JP5261961B2 - 二次電池用正極、二次電池用負極、二次電池、及び車両 - Google Patents

Description

本発明は、二次電池、及び、これを搭載してなる車両に関する。

二次電池（例えば、リチウムイオン二次電池）は、ポータブル機器や携帯機器などの電源として、また、電気自動車やハイブリッド自動車など車両の電源として注目されている。この二次電池では、活物質などの電極原料粉末及びバインダを混合してなる電極合材層を、集電板の表面上に積層して、電極（正極及び負極）を形成している。近年、二次電池の特性を向上させるべく、様々な電極が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

特開平１０−２７００１３号公報 特開平１１−３６９９号公報

特許文献１では、電極合材層内のバインダの濃度を、集電板近くにおいて高くなるようにした、二次電池用電極が提案されている。具体的には、集電板の表面から集電板の厚み方向外側に向かって順に積層された２つの電極合材層を有し、集電板側に位置する下層のバインダ濃度を、外側に位置する上層のバインダ濃度よりも高くした二次電池用電極が開示されている。詳細には、負極として、下層のバインダ濃度を１０ｗｔ％とし、上層のバインダ濃度を４〜９ｗｔ％に調整した負極が開示されている。また、正極として、下層のバインダ濃度を８ｗｔ％とし、上層のバインダ濃度を３〜７．２ｗｔ％に調整した正極が開示されている。

このように、集電板側に位置する（集電板に接する）下層のバインダ濃度を高くすることで、集電板と電極合材層との密着性が高くなると記載されている。しかも、上層のバインダ濃度を低くしているので、電極合材層全体でバインダ濃度を抑制することができる。これにより、二次電池の充放電特性や寿命を向上させることができると記載されている。

特許文献２には、炭素材料を含む負極合材層（塗布層）を２層以上とし、集電体に接する負極合材層（下層）に含まれる炭素材料として、比表面積が２ｍ²／ｇ以下の炭素材料を用い、且つ、その負極合材層の厚みを２０〜１００μｍの範囲とした、リチウムイオン二次電池用負極が開示されている。
このように、炭素材料の比表面積が２ｍ²／ｇ以下の炭素材料を下層に含有させることで、炭素材料の表面に吸着されるバインダを抑制することができる。これにより、炭素材料と集電体との接着に有効なバインダを十分に存在させることができるので、集電体と炭素材料との密着性に優れた負極板を提供できると記載されている。さらに、上層に、比表面積の大きな高放電容量の炭素材料を含む負極合材層を積層することで、高放電容量の負極板を得ることができると記載されている。

ところで、近年、出力特性が良好で、且つサイクル寿命特性が良好な二次電池が求められている。特に、電気自動車やハイブリッド自動車など車両の電源として、そのような二次電池の要求が高まっている。
これに対し、特許文献１及び特許文献２で提案されている二次電池用電極を用いることで、二次電池の放電容量を高めることはできるが、出力特性やサイクル寿命特性を高めることができなかった。特に、電気自動車やハイブリッド自動車など車両の電源として要求されている出力特性やサイクル寿命特性は高く、これを満足させることはできなかった。

本発明は、かかる現状に鑑みてなされたものであって、二次電池の出力特性及びサイクル寿命特性を良好にすることができる二次電池用正極、二次電池用負極、出力特性が良好で、且つサイクル寿命特性が良好な二次電池、及び、出力特性が良好で、且つサイクル寿命特性が良好な電源を備えた車両を提供することを目的とする。

その解決手段は、正極及び負極を備える二次電池であって、上記正極は、正極集電板と、上記正極集電板上に積層され、正極原料粉末及び正極バインダを含む複数の正極合材層であって、上記複数の正極合材層のうち最も上記正極集電板側に位置する最内側正極合材層にかかる上記正極バインダの含有率（ｗｔ％）を、他の正極合材層に比べて高くし、且つ、６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下としてなる正極合材層と、を有し、上記最内側正極合材層の厚みが、積層された上記正極合材層全体の厚みの１／１０以上１／２以下であり、上記負極は、負極集電板と、上記負極集電板上に積層され、負極原料粉末及び負極バインダを含む複数の負極合材層であって、上記複数の負極合材層のうち最も上記負極集電板側に位置する最内側負極合材層にかかる上記負極バインダの含有率（ｗｔ％）を、他の負極合材層に比べて高くし、且つ、３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下としてなる負極合材層と、を有し、上記最内側負極合材層の厚みが、積層された上記負極合材層全体の厚みの１／２０以上１／２以下である二次電池である。

二次電池では、正極合材層（正極活物質など）と負極合材層（負極活物質など）との間における、電解液を通じたイオンのやり取りにより、充放電が行われる。例えば、リチウムイオン二次電池では、正極合材層（正極活物質）と負極合材層（負極活物質）との間における、電解液を通じたＬｉイオンのやり取りにより、充放電が行われる。従って、充放電に伴って、正極活物質と電解液との間でイオンをやり取りする際、正極合材層中に正極バインダが少ないほうが、イオンのやり取りが迅速に行われ、出力特性が良好になる。
一方、正極合材層中の正極バインダを少なくし過ぎると、正極合材層と正極集電板との結着力が低くなり、長期の使用に伴い、正極合材層が正極集電板から剥離してしまう虞がある。

これに対し、本発明の二次電池では、正極集電板上に積層された複数の正極合材層を備え、複数の正極合材層のうち最も正極集電板側に位置する最内側正極合材層について、他の正極合材層よりも、正極バインダの含有率（ｗｔ％）を高くしている。すなわち、最内側正極合材層（正極集電板と直接結着する正極合材層）については、正極バインダの含有率を高くすることで正極集電板との結着力を高めることができる。一方、正極集電板と直接結着しない他の正極合材層について、最内側正極合材層よりも正極バインダの含有率を低くすることで、正極合材層の全体として正極バインダの含有率を抑制できるので、電池全体として出力特性を良好にすることができる。

特に、本発明の二次電池では、最内側正極合材層について、正極バインダの含有率を６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下としている。
最内側正極合材層の正極バインダの含有率を６ｗｔ％以上とすることで、正極合材層と正極集電板とを強固に結着することができ、長期間繰り返し使用しても、正極合材層と正極集電板との結合を維持することができる。これにより、サイクル寿命特性が良好となる。

ところで、最内側正極合材層の正極バインダの含有率を高めるほど、正極合材層と正極集電板とを強固に結着できるが、正極バインダの含有率が高すぎると、最内側正極合材層内においてイオンの動きが妨げられるので、電池全体として出力特性が低下し、サイクル寿命特性も低下する。

これに対し、本発明の二次電池では、最内側正極合材層について、正極バインダの含有率を７ｗｔ％以下に抑制している。これにより、正極合材層と正極集電板とを強固に結着しつつも、他の正極合剤層と共に最内側正極合材層においてもイオンの動きをスムーズにできるので、出力特性とサイクル寿命特性のいずれについても良好にすることができる。
なお、正極原料粉末としては、例えば、正極活物質や導電材などを挙げることができる。

ところで、正極集電板と直接結着する最内側正極合材層の正極バインダの含有率を６ｗｔ％以上に高めても、正極合材層全体の厚みに対する最内側正極合材層の厚みの割合が低ければ、正極合材層全体の固着に寄与する最内側正極合材層の厚みが薄すぎて、正極合材層の全体を正極集電板に強固に結着できなくなる。

これに対し、本発明の二次電池では、正極バインダの含有率を６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下とした最内側正極合材層の厚みを、正極合材層全体の厚みの１／１０以上としている。これにより、正極合材層全体の固着に寄与する最内側正極合材層の厚みを十分に確保できるので、最内側正極合材層により正極合材層全体を正極集電板に強固に結着することができる。従って、本発明の二次電池は、サイクル寿命特性が良好になる。

これとは反対に、正極合材層全体の厚みに対する最内側正極合材層の厚みの割合が高すぎると、正極合材層全体における正極バインダの絶対量が多すぎて、正極合材層中において、イオンの移動が正極バインダにより大きく妨げられてしまう。

これに対し、本発明の二次電池では、正極バインダの含有率を６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下とした最内側正極合材層の厚みを、正極合材層全体の厚みの１／２以下に抑制している。これにより、正極合材層全体における正極バインダの絶対量を抑制し、充放電の際の正極合材層中におけるイオンの移動をスムーズにすることができるので、出力特性も良好になる。
さらに、本発明の二次電池は、負極集電板上に積層された複数の負極合材層を備え、複数の負極合材層のうち最も負極集電板側に位置する最内側負極合材層について、他の負極合材層よりも、負極バインダの含有率（ｗｔ％）を高くしている。すなわち、最内側負極合材層（負極集電板と直接結着する負極合材層）については、負極バインダの含有率を高くすることで負極集電板との結着力を高めることができる。一方、負極集電板と直接結着しない他の負極合材層について、最内側負極合材層よりも負極バインダの含有率を低くすることで、負極合材層全体として負極バインダの含有率を抑制できるので、電池全体として出力特性を良好にすることができる。
特に、本発明の二次電池では、最内側負極合材層について、負極バインダの含有率を３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下としている。
最内側負極合材層の負極バインダの含有率を３ｗｔ％以上とすることで、負極合材層と負極集電板とを強固に結着することができ、長期間繰り返し使用しても、負極合材層と負極集電板との結合を維持することができる。これにより、サイクル寿命特性が良好となる。特に、最内側正極合材層の正極バインダの含有率を４ｗｔ％以上とし、且つ、最内側負極合材層の負極バインダの含有率を３ｗｔ％以上とした二次電池では、より一層、サイクル寿命特性が良好となる。
ところで、最内側正極合材層の負極バインダの含有率を高めるほど、負極合材層と負極集電板とを強固に結着できるが、負極バインダの含有率が高すぎると、最内側負極合材層内においてイオンの動きが妨げられるので、電池全体として出力特性が低下し、サイクル寿命特性も低下する。
これに対し、本発明の二次電池では、最内側負極合材層について、負極バインダの含有率を４ｗｔ％以下に抑制している。これにより、負極合材層と負極集電板とを強固に結着しつつ、他の負極合剤層と共に最内側負極合材層においてもイオンの動きをスムーズにできるので、出力特性とサイクル寿命特性のいずれについても良好にすることができる。特に、最内側正極合材層の正極バインダの含有率を７ｗｔ％以下に抑制し、且つ、最内側負極合材層の負極バインダの含有率を４ｗｔ％以下に抑制した二次電池では、出力特性とサイクル寿命特性のいずれについても、より一層良好にすることができる。
なお、負極原料粉末としては、例えば、負極活物質や水素吸蔵合金や導電材などを挙げることができる。
さらに、本発明の二次電池では、負極バインダの含有率を３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下とした最内側負極合材層の厚みを、負極合材層全体の厚みの１／２０以上としている。これにより、負極合材層全体の固着に寄与する最内側負極合材層の厚みを十分に確保できるので、最内側負極合材層により負極合材層全体を負極集電板に強固に結着することができる。従って、本発明の二次電池は、サイクル寿命特性が良好になる。
さらに、本発明の二次電池では、負極バインダの含有率を３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下とした最内側負極合材層の厚みを、負極合材層全体の厚みの１／２以下に抑制している。これにより、負極合材層全体における負極バインダの絶対量を抑制し、充放電の際の負極合材層中におけるイオンの移動をスムーズにすることができるので、出力特性も良好になる。

さらに、上記いずれかの二次電池であって、積層された前記正極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である二次電池とすると良い。

本発明の二次電池では、正極合材層全体の厚みを５０μｍ以下としている。正極合材層全体の厚みを５０μｍ以下と薄くすることで、充放電の際、正極合材層と電解液との間におけるイオンの移動が極めて迅速になる。従って、本発明の二次電池は、高出力な二次電池となる。本発明の二次電池は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などの電源として、十分に使用することができる。

さらに、上記いずれかの二次電池であって、前記複数の正極合材層のうち、最も外側に位置する最外側正極合材層は、前記正極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる二次電池とすると良い。

充放電の際、正極合材層と電解液との間でのイオンのやり取りは、複数の正極合材層のうち、最も外側に位置する最外側正極合材層において、最も活発に行われる。従って、正極合材層全体のうち、特に、最外側正極合材層の正極バインダの含有率を低くすることで、出力特性を飛躍的に向上させることができる。本発明の二次電池では、最外側正極合材層について、正極バインダの含有率を２ｗｔ％以下と極めて低くしているので、出力特性が飛躍的に向上し、高出力な二次電池となる。

さらに、上記いずれかの二次電池であって、積層された前記負極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である二次電池とすると良い。

本発明の二次電池では、負極合材層全体の厚みを５０μｍ以下としている。負極合材層全体の厚みを５０μｍ以下と薄くすることで、充放電の際、負極合材層と電解液との間におけるイオンの移動が極めて迅速になる。従って、本発明の二次電池は、高出力な二次電池となる。本発明の二次電池は、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車などの電源として、十分に使用することができる。

さらに、上記いずれかの二次電池であって、前記複数の負極合材層のうち、最も外側に位置する最外側負極合材層は、前記負極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる二次電池とすると良い。

充放電の際、負極合材層と電解液との間でのイオンのやり取りは、複数の負極合材層のうち、最も外側に位置する最外側負極合材層において、最も活発に行われる。従って、負極合材層全体のうち、特に、最外側負極合材層の負極バインダの含有率を低くすることで、出力特性を飛躍的に向上させることができる。本発明の二次電池では、最外側負極合材層について、負極バインダの含有率を２ｗｔ％以下と極めて低くしているので、出力特性が飛躍的に向上し、高出力な二次電池となる。

さらに、上記いずれかの二次電池であって、上記二次電池は、リチウムイオン二次電池である二次電池とすると良い。
本発明をリチウムイオン二次電池に適用することで、適切に、出力特性が良好で、且つサイクル寿命特性が良好なリチウムイオン二次電池を得ることができる。

また、他の解決手段は、上記いずれかの二次電池を搭載してなる車両である。

本発明の車両は、出力特性が良好で、且つサイクル寿命特性が良好な二次電池を搭載している。従って、本発明の車両は、出力特性が良好で、且つサイクル寿命特性が良好な電源を備えた車両となる。
なお、二次電池を搭載した車両としては、例えば、電気自動車、ハイブリッド自動車のほか、バイク、フォークリフト、電動車いす、電動アシスト自転車、電動スクータ、鉄道車両等を挙げることができる。
また、他の解決手段は、正極集電板と、上記正極集電板上に積層され、正極原料粉末及び正極バインダを含む複数の正極合材層と、を有する二次電池用正極において、上記複数の正極合材層のうち最も上記正極集電板側に位置する最内側正極合材層にかかる上記正極バインダの含有率（ｗｔ％）を、他の正極合材層に比べて高くし、且つ、６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下としてなり、上記最内側正極合材層の厚みが、積層された上記正極合材層全体の厚みの１／１０以上１／２以下である二次電池用正極である。
さらに、上記の二次電池用正極であって、積層された前記正極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である二次電池用正極とすると良い。
さらに、上記いずれかの二次電池用正極であって、前記複数の正極合材層のうち、最も外側に位置する最外側正極合材層は、前記正極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる二次電池用正極とすると良い。
また、他の解決手段は、負極集電板と、上記負極集電板上に積層され、負極原料粉末及び負極バインダを含む複数の負極合材層と、を有する二次電池用負極であって、上記複数の負極合材層のうち最も上記負極集電板側に位置する最内側負極合材層にかかる上記負極バインダの含有率（ｗｔ％）を、他の負極合材層に比べて高くし、且つ、３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下としてなり、上記最内側負極合材層の厚みが、積層された上記負極合材層全体の厚みの１／２０以上１／２以下である二次電池用負極である。
さらに、上記の二次電池用負極であって、積層された前記負極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である二次電池用負極とすると良い。
さらに、上記いずれかの二次電池用負極であって、前記複数の負極合材層のうち、最も外側に位置する最外側負極合材層は、前記負極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる二次電池用負極とすると良い。

（実施形態１）
次に、本発明の第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態にかかる車両１は、図１に示すように、車体２、エンジン３、フロントモータ４、リヤモータ５、ケーブル７及びバッテリパック６を有し、エンジン３、フロントモータ４及びリヤモータ５との併用で駆動するハイブリッドカーである。具体的には、この車両１は、バッテリパック６をフロントモータ４及びリヤモータ５の駆動用電源として、公知の手段によりエンジン３、フロントモータ４及びリヤモータ５を用いて走行できるように構成されている。

このうち、バッテリパック６は、車両１の車体２に取り付けられており、ケーブル７によりフロントモータ４及びリヤモータ５と接続されている。このバッテリパック６は、図２に示すように、複数の電池モジュール１０が列置されて構成されている。詳細には、一列に並べられた複数のリチウムイオン二次電池１００（単電池）が、バスバ２０により電気的に直列に接続されることで電池モジュール１０を構成し、この電池モジュールが複数（図２では、２つのみ図示）、列置されると共に直列に接続されて、バッテリパック６を構成している。

次に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１００について説明する。本実施形態のリチウムイオン二次電池１００は、図３に示すように、平面視矩形状の収容ケース１１０と、収容ケース１１０の内部から外部に延出する正極端子１２０と、収容ケース１１０の内部から外部に延出する負極端子１３０とを備えている。

さらに、図４に示すように、収容ケース１１０の内部には、電極体１５０と、図示しない電解液とが収容されている。電解液としては、例えば、ＥＣ（エチレンカーボネート）とＤＥＣ（ジエチルカーボネート）との混合有機溶媒に、溶質としてＬｉＰＦ₆を添加した有機電解液を用いることができる。

電極体１５０は、断面長円状をなし、シート状の正極１６０、負極１７０、及びセパレータ１８０を捲回してなる扁平型の捲回体である。この電極体１５０は、その軸線方向（図４において左右方向）の一方端部（図４において左端部）に位置し、正極１６０の一部のみが渦巻状に重なる正極接続部１６０ｂと、他方端部（図３において右端部）に位置し、負極１７０の一部のみが渦巻状に重なる負極接続部１７０ｂとを有している。このうち、正極接続部１６０ｂには、正極端子１２０が溶接されている。また、負極接続部１７０ｂには、負極端子１３０が溶接されている。

なお、正極１６０は、正極接続部１６０ｂを除く部位に、正極原料粉末１６５を含む正極合材層１６２（図５参照）を備えている。同様に、負極１７０は、負極接続部１７０ｂを除く部位に、負極原料粉末１７５を含む負極合材層１７２（図６参照）を備えている。

収容ケース１１０は、収容ケース１１０の最も内側（図４において最も紙面手前側）に位置する内側樹脂フィルム１１１、この内側樹脂フィルム１１１の外側（図４において紙面奥側）に隣り合って位置する金属フィルム１１２、及びこの金属フィルム１１２の外側（図４において、さらに紙面奥側）に隣り合って位置する外側樹脂フィルム１１３が積層されたラミネートフィルム１０１で形成されている。この収容ケース１１０は、図４に示すように、収容部１１９内に電極体１５０を配置させたラミネートフィルム１０１が、折り返し位置１１０ｇで折り返され、図３に示すように、略矩形環状の溶着封止部１１５（収容ケース１１０の周縁部）が熱溶着により封止されて、平面視矩形状に成形されている。

ここで、正極１６０について、図５を参照して詳細に説明する。正極１６０は、図５に示すように、アルミニウム箔からなる正極集電板１６１と、この正極集電板１６１の表面１６１ｂに積層された正極合材層１６２とを有している。

正極合材層１６２は、図５に示すように、正極集電板１６１の表面１６１ｂ上に積層されてなる、第１正極合材層１６３及び第２正極合材層１６４により構成されている。具体的には、正極合材層１６２は、正極集電板１６１側に位置する第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）と、正極集電板１６１の厚み方向外側に位置する第２正極合材層１６４（最外側正極合材層）とにより構成されている。第１正極合材層１６３及び第２正極合材層１６４は、いずれも、正極原料粉末１６５（正極活物質、導電材）と、正極バインダ１６６（ＰＶＤＦ）とにより構成されている。
なお、本実施形態１では、正極活物質としてＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.15Ａｌ_0.05Ｏ₂ を用い、導電材としてアセチレンブラックを用いている。後述する実施形態２，３においても同様である。

特に、本実施形態では、第１正極合材層１６３にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）を、第２正極合材層１６４にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）よりも高くしている。具体的には、第１正極合材層１６３では、正極バインダ１６６の含有率を６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下としているのに対し、第２正極合材層１６４では、正極バインダ１６６の含有率を２ｗｔ％としている。
また、本実施形態では、正極合材層１６２の厚みＴ２を、５０μｍ以下（詳細には、３０μｍ程度）と極めて薄くしている。さらには、第１正極合材層１６３の厚みＴ１を、正極合材層１６２全体の厚みＴ２の１／１０以上１／２以下としている。

負極１７０は、図６に示すように、銅箔からなる負極集電板１７１と、この負極集電板１７１の表面の１７１ｂに積層された負極合材層１７２とを有している。
負極合材層１７２は、負極原料粉末１７５（負極活物質）と、負極バインダ１７６（ＳＢＲ，ＣＭＣ）とにより構成されている。このように、本実施形態では、負極１７０は、正極１６０と異なり、一層（１種類）の負極合材層からなる負極合材層１７２を備えている。なお、負極合材層１７２の厚みＵ２は、５０μｍ以下（詳細には、３０μｍ程度）と極めて薄くしている。
なお、本実施形態１では、負極活物質として、黒鉛を用いている。後述する実施形態２，３においても同様である。

セパレータ１８０としては、例えば、ＰＥ（ポリエチレン）とＰＰ（ポリプロピレン）とからなる樹脂フィルムを用いることができる。

次に、本実施形態のリチウムイオン二次電池１００の製造方法について説明する。
（正極の製作）
まず、９４〜９３ｗｔ％の正極原料粉末１６５と、６〜７ｗｔ％の正極バインダ１６６（ＰＶＤＦ）とを混合し、これに有機溶剤（ＮＭＰ）を加えて撹拌して、第１正極ペーストを作製した。次いで、この第１正極ペーストを、正極集電板１６１（アルミニウム箔）の表面１６１ｂ上に塗布し、乾燥させた。このようにして、正極集電板１６１の表面１６１ｂ上に、第１正極合材層１６３を形成した。

次に、９８ｗｔ％の正極原料粉末１６５と、２ｗｔ％の正極バインダ１６６（ＰＶＤＦ）とを混合し、これに有機溶剤（ＮＭＰ）を加えて撹拌して、第２正極ペーストを作製した。次いで、この第２正極ペーストを、第１正極合材層１６３の表面１６３ｂ上に塗布し、乾燥させた。このようにして、第１正極合材層１６３の表面１６３ｂ上に、第２正極合材層１６４を形成した。

その後、第１正極合材層１６３及び第２正極合材層１６４を、プレス加工により押圧成形し、これらの厚みＴ２を３０μｍ程度にした。これにより、図５に示すように、正極集電板１６１と、この正極集電板１６１の表面１６１ｂに積層された正極合材層１６２とを有する正極１６０を得た。なお、第１正極合材層１６３の厚みＴ１は、正極合材層１６２の厚みＴ２の１／１０以上１／２以下としている。

（負極の製作）
９６ｗｔ％の負極原料粉末１７５（負極活物質）と、４ｗｔ％の負極バインダ１７６（ＳＢＲ，ＣＭＣ）とを混合し、これに水を加えて撹拌して、負極ペーストを作製した。次いで、この負極ペーストを、負極集電板（銅箔）の表面上に塗布し、乾燥させた。このようにして、負極集電板の表面上に負極合材層を形成した。その後、負極合材層をプレス加工により押圧成形し、負極合材層の厚みを３０μｍ程度にした。このようにして、正極１６０と異なり、負極合材層を一層のみ備える負極１７０を得た。

（電池の作製）
次いで、正極１６０、負極１７０、及びセパレータ１８０を積層しつつ、これらを捲回して扁平捲回型の電極体１５０を形成した。なお、正極１６０、負極１７０、及びセパレータ１８０を積層する際には、電極体１５０の一端部から、正極１６０のうち正極合材を塗工していない未塗工部が突出するように、正極１６０を配置しておく。さらには、負極１７０のうち負極合材を塗工していない未塗工部が、正極１６０の未塗工部とは反対側から突出するように、負極１７０を配置しておく。これにより、正極接続部１６０ｂ及び負極接続部１７０ｂを有する電極体１５０（図４参照）が形成される。

次に、電極体１５０の正極接続部１６０ｂと正極端子１２０とを接続する。具体的には、例えば、正極接続部１６０ｂと正極端子１２０とを圧着した状態で溶接（例えば、超音波溶接やスポット溶接など）することにより、正極接続部１６０ｂと正極端子１２０とを接続する。同様に、電極体１５０の負極接続部１７０ｂと負極端子１３０とを接続する。具体的には、例えば、負極接続部１７０ｂと負極端子１３０とを圧着した状態で溶接（例えば、超音波溶接やスポット溶接など）することにより、負極接続部１７０ｂと負極端子１３０とを接続する。

これとは別に、ラミネートフィルム１０１を用意する。具体的には、内側樹脂フィルム１１１、金属フィルム１１２、及び外側樹脂フィルム１１３を積層した後、これを押圧成形して、収容部１１９を凹設したラミネートフィルム１０１を得る（図４参照）。次いで、図４に示すように、正極端子１２０及び負極端子１３０を溶接した電極体１５０を、ラミネートフィルム１０１の収容部１１９内に配置する。その後、ラミネートフィルム１０１を、その折り返し位置１１０ｇで折り返し、電極体１５０を内部に収容する。

次に、図７に示すように、溶着封止部１１５のうち、後に電解液を注入する注入口１１６を除く部位（図７において、ドットを付した部位）を、その厚み方向に加圧しつつ加熱して、内側樹脂フィルム１１１同士を熱溶着させる。これにより、正極端子１２０及び負極端子１３０を収容ケース１１０の内部から外部に延出させつつ、内部に電極体１５０を収容することができる。次いで、注液口１１６を通じて、収容ケース１１０内に電解液を注入する。その後、熱溶着により注液口１１６を閉塞することで、収容ケース１１０を封止する。これにより、図３に示すリチウムイオン二次電池１００が完成する。

なお、本実施形態のリチウムイオン二次電池１００では、溶着封止部１１５のうち注液口１１６とした部位について、他の部位に比べて僅かに接着力を弱くしている。これにより、図３に示すように、注液口１１６とした部位を安全弁１１８とすることができる。従って、電池ケース１１０の内圧が所定値を超えると、安全弁１１８の位置で収容ケース１１０の封止が開放され、収容ケース１１０内のガスを外部に排出することができる。

（実施例１，２及び参考例１，２）
第１正極合材層１６３の正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）のみを異ならせた、４種類のリチウムイオン二次電池（実施例１，２及び参考例１，２）を製造した。具体的には、第１正極合材層１６３の正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）を、４ｗｔ％（参考例１）、５ｗｔ％（参考例２）、６ｗｔ％（実施例１）、７ｗｔ％（実施例２）と異ならせている。

（比較例１〜４）
実施形態のリチウムイオン二次電池１００と比較して、第１正極合材層の正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）のみを異ならせた、４種類のリチウムイオン二次電池（比較例１〜４）を製造した。具体的には、第１正極合材層の正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）を、２ｗｔ％（比較例１）、３ｗｔ％（比較例２）、８ｗｔ％（比較例３）、１０ｗｔ％（比較例４）と異ならせている。

（充放電試験）
次に、実施例１，２、参考例１，２、及び比較例１〜４にかかるリチウムイオン二次電池について、充放電試験を行った。
具体的には、それぞれのリチウムイオン二次電池について、２５℃の常温環境下において、２Ｃ（１．４Ａ）の電流で、満充電状態になるまで充電し、その後、完全放電状態になるまで放電する充放電サイクルを、５００サイクル行った。

この充放電試験では、それぞれのリチウムイオン二次電池について、まず、１サイクル目の充放電サイクルにおいて、満充電状態になるまで充電した後、放電する際、１０秒間あたりの出力（ワット）を測定した。このときの出力（ワット）を、「初期」の出力として、図８に○印で示す。さらに、５００サイクル目の充放電サイクルにおいて、満充電状態になるまで充電した後、放電する際、１０秒間あたりの出力（ワット）を測定した。このときの出力（ワット）を、「サイクル試験後」の出力として、図８に△印で示す。

図８に○印で示すように、第１正極合材層の正極バインダ１６６の含有率を７ｗｔ％以下（具体的には、２〜７ｗｔ％）にした二次電池（比較例１，２及び実施例１，２及び参考例１，２）では、初期の出力が１９Ｗ程度と高く、優れた出力特性を示した。ところが、第１正極合材層の正極バインダ１６６の含有率を７ｗｔ％より大きく（具体的には、８〜１０ｗｔ％）すると、初期の出力が大きく低下した。

この結果より、第１正極合材層１６３の正極バインダ１６６の含有率を７ｗｔ％以下とすることで、二次電池の出力特性（特に、常温環境下での出力特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、第１正極合材層１６３の正極バインダ１６６の含有率を７ｗｔ％以下に抑制することで、正極バインダ１６６の含有率を低く（本実施形態では、２ｗｔ％）した第２正極合材層１６４のみならず、第１正極合材層１６３においてもＬｉイオンの動きをスムーズにできるためと考えられる。

また、図８に△印で示すように、第１正極合材層の正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％より小さく（具体的には、２〜３ｗｔ％）した二次電池（比較例１，２）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力に比べて６〜７Ｗ程度も低下し、サイクル寿命特性が好ましくなかった。これに対し、第１正極合材層の正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上（具体的には、４〜１０ｗｔ％）にした二次電池（実施例１，２及び参考例１，２及び比較例３，４）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力から２〜３Ｗ程度低下しただけであり、優れたサイクル寿命特性を示した。

この結果より、第１正極合材層１６３の正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上とすることで、二次電池のサイクル寿命特性（特に、常温環境下でのサイクル寿命特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、第１正極合材層１６３の正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上とすることで、正極合材層１６２と正極集電板１６１とを強固に結着することができ、長期間充放電を繰り返しても、正極合材層１６２と正極集電板１６１との結合を維持することができるためと考えられる。

以上より、第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）について、正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上７ｗｔ％以下とすることで、出力特性（特に、常温環境下での出力特性）が良好で、且つサイクル寿命特性（特に、常温環境下でのサイクル寿命特性）が良好な二次電池を得ることができるといえる。

特に、実施例１，２及び参考例１，２のリチウムイオン二次電池では、初期の出力が１９Ｗ程度と高くなり、優れた出力特性を示した。これは、正極合材層１６２全体の厚みを５０μｍ以下（具体的には、３０μｍ程度）と極めて薄くしたために、充放電の際、正極合材層１６２と電解液との間におけるＬｉイオンの移動が極めて迅速になったからと考えられる。さらには、第２正極合材層１６４（最外側正極合材層）の正極バインダ１６６の含有率を２ｗｔ％以下（実施例１，２及び参考例１，２では、２ｗｔ％）と極めて低くしたために、第２正極合材層１６４と電解液との間でのＬｉイオンのやり取りが特に活発になり、出力特性を飛躍的に向上させることができたからと考えられる。

（実施例３〜６）
次に、正極合材層１６２全体の厚みＴ２に対する第１正極合材層１６３の厚みＴ１の比率（＝Ｔ１／Ｔ２）のみを異ならせた、４種類のリチウムイオン二次電池１００（実施例３〜６）を製造した。具体的には、Ｔ１／Ｔ２の値を、１／１０（実施例３）、１／６（実施例４）、１／３（実施例５）、１／２（実施例６）と異ならせている。なお、第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）の正極バインダ１６６の含有率は、いずれの二次電池においても６ｗｔ％としている。

（比較例５，６）
実施形態のリチウムイオン二次電池１００と比較して、正極合材層全体の厚みＴ２に対する第１正極合材層の厚みＴ１の比率（＝Ｔ１／Ｔ２）のみを異ならせた、２種類のリチウムイオン二次電池（比較例５，６）を製造した。具体的には、Ｔ１／Ｔ２の値を、１／３０（比較例５）、２／３（比較例６）と異ならせている。なお、第１正極合材層（最内側正極合材層）の正極バインダ１６６の含有率は、実施例と同様に、いずれの二次電池においても６ｗｔ％としている。

（充放電試験）
次に、実施例３〜６及び比較例５，６にかかるリチウムイオン二次電池について、前述の実施例１，２と同様に、２５℃の常温環境下において充放電試験を行った。この充放電試験の１サイクル目における、それぞれの二次電池の出力（初期の出力）を、図９に○印で示す。さらに、それぞれの二次電池の５００サイクル目における出力（サイクル試験後の出力）を、図９に△印で示す。

図９に○印で示すように、Ｔ１／Ｔ２の値を１／２以下（具体的には、１／３０〜１／２）にした二次電池（比較例５及び実施例３〜６）では、初期の出力が１９Ｗ程度と高く、優れた出力特性を示した。ところが、Ｔ１／Ｔ２の値を１／２より大きく（具体的には、２／３）した二次電池（比較例６）では、初期の出力が１６Ｗ程度に小さくなり、出力特性が低下した。

この結果より、Ｔ１／Ｔ２の値を１／２以下とすることで、すなわち、第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）の厚みを、正極合材層１６２全体の厚みの１／２以下とすることで、二次電池の出力特性（特に、常温環境下での出力特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上７ｗｔ％以下（実施例３〜６では、６ｗｔ％）とした第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）の厚みを、正極合材層１６２全体の厚みの１／２以下に抑制することで、正極合材層１６２全体における正極バインダ１６６の絶対量を抑制し、充放電の際の正極合材層１６２内におけるＬｉイオンの移動をスムーズにすることができるからと考えられる。

また、図９に△印で示すように、Ｔ１／Ｔ２の値を１／１０より小さく（具体的には、１／３０）した二次電池（比較例５）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力に比べて７Ｗ程度も低下し、サイクル寿命特性が好ましくなかった。これに対し、Ｔ１／Ｔ２の値を１／１０以上（具体的には、１／１０〜２／３）にした二次電池（実施例３〜６及び比較例６）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力から２〜４Ｗ程度低下しただけで、良好なサイクル寿命特性を示した。

この結果より、Ｔ１／Ｔ２の値を１／１０以上とすることで、すなわち、第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）の厚みを、正極合材層１６２全体の厚みの１／１０以上とすることで、二次電池のサイクル寿命特性（特に、常温環境下でのサイクル寿命特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上７ｗｔ％以下（具体的には、６ｗｔ％）とした第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）の厚みを、正極合材層全体の厚みの１／１０以上とすることで、正極合材層１６２全体の固着に寄与する第１正極合材層１６３の厚みを十分に確保し、第１正極合材層１６３により正極合材層１６２全体を正極集電板１６１に強固に結着することができるからと考えられる。

以上より、正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上７ｗｔ％以下とした第１正極合材層１６３（最内側正極合材層）の厚みを、正極合材層１６２全体の厚みの１／１０以上１／２以下とすることで、出力特性（特に、常温環境下での出力特性）が良好で、且つサイクル寿命特性（特に、常温環境下でのサイクル寿命特性）が良好な二次電池を得ることができるといえる。

（実施形態２）
次に、本発明の第２の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態２は、実施形態１と比較して、リチウムイオン二次電池の電極（正極及び負極）のみが異なり、その他の部分については同等である。従って、ここでは、実施形態１と異なる部分について説明し、その他の部分については、説明を省略または簡略化する。

本実施形態２のリチウムイオン二次電池２００は、図１０の展開図に示すように、実施形態１のリチウムイオン二次電池１００と比較して、電極体１５０に代えて電極体２５０を備えている点のみが異なっている。この電極体２５０は、実施形態１の電極体１５０と比較して、正極１６０に代えて正極２６０を、負極１７０に代えて負極２７０を有している点が異なっている。

正極２６０は、図１１に示すように、アルミニウム箔からなる正極集電板２６１と、この正極集電板２６１の表面２６１ｂに積層された正極合材層２６２とを有している。正極合材層２６２は、実施形態１の正極合材層１６２と異なり、一層（１種類）の正極合材層により構成されている。なお、この正極合材層２６２は、実施形態１の正極合材層１６２と同様に、正極原料粉末１６５（正極活物質、導電材）と、正極バインダ１６６（ＰＶＤＦ）とにより構成されている。

負極２７０は、図１２に示すように、銅箔からなる負極集電板２７１と、この負極集電板２７１の表面の２７１ｂに積層された負極合材層２７２とを有している。
負極合材層２７２は、実施形態１の負極合材層１７２と異なり、負極集電板２７１の表面２７１ｂ上に積層されてなる、第１負極合材層２７３（最内側負極合材層）及び第２負極合材層２７４（最外側負極合材層）により構成されている。具体的には、負極合材層２７２は、負極集電板２７１側に位置する第１負極合材層２７３と、負極集電板２７１の厚み方向外側に位置する第２負極合材層２７４とにより構成されている。第１負極合材層２７３及び第２負極合材層２７４は、いずれも、実施形態１と同様に、負極原料粉末１７５（負極活物質）と、負極バインダ１７６（ＳＢＲ，ＣＭＣ）とにより構成されている。

特に、本実施形態では、第１負極合材層２７３にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）を、第２負極合材層２７４にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）よりも高くしている。具体的には、第２正極合材層２７３では、負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下としているのに対し、第２負極合材層２７４では、負極バインダ１７６の含有率を２ｗｔ％としている。
さらに、本実施形態では、第２負極合材層２７３の厚みＵ１を、負極合材層２７２全体の厚みＵ２の１／２０以上１／２以下としている。

（負極の製作）
次に、負極２７０の製作方法について説明する。
まず、９７〜９６ｗｔ％の負極原料粉末１７５（負極活物質）と、３〜４ｗｔ％の負極バインダ１７６（ＳＢＲ，ＣＭＣ）とを混合し、これに水を加えて撹拌して、第１負極ペーストを作製した。次いで、この第１負極ペーストを、負極集電板２７１（銅箔）の表面２７１ｂ上に塗布し、乾燥させた。このようにして、負極集電板２７１の表面２７１ｂ上に、第１負極合材層２７３を形成した。

次に、９８ｗｔ％の負極原料粉末１７５（負極活物質）と、２ｗｔ％の負極バインダ１７６（ＳＢＲ，ＣＭＣ）とを混合し、これに水を加えて撹拌して、第２負極ペーストを作製した。次いで、この第２負極ペーストを、第１負極合材層２７３の表面２７３ｂ上に塗布し、乾燥させた。このようにして、第１負極合材層２７３の表面２７３ｂ上に、第２正極合材層２７４を形成した。

その後、第１負極合材層２７３及び第２負極合材層２７４を、プレス加工により押圧成形し、これらの厚みＵ２を３０μｍ程度にした。これにより、図１２に示すように、負極集電板２７１と、この負極集電板２７１の表面２７１ｂに積層された負極合材層２７２とを有する負極２７０を得た。なお、第１負極合材層２７３の厚みＵ１は、負極合材層２７２全体の厚みＵ２の１／２０以上１／２以下としている。

（実施例７〜９及び参考例３，４）
第１負極合材層２７３の負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）のみを異ならせた、５種類のリチウムイオン二次電池（７〜９及び参考例３，４）を製造した。具体的には、第１負極合材層２７３の負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）を、３ｗｔ％（実施例７）、３．５ｗｔ％（実施例８）、４ｗｔ％（実施例９）、５ｗｔ％（参考例３）、６ｗｔ％（参考例４）と異ならせている。

（比較例７〜９）
実施形態のリチウムイオン二次電池２００と比較して、第１負極合材層の負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）のみを異ならせた、３種類のリチウムイオン二次電池（比較例７〜９）を製造した。具体的には、第１負極合材層の負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）を、２ｗｔ％（比較例７）、２．５ｗｔ％（比較例８）、８ｗｔ％（比較例９）と異ならせている。

（充放電試験）
次に、実施例７〜９及び参考例３，４及び比較例７〜９にかかるリチウムイオン二次電池について、充放電試験を行った。具体的には、それぞれのリチウムイオン二次電池について、−３０℃の低温環境下において、２Ｃ（１．４Ａ）の電流で、満充電状態になるまで充電し、その後、完全放電状態になるまで放電する充放電サイクルを、５００サイクル行った。

この充放電試験では、それぞれのリチウムイオン二次電池について、まず、１サイクル目の充放電サイクルにおいて、満充電状態になるまで充電した後、放電する際、２秒間あたりの出力（ワット）を測定した。このときの出力（ワット）を、「初期」の出力として、図１３に○印で示す。さらに、５００サイクル目の充放電サイクルにおいて、満充電状態になるまで充電した後、放電する際、２秒間あたりの出力（ワット）を測定した。このときの出力（ワット）を、「サイクル試験後」の出力として、図１３に△印で示す。

図１３に○印で示すように、第１負極合材層の負極バインダ１７６の含有率を６ｗｔ％以下（具体的には、２〜６ｗｔ％）にした二次電池（比較例７，８及び実施例７〜９及び参考例３，４）では、初期の出力が３Ｗよりも高く、良好な出力特性を示した。ところが、第１負極合材層の負極バインダ１７６の含有率を６ｗｔ％より大きく（具体的には、８ｗｔ％）した二次電池（比較例９）では、初期の出力が２．５Ｗ程度にまで低下し、出力特性が好ましくなかった。

この結果より、第１負極合材層２７３の負極バインダ１７６の含有率を６ｗｔ％以下とすることで、二次電池の出力特性（特に、低温環境下での出力特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、第１負極合材層２７３の負極バインダ１７６の含有率を６ｗｔ％以下とすることで、負極バインダ１７６の含有率を低く（本実施形態では、２ｗｔ％）した第２負極合材層２７４のみならず、第１負極合材層２７３においてもＬｉイオンの動きをスムーズにできるためと考えられる。

また、図１３に△印で示すように、第１負極合材層の負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％より小さく（具体的には、２〜２．５ｗｔ％）にした二次電池（比較例７，８）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力に比べて１．３〜１．５Ｗ程度も低下し、サイクル寿命特性が好ましくなかった。これに対し、第１負極合材層の負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上（具体的には、３〜８ｗｔ％）にした二次電池（実施例７〜９及び参考例３，４及び比較例９）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力から０．２〜０．６Ｗ程度低下しただけであり、良好なサイクル寿命特性を示した。

この結果より、第１負極合材層２７３の負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上とすることで、二次電池のサイクル寿命特性（特に、低温環境下でのサイクル寿命特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、第１負極合材層２７３の負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上とすることで、負極合材層２７２と負極集電板２７１とを強固に結着することができ、長期間充放電を繰り返しても、負極合材層２７２と負極集電板２７１との結合を維持することができるためと考えられる。

以上より、第１負極合材層２７３（最内側正極合材層）について、負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上６ｗｔ％以下とすることで、出力特性（特に、低温環境下での出力特性）が良好で、且つサイクル寿命特性（特に、低温環境下でのサイクル寿命特性）が良好な二次電池を得ることができるといえる。

（実施例１０〜１４）
次に、負極合材層２７２全体の厚みＵ２に対する第１負極合材層２７３の厚みＵ１の比率（＝Ｕ１／Ｕ２）のみを異ならせた、５種類のリチウムイオン二次電池２００（実施例１０〜１４）を製造した。具体的には、Ｕ１／Ｕ２の値を、１／２０（実施例１０）、１／１０（実施例１１）、１／５（実施例１２）、１／３（実施例１３）、１／２（実施例１４）と異ならせている。なお、第１負極合材層２７３（最内側負極合材層）の負極バインダ１７６の含有率は、いずれの二次電池においても４ｗｔ％としている。

（比較例１０，１１）
実施形態のリチウムイオン二次電池２００と比較して、負極合材層全体の厚みＵ２に対する第１負極合材層の厚みＵ１の比率（＝Ｕ１／Ｕ２）のみを異ならせた、２種類のリチウムイオン二次電池（比較例１０，１１）を製造した。具体的には、Ｕ１／Ｕ２の値を、１／３０（比較例１０）、２／３（比較例１１）と異ならせている。なお、第１負極合材層（最内側負極合材層）の負極バインダ１７６の含有率は、実施例と同様に、いずれの二次電池においても４ｗｔ％としている。

（充放電試験）
次に、実施例１０〜１４及び比較例１０，１１にかかるリチウムイオン二次電池について、前述の実施例７〜９と同様に、低温環境下（−３０℃）において充放電試験を行った。この充放電試験の１サイクル目における、それぞれの二次電池の出力（初期の出力）を、図１４に○印で示す。さらに、それぞれの二次電池の５００サイクル目における出力（サイクル試験後の出力）を、図１４に△印で示す。

図１４に○印で示すように、Ｕ１／Ｕ２の値を１／２以下（具体的には、１／３０〜１／２）にした二次電池（比較例１０及び実施例１０〜１４）では、いずれも初期の出力が３Ｗよりも高くなり、良好な出力特性を示した。ところが、Ｕ１／Ｕ２の値を１／２より大きく（具体的には、２／３）した二次電池（比較例１１）では、初期の出力が２．６Ｗ程度にまで低下し、出力特性が好ましくなかった。

この結果より、Ｕ１／Ｕ２の値を１／２以下とすることで、すなわち、第１負極合材層２７３（最内側負極合材層）の厚みを、負極合材層２７２全体の厚みの１／２以下とすることで、二次電池の出力特性（特に、低温環境下での出力特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上６ｗｔ％以下（実施例１０〜１４では、４ｗｔ％）とした第１負極合材層２７３（最内側負極合材層）の厚みを、負極合材層２７２全体の厚みの１／２以下に抑制することで、負極合材層２７２全体おける負極バインダ１７６の絶対量を抑制し、充放電の際の負極合材層２７２内におけるＬｉイオンの移動をスムーズにすることができるからと考えられる。

また、図１４に△印で示すように、Ｕ１／Ｕ２の値を１／２０より小さく（具体的には、１／３０）した二次電池（比較例１０）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力に比べて１．５Ｗ程度も低下し、サイクル寿命特性が好ましくなかった。これに対し、Ｕ１／Ｕ２の値を１／２０以上（具体的には、１／２０〜２／３）にした二次電池（実施例１０〜１４及び比較例１１）では、サイクル試験後の出力が、初期の出力から０．３〜０．７Ｗ程度低下しただけで、良好なサイクル寿命特性を示した。

この結果より、Ｕ１／Ｕ２の値を１／２０以上とすることで、すなわち、第１負極合材層２７３（最内側負極合材層）の厚みを、負極合材層２７２全体の厚みの１／２０以上とすることで、二次電池のサイクル寿命特性（特に、低温環境下でのサイクル寿命特性）を良好にすることができるといえる。この理由は、負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上６ｗｔ％以下（実施例１０〜１４では、４ｗｔ％）とした第１負極合材層２７３（最内側負極合材層）の厚みを、負極合材層全体の厚みの１／２０以上とすることで、負極合材層２７２全体の固着に寄与する第１負極合材層２７３の厚みを十分に確保できるので、第１負極合材層２７３により負極合材層２７２全体を負極集電板２７１に強固に結着することができるからと考えられる。

以上より、負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上６ｗｔ％以下とした第１負極合材層２７３（最内側負極合材層）の厚みを、負極合材層２７２全体の厚みの１／２０以上１／２以下とすることで、出力特性（特に、低温環境下での出力特性）が良好で、且つサイクル寿命特性（特に、低温環境下でのサイクル寿命特性）が良好な二次電池を得ることができるといえる。

（実施形態３）
次に、本発明の第３の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
本実施形態３は、実施形態１と比較して、リチウムイオン二次電池のみが異なり、その他の部分については同等である。具体的には、本実施形態３のリチウムイオン二次電池３００は、図１５に示すように、実施形態１のリチウムイオン二次電池１００と比較して、電極体１５０に代えて電極体３５０を備えている点のみが異なっている。この電極体３５０は、実施形態１の電極体１５０と比較して、負極１７０に代えて、実施形態２にかかる負極２７０（図１２参照）を有している点のみが異なっている。

すなわち、本実施形態３のリチウムイオン二次電池３００では、第１正極合材層１６３にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）を、第２正極合材層１６４にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）よりも高くし、且つ、第１負極合材層２７３にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）を、第２負極合材層２７４にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）よりも高くしている。しかも、第１正極合材層１６３の正極バインダ１６６の含有率を６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下とし、且つ、第１負極合材層２７３の負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下としてる。その上、第１正極合材層１６３の厚みＴ１を、正極合材層１６２の厚みＴ２の１／１０以上１／２以下とし、且つ、第１負極合材層２７３の厚みＵ１を、負極合材層２７２全体の厚みＵ２の１／１０以上１／２以下としている。

（実施例１５）
正極バインダ１６６の含有率を６ｗｔ％とした第１正極合材層１６３と、正極バインダ１６６の含有率を２ｗｔ％とした第２正極合材層１６４とを積層して、正極１６０を作製した。さらに、負極バインダ１７６の含有率を４ｗｔ％とした第１負極合材層２７３と、負極バインダ１７６の含有率を２ｗｔ％とした第２負極合材層２７４とを積層して、負極２７０を作製した。次いで、この正極１６０及び負極２７０を用いて、実施例１５にかかるリチウムイオン二次電池３００を製造した。

（充放電試験）
次に、実施例１９にかかるリチウムイオン二次電池３００について、前述の実施例１〜４と同様に、２５℃の常温環境下で充放電試験を行った。この充放電試験の１サイクル目における、リチウムイオン二次電池３００の出力（初期の出力）を、図１６に白抜きの棒グラフで示す。さらに、５００サイクル目における出力（サイクル試験後の出力）を、図１６にハッチングした棒グラフ示す。

さらに、本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００との比較のため、２５℃の常温環境下で充放電試験を行った際の、実施例１のリチウムイオン二次電池１００にかかる初期の出力を、図１６に白抜きの棒グラフで示すと共に、サイクル試験後の出力を、図１６にハッチングした棒グラフ示す。なお、実施例１のリチウムイオン二次電池１００は、本実施例１５にかかるリチウムイオン二次電池３００と比較して、負極のみが異なっている。具体的には、実施例１のリチウムイオン二次電池１００は、本実施例１５と同様に、第１正極合材層１６３にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）を、第２正極合材層１６４にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）よりも高くしてなる正極１６０を有している。一方、負極としては、正極１６０と異なり、一層（１種類）の負極合材層からなる負極合材層１７２（図１６参照）を有している。

図１６に白抜きの棒グラフで示すように、実施例１のリチウムイオン二次電池１００及び本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００は、共に、初期の出力が１９Ｗ程度と高く、出力特性が良好であった。詳細に検討すると、本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００のほうが、実施例１のリチウムイオン二次電池１００に比べて、初期の出力が高く、出力特性が優れていた。

さらに、図１６にハッチングした棒グラフで示すように、実施例１のリチウムイオン二次電池１００及び本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００は、共に、サイクル試験後の出力が１７Ｗ程度と高く、サイクル寿命特性も良好であった。詳細に検討すると、本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００のほうが、実施例１のリチウムイオン二次電池１００に比べて、サイクル試験後の出力が高く、サイクル寿命特性も優れていた。

これらの理由は、本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００では、実施例１のリチウムイオン二次電池１００と異なり、正極のみならず、負極についても、第１負極合材層（最内側負極合材層）にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）を、第２負極合材層（最外側負極合材層）にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）よりも高くし、且つ、第１負極合材層の負極バインダ１７６の含有率を３ｗｔ％以上６ｗｔ％以下としているからと考えられる。

（充放電試験）
また、実施例１５にかかるリチウムイオン二次電池３００について、前述の実施例７〜９と同様に、−３０℃の低温環境下で充放電試験を行った。この充放電試験の１サイクル目における、リチウムイオン二次電池３００の出力（初期の出力）を、図１７に白抜きの棒グラフで示す。さらに、５００サイクル目における出力（サイクル試験後の出力）を、図１７にハッチングした棒グラフ示す。

さらに、本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００との比較のため、−３０℃の低温環境下で充放電試験を行った際の、実施例９のリチウムイオン二次電池２００にかかる初期の出力を、図１７に白抜きの棒グラフで示すと共に、サイクル試験後の出力を、図１７にハッチングした棒グラフ示す。なお、実施例９のリチウムイオン二次電池２００は、本実施例１５にかかるリチウムイオン二次電池３００と比較して、正極のみが異なっている。具体的には、実施例９のリチウムイオン二次電池２００は、本実施例１５と同様に、第１負極合材層２７３にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）を、第２負極合材層２７４にかかる負極バインダ１７６の含有率（ｗｔ％）よりも高くしてなる負極２７０を有している。一方、正極としては、負極２７０と異なり、一層（１種類）の正極合材層からなる正極合材層２６２（図１１参照）を有している。

図１７に白抜きの棒グラフで示すように、実施例９のリチウムイオン二次電池２００及び本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００は、共に、初期の出力が３．４Ｗ程度と高く、出力特性が良好であった。さらに、図１７にハッチングした棒グラフで示すように、実施例９のリチウムイオン二次電池２００及び本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００は、共に、サイクル試験後の出力も３Ｗ程度と高く、サイクル寿命特性の良好であった。詳細に検討すると、本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００のほうが、実施例９のリチウムイオン二次電池２００に比べて、サイクル試験後の出力が高く、サイクル寿命特性が優れていた。

この理由は、本実施例１５のリチウムイオン二次電池３００では、実施例９のリチウムイオン二次電池２００と異なり、負極のみならず、正極についても、第１正極合材層（最内側正極合材層）にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）を、第２正極合材層（最外側正極合材層）にかかる正極バインダ１６６の含有率（ｗｔ％）よりも高くし、且つ、第１正極合材層の正極バインダ１６６の含有率を４ｗｔ％以上７ｗｔ％以下としているからと考えられる。

以上の結果より、正極について、第１正極合材層（最内側正極合材層）にかかる正極バインダの含有率（ｗｔ％）を、第２正極合材層（最外側正極合材層）にかかる正極バインダの含有率（ｗｔ％）よりも高くし、且つ、第１正極合材層の正極バインダの含有率を４ｗｔ％以上７ｗｔ％以下とすると共に、負極についても、第１負極合材層（最内側負極合材層）にかかる負極バインダの含有率（ｗｔ％）を、第２負極合材層（最外側負極合材層）にかかる負極バインダの含有率（ｗｔ％）よりも高くし、且つ、第１負極合材層の負極バインダの含有率を３ｗｔ％以上６ｗｔ％以下とした二次電池は、いずれか一方の電極のみを上記条件に設定した二次電池に比べて、常温環境下及び低温環境下のいずれにおいても、出力特性及びサイクル寿命特性がより一層良好になるといえる。

以上において、本発明を実施形態１〜３（実施例１〜１５）に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態１〜３では、車両１の電源としてリチウムイオン二次電池１００〜３００を例示したが、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素蓄電池など、他の二次電池を用いるようにしても良い。すなわち、本発明は、リチウムイオン二次電池に限らず、ニッケル水素蓄電池など、他の二次電池にも適用することができる。

また、実施形態１〜３では、ラミネートフィルム１０１からなる収容ケース１１０を備えるリチウムイオン二次電池１００〜３００を例示したが、収容ケース１１０は、金属フィルム及び樹脂フィルムを積層してなるラミネートフィルムに限らず、直方体形状や円筒形状に成形された金属や樹脂等で構成するようにしても良い。

実施形態にかかる車両１の概略図である。 実施形態にかかるバッテリパック６の概略図である。 実施形態にかかるリチウムイオン二次電池１００の平面図である。 ラミネートフィルム１０１を重ね合わせる前のリチウムイオン二次電池１０ ０の平面図である。 リチウムイオン二次電池１００の正極１６０の拡大断面図である。 リチウムイオン二次電池１００の負極１７０の拡大断面図である。 注液孔１１６を有するリチウムイオン二次電池１００の平面図である。 正極バインダ１６６の含有率と出力との関係を示すグラフである。 正極合材層のＴ１／Ｔ２と出力との関係を示すグラフである。 実施形態にかかるリチウムイオン二次電池２００の展開図である。 リチウムイオン二次電池２００の正極２６０の拡大断面図である。 リチウムイオン二次電池２００の負極２７０の拡大断面図である。 負極バインダ１７６の含有率と出力との関係を示すグラフである。 負極合材層のＵ１／Ｕ２と出力との関係を示すグラフである。 実施形態にかかるリチウムイオン二次電池３００の展開図である。 実施例１及び実施例１５出力特性を示すグラフである。 実施例９及び実施例１５の出力特性を示すグラフである。

符号の説明

１ 車両
６ バッテリパック
１０ 電池モジュール
１００，２００，３００ リチウムイオン二次電池
１６０，２６０ 正極
１６１，２６１ 正極集電板
１６２，２６２ 正極合材層
１６３ 第１正極合材層（最内側正極合材層）
１６４ 第２正極合材層（最外側正極合材層）
１６５ 正極原料粉末
１６６ 正極バインダ
１７０，２７０ 負極
１７１，２７１ 負極集電板
１７２，２７２ 負極合材層
１７５ 負極原料粉末
１７６ 負極バインダ
２７３ 第１負極合材層（最内側負極合材層）
２７４ 第２負極合材層（最外側負極合材層）

Claims (13)

1. 正極及び負極を備える二次電池であって、
   上記正極は、
   正極集電板と、
   上記正極集電板上に積層され、正極原料粉末及び正極バインダを含む複数の正極合材層であって、
   上記複数の正極合材層のうち最も上記正極集電板側に位置する最内側正極合材層にかかる上記正極バインダの含有率（ｗｔ％）を、
   他の正極合材層に比べて高くし、且つ、
   ６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下としてなる
   正極合材層と、を有し、
   上記最内側正極合材層の厚みが、積層された上記正極合材層全体の厚みの１／１０以上１／２以下であり、
   上記負極は、
   負極集電板と、
   上記負極集電板上に積層され、負極原料粉末及び負極バインダを含む複数の負極合材層であって、
   上記複数の負極合材層のうち最も上記負極集電板側に位置する最内側負極合材層にかかる上記負極バインダの含有率（ｗｔ％）を、
   他の負極合材層に比べて高くし、且つ、
   ３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下としてなる
   負極合材層と、を有し、
   上記最内側負極合材層の厚みが、積層された上記負極合材層全体の厚みの１／２０以上１／２以下である
   二次電池。
2. 請求項１に記載の二次電池であって、
   積層された前記正極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である
   二次電池。
3. 請求項１または請求項２に記載の二次電池であって、
   前記複数の正極合材層のうち、最も外側に位置する最外側正極合材層は、前記正極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる
   二次電池。
4. 請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載の二次電池であって、
   積層された前記負極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である
   二次電池。
5. 請求項１〜請求項４のいずれか一項に記載の二次電池であって、
   前記複数の負極合材層のうち、最も外側に位置する最外側負極合材層は、前記負極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる
   二次電池。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか一項に記載の二次電池であって、
   上記二次電池は、リチウムイオン二次電池である
   二次電池。
7. 請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載の二次電池を搭載してなる車両。
8. 正極集電板と、
   上記正極集電板上に積層され、正極原料粉末及び正極バインダを含む複数の正極合材層と、を有する
   二次電池用正極において、
   上記複数の正極合材層のうち最も上記正極集電板側に位置する最内側正極合材層にかかる上記正極バインダの含有率（ｗｔ％）を、
   他の正極合材層に比べて高くし、且つ、
   ６ｗｔ％以上７ｗｔ％以下としてなり、
   上記最内側正極合材層の厚みが、積層された上記正極合材層全体の厚みの１／１０以上１／２以下である
   二次電池用正極。
9. 請求項８に記載の二次電池用正極であって、
   積層された前記正極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である
   二次電池用正極。
10. 請求項８または請求項９に記載の二次電池用正極であって、
    前記複数の正極合材層のうち、最も外側に位置する最外側正極合材層は、前記正極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる
    二次電池用正極。
11. 負極集電板と、
    上記負極集電板上に積層され、負極原料粉末及び負極バインダを含む複数の負極合材層と、を有する
    二次電池用負極であって、
    上記複数の負極合材層のうち最も上記負極集電板側に位置する最内側負極合材層にかかる上記負極バインダの含有率（ｗｔ％）を、
    他の負極合材層に比べて高くし、且つ、
    ３ｗｔ％以上４ｗｔ％以下としてなり、
    上記最内側負極合材層の厚みが、積層された上記負極合材層全体の厚みの１／２０以上１／２以下である
    二次電池用負極。
12. 請求項１１に記載の二次電池用負極であって、
    積層された前記負極合材層全体の厚みが、５０μｍ以下である
    二次電池用負極。
13. 請求項１１または請求項１２に記載の二次電池用負極であって、
    前記複数の負極合材層のうち、最も外側に位置する最外側負極合材層は、前記負極バインダの含有率を２ｗｔ％以下としてなる
    二次電池用負極。

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