阅读说明：本技术 正极活性物质、正极、电池、电池包、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统 (Positive electrode active material, positive electrode, battery pack, electronic device, electric vehicle, power storage device, and power system ) 是由 村上洋介 宫崎武志 于 2018-04-20 设计创作，主要内容包括：一种电池,具备正极、负极和电解质,正极包含正极活性物质颗粒的粉末,且单个正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58。(A battery includes a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte, wherein the positive electrode contains a powder of positive electrode active material particles, and the average number of grain boundaries of individual positive electrode active material particles is less than 0.58.)

正极活性物质、正极、电池、电池包、电子设备、电动车辆、蓄电 装置及电力系统

技术领域

本技术涉及一种正极活性物质、正极、电池、电池包、电子设备、电动车辆、蓄电装置及电力系统。

背景技术

作为锂离子二次电池的正极活性物质，使用了LiCoO₂类活性物质(包含以其他金属元素置换了Co的一部分的组成)。并且提出了通过在LiCoO₂类活性物质中将平均结晶粒径控制在规定的范围内，从而减少伴随电池的充放电的正极活性物质颗粒的开裂(裂纹)的产生，由此使循环特性良好(例如参照专利文献1)的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2013-161703号公报。

发明内容

发明要解决的课题

然而，即使对平均结晶粒径进行控制，在正极活性物质颗粒内存在多个微晶(单晶，結晶子)的情况下，也未必能够抑制正极活性物质颗粒的裂纹的产生。特别是在以超过4.2V的高电位进行充放电的情况下，难以抑制裂纹的产生。因此，即使对平均结晶粒径进行控制，也存在不能获得良好的循环特性的可能性。

本技术的目的在于提供一种能够获得良好的循环特性的正极活性物质、正极、电池、具备该电池的电池包、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统。

用于解决课题的方案

为了解决上述的课题，本技术的电池具备正极、负极和电解质，正极包含正极活性物质颗粒的粉末，且单个正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58。

本技术的正极活性物质包含正极活性物质颗粒的粉末，且单个正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58。

本技术的正极包含正极活性物质颗粒的粉末，且单个正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58。

本技术的电池包、电子设备、电动车辆、蓄电装置以及电力系统具备上述的电池。

发明的效果

根据本技术，能够获得良好的循环特性。此外，在此记载的效果并非限制于此，也可以是本公开中记载的任意的效果或与其为异质的效果。

附图说明

图1A、图1B、图1C、图1D分别为示出了SIM(扫描离子显微镜)图像的观察条件的模式图。

图2A为用于说明晶界(晶粒边界)的判定方法的示意图。图2B为示出边界的直方图的第一例的图。图2C为示出边界的直方图的第二例的图。

图3为示出本技术的第二实施方式涉及的非水电解质二次电池的构成的一例的截面图。

图4为扩大表示图3所示的卷绕式电极体的一部分的截面图。

图5为示出本技术的第二实施方式涉及的非水电解质二次电池的构成的一例的分解立体图。

图6为沿图5的VI-VI线的截面图。

图7为示出作为应用例的电子设备的构成的一例的框图。

图8为示出作为应用例的车辆中的蓄电系统的构成的一例的示意图。

图9为示出作为应用例的住宅中的蓄电系统的构成的一例的示意图。

图10为示出单个正极活性物质颗粒的平均晶界数与循环特性的关系的曲线图。

图11A为单个LiCoO₂颗粒的平均晶界数为0.23的LiCoO₂颗粒的截面的SIM图像。图11B为单个LiCoO₂颗粒的平均晶界数为2.25的LiCoO₂颗粒的截面的SIM图像。

图12为NCA(镍钴铝三元正极材料)类正极活性物质颗粒的截面的TEM(透射电镜)图像。

具体实施方式

对本技术的实施方式以及应用例以如下顺序进行说明。

1第一实施方式(正极活性物质的例子)

2第二实施方式(圆筒式电池的例子)

3第三实施方式(层压膜式电池的例子)

4应用例1(电池包以及电子设备的例子)

5应用例2(车辆中的蓄电系统的例子)

6应用例3(住宅中的蓄电系统的例子)

<1第一实施方式>

[正极活性物质的构成]

本技术的第一实施方式涉及的正极活性物质为所谓的非水电解质二次电池用正极活性物质，包含正极活性物质颗粒的粉末。正极活性物质颗粒能够吸留以及放出作为电极反应物质的锂，且包含具有层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物。第一实施方式涉及的正极活性物质优选为应用于高充电电压的非水电解质二次电池(例如满充电状态下的正极的电位高于4.20V(vsLi/Li⁺)的非水电解质二次电池)的物质。

锂过渡金属复合氧化物包含钴酸锂以及以其他金属元素置换了钴酸锂的一部分钴的物质中的至少一种。在此情况下，锂过渡金属复合氧化物中的其他金属元素的含有量为例如比钴的含有量少。其他金属元素为由镍(Ni)、锰(Mn)、镁(Mg)、铝(Al)、硼(B)、钛(Ti)、钒(V)、铬(Cr)、铁(Fe)、铜(Cu)、锌(Zn)、钼(Mo)、锡(Sn)、钙(Ca)、锶(Sr)以及钨(W)构成的组中的至少一种。

锂过渡金属复合氧化物优选具有由以下的式(1)表示的平均组成，

Li_rCo_(1-s)M_sO_(2-t)F_u……(1)

(其中，在式(1)中M表示由镍、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨的组中的至少一种，优选铝、镁以及钛中的至少一种。r、s、t以及u为0.8≤r≤1.2、0≤s＜0.5、﹣0.1≤t≤0.2、0≤u≤0.1的范围内的值。此外，锂的组成根据充放电的状态而不同，r的值表示完全放电状态时的值。)。

(单个正极活性物质颗粒的平均晶界数)

单个正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58，优选为0.5以下，更优选为0.45以下，进一步优选为0.31以下，特别优选为0.23以下。若平均晶界数小于0.58，则能够抑制由充放电引起的正极活性物质颗粒的开裂，从而获得良好的循环特性。

正极活性物质颗粒中若存在晶界，则在充放电时以晶界为界各微晶会向不同方向伸缩。因此，充放电时容易在晶界的位置处产生裂纹。从而，为了获得良好的循环特性，优选如上所述对单个正极活性物质颗粒的平均晶界数进行规定。在具有层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物中，由于在高电位的充放电时伴随层状岩盐结构的变化容易发生晶界破坏，因此特别优选如上所述对平均晶界数进行规定。

(单个正极活性物质颗粒的平均晶界数的计算方法)

通过如下所述的方式来计算单个正极活性物质颗粒的平均晶界数。首先以树脂固定正极活性物质，在切出正极活性物质颗粒的截面之后，通过离子铣对该截面进行研磨。随后使用FEI公司制的聚焦离子束(FIB)(HELIOS NANOLAB 400S；加速电压5kV)，拍摄正极活性物质颗粒的截面的SIM图像。具体为，为了使晶界以外的加工不匀(所谓的FIB(FocusedIon Beam：聚焦离子束)加工的幕效应(curtaining effect))以及颗粒的侧壁的对比度易于识别，改变Ga离子的入射方向与试料51及二次电子检测器52的方位关系，对如图1A至图1D所示的四个方位拍摄相同视野(约40μm×80μm)的SIM图像。此外，在图1A至1D中，为了使试料51的方向明确，在试料51的两端付与文字“A”、“B”。随后，计测所拍摄的SIM图像内的颗粒数以及晶界数，从而计算单个正极活性物质颗粒的平均晶界数(SIM图像内的晶界数/SIM图像内的颗粒数)。在计算中，不把颗粒的长轴长为500nm以下的正极活性物质颗粒作为颗粒来计数。在此，长轴长是指以与颗粒的轮廓邻接的方式从任意角度引出的两条平行线间的距离中的最大距离(所谓最大费雷特直径)。在本实施方式中，使用SIM图像来计测晶界数是由于SIM图像相比于SEM(扫描电镜)图像等较强地表现出了结晶方位对比度。

(晶界的判定方法)

在SIM图像中以晶界为界对比度发生变化(结晶方位对比度)。另一方面，颗粒间的间隙在照出后较暗。因此，在上述的“单个正极活性物质颗粒的平均晶界数的计算方法”中，以如下方法判定在拍摄的SIM图像中对比度发生变化的边界是“晶界”(结晶方位不同的情况下的边界)以及“颗粒间的间隙(正极活性物质颗粒间的间隙)”中的哪一方。在此，对如图2A所示的判定边界61是“晶界”以及“颗粒间的间隙”中的哪一方的例子进行说明。另外，图2A为示出所拍摄的一张SIM图像的图。

首先，如图2A所示，从拍摄的SIM图像取得相对于所见的边界61的延伸方向大体垂直的方向上(具体为图2A中标记的线段61A的延伸方向)的直方图(表示亮度分布的直方图)。随后，在取得的直方图中与边界61对应的部分，确认是否存在亮度降低并变为一定的区域。如图2B所示，在存在亮度降低并变为一定的区域的情况下，判定边界61为“颗粒间的间隙”。另一方面，如图2C所示，在不存在亮度降低并变为一定的区域的情况(即在直方图呈大体V字形变化的情况)下，在求得朝向边界的中心急剧倾斜的两段曲线各自的拐点之后，求出该拐点间的横轴方向的距离。即使为大体V字形，但在存在三个以上拐点的情况下，以正态分布的近似曲线(所谓的高斯拟合)来求出拐点。并且，判断该距离是否相距50nm以上。在拐点间的横轴方向的距离相距50nm以上的情况下，判定边界61为“颗粒间的间隙”。另一方面，在拐点间的横轴方向的距离小于50nm的情况下，判定边界61为“晶界”。

例如，在图2A(SIM图像)的边界61、边界62和边界63中的边界61被判定为“颗粒间的间隙”，边界62、边界63被判定为“晶界”的情况下，则为在SIM图像中存在两个颗粒，且存在两个晶界。从而，单个正极活性物质颗粒的平均晶界数(SIM图像内的晶界数/SIM图像内的颗粒数)为“1”。

(平均粒径)

正极活性物质颗粒的平均粒径优选为2μm以上且50μm以下，更优选为5μm以上且40μm以下。这是由于，若平均粒径小于2μm，则在制作正极时在压制工艺中正极活性物质变得易于从正极集电体剥离，另外，由于正极活性物质的表面积增大，则必须增加导电剂或者粘结剂等的添加量，从而导致每单位质量的能量密度变小。另一方面，也是由于，若平均粒径大于50μm，则正极活性物质贯通隔膜引起短路的可能性升高。

(平均粒径的计算方法)

正极活性物质颗粒的平均粒径可以为根据所谓的粒度分布仪的颗粒大小的平均值。也能够通过在上述的“单个正极活性物质颗粒的平均晶界数的计算方法”中的SIM图像内的颗粒来求出平均粒径。在此情况下，从拍摄的SIM图像随机选出10个颗粒，通过图像处理来测定颗粒截面的面积，并且假设颗粒的截面为圆形从而求出各颗粒的粒径(直径)。随后，对测定的10个颗粒的粒径进行单纯平均(算数平均)从而求出平均粒径，将该值设为正极活性物质颗粒的平均粒径。

[正极活性物质的制造方法]

以下，对具有上述的构成的正极活性物质的制造方法的一例进行说明。首先，以氢氧化钴为原料通过焙烧生成氧化钴(Co₃O₄)。此时，优选抑制产生氧化钴的晶界。这是由于，氧化钴(Co₃O₄)的晶界数会对最终获得的正极活性物质的晶界数造成影响。另外，在通过焙烧而生成氧化钴(Co₃O₄)的情况下，生成温度优选设为850℃以下，更优选设为800℃以下。这是由于，Co₃O₄在900℃的温度下会相转移为CoO，且存在通过该相转移而诱发产生晶界的可能性。

随后，在将氧化钴(Co₃O₄)和碳酸锂(Li₂CO₃)根据需要与包含添加元素的化合物混合之后，通过对得到的混合物进行煅烧，从而获得LiCoO₂类活性物质(包含以其他金属元素置换了一部分Co的组成)。此时，煅烧温度优选设为850℃以下，更优选设为800℃以下。如上所述，这是由于，Co₃O₄在900℃左右的温度下会相转移为CoO。之后，优选分粒而不进行粉碎。这是由于，若将LiCoO₂类活性物质进行粉碎，则产生缺陷，且在通过粉碎后的热处理的缺陷修复过程中存在形成晶界的可能性。通过以上，能够获得目标的正极活性物质。

[效果]

第一实施方式涉及的正极活性物质包含正极活性物质颗粒的粉末，且由于单个正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58，能够抑制由充放电造成的正极活性物质颗粒的开裂。从而，能够实现具有良好循环特性的电池。

<2第二实施方式>

在第二实施方式中，对具备包含上述的第一实施方式涉及的正极活性物质的正极的非水电解质二次电池进行说明。

[电池的构成]

以下，参照图3的同时，对本技术的第二实施方式涉及的非水电解质二次电池(以下单纯称作“电池”。)的一个构成例进行说明。该电池为例如通过基于电极反应物质锂(Li)的吸留以及放出的容量成分来表示负极容量的所谓的锂离子二次电池。该电池为所谓的圆筒式，在大体中空圆柱状的电池罐11的内部，具有经由隔膜23使一对带状正极21和带状负极22层叠并卷绕而成的卷绕式电极体20。电池罐11由镀镍(Ni)的铁(Fe)构成，且一端部闭合另一端部开放。作为液态电解质的电解液被注入到电池罐11的内部，且含浸到正极21、负极22以及隔膜23。另外，以夹持卷绕式电极体20的方式相对于卷绕周面分别垂直地配置有一对绝缘板12、13。

在电池罐11的开放端部，经由封口垫圈17而铆接安装有电池盖14、设置在该电池盖14内侧的安全阀机构15以及热敏电阻元件(Positive Temperature Coefficient；PTC元件)16。据此，电池罐11的内部被密闭。电池盖14由例如与电池罐11同样的材料构成。安全阀机构15与电池盖14电连接，并被构成为在因内部短路或从外部加热等导致电池的内压达到了一定以上的情况下，圆盘板15A反转从而切断电池盖14与卷绕式电极体20的电连接。封口垫圈17由例如绝缘材料构成，且表面涂覆有沥青。

在卷绕式电极体20的中心***有例如中心销24。卷绕式电极体20的正极21连接有由铝(Al)等构成的正极引线25，在负极22连接有由镍等构成的负极引线26。正极引线25通过被焊接到安全阀机构15从而与电池盖14电连接，负极引线26被焊接到电池罐11从而与电池罐11电连接。

以下参照图4的同时，依次对构成电池的正极21、负极22、隔膜23以及电解液进行说明。

(正极)

正极21具有例如在正极集电体21A的两面设置有正极活性物质层21B的结构。此外，虽然图中没示出，也可以为仅在正极集电体21A的单面设置正极活性物质层21B的方式。正极集电体21A由例如铝箔、镍铂或者不锈钢箔等的金属箔构成。正极活性物质层21B包含正极活性物质。正极活性物质层21B根据需要也可以进一步包含导电剂以及粘结剂中的至少一种。

(正极活性物质)

正极活性物质为第一实施方式涉及的正极活性物质。

(粘结剂)

作为粘结剂能够使用从例如聚偏氟乙烯(PVdF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚丙烯腈(PAN)、丁苯橡胶(SBR)以及羧甲基纤维素(CMC)等树脂材料以及以这些树脂材料为主体的共聚物等中选择的至少一种。

(导电剂)

作为导电剂能够例举石墨、碳纤维、碳黑、科琴黑或碳纳米管等碳材料，可以单独使用其中的一种，也可以两种以上混合使用。另外，在碳材料以外，若为具有导电性的材料也可以使用金属材料或者导电性高分子材料等。

(负极)

负极22具有例如在负极集电体22A的两面设置有负极活性物质层22B的结构。此外，虽然图中没示出，也可以为仅在负极集电体22A的单面设置负极活性物质层22B的方式。负极集电体22A由例如铜箔、镍箔或者不锈钢箔等金属箔构成。

负极活性物质层22B包含能够吸留以及放出锂的一种或两种以上的负极活性物质。负极活性物质层22B根据需要也可以进一步包含粘结剂以及导电剂中的至少一种。

此外，在该电池中，负极22或者负极活性物质的电化学当量大于正极21的电化学当量，理论上，优选为在充电途中没有锂金属从负极22析出。

(负极活性物质)

作为负极活性物质，能够例举难石墨化碳、易石墨化碳、石墨、热解碳类、焦炭类、玻璃碳类、有机高分子化合物煅烧体、碳纤维或者活性炭等碳材料。其中，焦炭类包括沥青焦炭、针状焦炭或者石油焦炭等。有机高分子化合物煅烧体是指在适当的温度下煅烧酚醛树脂或呋喃树脂等高分子材料而碳化的产物，也有一部分被分类为难石墨化碳或者易石墨化碳。这些碳材料，在充放电时产生的结晶构造的变化非常少，在能够获得高充放电容量的同时，能够获得良好的循环特性，因此优选。特别是石墨，电化学当量大，能够获得高能量密度，因此优选。另外，难石墨化碳能够获得优异的循环特性，因此优选。进一步，充放电电位低的物质，具体而言充放电电位接近锂金属的物质能够容易地实现电池的高能量密度化，因此优选。

另外，作为能够实现高容量化的其他负极活性物质，能够举出包含金属元素以及半金属元素中的至少一种作为构成元素(例如，合金、化合物或者混合物)的材料。这是由于，如果使用这样的材料则能够获得高能量密度。特别是，若设为以与碳材料同时使用的方式，则在能够获得高能量密度的同时，获得优异的循环特性，因此优选。此外，在本技术中，在合金中除了由两种以上的金属元素构成的物质以外，也能够包括包含一种以上的金属和一种以上的半金属元素的物质。另外，也能够包含非金属元素。在该组织中存在固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物或这些中的两种以上共存的物质。

作为这样的负极活性物质，能够例举与锂能够形成合金的金属元素或者半金属元素。具体而言，能够举出镁、硼、铝、钛、镓(Ga)、铟(In)、硅(Si)、锗(Ge)、锡、铅(Pb)、铋(Bi)、镉(Cd)、银(Ag)、锌、铪(Hf)、锆、钇(Y)、钯(Pd)或者铂(Pt)。这些可以是结晶质的物质也可以是非晶物质。

作为负极活性物质，优选包含周期表中的短周期型4B族的金属元素或半金属元素作为构成元素的物质，更优选包含硅以及锡的至少一种作为构成元素的物质。这是由于，硅以及锡的吸留以及放出锂的能力大，从而能够获得高能量密度。作为这样的负极活性物质，能够例举，至少部分地具有硅的单体、合金或者化合物；或锡的单体、合金或者化合物；或这些中的一种或两种以上的相的材料。

作为硅的合金，能够例举包含由锡、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑(Sb)以及铬组成的组中的至少一种作为硅以外的第二构成元素的物质。作为锡合金，能够例举包含由硅、镍、铜、铁、钴、锰、锌、铟、银、钛、锗、铋、锑以及铬组成的组中的至少一种作为锡以外的第二构成元素的物质。

作为锡的化合物或者硅的化合物，能够例举包含氧或者碳的物质，在除了锡或者硅以外，也可以包含上述的第二构成元素。

其中，优选含SnCoC材料作为Sn类负极活性物质，该含SnCoC材料包含钴、锡、碳作为构成元素，碳的含有量为9.9质量％以上且29.7质量％以下，并且钴相对于锡与钴合计的钴的比例为30质量％以上且70质量％以下。这是由于，在这样的组成范围下能够获得高能量密度的同时，能够获得优异的循环特性。

该含SnCoC材料根据需要可以进一步包含其他构成元素。作为其他构成元素，优选例如硅、铁、镍、铬、铟、铌、锗、钛、钼、铝、磷(P)、镓或者铋，也可以包含两种以上。这是由于能够进一步提高容量或者循环特性。

此外，该含SnCoC材料具有包含锡、钴和碳的相，优选该相具有结晶度低或者非晶质的构造。另外，在该含SnCoC材料中，优选作为构成元素的碳的至少一部分与作为其他构成元素的金属元素或半金属元素结合。这是由于，虽然可以认为循环特性的降低是由锡等的凝集或结晶化引起的，但是通过碳与其他元素的结合能够抑制这样的凝集或者结晶化。

作为检查元素的结合状态的测定方法，能够例举X射线光电能谱法(XPS)。通过XPS，若为石墨，则在以在84.0eV能够获得金原子的4f轨道(Au4f)的谱峰的方式进行了能量校准的装置中，碳的1s轨道(C1s)的谱峰出现在284.5eV。另外，若为表面污染碳则出现在284.8eV。对此，在碳元素的电荷密度升高的情况下，例如在碳与金属元素或者半金属元素结合了的情况下，C1s的谱峰出现在比284.5eV更低的区域。即，在对于含SnCoC材料所获得的C1s的合成波的谱峰出现在比284.5eV更低的区域的情况下，含SnCoC材料所包含的碳的至少一部分与作为其他构成元素的金属元素或者半金属元素结合。

此外，在XPS测定中，光谱能量轴的校准使用例如C1s的谱峰。通常，由于在表面存在表面污染碳，将表面污染碳的C1s的谱峰设为284.8eV，并以此为能量基准。在XPS测定中，对于C1s的谱峰的波形，由于能够以包括表面污染碳的谱峰和含SnCoC材料中的碳的谱峰的形态而获得，因此通过使用例如市售的软件来分析，从而将表面污染碳的谱峰与含SnCoC材料中的碳的谱峰进行分离。在波形分析中，以存在于最低束缚能量侧的主峰的位置作为能量基准(284.8eV)。

作为其他负极活性物质，能够例举能够吸留以及放出锂的金属氧化物或者高分子化合物等。作为金属氧化物，能够例举钛酸锂(Li₄Ti₅O₁₂)等包含钛和锂的锂钛氧化物、氧化铁、氧化钌或者氧化钼等。作为高分子化合物能够例举聚乙炔、聚苯胺或者聚吡咯等。

(粘结剂)

作为粘结剂，能够使用从例如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、丁苯橡胶以及羧甲基纤维素等树脂材料以及以这些树脂材料为主体的共聚物等中选择的至少一种。

(导电剂)

作为导电剂能够使用与正极活性物质层21B同样的碳材料等。

(隔膜)

隔膜23为隔离正极21和负极22，从而在防止由两极的接触而引起的电流短路的同时使锂离子通过的部件。隔膜23由例如聚四氟乙烯、聚丙烯或者聚乙烯等的树脂制的多孔质膜构成，也可以为层叠两种以上的这些多孔质膜而得的构造。其中，聚烯烃制的多孔质膜防止短路的效果优异，并且能够期待通过遮断效果提高电池的安全性，因此优选。特别是聚乙烯能够在100℃以上且160℃以下的范围内获得遮断效果，并且电化学稳定性也优异，因此优选作为隔膜23的构成材料。此外，也能够使用将具备化学稳定性的树脂与聚乙烯或聚丙烯共聚或共混化的其他材料。或者，多孔质膜也可以具有将聚丙烯层、聚乙烯层和聚丙烯层依次层叠的三层以上的结构。

隔膜23也可以具有具备基材和在基材的单面或两面设置的表面层的结构。表面层包含具有电绝缘性的无机颗粒与在将无机颗粒粘结于基材的表面的同时也使无机颗粒彼此相互粘结的树脂材料。该树脂材料也可以具有例如原纤维化且原纤维相互连续地联结的三维网结构。无机颗粒通过由具有三维网结构的树脂材料来携带，从而能够保持互不相连的分散状态。另外，树脂材料也可以不进行原纤维化而使基材表面和/或无机颗粒彼此相互粘结。在此情况下，能够获得更高的粘结性。通过如上所述在基材的单面或两面设置表面层，从而能够对基材赋予耐氧化性、耐热性以及物理强度。

基材是具有多孔性的多孔质层。更具体为，基材是由离子透过度大且具有规定的机械强度的绝缘性的膜构成的多孔质膜，并且在基材的孔洞中保持有电解液。基材作为隔膜的主要部件优选具有规定的机械强度，另一方面还要求具有相对于电解液的耐受性高、反应性低且难以膨胀这样的特性。

构成基材的树脂材料优选使用例如聚丙烯或聚乙烯等聚烯烃树脂、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂或尼龙树脂等。特别是低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性聚乙烯等聚乙烯或这些的低分子量蜡组分或聚丙烯等聚烯烃树脂，由于熔融温度合适且易于取得，因此优选。另外，也可以为将两种以上的这些多孔质膜层叠的结构，或将两种以上的树脂材料熔融混揉而形成的多孔质膜。包括由聚烯烃树脂构成的多孔质膜的隔膜，对于正极21和负极22的分离性优异，且能够进一步减少内部短路的降低。

作为基材，也可以使用无纺布。作为构成无纺布的纤维，能够使用芳纶纤维、玻璃纤维、聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维(PET)或尼龙纤维等。另外，也可以混合两种以上的这些纤维做成无纺布。

无机颗粒包含金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物以及金属硫化物等的至少一种。作为金属氧化物，能够优选使用铝氧化物(三氧化二铝、Al₂O₃)、勃姆石(水合氧化铝)、镁氧化物(氧化镁、MgO)、氧化钛(二氧化钛、TiO₂)、锆氧化物(二氧化锆、ZrO₂)、硅氧化物(二氧化硅、SiO₂)或者钇氧化物(三氧化二钇、Y₂O₃)等。作为金属氮化物，能够优选使用氮化硅(Si₃N₄)、氮化铝(AlN)、氮化硼(BN)或者氮化钛(TiN)等。作为金属碳化物能够优选使用碳化硅(SiC)或者碳化硼(B₄C)等。作为金属硫化物能够优选使用硫酸钡(BaSO₄)等。另外，也可以使用沸石(M_2/nO·Al₂O₃·xSiO₂·yH₂O，M为金属元素，x≥2、y≥0)等多孔质硅铝酸盐、层状硅酸盐、钛酸钡(BaTiO₃)或者钛酸锶(SrTiO₃)等的矿物。其中，优选使用三氧化二铝、二氧化钛(特别是具有金红石型结构的)、二氧化硅或镁化镁，更优选使用三氧化二铝。无机颗粒具备抗氧化性以及耐热性，含有无机颗粒的正极相对侧面的表面层即使对于充电时在正极附近的氧化环境也具有高耐受性。对无机颗粒的形状没有特别限制。能够使用球状、板状、纤维状、立方体状和随机形状等中的任意形状。

作为构成表面层的树脂材料，能够例举熔点以及玻璃转移温度的至少一方为180℃以上的具有高耐热性的树脂等，如聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯等含氟树脂、偏氟乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物等含氟橡胶、苯乙烯-丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈-丁二烯共聚物或其氢化物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物或其氢化物、甲基丙烯酸酯-丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸酯共聚物、乙丙橡胶、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯等橡胶类、乙基纤维素、甲基纤维素、羟乙基纤维素、羧甲基纤维素等纤维素衍生物、聚苯醚、聚砜、聚醚砜、聚苯硫醚、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、全芳香族聚酰胺(芳纶)等聚酰胺、聚酰胺酰亚胺、聚丙烯腈、聚乙烯醇、聚醚、丙烯酸树脂或聚酯等。这些树脂材料可以单独使用也可以混合两种以上使用。其中，从抗氧化性和柔软性的观点出发，优选聚偏氟乙烯等氟类树脂；从耐热性的观点出发，优选包含芳纶或者聚酰胺酰亚胺。

无机颗粒的粒径优选在1nm至10μm的范围内。若小于1nm则难以取得，或即使能够取得成本也不合算。另一方面，若大于10μm则电极间距离变大，无法以有限的空间充分获得活性物质填充量，从而电池容量变小。

作为表面层的形成方法，能够使用如下方法，例如将包含基质树脂、溶媒以及无机物的浆料涂覆于基材(多孔质膜)，从基质树脂的不良溶媒且上述溶媒的亲溶媒浴中通过并进行相分离之后干燥。

此外，在作为基材的多孔质膜中也可以含有上述的无机颗粒。另外，表面层也可以不包含无机颗粒而仅由树脂材料构成。

(电解液)

在隔膜23中含浸有作为液态电解质的电解液。电解液包含溶媒与溶解于该溶媒的电解质盐。为了提高电池特性，电解液也可以包含公知的添加剂。

作为溶媒，能够使用碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯等环状的碳酸酯，优选使用碳酸乙烯酯或碳酸丙烯酯中的一方，特别优选混合使用碳酸乙烯酯和碳酸丙烯酯双方。这是由于能够提高循环特性。

作为溶媒，另外在除了这些环状的碳酸酯以外，优选混合使用碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或者碳酸甲丙酯等链式碳酸酯。这是由于能够获得高离子传导性。

作为溶媒，进一步还优选包含2,4-二氟苯甲醚或者碳酸亚乙烯酯。这是由于2,4-二氟苯甲醚能够提高放电容量，另外，碳酸亚乙烯酯能够提高循环特性。据此，如果混合使用这些则能够提高放电容量以及循环特性，因此优选。

除此以外，作为溶媒能够举出碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二噁戊烷、4-甲基-1,3-二噁戊烷、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N-二甲基咪唑烷酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、二甲基亚砜或者磷酸三甲酯等。

此外，以氟置换了这些非水溶媒的至少一部分的氢的化合物，根据组合的电极的种类，由于存在能够提高电极反应的可逆性的情况，因此有时优选。

作为电解质盐，能够例举锂盐，可以单独使用一种也可以混合两种以上使用。作为锂盐能够举出LiPF₆、LiBF₄、LiAsF₆、LiClO₄、LiB(C₆H₅)₄、LiCH₃SO₃、LiCF₃SO₃、LiN(SO₂CF₃)₂、LiC(SO₂CF₃)₃、LiAlCl₄、LiSiF₆、LiCl、二氟[草酸-O,O’]硼酸锂、二草酸硼酸锂或者LiBr等。其中，LiPF₆在能够获得高离子传导性的同时，能够提高循环特性，因此优选。

[正极电位]

满充电状态时的正极电位(vsLi/Li⁺)优选为大于4.20V，更优选为4.25V以上，进一步优选为大于4.40V，特别优选为4.45V以上，最优选为4.50V以上。然而，满充电状态下的正极电位(vsLi/Li⁺)也可以为4.20V以下。满充电状态下的正极电位(vsLi/Li⁺)的上限值没有特别限制，优选为6.00V以下，更优选为5.00V以下，进一步优选为4.80V以下，特别优选为4.70V以下。

[电池的动作]

在具有上述构成的电池中，若进行充电，则锂离子例如从正极活性物质层21B被放出，且经由电解液吸留到负极活性物质层22B。另外，若进行放电，则锂离子例如从负极活性物质层22B被放出，且经由电解液吸留到正极活性物质层21B。

[电池的制造方法]

随后，对本技术的第二实施方式涉及的电池的制造方法的一例进行说明。

首先，例如，混合第一实施方式涉及的正极活性物质、导电剂和粘结剂来调制正极合剂，并且将该正极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂中从而制作糊状的正极合剂浆料。随后，将该正极合剂浆料涂覆于正极集电体21A并使溶剂干燥，通过辊压机等压缩成型来形成正极活性物质层21B，从而形成正极21。

另外，例如，混合负极活性物质和粘结剂来调制负极合剂，并且将该负极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮等溶剂中从而制作糊状的负极合剂浆料。随后，将该负极合剂浆料涂覆于负极集电体22A使溶剂干燥，通过辊压机等压缩成型来形成负极活性物质层22B，从而制作负极22。

随后，将正极引线25通过焊接等安装于正极集电体21A的，并将负极引线26通过焊接等安装于负极集电体22A。随后，经由隔膜23卷绕正极21和负极22。随后，将正极引线25的前端部焊接于安全阀机构15，并将负极引线26的前端部焊接于电池罐11，并且把卷绕的正极21以及负极22以一对绝缘板12、13夹持并收容于电池罐11的内部。随后，在将正极21以及负极22收容到电池罐11的内部之后，将电解液注入到电池罐11的内部从而使隔膜23含浸电解液。随后在电池罐11的开口端部经由封口垫圈17而铆接固定电池盖14、安全阀机构15以及热敏电阻元件16。据此，能够获得如图3所示的电池。

[效果]

在第二实施方式涉及的电池中，由于正极活性物质层21B包含了第一实施方式涉及的正极活性物质，从而能够抑制由充放电造成的正极活性物质颗粒的开裂。从而，能够实现具有良好循环特性的电池。特别是，在满充电状态下的正极电位(vsLi/Li⁺)大于4.40V的情况下，上述的效果显著表达。

<3第三实施方式>

[电池的构成]

如图5所示，本技术的第三实施方式涉及的电池为所谓的层压膜式电池，且为将安装了正极引线31以及负极引线32的卷绕式电极体30容纳于膜状外包装材40的内部的电池，能够实现小型化、轻量化以及薄形化。

正极引线31以及负极引线32分别从外包装材40的内部向着外部例如向相同方向导出。正极引线31以及负极引线32分别由例如铝、铜、镍或者不锈钢等金属材料构成，且分别设为薄板状或者网状。

外包装材40由例如尼龙膜、铝箔以及聚乙烯膜依次贴合而成的矩形的铝层压膜构成。外包装材40例如以聚乙烯膜侧与卷绕式电极体30相对的方式而配置，各外缘部通过熔接或粘合剂互相紧贴。在外包装材40与正极引线31及负极引线32之间，为了防止外部空气的侵入而***有贴合膜41。贴合膜41由相对于正极引线31以及负极引线32具有贴合性的材料，例如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯或者改性聚丙烯等聚烯烃树脂构成。

此外，外包装材40也可以设为代替上述的铝层压膜，由具有其他结构的层压膜、聚丙烯等高分子膜或者金属膜构成。或者，也可以使用以铝制膜作为芯材且在其单面或两面层叠有高分子膜的层压膜。

图6为示出沿图5所示的卷绕式电极体30的VI-VI线的截面图。卷绕式电极体30为经由隔膜35以及电解质层36层叠正极33和负极34且卷绕而成的部件，最外周部由保护胶带37保护。

正极33具有在正极集电体33A的单面或两面设置有正极活性物质层33B的结构。负极34具有在负极集电体34A的单面或两面设置有负极活性物质层34B的结构，且以负极活性物质层34B与正极活性物质层33B相对的方式来配置。正极集电体33A、正极活性物质层33B、负极集电体34A、负极活性物质层34B以及隔膜35的构成分别与第二实施方式中的正极集电体21A、正极活性物质层21B、负极集电体22A、负极活性物质层22B以及隔膜23为同样。

电解质层36包含电解液和作为保持该电解液的保持体的高分子化合物而成为所谓的凝胶状。该凝胶状的电解质层36在能够获得高离子传导率的同时，能够防止电池的漏液，因此优选。电解液为第二实施方式涉及的电解液。作为高分子化合物能够例举聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、偏氟乙烯与六氟丙烯的共聚物、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚氧乙烯、聚氧丙烯、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、丁苯橡胶、丁腈橡胶、聚苯乙烯或者聚碳酸酯。特别是从电化学稳定性的观点出发，优选聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚六氟丙烯或者聚氧乙烯。

此外，电解质层36也可以包含无机颗粒。这是由于能够更加提高耐热性。作为无机颗粒能够使用与包含于第二实施方式的隔膜23的表面层的无机颗粒同样的物质。另外也可以使用电解液代替电解质层36。

[电池的制造方法]

随后，对本技术的第三实施方式涉及的电池的制造方法的一例进行说明。

首先，在正极33以及负极34分别涂覆包含溶媒、电解质盐、高分子化合物和混合溶剂的前驱溶液，使混合溶剂挥发从而形成电解质层36。随后，将正极引线31通过焊接安装到正极集电体33A的端部，并将负极引线32通过焊接安装到负极集电体34A的端部。随后，在经由隔膜35将形成有电解质层36的正极33以及负极34层叠而成叠层体之后，将该叠层体沿其长度方向卷绕，且在最外周部粘合保护胶带37从而形成卷绕式电极体30。最后，例如，在外包装材40之间夹入卷绕式电极体30，使外包装材40的外缘部彼此通过热熔合等从而贴合并封装。此时，在正极引线31以及负极引线32与外包装材40之间***贴合膜41。据此，能够获得图5以及图6所示的电池。

另外，也可以以如下方式制作该电池。首先如上所述制作正极33以及负极34，且在正极33以及负极34安装正极引线31以及负极引线32。随后，经由隔膜35层叠正极33以及负极34并卷绕，在最外周部粘合保护胶带37，从而形成卷绕体。随后，将该卷绕体夹于外包装材40中，将除了一边以外的外周缘部热熔合从而形成袋状，从而将该卷绕体收容于外包装材40的内部。随后，准备包含溶媒、电解质盐、作为高分子化合物的原料的单体、聚合引发剂和根据需要而决定的聚合抑制剂等其他材料的电解质用组成物，并且注入到外包装材40的内部。

随后，在将电解质用组成物注入到外包装材40内之后，在真空气氛条件下将外包装材40的开口部热熔合并密封。随后，通过加热而使单体聚合成为高分子化合物从而形成凝胶状电解质层36。根据以上能够获得图5以及图6所示的电池。

<4应用例1>

“作为应用例的电池包以及电子设备”

在应用例1中，对具备第二或者第三实施方式涉及的电池包以及电子设备进行说明。

[电池包以及电子设备的构成]

以下，参照图7对作为应用例的电池包300以及电子设备400的一个构成例进行说明。电子设备400具备电子设备主体的电路401和电池包300。电池包300经由正极端子331a以及负极端子331b相对于电路401电连接。电子设备400为例如电池包300能够由用户自由拆装的结构。此外，电子设备400的结构并非限制于此，也可以具有如下结构，即，电池包300以不能由用户将电池包300从电子设备400拆卸的方式内置于电子设备400内。

在电池包300充电时，电池包300的正极端子331a、负极端子331b被分别连接到充电器(图中没示出)的正极端子、负极端子。另一方面，在电池包300放电(使用电子设备400时)时，电池包300的正极端子331a、负极端子331b被分别连接到电路401的正极端子、负极端子。

作为电子设备400，能够举出例如笔记本型个人电脑、平板电脑、便携式电话(例如智能手机等)、便携式信息终端(Personal Digital Assistants(个人数字助理)：PDA)、显示装置(LCD(液晶显示器)、EL(发光二极管)显示器、电子纸等)、摄像装置(例如数字静物摄影机、数字视频录像机等)、音响设备(例如便携式音频播放器)、游戏设备、无绳电话分机、电子书籍、电子辞典、收音机、头戴式耳机、导航系统、存储卡、心脏起搏器、助听器、电动工具、电动剃具、冰箱、空调装置、电视机、立体声音响、热水器、微波炉、洗碗机、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、负载调节器(load conditioner)、信号机等，但并非限制于此。

(电路)

电路401具备例如CPU(中央处理器)、周边逻辑部、接口部以及记忆部等，并且控制电子设备400的整体。

(电池包)

电池包300具备组电池301和充放电电路302。组电池301构成为将多个二次电池301a串联以及/或并联连接。例如以n个并联m个串联(n、m为正整数)的方式连接多个二次电池301a。此外，在图7中示出了以2个并联3个串联(2P3S)的方式连接6个二次电池301a的例子。作为二次电池301a能够使用第二、第三实施方式涉及的电池。

在此，对电池包300具备由多个二次电池301a构成的组电池301的情况进行了说明，但是电池包300也可以采用代替组电池301而具备一个二次电池301a的构成。

充放电电路302为控制组电池301的充放电的控制部。具体为，在充电时充放电电路302控制对组电池301的充电。另一方面，在放电时(即在使用电子设备400时)，充放电电路302控制对电子设备400的放电。

<5应用例2>

“作为应用例的车辆中的蓄电系统”

对将本公开应用于车辆用的蓄电系统的例子，参照图8进行说明。在图8中，简要地示出采用适用了本公开的串联混合动力系统的混合动力车辆的构成的一例。串联混合动力系统为使用通过引擎工作的发电机所发出的电力或者将其暂时储存于电池中的电力并通过电力驱动力转换装置来行驶的车辆。

在该混合动力车辆7200搭载有引擎7201、发电机7202、电力驱动力转换装置7203、驱动轮7204a、驱动轮7204b、车轮7205a、车轮7205b、电池7208、车辆控制装置7209、各种传感器7210、充电口7211。对于电池7208应用了上述的本公开的蓄电装置。

混合动力车辆7200以电力驱动力转换装置7203作为动力源来行驶。电力驱动力转换装置7203的一个例子为马达。电力驱动力转换装置7203通过电池7208的电力来工作，且该电力驱动力转换装置7203的旋转力被传达至驱动轮7204a、7204b。此外，通过在所需位置使用直流-交流(DC-AC)或者逆转换(AC-DC转换)，电力驱动力转换装置7203既能够应用交流马达也能够应用直流马达。各种传感器7210经由车辆控制装置7209时而控制引擎旋转数，时而控制图中没示出的节流阀的打开程度(节气门开度)。各种传感器7210包括速度传感器、加速度传感器、引擎旋转数传感器等。

引擎7201的旋转力传到发电机7202，且通过该旋转力由发电机7202产生的电力能够储存到电池7208。

若混合动力车辆通过图中没示出的制动机构减速，则该减速时的阻力作为旋转力附加到电力驱动力转换装置7203，并且通过该旋转力而由电力驱动力转换装置7203产生的再生电力被储存到电池7208中。

电池7208通过连接到混合动力车辆的外部电源，以充电口211作为输入口从该外部电源接受供电，并且能够储存接受到的电力。

虽然图中没示出，也可以具备信息处理装置，该信息处理装置基于关于二次电池的信息而进行关于车辆控制的信息处理。作为这样的信息处理装置有，例如，基于关于电池剩余量的信息而进行电池剩余量显示的信息处理装置等。

此外，以上以一种使用通过引擎工作的发电机所发出的电力或者将其暂时储存于电池中的电力从而通过马达行驶的串联式混合动力汽车为例进行了说明。然而，本公开也能够有效地应用于并联式混合动力车，在该并联式混合动力车中引擎与马达的输出均为驱动源，且通过适当切换使用仅以引擎行驶、仅以马达行驶、以引擎与马达行驶这样的三个方式。进一步对于不使用引擎而仅以驱动马达驱动行驶的所谓电动车辆也能够有效应用本公开。

以上对能够应用本公开涉及的技术的混合动力车辆7200的一个例子进行了说明。本公开涉及的技术优选能够应用于以上所说明的构成中的电池7208。

<6应用例3>

“作为应用例的住宅中的蓄电系统”

对应用了本公开的住宅用蓄电系统的例子，参照图9进行说明。例如，在住宅9001用的蓄电系统9100中，经由电力网9009、信息网9012、智能电表9007、电力集线器9008等从火力发电9002a、核能发电9002b、水力发电9002c等集中型电力系统9002将电力供给到蓄电装置9003。于此同时，从自发电用发电装置9004等的独立电源将电力供给到蓄电装置9003。将供给到蓄电装置9003的电力进行蓄电。使用蓄电装置9003对在住宅9001所使用的电力进行供电。且不限于住宅9001对大厦也能够使用同样的蓄电系统。

在住宅9001设置有发电装置9004、电力消费装置9005、蓄电装置9003、控制各装置的控制装置9010、智能电表9007、取得各种信息的传感器9011。各装置通过电力网9009以及信息网9012连接。利用太阳能电池、燃料电池等作为发电装置9004，且将发电而得到的电力供给到电力消耗装置9005以及/或蓄电装置9003。电力消耗装置9005为冰箱9005a、空调装置9005b、电视机9005c、浴室9005d等。进一步，在电力消耗装置9005中包括电动车辆9006。电动车辆9006为电动汽车9006a、混合动力汽车9006b、电动摩托车9006c。

对蓄电装置9003应用的上述本公开的电池单元。蓄电装置9003由二次电池或者电容器构成。例如，通过锂离子电池来构成。锂离子电池可以为固定型也可以用于电动车辆9006。智能电表9007具备测定商业电力的使用量以及将所测定的使用量发送到电力公司的功能。电力网9009也可以为直流供电、交流供电、非接触供电中的任意一种或组合多种。

各种传感器9011为例如人体传感器、亮度传感器、物体检测传感器、功耗传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。通过各种传感器9011所取得的信息被发送到控制装置9010。通过来自于传感器9011的信息，能够把握气象状态、人的状态等并且自动地控制电力消耗装置9005从而使能源消耗为最小。进一步，控制装置9010能够经由互联网将关于住宅9001的信息发送到外部的电力公司等。

通过电力集线器9008来实现电力线的分支、直流交流转换等的处理。作为与控制装置9010连接的信息网9012的通信方式有：使用UART(Universal AsynchronousReceiver-Transmitter：非同步串行通信用收发电路)等的通信接口的方法、利用根据Bluetooth(注册商标，蓝牙协议)、ZigBee(注册商标，紫蜂协议)、Wi-Fi(无线热点)等的无线通信标准等的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方式应用于多媒体通信，从而能够进行一对多连接的通信。ZigBee(注册商标)为使用IEEE(Institute of Electrical andElectronics Engineers，电气电子工程师协会)802.15.4的物理层的通信协议的无线通信标准。IEEE802.15.4是被称为PAN(Personal Area Network，个人区域网络)或者W(Wireless)PAN(无线个人区域网络)的短距离无线网络标准的名称。

控制装置9010与外部服务器9013连接。该服务器9013可以由住宅9001、电力公司、服务运营商中的任一方来管理。服务器9013收发的信息为例如功耗信息、生活模式信息、电费、天气信息、自然灾害信息、关于电力交易的信息。这些信息可以通过家庭内电力消耗装置(例如电视机)来收发信息，也可以通过家庭外装置(例如移动电话等)来收发信息。这些信息可以显示在具有显示功能的设备例如电视机、便携式电话机、PDA(Personal DigitalAssistants，个人数字助理)等。

控制各部的控制装置9010由CPU(CentralProcessing Unit，中央处理器)、RAM(Random Access Memory，随机存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等构成，在此例中收藏于蓄电装置9003。控制装置9010通过信息网9012与蓄电装置9003、自发电用发电装置9004、电力消耗装置9005、各种传感器9011和服务器9013连接。此外，也可以另外具备在电力市场中进行电力交易的功能等。

如上所述，蓄电装置9003不仅能够储存火力9002a、核能9002b、水力9002c等集中型电力系统9002的电力还能够储存自发电用发电装置9004(光伏发电、风力发电)的发电电力。从而，即使自发电用发电装置9004的发电电力发生变动，也能够进行使向外部输出的电量为一定或者仅按需放电这样的控制。例如能够为如下使用方法：在将光伏发电所获得的电力储存到蓄电装置9003的同时，在夜间将电费便宜的深夜电力储存到蓄电装置9003，在白天费用较高的时间段使通过蓄电装置9003蓄积的电力放电来利用。

此外，在此例中，以控制装置9010收藏于蓄电装置9003内为例进行了说明，但是可以为收藏于智能电表9007内，也可以单独构成。进一步，蓄电系统9100可以以集合住宅中的多个家庭为对象来使用，也可以以多个独立式住宅为对象来使用。

以上，对于能够应用本公开涉及的技术的蓄电系统9100的一例进行了说明，在上述所说明的构成中，本公开涉及的技术优选应用于具有蓄电装置9003的二次电池。

实施例

以下，通过实施例对本技术进行具体说明，但本技术并非仅限制于这些实施例。

在本实施例中，单个正极活性物质颗粒的平均晶界数为根据第一实施方式的“单个正极活性物质颗粒的平均晶界数的计算方法”求得的值。

[实施例1-1至1-4、比较例1-1至1-3]

(正极活性物质的制作工艺)

以如下方式制作了正极活性物质。首先，以氢氧化钴为原料通过焙烧生成Co₃O₄。随后将作为锂化合物的Li₂CO₃粉末与作为过渡金属化合物的Co₃O₄粉末混合，通过干燥、煅烧来制作钴酸锂(LiCoO₂)，并且将其分粒从而获得了正极活性物质。

此外，在上述正极活性物质的制作工艺中，通过实施以的下方法(1)至(3)从而设为降低了晶界的个数的正极活性物质。

(1)抑制杂质引起的晶核的方法

通过使原料中所包含的非金属系离子为100ppm以下且金属系离子为40ppm，从而抑制了杂质引起的晶核。在此，在对LiCoO₂不添加添加元素的情况下进行了说明，但也可以对LiCoO₂添加添加元素，在此情况下，添加元素为除去了不纯物以外的物质。

(2)抑制通过Co₃O₄原料的相转移产生晶界的方法

Co₃O₄在900℃左右的温度下相转移为CoO，从而存在通过该相转移诱发产生晶界的情况。在此，在以氢氧化钴作为原料通过焙烧生成Co₃O₄的情况下，将生成温度设为800℃以下。

根据同样的理由，在LiCoO₂的生成中，在混合Li₂CO₃和Co₃O₄之后以在低温350℃至600℃的范围内预烧，且在850℃以下进行最终的热处理。

(3)抑制通过粉碎、热处理产生晶界的方法

通过粉碎LiCoO₂而产生了缺陷，在基于粉碎后的热处理的缺陷修复过程中存在形成晶界的情况。为了抑制在这样的修复过程中产生晶界，不进行粉碎而将分粒而得的LiCoO₂作为正极活性物质来使用。

在此，对组合了上述方法(1)至(3)的情况进行了说明，可以单独使用上述方法(1)至(3)中的一种，也可以组合使用两种。然而，为了更加降低正极活性物质颗粒内的晶界的个数，优选组合全部3种上述方法(1)至(3)。

随后，混合降低了晶界的个数的正极活性物质(钴酸锂)和市售的正极活性物质(钴酸锂)从而获得混合粉。此时，通过调整降低了晶界的个数的正极活性物质和市售的正极活性物质的混合比(重量比)，从而使混合粉中的单个正极活性物质颗粒的平均晶界数变化为在0.22以上且2.25以下的范围内。

(正极的制作工艺)

使用如上所述而获得的混合粉(正极活性物质)，如下制作正极。首先，使正极活性物质(表面被覆型LiCoO₂颗粒的粉末)、导电剂(碳黑)和粘结剂(聚偏氟乙烯)以达到正极活性物质：导电材料：粘结剂＝90：5：5的重量比的方式来混合从而获得正极合剂。随后，对该正极合剂添加适量N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混揉成为正极合剂浆料之后，通过使该正极合剂浆料在正极集电体(Al箔)上涂覆并干燥从而形成正极活性物质层。最后，通过使用轧机将正极活性物质层压缩成型从而获得了正极。

(负极的制作过程)

以如下方法制作负极。首先，以使负极活性物质(石墨材料)和粘结剂(聚偏氟乙烯)达到负极活性物质：粘结剂＝95：5的重量比的方式来混合从而获得负极合剂。随后，对该负极合剂添加适量N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混揉成为负极合剂浆料之后，通过使该负极合剂浆料在负极集电体(Cu箔)上涂覆并干燥从而形成负极活性物质层。最后，通过使用轧机将负极活性物质层压缩成型从而获得了负极。

(非水电解液的调制工艺)

以如下方法调制了非水电解液。首先，使碳酸乙烯酯(EC)和碳酸二甲酯(DMC)以质量比达到EC：DMC等于1：1的方式混合从而调制混合溶媒。随后，将六氟化磷酸锂(LiPF₆)作为电解质盐以1mol/kg的浓度溶解于该混合溶媒从而调制了非水电解液。

(电池的制作工艺)

以如下方法制作了层压膜式电池。首先，在将正极引线、负极引线分别焊接到如上所述所获得的正极、负极之后，经由由聚乙烯微多孔质膜构成的隔膜交替层叠正极以及负极从而获得了电极体。

随后，将该电极体装填于外包装材之间，且使其成为热熔合外包装材的三边而一边不进行热熔合从而具有开口的方式。作为外包装材使用了从最外层依次层叠了25μm厚的尼龙膜、40μm厚的铝膜和30μm厚的聚丙烯膜而成的防湿性铝层压膜。随后，将非水电解液从外包装材的开口注入，并且将外包装材的剩下的一边在减压下热熔合进而密封电极体。据此，获得了目标的层压膜式电池。此外，该层压膜式电池被设计为调整正极活性物质量与负极活性物质量以便在完全充电时开电路电压(即电池电压)达到4.25V。

[实施例2-1至2-4、比较例2-1至2-3]

除了在设计为调整正极活性物质量与负极活性物质量以便在完全充电时开电路电压(即电池电压)达到4.30V以外，以与实施例1-1至1-4、比较例1-1至1-3同样的方式获得了层压膜式电池。

[实施例3-1至3-4、比较例3-1至3-3]

除了在设计为调整正极活性物质量与负极活性物质量以便在完全充电时开电路电压(即电池电压)达到4.35V以外，以与实施例1-1至1-4、比较例1-1至1-3同样的方式获得了层压膜式电池。

[实施例4-1至4-4、比较例4-1至4-3]

除了在设计为调整正极活性物质量与负极活性物质量以便在完全充电时开电路电压(即电池电压)达到4.40V以外，以与实施例1-1至1-4、比较例1-1至1-3同样的方式获得了层压膜式电池。

[实施例5-1至5-4、比较例5-1至5-3]

除了在设计为调整正极活性物质量与负极活性物质量以便在完全充电时开电路电压(即电池电压)达到4.45V以外，以与实施例1-1至1-4、比较例1-1至1-3同样的方式获得了层压膜式电池。

[实施例6-1至6-4、比较例6-1至6-3]

除了在设计为调整正极活性物质量与负极活性物质量以便在完全充电时开电路电压(即电池电压)达到4.50V以外，以与实施例1-1至1-4、比较例1-1至1-3同样的方式获得了层压膜式电池。

(循环特性)

通过如下方法求出了以如上方法获得的电池的放电容量维持率。首先，在25℃下进行了100次循环的充放电操作，并且求出了“初次放电容量”以及“第一百次循环时的放电容量”。此外，将以下的充放电操作设为一次循环。即，继把每克正极活性物质的充电电流设为20mA、充电电压设为4.25V(实施例1-1至1-4、比较例1-1至1-3)、4.30V(实施例2-1至2-4、比较例2-1至2-3)、4.35V(实施例3-1至3-4、比较例3-1至3-3)、4.40V(实施例4-1至4-4、比较例4-1至4-3)、4.45V(实施例5-1至5-4、比较例5-1至5-3)、4.50V(实施例6-1至6-4、比较例6-1至6-3)的定电流定电压充电操作，进行把每克正极活性物质的放电电流设为20mA，放电电压设为3V的定电流放电操作，从而将进行了这样的处理设为一次循环。随后，使用“初次放电容量”以及“第一百次循环时的放电容量”求出了放电容量维持率(％)(＝((第一百次循环时的放电容量)/(初次放电容量))×100)。

图10为示出单个正极活性物质颗粒的平均晶界数与循环特性的关系的曲线图。根据图10可知如下事项。在使用了单个正极活性物质颗粒的平均晶界数为0.58以上的正极活性物质的电池中循环特性降低。特别是在高于4.40V的高电位电压的电池中循环特性显著降低。另一方面，在使用了单个正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58的正极活性物质的电池中，获得了良好的循环特性。特别是，在使用了单个正极活性物质颗粒的平均晶界数为0.45以下的正极活性物质的电池中循环特性变得良好。

图11A为单个LiCoO₂颗粒的平均晶界数为0.23的LiCoO₂颗粒粉的截面的SIM图像。图11B为单个LiCoO₂颗粒的平均晶界数为2.25的LiCoO₂颗粒粉的截面的SIM图像。图12为NCA类正极活性物质颗粒的截面的TEM(透射电镜)图像。

NCA类正极活性物质如图12所示具有包含数百nm至数μm程度的一次颗粒的二次颗粒状的形态。在此为形态的情况下，由于二次颗粒中的一次颗粒界面相当于LiCoO₂类正极活性物质的晶界，通常其平均晶界数变得比LiCoO₂类正极活性物质更多(参照图11A、图11B、图12)。从而，可知本技术应用于具有层状岩盐型结构的正极活性物质中的LiCoO₂类正极活性物质是特别有效的。

以上，对本技术的实施方式及其变形例以及实施例进行了具体的说明，但是本技术并非限制于上述实施方式及其变形例以及实施例，而是能够基于本技术的技术思想实施各种变形。

例如，在上述实施方式及其变形例以及实施例中举出的构成、方法、工艺、形状、材料以及数值等不过为例子，也可以根据需要使用与此不同的构成、方法、工艺、形状、材料以及数值等。另外，化合物等的化学式为具有代表性的化学式，若为相同化合物的通用名称并非限制于所记载的价数等。

另外，只要没有脱离本技术的主旨，能够相互组合上述实施方式及其变形例以及实施例的构成、方法、工艺、形状、材料以及数值等。

另外，在上述实施方式以及实施例中，对将本技术应用于圆筒式以及层压膜式二次电池的例子进行了说明，但是对电池的形状没有特别的限制。例如，对于四方式或硬币式等的二次电池也能够应用本技术，也能够对智能手表、头戴式显示器、iGlass(注册商标)等的可穿戴式终端所搭载的柔性电池等应用本技术。

另外，在上述实施方式以及实施例中，对将本技术应用于卷绕式以及堆叠式的二次电池的例子进行了说明，但是电池的结构并非限制于此，例如，也能够对具有将正极以及负极折叠的构造的二次电池等应用本技术。

另外，在上述实施方式以及实施例中，对将本技术应用于锂离子二次电池以及锂离子聚合物二次电池的例子进行了说明，但是能够应用本技术的电池种类并非限制于此。例如，也能够对全固体锂离子二次电池等的全固体电池应用本技术。

应用了本技术的全固体电池具备，例如，具有正极集电体以及正极活性物质层的正极、具有负极集电体以及负极活性物质层的负极、固体电解质层和容纳正极、负极以及固体电解质的外包装材。正极活性物质层包含第一实施方式涉及的正极活性物质与固体电解质。负极活性物质层包含负极活性物质与固体电解质。在具有上述构成的全固体电池中，由于正极包含第一实施方式涉及的正极活性物质从而能够获得良好的循环特性。

具有上述构成的全固体电池以例如如下方法来制作。首先，通过在正极集电体上形成包含正极活性物质和固体电解质的正极活性物质层从而制作正极。随后，通过在负极集电体上形成包含负极活性物质和固体电解质的负极活性物质层从而制作负极。随后，在以正极和负极夹持固体电解质并煅烧而形成了叠层体之后，将该叠层体夹入外包装材之间且将外包装材的周缘部热熔合。据此能够获得目标的全固体电池。

另外，在上述实施方式以及实施例中，对电极具备集电体和活性物质层的构成的例子进行了说明，但是电极的构成并非限制于此。也可以为例如电极仅包含活性物质层的构成。

另外本技术也能够采用以下的构成。

(1)一种电池，具备：

正极、负极和电解质，

上述正极包含正极活性物质颗粒的粉末，

单个上述正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58。

(2)根据(1)中记载的电池，其中，

上述正极活性物质颗粒包含具有层状岩盐型结构的锂过渡金属复合氧化物。

(3)根据(2)中记载的电池，其中，

上述锂过渡金属复合氧化物为钴酸锂及将钴酸锂的钴由其他金属元素置换的物质中的至少一种。

(4)根据(2)中记载的电池，其中，

上述锂过渡金属复合氧化物具有由以下式(1)表示的平均组成，

Li_rCo_(1-s)M_sO_(2-t)F_u……(1)

(其中，在式(1)中M表示由镍、锰、镁、铝、硼、钛、钒、铬、铁、铜、锌、钼、锡、钙、锶以及钨构成的组中的至少一种。r、s、t以及u为0.8≤r≤1.2、0≤s＜0.5、﹣0.1≤t≤0.2、0≤u≤0.1的范围内的值。此外，锂的组成根据充放电的状态而不同，r的值表示完全放电状态时的值。)。

(5)根据(4)中记载的电池，其中，

上述式(1)中的M为铝、镁以及钛中的至少一种。

(6)根据(1)至(5)中的任一项记载的电池，其中，

单个上述正极活性物质颗粒的平均晶界数为0.5以下。

(7)根据(1)至(6)中的任一项记载的电池，其中，

满充电状态下的上述正极的电位高于4.20V(vsLi/Li⁺)。

(8)根据(1)至(7)中的任一项记载的电池，其中，

满充电状态下的上述正极的电位高于4.40V(vsLi/Li⁺)。

(9)一种正极活性物质，包含：

正极活性物质颗粒的粉末，

单个上述正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58。

(10)一种正极，包含：

正极活性物质颗粒的粉末，

单个上述正极活性物质颗粒的平均晶界数小于0.58。

(11)一种电池包，具备：

(1)至(8)中的任一项中记载的电池；以及

控制上述电池的控制部。

(12)一种电子设备，具备：

(1)至(8)中的任一项中记载的电池，

上述电子设备接受来自上述电池的电力供给。

(13)一种电动车辆，具备：

(1)至(8)中的任一项中记载的电池；

转换装置，接受来自上述电池的电力供给并转换为车辆的驱动力；以及

控制装置，基于关于上述电池的信息进行关于车辆控制的信息处理。

(14)一种蓄电装置，具备：

(1)至(8)中的任一项中记载的电池，

上述蓄电装置向与上述电池连接的电子设备供给电力。

(15)一种电力系统，具备：

(1)至(8)中的任一项中记载的电池，

上述电力系统接受来自上述电池的电力供给。

符号说明

11 电池罐 12、13 绝缘板

14 电池盖 15 安全阀机构

15A 圆盘板 16 热敏电阻元件

17 垫圈 20 卷绕式电极体

21 正极 21A 正极集电体

21B 正极活性物质层 22 负极

22A 负极集电体 22B 负极活性物质层

23 隔膜 24 中心销

25 正极引线 26 负极引线。