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WO2020059874A1 - 二次電池 - Google Patents

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WO2020059874A1
WO2020059874A1 PCT/JP2019/037096 JP2019037096W WO2020059874A1 WO 2020059874 A1 WO2020059874 A1 WO 2020059874A1 JP 2019037096 W JP2019037096 W JP 2019037096W WO 2020059874 A1 WO2020059874 A1 WO 2020059874A1
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WO
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positive electrode
separator
active material
electrode active
layer
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Inventor
恭平 小川
堀内　博志
将之 井原
Original Assignee
株式会社村田製作所
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Publication date
Application filed by 株式会社村田製作所 filed Critical 株式会社村田製作所
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    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Definitions

  • Patent Literature 1 by using polyvinylidene fluoride (PVdF) having a melting point of 165 ° C. or less as a binder for a positive electrode, a coating layer having a stable porous structure while having a high porosity is obtained. Technologies to be realized have been proposed.
  • PVdF polyvinylidene fluoride
  • a lithium-containing compound such as lithium oxide, lithium phosphate, lithium sulfide, or an intercalation compound containing lithium is suitable, and a mixture of two or more of these may be used.
  • a lithium-containing compound containing lithium, a transition metal element, and oxygen is preferable.
  • a lithium-containing compound for example, a lithium composite oxide having a layered rock salt type structure shown in the formula (A), a lithium composite phosphate having an olivine type structure shown in the formula (B), and the like are given. No.
  • M1 represents at least one element selected from Group 2 to Group 15 excluding Ni and Mn.
  • X represents at least one of Group 16 elements and Group 17 elements other than oxygen.
  • P, q, y, and z are 0 ⁇ p ⁇ 1.5, 0 ⁇ q ⁇ 1.0, 0 ⁇ r ⁇ 1.0, ⁇ 0.10 ⁇ y ⁇ 0.20, 0 ⁇ It is a value within the range of z ⁇ 0.2.
  • M5 is at least one of the group consisting of Ni, Mn, Mg, Al, B, Ti, V, Cr, Fe, Cu, Zn, Mo, Sn, Ca, Sr and W.
  • R, s, t and u are 0.8 ⁇ r ⁇ 1.2, 0 ⁇ s ⁇ 0.5, ⁇ 0.1 ⁇ t ⁇ 0.2, 0 ⁇ u ⁇ 0.1
  • the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of r represents a value in a completely discharged state.
  • the negative electrode active material capable of increasing the capacity include a material containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element (for example, an alloy, a compound, or a mixture). If such a material is used, a high energy density can be obtained. In particular, when used together with a carbon material, high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained, which is more preferable.
  • alloys include alloys containing one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to alloys composed of two or more metal elements. Further, a nonmetallic element may be included.
  • the structure includes a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, and a structure in which two or more of them coexist.
  • Other negative electrode active materials include, for example, metal oxides or polymer compounds capable of inserting and extracting lithium.
  • metal oxide include lithium titanium oxide containing Li and Ti, such as lithium titanate (Li 4 Ti 5 O 12 ), iron oxide, ruthenium oxide, and molybdenum oxide.
  • the polymer compound include polyacetylene, polyaniline, and polypyrrole.
  • the separator 23 is an insulating porous film that separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22, suppresses a short circuit due to contact between the two electrodes, and allows lithium ions to pass therethrough. Since the electrolyte is held in the pores of the separator 23, the separator 23 preferably has characteristics of high resistance to the electrolyte, low reactivity, and difficulty in expanding.
  • the particle-containing layer 23A includes inorganic particles having insulating properties, and a resin material that binds the inorganic particles to the surface of the separator 23 and binds the inorganic particles. Since the separator 53 includes the particle-containing layer 23A, the adhesion between the positive electrode active material layer 21B containing a fluorine-based binder having a melting point of 166 ° C. or less and the separator 23 can be increased. Even if the electrode body 20 repeatedly expands and contracts, generation of a gap between the positive electrode 21 and the separator 23 can be suppressed. Therefore, it is possible to suppress a decrease in cycle characteristics and to prevent the battery 40 from swelling.
  • the content of the resin material exceeds 50% by mass, the resin material contained in the particle-containing layer 23A is too large, and the resin material of the swollen particle-containing layer 23B and the resin material of the similarly swollen cathode active material layer 21B are contained. Since the binder is mixed at the interface between the separator 23 and the positive electrode active material layer 21B, the surface of the positive electrode active material layer 21B is excessively covered with the resin material and the binder. As a result, lithium ion migration at the interface between the separator 23 and the positive electrode active material layer 21B is hindered, and the cycle characteristics deteriorate.
  • the resin material contained in the particle-containing layer 23A may have, for example, a three-dimensional network structure in which fibrils are formed and fibrils are connected to each other continuously.
  • the inorganic particles can maintain a dispersed state without being connected to each other.
  • the resin material may bind the surface of the separator 23 and the inorganic particles without fibrillation. In this case, higher binding properties can be obtained.
  • Examples of the resin material constituting the particle-containing layer 23A include fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene, and fluorine-containing rubbers such as vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer.
  • fluorine-containing resins such as polyvinylidene fluoride and polytetrafluoroethylene
  • fluorine-containing rubbers such as vinylidene fluoride-tetrafluoroethylene copolymer and ethylene-tetrafluoroethylene copolymer.
  • resin materials may be used alone or as a mixture of two or more.
  • a fluororesin such as polyvinylidene fluoride is preferable, and from the viewpoint of heat resistance, it is preferable to contain aramid or polyamideimide.
  • the peel strength between the positive electrode 21 and the separator 23 is preferably 5 mN / mm or more and 35 mN / mm or less.
  • the peel strength is 5 mN / mm or more, generation of a gap between the positive electrode active material layer 21B and the separator 23 can be suppressed. Therefore, a favorable lithium ion movement path can be maintained, and a decrease in cycle characteristics can be suppressed.
  • the peel strength is 35 mN / mm or less, the adhesion between the positive electrode 21 and the separator 23 becomes excessively high and the inhibition of lithium ion migration at the interface between the separator and the positive electrode active material layer 21B is suppressed. can do.
  • the peel strength between the positive electrode 21 and the separator 23 is measured according to iso29862: 2007 (JIS Z0237).
  • organic solvent it is preferable to use a mixture of chain carbonates such as diethyl carbonate, dimethyl carbonate, ethylmethyl carbonate and methylpropyl carbonate in addition to these cyclic carbonates. This is because high ionic conductivity can be obtained.
  • the negative electrode 22 is manufactured as follows. First, for example, a negative electrode mixture is prepared by mixing a negative electrode active material and a binder, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a paste-like negative electrode mixture slurry. I do. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and compression molding is performed by a roll press or the like to form the negative electrode active material layer 22B, and the negative electrode 22 is obtained.
  • a negative electrode mixture is prepared by mixing a negative electrode active material and a binder, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone to prepare a paste-like negative electrode mixture slurry. I do.
  • the negative electrode mixture slurry is applied to the negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and compression molding is performed by a roll press or the like to form the negative electrode active material layer 22B, and the negative electrode 22 is
  • the particle-containing layer 23A is manufactured as follows. First, a coating material for forming a particle-containing layer is prepared by adding a resin material and inorganic particles to a solvent and mixing them. Next, the paint is uniformly applied to both surfaces of the separator 23 and dried to form a particle-containing layer 23A. After applying the coating material on both surfaces of the separator 23, the resin material is passed through a poor solvent and solvent-friendly bath of the solvent to separate phases, and then dried to form the particle-containing layer 23A. You may.
  • the exterior body 10 seals the electrode body 20 as follows. First, the electrode body 20 is sandwiched between the package members 10, and the outer peripheral edge portion excluding one side is heat-fused into a bag shape, and is housed inside the package member 10. At that time, an adhesive film 13 is inserted between the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 and the exterior material 10. Note that the adhesive film 13 may be attached to each of the positive electrode lead 11 and the negative electrode lead 12 in advance. Next, after injecting the electrolytic solution into the exterior material 10 from one side of the unfused part, one side of the unfused part is heat-sealed in a vacuum atmosphere to be sealed. Thus, the batteries shown in FIGS. 1 and 2 are obtained.
  • FIG. 5 shows an example of the configuration of an electronic device 400 according to the second embodiment of the present invention.
  • the electronic device 400 includes an electronic circuit 401 of the electronic device main body and the battery pack 300.
  • Battery pack 300 is electrically connected to electronic circuit 401 via positive electrode terminal 331a and negative electrode terminal 331b.
  • the electronic device 400 may have a configuration in which the battery pack 300 is detachable.
  • the electronic circuit 401 includes, for example, a CPU (Central Processing Unit), a peripheral logic unit, an interface unit, a storage unit, and the like, and controls the entire electronic device 400.
  • a CPU Central Processing Unit
  • Example 9-1 to 9-4 A battery was obtained in the same manner as in Example 1-1, except that the thickness of the coat layer was changed by adjusting the applied thickness of the mixed solution in the process of forming the coat layer.
  • Gurley air permeability of the separator with coat layer Using a Gurley air permeability meter having a circular hole with an outer diameter of 28.6 mm, the Gurley air permeability was measured at 10 positions in the width direction of the separator with a coat layer, and the measured values were simply averaged ( (Arithmetic average) to obtain the average air permeability of the separator with the coat layer. Gurley air permeability was measured according to JIS P8117.

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Abstract

二次電池は、融点が１６６℃以下であるフッ素系バインダーを含む正極活物質層を有し、正極活物質層中におけるフッ素系バインダーの含有量が０．７質量％以上２．８質量％以下である正極と、正極に対向して設けられた負極と、正極および負極の間に設けられたセパレータと、正極とセパレータの間に設けられ、無機粒子および樹脂材料を含む粒子含有層とを備え、粒子含有層中における樹脂材料の含有量は、１０質量％以上５０質量％以下である。

Description

二次電池
　本発明は、二次電池に関する。
　近年、電池特性を向上するために、電極のバインダーとして低融点バインダーを用いる技術が検討されている。例えば、特許文献１では、正極のバインダーとして、融点が１６５℃以下のポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を使用することによって、高い空孔率を有しながらも、安定な多孔構造の塗工物層を実現する技術が提案されている。
特開２００３－１５７８２９号公報
　近年では、二次電池は種々の電子機器や電気自動車等の電源として使用されているため、内部短絡時における安全性を向上することができ、かつ、充放電サイクル特性の低下を抑制することが望まれている。
　本発明の目的は、内部短絡時における安全性を向上することができ、かつ、充放電サイクル特性の低下を抑制することができる二次電池を提供することにある。
　上述の課題を解決するために、融点が１６６℃以下であるフッ素系バインダーを含む正極活物質層を有し、正極活物質層中におけるフッ素系バインダーの含有量が０．７質量％以上２．８質量％以下である正極と、正極に対向して設けられた負極と、正極および負極の間に設けられたセパレータと、正極とセパレータの間に設けられ、無機粒子および樹脂材料を含む粒子含有層とを備え、粒子含有層中における樹脂材料の含有量は、１０質量％以上５０質量％以下である二次電池である。
　本発明によれば、内部短絡時における安全性を向上することができ、かつ、充放電サイクル特性の低下を抑制することができる。
本発明の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池の構成の一例を示す分解斜視図である。 図１のII－II線に沿った断面図である。 フッ素系バインダーのＤＳＣ曲線の一例を示すグラフである。 図２の一部を拡大して表した断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る電子機器の構成の一例を示すブロック図である。
　本発明の実施形態について以下の順序で説明する。
１　第１の実施形態（ラミネート型電池の例）
２　第２の実施形態（電子機器の例）
＜１　第１の実施形態＞
［電池の構成］
　図１は、本発明の第１の実施形態に係る非水電解質二次電池（以下単に「電池」という。）の構成の一例を示す。電池は、いわゆるラミネート型電池であり、正極リード１１および負極リード１２が取り付けられた電極体２０をフィルム状の外装材１０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１１および負極リード１２は、それぞれ、外装材１０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。正極リード１１および負極リード１２は、例えば、Ａｌ、Ｃｕ、Ｎｉまたはステンレス鋼等の金属材料によりそれぞれ構成されており、それぞれ薄板状または網目状とされている。
　外装材１０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をこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装材１０は、例えば、ポリエチレンフィルム側と電極体２０とが対向するように配設されており、各外縁部が融着または接着剤により互いに密着されている。外装材１０と正極リード１１および負極リード１２との間には、外気の侵入を抑制するための密着フィルム１３が挿入されている。密着フィルム１３は、正極リード１１および負極リード１２に対して密着性を有する材料、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等のポリオレフィン樹脂により構成されている。
　なお、外装材１０は、上述したアルミラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレン等の高分子フィルムまたは金属フィルムにより構成されていてもよい。あるいは、アルミニウム製フィルムを心材として、その片面または両面に高分子フィルムを積層したラミネートフィルムにより構成されていてもよい。
　図２は、図１に示した電極体２０のII－II線に沿った断面図である。電極体２０は、巻回型のものであり、長尺状を有する正極２１と負極２２とを長尺状を有するセパレータ２３を介して積層し、扁平状かつ渦巻状に巻回した構成を有しており、最外周部は保護テープ２４により保護されている。外装材１０の内部には、電解質としての電解液が注入され、正極２１、負極２２およびセパレータ２３に含浸されている。
　以下、電池を構成する正極２１、負極２２、セパレータ２３および電解液について順次説明する。
（正極）
　正極２１は、例えば、正極集電体２１Ａと、正極集電体２１Ａの両面に設けられた正極活物質層２１Ｂとを備える。正極集電体２１Ａは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔またはステンレス箔等の金属箔により構成されている。正極集電体２１Ａが、板状または網目状を有していてもよい。正極集電体２１Ａの周縁の一部を延設することにより正極リード１１を構成するようにしてもよい。正極活物質層２１Ｂは、リチウムを吸蔵および放出することが可能な１種または２種以上の正極活物質およびバインダーを含む。正極活物質層２１Ｂは、必要に応じて導電助剤をさらに含んでいてもよい。
（正極活物質）
　正極活物質としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物またはリチウムを含む層間化合物等のリチウム含有化合物が適当であり、これらの２種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ａ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｂ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、Ｃｏ、Ｎｉ、ＭｎおよびＦｅからなる群のうちの少なくとも１種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式（Ｃ）、式（Ｄ）もしくは式（Ｅ）に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式（Ｆ）に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式（Ｇ）に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩等が挙げられ、具体的には、ＬｉＮｉ0.50Ｃｏ0.20Ｍｎ0.30Ｏ2、ＬｉＣｏＯ2、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＮｉａＣｏ1-aＯ2（０＜ａ＜１）、ＬｉＭｎ2Ｏ4またはＬｉＦｅＰＯ4等がある。
　ＬｉpＮｉ(1-q-r)ＭｎqＭ１rＯ(2-y)Ｘz　・・・（Ａ）
（但し、式（Ａ）中、Ｍ１は、Ｎｉ、Ｍｎを除く２族～１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Ｘは、酸素以外の１６族元素および１７族元素のうち少なくとも１種を示す。ｐ、ｑ、ｙ、ｚは、０≦ｐ≦１．５、０≦ｑ≦１．０、０≦ｒ≦１．０、－０．１０≦ｙ≦０．２０、０≦ｚ≦０．２の範囲内の値である。）
　ＬｉaＭ２bＰＯ4　・・・（Ｂ）
（但し、式（Ｂ）中、Ｍ２は、２族～１５族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。ａ、ｂは、０≦ａ≦２．０、０．５≦ｂ≦２．０の範囲内の値である。）
　ＬｉfＭｎ(1-g-h)ＮｉgＭ３hＯ(2-j)Ｆk　・・・（Ｃ）
（但し、式（Ｃ）中、Ｍ３は、Ｃｏ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｚｒ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｆ、ｇ、ｈ、ｊおよびｋは、０．８≦ｆ≦１．２、０＜ｇ＜０．５、０≦ｈ≦０．５、ｇ＋ｈ＜１、－０．１≦ｊ≦０．２、０≦ｋ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｆの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉmＮｉ(1-n)Ｍ４nＯ(2-p)Ｆq　・・・（Ｄ）
（但し、式（Ｄ）中、Ｍ４は、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｍ、ｎ、ｐおよびｑは、０．８≦ｍ≦１．２、０．００５≦ｎ≦０．５、－０．１≦ｐ≦０．２、０≦ｑ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｍの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉrＣｏ(1-s)Ｍ５sＯ(2-t)Ｆu　・・・（Ｅ）
（但し、式（Ｅ）中、Ｍ５は、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｒ、ｓ、ｔおよびｕは、０．８≦ｒ≦１．２、０≦ｓ＜０．５、－０．１≦ｔ≦０．２、０≦ｕ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｒの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉvＭｎ2-wＭ６wＯxＦy　・・・（Ｆ）
（但し、式（Ｆ）中、Ｍ６は、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｓｎ、Ｃａ、ＳｒおよびＷからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｖ、ｗ、ｘおよびｙは、０．９≦ｖ≦１．１、０≦ｗ≦０．６、３．７≦ｘ≦４．１、０≦ｙ≦０．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｖの値は完全放電状態における値を表している。）
　ＬｉzＭ７ＰＯ4　・・・（Ｇ）
（但し、式（Ｇ）中、Ｍ７は、Ｃｏ、Ｍｇ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｂ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｃａ、Ｓｒ、ＷおよびＺｒからなる群のうちの少なくとも１種を表す。ｚは、０．９≦ｚ≦１．１の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、ｚの値は完全放電状態における値を表している。）
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質としては、これらの他にも、ＭｎＯ2、Ｖ2Ｏ5、Ｖ6Ｏ13、ＮｉＳ、ＭｏＳ等のリチウムを含まない無機化合物を用いることもできる。
　リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極活物質は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極活物質は、任意の組み合わせで２種以上混合されてもよい。
（バインダー）
　バインダーは、フッ素系バインダーを含む。フッ素系バインダーの融点の上限値は、１６６℃以下、好ましくは１６０℃以下、より好ましくは１５５℃以下である。フッ素系バインダーの融点が１６６℃以下であると、正極２１の作製工程において正極活物質層２１Ｂを乾燥（熱処理）した際に、バインダーが流動しやすくなり、正極活物質粒子の表面を広く薄いバインダー膜で良好に被覆することができるので、正極活物質粒子の露出面を低減することができる。したがって、正極活物質粒子と電解液との反応を低減し、ガス発生を抑制することができる。また、サイクル特性の低下を抑制することができる。フッ素系バインダーの融点の下限値は特に限定されるものではないが、例えば１５２℃以上である。
　上記のフッ素系バインダーの融点は、次のようにして測定される。まず、電池から正極２１を取り出し、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）で洗浄、乾燥させたのち、正極集電体２１Ａを取り除き、適切な分散媒（例えばＮ－メチルピロリドン等）中で加熱、撹拌することで、バインダーを分散媒中に溶解させる。その後、遠心分離によって正極活物質を取り除き、上澄み液を濾過したのち、蒸発乾固または水中で再沈殿することで、バインダーを取り出すことができる。
　次に、示差走査熱量計（ＤＳＣ　例えば株式会社リガク製　Rigaku Thermo plus DSC8230）により数～数十ｍｇのサンプルを１～１０℃／ｍｉｎの昇温速度で加温していき、１００℃～２５０℃までの温度範囲に現れる吸熱ピーク（図３参照）のうち、最大吸熱量を示した温度をフッ素系バインダーの融点とする。本発明では、加熱、加温により高分子が流動性を示すようになる温度を融点と定義する。
　フッ素系バインダーは、電池中での化学的安定性と接着性の向上の観点から、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いることが好ましい。ポリフッ化ビニリデンとしては、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）の単独重合体（ホモポリマー）を用いることが好ましい。ポリフッ化ビニリデンとして、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）とその他の単量体との共重合体（コポリマー）を用いることも可能であるが、共重合体であるポリフッ化ビニリデンは、電解液に膨潤および溶解しやすく、結着力が弱いため、正極２１の特性が低下する虞がある。ポリフッ化ビニリデンとしては、その末端等の一部をマレイン酸等のカルボン酸で変性したものを用いてもよい。
　正極活物質層２１Ｂ中におけるフッ素系バインダーの含有量が、０．７質量％以上２．８質量％以下、好ましくは１．０質量％以上２．８質量％以下、より好ましくは１．４質量％以上２．８質量％以下である。
　フッ素系バインダーの含有量が０．７質量％未満であると、正極活物質層２１Ｂに存在するバインダー量が不十分になり、正極活物質層２１Ｂ－セパレータ２３間の接着性が低下する。したがって、正極活物質層２１Ｂ－セパレータ２３間における隙間の発生を抑制することができなくなる。よって、良好なリチウムイオンの移動パスを維持することができなくなり、サイクル特性の低下が低下する。また、フッ素系バインダーの含有量が０．７質量％未満であると、バインダーによる正極活物質粒子の表面被覆が不十分になるため、正極活物質粒子と電解液との反応を抑制することができなくなる。したがって、電池の安全性が低下する。さらに、フッ素系バインダーの含有量が０．７質量％未満であると、正極活物質粒子同士の結着、および正極活物質粒子と正極集電体２１Ａとの結着が不十分になり、正極２１を扁平状に巻回したときに、正極集電体２１Ａから正極活物質層２１Ｂが脱落する。
　一方、バインダーの含有量が２．８質量％を超えると、バインダーが正極活物質粒子の表面を過度に覆うと共に、バインダーが正極活物質層の表面を過度に覆う。これにより、正極活物質粒子に対するリチウムイオンの吸蔵および放出が阻害され、かつ、セパレータ－正極活物質層２１Ｂの界面におけるリチウムイオン移動が阻害される。したがって、電池内におけるリチウムイオンの移動抵抗が増加し、サイクル特性が低下する。また、バインダーの含有量が２．８質量％を超えると、正極活物質層２１Ｂの柔軟性が低下し、正極２１を扁平状に巻回したときに、正極２１に割れが発生する。
　上記のフッ素系バインダーの含有量は、次のようにして測定される。まず、電池から正極２１を取り出し、ＤＭＣで洗浄、乾燥させる。次に、数～数十ｍｇのサンプルを示差熱天秤装置(ＴＧ－ＤＴＡ　例えば株式会社リガク製Rigaku Thermo plus TG8120)を用い、１～５℃／ｍｉｎの昇温速度で、空気雰囲気下にて６００℃まで加熱し、その際の重量減少量から、正極活物質層２１Ｂ中におけるフッ素系バインダーの含有量を求める。なお、バインダーに起因する重量減少量であるか否かは、上述のバインダーの融点の測定方法で説明したようにしてバインダーを単離し、バインダーのみのＴＧ－ＤＴＡ測定を空気雰囲気下で行い、バインダーが何度で燃焼するかを調べることにより確認可能である。
（導電助剤）
　導電助剤としては、例えば、黒鉛、炭素繊維、カーボンブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、カーボンナノチューブおよびグラフェン等のうちの少なくとも１種の炭素材料を用いることができる。なお、導電助剤は導電性を有する材料であればよく、炭素材料に限定されるものではない。例えば、導電助剤として金属材料または導電性高分子材料等を用いるようにしてもよい。また、導電助剤の形状としては、例えば粒状、鱗片状、中空状、針状または筒状等が挙げられるが、特にこれらの形状に限定されるものではない。
（負極）
　負極２２は、例えば、負極集電体２２Ａと、負極集電体２２Ａの両面に設けられた負極活物質層２２Ｂとを備える。負極集電体２２Ａは、例えば、銅箔、ニッケル箔またはステンレス箔等の金属箔により構成されている。負極集電体２２Ａが、板状または網目状を有していてもよい。負極集電体２２Ａの周縁の一部を延設することにより負極リード１２を構成するようにしてもよい。負極活物質層２２Ｂは、リチウムを吸蔵および放出することが可能な１種または２種以上の負極活物質を含む。負極活物質層２２Ｂは、必要に応じてバインダーおよび導電助剤のうちの少なくとも１種をさらに含んでいてもよい。
　なお、この電池では、負極２２または負極活物質の電気化学当量が、正極２１の電気化学当量よりも大きくなっており、理論上、充電の途中において負極２２にリチウム金属が析出しないようになっていることが好ましい。
（負極活物質）
　負極活物質としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維または活性炭等の炭素材料が挙げられる。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等がある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいい、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れたサイクル特性が得られるので好ましい。さらにまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。
　また、高容量化が可能な他の負極活物質としては、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（例えば、合金、化合物または混合物）として含む材料も挙げられる。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。なお、本発明において、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める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶（共融混合物）、金属間化合物またはそれらのうちの２種以上が共存するものがある。
　このような負極活物質としては、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、Ｍｇ、Ｂ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、ＰｄまたはＰｔが挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。
　負極活物質としては、短周期型周期表における４Ｂ族の金属元素または半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、より好ましいのはＳｉおよびＳｎの少なくとも一方を構成元素として含むものである。ＳｉおよびＳｎは、リチウムを吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。このような負極活物質としては、例えば、Ｓｉの単体、合金または化合物や、Ｓｎの単体、合金または化合物や、それらの１種または２種以上を少なくとも一部に有する材料が挙げられる。
　Ｓｉの合金としては、例えば、Ｓｉ以外の第２の構成元素として、Ｓｎ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐ、ＧａおよびＣｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むものが挙げられる。Ｓｎの合金としては、例えば、Ｓｎ以外の第２の構成元素として、Ｓｉ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｚｎ、Ｉｎ、Ａｇ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｂｉ、Ｓｂ、Ｎｂ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｐ、ＧａおよびＣｒからなる群より選ばれる少なくとも１種を含むものが挙げられる。
　Ｓｎの化合物またはＳｉの化合物としては、例えば、ＯまたはＣを構成元素として含むものが挙げられる。これらの化合物は、上述した第２の構成元素を含んでいてもよい。
　中でも、Ｓｎ系の負極活物質としては、Ｃｏと、Ｓｎと、Ｃとを構成元素として含み、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。
　その他の負極活物質としては、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等も挙げられる。金属酸化物としては、例えば、チタン酸リチウム（Ｌｉ4Ｔｉ5Ｏ12）等のＬｉとＴｉとを含むリチウムチタン酸化物、酸化鉄、酸化ルテニウムまたは酸化モリブデン等が挙げられる。高分子化合物としては、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等が挙げられる。
（バインダー）
　バインダーとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）およびカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）等の樹脂材料、ならびにこれら樹脂材料を主体とする共重合体等からなる群より選ばれる少なくとも１種が用いられる。
（導電助剤）
　導電助剤としては、正極活物質層２１Ｂと同様のものを用いることができる。
（セパレータ）
　セパレータ２３は、正極２１と負極２２とを隔離し、両極の接触による短絡を抑制すると共に、リチウムイオンを透過させる絶縁性の多孔質膜である。セパレータ２３の空孔には電解液が保持されるため、セパレータ２３は、電解液に対する耐性が高く、反応性が低く、膨張しにくいという特性を有することが好ましい。
　セパレータ２３は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリオレフィン樹脂（ポリプロピレン（ＰＰ）またはポリエチレン（ＰＥ）等）、アクリル樹脂、スチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ナイロン樹脂、または、これらの樹脂をブレンドした樹脂からなる多孔質膜によって構成されており、これらの２種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。
　中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特にポリエチレンは、１００℃以上１６０℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ２３を構成する材料として好ましい。その中でも、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、線状ポリエチレンは溶融温度が適当であり、入手が容易なので好適に用いられる。他にも、化学的安定性を備えた樹脂を、ポリエチレンまたはポリプロピレンと共重合またはブレンド化した材料を用いることができる。あるいは、多孔質膜は、ポリプロピレン層と、ポリエチレン層と、ポリプロピレン層を順次に積層した３層以上の構造を有していてもよい。セパレータ２３の作製方法としては、湿式、乾式を問わない。
　セパレータ２３としては、不織布を用いてもよい。不織布を構成する繊維としては、アラミド繊維、ガラス繊維、ポリオレフィン繊維、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維、またはナイロン繊維等を用いることができる。また、これら２種以上の繊維を混合して不織布としてもよい。
　樹脂層２３Ａが設けられている状態のセパレータ２３の、１５０℃における熱収縮率が、好ましくは４０％以下である。セパレータ２３の熱収縮率が４０％以下であると、短絡時の熱収縮を抑制することができる。
　図４は、図２の一部を拡大した断面図である。セパレータ２３の両面には粒子含有層２３Ａが設けられている。なお、本実施形態では、セパレータ２３の両面に粒子含有層２３Ａが設けられた構成について説明するが、正極２１に対向する側となる片面のみに粒子含有層２３Ａが設けられていてもよい。但し、安全性等の向上の観点からすると、両面に粒子含有層２３Ａが設けられていることが好ましい。また、本実施形態では、粒子含有層２３Ａがセパレータ２３の表面に設けられた構成について説明するが、粒子含有層２３Ａは正極活物質層２１Ｂおよび負極活物質層２２Ｂの表面に設けられていてもよい。
　粒子含有層２３Ａは、絶縁性を有する無機粒子と、無機粒子をセパレータ２３の表面に結着すると共に、無機粒子同士を結着する樹脂材料とを含む。セパレータ５３が上記の粒子含有層２３Ａを備えることで、融点が１６６℃以下であるフッ素系バインダーを含む正極活物質層２１Ｂと、セパレータ２３との密着性を高めることができるので、充放電サイクルにより電極体２０が膨張収縮を繰り返しても、正極２１－セパレータ２３間に隙間が発生することを抑制することができる。したがって、サイクル特性の低下を抑制し、かつ、電池４０の膨れを抑制することができる。
　粒子含有層２３Ａ中における樹脂材料の含有量は、１０質量％以上５０質量％以下である。樹脂材料の含有量が１０質量％未満であると、粒子含有層２３に存在するバインダー量が不十分になり、正極活物質層２１Ｂ－粒子含有層２３間の接着性が低下する。したがって、充放電サイクルにより電極体２０が膨張収縮を繰り返した際に、正極２１－セパレータ２３間に隙間が発生することを抑制することができなくなる。よって、良好なリチウムイオンの移動パスを維持することができなくなり、サイクル特性が低下する。一方、樹脂材料の含有量が５０質量％を超えると、粒子含有層２３Ａ中に含まれる樹脂材料が多すぎ、膨潤した粒子含有層２３Ｂの樹脂材料と、同様に膨潤した正極活物質層２１Ｂのバインダーがセパレータ２３－正極活物質層２１Ｂの界面にて混ざり合うことで、正極活物質層２１Ｂの表面が樹脂材料およびバインダーにより過度に覆われる。これにより、セパレータ２３－正極活物質層２１Ｂの界面におけるリチウムイオン移動が阻害され、サイクル特性が低下する。
　粒子含有層２３Ａ中における樹脂材料の含有量は、次のようにして測定される。セパレータ２３の断面ＳＥＭの画像から、画像解析で面積を算出する。バインダーと粒子の比重から重量を算出する。もしくは、粒子含有層２３Ａを剥ぎ取った重量と４００℃まで加熱した重量差から含有量を算出する。
　粒子含有層２３Ａに含まれる樹脂材料は、例えば、フィブリル化し、フィブリルが相互連続的に繋がった三次元的なネットワーク構造を有していてもよい。無機粒子は、この三次元的なネットワーク構造を有する樹脂材料に担持されることにより、互いに連結することなく分散状態を保つことができる。また、樹脂材料はフィブリル化せずにセパレータ２３の表面や無機粒子同士を結着してもよい。この場合、より高い結着性を得ることができる。上述のようにセパレータ２３の片面または両面に粒子含有層２３Ａを設けることで、耐酸化性、耐熱性および機械強度をセパレータ２３に付与することができる。
　無機粒子は、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物および金属硫化物等のうちの少なくとも１種を含む。金属酸化物は、酸化アルミニウム（アルミナ、Ａｌ2Ｏ3）、ベーマイト（水和アルミニウム酸化物）、酸化マグネシウム（マグネシア、ＭｇＯ）、酸化チタン（チタニア、ＴｉＯ2）、酸化ジルコニウム（ジルコニア、ＺｒＯ2）、酸化ケイ素（シリカ、ＳｉＯ2）および酸化イットリウム（イットリア、Ｙ2Ｏ3）等のうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。金属窒化物は、窒化ケイ素（Ｓｉ3Ｎ4）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）および窒化チタン（ＴｉＮ）等のうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。金属炭化物は、炭化ケイ素（ＳｉＣ）および炭化ホウ素（Ｂ4Ｃ）等のうちの少なくとも１種を含むことが好ましい。金属硫化物は、硫酸バリウム（ＢａＳＯ4）等を含むことが好ましい。また、ゼオライト（Ｍ2/nＯ・Ａｌ2Ｏ3・ｘＳｉＯ2・ｙＨ2Ｏ、Ｍは金属元素、ｘ≧２、ｙ≧０）等の多孔質アルミノケイ酸塩、層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ3）およびチタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ3）等の鉱物のうちの少なくとも１種を含んでいてもよい。中でも、アルミナ、チタニア（特にルチル型構造を有するもの）、シリカおよびマグネシア等のうちの少なくとも１種を含むことが好ましく、アルミナを含むことがより好ましい。無機粒子は耐酸化性および耐熱性を備えており、無機粒子を含有する正極対向側面の粒子含有層２３Ａは、充電時の正極近傍における酸化環境に対しても強い耐性を有する。無機粒子の形状は特に限定されるものではなく、球状、板状、繊維状、キュービック状およびランダム形状等のいずれも用いることができる。
　粒子含有層２３Ａを構成する樹脂材料としては、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含フッ素樹脂、フッ化ビニリデン－テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン－テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素ゴム、スチレン－ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル－ブタジエン共重合体またはその水素化物、アクリロニトリル－ブタジエン－スチレン共重合体またはその水素化物、メタクリル酸エステル－アクリル酸エステル共重合体、スチレン－アクリル酸エステル共重合体、アクリロニトリル－アクリル酸エステル共重合体、エチレンプロピレンラバー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル等のゴム類、エチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のセルロース誘導体、ポリフェニレンエーテル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルイミド、ポリイミド、全芳香族ポリアミド（アラミド）等のポリアミド、ポリアミドイミド、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アクリル酸樹脂またはポリエステル等の融点およびガラス転移温度の少なくとも一方が１８０℃以上の高い耐熱性を有する樹脂等が挙げられる。これら樹脂材料は、単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。中でも、耐酸化性および柔軟性の観点からは、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素系樹脂が好ましく、耐熱性の観点からは、アラミドまたはポリアミドイミドを含むことが好ましい。
　無機粒子の粒径は、１ｎｍ～１０μｍの範囲内であることが好ましい。１ｎｍより小さいと、入手が困難であり、また入手できたとしてもコスト的に見合わない。一方、１０μｍより大きいと電極間距離が大きくなり、限られたスペースで活物質充填量が十分得られず電池容量が低くなる。なお、上述した無機粒子は、基材としてのセパレータ２３に含有されていてもよい。
　粒子含有層２３Ａの平均厚みが、好ましくは１μｍ以上５μｍ以下である。粒子含有層２３Ａの平均厚みが１μｍ以上であると、高温加圧プレスした際に正極２１とセパレータ２３の融着、および負極２２とセパレータ２３の融着を確保し、サイクル後の膨張を抑制することができる。一方、粒子含有層２３Ａの平均厚みが５μｍ以下であると、サイクル特性を向上することができる。
　粒子含有層２３Ａが設けられた状態のセパレータ２３の平均透気度が、好ましくは１０ｓ／１００ｍｌ以上１００ｓ／１００ｍｌ以下である。粒子含有層２３Ａが設けられた状態のセパレータ２３の平均透気度が１０ｓ／１００ｍｌ以上であると、短絡時の熱収縮を抑制することができる。一方、粒子含有層２３Ａが設けられた状態のセパレータ２３の平均透気度が１００ｓ／１００ｍｌ以下であると、サイクル特性を向上することができる。
　正極２１とセパレータ２３の剥離強度が、好ましくは５ｍＮ／ｍｍ以上３５ｍＮ／ｍｍ以下である。剥離強度が５ｍＮ／ｍｍ以上であると、正極活物質層２１Ｂ－セパレータ２３間における隙間の発生を抑制することができる。したがって、良好なリチウムイオンの移動パスを維持することができ、サイクル特性の低下を抑制することができる。一方、剥離強度が３５ｍＮ／ｍｍ以下であると、正極２１－セパレータ２３間の接着性が必用以上に高くなりすぎ、セパレータ－正極活物質層２１Ｂの界面におけるリチウムイオン移動が阻害されることを抑制することができる。したがって、電池内におけるリチウムイオンの移動抵抗の増加を抑制し、サイクル特性の低下を抑制することができる。正極２１とセパレータ２３の剥離強度は、iso29862:2007(JIS Z 0237)に準拠して測定される。
（電解液）
　電解液は、いわゆる非水電解液であり、有機溶媒（非水溶媒）と、この有機溶媒に溶解された電解質塩とを含んでいる。電解液が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。なお、電解液に代えて、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む電解質層を用いるようにしてもよい。この場合、電解質層は、ゲル状となっていてもよい。
　有機溶媒としては、炭酸エチレンまたは炭酸プロピレン等の環状の炭酸エステルを用いることができ、炭酸エチレンおよび炭酸プロピレンのうちの一方、特に両方を混合して用いることが好ましい。サイクル特性をさらに向上させることができるからである。
　有機溶媒としては、また、これらの環状の炭酸エステルに加えて、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルまたは炭酸メチルプロピル等の鎖状の炭酸エステルを混合して用いることが好ましい。高いイオン伝導性を得ることができるからである。
　有機溶媒としては、さらにまた、２，４－ジフルオロアニソールまたは炭酸ビニレンを含むこと好ましい。２，４－ジフルオロアニソールは放電容量をさらに向上させることができ、また、炭酸ビニレンはサイクル特性をさらに向上させることができるからである。よって、これらを混合して用いれば、放電容量およびサイクル特性をさらに向上させることができるので好ましい。
　これらの他にも、有機溶媒としては、炭酸ブチレン、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、１，２－ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、２－メチルテトラヒドロフラン、１，３－ジオキソラン、４－メチル－１，３－ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、３－メトキシプロピロニトリル、Ｎ，Ｎ－ジメチルフォルムアミド、Ｎ－メチルピロリジノン、Ｎ－メチルオキサゾリジノン、Ｎ，Ｎ－ジメチルイミダゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシドまたはリン酸トリメチル等が挙げられる。
　なお、これらの有機溶媒の少なくとも一部の水素をフッ素で置換した化合物は、組み合わせる電極の種類によっては、電極反応の可逆性を向上させることができる場合があるので、好ましい場合もある。
　電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、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い。リチウム塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＢＦ4、ＬｉＡｓＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢ（Ｃ6Ｈ5）4、ＬｉＣＨ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2、ＬｉＣ（ＳＯ2ＣＦ3）3、ＬｉＡｌＣｌ4、ＬｉＳｉＦ6、ＬｉＣｌ、ジフルオロ［オキソラト－Ｏ，Ｏ'］ホウ酸リチウム、リチウムビスオキサレートボレート、またはＬｉＢｒ等が挙げられる。中でも、ＬｉＰＦ6は高いイオン伝導性を得ることができると共に、サイクル特性をさらに向上させることができるので好ましい。
［電池の動作］
　上述の構成を有する電池では、充電を行うと、例えば、正極活物質層２１Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して負極活物質層２２Ｂに吸蔵される。また、放電を行うと、例えば、負極活物質層２２Ｂからリチウムイオンが放出され、電解液を介して正極活物質層２１Ｂに吸蔵される。
［電池の製造方法］
　次に、本発明の第１の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
（正極の作製工程）
　正極２１を次にようにして作製する。まず、例えば、正極活物質と、バインダーと、導電助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－２－ピロリドン（ＮＭＰ）等の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、この正極合剤スラリーを正極集電体２１Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより正極活物質層２１Ｂを形成し、正極２１を得る。
（負極の作製工程）
　負極２２を次のようにして作製する。まず、例えば、負極活物質と、バインダー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－２－ピロリドン等の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、この負極合剤スラリーを負極集電体２２Ａに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機等により圧縮成型することにより負極活物質層２２Ｂを形成し、負極２２を得る。
（粒子含有層の作製工程）
　粒子含有層２３Ａを次のようにして作製する。まず、樹脂材料および無機粒子を溶剤に添加し混合することにより、粒子含有層形成用塗料を調製する。次に、この塗料をセパレータ２３の両面それぞれに均一に塗布し、乾燥させることにより、粒子含有層２３Ａを形成する。なお、上記塗料をセパレータ２３の両面に塗布したのち、樹脂材料の貧溶媒かつ溶剤の親溶媒浴中を通過させて相分離させ、その後、乾燥させることにより、粒子含有層２３Ａを形成するようにしてもよい。
（電極体の作製工程）
　巻回型の電極体２０を次のようにして作製する。まず、正極集電体２１Ａの一方の端部に正極リード１１を溶接により取り付けると共に、負極集電体２２Ａの一方の端部に負極リード１２を溶接により取り付ける。次に、正極２１と負極２２とを、粒子含有層２３Ａが両面に形成されたセパレータ２３を介して扁平状の巻芯の周囲に巻き付けて、長手方向に多数回巻回したのち、最外周部に保護テープ２４を接着して電極体２０を得る。
（封止工程）
　外装材１０により電極体２０を次のようにして封止する。まず、電極体２０を外装材１０に挟み、一辺を除く外周縁部を熱融着して袋状とし、外装材１０の内部に収納する。その際、正極リード１１および負極リード１２と外装材１０との間に密着フィルム１３を挿入する。なお、正極リード１１、負極リード１２にそれぞれ密着フィルム１３を予め取り付けておいてもよい。次に、未融着の一辺から電解液を外装材１０の内部に注入したのち、未融着の一辺を真空雰囲気下で熱融着して密封する。以上により、図１、図２に示した電池が得られる。
［効果］
　第１の実施形態に係る電池では、融点が１６６℃以下であるフッ素系バインダーを含む正極活物質層２１Ｂを有する正極２１と、無機粒子および樹脂材料を含む粒子含有層２３Ａが両面に設けられたセパレータ２３とが組み合わされている。また、正極活物質層２１Ｂ中におけるフッ素系バインダーの含有量が０．７質量％以上２．８質量％以下であり、粒子含有層２３Ａ中における樹脂材料の含有量が１０質量％以上５０質量％以下である。これにより、内部短絡時における安全性を向上することができ、かつ、充放電サイクル特性の低下を抑制することができる。また、高温保存時の電池膨れを抑制することができる。
＜２　第２の実施形態＞
　第２の実施形態では、上述の第１の実施形態に係る電池を備える電子機器について説明する。
　図５は、本発明の第２の実施形態に係る電子機器４００の構成の一例を示す。電子機器４００は、電子機器本体の電子回路４０１と、電池パック３００とを備える。電池パック３００は、正極端子３３１ａおよび負極端子３３１ｂを介して電子回路４０１に対して電気的に接続されている。電子機器４００は、電池パック３００を着脱自在な構成を有していてもよい。
　電子機器４００としては、例えば、ノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型コンピュータ、携帯電話（例えばスマートフォン等）、携帯情報端末（Personal Digital Assistants：ＰＤＡ）、表示装置（ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）、ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイ、電子ペーパ等）、撮像装置（例えばデジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等）、オーディオ機器（例えばポータブルオーディオプレイヤー）、ゲーム機器、コードレスフォン子機、電子書籍、電子辞書、ラジオ、ヘッドホン、ナビゲーションシステム、メモリーカード、ペースメーカー、補聴器、電動工具、電気シェーバー、冷蔵庫、エアコン、テレビ、ステレオ、温水器、電子レンジ、食器洗い器、洗濯機、乾燥器、照明機器、玩具、医療機器、ロボット、ロードコンディショナー、信号機等が挙げられるが、これに限定されるものでなない。
（電子回路）
　電子回路４０１は、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部等を備え、電子機器４００の全体を制御する。
（電池パック）
　電池パック３００は、組電池３０１と、充放電回路３０２とを備える。電池パック３００が、必用に応じて組電池３０１および充放電回路３０２を収容する外装材（図示せず）をさらに備えるようにしてもよい。
　組電池３０１は、複数の二次電池３０１ａを直列および／または並列に接続して構成されている。複数の二次電池３０１ａは、例えばｎ並列ｍ直列（ｎ、ｍは正の整数）に接続される。なお、図５では、６つの二次電池３０１ａが２並列３直列（２Ｐ３Ｓ）に接続された例が示されている。二次電池３０１ａとしては、上述の第１の実施形態に係る電池が用いられる。
　ここでは、電池パック３００が、複数の二次電池３０１ａにより構成される組電池３０１を備える場合について説明するが、電池パック３００が、組電池３０１に代えて１つの二次電池３０１ａを備える構成を採用してもよい。
　充放電回路３０２は、組電池３０１の充放電を制御する制御部である。具体的には、充電時には、充放電回路３０２は、組電池３０１に対する充電を制御する。一方、放電時（すなわち電子機器４００の使用時）には、充放電回路３０２は、電子機器４００に対する放電を制御する。
　外装材としては、例えば、金属、高分子樹脂またはこれらの複合材料等より構成されるケースを用いることができる。複合材料としては、例えば、金属層と高分子樹脂層とが積層された積層体が挙げられる。
　以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。
　以下の実施例および比較例におけるフッ素系バインダー（ＰＶｄＦ）の融点は、上述の第１の実施形態にて説明した測定方法により求められたものである。
［実施例１－１～１－３、比較例１－１、１－２］
（正極の作製工程）
　正極を次のようにして作製した。正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2）９８．３質量％と、バインダーとして融点が１５５℃のＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー）１．４質量％と、導電剤としてカーボンブラック０．３質量％とを混合することにより正極合剤としたのち、この正極合剤を有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン：ＮＭＰ）に分散させて、ペースト状の正極合剤スラリーを得た。続いて、コーティング装置を用いて正極集電体（アルミニウム箔）に正極合剤スラリーを塗布してから乾燥させて、正極活物質層を形成した。最後に、プレス機を用いて正極活物質層を合材密度が４．０ｇ／ｃｍ3になるまで圧縮成型した。
（負極の作製工程）
　負極を次のようにして作製した。まず、負極活物質として人造黒鉛粉末９６質量％と、
第１のバインダーとしてスチレンブタジエンラバー（ＳＢＲ）１質量％と、第２のバインダーとしてＰＶｄＦ２質量％と、増粘剤としてカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）１質量％とを混合することにより負極合剤としたのち、この負極合剤を有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン：ＮＭＰ）に分散させて、ペースト状の負極合剤スラリーを得た。続いて、コーティング装置を用いて負極集電体（銅箔）に負極合剤スラリーを塗布してから乾燥させた。最後に、プレス機を用いて負極活物質層を圧縮成型した。
（電解液の調製工程）
　電解液を次のようにして調製した。まず、ＥＣ、ＰＣ、ギ酸エチルを１１：９：８０の体積比となるようにして混合して混合溶媒を調製した。続いて、この混合溶媒に、電解質塩として六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）を１ｍｏｌ／ｌとなるように溶解させて電解液を調製した。
（コート層の作製工程）
　コート層（粒子含有層）を次にように作製した。まず、ＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー）を有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン：ＮＭＰ）に８％溶液になるように分散させた。続いて、ＰＶｄＦおよびアルミナ粒子の総量にするＰＶｄＦの配合量が５～５５質量％となるように、８％ＮＭＰ溶液にアルミナ粒子を混合し、分散させて、混合溶液を得た。次に、コーティング装置を用いて、セパレータとしての微多孔性のポリエチレンフィルムの両面に上記混合溶液を塗布してから乾燥させて、コート層を形成した。なお、コート層の厚みは３．０μｍになるように作製した。
（ラミネート型電池の作製工程）
　ラミネート型電池を次のようにして作製した。まず、正極集電体にアルミニウム製の正極リードを溶接すると共に、負極集電体に銅製の負極リードを溶接した。続いて、正極および負極を、両面にコート層が形成されたポリエチレンフィルムを介して密着させたのち、長手方向に巻回して、最外周部に保護テープを貼り付けることにより、扁平形状を有する巻回型の電極体を作製した。次に、この電極体を外装材の間に装填し、外装材の３辺を熱融着し、一辺は熱融着せずに開口を有するようにした。外装材としては、最外層から順に２５μｍ厚のナイロンフィルムと、４０μｍ厚のアルミニウム箔と、３０μｍ厚のポリプロピレンフィルムとが積層された防湿性のアルミラミネートフィルムを用いた。
　その後、電解液を外装材の開口から注入し、外装材の残りの１辺を減圧下において熱融着し、電極体を密封した。更に、６０℃下の１０ｋｇｆ圧力で扁平形状の両面から圧縮成型した。これにより、目的とするラミネート型電池が得られた。
［比較例１－３］
　コート層の作製工程において、ＰＶｄＦを有機溶剤に分散させたのち、アルミナ粒子を混合せずに、ポリエチレンフィルムの両面に塗布したこと以外は実施例１－１と同様にして電池を得た。
［実施例２－１～２－３、比較例２－１～２－３］
　正極の作製工程において、バインダーとして融点が１６６℃のＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー））を用いたこと以外は実施例１－１～１－３、比較例１－１～１－３と同様にして電池を得た。
［比較例３－１～３－６］
　正極の作製工程において、バインダーとして融点が１７２℃のＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー））を用いたこと以外は実施例１－１～１－３、比較例１－１～１－３と同様にして電池を得た。
［比較例４－１～４－６］
　正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2）９９．３質量％と、バインダーとして融点が１６６℃のＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー）０．４質量％と、導電剤としてカーボンブラック０．３質量％とを混合したこと以外は実施例１－１～１－３、比較例１－１～１－３と同様にして電池を得た。
［実施例５－１～５－３、比較例５－１～５－３］
　正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2）９９．０質量％と、バインダーとして融点が１６６℃のＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー）０．７質量％と、導電剤としてカーボンブラック０．３質量％とを混合したこと以外は実施例１－１～１－３、比較例１－１～１－３と同様にして電池を得た。
［実施例６－１～６－３、比較例６－１～６－３］
　正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2）９６．９質量％と、バインダーとして融点が１６６℃のＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー）２．８質量％と、導電剤としてカーボンブラック０．３質量％とを混合したこと以外は実施例１－１～１－３、比較例１－１～１－３と同様にして電池を得た。
［比較例７－１～７－６］
　正極活物質としてリチウムコバルト複合酸化物（ＬｉＣｏＯ2）９６．７質量％と、バインダーとして融点が１６６℃のＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー）３．０質量％と、導電剤としてカーボンブラック０．３質量％とを混合したこと以外は実施例１－１～１－３、比較例１－１～１－３と同様にして電池を得た。
［実施例８－１～８－５］
　ラミネート型電池の作製工程において、電解液が注入されたラミネート型電池を扁平形状の両面から圧縮成型する際の圧縮圧力を２～３０ｋｇｆの範囲で調整することにより、正極とセパレータの剥離強度を変化させたこと以外は実施例１－１と同様にして電池を得た。
［実施例９－１～９－４］
　コート層の作製工程において、混合溶液の塗布厚を調整することにより、コート層の厚みを変化させたこと以外は実施例１－１と同様にして電池を得た。
［実施例１０－１～１０－４］
　透気度が異なる微多孔性のポリエチレンフィルムにコート層を作製したこと以外は実施例１－１と同様にして電池を得た。
［実施例１１－１～１１－４］
　コート層の作製工程において、ＰＶｄＦ（ＶｄＦのホモポリマー）を有機溶剤（Ｎ－メチル－２－ピロリドン：ＮＭＰ）に３～１５％溶液になるように分散させることにより、コート層が形成されたセパレータの熱収縮率を変化させたこと以外は実施例１－１と同様にして電池を得た。
［評価］
　上述のようにして得られた電池およびそれらの電池に用いられた正極に対して、以下の評価を行った。
（釘刺し試験）
　電池を電圧違い（４．２０～４．４５Ｖ）で充電した後、それぞれの電池の中央部にφ２．５ｍｍの釘を２３℃環境下で１００ｍｍ／ｓｅｃの突き刺し速度で刺し、貫通させ、熱暴走の有無を確認した。熱暴走しない最も高い電圧を表１、表２に示した。
（正極活物質層の脱落）
　正極をスリットした段階で、正極集電体上の一部の正極活物質層が正極集電体から剥がれるかどうかを確認した。
（正極割れ）
　完成した電池を解体し、最内周部の正極集電体に孔が生じていないかどうかを確認した。
（サイクル特性）
　まず、４５℃環境下で電池の温度が安定するまで静置したのち、１Ｃの電流で４．４Ｖまで充電し、その後、１Ｃの電流で３．０Ｖまで放電することにより、１サイクル目の１Ｃ放電容量を求めた。続いて、１サイクル目と同様の充放電条件で充放電サイクルを繰り返すことにより、６００サイクル目の１Ｃ放電容量を求めた。次に、以下の式によりサイクル特性を求めた。なお、１Ｃの電流とは、電池を１時間で充電または放電しきる電流値である。
　サイクル特性（％）＝［（６００サイクル目の１Ｃ放電容量）÷（１サイクル目の１Ｃ放電容量）］×１００
（高温保存膨れ率）
　電池を満充電状態にした後、６０℃環境下で１ヶ月保存し、保存前からの膨れ変化率を測定した。
　上述の電池に用いられた、コート層が両面に設けられた状態のセパレータ（以下、「コート層付セパレータ」と適宜称する。）に対して、以下の評価を行った。
（コート層付セパレータの剥離強度）
　セパレータの剥離強度は、iso29862:2007(JIS Z 0237)に基づいて測定した。なお、剥離用のテープとしては、デクセリアルズ製汎用両面粘着テープG9000を用いた。
（コート層の平均厚み）
　接触厚み計によりコート層（粒子含有層）の厚みを２０箇所で測定したのち、それらの測定値を単純に平均（算術平均）してコート層の平均厚みを求めた。接触厚み計による測定には超硬球面測定子φ９．５ｍｍを用い、加重０．０１Ｎの条件で測定した。また、２０箇所の測定箇所は、コート層付セパレータから無作為に選ばれた。
（コート層付セパレータの平均透気度）
　外径２８．６ｍｍの円孔を有するガーレー透気度計を用いて、コート層付セパレータの幅方向に１０箇所の位置でガーレー透気度を測定したのち、それらの測定値を単純に平均（算術平均）してコート層付セパレータの平均透気度を求めた。ガーレー透気度はＪＩＳ　Ｐ８１１７に準拠して測定した。
（コート層付セパレータの熱収縮率）
　まず、コート層付セパレータを５ｃｍ×５ｃｍのサイズに切り出すことにより試験片を作製した。次に、クリップで固定した２枚のステンレス鋼板で試験片を挟み込み、これらを１５０℃の恒温槽内に３０分放置したのち、取り出し、試験片の長さを測定した。次に、試験前の長さを基準とした長さの減少割合を百分率で求め、これをコート層付セパレータの熱収縮率とした。
　表１は、実施例１－１～２－３、比較例１－１～３－６の電池の構成および評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　表２は、実施例５－１～６－３、比較例４－１～７－６の電池の構成および評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
　表３は、実施例８－１～８－５、９－１～９－４、１０－１～１０－４、１１－１～１１－４の電池の構成および評価結果を示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
　表１から以下のことがわかる。
　実施例１－１～１－３、２－１～２－３：融点が１６６℃以下であるＰＶｄＦを含む正極活物質層と、ＰＶｄＦ（樹脂材料）の含有量が１０～５０質量％であるコート層が設けられたセパレータとを組み合わせた電池では、内部短絡（釘刺し試験）時における安全性を向上することができると共に、サイクル特性の低下を抑制し、かつ、高温保存時の電池膨れ（ガス発生）を抑制することができる。
　このサイクル特性の低下の抑制および電池膨れの抑制は以下の理由によるものと考えられる。すなわち、正極活物質層が、融点１６６℃以下のＰＶｄＦを含むため、正極活物質粒子の表面がＰＶｄＦにより薄く広く覆われる。また、コート層が１０～５０質量％のＰＶｄＦを含むため、コート層の膨潤が抑制され、正極活物質層－コート層間の接着性が適度の強さに調整される。これにより、サイクル特性の低下を抑制し、かつ、高温保存時の電池膨れ（ガス発生）を抑制することができる。
　比較例１－１、２－１：融点が１６６℃以下であるＰＶｄＦを含む正極活物質層と、ＰＶｄＦの含有量が１０質量％未満であるコート層が設けられたセパレータとを組み合わせた電池では、内部短絡（釘刺し試験）時における安全性を向上することはできるが、サイクル特性が低下し、かつ、高温保存時の電池膨れが大きくなる。
　このサイクル特性の低下は以下の理由によるものと考えられる。すなわち、コート層中におけるＰＶｄＦの含有量が１０質量％未満であると、セパレータ－正極間およびセパレータ－負極間の接着性が極端に弱く、充放電サイクルにより電極体が膨張収縮を繰り返した際に、正極－負極間に隙間が発生しやすくなる。このため、正極－負極間においてリチウムイオンの移動パスが切れやすくなる。したがって、サイクル特性が低下する。
　また、高温保存膨れ率の増大は以下の理由によるものと考えられる。すなわち、コート層中におけるＰＶｄＦの含有量が１０質量％未満であると、膨潤したコート層のＰＶｄＦが正極活物質層を覆う面積が極端に少なくなる。したがって、正極活物質層と電解液との反応が高くなるため、高温保存時の電池膨れが大きくなる。
　比較例１－２、１－３、２－２、２－３：融点が１６６℃以下であるＰＶｄＦを含む正極活物質層と、ＰＶｄＦの含有量が５０質量％を超えるコート層が設けられたセパレータとを組み合わせた電池では、サイクル特性が低下する。
　このサイクル特性の低下は以下の理由によるものと考えられる。すなわち、コート層に含まれるＰＶｄＦが多すぎるため、膨潤したコート層のＰＶｄＦと、同様に膨潤した正極活物質層の低融点のＰＶｄＦがセパレータ－正極活物質層の界面にて混ざり合うことで、正極活物質層の表面がＰＶｄＦにより過度に覆われる。これにより、セパレータ－正極活物質層の界面におけるリチウムイオン移動が阻害され、サイクル特性が低下する。
　比較例３－１～３－６：正極活物質層に含まれるＰＶｄＦの融点が１６６℃を超えると、コート層中におけるＰＶｄＦの含有量が１００％である場合を除いて、サイクル特性が低下し、かつ、かつ、高温保存時の電池膨れが大きくなる。
　このサイクル特性の低下および高温保存時の電池膨れの増大は以下の理由によるものと考えられる。すなわち、正極活物質層に含まれるＰＶｄＦの融点が１６６℃を超えると、ＰＶｄＦによる正極活物質粒子の表面被覆が不十分になるため、セパレータ－正極間の接着性が弱くなり、充放電サイクルにより電極体が膨張収縮を繰り返した際に、正極－負極間に隙間が発生しやすくなる。このため、正極－負極間においてリチウムイオンの移動パスが切れやすくなる。また、正極活物質粒子の表面被覆が不十分になるため、正極活物質粒子と電解液との反応を抑制することができなくなる。
　なお、コート層中におけるＰＶｄＦの含有量が１００％である場合には、高温保存時の電池膨れを抑制することができるのは、以下の理由によるものと考えられる。すなわち、膨潤したコート層のＰＶｄＦが、同様に膨潤した正極活物質層の低融点のＰＶｄＦと混ざり合う量が多いため、正極活物質粒子と電解液との反応を抑制することができる。したがって、高温保存時のガス発生の増大を抑制することができる。
　また、コート層中におけるＰＶｄＦの含有量が１０％を超えると、刺し試験の電圧が４．２５Ｖ以下となり、内部短絡（釘刺し試験）時における安全性が低下する。
　この内部短絡時における安全性の低下は、正極活物質粒子の表面被覆が不十分になるため、正極活物質粒子と電解液との反応が抑制できなくなること、および無機粒子の含有量が９０％未満になり耐熱性が低下するためと考えられる。
　表２から以下のことがわかる。
　融点が１６６℃以下であるＰＶｄＦを含む正極活物質層と、ＰＶｄＦの含有量が１０～５０質量％であるコート層が設けられたセパレータとを組み合わせた電池では、正極活物質層中におけるＰＶｄＦの含有量が０．７質量％以上２．８質量％以下の範囲を外れると、サイクル特性が低下する。
　正極活物質層中におけるＰＶｄＦの含有量が０．７質量％未満であると、正極活物質層の脱落が発生する。
　この正極活物質層の脱落の発生は、正極活物質層に含まれるＰＶｄＦの含有量が少なすぎ、正極集電体－正極活物質層間の接着性（すなわち剥離強度）が低下するためと考えられる。
　正極活物質層中におけるＰＶｄＦの含有量が２．８質量％を超えると、正極に割れが発生する。
　この正極の割れの発生は、正極活物質層に含まれるＰＶｄＦの含有量が過度に多くなり、正極活物質層の柔軟性が低下したためと考えられる。
　表３から以下のことがわかる。
　正極とセパレータの剥離強度が５ｍＮ／ｍｍ以上３５ｍＮ／ｍｍ以下であると、内部短絡（釘刺し試験）時における安全性を向上することができると共に、サイクル特性の低下を抑制し、かつ、高温保存時の電池膨れ（ガス発生）を抑制する効果（以下「安全性向上等の効果」という。）をより向上することができる。
　粒子含有層の平均厚みが、１μｍ以上５μｍ以下であると、安全性向上等の効果をより向上することができる。
　粒子含有層が設けられた状態のセパレータの平均透気度が、１０ｓ／１００ｍｌ以上１００ｓ／１００ｍｌ以下であると、安全性向上等の効果をより向上することができる。
　粒子含有層が設けられた状態の前記セパレータの、１５０℃における熱収縮率が、３０％以下であると、内部短絡（釘刺し試験）時における安全性をより向上することができる。
　以上、本発明の実施形態について具体的に説明したが、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
　例えば、上述の実施形態において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値等はあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値等を用いてもよい。
　また、上述の実施形態の構成、方法、工程、形状、材料および数値等は、本発明の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。
　１０　　外装材
　１１　　正極リード
　１２　　負極リード
　１３　　密着フィルム
　２０　　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
　２３Ａ　　粒子含有層
　３００　　電池パック
　４００　　電子機器

Claims (5)

  1. 　融点が１６６℃以下であるフッ素系バインダーを含む正極活物質層を有し、前記正極活物質層中における前記フッ素系バインダーの含有量が０．７質量％以上２．８質量％以下である正極と、
    　前記正極に対向して設けられた負極と、
    　前記正極および前記負極の間に設けられたセパレータと、
    　前記正極と前記セパレータの間に設けられ、無機粒子および樹脂材料を含む粒子含有層と
    　を備え、
    　前記粒子含有層中における前記樹脂材料の含有量が、１０質量％以上５０質量％以下である二次電池。
  2. 　前記正極と前記セパレータの剥離強度が、５ｍＮ／ｍｍ以上３５ｍＮ／ｍｍ以下である請求項１に記載の二次電池。
  3. 　前記粒子含有層は、前記セパレータの表面に設けられ、
    　前記粒子含有層の平均厚みが、１μｍ以上５μｍ以下であり、
    　前記粒子含有層が設けられた状態の前記セパレータの平均透気度が、１０ｓ／１００ｍｌ以上１００ｓ／１００ｍｌ以下である請求項１に記載の二次電池。
  4. 　前記粒子含有層は、前記セパレータの表面に設けられ、
    　前記粒子含有層が設けられた状態の前記セパレータの、１５０℃における熱収縮率が、４０％以下である請求項１に記載の二次電池。
  5. 　前記正極、前記負極および前記セパレータが巻回されている請求項１に記載の二次電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113964452A (zh) * 2021-10-19 2022-01-21 宁德新能源科技有限公司 隔离膜、电化学装置和电子装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014208596A1 (ja) * 2013-06-25 2014-12-31 日立化成株式会社 電気化学素子用セパレータ及びリチウムイオン二次電池
JP2015118801A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用正極およびこれを用いた非水電解質二次電池
JP2016197505A (ja) * 2015-04-02 2016-11-24 旭化成株式会社 捲回体
WO2017051514A1 (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 三洋電機株式会社 円筒形非水電解質二次電池
JP2017117754A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. 二次電池電極用バインダ組成物、二次電池電極合剤、二次電池電極および二次電池
JP2017115102A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. グラフト共重合体、二次電池用バインダ組成物、二次電池用セパレータ、二次電池およびグラフト共重合体の製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014208596A1 (ja) * 2013-06-25 2014-12-31 日立化成株式会社 電気化学素子用セパレータ及びリチウムイオン二次電池
JP2015118801A (ja) * 2013-12-18 2015-06-25 日産自動車株式会社 非水電解質二次電池用正極およびこれを用いた非水電解質二次電池
JP2016197505A (ja) * 2015-04-02 2016-11-24 旭化成株式会社 捲回体
WO2017051514A1 (ja) * 2015-09-25 2017-03-30 三洋電機株式会社 円筒形非水電解質二次電池
JP2017117754A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. 二次電池電極用バインダ組成物、二次電池電極合剤、二次電池電極および二次電池
JP2017115102A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 三星エスディアイ株式会社Samsung SDI Co., Ltd. グラフト共重合体、二次電池用バインダ組成物、二次電池用セパレータ、二次電池およびグラフト共重合体の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN113964452A (zh) * 2021-10-19 2022-01-21 宁德新能源科技有限公司 隔离膜、电化学装置和电子装置
CN113964452B (zh) * 2021-10-19 2024-04-05 宁德新能源科技有限公司 隔离膜、电化学装置和电子装置

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