JP2012023030A

JP2012023030A - 非水電解質電池および非水電解質

Info

Publication number: JP2012023030A
Application number: JP2011135544A
Authority: JP
Inventors: Atsumichi Kawashima; 敦道川島; Haruo Watanabe; 春夫渡辺
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2010-06-17
Filing date: 2011-06-17
Publication date: 2012-02-02

Abstract

【課題】初回充放電効率の低下を抑制することができると共に、安全性を向上できる非水電解質電池および非水電解質を提供する。
【解決手段】この非水電解質電池は、正極３３と、負極３４と、溶媒および電解質塩を含むゲル状の電解質３６とを備える。ゲル状の電解質３６は、常温溶融塩およびヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を含む。
【選択図】図２

Description

この発明は、非水電解質電池および非水電解質に関する。さらに詳しくは、常温溶融塩を含む非水電解質を用いた非水電解質電池に関する。

近年、カメラ一体型ＶＴＲ、デジタルスチルカメラ、携帯電話、携帯情報端末、ノート型コンピュータ等のポータブル電子機器が多く登場し、その小型軽量化が図られている。そしてこれらの電子機器のポータブル電源として、電池、特に二次電池について、エネルギー密度を向上させるための研究開発が活発に進められている。

中でも、負極活物質に炭素、正極活物質にリチウム−遷移金属複合酸化物、電解液に炭酸エステル混合物を使用するリチウムイオン二次電池は、従来の非水系電解液二次電池である鉛電池、ニッケルカドミウム電池と比較して大きなエネルギー密度が得られるため、広く実用化されている。

特に外装にアルミニウムラミネートフィルムを使用するラミネート型リチウムイオン二次電池は、軽量なためエネルギー密度が大きい。ラミネート型リチウムイオン二次電池においては、電解液によりポリマーを膨潤させると電池の変形を抑制することができるため、ラミネート型のポリマーリチウムイオン二次電池も広く使用されている。

ところで、電池の高エネルギー密度化に伴い、加熱、破壊、過充電等の異常時に電池が熱暴走する危険が出てきた。この問題に対し、難燃性の常温溶融塩を電解液に使用すると、電池が熱暴走する危険が減少する事が知られている。（例えば特許文献１参照）

特開２００７−１５７５３７号公報

しかしながら、常温溶融塩は、初回充電時に負極で分解しやすい問題があった。この問題に対して、ビニレンカーボネートを混合して負極に保護皮膜を形成する手法が提案されているが、十分な効果は得られていなかった。

したがって、この発明の目的は、安全性を向上することができると共に、初回充放電効率の低下を抑制することができる、非水電解質電池および非水電解質を提供することにある。

上述した課題を解決するために、第１の発明は、正極と、負極と、常温溶融塩を含む非水電解質とを備え、電池内部にポリ酸および／またはポリ酸化合物を含む非水電解質電池である。

第２の発明は、正極と、負極と、常温溶融塩を含む非水電解質とを備え、負極に、ポリ酸および／またはポリ酸化合物に由来する皮膜が形成された非水電解質電池である。

第３の発明は、ポリ酸および／またはポリ酸化合物と、常温溶融塩とを含む非水電解質である。

第１の発明では、非水電解質に常温溶融塩を含むことで、安全性を向上することができる。また、第１の発明では、充電により、電池内部に含まれるポリ酸および／またはポリ酸化合物に由来する皮膜が負極に形成される。これにより、常温溶融塩の分解による初回充放電効率の低下を抑制することができる。したがって、この非水電解質電池では、安全性を向上することができると共に、初回充放電効率の低下を抑制することができる。

第２の発明では、非水電解質に常温溶融塩を含みことで、安全性を向上することができる。また、第２の発明では、負極に形成された、ポリ酸および／またはポリ酸化合物に由来する皮膜により、常温溶融塩の分解による初回充放電効率の低下を抑制することができる。したがって、この非水電解質電池では、安全性を向上することができると共に、初回充放電効率の低下を抑制することができる。

第３の発明では、非水電解質に常温溶融塩を含むことで、例えば、非水電解質電池などの電気化学デバイスに用いた場合において、安全性を向上することができる。また、第３の発明では、例えば、非水電解質電池などの電気化学デバイスに用いた場合において、充電により、ポリ酸および／またはポリ酸化合物に由来する皮膜が負極に形成される。これにより、常温溶融塩の分解による初回充放電効率の低下を抑制することができる。したがって、この非水電解質では、例えば、非水電解質電池などの電気化学デバイスに用いた場合において、安全性を向上することができると共に、初回充放電効率の低下を抑制することができる。

この発明によれば、安全性を向上することができると共に、初回充放電効率の低下を抑制することができる。

この発明の実施の形態による非水電解質電池の構成例を示す分解斜視図である。図１における巻回電極体のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。この発明の負極表面のＳＥＭ写真である。ケイタングステン酸を電池系内に添加することにより析出物が析出した負極表面における飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）による二次イオンスペクトルの一例である。ケイタングステン酸を電池系内に添加することにより析出物が析出した負極表面におけるＸ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）解析によるスペクトルをフーリエ変換して得られるＷ−Ｏ結合の動径構造関数の一例である。この発明の実施の形態による非水電解質電池の構成例を示す断面図である。巻回電極体の一部を拡大した断面図である。この発明の実施の形態による非水電解質電池の構成の一例を示す分解斜視図である。電池素子の外観の一例を示す斜視図である。電池素子の構成の一例を示す断面図である。正極の形状の一例を示す平面図である。負極の形状の一例を示す平面図である。セパレータの形状の一例を示す平面図である。この発明の実施の形態による非水電解質電池に用いられる電池素子の構成の一例を示す断面図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。なお、説明は、以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（非水電解質電池の第１の例）
２．第２の実施の形態（非水電解質電池の第２の例）
３．第３の実施の形態（非水電解質電池の第３の例）
４．第４の実施の形態（非水電解質電池の第４の例）
５．第５の実施の形態（非水電解質電池の第５の例）
６．他の実施の形態（変形例）

１．第１の実施の形態
（電池の構成）
この発明の第１の実施の形態による非水電解質電池について説明する。図１はこの発明の第１の実施の形態による非水電解質電池の分解斜視構成を表しており、図２は図１に示した巻回電極体３０のＩ−Ｉ線に沿った断面を拡大して示している。

この非水電解質電池は、主に、フィルム状の外装部材４０の内部に、正極リード３１および負極リード３２が取り付けられた巻回電極体３０が収納されたものである。このフィルム状の外装部材４０を用いた電池構造は、ラミネートフィルム型と呼ばれている。

正極リード３１および負極リード３２は、例えば、外装部材４０の内部から外部に向かって同一方向に導出されている。正極リード３１は、例えば、アルミニウムなどの金属材料によって構成されており、負極リード３２は、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなどの金属材料によって構成されている。これらの金属材料は、例えば、薄板状または網目状になっている。

外装部材４０は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムがこの順に貼り合わされたアルミラミネートフィルムによって構成されている。この外装部材４０は、例えば、ポリエチレンフィルムが巻回電極体３０と対向するように、２枚の矩形型のアルミラミネートフィルムの外縁部同士が融着または接着剤によって互いに接着された構造を有している。

外装部材４０と正極リード３１および負極リード３２との間には、外気の侵入を防止するための密着フィルム４１が挿入されている。この密着フィルム４１は、正極リード３１および負極リード３２に対して密着性を有する材料によって構成されている。このような材料としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂が挙げられる。

なお、外装部材４０は、上記したアルミラミネートフィルムに代えて、他の積層構造を有するラミネートフィルムによって構成されていてもよいし、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムによって構成されていてもよい。

図１は、図２に示した巻回電極体３０のＩ−Ｉ線に沿った断面構成を表している。この巻回電極体３０は、セパレータ３５および電解質３６を介して正極３３と負極３４とが積層および巻回されたものであり、その最外周部は、保護テープ３７によって保護されている。

（正極）
正極３３は、例えば、一対の面を有する正極集電体３３Ａの両面に正極活物質層３３Ｂが設けられたものである。ただし、正極活物質層３３Ｂは、正極集電体３３Ａの片面だけに設けられていてもよい。

正極集電体３３Ａは、例えば、アルミニウム、ニッケルまたはステンレスなどの金属材料によって構成されている。

正極活物質層３３Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウムまたはこれらの固溶体｛Ｌｉ（Ｎｉ_xＣｏ_yＭｎ_z）Ｏ₂（ｘ、ｙおよびｚの値は０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）、Ｌｉ（Ｎｉ_xＣｏ_yＡｌ_z）Ｏ₂（ｘ、ｙおよびｚの値は０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０≦ｚ＜１、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。）など｝、マンガンスピネル（ＬｉＭｎ₂Ｏ₄）またはこれらの固溶体｛Ｌｉ（Ｍｎ_2-vＮｉ_v）Ｏ₄（ｖの値はｖ＜２である。）｝などのリチウム複合酸化物、またはリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ₄）、Ｌｉ_xＦｅ_1-yＭ２_yＰＯ₄（式中、Ｍ２は、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、コバルト（Ｃｏ）、亜鉛（Ｚｎ）、マグネシウム（Ｍｇ）からなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｘは、０．９≦ｘ≦１．１であり、ｙは、０≦ｙ＜１である。）などのオリビン構造を有するリン酸化合物が好ましい。高いエネルギー密度を得ることができるからである。

また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、酸化チタン、酸化バナジウム、または二酸化マンガンなどの酸化物、二硫化鉄、二硫化チタンまたは硫化モリブデンなどの二硫化物、硫黄、ポリアニリンまたはポリチオフェンなどの導電性高分子も挙げられる。

勿論、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、例示したもの以外のものであってもよい。

結着剤としては、例えば、スチレンブタジエン系ゴム、フッ素系ゴムまたはエチレンプロピレンジエンなどの合成ゴムや、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されてもよい。

導電剤としては、例えば、黒鉛、カーボンブラックなどの炭素材料が挙げられる。これらは単独でもよいし、複数種が混合されていてもよい。

（負極）
負極３４は、例えば、一対の面を有する負極集電体３４Ａの両面に負極活物質層３４Ｂが設けられたものである。ただし、負極活物質層３４Ｂは、負極集電体３４Ａの片面だけに設けられていてもよい。

負極集電体３４Ａは、例えば、銅、ニッケルまたはステンレスなどの金属材料によって構成されている。

負極活物質層３４Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上を含んでおり、必要に応じて、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。なお、結着剤および導電剤は、それぞれ正極で説明したものと同様のものを用いることができる。

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、炭素材料が挙げられる。この炭素材料とは、例えば、易黒鉛化性炭素や、（００２）面の面間隔が０．３７ｎｍ以上の難黒鉛化性炭素や、（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以下の黒鉛などである。より具体的には、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、活性炭またはカーボンブラック類などがある。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスまたは石油コークスなどが含まれる。有機高分子化合物焼成体とは、フェノール樹脂やフラン樹脂などを適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。炭素材料は、リチウムの吸蔵および放出に伴う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得られると共に優れたサイクル特性が得られ、さらに導電剤としても機能するので好ましい。なお、炭素材料の形状は、繊維状、球状、粒状または鱗片状のいずれでもよい。

上述の炭素材料の他、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能であると共に金属元素および半金属元素のうちの少なくとも１種を構成元素として有する材料が挙げられる。高いエネルギー密度が得られるからである。このような負極材料は、金属元素または半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、この発明における「合金」には、２種以上の金属元素からなるものに加えて、１種以上の金属元素と１種以上の半金属元素とを含むものも含まれる。また、「合金」は、非金属元素を含んでいてもよい。この組織には、固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物、またはそれらの２種以上が共存するものがある。

上記した金属元素または半金属元素としては、例えば、リチウムと合金を形成することが可能な金属元素または半金属元素が挙げられる。具体的には、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（Ｚｎ）、ハフニウム（Ｈｆ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、イットリウム（Ｙ）、パラジウム（Ｐｄ）または白金（Ｐｔ）などである。中でも、ケイ素およびスズのうちの少なくとも１種が好ましく、ケイ素がより好ましい。リチウムを吸蔵および放出する能力が大きいため、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少なくとも１種を有する負極材料としては、例えば、ケイ素の単体、合金または化合物や、スズの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上の相を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。

ケイ素の合金としては、例えば、ケイ素以外の第２の構成元素として、スズ（Ｓｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。スズの合金としては、例えば、スズ（Ｓｎ）以外の第２の構成元素として、ケイ素（Ｓｉ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、マンガン（Ｍｎ）、亜鉛（Ｚｎ）、インジウム（Ｉｎ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、ビスマス（Ｂｉ）、アンチモン（Ｓｂ）およびクロム（Ｃｒ）からなる群のうちの少なくとも１種を含むものが挙げられる。

スズの化合物またはケイ素の化合物としては、例えば、酸素（Ｏ）または炭素（Ｃ）を含むものが挙げられ、スズ（Ｓｎ）またはケイ素（Ｓｉ）に加えて、上記した第２の構成元素を含んでいてもよい。

特に、ケイ素（Ｓｉ）およびスズ（Ｓｎ）のうちの少なくとも１種を含む負極材料としては、例えば、スズ（Ｓｎ）を第１の構成元素とし、そのスズ（Ｓｎ）に加えて第２の構成元素と第３の構成元素とを含むものが好ましい。勿論、この負極材料を上記した負極材料と共に用いてもよい。第２の構成元素は、コバルト（Ｃｏ）、鉄（Ｆｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、チタン（Ｔｉ）、バナジウム（Ｖ）、クロム（Ｃｒ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、ガリウム（Ｇａ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ニオブ（Ｎｂ）、モリブデン（Ｍｏ）、銀（Ａｇ）、インジウム（Ｉｎ）、セリウム（Ｃｅ）、ハフニウム（Ｈｆ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、ビスマス（Ｂｉ）およびケイ素（Ｓｉ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第３の構成元素は、ホウ素（Ｂ）、炭素（Ｃ）、アルミニウム（Ａｌ）およびリン（Ｐ）からなる群のうちの少なくとも１種である。第２の元素および第３の元素を含むことにより、サイクル特性が向上するからである。

中でも、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を構成元素として含み、炭素（Ｃ）の含有量が９．９質量％以上２９．７質量％以下の範囲内、スズ（Ｓｎ）およびコバルト（Ｃｏ）の合計に対するコバルト（Ｃｏ）の割合（Ｃｏ／（Ｓｎ＋Ｃｏ））が３０質量％以上７０質量％以下の範囲内であるＣｏＳｎＣ含有材料が好ましい。このような組成範囲において、高いエネルギー密度が得られると共に優れたサイクル特性が得られるからである。

このＳｎＣｏＣ含有材料は、必要に応じて、さらに他の構成元素を含んでいてもよい。他の構成元素としては、例えば、ケイ素（Ｓｉ）、鉄（Ｆｅ）、ニッケル（Ｎｉ）、クロム（Ｃｒ）、インジウム（Ｉｎ）、ニオブ（Ｎｂ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、チタン（Ｔｉ）、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、リン（Ｐ）、ガリウム（Ｇａ）またはビスマス（Ｂｉ）などが好ましく、それらの２種以上を含んでいてもよい。容量特性またはサイクル特性がさらに向上するからである。

なお、ＳｎＣｏＣ含有材料は、スズ（Ｓｎ）、コバルト（Ｃｏ）および炭素（Ｃ）を含む相を有しており、この相は結晶性の低いまたは非晶質な構造を有していることが好ましい。また、ＳｎＣｏＣ含有材料では、構成元素である炭素の少なくとも一部が、他の構成元素である金属元素あるいは半金属元素と結合していることが好ましい。サイクル特性の低下は、スズ（Ｓｎ）などが凝集あるいは結晶化することによるものであると考えられるが、炭素が他の元素と結合することにより、そのような凝集または結晶化が抑制されるからである。

元素の結合状態を調べる測定方法としては、例えば、Ｘ線光電子分光法（X-ray Photoelectron Spectroscopy；ＸＰＳ）が挙げられる。このＸＰＳでは、金原子の４ｆ軌道（Ａｕ４ｆ）のピークが８４．０ｅＶに得られるようにエネルギー較正された装置において、グラファイトであれば、炭素の１ｓ軌道（Ｃ１ｓ）のピークは２８４．５ｅＶに現れる。また、表面汚染炭素であれば、２８４．８ｅＶに現れる。これに対して、炭素元素の電荷密度が高くなる場合、例えば、炭素が金属元素または半金属元素と結合している場合には、Ｃ１ｓのピークは２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる。すなわち、ＳｎＣｏＣ含有材料について得られるＣ１ｓの合成波のピークが２８４．５ｅＶよりも低い領域に現れる場合には、ＳｎＣｏＣ含有材料に含まれる炭素（Ｃ）の少なくとも一部が他の構成元素である金属元素または半金属元素と結合している。

なお、ＸＰＳでは、例えば、スペクトルのエネルギー軸の補正に、Ｃ１ｓのピークを用いる。通常、表面には表面汚染炭素が存在しているので、表面汚染炭素のＣ１ｓのピークを２８４．８ｅＶとし、これをエネルギー基準とする。ＸＰＳ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として得られるので、例えば、市販のソフトウエアを用いて解析することにより、表面汚染炭素のピークと、ＳｎＣｏＣ含有材料中の炭素のピークとを分離する。波形の解析では、最低束縛エネルギー側に存在する主ピークの位置をエネルギー基準（２８４．８ｅＶ）とする。

また、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、リチウムを吸蔵および放出することが可能な金属酸化物または高分子化合物なども挙げられる。金属酸化物とは、例えば、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデンなどであり、高分子化合物とは、例えば、ポリアセチレン、ポリアニリンまたはポリピロールなどである。

さらに、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、チタンのようにリチウムと複合酸化物を形成する元素を含む材料でもよい。

勿論、負極活物質として金属リチウムを用いて、金属リチウムを析出溶解させてもよい。リチウム以外のマグネシウムやアルミニウムを析出溶解させることも可能である。

負極活物質層３４Ｂは、例えば、気相法、液相法、溶射法、焼成法、または塗布のいずれにより形成してもよく、それらの２以上を組み合わせてもよい。なお、気相法としては、例えば、物理堆積法または化学堆積法、具体的には真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、レーザーアブレーション法、熱化学気相成長（ＣＶＤ；Chemical Vapor Deposition）法またはプラズマ化学気相成長法などが挙げられる。液相法としては、電気鍍金または無電解鍍金などの公知の手法を用いることができる。焼成法とは、例えば、粒子状の負極活物質を結着剤などと混合して溶剤に分散させることにより塗布したのち、結着剤などの融点よりも高い温度で熱処理する方法である。焼成法に関しても公知の手法が利用可能であり、例えば、雰囲気焼成法、反応焼成法またはホットプレス焼成法が挙げられる。

負極活物質として金属リチウムを用いる場合には、負極活物質層３４Ｂは、組み立て時から既に有するようにしてもよいが、組み立て時には存在せず、充電時に析出したリチウム金属により構成されるようにしてもよい。また、負極活物質層３４Ｂを集電体としても利用することにより、負極集電体３４Ａを省略するようにしてもよい。

（セパレータ）
セパレータ３５は、正極３３と負極３４とを隔離し、両極の接触に起因する電流の短絡を防止しながらリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ３５は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンまたはポリエチレンなどの合成樹脂からなる多孔質膜や、セラミックからなる多孔質膜などによって構成されており、これらの２種以上の多孔質膜が積層されたものであってもよい。

（電解質）
電解質３６は、電解液と、電解液を吸収して膨潤した高分子化合物とを含んでおり、いわゆるゲル状の電解質である。このゲル状の電解質では電解液が高分子化合物に保持されている。ゲル状の電解質は、高いイオン伝導率が得られると共に漏液が防止されるので好ましい。

（電解液）
電解液は、溶媒として、常温溶融塩を含む。電解液には、予めヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が添加される。これにより、充放電前において、電解液は、溶媒に溶解したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を含む。

（常温溶融塩）
常温溶融塩は、常温において、塩のみで流動状態となりイオン種が可動となる材料である。常温溶融塩としては、例えば、式（１）〜式（４）で表されるカチオンと、式（５）〜式（７）で表されるアニオンとを含むものを用いることができる。

（Ｒ１〜Ｒ４は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。）
（Ｒ５〜Ｒ６は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。
Ｒ７は、Ｃ_mＨ_2m、ｍ＝４、５である。）
（Ｒ８〜Ｒ１２は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。）
（Ｒ１３〜Ｒ１６は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。）

（Ｒ１〜Ｒ２は、Ｃ_mＦ_2m+1、０≦ｍ≦２である。）
（Ｒ３〜Ｒ５は、Ｃ_mＦ_2m+1、０≦ｍ≦２である。）
（Ｒ６は、Ｃ_mＦ_2m+1、０≦ｍ≦２である。）

常温溶融塩としては、より具体的に、例えば、式（８）で表されるＮ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド（ＭＰＰｙ−ＴＦＳＩ）、式（９）で表されるＮ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド（ＤＥＭＥ−ＴＦＳＩ）、式（１０）で表される１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド（ＥＭＩ−ＴＦＳＩ）、式（１１）で表されるトリブチルメチルホスホニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド（ＴＢＭＰ−ＴＦＳＩ）、式（１２）で表される１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム−ヘキサフルオロホスフェート（ＢＭＩ−ＰＦ６）、式（１３）で表される１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム−テトラフルオロボレート（ＢＭＩ−ＢＦ４）、式（１４）で表されるＮ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウム−トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート（ＭＢＰｙ−ＦＡＰ）などを用いることができる。

電解液は、リチウム塩などの軽金属塩を含有していてもよい。リチウム塩としては、具体的に、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）、六フッ化ヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ₆）、六フッ化アンチモン酸リチウム（ＬｉＳｂＦ₆）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ₄）、四塩化アルミニウム酸リチウム（ＬｉＡｌＣｌ₄）などの無機リチウム塩が挙げられる。また、リチウム塩としては、例えば、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＣＦ₃ＳＯ₃Ｌｉ）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド（（ＣＦ₃ＳＯ₂）₂ＮＬｉ）、リチウムビス（ペンタフルオロメタンスルホン）イミド（（Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂）₂ＮＬｉ）、リチウムトリス（トリフルオロメタンスルホン）メチド（（ＣＦ₃ＳＯ₂）₃ＣＬｉ）などのパーフルオロアルカンスルホン酸誘導体のリチウム塩などが挙げられる。

電解液は、溶媒として、有機溶媒を含有していてもよい。有機溶媒としては、高誘電率溶媒と、低粘度溶媒とを混合して用いてもよい。低粘度溶媒としては、エチルメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、ジメチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート等の鎖状炭酸エステル、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、トリメチル酢酸エチル等の鎖状カルボン酸エステル、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド等の鎖状アミド、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸メチル、Ｎ，Ｎ−ジエチルカルバミン酸エチル等の鎖状カルバミン酸エステル、１，２−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１，３−ジオキソラン等のエーテル等が挙げられる。なお、有機溶媒は上記で例示した化合物に限定されるものではなく、従来提案されている化合物を広く用いることができる。

（ヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物）
ヘテロポリ酸は、２種以上のオキソ酸の縮合物である。このヘテロポリ酸、ヘテロポリ酸化合物は、そのヘテロポリ酸イオンが、ケギン構造、アンダーソン構造、またはドーソン構造等の、電池の溶媒に溶解しやすいものが好ましく、ケギン構造を有するものがより溶媒に溶解しやすいのでより好ましい。電解液に添加される、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の添加量は、特に限定されるものではないが、電解液に対して、例えば、０．５ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下である。なお、ヘテロポリ酸の質量はヘテロポリ酸が有する結合水の質量を除いた値とする。ヘテロポリ酸化合物の質量は、ヘテロポリ酸化合物が有する結合水の質量を除いた値とする。

このへテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、例えば、元素群（ａ）から選ばれるアデンダ原子（addenda atom）（ポリ原子）を有するもの、または
元素群（ａ）から選ばれるアデンダ原子を有し、アデンダ原子の一部が元素群（ｂ）から選ばれる少なくとも何れかの元素で置換されたものである。
元素群（ａ）：Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ
元素群（ｂ）：Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｔｃ、Ｒｈ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｔｌ、Ｐｂである。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が、例えば、元素群（ｃ）から選ばれるヘテロ原子（hetero atom）を有するもの、または
元素群（ｃ）から選ばれるヘテロ原子を有し、へテロ原子の一部が元素群（ｄ）から選ばれる少なくとも何れかの元素で置換されたものである。
元素群（ｃ）：Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｓ
元素群（ｄ）：Ｈ、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐ

具体的には、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物としては、式（Ａ）で表されるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物、式（Ｂ）で表されるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物、式（Ｃ）で表されるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が挙げられる。

式（Ａ）
Ｘ₄ＹＺ₁₂Ｏ₄₀
Ｘ＝Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＲ₄：Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n+1（０≦ｎ≦４）
Ｙ＝Ｓｉ、Ｇｅ
Ｚ＝Ｍｏ、Ｗ

式（Ｂ）
Ｘ₃ＹＺ₁₂Ｏ₄₀
Ｘ＝Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＲ₄：Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n+1（０≦ｎ≦４）
Ｙ＝Ｐ、Ａｓ
Ｚ＝Ｍｏ、Ｗ

式（Ｃ）
Ｘ₄ＹＺ₁₁ＶＯ₄₀
Ｘ＝Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＲ₄：Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n+1（０≦ｎ≦４）
Ｙ＝Ｐ、Ａｓ
Ｚ＝Ｍｏ、Ｗ

また、例えば、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物としては、下記の一般式（（式Ｉ）〜（式IV））で表されるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が挙げられる。

（式Ｉ）
アンダーソン（Anderson）構造：Ｈ_xＡ_y［ＢＤ₆Ｏ₂₄］・ｚＨ₂Ｏ
（式中、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０≦ｘ≦８、０≦ｙ≦８、０≦ｚ≦５０の範囲内の値である。ただし、ｘおよびｙのうち少なくとも１つは０でない。）

（式II）
ケギン（Keggin）構造：Ｈ_xＡ_y［ＢＤ₁₂Ｏ₄₀］・ｚＨ₂Ｏ
（式中、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０≦ｘ≦４、０≦ｙ≦４、０≦ｚ≦５０の範囲内の値である。ただし、ｘおよびｙのうち少なくとも１つは０でない。）

（式III）
ドーソン（Dawson）構造：Ｈ_xＡ_y［Ｂ₂Ｄ₁₈Ｏ₆₂］・ｚＨ₂Ｏ
（式中、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０≦ｘ≦８、０≦ｙ≦８、０≦ｚ≦５０の範囲内の値である。ただし、ｘおよびｙのうち少なくとも１つは０でない。）

（式IV）
プレイスラー（Preyssler）構造：Ｈ_xＡ_y［Ｂ₅Ｄ₃₀Ｏ₁₁₀］・ｚＨ₂Ｏ
（式中、ｘ、ｙおよびｚはそれぞれ０≦ｘ≦１５、０≦ｙ≦１５、０≦ｚ≦５０の範囲内の値である。ただし、ｘおよびｙのうち少なくとも１つは０でない。）

なお、上述の（式Ｉ）〜（式IV）中、Ａはリチウム（Ｌｉ），ナトリウム（Ｎａ），カリウム（Ｋ），ルビジウム（Ｒｂ），セシウム（Ｃｓ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），アルミニウム（Ａｌ），アンモニウム（ＮＨ₄），アンモニウム塩，ホスホニウム塩を表す。Ｂはリン（Ｐ），ケイ素（Ｓｉ），ヒ素（Ａｓ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）を表す。Ｄはチタン（Ｔi），バナジウム（Ｖ），クロム（Ｃｒ），マンガン（Ｍｎ），鉄（Ｆｅ），コバルト（Ｃｏ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ），ガリウム（Ｇａ），ジルコニウム（Ｚｒ），ニオブ（Ｎｂ），モリブデン（Ｍｏ），テクネチウム（Ｔｃ），ロジウム（Ｒｈ），カドミウム（Ｃｄ），インジウム（Ｉｎ），スズ（Ｓｎ），タンタル（Ｔａ），タングステン（Ｗ），レニウム（Ｒｅ），タリウム（Ｔｌ）から選ばれる１種以上の元素である。

より具体的には、ヘテロポリ酸としては、例えば、リンタングステン酸（Ｈ₃ＰＷ₁₂Ｏ₄₀）、ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）などのようなヘテロポリタングステン酸、リンモリブデン酸（Ｈ₃ＰＭｏ₁₂Ｏ₄₀）、ケイモリブデン酸（Ｈ₄ＳｉＭｏ₁₂Ｏ₄₀）などのようなヘテロポリモリブデン酸などが挙げられる。

ヘテロポリ酸化合物としては、例えば、ケイタングステン酸ナトリウム、リンタングステン酸ナトリウム、リンタングステン酸アンモニウムなどのようなヘテロポリタングステン酸化合物が挙げられる。また、ヘテロポリ酸化合物としては、リンモリブデン酸ナトリウム、リンモリブデン酸アンモニウムなどのようなヘテロポリモリブデン酸化合物が挙げられる。

また、複数種のアデンダ元素（addenda atom）（ポリ元素）を含むヘテロポリ酸として、リンバナドモリブデン酸（Ｈ₄ＰＭｏ₁₁ＶＯ₄₀）、リンタングトモリブデン酸、リンタングトモリブンデン酸、ケイタングトモリブデン酸などが挙げられる。

ヘテロポリ酸化合物は、例えばＬｉ⁺、Ｎａ⁺、Ｋ⁺、Ｒｂ⁺およびＣｓ⁺、ならびにＲ₄Ｎ⁺、Ｒ₄Ｐ⁺（なお、式中、ＲはＨあるいは炭素数１０以下の炭化水素基である）等の陽イオンを有することが好ましい。また、陽イオンとしては、Ｌｉ⁺、テトラ−ノルマル−ブチルアンモニウムあるいはテトラ−ノルマル−ブチルホスホニウムであることがより好ましい。

このようなヘテロポリ酸化合物としては、例えば、ケイタングステン酸ナトリウム、リンタングステン酸ナトリウム、リンタングステン酸アンモニウム、ケイタングステン酸テトラ−テトラ−ｎ−ブチルホスホニウム塩などのようなヘテロポリタングステン酸化合物が挙げられる。また、ヘテロポリ酸化合物としては、リンモリブデン酸ナトリウム、リンモリブデン酸アンモニウム、リンモリブデン酸トリ−テトラ−ｎ−ブチルアンモニウム塩などのようなヘテロポリモリブデン酸化合物が挙げられる。さらに、複数のポリ酸を含む化合物として、リンタングトモリブデン酸トリ−テトラ−ｎ−アンモニウム塩などのような材料が挙げられる。

これらのヘテロポリ酸およびヘテロポリ酸化合物は、２種類以上混合して用いてもよい。これらのヘテロポリ酸やヘテロポリ酸化合物は、溶媒に溶解しやすく、また電池中において安定しており、他の材料と反応する等の悪影響を及ぼしにくい。

ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の代わりに、またはヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物と共に、電解液に溶解性を示すポリ酸および／またはポリ酸化合物を用いてもよい。このようなポリ酸および／またはポリ酸化合物としては、例えば、タングステン酸（ＶＩ）、モリブデン酸（ＶＩ）等が挙げられる。また、無水タングステン酸および無水モリブデン酸、ならびにその水和物が挙げられる。水和物の例としては、タングステン酸一水和物（ＷＯ₃・Ｈ₂Ｏ）であるオルトタングステン酸（Ｈ₂ＷＯ₄）、モリブデン酸二水和物（Ｈ₄ＭｏＯ₅，Ｈ₂ＭｏＯ₄・Ｈ₂Ｏ、ＭｏＯ₃・２Ｈ₂Ｏ）から、モリブデン酸一水和物（ＭｏＯ₃・Ｈ₂Ｏ）であるオルトモリブデン酸（Ｈ₂ＭｏＯ₄）を用いることができる。また、上記水和物のイソポリ酸であるメタタングステン酸、パラタングステン酸等より水素含量が少なく究極的に０である無水タングステン酸（ＷＯ₃）、メタモリブデン酸、パラモリブデン酸等より水素含量が少なく究極的に零である無水モリブデン酸（ＭｏＯ₃）等を用いることもできる。

（充電による、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の挙動）
ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を予め電解液に添加した、非水電解質電池の充電によるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の挙動について説明する。

予めヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を添加した電解液を用いた非水電解質電池では、初回充電あるいは予備充電により、これらの化合物に由来する皮膜が負極３４に形成される。すなわち、初回充電あるいは予備充電により、電解液中のヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は電解し、これによりヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が負極３４の表面に析出して無機皮膜を形成する。

負極３４に析出する、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物は、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が電解により生成する、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物より、溶解性の乏しい１種以上のアデンダ元素を有するオキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体や１種以上のアデンダ元素を有するオキソ酸および／またはオキソ酸化合物の還元物の集合体などを含む。

具体的には、負極表面に析出するオキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体は、非晶質であり、例えば非水電解液を吸収してゲル状の皮膜として負極表面に存在する。オキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体を含む析出物は、予備充電時または充電時において、例えば３次元網目構造状に成長して析出する。また、析出したオキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体は、その少なくとも一部が還元されていてもよい。

ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する無機皮膜の有無は、充電あるいは予備充電後の非水電解質電池を分解して負極３４を取り出し、ＳＥＭ（Scanning Electron Microscope；走査型電子顕微鏡）で確認することができる。なお、図３は、充電後の負極表面のＳＥＭ像であり、非水電解液を洗浄し、乾燥して撮影したものである。

負極集電体３４Ａ上に析出した析出物の組成を確認し、オキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体が析出していれば、同様に負極活物質層３４Ｂ上にもオキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体が析出していることが容易に推測でき、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する無機皮膜が形成されていることが確認できる。オキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体の有無は、例えば、ＳＥＭ−ＥＤＸ（Scanning Electron Microscope-Energy Dispersive X-ray Spectrometry）、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）分析、飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）により確認することができる。この場合、電池を解体後に、ジメチルカーボネートで洗浄を行う。これは表面に存在する、揮発性の低い溶媒成分などを除去するためである。サンプリングは可能な限り、不活性雰囲気下で行うことが望ましい。

例えば、図４に、ケイタングステン酸を電池系内に添加し、充電することにより、ケイタングステン酸に由来する負極皮膜が形成された非水電解質電池の負極表面の飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）による二次イオンスペクトルの一例を示す。図４より、タングステン（Ｗ）と酸素（Ｏ）とを構成元素とする分子が存在することが分かる。

また、図５に、ケイタングステン酸を電池系内に添加し、充電することにより、この発明の負極被膜が形成された非水電解質電池の負極表面のＸ線吸収微細構造（ＸＡＦＳ）解析によるスペクトルをフーリエ変換して得られるＷ−Ｏ結合の動径構造関数の一例を示す。また、図５では、負極被膜の解析結果と共に、タングステン酸（ＷＯ₃、ＷＯ₂）およびケイタングステン酸（Ｈ₄（ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）・２６Ｈ₂Ｏ）のＷ−Ｏ結合の動径構造関数の一例を示す。

図５より、負極表面の析出物のピークＬ１と、ケイタングステン酸（Ｈ₄（ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）・２６Ｈ₂Ｏ）、二酸化タングステン（ＷＯ₂）および三酸化タングステン（ＷＯ₃）のそれぞれのピークＬ２、Ｌ３およびＬ４とは異なった位置にピークを有し、異なる構造であることが分かる。典型的なタングステン酸化物の三酸化タングステン（ＷＯ₃）、二酸化タングステン（ＷＯ₂）、ならびに、この発明の出発物質でケイタングステン酸（Ｈ₄（ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）・２６Ｈ₂Ｏ）においては、前記動径構造関数より、１．０〜２．０Åの範囲内において、主要ピークが存在し、また、２．０〜４．０Åの範囲においてもピークを確認することができる

これに対して、この発明における正極、負極に析出したタングステン酸を主体とするオキソ酸の集合体のＷ−Ｏ結合距離の分布は、１．０〜２．０Åの範囲内においてピークが確認されるものの、この範囲外では、ピークＬ１と同等の明確なピークが見られない。すなわち、３．０Åを超える範囲において、実質的にピークが観測されない。このような状況において、負極表面の析出物が非晶質であることが確認される。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の添加量に応じて、初回充電あるいは予備充電により、電解液中のヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は電解し、これによりヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が正極３３の表面に析出して無機皮膜を形成する。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が溶解した電解液は、負極活物質層３４Ｂに含浸していることから、充電あるいは予備充電により、負極活物質層３４Ｂ内で、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が析出していてもよい。これにより、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が負極活物質粒子間に存在していてもよい。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が溶解した電解液は、正極活物質層３３Ｂに含浸していることから、充電あるいは予備充電により、正極活物質層３３Ｂ内で、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が析出していてもよい。これにより、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が正極活物質粒子間に存在していてもよい。

この非水電解質電池では、電解質３６に、常温溶融塩と、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物とを含む。この非水電解質電池では、充電あるいは予備充電後に、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する無機皮膜が負極３４に形成される。この無機皮膜により、負極３４における常温溶融塩の分解を抑制することができる。

（高分子化合物）
高分子化合物としては、電解液を吸収してゲル化するものを用いることができる。高分子化合物は、１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよく、２種以上の共重合体であってもよい。具体的には、例えば、式（１５）で表されるポリビニルホルマール、式（１６）で表されるポリアクリル酸エステル、式（１７）で表されるポリフッ化ビニリデン、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などを用いることができる。

（ＲはＣ_aＨ_2a-1Ｏ_m基である。ａは１≦ａ≦８である。ｍは０≦ｍ≦４である）

（電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、以下の３種類の製造方法（第１〜第３の製造方法）によって製造される。

（第１の製造方法）
（正極の製造）
まず、正極３３を作製する。例えば、正極材料と、結着剤と、導電剤とを混合して正極合剤としたのち、有機溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーとする。続いて、ドクターブレードまたはバーコータなどによって正極集電体３３Ａの両面に正極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機などによって塗膜を圧縮成型して正極活物質層３３Ｂを形成する。この場合には、圧縮成型を複数回に渡って繰り返してもよい。

（負極の製造）
次に、負極３４を作製する。例えば、負極材料と、結着剤と、必要に応じて導電剤とを混合して負極合剤としたのち、これを有機溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、ドクターブレードまたはバーコータなどによって負極集電体３４Ａの両面に負極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機などによって塗膜を圧縮成型して負極活物質層３４Ｂを形成する。

続いて、電解液と、高分子化合物と、溶剤とを含む前駆溶液を調製して正極３３および負極３４に塗布したのち、溶剤を揮発させてゲル状の電解質３６を形成する。ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、電解液の調製の際に添加する。続いて、正極集電体３３Ａに正極リード３１を取り付けると共に、負極集電体３４Ａに負極リード３２を取り付ける。

続いて、電解質３６が形成された正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して積層させてから長手方向に巻回し、その最外周部に保護テープ３７を接着させて巻回電極体３０を作製する。最後に、例えば、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回電極体３０を挟み込んだのち、その外装部材４０の外縁部同士を熱融着などで接着させて巻回電極体３０を封入する。この際、正極リード３１および負極リード３２と外装部材４０との間に、密着フィルム４１を挿入する。これにより、図１および図２に示す非水電解質電池が完成する。

（第２の製造方法）
まず、第１の製造方法と同様にして正極３３および負極３４をそれぞれ作製する。次に、正極３３に正極リード３１を取り付けると共に、負極３４に負極リード３２を取り付ける。続いて、セパレータ３５を介して正極３３と負極３４とを積層して巻回させたのち、その最外周部に保護テープ３７を接着させて、巻回電極体３０の前駆体である巻回体を作製する。

続いて、２枚のフィルム状の外装部材４０の間に巻回体を挟み込んだのち、一辺の外周縁部を除いた残りの外周縁部を熱融着などで接着させて、袋状の外装部材４０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であるモノマーと、重合開始剤と、必要に応じて重合禁止剤などの他の材料とを含む電解質用組成物を調製して袋状の外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着などで密封する。ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、電解液の調製の際に添加する。最後に、モノマーを熱重合させて高分子化合物とすることにより、ゲル状の電解質３６を形成する。これにより、図１および図２に示す非水電解質電池が完成する。

（第３の製造方法）
第３の製造方法では、最初に、高分子化合物が両面に塗布されたセパレータ３５を用いることを除き、上記した第２の製造方法と同様に、巻回体を形成して袋状の外装部材４０の内部に収納する。

このセパレータ３５に塗布する高分子化合物としては、例えば、フッ化ビニリデンを成分とする重合体、すなわち単独重合体、共重合体または多元共重合体などが挙げられる。具体的には、ポリフッ化ビニリデンや、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二元系共重合体や、フッ化ビニリデン、ヘキサフルオロプロピレンおよびクロロトリフルオロエチレンを成分とする三元系共重合体などである。

なお、高分子化合物は、上記したフッ化ビニリデンを成分とする重合体と共に、他の１種または２種以上の高分子化合物を含んでいてもよい。続いて、電解液を調製して外装部材４０の内部に注入したのち、その外装部材４０の開口部を熱融着などで密封する。ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、電解液の調製の際に添加する。最後に、外装部材４０に加重をかけながら加熱し、高分子化合物を介してセパレータ３５を正極３３および負極３４に密着させる。これにより、電解液が高分子化合物に含浸し、その高分子化合物がゲル化して電解質３６が形成され、図１および図２に示す非水電解質電池が完成する。

この非水電解質電池は、例えば、充電および放電が可能な非水電解質二次電池である。例えば、充電を行うと、正極３３からリチウムイオンが放出され電解質３６を介して負極３４に吸蔵される。放電を行うと、負極３４からリチウムイオンが放出され電解質３６を介して、正極３３に吸蔵される。あるいは、例えば、充電を行うと、電解質３６中のリチウムイオンが電子を受け取り負極３４に金属リチウムとして析出する。放電を行うと、負極３４の金属リチウムが電子を放出し、リチウムイオンとなって、電解質３６中に溶解する。あるいは、例えば充電を行うと、正極３３からリチウムイオンが放出され電解質３６を介して、負極３４に吸蔵され、充電途中に金属リチウムが析出する。放電を行うと、負極３４において、析出した金属リチウムが電子を放出し、リチウムイオンとなって、電解質中に溶解し、放電途中で負極３４に吸蔵されたリチウムイオンが放出され、これらのリチウムイオンが電解質３６を介して、正極３３に吸蔵される。

（変形例）
上述の非水電解質電池の構成例では、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を、予め電解液に添加する例について説明したが、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を予め電解液以外の他の電池構成要素に添加するようにしてもよい。

以下に説明する第１の変形例〜第３の変形例では、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を予め電解液以外の他の電池構成要素に添加した非水電解質電池の構成例について説明する。なお、以下では、上述した非水電解質電池の構成例（予め電解液にヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を添加した例）と異なる点を中心に説明し、上述した非水電解質電池の構成例と同様の点は説明を適宜省略する。

（第１の変形例：ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を正極活物質層に添加する例）
第１の変形例は、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を予め電解液に添加しないで、正極活物質層に添加すること以外は、上述の非水電解質電池の構成例と同様である。

（正極３３の製造方法）
第１の変形例では、以下のように正極３３を作製する。まず、正極材料と、結着剤と、導電剤とを混合する、また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの有機溶剤に溶解して溶液を調製する。次に、この溶液と、上記の正極材料、結着剤および導電剤の混合物とを混合して、正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドンなどの有機溶剤に分散させて正極合剤スラリーとする。続いて、ドクターブレードまたはバーコータなどによって正極集電体３３Ａの両面に正極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機などによって塗膜を圧縮成型して正極活物質層３３Ｂを形成する。

（正極活物質層３３Ｂ）
第１の変形例では、充放電前において、正極活物質層３３Ｂは、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料のいずれか１種または２種以上と、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物とを含んでいる。なお、正極活物質層３３Ｂは、必要に応じて、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。

（充電による、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の挙動）
電解液は正極活物質層３３Ｂに含浸しており、これにより、正極活物質層３３Ｂに含まれるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、電解液に溶出する。そして、初回充電あるいは予備充電により、電解液に溶出したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する皮膜が負極３４に形成される。

すなわち、初回充電あるいは予備充電により、電解液に溶出したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は電解し、これによりヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が負極３４の表面に析出して無機皮膜を形成する。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の添加量に応じて、初回充電あるいは予備充電により、電解液に溶出したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は電解し、これによりヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が正極３３の表面に析出して無機皮膜を形成する。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が溶出した電解液は、負極活物質層３４Ｂに含浸していることから、充電あるいは予備充電により、負極活物質層３４Ｂ内で、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が析出していてもよい。これにより、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が負極活物質粒子間に存在していてもよい。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物が溶出した電解液は、正極活物質層３３Ｂに含浸していることから、充電あるいは予備充電により、正極活物質層３３Ｂ内で、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が析出していてもよい。これにより、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が正極活物質粒子間に存在していてもよい。

（第２の変形例：ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を予め負極活物質層に添加する例）
第２の変形例は、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を予め電解液に添加しないで、負極活物質層３４Ｂに添加すること以外は、上述の非水電解質電池の構成例と同様である。

（負極３４の製造方法）
第２の変形例では、負極３４を以下のように作製する。まず、負極材料と、結着剤と、必要に応じて導電剤とを混合する。また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を溶解して溶液を調製する。次に、この溶液と、上記の混合物とを混合して負極合剤としたのち、これをＮ−メチル−２−ピロリドンなどの有機溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーとする。続いて、ドクターブレードまたはバーコータなどによって負極集電体３４Ａの両面に負極合剤スラリーを均一に塗布して乾燥させる。最後に、必要に応じて加熱しながらロールプレス機などによって塗膜を圧縮成型して負極活物質層３４Ｂを形成する。

（負極活物質層３４Ｂ）
第２の変形例では、充放電前において、負極活物質層３４Ｂは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか１種または２種以上と、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物とを含んでいる。なお、必要に応じて、結着剤や導電剤などの他の材料を含んでいてもよい。

（充電による、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の挙動）
電解液は負極活物質層３４Ｂに含浸しており、これにより負極活物質層３４Ｂに含まれるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は電解液に溶出する。そして、初回充電あるいは予備充電により、電解液に溶出したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する無機皮膜が負極３４に形成される。

（第３の変形例）
第３の変形例は、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を予め電解液に添加しないで、セパレータ３５に、予めヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を添加したこと以外は、上述の非水電解質電池の構成例と同様である。

第３の変形例では、セパレータ３５に、予めヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を添加している。例えば、セパレータ３５に、予めヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を、以下のように添加している。

セパレータ３５を、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を炭酸ジメチル等の極性有機溶媒に溶解した溶液に浸して含浸させた後、真空雰囲気で乾燥させる。これにより、セパレータ３５の表面や孔内にオキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体が析出する。

（充電による、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の挙動）
電解液はセパレータ３５に含浸しており、これによりセパレータに添加したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は電解液に溶出する。そして、初回充電あるいは予備充電により、電解液に溶出したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する無機皮膜が負極３４に形成される。

また、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物の添加量に応じて、初回充電あるいは予備充電により、電解液に溶出したヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は電解し、これによりヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する化合物が正極の表面に析出して無機皮膜を形成する。

＜効果＞
この発明の第１の実施の形態による非水電解質電池では、電解質３６に、常温溶融塩と、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物とを含む。この非水電解質電池では、電解質３６に、常温溶融塩を含むことにより、安全性を向上することができる。また、この非水電解質電池では、充電あるいは予備充電後に、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物に由来する無機皮膜が負極３４に形成される。この無機皮膜により、負極３４における常温溶融塩の分解を抑制する。これにより、初回充放電効率が低下することを抑制することができる。したがって、この非水電解質電池では、安全性を向上することができると共に、初回充放電効率の低下を抑制することができる。

２．第２の実施の形態
この発明の第２の実施の形態による非水電解質電池について説明する。この発明の第２の実施の形態による非水電解質電池は、電解液を高分子化合物に保持させたもの（電解質３６）に代えて、電解液をそのまま用いた点以外は、第１の実施の形態による非水電解質電池と同様である。したがって、以下では、第１の実施の形態と異なる点を中心にその構成を詳細に説明する。

（非水電解質電池の構成）
この発明の第２の実施の形態による非水電解質電池では、ゲル状の電解質３６の代わりに、電解液を用いている。したがって、巻回電極体３０は、電解質３６が省略された構成を有し、電解液がセパレータ３５に含浸されている。

（非水電解質電池の製造方法）
この非水電解質電池は、例えば、以下のように製造する。

まず、例えば正極活物質と結着剤と導電剤とを混合して正極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させることにより正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを両面に塗布し、乾燥させ圧縮成型して正極活物質層３３Ｂを形成し正極３３を作製する。次に、例えば正極集電体３３Ａに正極リード３１を、例えば超音波溶接、スポット溶接などにより接合する。

また、例えば負極材料と結着剤とを混合して負極合剤を調製し、Ｎ−メチル−２−ピロリドンなどの溶剤に分散させることにより負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体３４Ａの両面に塗布し乾燥させ、圧縮成型して負極活物質層３４Ｂを形成し、負極３４を作製する。次に、例えば負極集電体３４Ａに負極リード３２を例えば超音波溶接、スポット溶接などにより接合する。

続いて、正極３３と負極３４とをセパレータ３５を介して巻回して外装部材４０の内部に挟み込んだのち、外装部材４０の内部に電解液を注入し、外装部材４０を密閉する。これにより、図１および図２に示す非水電解質電池が得られる。

＜効果＞
この発明の第２の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を有する。

３．第３の実施の形態
（非水電解質電池の構成）
次に、図６〜図７を参照しながら、この発明の第３の実施の形態による非水電解質電池の構成について説明する。図６は、この発明の第３の実施の形態による非水電解質電池の一構成例を示す。この非水電解質電池は、いわゆる円筒型といわれるものであり、外装部材としての円筒缶であるほぼ中空円柱状の電池缶１１の内部に、帯状の正極２１と帯状の負極２２とがセパレータ２３を介して巻回された巻回電極体２０を有している。セパレータ２３には、液状の電解質である電解液が含浸されている。電池缶１１は、例えばニッケル（Ｎｉ）のめっきがされた鉄（Ｆｅ）により構成されており、一端部が閉鎖され他端部が開放されている。電池缶１１の内部には、巻回電極体２０を挟むように巻回周面に対して垂直に一対の絶縁板１２、１３がそれぞれ配置されている。

電池缶１１の開放端部には、電池蓋１４と、この電池蓋１４の内側に設けられた安全弁機構１５および熱感抵抗（ＰＴＣ：Positive Temperature Coefficient）素子１６が、ガスケット１７を介してかしめられることにより取り付けられており、電池缶１１の内部は密閉されている。電池蓋１４は、例えば、電池缶１１と同様の材料により構成されている。安全弁機構１５は、熱感抵抗素子１６を介して電池蓋１４と電気的に接続されており、内部短絡あるいは外部からの加熱などにより電池の内圧が一定以上となった場合にディスク板１５Ａが反転して電池蓋１４と巻回電極体２０との電気的接続を切断するようになっている。熱感抵抗素子１６は、温度が上昇すると抵抗値の増大により電流を制限し、大電流による異常な発熱を防止するものである。ガスケット１７は、例えば、絶縁材料により構成されており、表面にはアスファルトが塗布されている。

巻回電極体２０は、例えば、センターピン２４を中心に巻回されている。巻回電極体２０の正極２１にはアルミニウム（Ａｌ）などよりなる正極リード２５が接続されており、負極２２にはニッケル（Ｎｉ）などよりなる負極リード２６が接続されている。正極リード２５は安全弁機構１５に溶接されることにより電池蓋１４と電気的に接続されており、負極リード２６は電池缶１１に溶接され電気的に接続されている。

図７は、図６に示した巻回電極体２０の一部を拡大して表す断面図ある。巻回電極体２０のは、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して積層し、巻回したものである。

正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａと、この正極集電体２１Ａの両面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを有している。負極２２は、例えば、負極集電体２２Ａと、この負極集電体２２Ａの両面に設けられた負極活物質層２２Ｂとを有している。正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａ、負極活物質層２２Ｂ、セパレータ２３および電解液の構成はそれぞれ、上述の第１の実施の形態における正極集電体３３Ａ、正極活物質層３３Ｂ、負極集電体３４Ａ、負極活物質層３４Ｂ、セパレータ３５および電解液と同様である。

（非水電解質電池の製造方法）
上述した非水電解質電池は、以下のようにして製造できる。

正極２１は、第１の実施の形態の正極３３と同様にして作製する。負極２２は、第１の実施の形態の負極３４と同様にして作製する。

次に、正極集電体２１Ａに正極リード２５を溶接などにより取り付けると共に、負極集電体２２Ａに負極リード２６を溶接などにより取り付ける。その後、正極２１と負極２２とをセパレータ２３を介して巻回し、正極リード２５の先端部を安全弁機構１５に溶接すると共に、負極リード２６の先端部を電池缶１１に溶接して、巻回した正極２１および負極２２を一対の絶縁板１２、１３で挟み、電池缶１１の内部に収納する。正極２１および負極２２を電池缶１１の内部に収納したのち、電解液を電池缶１１の内部に注入し、セパレータ２３に含浸させる。その後、電池缶１１の開口端部に電池蓋１４、安全弁機構１５および熱感抵抗素子１６を、ガスケット１７を介してかしめることにより固定する。以上により、図６に示した非水電解質電池が作製される。

＜効果＞
この発明の第３の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を有する。

４．第４の実施の形態
（非水電解質電池の構成）
図８は、この発明の第４の実施の形態による非水電解質電池の構成の一例を示す分解斜視図である。図８に示すように、この非水電解質電池は、正極リード７３および負極リード７４が取り付けられた電池素子７１をフィルム状の外装部材７２の内部に収容したものであり、小型化、軽量化および薄型化が可能となっている。

正極リード７３および負極リード７４は、それぞれ外装部材７２の内部から外部に向かい例えば同一方向に導出されている。

図９は、電池素子７１の外観の一例を示す斜視図である。図１０は、電池素子７１の構成の一例を示す断面図である。図９および図１０に示すように、この電池素子７１は、正極８１と負極８２とをセパレータ８３を介して積層した積層電極体であり、電池素子７１には、電解液が含浸されている。

正極８１は、例えば、一対の面を有する正極集電体８１Ａの両面に正極活物質層８１Ｂが設けられた構造を有している。正極８１は、図１１に示すように、矩形状の電極部分と、その電極部分の一辺から延在された集電体露出部分８１Ｃとを有する。この集電体露出部分８１Ｃには正極活物質層８１Ｂが設けられず、正極集電体８１Ａが露出した状態となっている。集電体露出部８１Ｃは、正極リード７３と電気的に接続される。なお、図示はしないが、正極集電体８１Ａの片面のみに正極活物質層８１Ｂが存在する領域を設けるようにしてもよい。

負極８２は、例えば、一対の面を有する負極集電体８２Ａの両面に負極活物質層８２Ｂが設けられた構造を有している。負極８２は、図１２に示すように、矩形状の電極部分と、その電極部分の一辺から延在された集電体露出部分８２Ｃとを有する。この集電体露出部分８２Ｃには負極活物質層８２Ｂが設けられず、負極集電体８２Ａが露出した状態となっている。集電体露出部８２Ｃは、負極リード７４と電気的に接続される。なお、図示はしないが、負極集電体８２Ａの片面のみに負極活物質層８２Ｂが存在する領域を設けるようにしてもよい。

セパレータ８３は、図１３に示すように、矩形状などの形状を有する。

正極集電体８１Ａ、正極活物質層８１Ｂ、負極集電体８２Ａ、負極活物質層８２Ｂ、セパレータ８３および電解液を構成する材料は、それぞれ、上述の第１の実施の形態における正極集電体２１Ａ、正極活物質層２１Ｂ、負極集電体２２Ａ、負極活物質層２２Ｂ、セパレータ２３および電解液と同様である。

（非水電解質電池の製造方法）
上述のように構成された非水電解質電池は、例えば以下のようにして製造することができる。

（正極の作製）
正極８１は以下のようにして作製する。まず、例えば、正極材料と、結着剤と、導電剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチルピロリドンなどの有機溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、これを正極集電体８１Ａの両面に塗布、乾燥後、プレスすることにより正極活物質層８１Ｂを形成する。その後、これを図１１に示す形状などに切断し、正極８１を得る。

（負極の作製）
負極８２は以下のようにして作製する。まず、例えば、負極材料と、結着剤と、導電剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチルピロリドンなどの有機溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、これを負極集電体８２Ａの両面に塗布、乾燥後、プレスすることにより負極活物質層８２Ｂを形成する。その後、これを図１２に示す形状などに切断し、負極８２を得る。

（電池素子の作製）
電池素子７１を以下のようにして作製する。まず、ポリプロピレン製微多孔フィルムなどを図１３に示す形状に切断し、セパレータ８３を作製する。次に、上述のようにして得られた複数枚の負極８２、正極８１およびセパレータ８３を、例えば、図１０に示すように、負極８２、セパレータ８３、正極８１、・・・、正極８１、セパレータ８３、負極８２の順で積層して電池素子７１を作製する。

次に、正極８１の集電体露出部８２Ｃを正極リード７３に溶接する。同様にして、負極８２の集電体露出部８２Ｃを負極リード７４に溶接する。次に、電解液を電池素子７１に含浸させた後、外装部材７２の間に電池素子７１を挟み込み、外装部材７２の外縁部同士を熱溶着などにより密着させて封入する。その際、正極リード７３、負極リード７４が熱融着部を介して外装部材７２の外部に出るようにし、これらを正負極端子とする。以上により、目的とする非水電解質電池が得られる。

＜効果＞
第４の実施の形態は、第１の実施の形態と同様の効果を有する。

５．第５の実施の形態
次に、この発明の第５の実施の形態について説明する。この第５の実施の形態による非水電解質電池は、第５の実施の形態の非水電解質電池において、電解液の代わりに、ゲル状の電解質層を用いるものである。なお、上述の第４の実施の形態と同様の部分には同一の符号を付してその説明を省略する。

（非水電解質電池の構造）
図１４は、第５の実施の形態による非水電解質二次電池に用いられる電池素子の構成の一例を示す断面図である。電池素子８５は、正極８１と負極８２とをセパレータ８３および電解質層８４を介して積層したものである。

電解質層８４は、電解液と、この電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、いわゆるゲル状となっている。ゲル状の電解質層８４は高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるので好ましい。高分子化合物の構成は、第１の実施の形態による非水電解質電池と同様である。

（非水電解質電池の製造方法）
上述のように構成された非水電解質電池は、例えば、次のようにして製造することができる。

まず、正極８１および負極８２のそれぞれに、電解液と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層８４を形成する。その後の工程は、電解質層８４が形成された正極８１および負極８２を用いる以外のことは上述の第４の実施の形態と同様にして、非水電解質電池を得ることができる。

＜効果＞
この発明の第５の実施の形態は、第４の実施の形態と同様の効果を有する。

以下、実施例によりこの発明を具体的に説明するが、この発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、以下では、以下の常温溶融塩を以下のように略称する。

１−エチル−３−メチルイミダゾリウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド
：ＥＭＩ−ＴＦＳＩ
Ｎ−メチル−Ｎ−プロピルピロリジニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド：ＭＰＰｙ−ＴＦＳＩ
Ｎ，Ｎ−ジエチル−Ｎ−メチル−Ｎ−（２−メトキシエチル）アンモニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド：ＤＥＭＥ−ＴＦＳＩ
トリブチルメチルホスホニウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド：ＴＢＭＰ−ＴＦＳＩ
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム−ヘキサフルオロホスフェート：ＢＭＩ−ＰＦ６
１−ブチル−３−メチルイミダゾリウム−テトラフルオロボレート：ＢＭＩ−ＢＦ４
Ｎ−メチル−Ｎ−ブチルピロリジニウム−トリス（ペンタフルオロエチル）トリフルオロホスフェート：ＭＢＰｙ−ＦＡＰ

＜実施例１−１＞
先ず、正極活物質としてリチウムニッケルコバルトアルミニウム複合酸化物（ＬｉＮｉ_0.77Ｃｏ_0.20Ａｌ_0.03Ｏ₂）を９４質量部と、導電剤としてグラファイトを３質量部と、結着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を３質量部とを均質に混合してＮ−メチルピロリドンを添加し正極合剤塗液を得た。次に、得られた正極合剤塗液を、厚み２０μｍのアルミニウム箔上の両面に均一に塗布、乾燥して、活物質密度が３５ｍｇ／ｃｍ³の正極活物質層を形成した。これを幅３０ｍｍ、長さ５５０ｍｍの形状に切断して正極を作製した。

次に、負極活物質として黒鉛９７質量部、結着剤としてＰＶｄＦを３質量部とを均質に混合してＮ−メチルピロリドンを添加し負極合剤塗液を得た。次に、得られた負極合剤塗液を、負極集電体となる厚み１５μｍの銅箔上の両面に均一に塗布、乾燥して、活物質密度が２０ｍｇ／ｃｍ³の負極活物質層を形成した。これを幅３０ｍｍ、長さ５５０ｍｍの形状に切断して負極を作製した。

電解液は、ＥＭＩ−ＴＦＳＩ８０％、六フッ化リン酸リチウム６．２％、リチウム−ビス（トリフルオロメタンスルホン）イミド１１．８％、ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）２％の割合（質量比）で混合することにより、調製した。

この正極と負極とを、厚さ１２μｍの微多孔性ポリエチレンフィルムからなるセパレータを介して積層して巻き取り、アルミニウムラミネートフィルムからなる袋に入れた。この袋に電解液を２ｇ注液後、袋を熱融着してラミネート型電池を作製した。この電池の容量は９００ｍＡｈであった。

＜実施例１−２＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにリンタングステン酸（Ｈ₃ＰＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−３＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにケイモリブデン酸（Ｈ₄ＳｉＭｏ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−４＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにリンモリブデン酸（Ｈ₃ＰＭｏ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−５＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにリンバナドモリブデン酸（Ｈ₄ＰＭｏ₁₁ＶＯ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−６＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにケイタングステン酸リチウム（Ｌｉ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−７＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＭＰＰｙ−ＴＦＳＩを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−８＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＤＥＭＥ−ＴＦＳＩを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−９＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＴＢＭＰ−ＴＦＳＩを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−１０＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＢＭＩ−ＰＦ６を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−１１＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＢＭＩ−ＢＦ４を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例１−１２＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＭＢＰｙ−ＦＡＰを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例１−１＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合せず、その分、常温溶融塩を増量して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例１−２＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合せず、代わりにビニレンカーボネートを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例１−３＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりに、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを３／７（ＥＣ／ＤＥＣ：質量比）で混合した溶媒を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例１−４＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合せず、代わりにビニレンカーボネートを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

（初回充放電効率の測定）
実施例１−１〜実施例１−１２および比較例１−１〜比較例１−４のラミネート型電池について、以下のように初回充放電効率を測定した。２３℃環境下で９００ｍＡで４．２Ｖを上限として４時間充電した後、１８０ｍＡで２．５Ｖを下限として定電流放電した。このときの充電容量に対する放電容量の比（｛放電容量／充電容量｝×１００％）を初回充放電効率として求めた。

（６０℃釘刺し試験）
実施例１−１〜実施例１−１２および比較例１−１〜比較例１−４のラミネート型電池について、以下のように釘刺し試験を行った。２３℃環境下９００ｍＡで４．２Ｖを上限として３時間充電した後、６０℃の雰囲気下で、釘径２．５ｍｍ、釘刺し速度６０００ｍｍ／ｍｉｎの条件で釘を刺したときの熱暴走の有無を確認した。

測定結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１−１〜実施例１−１２では、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物と、常温溶融塩とを含む電解液を用いているため、初回充放電効率が良好であり、釘刺し試験の結果も良好であった。一方、比較例１−１〜比較例１−２では、常温溶融塩を含むが、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を含まない電解液を用いているため、初回充放電効率が悪化した。比較例１−３では、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を含むが、常温溶融塩を含まない電解液を用いているため、釘刺し試験において、熱暴走した。比較例１−４では、常温溶融塩を含まない電解液を用いているため、釘刺し試験において、熱暴走した。

＜実施例２−１＞
セパレータの厚さを７μｍとし、その両面にポリフッ化ビニリデンを２μｍずつ塗布したセパレータを用いた。以上の点以外は、実施例１−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−２＞
の代わりにリンタングステン酸（Ｈ₃ＰＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−３＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにケイモリブデン酸（Ｈ₄ＳｉＭｏ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−４＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにリンモリブデン酸（Ｈ₃ＰＭｏ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−５＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにリンバナドモリブデン酸（Ｈ₄ＰＭｏ₁₁ＶＯ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−６＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）の代わりにケイタングステン酸リチウム（Ｌｉ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−７＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＭＰＰｙ−ＴＦＳＩを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−８＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＤＥＭＥ−ＴＦＳＩを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−９＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＴＢＭＰ−ＴＦＳＩを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−１０＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＢＭＩ−ＰＦ６を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−１１＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＢＭＩ−ＢＦ４を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜実施例２−１２＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりにＭＢＰｙ−ＦＡＰを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例２−１＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合せず、その分、常温溶融塩を増量して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例２−２＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合せず、代わりにビニレンカーボネートを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例２−３＞
ＥＭＩ−ＴＦＳＩの代わりに、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとを３／７（ＥＣ／ＤＥＣ：質量比）で混合した溶媒を混合して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

＜比較例２−４＞
ケイタングステン酸（Ｈ₄ＳｉＷ₁₂Ｏ₄₀）を混合せず、代わりにビニレンカーボネートを混合して、電解液を調製した。以上の点以外は、実施例２−１と同様にして、ラミネート型電池を作製した。

（初回充放電効率の測定、６０℃釘刺し試験）
実施例２−１〜実施例２−１２および比較例２−１〜比較例２−４のラミネート型電池について、実施例１−１と同様にして、初回充放電効率の測定および６０℃釘刺し試験を行った。

測定結果を表２に示す。

表２に示すように、実施例２−１〜実施例２−１２では、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物と、常温溶融塩とを含む電解液を用いているため、初回充放電効率が良好であり、釘刺し試験の結果も良好であった。一方、比較例２−１〜比較例２−２では、常温溶融塩を含むが、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を含まない電解液を用いているため、初回充放電効率が悪化した。比較例２−３では、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物を含むが、常温溶融塩を含まない電解液を用いているため、釘刺し試験において、熱暴走した。比較例２−４では、常温溶融塩を含まない電解液を用いているため、釘刺し試験において、熱暴走した。

６．他の実施の形態
この発明は、上述したこの発明の実施形態に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述の実施の形態および実施例では、ラミネートフィルム型、円筒型の電池構造を有する電池、電極を巻回した巻回構造を有する電池、電極を積み重ねた構造を有するスタック型の電池について説明したが、これらに限定されるものではない。例えば、角型、コイン型、またはボタン型などの他の電池構造を有する電池についても同様に、この発明を適用することができ、同様の効果を得ることができる。

１１・・・電池缶、１２，１３・・・絶縁板、１４・・・電池蓋、１５Ａ・・・ディスク板、１５・・・安全弁機構、１６・・・熱感抵抗素子、１７・・・ガスケット、２０・・・巻回電極体、２１・・・正極、２１Ａ・・・正極集電体、２１Ｂ・・・正極活物質層、２２・・・負極、２２Ａ・・・負極集電体、２２Ｂ・・・負極活物質層、２３・・・セパレータ、２４・・・センターピン、２５・・・正極リード、２６・・・負極リード、２７・・・ガスケット、３０・・・巻回電極体、３１・・・正極リード、３２・・・負極リード、３３・・・正極、３３Ａ・・・正極集電体、３３Ｂ・・・正極活物質層、３４・・・負極、３４Ａ・・・負極集電体、３４Ｂ・・・負極活物質層、３５・・・セパレータ、３６・・・電解質、３７・・・保護テープ、４０・・・外装部材、４１・・・密着フィルム、７１・・・電池素子、７２・・・外装部材、７３・・・正極リード、７４・・・負極リード、８１・・・正極、８２・・・負極、８３・・・セパレータ

Claims

正極と、
負極と、
常温溶融塩を含む非水電解質と
を備え、
電池内部にポリ酸および／またはポリ酸化合物を含む非水電解質電池。
上記ポリ酸および／またはポリ酸化合物は、ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物である請求項１記載の非水電解質電池。
上記へテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、元素群（ａ）から選ばれるアデンダ原子を有するもの、または
元素群（ａ）から選ばれるアデンダ原子を有し、アデンダ原子の一部が元素群（ｂ）から選ばれる少なくとも何れかの元素で置換されたものである請求項２記載の非水電解質電池。
元素群（ａ）：Ｍｏ、Ｗ、Ｎｂ、Ｖ
元素群（ｂ）：Ｔｉ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｚｒ、Ｔｃ、Ｒｈ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔａ、Ｒｅ、Ｔｌ、Ｐｂである。
上記ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、元素群（ｃ）から選ばれるヘテロ原子を有するもの、または
元素群（ｃ）から選ばれるヘテロ原子を有し、へテロ原子の一部が元素群（ｄ）から選ばれる少なくとも何れかの元素で置換されたものである請求項２記載の非水電解質電池。
元素群（ｃ）：Ｂ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇｅ、Ａｓ
元素群（ｄ）：Ｈ、Ｂｅ、Ｂ、Ｃ、Ｎａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｐ、Ｓ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｅ、Ｚｒ、Ｒｈ、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｔｅ、Ｉ、Ｒｅ、Ｐｔ、Ｂｉ、Ｃｅ、Ｔｈ、Ｕ、Ｎｐ
上記ヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物は、式（Ａ）〜式（Ｃ）で表されるヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物である請求項２記載の非水電解質電池。
式（Ａ）
Ｘ₄ＹＺ₁₂Ｏ₄₀
Ｘ＝Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＲ₄：Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n+1（０≦ｎ≦４）
Ｙ＝Ｓｉ、Ｇｅ
Ｚ＝Ｍｏ、Ｗ
式（Ｂ）
Ｘ₃ＹＺ₁₂Ｏ₄₀
Ｘ＝Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＲ₄：Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n+1（０≦ｎ≦４）
Ｙ＝Ｐ、Ａｓ
Ｚ＝Ｍｏ、Ｗ
式（Ｃ）
Ｘ₄ＹＺ₁₁ＶＯ₄₀
Ｘ＝Ｈ、Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｒｂ、Ｃｓ、ＮＲ₄：Ｒ＝Ｃ_nＨ_2n+1（０≦ｎ≦４）
Ｙ＝Ｐ、Ａｓ
Ｚ＝Ｍｏ、Ｗ
上記ポリ酸および／またはポリ酸化合物は、１種以上のアデンダ元素を有するヘテロポリ酸および／またはヘテロポリ酸化合物である請求項１記載の非水電解質電池。
上記常温溶融塩は、式（１）〜式（４）から選ばれる何れかのカチオンと、式（５）〜式（７）から選ばれる何れかのアニオンとを含む請求項１記載の非水電解質電池。
（Ｒ１〜Ｒ４は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。）
（Ｒ５〜Ｒ６は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。
Ｒ７は、Ｃ_mＨ_2m、ｍ＝４、５である。）
（Ｒ８〜Ｒ１２は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。）
（Ｒ１３〜Ｒ１６は、Ｃ_mＨ_2m+1Ｏ_n、０≦ｍ≦４、０≦ｎ≦ｍ−２である。）
（Ｒ１〜Ｒ２は、Ｃ_mＦ_2m+1、０≦ｍ≦２である。）
（Ｒ３〜Ｒ５は、Ｃ_mＦ_2m+1、０≦ｍ≦２である。）
（Ｒ６は、Ｃ_mＦ_2m+1、０≦ｍ≦２である。）
上記ポリ酸および／またはポリ酸化合物は、上記非水電解質に含まれる請求項１記載の非水電解質電池。
上記非水電解質は、電解液と、該電解液を吸収して膨潤した高分子化合物とを含むゲル状電解質である請求項１記載の非水電解質電池。
上記高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデンを含む請求項９記載の非水電解質電池。
正極と、
負極と、
常温溶融塩を含む非水電解質と
を備え、
上記負極に、ポリ酸および／またはポリ酸化合物に由来する皮膜が形成された非水電解質電池。
上記皮膜は、１種以上のアデンダ元素を有する非晶質のオキソ酸および／またはオキソ酸化合物の集合体を含むゲル状の皮膜である請求項１１記載の非水電解質電池。
ポリ酸および／またはポリ酸化合物と、
常温溶融塩と
を含む非水電解質。