な電源としてノート型パソコンなどに搭載される電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む）などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用バッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。もちろん、二次電池の用途は、上記以外の用途でもよい。
　中でも、二次電池は、電池パック、電動車両、電力貯蔵システム、電動工具および電子機器などに適用されることが有効である。これらの用途では優れた電池特性が要求されるため、本技術の二次電池を用いることにより、有効に性能向上を図ることができるからである。なお、電池パックは、二次電池を用いた電源である。この電池パックは、後述するように、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。電動車両は、二次電池を駆動用電源として作動（走行）する車両であり、上記したように、二次電池以外の駆動源を併せて備えた自動車（ハイブリッド自動車など）でもよい。電力貯蔵システムは、二次電池を電力貯蔵源として用いるシステムである。例えば、家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源である二次電池に電力が蓄積されているため、その電力を利用して家庭用の電気製品などを使用することが可能である。電動工具は、二次電池を駆動用の電源として可動部（例えばドリルなど）が可動する工具である。電子機器は、二次電池を駆動用の電源（電力供給源）として各種機能を発揮する機器である。
　ここで、二次電池のいくつかの適用例に関して具体的に説明する。なお、以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、その適用例の構成は、適宜変更可能である。
＜２－１．電池パック（単電池）＞
　図３は、単電池を用いた電池パックの斜視構成を表している。図４は、図３に示した電池パックのブロック構成を表している。なお、図３では、電池パックが分解された状態を示している。
　ここで説明する電池パックは、１つの本技術の二次電池を用いた簡易型の電池パック（いわゆるソフトパック）であり、例えば、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。この電池パックは、例えば、図３に示したように、ラミネートフィルム型の二次電池である電源１１１と、その電源１１１に接続される回路基板１１６とを備えている。この電源１１１には、正極リード１１２および負極リード１１３が取り付けられている。
　電源１１１の両側面には、一対の粘着テープ１１８，１１９が貼り付けられている。回路基板１１６には、保護回路（ＰＣＭ：ProtectionCircuitModule ）が形成されている。この回路基板１１６は、タブ１１４を介して正極１１２に接続されていると共に、タブ１１５を介して負極リード１１３に接続されている。また、回路基板１１６は、外部接続用のコネクタ付きリード線１１７に接続されている。なお、回路基板１１６が電源１１１に接続された状態において、その回路基板１１６は、ラベル１２０および絶縁シート１２１により保護されている。このラベル１２０が貼り付けられることにより、回路基板１１６および絶縁シート１２１などは固定されている。
　また、電池パックは、例えば、図４に示したように、電源１１１と、回路基板１１６とを備えている。回路基板１１６は、例えば、制御部１２１と、スイッチ部１２２と、ＰＴＣ素子１２３と、温度検出部１２４とを備えている。電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して外部と接続されることが可能であるため、その電源１１１は、正極端子１２５および負極端子１２７を介して充放電される。温度検出部１２４は、温度検出端子（いわゆるＴ端子）１２６を用いて温度を検出する。
　制御部１２１は、電池パック全体の動作（電源１１１の使用状態を含む）を制御する。この制御部１２１は、例えば、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリなどを含んでいる。
　この制御部１２１は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に充電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、充電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、充電電流を遮断する。
　一方、制御部１２１は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部１２２を切断させることにより、電源１１１の電流経路に放電電流が流れないようにする。また、制御部１２１は、例えば、放電時において大電流が流れると、スイッチ部１２２を切断させることにより、放電電流を遮断する。
　なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
　スイッチ部１２２は、制御部１２１の指示に応じて、電源１１１の使用状態、すなわち電源１１１と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部１２２は、例えば、充電制御スイッチおよび放電制御スイッチなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。なお、充放電電流は、例えば、スイッチ部１２２のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
　温度検出部１２４は、電源１１１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部１２１に出力する。この温度検出部１２４は、例えば、サーミスタなどの温度検出素子を含んでいる。なお、温度検出部１２４により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部１２１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部１２１が補正処理を行う場合などに用いられる。
　なお、回路基板１１６は、ＰＴＣ素子１２３を備えていなくてもよい。この場合には、別途、回路基板１１６にＰＴＣ素子が付設されていてもよい。
＜２－２．電池パック（組電池）＞
　図５は、組電池を用いた電池パックのブロック構成を表している。
　この電池パックは、例えば、筐体６０の内部に、制御部６１と、電源６２と、スイッチ部６３と、電流測定部６４と、温度検出部６５と、電圧検出部６６と、スイッチ制御部６７と、メモリ６８と、温度検出素子６９と、電流検出抵抗７０と、正極端子７１および負極端子７２とを備えている。この筐体６０は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。
　制御部６１は、電池パック全体の動作（電源６２の使用状態を含む）を制御する。この制御部６１は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源６２は、２種類以上の本技術の二次電池を含む組電池であり、その２種類以上の二次電池の接続形式は、直列でもよいし、並列でもよいし、双方の混合型でもよい。一例を挙げると、電源６２は、２並列３直列となるように接続された６つの二次電池を含んでいる。
　スイッチ部６３は、制御部６１の指示に応じて、電源６２の使用状態、すなわち電源６２と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ部６３は、例えば、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードなどを含んでいる。充電制御スイッチおよび放電制御スイッチのそれぞれは、例えば、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などの半導体スイッチである。
　電流測定部６４は、電流検出抵抗７０を用いて電流を測定すると共に、その電流の測定結果を制御部６１に出力する。温度検出部６５は、温度検出素子６９を用いて温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度の測定結果は、例えば、異常発熱時において制御部６１が充放電制御を行う場合、残容量の算出時において制御部６１が補正処理を行う場合などに用いられる。電圧検出部６６は、電源６２中における二次電池の電圧を測定すると共に、アナログ－デジタル変換された電圧の測定結果を制御部６１に供給する。
　スイッチ制御部６７は、電流測定部６４および電圧検出部６６のそれぞれから入力される信号に応じて、スイッチ部６３の動作を制御する。
　このスイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過充電検出電圧に到達すると、スイッチ部６３（充電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に充電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、放電用ダイオードを介して放電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、充電時に大電流が流れると、充電電流を遮断する。
　また、スイッチ制御部６７は、例えば、電池電圧が過放電検出電圧に到達すると、スイッチ部６３（放電制御スイッチ）を切断することにより、電源６２の電流経路に放電電流が流れないようにする。これにより、電源６２では、充電用ダイオードを介して充電だけが可能になる。なお、スイッチ制御部６７は、例えば、放電時に大電流が流れると、放電電流を遮断する。
　なお、過充電検出電圧は、例えば、４．２Ｖ±０．０５Ｖであると共に、過放電検出電圧は、例えば、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
　メモリ６８は、例えば、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭなどを含んでいる。このメモリ６８には、例えば、制御部６１により演算された数値、製造工程段階において測定された二次電池の情報（例えば、初期状態の内部抵抗など）などが記憶されている。なお、メモリ６８に二次電池の満充電容量を記憶させておけば、制御部６１が残容量などの情報を把握できる。
　温度検出素子６９は、電源６２の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部６１に出力する。この温度検出素子６９は、例えば、サーミスタなどを含んでいる。
　正極端子７１および負極端子７２のそれぞれは、電池パックを用いて稼働される外部機器（例えばノート型のパーソナルコンピュータなど）、電池パックを充電するために用いられる外部機器（例えば充電器など）などに接続される端子である。電源６２は、正極端子７１および負極端子７２を介して充放電される。
＜２－３．電動車両＞
　図６は、電動車両の一例であるハイブリッド自動車のブロック構成を表している。
　この電動車両は、例えば、金属製の筐体７３の内部に、制御部７４と、エンジン７５と、電源７６と、駆動用のモータ７７と、差動装置７８と、発電機７９と、トランスミッション８０およびクラッチ８１と、インバータ８２，８３と、各種センサ８４とを備えている。この他、電動車両は、例えば、差動装置７８およびトランスミッション８０に接続された前輪用駆動軸８５および前輪８６と、後輪用駆動軸８７および後輪８８とを備えている。
　この電動車両は、例えば、エンジン７５およびモータ７７のうちのいずれか一方を駆動源として用いて走行することが可能である。エンジン７５は、主要な動力源であり、例えば、ガソリンエンジンなどである。エンジン７５を動力源とする場合には、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して、エンジン７５の駆動力（回転力）が前輪８６および後輪８８に伝達される。なお、エンジン７５の回転力が発電機７９に伝達されるため、その回転力を利用して発電機７９が交流電力を発生すると共に、その交流電力がインバータ８３を介して直流電力に変換されるため、その直流電力が電源７６に蓄積される。一方、変換部であるモータ７７を動力源とする場合には、電源７６から供給された電力（直流電力）がインバータ８２を介して交流電力に変換されるため、その交流電力を利用してモータ７７が駆動する。このモータ７７により電力から変換された駆動力（回転力）は、例えば、駆動部である差動装置７８、トランスミッション８０およびクラッチ８１を介して前輪８６および後輪８８に伝達される。
　なお、制動機構を介して電動車両が減速すると、その減速時の抵抗力がモータ７７に回転力として伝達されるため、その回転力を利用してモータ７７が交流電力を発生させるようにしてもよい。この交流電力はインバータ８２を介して直流電力に変換されるため、その直流回生電力は電源７６に蓄積されることが好ましい。
　制御部７４は、電動車両全体の動作を制御する。この制御部７４は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源７６は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この電源７６は、外部電源と接続されていると共に、その外部電源から電力供給を受けることにより、電力を蓄積させてもよい。各種センサ８４は、例えば、エンジン７５の回転数を制御すると共に、スロットルバルブの開度（スロットル開度）を制御するために用いられる。この各種センサ８４は、例えば、速度センサ、加速度センサおよびエンジン回転数センサなどのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
　なお、電動車両がハイブリッド自動車である場合を例に挙げたが、その電動車両は、エンジン７５を用いずに電源７６およびモータ７７だけを用いて作動する車両（電気自動車）でもよい。
＜２－４．電力貯蔵システム＞
　図７は、電力貯蔵システムのブロック構成を表している。
　この電力貯蔵システムは、例えば、一般住宅および商業用ビルなどの家屋８９の内部に、制御部９０と、電源９１と、スマートメータ９２と、パワーハブ９３とを備えている。
　ここでは、電源９１は、例えば、家屋８９の内部に設置された電気機器９４に接続されていると共に、家屋８９の外部に停車された電動車両９６に接続されることが可能である。また、電源９１は、例えば、家屋８９に設置された自家発電機９５にパワーハブ９３を介して接続されていると共に、スマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して外部の集中型電力系統９７に接続されることが可能である。
　なお、電気機器９４は、例えば、１または２種類以上の家電製品を含んでおり、その家電製品は、例えば、冷蔵庫、エアコン、テレビおよび給湯器などである。自家発電機９５は、例えば、太陽光発電機および風力発電機などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。電動車両９６は、例えば、電気自動車、電気バイクおよびハイブリッド自動車などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。集中型電力系統９７は、例えば、火力発電所、原子力発電所、水力発電所および風力発電所などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
　制御部９０は、電力貯蔵システム全体の動作（電源９１の使用状態を含む）を制御する。この制御部９０は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源９１は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。スマートメータ９２は、例えば、電力需要側の家屋８９に設置されるネットワーク対応型の電力計であり、電力供給側と通信することが可能である。これに伴い、スマートメータ９２は、例えば、外部と通信しながら、家屋８９における電力の需要と供給とのバランスを制御することにより、高効率で安定したエネルギー供給を可能とする。
　この電力貯蔵システムでは、例えば、外部電源である集中型電力系統９７からスマートメータ９２およびパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積されると共に、独立電源である自家発電機９５からパワーハブ９３を介して電源９１に電力が蓄積される。この電源９１に蓄積された電力は、制御部９０の指示に応じて電気機器９４および電動車両９６に供給されるため、その電気機器９４が稼働可能になると共に、その電動車両９６が充電可能になる。すなわち、電力貯蔵システムは、電源９１を用いて、家屋８９内における電力の蓄積および供給を可能にするシステムである。
　電源９１に蓄積された電力は、必要に応じて使用することが可能である。このため、例えば、電気使用料が安い深夜において、集中型電力系統９７から電源９１に電力を蓄積しておき、電気使用料が高い日中において、その電源９１に蓄積された電力を用いることができる。
　なお、上記した電力貯蔵システムは、１戸（１世帯）ごとに設置されていてもよいし、複数戸（複数世帯）ごとに設置されていてもよい。
＜２－５．電動工具＞
　図８は、電動工具のブロック構成を表している。
　ここで説明する電動工具は、例えば、電動ドリルである。この電動工具は、例えば、工具本体９８の内部に、制御部９９と、電源１００とを備えている。この工具本体９８には、例えば、可動部であるドリル部１０１が稼働（回転）可能に取り付けられている。
　工具本体９８は、例えば、プラスチック材料などを含んでいる。制御部９９は、電動工具全体の動作（電源１００の使用状態を含む）を制御する。この制御部９９は、例えば、ＣＰＵなどを含んでいる。電源１００は、１または２種類以上の本技術の二次電池を含んでいる。この制御部９９は、動作スイッチの操作に応じて、電源１００からドリル部１０１に電力を供給する。
　本技術の実施例に関して、詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。

　１．二次電池の作製、評価および考察１
　２．二次電池の作製、評価および考察２
＜１．二次電池の作製、評価および考察１＞
（実験例１～１８）
　以下の手順により、図１および図２に示したラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池を作製した。
　正極１３を作製する場合には、最初に、正極活物質（ＬｉＣｏＯ2 ）９０質量部と、正極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）５質量部と、正極導電剤（ケッチェンブラック）５質量部とを混合することにより、正極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）に正極合剤を分散させることにより、ペースト状の正極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体１３Ａ（１５μｍ厚のアルミニウム箔）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ることにより、正極活物質層１３Ｂ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１３Ｂを圧縮成型したのち、その正極活物質層１３Ｂが形成された正極集電体１３Ａを帯状（４８ｍｍ×３００ｍｍ）に切断した。
　負極１４を作製する場合には、最初に、負極活物質（人造黒鉛）９０質量部と、負極結着剤（ポリフッ化ビニリデン）１０質量部とを混合することにより、負極合剤とした。続いて、有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン）に負極合剤を分散させることにより、ペースト状の負極合剤スラリーとした。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体１４Ａ（１５μｍ厚の銅箔）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ることにより、負極活物質層１４Ｂ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１４Ｂを圧縮成型したのち、その負極活物質層１４Ｂが形成された負極集電体１４Ａを帯状（５０ｍｍ×３１０ｍｍ）に切断した。
　電解質層１６を形成する場合には、最初に、溶媒（炭酸エチレンおよび炭酸ジエチル）に電解質塩（ＬｉＰＦ6 ）を溶解させることにより、電解液を調製した。この場合には、溶媒の組成を重量比で炭酸エチレン：炭酸ジエチル＝５０：５０、電解質塩の含有量を溶媒に対して１ｍｏｌ／ｋｇとした。
　続いて、電解液と、高分子化合物（共重合体１，２）と、複数の無機粒子（酸化アルミニウム，メジアン径Ｄ５０＝０．５μｍ）とを混合することにより、混合溶液を得た。続いて、ホモジナイザを用いて混合溶液を処理することにより、高分子化合物を溶解させると共に複数の無機粒子を分散させたのち、その混合溶液を加熱（７５℃）しながら撹拌した。続いて、さらに混合溶液を撹拌（３０分間～１時間）することにより、ゾル状の前駆溶液を調製した。
　高分子化合物（共重合体１，２）に関する詳細（共重合量（重量％），重量平均分子量Ｍｗ）は、表１に示した通りである。高分子化合物の原料（モノマー）としては、フッ化ビニリデン（ＶＤＦ）と、ヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）とを用いた。高分子化合物としては、共重合体１だけを用いると共に、共重合体１，２を併用した。共重合体１，２としては、重量平均分子量またはヘキサフルオロプロピレンの共重合量が互いに異なる２種類の共重合体も用いた。
　なお、前駆溶液を調製する場合には、比Ｗ２／Ｗ１が所望の値となるように高分子化合物（共重合体１，２）と電解液との混合比（重量比）を調整すると共に、比Ｗ３／Ｗ１が所望の値となるように高分子化合物（共重合体１，２）と複数の無機粒子との混合比（重量比）を調整した。
　最後に、正極１３の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層１６（正極側電解質層１６Ａ）を形成した。また、負極１４の表面に前駆溶液を塗布したのち、その前駆溶液を乾燥させることにより、ゲル状の電解質層１６（負極側電解質層１６Ｂ）を形成した。この場合には、正極側電解質層１６Ａの構成と負極側電解質層１６Ｂの構成とを互いに同じにした。電解質層１６に関する詳細（比Ｗ２／Ｗ１，比Ｗ３／Ｗ１）は、表１に示した通りである。
　二次電池を組み立てる場合には、最初に、正極集電体１３Ａに正極リード１１を溶接すると共に、負極集電体１４Ａに負極リード１２を溶接した。続いて、セパレータ１５（２５μｍ厚の微孔性ポリエチレンフィルム）を介して、電解質層１６（正極側電解質層１６Ａ）が形成された正極１３と電解質層１６（負極側電解質層１６Ｂ）が形成された負極１４とを積層したのち、その積層物を巻回させることにより、巻回体を得た。続いて、巻回体を長手方向に巻回させたのち、その巻回体の最外周部に保護テープ１７を貼り付けることにより、巻回電極体１０を形成した。最後に、巻回電極体１０を挟むように外装部材２０を折り畳んだのち、その外装部材２０の外周縁部同士を熱融着した。これにより、外装部材２０の内部に巻回電極体１０が封入された。この場合には、正極リード１１と外装部材２０との間に密着フィルム２１を挿入すると共に、負極リード１２と外装部材２０との間に密着フィルム２１を挿入した。
　これにより、ラミネートフィルム型のリチウムイオン二次電池が完成した。
　二次電池の電池特性を評価するために、その二次電池のサイクル特性を調べたところ、表１に示した結果が得られた。
　サイクル特性を調べる場合には、最初に、二次電池の状態を安定化させるために、常温環境中（２３℃）において二次電池を１サイクル充放電させた。充電時には、電流＝０．５Ｃとして上限電圧＝４．３Ｖに到達するまで定電流充電したのち、電圧＝４．３Ｖとして総充電時間＝３時間に到達するまで定電圧充電した。放電時には、電流＝０．５Ｃとして終止電圧＝３Ｖに到達するまで定電流放電した。「０．５Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を２時間で放電しきる電流値である。
　続いて、低温環境中（０℃）において二次電池を１サイクル充放電させることにより、２サイクル目の放電容量を測定した。続いて、同環境中（０℃）においてサイクル数の合計が５００サイクルになるまで充放電を繰り返すことにより、５００サイクル目の放電容量を測定した。充電時には、電流＝２Ｃとして上限電圧＝４．３Ｖに到達するまで定電流充電し、さらに電圧＝４．３Ｖとして総充電時間＝３時間に到達するまで定電圧充電した。放電時には、電流＝２Ｃとして終止電圧＝３Ｖに到達するまで定電流放電した。「２Ｃ」とは、電池容量（理論容量）を０．５時間で放電しきる電流値である。
　最後に、容量維持率（％）＝（５００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。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　二次電池のサイクル特性は、以下で説明するように、電解質層１６の構成に応じて大きく変動した。
　高分子化合物として特定共重合体を用いた場合（実験例１～１７）には、比Ｗ２／Ｗ１が適正な範囲内（＝２．５～５０）であると（実験例１～１５）、比Ｗ２／Ｗ１が適正な範囲内でない場合（実験例１６，１７）と比較して、容量維持率が大幅に増加した。
　特に、比Ｗ２／Ｗ１が適正な範囲内である場合には、以下の傾向が見出された。
　第１に、電解質層１６が複数の無機粒子を含んでいると（実験例１，４～６）と、電解質層１６が複数の無機粒子を含んでいない場合（実験例１８）と比較して、容量維持率が大幅に増加した。この場合には、比Ｗ３／Ｗ１が適正な範囲内（＝０．７～５）であると（実験例１，４，５）、容量維持率がより増加した。
　第２に、特定共重合体におけるヘキサフルオロプロピレンの共重合量が１．５重量％～７，５重量％であると（実験例１，７，８）であると、容量維持率がより増加した。
　第３に、特定共重合体の重量平均分子量が５５万～１２０万であると（実験例１，１０～１２）であると、容量維持率がより増加した。
　第４に、２種類の特定共重合体を用いた場合（実験例１４，１５）には、１種類の特定共重合体を用いた場合（実験例１，８，１１）と比較して、容量維持率がより増加した。
＜２．二次電池の作製、評価および考察２＞
（実験例１９，２０）
　表２に示したように、正極側電解質層１６Ａの構成（比Ｗ２／Ｗ１）と負極側電解質層１６Ｂの構成（比Ｗ２／Ｗ１）とを互いに異ならせたことを除き、実験例１と同様の手順により二次電池を作製すると共に、その二次電池のサイクル特性を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１を負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも大きくした場合（実験例１９）には、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１と負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１とが同じである場合（実験例１）と比較して、容量維持率が増加した。
　また、負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１を正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１よりも大きくした場合（実験例２０）においても、正極側電解質層１６Ａに関する比Ｗ２／Ｗ１と負極側電解質層１６Ｂに関する比Ｗ２／Ｗ１とが同じである場合（実験例１）と比較して、容量維持率が増加した。
　表１および表２に示した結果から、電解質層１６が電解液および特定共重合体と共に複数の無機粒子を含んでいる場合において、比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０であると、二次電池のサイクル特性が改善された。よって、電解質層を備えた二次電池において、優れた電池特性が得られた。
　以上、実施形態および実施例を挙げながら本技術を説明したが、本技術は、実施形態および実施例において説明した態様に限定されず、種々の変形が可能である。例えば、電池構造がラミネートフィルム型であると共に、電池素子が巻回構造を有する場合を例に挙げながら説明したが、これらに限られない。本技術の二次電池は、円筒型、角型およびコイン型などの他の電池構造を有する場合に関しても適用可能であると共に、電池素子が積層構造などの他の構造を有する場合に関しても適用可能である。
　また、実施形態および実施例では、リチウムの吸蔵放出により負極の容量が得られるリチウムイオン二次電池に関して説明したが、これに限られない。例えば、本技術の二次電池は、リチウムの析出溶解により負極の容量が得られるリチウム金属二次電池でもよい。また、本技術の二次電池は、リチウムを吸蔵放出可能である負極材料の容量を正極の容量よりも小さくすることにより、リチウムの吸蔵放出による容量とリチウムの析出溶解による容量との和により負極の容量が得られる二次電池でもよい。
　また、実施形態および実施例では、電極反応物質としてリチウムを用いる場合に関して説明したが、これに限られない。電極反応物質は、例えば、ナトリウム（Ｎａ）またはカリウム（Ｋ）などの長周期型周期表における他の１族の元素でもよいし、マグネシウム（Ｍｇ）またはカルシウム（Ｃａ）などの長周期型周期表における２族の元素でもよいし、アルミニウム（Ａｌ）などの他の軽金属でもよい。また、電極反応物質は、上記した一連の元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を含む合金でもよい。
　なお、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、また、他の効果があってもよい。
　なお、本技術は、以下のような構成を取ることも可能である。
（１）
　正極と、
　負極と、
　電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０である電解質層と
　を備えた、二次電池。
（２）
　前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記複数の無機粒子の重量Ｗ３の比Ｗ３／Ｗ１は、０．７～５である、
　上記（１）に記載の二次電池。
（３）
　前記共重合体における前記ヘキサフルオロプロピレンの共重合量は、１．５重量％～７．５重量％である、
　上記（１）または（２）に記載の二次電池。
（４）
　前記共重合体の重量平均分子量は、５５万～１２０万である、
　上記（１）ないし（３）のいずれかに記載の二次電池。
（５）
　前記電解質層は、２種類以上の前記共重合体を含み、
　前記２種類以上の共重合体のそれぞれの重量平均分子量は、互いに異なり、
　または、前記２種類以上の共重合体のそれぞれにおける前記ヘキサフルオロピロピレンの共重合量は、互いに異なる、
　上記（１）ないし（４）のいずれかに記載の二次電池。
（６）
　前記電解質層は、
　前記正極の上に設けられた正極側電解質層と、
　前記負極の上に設けられると共に、前記比Ｗ２／Ｗ１が前記正極側電解質層における前記比Ｗ２／Ｗ１とは異なる負極側電解質層と
　を含む、上記（１）ないし（５）のいずれかに記載の二次電池。
（７）
　前記複数の無機粒子は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化マグネシウムのうちの少なくとも１種を含む、
　上記（１）ないし（６）のいずれかに記載の二次電池。
（８）
　リチウムイオン二次電池である、
　上記（１）ないし（７）のいずれかに記載の二次電池。
（９）
　上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
　前記二次電池の動作を制御する制御部と、
　前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
　を備えた、電池パック。
（１０）
　上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
　前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
　前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
　前記二次電池の動作を制御する制御部と
　を備えた、電動車両。
（１１）
　上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
　前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
　前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
　を備えた、電力貯蔵システム。
（１２）
　上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池と、
　前記二次電池から電力を供給される可動部と
　を備えた、電動工具。
（１３）
　上記（１）ないし（８）のいずれかに記載の二次電池を電力供給源として備えた、電子機器。
　本出願は、日本国特許庁において２０１５年１２月４日に出願された日本特許出願番号第２０１５－２３７６６５号を基礎として優先権を主張するものであり、この出願のすべての内容を参照によって本出願に援用する。
　当業者であれば、設計上の要件や他の要因に応じて、種々の修正、コンビネーション、サブコンビネーション、および変更を想到し得るが、それらは添付の請求の範囲の趣旨やその均等物の範囲に含まれるものであることが理解される。

Claims (13)

  1. 　正極と、
    　負極と、
    　電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０である電解質層と
    　を備えた、二次電池。
  2. 　前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記複数の無機粒子の重量Ｗ３の比Ｗ３／Ｗ１は、０．７～５である、
    　請求項１記載の二次電池。
  3. 　前記共重合体における前記ヘキサフルオロプロピレンの共重合量は、１．５重量％～７．５重量％である、
    　請求項１記載の二次電池。
  4. 　前記共重合体の重量平均分子量は、５５万～１２０万である、
    　請求項１記載の二次電池。
  5. 　前記電解質層は、２種類以上の前記共重合体を含み、
    　前記２種類以上の共重合体のそれぞれの重量平均分子量は、互いに異なり、
    　または、前記２種類以上の共重合体のそれぞれにおける前記ヘキサフルオロピロピレンの共重合量は、互いに異なる、
    　請求項１記載の二次電池。
  6. 　前記電解質層は、
    　前記正極の上に設けられた正極側電解質層と、
    　前記負極の上に設けられると共に、前記比Ｗ２／Ｗ１が前記正極側電解質層における前記比Ｗ２／Ｗ１とは異なる負極側電解質層と
    　を含む、請求項１記載の二次電池。
  7. 　前記複数の無機粒子は、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化チタンおよび酸化マグネシウムのうちの少なくとも１種を含む、
    　請求項１記載の二次電池。
  8. 　リチウムイオン二次電池である、
    　請求項１記載の二次電池。
  9. 　二次電池と、
    　前記二次電池の動作を制御する制御部と、
    　前記制御部の指示に応じて前記二次電池の動作を切り換えるスイッチ部と
    　を備え、
    　前記二次電池は、
    　正極と、
    　負極と、
    　電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０である電解質層と
    　を備えた、電池パック。
  10. 　二次電池と、
    　前記二次電池から供給された電力を駆動力に変換する変換部と、
    　前記駆動力に応じて駆動する駆動部と、
    　前記二次電池の動作を制御する制御部と
    　を備え、
    　前記二次電池は、
    　正極と、
    　負極と、
    　電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０である電解質層と
    　を備えた、電動車両。
  11. 　二次電池と、
    　前記二次電池から電力を供給される１または２以上の電気機器と、
    　前記二次電池からの前記電気機器に対する電力供給を制御する制御部と
    　を備え、
    　前記二次電池は、
    　正極と、
    　負極と、
    　電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０である電解質層と
    　を備えた、電力貯蔵システム。
  12. 　二次電池と、
    　前記二次電池から電力を供給される可動部と
    　を備え、
    　前記二次電池は、
    　正極と、
    　負極と、
    　電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０である電解質層と
    　を備えた、電動工具。
  13. 　二次電池を電力供給源として備え、
    　前記二次電池は、
    　正極と、
    　負極と、
    　電解液と、フッ化ビニリデンおよびヘキサフルオロプロピレンを成分として含む共重合体を含む高分子化合物と、複数の無機粒子とを含み、前記高分子化合物の重量Ｗ１に対する前記電解液の重量Ｗ２の比Ｗ２／Ｗ１が２．５～５０である電解質層と
    　を備えた、電子機器。
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