JP2003007345A

JP2003007345A - リチウム二次電池

Info

Publication number: JP2003007345A
Application number: JP2002110873A
Authority: JP
Inventors: Noriyuki Aoshima; 敬之青島; Iwao Soga; 巌曽我
Original assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Current assignee: Mitsubishi Chemical Corp
Priority date: 2001-04-16
Filing date: 2002-04-12
Publication date: 2003-01-10

Abstract

(57)【要約】【課題】リチウムニッケル複合酸化物を正極活物質と
したリチウム二次電池の過充電に対する安全性を高め
る。【解決手段】リチウムニッケル複合酸化物を正極活物
質としたリチウム二次電池要素１をケース２，３内に収
納してなるリチウム二次電池。リチウムニッケル複合酸
化物の比表面積は０．１〜１０ｍ^２／ｇであり、電池表
面積Ｓ（ｃｍ^２）と電池容量Ｃ（ｍＡｈ）との比である
表面積容量比Ｓ／Ｃが０．０５〜５である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はリチウム二次電池に
係り、詳しくは、正極活物質としてリチウムニッケル複
合酸化物を用いた電池要素をケース内に収納してなるリ
チウム二次電池であって、過充電時の安全性を高めたリ
チウム二次電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年開発されてきている高エネルギー密
度のリチウム二次電池（本明細書では、「リチウム二次
電池」を単に「二次電池」又は「電池」と称す場合があ
る。）は、そのエネルギー密度の高さ故に、安全性の確
保、とりわけ過充電に対する安全性の確保が重要となっ
ている。その理由は以下の通りである。

【０００３】即ち、リチウム二次電池を充電する際に、
何らかの原因で所定以上の電流や電圧が加わったり、所
定以上の容量が充電されたりすると、リチウム二次電池
が過充電状態となる。その結果、リチウム二次電池を構
成する材料である正極活物質又は負極活物質が化学的に
不安定な状態となったり、電極間の内部短絡等が起こっ
たりすることが原因となる、電池温度の過度な上昇等が
発生する可能性が高い。実際に、リチウム二次電池で
は、過充電状態になると電解液等の分解によるガスが発
生する場合がある。このガス発生は、電池の破裂、漏液
等を起こしやすくするばかりでなく、この状態が続くこ
とによって最終的に電池温度が過度に上昇し、電池が発
火、爆発する場合がある。

【０００４】このため、従来、過充電の防止対策につい
て種々の検討がなされ、例えば次の〜ような対策が
提案されてきた。電池外部に付属させた電子回路（安全回路）によっ
て、過充電状態で電池が危険な状態となると充電電流を
制御する方法。過充電時の電解液等の分解によって発生するガスを
利用し、電池の内部圧力を大きくして安全弁を機械的に
作動させて充電電流を遮断する方法。電池の温度上昇によるセパレータの融解を利用し、
セパレータの細孔を閉塞させて充電電流を遮断する方
法。満充電時の正極電位より貴な電位に酸化電位を有す
る有機添加剤を電解液に添加することにより、過充電状
態で正極電位が上昇した際に前記有機添加剤の酸化反応
を引き起こして過充電時の電池内暴走反応を制御する方
法。

【０００５】ところで、二次電池の構造面での改良技術
として、近年、ガスバリア層の両面に樹脂層を設けてな
るラミネートフィルムのような軽量の外装材を用いて平
板状ケースを構成し、この中に正極及び負極を有する電
池要素を密閉するタイプの電池が、リチウム二次電池の
分野において開発されている。このような電池は、外装
材として軽量なフィルムを用いるため、従来の金属製ケ
ースを用いた電池に比べて、電池をより軽量・小型化す
ることができ、また、ケースの構成が簡易であるためコ
スト的にも有利である。

【０００６】また、二次電池のうち、特にリチウム二次
電池の材料面の改良技術として、ＬｉＮｉＯ_２を基本組
成とする層状構造のニッケル酸リチウム等のリチウムニ
ッケル複合酸化物が、従来、リチウム二次電池の正極活
物質として使用されてきたＬｉＣｏＯ_２に代わる高容量
の材料として注目されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】前述の〜に挙げた
過充電時の電池の安全性を確保するための手段のうち、
安全回路による制御方法や安全弁による機械的電流遮断
方法は、電池に電子回路や安全弁を搭載する必要上、電
池コストが上昇したり、また電池の設計上の制約が生じ
たりするといった問題点がある。特に、前述のラミネー
トフィルムを用いた平板状ケースに電池要素を密閉する
タイプの電池は、ラミネートフィルムが形状可変性を有
するために、上記安全回路や安全弁が取り付けにくい構
造となっている。

【０００８】また、前述に挙げたセパレータを溶融さ
せて充電電流を遮断する方法では、過充電時の暴走反応
が急激であるため、セパレータの溶融が間に合わず、過
充電時の安全性を十分に確保できない場合がある。また
保液性の観点から、リチウム二次電池の電解質に非流動
性電解質であるゲル電解質を用いた場合は、セパレータ
の細孔に含浸されたゲル電解質がセパレータの溶融によ
る細孔閉塞を阻害するため、充電電流の遮断が不完全に
なることがある。また、前述に挙げた有機添加剤など
の過充電防止剤を電解液に添加することによって過充電
時の電池内暴走反応を制御する方法では、通常の電池の
充放電に直接関与しない過充電防止剤を電解液に添加す
るために、過充電特性以外の電池性能に悪影響を与える
場合がある。さらに、過充電時の過充電防止剤の酸化反
応の結果ガスが発生し、この発生ガスによる使用機器の
腐食や有機ガス等の有毒ガスの漏洩等が懸念される。

【０００９】このように、過充電時の安全対策として、
十分に満足し得る技術は未だ提供されていない。一方、
リチウム二次電池の高容量正極活物質として注目されて
いるリチウムニッケル複合酸化物を用いたリチウム二次
電池では、正極内で粒子状態で存在するリチウムニッケ
ル複合酸化物の表面の反応性が高いことに由来して、相
対的に過充電時の安全性等が低下する傾向にある。

【００１０】従って、リチウムニッケル複合酸化物を正
極活物質として用いるリチウム二次電池においては、過
充電時におけるより一層確実な安全対策の開発が望まれ
る。

【００１１】更には、近年、携帯電話等の人間が持ち歩
く機器の電源としてリチウム二次電池が用いられるよう
になるにつれ、より高い安全性が電池に要求されるよう
になっている。また、安全弁又は安全回路の簡略化によ
るコスト削減要求等もあり、リチウム二次電池そのもの
の本質的な安全性を向上させることが強く望まれてい
る。

【００１２】本発明は上記従来の実状に鑑みなされたも
ので、その目的は、正極活物質としてリチウムニッケル
複合酸化物を使用したリチウム二次電池であって、過充
電に対する安全性がより向上したリチウム二次電池を提
供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成するために鋭意検討した結果、特定の比表面積の
リチウムニッケル複合酸化物を使用することを前提とし
て、この場合にリチウム二次電池の容量当たりの表面積
の値を所定の範囲とすることによって、過充電時の安全
性が向上することを見出し本発明を完成した。すなわち
本発明の要旨は、リチウムとニッケルとを含有するリチ
ウムニッケル複合酸化物を正極活物質としたリチウム二
次電池要素をケース内に収納してなるリチウム二次電池
において、該リチウムニッケル複合酸化物の比表面積が
０．１〜１０ｍ^２／ｇであり、且つ、電池表面積Ｓ（ｃ
ｍ^２）と電池容量Ｃ（ｍＡｈ）との比である表面積容量
比Ｓ／Ｃが０．０５〜５であるリチウム二次電池に存す
る。

【００１４】なお、本発明における電池表面積（Ｓ）及
び電池容量（Ｃ）は、以下に定義する通りである。

【００１５】［電池表面積（Ｓ）］電池表面積Ｓは、電
池要素を収納するケースの外側の表面積を意味する。即
ち、ケースとして、例えばガスバリア層と樹脂層とが積
層されたラミネートフィルムを使用する場合、当該ラミ
ネートフィルムの表面積を指し、また、ケースとして金
属ケースを使用した場合は、当該金属部分の表面積を指
す。

【００１６】なお、電池ケースは、その全ての部分が放
熱に寄与するとは限らず、例えば、後述する外装材の周
縁部の接合片部は放熱に寄与する度合いは小さい。しか
しながら、一般に電池においてこのような接合片部の全
表面積に占める割合は小さいことから、電池表面積Ｓと
して、ケースの外側全体の表面積を用いることで、過充
電時の安全性の良否の基準とすることができる。

【００１７】［電池容量（Ｃ）］電池容量は、４．２Ｖ
から３．０Ｖまで放電した場合に取り出しうる最大の容
量である。具体的には、４．２Ｖの満充電状態から１０
時間で３．０Ｖになるような電流値で３．０Ｖまで放電
したときに得られる放電容量のことである。

【００１８】なお、電池の満充電状態は、通常、４．２
Ｖになるまで１ＣｍＡで定電流充電を行い、次いで、１
時間における充電電流値Ｉｃの変化：ｄＩｃ／ｄｔが１
０％以内となるまで４．２Ｖでの定電圧充電を行って得
ることができる。前記定電圧充電についてより詳細に説
明すれば、時間（ｔ）における充電電流がＸｍＡの場合
に、１時間後の時間（ｔ＋１時間）における充電電流が
０．９ＸｍＡより大きくなった場合には、充電が終了す
ることになる。

【００１９】前述の如く、リチウムニッケル複合酸化物
は粒子状態で正極内に存在する。そして、この粒子状の
リチウムニッケル複合酸化物（本発明においては、粒子
状のリチウムニッケル複合酸化物を単にリチウムニッケ
ル複合酸化物という場合がある。）は、その粒子表面で
の反応性が高く、その結果、過充電時の安全性に問題が
あるとされてきた。従って、過充電時の安全性向上のた
めには、リチウムニッケル複合酸化物の比表面積をでき
るだけ小さくして、過充電時における反応性を抑制する
方がよいと考えられていた。一方で、リチウムニッケル
複合酸化物の比表面積を小さくすることは、高い電流値
での充放電特性（レート特性）等の電池特性を悪化させ
る傾向がある。そして、この比表面積に由来する問題
が、従来、リチウムニッケル複合酸化物を使用したリチ
ウム二次電池の実用化を妨げる原因の一つともなってい
た。

【００２０】本発明では、このようなリチウムニッケル
複合酸化物の比表面積を小さくして過充電時の反応性を
低下させようとする従来の技術思想とは全く異なる観点
から、リチウムニッケル複合酸化物の高い表面反応性を
逆に利用して、過充電時のリチウム二次電池自体の安全
性を確保する。

【００２１】即ち、過充電時にリチウムニッケル複合酸
化物の表面で反応が起こった場合、リチウムニッケル複
合酸化物の表面は元の状態から変化して失活する。そし
て、このようにリチウムニッケル複合酸化物の表面が失
活すると、リチウムニッケル複合酸化物の内部に存在す
る失活していないリチウムニッケル複合酸化物の部分が
分解反応を起こさず不活性となるので、暴走反応が起こ
らなくなる。従って、リチウムニッケル複合酸化物表面
での失活に伴ってリチウムニッケル複合酸化物の表面で
の反応が抑制されると共に、前記粒子内部に存在する不
活性となるリチウムニッケル複合酸化物部分が増加する
ため、リチウム二次電池は安全な状態となる。この場合
は、失活した部分は反応性が低下し暴走反応に関与しな
いため、失活する部分が多いほど電池の安全性は高まる
ことになる。そして、リチウムニッケル複合酸化物の失
活は、粒子状のリチウムニッケル複合酸化物表面での反
応で進行することから、従来の思想とは異なり比表面積
が大きい方がリチウムニッケル複合酸化物における失活
する部分の割合が高くなるため、電池はより安全な状態
に移行しやすいことになる。

【００２２】しかしながら、リチウムニッケル複合酸化
物の表面での失活に伴い反応熱が発生する。このため、
この反応熱の生成速度が速くなりすぎると、上記反応熱
による電池温度の上昇が大きくなり、過充電時の暴走反
応が引き起されるようになる。本発明においては、上記
反応熱が大きくなるような場合においても、リチウム二
次電池の容量に対してリチウム二次電池全体の表面積を
相対的に大きくしているため、前記反応熱の放熱が促進
され、電池の暴走反応を抑制することができるのであ
る。

【００２３】即ち、本発明では、特定の比表面積を有す
るリチウムニッケル複合酸化物を用いることにより、過
充電時においてリチウムニッケル複合酸化物を積極的に
失活させてリチウム二次電池を迅速に安全な状態にしつ
つ、リチウム二次電池の容量に対する表面積の割合を規
定することによって、前記失活によって生じる反応熱を
効率よく放出して、過充電時におけるリチウム二次電池
の安全性をより確実に確保することができるのである。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明のリチウム二次電池は、リ
チウムとニッケルとを含有するリチウムニッケル複合酸
化物を正極活物質としたリチウム二次電池要素をケース
内に収納してなるリチウム二次電池において、該リチウ
ムニッケル複合酸化物の比表面積が０．１〜１０ｍ^２／
ｇであり、且つ、電池表面積Ｓ（ｃｍ^２）と電池容量Ｃ
（ｍＡｈ）との比である表面積容量比Ｓ／Ｃが０．０５
〜５である。

【００２５】このようなリチウム二次電池とすることに
より、過充電時の温度上昇を低く保ちつつも、リチウム
ニッケル複合酸化物表面を積極的に失活させて、電池を
確実に安全な状態にすることができるようになる。

【００２６】本発明において、リチウムニッケル複合酸
化物の比表面積が大きすぎると、電池の容量が低下す
る。また、塗料化した際の粘度上昇などにより、製造工
程に困難を来す。また、小さすぎると、レート特性、サ
イクル特性等の電池性能を低下させる傾向にある。従っ
て比表面積は、０．１ｍ^２／ｇ以上、好ましくは０．５
ｍ^２／ｇ以上、より好ましくは１ｍ^２／ｇ以上であり、
一方、１０ｍ^２／ｇ以下、好ましくは５ｍ^２／ｇ以下、
より好ましくは３ｍ^２／ｇ以下とする。比表面積を上記
範囲とすることにより、過充電時にリチウムニッケル複
合酸化物表面での失活を積極的に起こさせつつ、電池性
能、製造時の作業性等を良好に維持することができる。
なお、比表面積の測定はＢＥＴ法に従う。

【００２７】本発明において、正極活物質としては、リ
チウムニッケル複合酸化物を用いる。

【００２８】リチウムニッケル複合酸化物は、少なくと
もリチウム、ニッケル、及び酸素を含有する酸化物であ
る。リチウムニッケル複合酸化物は、単位重量あたりの
電流容量が大きく、高容量化の観点から極めて有用な正
極材料である。リチウムニッケル複合酸化物としては、
α−ＮａＣｒＯ_２構造等の層状構造を有する、ＬｉＮｉ
Ｏ_２のようなリチウムニッケル複合酸化物が好ましい。
具体的な組成としては例えば、ＬｉＮｉＯ_２、Ｌｉ_２Ｎ
ｉＯ_２、ＬｉＮｉＯ_４等を挙げることができ、好ましく
はＬｉＮｉＯ_２を挙げることができる。

【００２９】本発明に係るリチウムニッケル複合酸化物
は、リチウムサイトやニッケルサイトの一部を他の元素
で置換したものであってもよい。このような元素置換を
行うことにより、結晶構造の安定性の向上、Ｌｉ拡散の
容易化などが達成され、放電特性、容量特性、高温特
性、過充電特性の向上を図ることができる。特に、リチ
ウムニッケル複合酸化物は、Ｎｉが占めるサイトの一部
をＮｉ以外の元素で置換したものが好ましい。Ｎｉサイ
トの一部を他の元素で置換することによって、結晶構造
の安定性を向上させることができ、繰り返し充放電する
際のＮｉ元素の一部がＬｉサイトに移動して発生する容
量低下が抑制されるため、サイクル特性も向上する。さ
らに、Ｎｉサイトの一部をＮｉ以外の元素で置換するこ
とによって、電池の温度が上昇した場合のリチウムニッ
ケル複合酸化物の暴走反応も抑制され、結果として安全
性の向上につながる。

【００３０】置換する元素（以下「置換元素」と称
す。）としては、Ｆ、Ｐ、Ｓ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、
Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇ
ａ、Ｚｒ等の１種又は２種以上が挙げられ、好ましくは
Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｇａ、更
に好ましくはＣｏ、Ａｌである。Ｎｉ元素の一部をＣ
ｏ、Ａｌで置換することにより、サイクル特性、安全性
の改善効果が大きくなる。無論、ＮｉサイトやＬｉサイ
トは２種以上の他元素で置換されていてもよい。

【００３１】置換元素による置換割合は、通常、ベース
となる元素の２．５モル％以上、好ましくは５モル％以
上であり、通常ベースとなる元素の５０モル％以下、好
ましくは３０モル％以下、さらに好ましくは２０モル％
以下である。この置換割合が少なすぎるとサイクル特性
等の特性の改善効果が十分ではない場合があり、多すぎ
ると電池容量が低下する場合がある。

【００３２】尚、リチウムニッケル複合酸化物は、少量
の酸素欠損、不定比性を持っていてもよい。また、酸素
サイトの一部が硫黄やハロゲン元素で置換されていても
よい。

【００３３】本発明において、特に好ましいリチウムニ
ッケル複合酸化物は、一般式Ｌｉ_αＮｉ_ＸＣｏ_ＹＡｌ_Ｚ
Ｏ_２で表される。つまり、Ｎｉサイトの一部をＣｏ及び
／又はＡｌで置換するようなリチウムニッケル複合酸化
物が特に好ましい。Ｎｉサイトの一部をＣｏで置換する
と結晶構造が安定化し、その結果、サイクル特性を向上
させることができる。また、製造上の管理が容易になる
という利点もある。また、Ｎｉサイトの一部をＡｌで置
換すると、Ｃｏで置換する場合と同様に結晶構造が安定
化する。Ａｌで置換することにより、結晶構造の安定化
効果はＣｏより高くなるものの、容量低下の度合いは大
きくなる。一般式Ｌｉ_αＮｉ_ＸＣｏ_ＹＡｌ_Ｚにおける
α、Ｘ、Ｙ、Ｚについての通常の範囲、好ましい範囲、
更に好ましい範囲は以下の通りである（ただし、Ｘ＋Ｙ
＋Ｚは０．９〜１．１、好ましくは１である。）。

【００３４】

【表１】

【００３５】また、リチウムニッケル複合酸化物の平均
２次粒径は、通常０．１μｍ以上、好ましくは０．２μ
ｍ以上、さらに好ましくは０．３μｍ以上、最も好まし
くは０．５μｍ以上であり、通常３００μｍ以下、好ま
しくは１００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以
下、最も好ましくは２０μｍ以下である。この平均粒径
が小さすぎると電池のサイクル劣化が大きくなる場合が
あり、大きすぎると電池の内部抵抗が大きくなり、出力
が出にくくなる場合がある。

【００３６】本発明において、正極活物質としては、こ
のようなリチウムニッケル複合酸化物と共に他の正極活
物質を併用してもよい。併用の方法としては独立粒子の
混合、凝集粒子内での共存、一方をコアとし、他方を被
膜とする多層構造粒子などがある。このうち、独立粒子
の混合、多層構造粒子が特に好ましい。混合比率として
は、容量の観点から、リチウムニッケル複合酸化物の割
合が正極活物質全体の５０重量％以上となるようにする
ことが好ましい。

【００３７】リチウムニッケル複合酸化物と併用する正
極活物質としては、遷移金属酸化物、リチウムニッケル
複合酸化物以外のリチウムと遷移金属との複合酸化物、
遷移金属硫化物等各種の無機化合物が挙げられる。ここ
で遷移金属としては、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ等が用い
られる。遷移金属酸化物としては、具体的には、Ｍｎ
Ｏ、Ｖ₂ Ｏ₅ 、Ｖ₆ Ｏ₁₃、ＴｉＯ₂ 等の粉末を挙げるこ
とができる。また、リチウムニッケル複合酸化物以外の
リチウムと遷移金属との複合酸化物としては、具体的に
は、リチウムコバルト複合酸化物、リチウムマンガン複
合酸化物等の粉末を挙げることができる。さらに、遷移
金属硫化物としては、具体的には、ＴｉＳ ₂ 、ＦｅＳ、
ＭｏＳ₂ 等の粉末を挙げることができる。これらの化合
物はその特性を向上させるために部分的に元素置換した
ものであっても良い。また、ポリアニリン、ポリピロー
ル、ポリアセン、ジスルフィド系化合物、ポリスルフィ
ド系化合物、Ｎ−フルオロピリジニウム塩等の有機化合
物を用いることもできる。これらの無機化合物、有機化
合物を混合して用いても良い。

【００３８】リチウムニッケル複合酸化物と併用する上
記正極活物質の粒径は、通常１〜３０μｍ、好ましくは
１〜１０μｍとする。粒径が大きすぎても小さすぎて
も、レート特性、サイクル特性等の電池特性が低下する
傾向にある。

【００３９】これら正極活物質のうち、好ましいのは、
リチウムニッケル複合酸化物以外のリチウムと遷移金属
との複合酸化物であり、具体的には、ＬｉＣｏＯ_２等の
リチウムコバルト複合酸化物、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のリチ
ウムマンガン複合酸化物である。

【００４０】より好ましいのは、リチウムニッケル複合
酸化物と併用する正極活物質として、リチウムコバルト
複合酸化物を用いることである。リチウムコバルト複合
酸化物は、容量はリチウムニッケル複合酸化物と比較し
て劣るものの安全性の高い材料であるため、リチウムニ
ッケル複合酸化物と併用することにより、電池容量と過
充電時の安全性とのバランスを良好に保つことができる
ようになる。

【００４１】リチウムコバルト複合酸化物は、放電曲線
が平坦であるためレート特性に優れる有用な正極活物質
である。リチウムコバルト複合酸化物としては、例え
ば、層状構造を有するＬｉＣｏＯ_２等を挙げることがで
きる。また、リチウムコバルト複合酸化物は、Ｃｏが占
めるサイトの一部をＣｏ以外の元素で置換したものであ
ってもよい。Ｃｏサイトを他元素で置換することによ
り、電池のサイクル特性・レート特性が向上する場合が
ある。Ｃｏが占めるサイトの一部をＣｏ以外の元素で置
換する際の、置換元素としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃ
ｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｇ、Ｇ
ａ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｇｅ等が挙げられ、好ましくは
Ａｌ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｌｉ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｓ
ｎ、Ｓｂ、Ｇｅ、更に好ましくはＡｌ、Ｍｇ、Ｚｒ、Ｓ
ｎである。なお、Ｃｏサイトは２種以上の他元素で置換
されていてもよい。

【００４２】置換元素によりＣｏサイトを置換する場
合、その割合は通常Ｃｏ元素の０．０３モル％以上、好
ましくは０．０５モル％以上であり、通常Ｃｏ元素の３
０モル％以下、好ましくは２０モル％以下である。置換
割合が少なすぎると結晶構造の安定性向上が充分ではな
い場合があり、多すぎると電池にした場合の容量が低下
してしまう場合がある。

【００４３】リチウムコバルト複合酸化物は、通常、充
電前の基本的な組成としてＬｉＣｏＯ_２で表されるが、
前記したようにＣｏサイトの一部を他の元素で置換して
もよい。また、上記組成式において、少量の酸素欠損、
不定性があっても良く、酸素サイトの一部が硫黄やハロ
ゲン元素で置換されていてもよい。さらには、上記組成
式において、リチウム量を過剰又は不足にしたりするこ
とができる。

【００４４】リチウムコバルト複合酸化物の比表面積
は、通常０．０１ｍ^２／ｇ以上、好ましくは０．１ｍ^２
／ｇ以上、より好ましくは０．４ｍ^２／ｇ以上であり、
また通常１０ｍ^２／ｇ以下、好ましくは５．０ｍ^２／ｇ
以下、より好ましくは２．０ｍ ^２／ｇ以下である。比表
面積が小さすぎるとレート特性の低下を招き、場合によ
っては容量の低下をも招き、大きすぎると電解液等と好
ましくない反応を引き起こし、サイクル特性を低下させ
ることがある。比表面積の測定はＢＥＴ法に従う。

【００４５】リチウムコバルト複合酸化物の平均粒径
は、通常０．１μｍ以上、好ましくは０．２μｍ以上、
さらに好ましくは０．３μｍ以上、最も好ましくは０．
５μｍ以上であり、通常３００μｍ以下、好ましくは１
００μｍ以下、さらに好ましくは５０μｍ以下、最も好
ましくは２０μｍ以下である。平均粒径が小さすぎると
電池のサイクル劣化が大きくなったり、安全性に問題が
生じたりする場合があり、大きすぎると電池の内部抵抗
が大きくなり、出力が出にくくなる場合がある。

【００４６】正極活物質以外の正極を構成する材料及び
リチウム二次電池を構成するその他の材料については後
述する。

【００４７】本発明においては、リチウム二次電池の電
池表面積Ｓと電池容量Ｃとの比Ｓ／Ｃを所定の範囲に制
御する。すなわち、Ｓ／Ｃが小さすぎると、リチウムニ
ッケル複合酸化物表面の失活に伴う反応熱の発生に対し
て十分な放熱量が得られず過充電時の安全性が低下す
る。一方、Ｓ／Ｃが大きすぎると、電池のエネルギー密
度容量が低下する。従って、表面積容量比Ｓ／Ｃは、
０．０５以上、好ましくは０．１以上、特に好ましくは
０．２以上、一方、５以下、好ましくは２以下、より好
ましくは１．７以下、特に好ましくは１以下、最も好ま
しくは０．８５以下とする。表面積容量比Ｓ／Ｃを上記
範囲に制御すれば、電池のエネルギー密度容量を低下さ
せることなく、過充電時の安全性を確保することができ
る。

【００４８】本発明のリチウム二次電池の電池容量Ｃ
は、通常１ｍＡｈ以上、好ましくは、１０ｍＡｈ以上、
一方、通常１０Ａｈ以下、好ましくは２０００ｍＡｈ以
下、より好ましくは１２００ｍＡｈ以下、さらに好まし
くは１０００ｍＡｈ以下、特に好ましくは５００ｍＡｈ
以下である。電池容量Ｃが小さ過ぎると、リチウム二次
電池としての実使用上の使い勝手が悪くなる。一方、電
池容量Ｃが大き過ぎると、電極のばらつき等の影響で電
流が偏在した場合、場合によっては過充電を抑制しきれ
なくなる可能性がある。また容量が大きい場合は、容量
が大きい分暴走に至った場合の危険度（例えば、爆発や
発火の度合い）が大きくなる。ただし、基本的には電池
容量Ｃには特に制限はなく、電池容量Ｃが大きい場合で
も電池表面積Ｓを大きくすることにより、十分に過充電
時の安全性を確保することができる。即ち、本発明で
は、電池容量Ｃに対する放熱に寄与する電池表面積Ｓの
割合を特定するため、どのような電池容量Ｃのリチウム
二次電池にも有効である。

【００４９】本発明のリチウム二次電池において特に好
ましいのは、リチウム二次電池が、安全性が特に重視さ
れる携帯用の電気機器に用いるのに適した電池容量Ｃを
有することである。

【００５０】本発明のリチウム二次電池の電池表面積Ｓ
は、リチウム二次電池の電池容量Ｃに対して、所定の表
面積容量比Ｓ／Ｃの範囲内となるように設定される。電
池表面積Ｓは、通常１ｃｍ^２以上、好ましくは１０ｃｍ
^２以上、一方、通常１００００ｃｍ^２以下、好ましくは
１０００ｃｍ^２以下、より好ましくは２００ｃｍ^２以
下、さらに好ましくは１００ｃｍ^２以下、特に好ましく
は６０ｃｍ^２以下である。電池表面積Ｓを上記範囲内に
すれば、実用上放熱を十分確保することができるので好
ましい。

【００５１】次に、本発明のリチウム二次電池の好まし
い実施態様を用いながら、上記正極活物質以外の正極を
構成する材料及びリチウム二次電池を構成するその他の
材料について説明する。

【００５２】まず、本発明のリチウム二次電池の具体的
な構成について、図１〜５を参照して説明する。

【００５３】図１は実施の形態に係る電池の分解斜視
図、図２はこの電池の要部の断面図、図３は電池要素の
概略的な斜視図、図４，５は電池の斜視図である。な
お、説明の便宜上、図１に記載の電池を上下逆向きにし
て図４及び図５に示す。

【００５４】リチウム二次電池は、リチウム二次電池要
素（本明細書では、単に「電池要素」と称す場合があ
る。）１を外装材３の凹部（収容部３ｂ）に収容した
後、外装材２を外装材３に被せ、真空封止により外装材
２，３の周縁部２ａ，３ａを接合したものである。前記
外装材２と外装材３とを接合したものが、電池要素１を
収納するケースとなる。

【００５５】図１の通り、外装材２は平板状である。外
装材３は方形箱状の凹部よりなる収容部３ｂと、この収
容部３ｂの４周縁からフランジ状に外方に張り出す周縁
部３ａとを有した浅い無蓋箱状のものである。

【００５６】図３の通り、電池要素１は、複数の単位電
池要素を積層したものである。この単位電池要素から
は、タブ４ａ又は４ｂが引き出されている。正極からの
各タブ４ａ同士は束ねられて（即ち、相互に重ね合わさ
れ）、正極リード２１が接合されて正極端子部が形成さ
れている。負極からのタブ４ｂ同士も束ねられ、負極リ
ード２１が接合されて負極端子部が形成されている。

【００５７】外装材３の収容部３ｂ内に電池要素１が収
容され、外装材２が被せられる。電池要素１から延出し
た１対のリード２１は、それぞれ外装材２，３の１辺部
の周縁部２ａ，３ａ同士の合わせ面を通って外部に引き
出される。その後、減圧（好ましくは真空）雰囲気下で
外装材２，３の４周縁の周縁部２ａ，３ａ同士が熱圧着
などの手法によって気密に接合され、電池要素１が外装
材２，３内に封入される。

【００５８】周縁部２ａ，３ａ同士が接合されることに
より、外装材２，３からなるケースが構成される。図４
に示す通り、このケースは、側壁部４Ｂ_１、上底部４Ｂ
_２及び下底部（図示せず）によって電池要素１を被包し
てなる略直方体状の被包部４Ｂと、前記外装材の周縁部
２ａ，３ａ同士が接合されてなる接合片部４Ａ，４Ａ，
４Ｆ，４Ｇとを有している。

【００５９】図４に記載の状態においては、上記接合片
部４Ａ，４Ａ，４Ｆ，４Ｇは、電池要素１を被包してい
る被包部４Ｂの側壁部４Ｂ_１から外方に張り出してい
る。そこで、図５に示すように、これらの接合片部のう
ち、接合片部４Ａ，４Ａ，４Ｇを被包部４Ｂの側壁部４
Ｂ_１に沿うように折曲し、接着剤や接着テープ（図示
略）等によって被包部４Ｂの側壁部４Ｂ_１に留め付けて
固定する。

【００６０】なお、本発明において、この接合片部４
Ａ，４Ａ，４Ｆ，４Ｇが電池表面積Ｓに占める割合は、
通常１％以上で５０％以下、好ましくは３０％以下、更
に好ましくは１５％以下とする。この割合が大きすぎる
と電池の容量が低下する傾向にあり、また小さすぎると
ケース内部にガスが侵入したりケースの密閉性が低下し
たりすることがある。

【００６１】図１では、外装材２，３が別体となってい
るが、本発明では、図６のように外装材２，３が一連一
体となっていても良い。図６では、外装材３の一辺と外
装材２の一辺とが連なり、外装材２が外装材３に対し屈
曲可能に連なる蓋状となっている。この外装材２，３が
連なる一辺から、収容部３ｂの凹部が形成されており、
この一辺においては接合片部が形成されていない以外は
接合片部と同一の構成のものとなる。そして、この外装
材２、３を接合したものが、電池要素１を収納するケー
スとなる。

【００６２】図１，図６では、収容部３ｂを有した外装
材３と平板状の外装材２とが示されているが、本発明で
は図７のように、それぞれ浅箱状の収容部６ｂ、７ｂ
と、該収容部６ｂ、７ｂの４周縁から張り出す周縁部６
ａ，７ａとを有した外装材６，７によって電池要素１を
被包してもよい。図７では、外装材６，７が一連一体と
なっているが、前記図１と同様にこれらは別体となって
いてもよい。そして、この外装材６、７を接合したもの
が、電池要素１を収納するケースとなる。

【００６３】本発明では、図８のように２枚の平たいシ
ート状の外装材８Ａと８Ｂとの間に電池要素１を介在さ
せ、図９の如く、外装材８Ａの周縁部８ａと外装材８Ｂ
の周縁部８ｂとを接合して電池要素１を封入してもよ
い。この場合、この外装材８Ａと外装材８Ｂとを接合し
たものが、電池要素１を収納するケースとなる。

【００６４】なお、図５に示すように、この実施の形態
にあっては、折曲された接合片部を被包部に沿わせ、接
着剤や接着テープで固定しているため、電池の側面の強
度、剛性が高い。もちろん、折曲された接合片部が被包
部から離反することも防止される。また、電池の側面の
強度、剛性が高いので、側面に衝撃を受けた場合でも、
活物質に剥れが生じることが防止される。

【００６５】本発明の電池はまた、図１０に示す如く、
１枚の長尺シート状の外装材９を電池要素の周囲を巻回
するようにリード２１を引き出した状態で被包し、外装
材９の両端９Ａと９Ｂを重ね合わせて折り返し、この折
り返し部９Ｃを接着剤や接着テープで固定しても良い。
そして、折り返し部９Ｃを固定することにより、外装材
９からなるケースが形成される。

【００６６】上記いずれの電池においても、ケースに用
いる外装材として、ガスバリア層と樹脂層とが接着剤層
を介さずに直接積層されたラミネートフィルムを用いる
ことにより、高い水分透過防止効果を得ることができ、
内部の非水系電池要素の電池性能を長期に亘り安定に維
持することができる。

【００６７】なお、いずれの構成においても、電池ケー
スの接合片や折り返し部の面積の割合は、前述の理由か
ら、電池表面積Ｓに対して、通常１％以上で５０％以
下、好ましくは３０％以下、更に好ましくは２０％以
下、特に好ましくは１５％以下とする。なお、以下にお
いて、電池表面積Ｓに対するケースの接合片の面積割合
を「接合片面積割合」と称す場合がある。

【００６８】次に、リチウム二次電池要素の構成につい
て、図１１〜１３を参照して説明する。

【００６９】図１１は、このリチウム二次電池要素の単
位電池要素の好適な一例を示すものである。この単位電
池要素は、正極集電体２２、正極活物質層２３、スペー
サ（電解質層）２４、負極活物質層２５、負極集電体２
６を積層したものである。

【００７０】本発明の好ましい実施態様においては、図
１１に表される単位電池要素を複数個積層してリチウム
二次電池要素とするのであるが、この積層に際しては、
正極を上側とし負極を下側とした順姿勢（図１１）の単
位電池要素と、これとは逆に正極を下側とし負極を上側
とした逆姿勢（図示略）の単位電池要素とを交互に積層
する。即ち、積層方向に隣り合う単位電池要素は同極同
士を（即ち、正極同士及び負極同士）が対面するように
積層される。

【００７１】この単位電池要素の正極集電体２２からは
正極タブ４ａが延設され、負極集電体２６からは負極タ
ブ４ｂが延設されている。

【００７２】図１１のように正極集電体と負極集電体と
の間に正極活物質層、スペーサ及び負極活物質層を積層
した単位電池要素の代わりに、図１２に示すように、正
極集電体３５ａ又は負極集電体３５ｂを芯材としてその
両面に正極活物質層３１ａ又は負極活物質層３２ａを積
層してなる正極３１、負極３２を準備し、この正極３１
と負極３２とを図１３の如くスペーサ（電解質層）３３
を介して交互に積層して単位電池要素としてもよい。こ
の場合は、１対の正極３１と負極３２との組み合わせ
（厳密には正極３１の集電体３５ａの厚み方向の中心か
ら負極３２の集電体３５ｂの厚み方向の中心まで）が単
位電池要素に相当する。

【００７３】正極集電体３５ａ，２２としては、アルミ
ニウム、ニッケル、ＳＵＳ等各種の金属を使用すること
ができるが、好ましくはアルミニウムである。

【００７４】一方、負極集電体３５ｂ，２６としては、
銅、ニッケル、ＳＵＳ等各種の金属を使用することがで
きるが、好ましくは銅である。

【００７５】正極集電体及び負極集電体（本明細書にお
いては、「正極集電体」と「負極集電体」とを合わせて
単に「集電体」と称す場合がある。）の厚さは、それぞ
れ通常１μｍ以上、好ましくは３μｍ以上、さらに好ま
しくは５μｍ以上であり、また、通常３０μｍ以下、好
ましくは２５μｍ以下、さらに好ましくは２０μｍ以下
である。集電体は、薄ければ薄いほど、体積エネルギー
密度及び重量エネルギー密度の観点から好ましいが、過
度に薄いと強度等の点でハンドリングが困難になりやす
い。集電体は、通常の金属箔のような板状や、パンチン
グメタルのようなメッシュ状であってよい。集電体の表
面は、必要に応じて粗面化処理しておくことができる。

【００７６】正極活物質層及び負極活物質層（本明細書
においては、「正極活物質層」と「負極活物質層」とを
合わせて単に「活物質層」と称す場合がある。）は、そ
れぞれ正極活物資又は負極活物質（本明細書において
は、「正極活物質」と「負極活物質」とを合わせて単に
「活物質」と称す場合がある。）を含有する。活物質層
に含有されるその他の材料としては、例えば、バインダ
ー、導電材料を挙げることができる。

【００７７】正極活物質については、上述の通りであ
る。

【００７８】負極に使用できる活物質としては、リチウ
ム金属の外、リチウムを吸蔵放出可能な各種の化合物を
使用することができる。具体的には、リチウム金属；リ
チウム−アルミニウム合金、リチウム−ビスマス−カド
ミウム合金、リチウム−スズ−カドミウム合金等のリチ
ウム合金；グラファイト、コークス等の炭素材料等を挙
げることができる。また、珪素、スズ、亜鉛、マンガ
ン、鉄、ニッケル等の酸化物や硫酸鉛を使用することも
できる。リチウム金属やリチウム合金を用いると、充電
の際にデンドライトが生成しやすく特に過充電時の安全
性が低下する傾向にあるため、グラファイトやコークス
等の炭素材料が好ましい。負極活物質の平均粒径は、初
期効率、レート特性、サイクル特性等の電池特性の点
で、通常１〜５０μｍ、好ましくは１５〜３０μｍであ
る。

【００７９】これらの正極活物質及び負極活物質を集電
体上に結着させるために、バインダーを使用することが
好ましい。使用するバインダーとしては、電解液等に対
して安定である必要があり、耐侯性、耐薬品性、耐熱
性、難燃性等が望まれる。バインダーとしてはシリケー
ト、ガラスのような無機化合物や、主として高分子から
なる各種の樹脂が使用できる。樹脂としては、例えば、
ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１，１−ジメチ
ルエチレンなどのアルカン系ポリマー；ポリブタジエ
ン、ポリイソプレンなどの不飽和系ポリマー；ポリスチ
レン、ポリメチルスチレン、ポリビニルピリジン、ポリ
−Ｎ−ビニルピロリドンなどの環を有するポリマー；ポ
リメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリ
メタクリル酸ブチル、ポリアクリル酸メチル、ポリアク
リル酸エチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポ
リアクリルアミドなどの（メタ）アクリル系ポリマー；
ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデン、ポリテトラ
フルオロエチレン等のフッ素系樹脂；ポリアクリロニト
リル、ポリビニリデンシアニドなどのＣＮ基含有ポリマ
ー；ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコールなどのポリ
ビニルアルコール系ポリマー；ポリ塩化ビニル、ポリ塩
化ビニリデンなどのハロゲン含有ポリマー；ポリアニリ
ンなどの導電性ポリマーなどが使用できる。また、上記
のポリマーなどの混合物、変性体、誘導体、ランダム共
重合体、交互共重合体、グラフト共重合体、ブロック共
重合体などであっても使用できる。これらの樹脂の分子
量は、好ましくは１００００〜３００００００、さらに
好ましくは１０００００〜１００００００である。分子
量がこの範囲よりも小さすぎると活物質層の強度が低下
し、大きすぎると粘度が高くなり、電極の形成が困難に
なる傾向にある。

【００８０】活物質１００重量部に対するバインダーの
配合量は、好ましくは０．１〜３０重量部、更に好まし
くは１〜２０重量部である。バインダーの量が少なすぎ
ると電極の強度が低下することがあり、多すぎると容量
が低下したり、イオン伝導度が低下する傾向にある。

【００８１】正極活物質層及び負極活物質層中には必要
に応じて導電材料、補強材などの各種の機能を発現する
添加剤、粉体、充填材などを添加しても良い。

【００８２】導電材料としては、上記活物質に適量混合
して導電性を付与できるものであれば特に制限は無い
が、通常、アセチレンブラック、カーボンブラック、黒
鉛などの炭素粉末や、各種の金属のファイバー、箔など
が挙げられる。炭素粉末導電性物質のＤＢＰ吸油量は１
２０ｃｃ／１００ｇ以上が好ましく、特に１５０ｃｃ／
１００ｇ以上が電解液を保持するという理由から好まし
い。添加剤としては、トリフルオロプロピレンカーボネ
ート、ビニレンカーボネート、１，６−ジオキサスピロ
［４，４］ノナン−２，７−ジオン、１２−クラウン−
４−エーテルなどが電池の安定性、寿命を高めるために
使用することができる。補強材としては、各種の無機、
有機の球状、繊維状フィラーなどが使用できる。

【００８３】活物質層を集電体上に形成する手法として
は、例えば、粉体状の活物質をバインダーと共に溶剤中
で混合し、ボールミル、サンドミル、二軸混練機などに
より分散塗料化したものを、集電体上に塗布して乾燥す
る方法が好適に行われる。この場合、用いられる溶剤の
種類は、電極材に対して不活性であり且つバインダーを
溶解し得る限り特に制限されず、例えばＮ−メチルピロ
リドン等の一般的に使用される無機、有機溶剤のいずれ
も使用できる。塗布後、活物質層を圧密処理に供するこ
ともできる。ここで、塗料の組成や、乾燥条件、圧密条
件等を制御することによって、活物質層中におけるバイ
ンダーの体積分率を制御することができる。

【００８４】活物質層はまた、活物質をバインダーと混
合し加熱することにより軟化させた状態で、集電体上に
圧着、あるいは吹き付ける手法によって活物質層を形成
することもできる。さらには活物質を単独で集電体上に
焼成することによって活物質層を形成することもでき
る。

【００８５】正極及び負極の活物質層の膜厚は、容量を
大きくするという観点からは厚い方が、レート特性を向
上させるという観点からは薄い方が好ましい。活物質層
の膜厚は通常２０μｍ以上、好ましくは、３０μｍ以
上、さらに好ましくは５０μｍ以上、最も好ましくは８
０μｍ以上である。活物質層の膜厚は、通常２００μｍ
以下、好ましくは１５０μｍ以下である。

【００８６】なお、活物質層の形成に先立ち、必要に応
じて、活物質層と集電体との間の接着性を向上させるた
め、これらの間にアンダーコートプライマー層を設ける
ことができる。

【００８７】アンダーコートプライマー層を設ける場
合、その組成としてはカーボンブラック、グラファイ
ト、金属粉体などの導電性粒子を添加した樹脂や、導電
性の有機共役系樹脂を例示できる。好ましくは導電性粒
子に、活物質としても機能しうるカーボンブラック、グ
ラファイトを使用するとよい。また樹脂としても、活物
質として機能しうるポリアニリン、ポリピロール、ポリ
アセン、ジスルフィド系化合物、ポリスルフィド系化合
物などを用いると、容量を減少させないため好ましい。
導電性粒子を添加した樹脂を主成分とする組成の場合、
導電性粒子に対する樹脂の割合は、１〜３００重量％、
特に５〜１００重量％とすることが好ましい。この範囲
よりも樹脂が少なすぎると塗膜強度が低下して、電池使
用時、工程上での剥離などが生じることがあり、多すぎ
ると伝導度が低下して電池特性が低下する傾向にある。
アンダーコートプライマー層の膜厚は、通常０．０５〜
１０μｍ、好ましくは０．１〜１μｍである。この膜厚
が薄すぎると塗布が困難になり、均一性を確保しにくく
なる。膜厚が厚すぎると電池の体積容量を必要以上に損
なうこととなり、好ましくない。

【００８８】スペーサ（電解質層）３３，２４は、通
常、流動性を有する電解液や、ゲル状電解質や完全固体
型電解質等の非流動性電解質等の各種の電解質を含浸し
ている。尚、電解質は、スペーサ中のみならず、正極活
物質層中及び負極活物質層中にも含浸されている。電解
質をスペーサ、正極活物質層、及び負極活物質層に十分
含浸させれば、リチウムイオンの拡散が促進され電池性
能が向上する。

【００８９】電解質としては、電池の特性上は電解液、
又は非流動性電解質のうちのゲル状電解質を用いること
が好ましく、安全上は非流動性電解質を用いることが好
ましい。

【００９０】本発明においては、電解質を非流動性電解
質とすることが好ましい。非流動性電解質を用いた場
合、過充電時に電解質が単位電池要素外に流出すること
がなく、伝熱が損なわれずに電池が蓄熱しやすくなるた
め、過充電時の放熱を促進するという本発明の効果が最
大限発揮される。また、失活したリチウムニッケル複合
酸化物の表面層を溶解する可能性が低いため、反応性の
高い表面が継続的に現れる可能性が低く、過充電時に積
極的にリチウムニッケル複合酸化物表面を失活させると
いう本発明の効果も確実に発揮される。また、非流動性
電解質を使用した場合、従来の電解液を使用した電池に
対してより有効に液漏れが防止できるので、後述のラミ
ネートフィルムのような形状可変性を有するケースを使
用する利点を最大に生かすことができる。

【００９１】一方、リチウム塩を非水系溶媒に溶解して
なる電解液は、流動性が高く、一般に非流動性電解質に
比べてイオン伝導性に優れる傾向にある。従って、電解
液を含む電解質を使用するのは、イオン伝導性を向上さ
せる点で好ましい。

【００９２】電解質として使用する電解液は、通常支持
電解質であるリチウム塩を非水系溶媒に溶解してなる。
非水系溶媒としては、比較的高誘電率の溶媒が好適に用
いられる。具体的にはエチレンカーボネート、プロピレ
ンカーボネート等の環状カーボネート類、ジメチルカー
ボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボ
ネートなどの非環状カーボネート類、テトラヒドロフラ
ン、２−メチルテトラヒドロフラン、ジメトキシエタ
ン、ジフェニルエーテル等のエーテル類、γ−ブチロラ
クトン等のラクトン類、スルフォラン等の硫黄化合物、
アセトニトリル等のニトリル類等を挙げることができ
る。サイクル特性、レート特性、安全性等の電池特性
上、好ましくは、環状カーボネート類及び／又はラクト
ン類である。

【００９３】本発明においては、電解液の溶媒として、
好ましくは常圧における沸点が１５０℃以上の非水系溶
媒（以下「高沸点溶媒」と称す場合がある。）を使用す
る。ここで、「沸点がＸ℃以上」とは、圧力１ａｔｍの
もとで室温からＸ℃まで加熱しても蒸気圧が１ａｔｍを
超えないことを意味する。即ち、圧力１ａｔｍのもとで
室温から１５０℃まで加熱した場合、常に蒸気圧が１ａ
ｔｍ以下である非水系溶媒を使用するのが好ましい。そ
の結果、より高いサイクル特性を得ることができ、電池
の安全性を向上させることができる。例えば、ジメチル
カーボネート、ジエチルカーボネート、ジメトキシエタ
ン等の溶媒からなる低沸点溶媒を使用する場合、溶媒の
気化により活物質と溶媒との間に気泡が発生して電解液
の含浸状態が低下し、界面の不均一性が生じると共に、
サイクル特性が低下しやすい傾向にある。また、高沸点
溶媒を使用することによって、電池要素を形状可変性ケ
ースに収納しても、高温下等での電池の形状変化（変
形）、電解液の揮発、漏洩等を抑制することもできる。
このような高沸点溶媒としては、プロピレンカーボネー
ト、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、γ
−ブチロラクトン等を挙げることができる。このような
高沸点溶媒のうち、好ましいのは、プロピレンカーボネ
ート、エチレンカーボネート、γ−ブチロラクトンであ
る。なお、この場合、沸点は、使用される溶媒全体に対
して定義されるものである。即ち、複数の非水系溶媒を
使用する場合、個々の溶媒の沸点が１５０℃以上である
ことを意味するのではなく、混合された溶媒全体の沸点
が１５０℃以上であることを意味する。また、非水系溶
媒は、粘度が１ｍＰａ・ｓ以上であることが好ましい。

【００９４】これらの非水系溶媒のうち、本発明では特
にプロピレンカーボネートを含む溶媒を用いるのが好ま
しい。即ち、プロピレンカーボネートは高沸点であるた
め、安全で、また凝固しにくく低温特性がよい。一方
で、プロピレンカーボネートは２級の炭素を有するため
リチウムニッケル複合酸化物表面において酸化されやす
い。そのため、リチウムニッケル複合酸化物の失活が進
行しやすくなるので、プロピレンカーボネートを使用し
た場合において、本発明の効果がより一層顕著である。

【００９５】プロピレンカーボネート等の非水系溶媒に
溶解させる支持電解質としてのリチウム塩としては、Ｌ
ｉＰＦ_６、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＳｂＦ_６、ＬｉＢＦ_４、
ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＩ、ＬｉＢｒ、ＬｉＣｌ、ＬｉＡｌ
Ｃｌ、ＬｉＨＦ_２、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＳＯ_３ＣＦ_２等が
挙げられ、これらのうちでは特にＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌ
Ｏ_４が好適である。

【００９６】これら支持電解質の電解液における濃度
は、０．５〜２．５ｍｏｌ／Ｌが好適である。

【００９７】このような電解液とゲル形成用のポリマー
とから、非流動性電解質の一種であるゲル状電解質を構
成することができる。ゲル状電解質は、通常、上記電解
液をポリマーで保持してなる。ゲル状電解質は、電解液
と同程度のイオン導電性を付与することができると共
に、電解質を非流動化しているので、本発明において
は、特に好ましい電解質である。

【００９８】ゲル状電解質におけるポリマーの電解液に
対する濃度は、使用するポリマーの分子量にもよるが、
通常０．１〜３０重量％である。この濃度が低すぎると
ゲルを形成しにくくなり、電解液の保持性が低下して流
動、液漏れの問題が生じることがある。また濃度が高す
ぎると粘度が高くなりすぎて工程上困難を生じるととも
に、電解液の割合が低下してイオン伝導度が低下しレー
ト特性などの電池特性が低下する傾向にある。電解質を
保持するポリマーとしては、ポリ（メタ）アクリレート
系高分子や、アルキレンオキシドユニットを有するアル
キレンオキシド系高分子、ポリフッ化ビニリデンやフッ
化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体のよ
うなフッ素系高分子等、電解液をゲル化できる機能を有
する各種のポリマーを挙げることができる。

【００９９】ゲル状電解質を形成する方法としては、あ
らかじめポリマーを電解液に溶解させた電解質塗料を非
流動化処理する方法や、電解液に重合性ゲル化剤を含有
させた電解質塗料を架橋反応させて非流動性電解質とす
る方法など必要に応じた材料・製法を採用することがで
きる。

【０１００】ゲル状電解質の形成を、電解液に重合性ゲ
ル化剤を含有させた塗料を架橋反応させる方法で行う場
合には、紫外線硬化や熱硬化などの重合処理を施すこと
によって高分子を形成するモノマーとなる成分を重合性
ゲル化剤として電解液に添加することにより塗料を調製
する。

【０１０１】重合性ゲル化剤としては、例えばアクリロ
イル基、メタクリロイル基、ビニル基、アリル基等の不
飽和二重結合を有するものが挙げられる。具体的には、
例えば、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エ
チル、エトキシエチルアクリレート、メトキシエチルア
クリレート、エトキシエトキシエチルアクリレート、ポ
リエチレングリコールモノアクリレート、エトキシエチ
ルメタクリレート、メトキシエチルメタクリレート、エ
トキシエトキシエチルメタクリレート、ポリエチレング
リコールモノメタクリレート、Ｎ，Ｎ−ジエチルアミノ
エチルアクリレート、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエチルア
クリレート、グリシジルアクリレート、アリルアクリレ
ート、アクリロニトリル、Ｎ−ビニルピロリドン、ジエ
チレングリコールジアクリレート、トリエチレングリコ
ールジアクリレート、テトラエチレングリコールアクリ
レート、ポリエチレングリコールジアクリレート、ジエ
チレングリコールジメタクリレート、トリエチレングリ
コールジメタクリレート、テトラエチレングリコールジ
メタクリレート、ポリエチレングリコールジメタクリレ
ート、ポリアルキレングリコールジアクリレート、ポリ
アルキレングリコールジメタクリレート、トリメチロー
ルプロパンアルコキシレートトリアクリレート、ペンタ
エリスリトールアルコキシレートトリアクリレート、ペ
ンタエリスリトールアルコキシレートテトラアクリレー
ト、ジトリメチロールプロパンアルコキシレートテトラ
アクリレートなどが例示できる。これらは１種を単独で
用いても複数種を併用してもよい。これらの中で特に好
ましくはエチレンオキシド基を複数含有するジアクリレ
ート、トリアクリレートである。

【０１０２】電解液中における重合性ゲル化剤の含有量
は特に制限はされないが、好ましくは１重量％以上であ
る。含有量が低いと高分子の形成効率が低下し、電解液
を非流動化しにくくなる。他方、あまりに多すぎると未
反応モノマーの残留や電解質塗料としての操作性が悪く
なるので、通常３０重量％以下とする。

【０１０３】ゲル状電解質を、あらかじめポリマーを含
有した電解質塗料を非流動化する方法によって形成させ
る場合においては、ポリマーとして、高温で電解液に溶
解し、常温でゲル状電解質を形成する高分子を使用する
のが好ましい。即ち、高温で電解液に溶解したポリマー
を常温にすることによってゲル状電解質とする。高温時
の温度としては通常５０〜２００℃、好ましくは１００
〜１６０℃である。この溶解温度が低すぎると、ゲル状
電解質の安定性が低下する。溶解温度が高すぎると、電
解液成分、ポリマー等の分解を引き起こすことがあり得
る。非流動化の方法としては、電解液を室温で放置する
ことが好ましいが、強制冷却することもできる。

【０１０４】この方法で、使用できるポリマーとして
は、例えば、ポリビニルピリジン、ポリ−Ｎ−ビニルピ
ロリドン等の環を有するポリマー；ポリメタクリル酸メ
チル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ブチ
ル、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポ
リアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリルアミド
などの（メタ）アクリル誘導体系ポリマー；ポリフッ化
ビニル、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂；ポリ
アクリロニトリル、ポリビニリデンシアニド等のＣＮ基
含有ポリマー；ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール
等のポリビニルアルコール系ポリマー；ポリ塩化ビニ
ル、ポリ塩化ビニリデン等のハロゲン含有ポリマー等が
挙げられる。これらのうち、好ましくはポリメタクリル
酸メチル、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンオキシ
ド、あるいはそれらの変性体を使用する。上記のポリマ
ーの混合物、変性体、誘導体、ランダム共重合体、交互
共重合体、グラフト共重合体、ブロック共重合体等を使
用することもできる。これらのポリマーの重量平均分子
量は、好ましくは１００００〜５００００００の範囲で
ある。分子量が小さいとゲルを形成しにくくなり、分子
量が大きいと粘度が高くなりすぎて取り扱いが難しくな
る。

【０１０５】これらのゲル状電解質を形成する方法の中
では、電解液に重合性ゲル化剤を含有させた電解質塗料
を架橋反応させて非流動性電解質とする方法が、電極間
の密着性が向上し、本発明の効果が特に顕著となるため
好ましい。

【０１０６】電解質中には、必要に応じて、電池の性能
向上のために各種の添加剤を添加することができる。こ
のような機能を発現させる添加剤としては、特に限定は
されないが、トリフルオロプロピレンカーボネート、
１，６−ジオキサスピロ［４，４］ノナン−２，７−ジ
オン、１２−クラウン−４−エーテル、ビニレンカーボ
ネート、カテコールカーボネート、ジメチルスルホン、
プロパンサルトン、スルホレン、スルホラン、無水コハ
ク酸などが挙げられる。

【０１０７】本発明においては、リチウム二次電池要素
内に、下記一般式（１）で表される化合物を存在させる
ことが好ましい。Ａ１−Ｘ−Ａ２ …（１）

【０１０８】上記（１）式中、Ｘは周期表第６族元素で
あるが、好ましくは酸素、硫黄であり、さらに好ましく
は酸素である。Ａ１及びＡ２は、それぞれ独立に、フェ
ニル基、ナフチル基、アントリル基のような芳香環を有
する基を表す。好ましくはフェニル基、ナフチル基であ
り、さらに好ましくはフェニル基である。この場合、芳
香環の水素原子の一部は、鎖状、分岐状又は環状のアル
キル基、鎖状、分岐状又は環状のアルケニル基、アリー
ル基、ヘテロ環基、アルコキシ基、アリールオキシ基、
ヘテロ環オキシ基、ハロゲン原子等の置換基で置換され
ていてもよい。ここで、置換基として使用できる、鎖
状、分岐状又は環状のアルキル基、鎖状、分岐状又は環
状のアルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アルコキ
シ基、アリールオキシ基又はヘテロ環オキシ基における
炭素原子数は、好ましくは１５以下、さらに好ましくは
１０以下、最も好ましくは５以下である。さらに、上記
の鎖状、分岐状又は環状のアルキル基、鎖状、分岐状又
は環状のアルケニル基、アリール基、ヘテロ環基、アル
コキシ基、アリールオキシ基及びヘテロ環オキシ基に結
合している水素原子がハロゲン原子に置換されていても
よい。

【０１０９】具体的な置換基としては、鎖状、分岐状又
は環状のアルキル基として、メチル基、エチル基、ｎ−
プロピル基、ｉ−プロピル基、ｎ−ブチル基、ｓｅｃ−
ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−へキシ
ル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペン
チル基、シクロへキシル基等を挙げることができる。ま
た、置換基として使用できる鎖状、分岐状又は環状のア
ルケニル基としては、ビニル基、プロペニル基、ブテニ
ル基、ヘキセニル基等を挙げることができる。さらに、
置換基として使用できるアリール基としては、フェニル
基、ナフチル基等を挙げることができる。さらに、置換
基として使用できるヘテロ環基としては、ピリジル基、
チアゾリル基、ベンゾチアゾリル基、オキサゾリル基、
ベンゾオキサゾリル基、ベンゾフラニル基等を挙げるこ
とができる。さらにまた、置換基として使用できるアル
コキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、ｎ−プロ
ポキシ基、ｉ−プロポキシ基、ｎ−ブトキシ基等を挙げ
ることができる。さらに、置換基として使用できるアリ
ールオキシ基としては、フェノキシ基やナフチルオキシ
基等を挙げることができる。さらにまた、置換基として
使用できるヘテロ環オキシ基としては、ピリジルオキシ
基、フリルオキシ基、チアゾリルオキシ基等を挙げるこ
とができる。さらに、置換基として使用できるハロゲン
原子としては、フッ素、塩素、臭素等を挙げることがで
きる。

【０１１０】なお、Ａ１及びＡ２は互いに結合して環を
構成していてもよい。即ち、Ａ１及びＡ２は互いに元素
Ｘを介して結合するが、この結合とは別に、Ａ１とＡ２
とを直接又は単数又は複数の原子を介して結合させて、
全体として、元素Ｘを含む環を構成することができる。

【０１１１】一般式（１）で表される化合物の常圧にお
ける沸点は、通常１００℃以上、好ましくは１２０℃以
上、さらに好ましくは１５０℃以上である。沸点が低い
と、気化によって形状可変性ケースの内部の圧力が増加
し、電池が膨れて変形しやすい。特に、高温環境下や過
充電時においては膨れが生じやすいので、電池の高温保
存特性や過充電に対する安全性を確保する意味で、沸点
はできるだけ高い方が好ましい。ただし、あまりに沸点
の高い化合物は現実的に得にくいので、沸点は通常３０
０℃以下である。

【０１１２】一般式（１）で表される化合物の具体例と
しては、フェニルエーテル、ナフチルエーテル、ジフェ
ニルスルフィド、ビス（ｐ−トリル）エーテル、ビス
（ｐ−トリル）スルフィド、ビス（ｐ−フルオロフェニ
ル）エーテル、ビス（ｐ−フルオロフェニル）スルフィ
ド、ビス（ｐ−クロロフェニル）エーテル、ジフェノキ
シベンゼン、ジベンゾフラン、１，４−ジベンゾジオキ
サン、キサンテンなどが例示される。この中でも、特に
フェニルエーテル、ジフェニルスルフィド、ジベンゾフ
ランが好ましく、フェニルエーテルが最も好ましい。無
論、上記一般式（１）で表される化合物は、複数種を併
用することができる。

【０１１３】上記一般式（１）で表される化合物をリチ
ウム二次電池要素内に存在させることによって、電池の
電解質の含浸性やサイクル特性を向上させることができ
る。その作用については明らかではないが、上記化合物
は、芳香族基を有する疎水性の高い化合物なので、一般
に疎水性を有する電池の部材（電極やスペーサ等）に対
して親和性が高いためであると考えられる。一方、あま
りに疎水性が高いと一般に親水性の大きい電解質との親
和性に劣ることがあるが、上記化合物は６族元素を有す
ることから適度の親水性もあるために、両者のバランス
によって上記のような効果が生じるものと推定される。

【０１１４】上記一般式（１）で表される化合物は、好
ましくは、リチウム二次電池要素の電解質内に含有され
る。この場合、上記化合物を電解質に対して均一に存在
させれば、電解質の含浸性やサイクル特性がより向上す
る。例えば、電解質として、リチウム塩を非水系溶媒に
溶解してなる電解液を含むものを使用する場合は、上記
化合物として、使用する電解液に溶解するものを使用す
れば、上記化合物が電解質に対して均一に存在するよう
になる。

【０１１５】上記一般式（１）で表される化合物のリチ
ウム二次電池要素内での存在量は、上記化合物の種類や
必要とする特性に応じ適宜選択されるが、存在量が多い
方がサイクル特性は向上する傾向にある。ただし、存在
量があまりに多くてもサイクル特性の顕著な向上が認め
られなくなり、他の電池特性に悪影響を与えることがあ
る。また、存在量が少ない場合は、サイクル特性が低下
する傾向がある。存在量としては、電解液の重量に対し
て上記一般式（１）で表される化合物を、通常１５重量
％以下、好ましくは１１重量％以下、より好ましくは１
０重量％以下、さらに好ましくは８重量％以下、特に好
ましくは７．６重量％以下、最も好ましくは７．５重量
％以下存在させ、また、通常１重量％以上、好ましくは
２重量％以上、より好ましくは４重量％以上、さらに好
ましくは５．５重量％以上、最も好ましくは６重量％以
上存在させる。

【０１１６】ここで、電解液の重量とは、上記化合物の
重量を含む量とする。つまり、電解液がリチウム塩、非
水系溶媒及び上記一般式（１）で表される化合物からな
るような場合は、それぞれの重量を合計した重量が電解
液の重量となる。

【０１１７】尚、リチウム塩を非水系溶媒に溶解してな
る電解液を含む電解質を使用するときの最も好ましい存
在量は、上記電解液の重量に対して、５重量％より大き
く７．５重量％以下の重量である。

【０１１８】電解質層は、通常、多孔性シートからなる
スペーサ中に電解質を含浸させてなる。スペーサは、正
極と負極との間に設けられた多孔性の膜であり、これら
を隔離すると共に、電解質層を支持する。スペーサの材
料としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオ
レフィン類や、これらの水素原子の一部又は全部がフッ
素原子で置換されたポリオレフィン類、ポリアクリロニ
トリル、ポリアラミド等の高分子を挙げることができ
る。好ましくは、ポリオレフィンやフッ素置換されたポ
リオレフィン類である。具体的には、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ
化ビニリデン等を挙げることができる。これらのポリマ
ーのモノマーユニットを含む共重合体や、ポリマーの混
合物であってもよい。スペーサは、１軸延伸や２軸延伸
によって形成された延伸フィルムであってもよく、ま
た、不織布であってもよい。スペーサの膜厚は、通常１
００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、さらに好まし
くは３０μｍ以下、最も好ましくは２０μｍ以下であ
る。膜厚が厚すぎると電池のレート特性や体積エネルギ
ー密度が低下する傾向にある。また、薄すぎる場合は、
剛性不足によって切断が困難になる傾向にあり、また短
絡が生じやすいので、通常５μｍ以上、好ましくは７μ
ｍ以上、さらに好ましくは８μｍ以上である。スペーサ
の空隙率は、通常４５〜９０％、好ましくは４５〜７５
％である。空隙率が大きすぎると機械的強度が不足し、
小さすぎると電池のレート特性等が低下する傾向にあ
る。

【０１１９】電極の平面形状は任意であり、四角形、円
形、多角形等にすることができる。

【０１２０】図１１，１３の通り、集電体２２，２６又
は３５ａ，３５ｂには、通常、リード結合用のタブ４
ａ，４ｂが連設される。電極が四角形であるときは、通
常図２に示すように電極の一辺の一サイド近傍に正極集
電体より突出するタブ４ａを形成し、また、負極集電体
のタブ４ｂは他サイド近傍に形成する。

【０１２１】複数の電池要素を積層するのは、電池の高
容量化を図る上で有効であるが、この際、電池要素それ
ぞれからのタブ４ａとタブ４ｂの夫々は、通常、厚さ方
向に結合されて正極と負極の端子部が形成される。その
結果、大容量の電池要素１を得ることが可能となる。

【０１２２】タブ４ａ，４ｂには、図２に示すように、
薄片状の金属からなるリード２１が結合される。その結
果、リード２１と電池要素の正極及び負極とが電気的に
結合される。タブ４ａ同士、４ｂ同士の結合及びタブ４
ａ，４ｂとリード２１との結合はスポット溶接等の抵抗
溶接、超音波溶着あるいはレーザ溶接によって行うこと
ができる。

【０１２３】本発明においては、上記正極リードと負極
リードの少なくとも一方のリード２１好ましくは両方の
リードとして、焼鈍金属を使用するのが好ましい。その
結果、強度のみならず折れ曲げ耐久性に優れた電池とす
ることができる。

【０１２４】リードに使用する金属の種類としては、一
般的にアルミニウムや銅、ニッケルやＳＵＳなどを用い
ることができる。正極のリードとして好ましい材料はア
ルミニウムである。また、負極のリードとして好ましい
材質は銅である。

【０１２５】リード２１の厚さは、通常１μｍ以上、好
ましくは１０μｍ以上、更に好ましくは２０μｍ以上、
最も好ましくは４０μｍ以上である。薄すぎると引張強
度等リードの機械的強度が不十分になる傾向にある。ま
た、リードの厚さは、通常１０００μｍ以下、好ましく
は５００μｍ以下、さらに好ましくは１００μｍ以下で
ある。厚すぎると折り曲げ耐久性が悪化する傾向にあ
り、また、ケースによる電池要素の封止が困難になる傾
向にある。リードに焼鈍金属を使用することによる利点
は、リードの厚さが厚いほど顕著である。

【０１２６】リードの幅は通常１ｍｍ以上２０ｍｍ以
下、特に１ｍｍ以上１０ｍｍ以下程度であり、リードの
外部への露出長さは通常１ｍｍ以上５０ｍｍ以下程度で
ある。

【０１２７】本発明において、リチウム二次電池要素を
収納するケースに用いる外装材は、形状可変性を有する
ものが好ましい。形状可変性の外装材であれば、種々の
形状の電池を作成しやすいばかりでなく、真空状態下で
外装材を封止した場合に、電池要素の電極間の貼り合わ
せを強化する機能を付与することができ、その結果、サ
イクル特性などの電池特性を向上させることができる。
外装材の厚さは、薄ければ薄いほど電池の体積エネルギ
ー密度や重量エネルギー密度が大きくなるので好ましい
ばかりでなく、強度そのものが相対的に低くなり過充電
時にふくれやすくなるため、本発明の効果が特に顕著と
なる。外装材の厚みは通常０．２ｍｍ以下、好ましくは
０．１５ｍｍ以下である。ただし、あまりに薄いのは強
度不足が顕著になり、水分等も透過しやすくなるので、
通常０．０１ｍｍ以上、好ましくは０．０２ｍｍ以上で
ある。

【０１２８】外装材の材料としては、アルミニウム、ニ
ッケルメッキした鉄、銅等の金属、合成樹脂等を用いる
ことができる。好ましくは、ガスバリア層と樹脂層とが
設けられたラミネートフィルム、特に、ガスバリア層の
両面に樹脂層が設けられたラミネートフィルムである。
このようなラミネートフィルムは、高いガスバリア性を
有すると共に、高い形状可変性と、薄さを有する。その
結果、外装材の薄膜化・軽量化が可能となり、電池の体
積当たりの容量を向上させることができるようになる。
また、このような剛性の弱いラミネートフィルムを用い
た場合は、過充電時に電池がふくれて電池が破裂し易く
なるので、過充電時の安全性を向上させるという本発明
の効果が一層顕著に発揮される。

【０１２９】ラミネートフィルムに使用するガスバリア
層の材料としては、アルミニウム、鉄、銅、ニッケル、
チタン、モリブデン、金等の金属やステンレスやハステ
ロイ等の合金、酸化ケイ素や酸化アルミニウム等の金属
酸化物を使用することができる。好ましくは、軽量で加
工性に優れるアルミニウムである。

【０１３０】樹脂層に使用する樹脂としては、熱可塑性
プラスチック、熱可塑性エラストマー類、熱硬化性樹
脂、プラスチックアロイ等各種の合成樹脂を使うことが
できる。これらの樹脂にはフィラー等の充填材が混合さ
れていてもよい。

【０１３１】具体的なラミネートフィルムの構成として
は、図１４（Ａ）に示すように、金属層（ガスバリア
層）４０と合成樹脂層４１が積層されたものを使用する
ことができる。また、さらに好ましいラミネートフィル
ムは、図１４（Ｂ）に示すように金属層（ガスバリア
層）４０の外周面に外側保護層として機能するための合
成樹脂層４１を設けると共に、内側面に電解質による腐
蝕やガスバリア層と電池要素との接触を防止したりガス
バリア層を保護するための内側保護層として機能する合
成樹脂層４２を積層した三層構造体としたものである。

【０１３２】この場合、外側保護層に使用する樹脂は、
好ましくはポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリオ
レフィン、アイオノマー、非晶性ポリオレフィン、ポリ
エチレンテレフタレート、ポリアミド等の耐薬品性や機
械的強度に優れた樹脂が望ましい。

【０１３３】内側保護層の樹脂としては、耐薬品性の合
成樹脂が用いられ、例えば、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、変性ポリオレフィン、アイオノマー、エチレン−
酢酸ビニル共重合体等を用いることができる。

【０１３４】また、ラミネートフィルムは、図１４
（Ｃ）に示すように金属層（ガスバリア層）４０と保護
層形成用合成樹脂層４１、耐蝕層形成用合成樹脂層４２
間にそれぞれ接着剤層４３を設けることもできる。さら
にまた、外装材同士を接着するために、複合材の最内面
に溶着可能なポリエチレン、ポリプロピレン等の樹脂か
らなる接着層を設けることもできる。

【０１３５】このようなラミネートフィルムの厚みは、
通常１０〜１０００μｍ、好ましくは５０〜２００μｍ
である。この厚みが薄過ぎると強度が劣り、厚すぎると
加工性が低下する。

【０１３６】本発明においては、放熱を確保する観点か
ら金属箔を間に挟んだ樹脂層／金属箔／樹脂層の構造の
ラミネートフィルムが特に好ましく、この場合、樹脂層
の厚みは１０〜１００μｍ、金属箔の厚みは１０〜１０
０μｍであることが好ましい。

【０１３７】このようなラミネートフィルムから、ケー
ス形状の外装材を成形するには、フィルム状体の周囲を
融着して形成してもよく、シート状体を真空成形、圧空
成形、プレス成形等によって絞り成形してもよい。ま
た、合成樹脂を射出成形することによって成形すること
もできる。射出成形によるときは、金属箔等のガスバリ
ア層はスパッタリング等によって形成されるのが通常で
ある。

【０１３８】外装材に凹部よりなる収容部を設けるには
絞り加工等によって行うことができる。

【０１３９】また、本発明のリチウム二次電池の厚み
は、通常０．１ｍｍ以上、０．２ｍｍ以上、より好まし
くは０．４ｍｍ以上、一方、通常１０ｍｍ以下、好まし
くは４ｍｍ以下、より好ましくは３．５ｍｍ以下、特に
好ましくは３ｍｍ以下である。リチウム二次電池が厚す
ぎると放熱効率が低下する。また、伝熱に時間を要する
ため中心部の蓄熱が進みすぎることがある。薄すぎると
容量が低下する。

【０１４０】本発明のリチウム二次電池が電源として使
用される電気機器としては特に限定されない。上記電気
機器として、例えば、ノートパソコン、ペン入力パソコ
ン、モバイルパソコン、電子ブックプレーヤー、携帯電
話、コードレスフォン子機、ページャー、ハンディータ
ーミナル、携帯ファックス、携帯コピー、携帯プリンタ
ー、ヘッドフォンステレオ、ビデオムービー、液晶テレ
ビ、ハンディークリーナー、ポータブルＣＤ、ミニディ
スク、電気シェーバー、トランシーバー、電子手帳、電
卓、メモリーカード、携帯テープレコーダー、ラジオ、
バックアップ電源、モーター、照明器具、玩具、ゲーム
機器、ロードコンディショナー、時計、ストロボ、カメ
ラ、医療機器（ペースメーカー、補聴器、肩もみ機な
ど）等を挙げることができる。

【０１４１】これら様々な電気機器のうち、本発明のリ
チウム二次電池を電源として用いるのが好ましいのは、
携帯電話、時計、モバイルパソコン等の人間が携帯して
持ち歩くような電気機器である。このような電気機器は
特に安全性が高い事が望まれるので、本発明を用いる効
果が顕著となる。

【０１４２】

【実施例】以下に実施例及び比較例を挙げて本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明は下記実施例により何ら
限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲に
おいて適宜変更し実施することができる。

【０１４３】なお、以下において、組成中の「部」は
「重量部」を示す。

【０１４４】実施例１［正極の製造］コバルト及びアルミニウムでニッケルサ
イトの一部が置換されたリチウムニッケル複合酸化物
（Ｌｉ_αＮｉ_ＸＣｏ_ＹＡｌ_ＺＯ_２（α＝１．０２，Ｘ＝
０．８２，Ｙ＝０．１５，Ｚ＝０．０３））（比表面積
０．４ｍ^２／ｇ，平均２次粒径１０μｍ）９０部、アセ
チレンブラック５部、ポリフッ化ビニリデン５部及びＮ
−メチル−２−ピロリドン８０部を混練機により２時間
混練し正極塗料１とした。

【０１４５】次に、正極塗料１を２０μｍ厚のアルミニ
ウム集電体基材上に、エクストルージョン型のダイコー
ティングによって塗布、乾燥し、活物質がバインダーに
よって集電体上に結着された多孔質膜からなる正極活物
質層を形成し、次いで、ロールプレス（カレンダー）を
用いて圧密後、電極部を３ｃｍ×５ｃｍのサイズに切断
し正極１とした。形成された正極活物質層の厚みは５５
μｍである。

【０１４６】［負極の製造］グラファイト（平均粒径１
５μｍ）９０部、ポリフッ化ビニリデン１０部及びＮ−
メチル−２−ピロリドン１００部を、混練機により２時
間混練し、負極塗料１とした。

【０１４７】次に、負極塗料１を２０μｍ厚の銅集電体
基材上にエクストルージョン型のダイコーティングによ
って塗布、乾燥し、活物質がバインダーによって集電体
上に結着された多孔質膜からなる負極活物質層を形成
し、次いで、ロールプレス（カレンダー）を用いて圧密
後、電極部を３ｃｍ×５ｃｍに切断し、負極１とした。
形成された負極活物質層の厚みは６０μｍである。

【０１４８】［電解質塗料の製造］１Ｍ濃度のＬｉＰＦ
₆を含有する、エチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネートの混合液（体積比率；エチレンカーボネート：
プロピレンカーボネート＝１：１）９２５部、テトラエ
チレングルコールジアクリレート４４部、ポリエチレン
オキシドトリアクリレート２２部、重合開始剤２部及び
添加剤（無水コハク酸）９部を混合攪拌溶解し、電解質
塗料１とした。

【０１４９】［電池の作成と過充電試験］正極１、負極
１に電解質塗料１を塗布し、別に電解質塗料１に浸した
ポリエチレン製多孔質フィルム（厚み１５μｍ）を間に
挟んで積層した後、９０℃で１０分加熱することにより
電解質を非流動化して、図１１に示すような、正極、負
極、及び非流動化性電解質を有する平板状の単位電池要
素を作成した。

【０１５０】得られた単位電池要素の端子部に電流を取
り出すリードを接続した。その後、アルミニウム層（厚
み４０μｍ）の内側にポリプロピレン層（厚み４０μ
ｍ）を、外側にポリアミド層（厚み２５μｍ）を有する
厚さ約１００μｍ、長辺６．５ｃｍ、短片４ｃｍのラミ
ネートフィルムを対向成形した外装材に収容後、真空シ
ールして図８及び９のようなリチウム二次電池を得た。
このように作成した平板状電池Ａの電池容量Ｃは３２ｍ
Ａｈであり、電池表面積Ｓは５２．４ｃｍ^２、接合片面
積割合は２６％、電池の厚みは０．３６ｍｍで、表面積
容量比Ｓ／Ｃは１．６３であった。

【０１５１】ここで、放電容量Ｃの測定は以下のように
して行った。即ち、１Ｃ（３２ｍＡ）で４．２Ｖまで定
電流充電を行い、次いで、１時間における充電電流値の
変化が１０％以内となるまで４．２Ｖでの定電圧充電を
行うことにより、電池Ａを満充電状態とした。そして、
４．２Ｖから１０時間で３．０Ｖになるような電流値で
３．０Ｖまで放電することにより、電池容量を求めた。
この放電容量の測定方法は、以下の実施例２〜７、比較
例１においても同様である。

【０１５２】この平板状電池Ａに対して過充電試験を行
なった。

【０１５３】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から３Ｃ（９６ｍＡ）の定電流で１２０
分間充電を行なった。その結果、過充電状態での電池の
発煙、発火は観測されず、この平板状電池Ａは３Ｃの過
充電に耐え得る安全性の高い電池であることが確認され
た。

【０１５４】実施例２実施例１で作製した単位電池要素を２組積層し、端子部
をまとめてリードに接続したこと以外は、実施例１と同
様にして平板状電池Ｂを作成した。

【０１５５】平板状電池Ｂの電池容量Ｃは６４ｍＡｈで
あり、電池表面積Ｓは５２．４ｃｍ ^２、接合片面積割合
は２６％、電池の厚みは０．５２ｍｍで、表面積容量比
Ｓ／Ｃは０．８２であった。

【０１５６】この平板状電池Ｂに対して過充電試験を行
なった。

【０１５７】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から３Ｃ（１９２ｍＡ）の定電流で１２
０分間充電を行なった。その結果、過充電状態での電池
の発煙、発火は観測されず、この平板状電池Ｂは３Ｃの
過充電に耐え得る安全性の高い電池であることが確認さ
れた。

【０１５８】実施例３実施例１において正極、負極のサイズを５．２ｃｍ×
３．３ｃｍに変更し、これをそれぞれ正極２、負極２と
した。正極２及び負極２を用いたこと以外は実施例１と
同様にして単位電池要素を作成し、この単位電池要素を
２０組積層し端子部をまとめてリードに接続した。実施
例１で用いたものと同様のラミネートフィルムはあらか
じめ図６のように対向成形し外装材とした。これ以外は
実施例１と同様にして平板状電池Ｃを作成した。

【０１５９】平板状電池Ｃの電池容量Ｃは７３０ｍＡｈ
であり、電池表面積Ｓは５５．６ｃｍ^２、接合片面積割
合は１４．８％、電池の厚みは３．３ｍｍで、表面積容
量比Ｓ／Ｃは０．０７６であった。

【０１６０】この平板状電池Ｃに対して過充電試験を行
なった。

【０１６１】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から３Ｃ（２１９０ｍＡ）の定電流で１
２０分間充電を行なった。その結果、過充電状態での電
池の発煙、発火は観測されず、この平板状電池Ｃは３Ｃ
の過充電に耐え得る安全性の高い電池であることが確認
された。

【０１６２】実施例４実施例１におけるリチウムニッケル複合酸化物の代り
に、リチウムニッケル複合酸化物（Ｌｉ_αＮｉ_ＸＣｏ_Ｙ
Ａｌ_ＺＯ_２（α＝１．０５，Ｘ＝０．８２，Ｙ＝０．１
５，Ｚ＝０．０３））（比表面積１．１ｍ^２／ｇ，平均
２次粒径１０μｍ）を用いたこと以外は同様にして正極
塗料２を製造し、この正極塗料２を用いて同様に正極３
を作成し、この正極３を単位電池要素に用いたこと以外
は実施例１と同様にして平板状電池Ｄを作成した。

【０１６３】この平板状電池Ｄの電池容量は３１ｍＡｈ
であり、電池表面積Ｓは５２．４ｃｍ^２、接合片面積割
合は２６％、電池の厚みは０．３５ｍｍで、表面積容量
比Ｓ／Ｃは１．６８であった。

【０１６４】この平板状電池Ｄに対して過充電試験を行
なった。

【０１６５】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から３Ｃ（９３ｍＡ）の定電流で１２０
分間充電を行なった。その結果、過充電状態での電池の
発煙、発火は観測されず、この平板状電池Ｄは３Ｃの過
充電に耐え得る安全性の高い電池であることが確認され
た。

【０１６６】実施例５実施例１において、リチウムニッケル複合酸化物を、リ
チウムニッケル複合酸化物（Ｌｉ_αＮｉ_ＸＣｏ_ＹＡｌ_Ｚ
Ｏ_２（α＝１．０１，Ｘ＝０．８０，Ｙ＝０．１５，Ｚ
＝０．０５））（比表面積０．８ｍ^２／ｇ，平均２次粒
径８μｍ）とコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ_２）（比
表面積０．５ｍ^２／ｇ，平均２次粒径５μｍ）とに代
え、リチウムニッケル複合酸化物：コバルト酸リチウム
＝７：３（重量比）の割合で混合して用いたこと以外は
同様にして正極塗料３を調製し、この正極塗料３を用い
て、実施例３での正極の充電容量と負極容量との比を等
しくなるように正極活物質層と負極活物質層との厚さを
調整したこと以外、実施例３と同様にして、正極、負極
のサイズが５．２ｃｍ×３．３ｃｍの単位電池要素を２
０個積層して平板状電池Ｅを作成した。

【０１６７】この平板状電池Ｅの電池容量Ｃは７００ｍ
Ａｈであり、電池表面積Ｓは５５．４ｃｍ^２、接合片面
積割合は１４．９％、電池の厚みは３．２ｍｍで、表面
積容量比Ｓ／Ｃは０．０７９であった。

【０１６８】この平板状電池Ｅに対して過充電試験を行
なった。

【０１６９】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から３Ｃ（２１００ｍＡ）の定電流で１
２０分間充電を行なった。その結果、過充電状態での電
池の発煙、発火は観測されず、この平板状電池Ｅは３Ｃ
の過充電に耐え得る安全性の高い電池であることが確認
された。

【０１７０】比較例１実施例３において、単位電池要素を４０組積層したこと
以外は同様にして平板状電池Ｆを作成した。

【０１７１】平板状電池Ｆの電池容量Ｃは１４６０ｍＡ
ｈであり、電池表面積Ｓは６１．２ｃｍ^２、接合片面積
割合は１３．５％、電池の厚みは６．４ｍｍで、表面積
容量比Ｓ／Ｃは０．０４２であった。

【０１７２】この平板状電池Ｆに対して過充電試験を行
なった。

【０１７３】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から３Ｃ（４３８０ｍＡ）の定電流で最
大１２０分間の設定で行なった。その結果、試験開始３
０分後に電池は発火した。

【０１７４】以上の結果を表２にまとめて示す。

【０１７５】

【表２】

【０１７６】表２より、本発明のリチウム二次電池は過
充電時の安全性が高いことがわかる。

【０１７７】実施例６［正極の製造］実施例１において、リチウムニッケル複
合酸化物を、リチウムニッケル複合酸化物（Ｌｉ_αＮｉ
_ＸＣｏ_ＹＡｌ_ＺＯ_２（α＝１．０５，Ｘ＝０．８２，Ｙ
＝０．１５，Ｚ＝０．０３））（比表面積０．５ｍ^２／
ｇ，平均２次粒径７μｍ）とコバルト酸リチウム（Ｌｉ
ＣｏＯ_２）（比表面積０．５ｍ^２／ｇ，平均２次粒径５
μｍ）とに代えた点、さらに、上記リチウムニッケル複
合酸化物６４．４部、上記コバルト酸リチウム２７．６
部、アセチレンブラック４部、ポリフッ化ビニリデン４
部（重量比）の割合で混合した点以外は、実施例１と同
様にして正極塗料４を調製した。

【０１７８】次に、正極塗料４を１５μｍ厚のアルミニ
ウム集電体基材上に、エクストルージョン型のダイコー
ティングによって塗布、乾燥し、活物質がバインダーに
よって集電体上に結着された多孔質膜からなる正極活物
質層を形成し、次いで、ロールプレス（カレンダー）を
用いて圧密後、電極部を３．２ｃｍ×５．２ｃｍのサイ
ズに切断し正極４とした。形成された正極活物質層の厚
みは５３．５μｍである。

【０１７９】［負極の製造］グラファイト（平均粒径１
５μｍ）９１．８部、ポリフッ化ビニリデン８．２部及
びＮ−メチル−２−ピロリドン１００部を、混練機によ
り２時間混練し、負極塗料２とした。

【０１８０】次に、負極塗料２を８μｍ厚の銅集電体基
材上にエクストルージョン型のダイコーティングによっ
て塗布、乾燥し、活物質がバインダーによって集電体上
に結着された多孔質膜からなる負極活物質層を形成し、
次いで、ロールプレス（カレンダー）を用いて圧密後、
電極部を３．３ｃｍ×５．２５ｃｍに切断し、負極４と
した。形成された負極活物質層の厚みは６２．５μｍで
ある。

【０１８１】［電解質塗料の製造］１Ｍ濃度のＬｉＰＦ
₆を含有する、エチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネートの混合液（体積比率；エチレンカーボネート：
プロピレンカーボネート＝１：１）９２１部、フェニル
エーテル３０部、テトラエチレングルコールジアクリレ
ート４７部、ポリエチレンオキシドトリアクリレート２
３部、ジメチルスルホン１０部、界面活性剤５部、重合
開始剤２部及び添加剤（無水コハク酸）９部を混合攪拌
溶解し、電解質塗料２とした。

【０１８２】［電池の作成と過充電試験］正極４、負極
２に電解質塗料２を塗布し、別に電解質塗料２に浸した
ポリエチレン製多孔質フィルム（厚み９μｍ）を間に挟
んで積層した後、９０℃で１０分加熱することにより電
解質を非流動化して、図１１に示すような、正極、負
極、及び非流動化性電解質を有する平板状の単位電池要
素を作成した。

【０１８３】次いで実施例３と同様にして、単位電池要
素を２２個積層し、得られた単位電池要素の端子部をそ
れぞれまとめて、これに電流を取り出すリードを接続し
た。その後、アルミニウム層（厚み４０μｍ）の内側に
ポリプロピレン層（厚み４０μｍ）を、外側にポリアミ
ド層（厚み２５μｍ）を有する厚さ約１１０μｍ、長辺
６．１ｃｍ、短片４ｃｍのラミネートフィルムを対向成
形した外装材に収容後、真空シールして図８及び９のよ
うな平板状のリチウム二次電池Ｇを得た。このように作
成した平板状電池Ｇの電池容量Ｃは８５０ｍＡｈであ
り、電池表面積Ｓは５５．０ｃｍ^２、接合片面積割合は
２０％、電池の厚みは３．７８ｍｍで、表面積容量比Ｓ
／Ｃは０．０６５であった。

【０１８４】この平板状電池Ｇに対して過充電試験を行
なった。

【０１８５】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から１．８Ｃ相当（１４４０ｍＡ）の定
電流で１２０分間充電を行なった。その結果、過充電状
態での電池の発煙、発火は観測されず、この平板状電池
Ｇは１．８Ｃ相当の過充電に耐え得る安全性の高い電池
であることが確認された。

【０１８６】実施例７［正極の製造］実施例１において、リチウムニッケル複
合酸化物を、リチウムニッケル複合酸化物（Ｌｉ_αＮｉ
_ＸＣｏ_ＹＡｌ_ＺＯ_２（α＝１．０５，Ｘ＝０．８２，Ｙ
＝０．１５，Ｚ＝０．０３））（比表面積０．５ｍ^２／
ｇ，平均２次粒径７μｍ）とコバルト酸リチウム（Ｌｉ
ＣｏＯ_２）（比表面積０．５ｍ^２／ｇ，平均２次粒径５
μｍ）とに代えた点、さらに、リチウムニッケル複合酸
化物６３部、コバルト酸リチウム２７部、アセチレンブ
ラック５部、ポリフッ化ビニリデン５部（重量比）の割
合で混合した点以外は、実施例１と同様にして正極塗料
５を調製した。

【０１８７】次に、正極塗料５を１５μｍ厚のアルミニ
ウム集電体基材上に、エクストルージョン型のダイコー
ティングによって塗布、乾燥し、活物質がバインダーに
よって集電体上に結着された多孔質膜からなる正極活物
質層を形成し、次いで、ロールプレス（カレンダー）を
用いて圧密後、電極部を３．２ｃｍ×５．２ｃｍのサイ
ズに切断し正極５とした。形成された正極活物質層の厚
みは５１μｍである。

【０１８８】［負極の製造］グラファイト（平均粒径１
５μｍ）９０部、ポリフッ化ビニリデン１０部及びＮ−
メチル−２−ピロリドン１００部を、混練機により２時
間混練し、負極塗料３とした。

【０１８９】次に、負極塗料１を１０μｍ厚の銅集電体
基材上にエクストルージョン型のダイコーティングによ
って塗布、乾燥し、活物質がバインダーによって集電体
上に結着された多孔質膜からなる負極活物質層を形成
し、次いで、ロールプレス（カレンダー）を用いて圧密
後、電極部を３．３ｃｍ×５．２５ｃｍに切断し、負極
５とした。形成された負極活物質層の厚みは６０．２μ
ｍである。

【０１９０】［電解質塗料の製造］１Ｍ濃度のＬｉＰＦ
₆を含有する、エチレンカーボネート、プロピレンカー
ボネートの混合液（体積比率；エチレンカーボネート：
プロピレンカーボネート＝１：１）９２１部、フェニル
エーテル２０部、テトラエチレングルコールジアクリレ
ート４７部、ポリエチレンオキシドトリアクリレート２
３部、ジメチルスルホン１０部、界面活性剤５部、重合
開始剤２部及び添加剤（無水コハク酸）９部を混合攪拌
溶解し、電解質塗料３とした。

【０１９１】［電池の作成と過充電試験］正極５、負極
５に電解質塗料３を塗布し、別に電解質塗料３に浸した
ポリエチレン製多孔質フィルム（厚み９μｍ）を間に挟
んで積層した後、９０℃で１０分加熱することにより電
解質を非流動化して、図１１に示すような、正極、負
極、及び非流動化性電解質を有する平板状の単位電池要
素を作成した。

【０１９２】次いで実施例３と同様にして、単位電池要
素を２２個積層し、得られた単位電池要素の端子部をそ
れぞれまとめて、これに電流を取り出すリードを接続し
た。その後、アルミニウム層（厚み４０μｍ）の内側に
ポリプロピレン層（厚み４０μｍ）を、外側にポリアミ
ド層（厚み２５μｍ）を有する厚さ約１１０μｍ、長辺
６．１ｃｍ、短片４ｃｍのラミネートフィルムを対向成
形した外装材に収容後、真空シールして図８及び９のよ
うな平板状のリチウム二次電池Ｈを得た。このように作
成した平板状電池Ｈの電池容量Ｃは７６７ｍＡｈであ
り、電池表面積Ｓは５４．８ｃｍ^２、接合片面積割合は
２０％、電池の厚みは３．６６ｍｍで、表面積容量比Ｓ
／Ｃは０．０７２であった。

【０１９３】この平板状電池Ｈに対して過充電試験を行
なった。

【０１９４】過充電試験は上限電圧を１０Ｖに設定し、
電池を放電状態から１．８Ｃ相当（１２９６ｍＡ）の定
電流で１２０分間充電を行なった。その結果、過充電状
態での電池の発煙、発火は観測されず、この平板状電池
Ｈは１．８Ｃ相当の過充電に耐え得る安全性の高い電池
であることが確認された。

【０１９５】

【発明の効果】以上詳述した通り、本発明によれば、正
極活物質として高容量のリチウムニッケル複合酸化物を
使用したリチウム二次電池であって、過充電に対する安
全性の高いリチウム二次電池が提供される。本発明のリ
チウム二次電池は、リチウム二次電池の容量当たりの面
積値を制御することにより、リチウム二次電池に本質的
な安全機能を付与するものであり、他の過充電対策を施
すことなく、安全性の高いリチウム二次電池を実現する
ことができる。また、他の過充電対策と併用することに
よって、より一層安全なリチウム二次電池とすることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態に係る電池の分解斜視図である。

【図２】実施の形態に係る電池の要部の断面図である。

【図３】電池要素の概略的な斜視図である。

【図４】実施の形態に係る電池の斜視図（接合片部の固
着前）である。

【図５】実施の形態に係る電池の斜視図（接合片部の固
着後）である。

【図６】別の実施の形態に係る電池の製造途中の斜視図
である。

【図７】さらに別の実施の形態に係る電池の製造途中の
斜視図である。

【図８】さらに異なる実施の形態に係る電池の製造途中
の斜視図である。

【図９】図８の電池の製作途中の平面図である。

【図１０】別の実施の形態に係る電池の斜視図である。

【図１１】単位電池要素の模式的な斜視図である。

【図１２】正極又は負極の模式的な断面図である。

【図１３】電池要素の模式的な断面図である。

【図１４】（Ａ）〜（Ｃ）図はそれぞれ外装材を構成す
る複合材の一例を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１電池要素２，３，６，７，８，９外装材４ａ，４ｂタブ２１リード２２正極集電体２３正極活物質２４スペーサ（電解質層）２５負極活物質２６負極集電体３１正極３１ａ正極活物質３２負極３２ｂ負極活物質３３非流動性電解質層３５ａ正極集電体３５ｂ負極集電体４０ガスバリア層４１，４２合成樹脂層４３接着剤層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｍ 4/58 Ｈ０１Ｍ 4/58 Ｆターム(参考） 5H011 AA13 BB03 CC10 DD06 DD13 KK00 KK01 5H029 AJ12 AK03 AK05 AK15 AK16 AK18 AL01 AL02 AL06 AL07 AL12 AM03 AM04 AM05 AM07 AM16 BJ04 BJ12 BJ27 CJ08 DJ02 DJ16 HJ02 HJ04 HJ07 HJ19 5H050 AA03 AA15 BA16 BA17 CA02 CA08 CA11 CA19 CA20 CA26 CA29 CB01 CB02 CB07 CB08 CB12 FA17 GA10 HA02 HA04 HA07 HA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】リチウムとニッケルとを含有するリチウ
ムニッケル複合酸化物を正極活物質としたリチウム二次
電池要素をケース内に収納してなるリチウム二次電池に
おいて、該リチウムニッケル複合酸化物の比表面積が０．１〜１
０ｍ^２／ｇであり、且つ、電池表面積Ｓ（ｃｍ^２）と電
池容量Ｃ（ｍＡｈ）との比である表面積容量比Ｓ／Ｃが
０．０５〜５であるリチウム二次電池。
【請求項２】前記電池表面積Ｓが１〜２００ｃｍ^２で
ある請求項１に記載のリチウム二次電池。
【請求項３】前記電池容量Ｃが１〜２０００ｍＡｈで
ある請求項１又は２に記載のリチウム二次電池。
【請求項４】ケースが、ガスバリア層と樹脂層とが設
けられたラミネートフィルムよりなる請求項１乃至３の
いずれかに記載のリチウム二次電池。
【請求項５】厚みが４ｍｍ以下である請求項１乃至４
のいずれかに記載のリチウム二次電池。
【請求項６】リチウム二次電池要素が、プロピレンカ
ーボネートを含む電解液を有する請求項１乃至５のいず
れかに記載のリチウム二次電池。
【請求項７】リチウム二次電池要素が、非流動性電解
質を有する請求項１乃至６のいずれかに記載のリチウム
二次電池。
【請求項８】リチウム二次電池要素が下記一般式
（１）で表される化合物を含有する請求項１乃至７のい
ずれかに記載のリチウム二次電池。Ａ１−Ｘ−Ａ２ …（１）（Ｘは、周期表第６族元素であり、Ａ１及びＡ２は芳香
族基を表す。また、Ａ１とＡ２とは、同一であっても異
なっていてもよく、互いに結合して環を構成してもよ
い。）
【請求項９】Ｘが酸素である請求項８に記載のリチウ
ム二次電池。
【請求項１０】Ａ１及びＡ２がそれぞれ独立にフェニ
ル基、ナフチル基、及びアントリル基のいずれか一つで
ある請求項８又は９に記載のリチウム二次電池。