JP7749866B2 - 非水電解質電池及び電池パック - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、非水電解質電池及び電池パックに関する。

近年、電気自動車（ＥＶ）や電気バス（ＥＶバス）の普及にあたり、一回充電当たりの航続距離の長距離化が必要とされている。この動力源であるリチウムイオン電池には、パック当たりの充電容量を大きくし、かつ軽量化の観点から、高エネルギー密度のリチウムイオン電池が強く要望されている。この高エネルギー密度化の手段として、一つは電池の高容量化が挙げられる。電池を高容量化するためには、正極活物質に単位質量当りの容量が大きいＬＮＣＭ（リチウム、ニッケル、マンガン、コバルト）複合酸化物が有望である。

このＬＮＣＭ正極活物質を用いて電池を高容量化するために、大きな容量を取り出すことが可能な４．２Ｖ以上の高い正極電位まで使用すると、正極活物質粒子表面と電解液との副反応に伴うガス発生等により、抵抗上昇が顕著になる。そのため、充放電のサイクルや貯蔵において正極が著しく劣化してしまう。

正極活物質粒子表面と電解液との副反応を抑制するためには、正極密度を上げることが考えられる。しかし、従来のＬＮＣＭ正極活物質は、粒子形状の細かい一次粒子が凝集した、二次粒子を形成する多結晶系が一般的である。これらの活物質は正極合材層に充填した際、空隙が多くなる。そのため、正極密度を上げにくい。

正極を作製する際に、正極合材層に大きなプレス荷重をかけることでも正極密度を高めること可能ではある。しかしそうした場合、正極への電解液の含浸性が悪くなるだけでなく、その結果正極における空隙中の電解質支持塩が不足すると、放電性能が低下したり反応ムラが大きくなったりするといった課題もある。

特開２０２１－１５３０１４号公報 特開２０２１－５２００６号公報 国際公開ＷＯ ２０２２／１３８４５１号

高電位でのサイクルにおけるガス発生および抵抗上昇が抑制された非水電解質電池及び電池パックを提供すること。

実施形態によれば、正極と、負極と、正極と負極との間に在るセパレータと、非水電解質とを具備する非水電解質電池が提供される。正極は、下記式（１）で表される正極活物質の単粒子を含み、かつ10%以上25%以下の第１空隙率を有する正極活物質含有層を含む。非水電解質は、LiPF₆とプロピレンカーボネートとを含む。プロピレンカーボネートに対するLiPF₆の質量比が0.5以上1.0以下である。第１空隙率に対するセパレータの第２空隙率の比が、2.2以上2.8以下である。
Ｌｉ_aＮｉ_(1-b-c-d)Ｃｏ_bＭｎ_cＭ_dＯ₂ （１）
ここで、１≦ａ≦１．２、０＜ｂ≦０．４、０＜ｃ≦０．４、０≦ｄ≦０．１、ＭはＦｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｗ、Ｙ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、ＧａおよびＶからなる群より選択される１種以上の元素である。

他の実施形態によると、電池パックが提供される。電池パックは、実施形態に係る非水電解質電池を含んでいる。

図１は、実施形態に係る非水電解質電池の一例の分解斜視図である。 図２は、図１に示す非水電解質電池に用いられる電極群の一例の部分展開斜視図である。 図３は、実施形態に係る電池パックの電気回路の一例を示すブロック図である。

実施形態

（第１の実施形態）
第１の実施形態により、非水電解質電池が提供される。非水電解質電池は、正極と、負極と、セパレータと、非水電解質とを具備する。

正極は、正極活物質含有層を含む。正極活物質含有層は、正極活物質として下記式（１）で表されるリチウム含有金属酸化物の単粒子を含む。また、正極活物質含有層は、10%以上25%以下の第１空隙率を有する。
Ｌｉ_aＮｉ_(1-b-c-d)Ｃｏ_bＭｎ_cＭ_dＯ₂ （１）
ここで、１≦ａ≦１．２、０≦ｂ≦０．４、０≦ｃ≦０．４、０≦ｄ≦０．１、ＭはＦｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｗ、Ｙ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、ＧａおよびＶからなる群より選択される１種以上の元素である。

上記（１）式で表されるリチウム含有金属酸化物は、単位質量当りの容量が大きく、また、４．２Ｖ（vs. Ｌｉ／Ｌｉ^＋）以上の正極電位まで使用することにより大きな容量を得ることができる。（１）式中のモル比ａは、正極がリチウムイオンを吸蔵放出することで変動し得る。より好ましい範囲は１．０５≦ａ≦１．１５である。

（１）式中のモル比ｂを０＜ｂ≦０．４かつモル比ｃを０＜ｃ≦０．４にすることにより、リチウム含有金属酸化物が遷移金属としてＮｉに加えてＣｏ及びＭｎをさらに含むため、単位質量当りの容量が大きくなる。モル比ｂとモル比ｃのより好ましい範囲は０．０５≦ｂ≦０．２、０．０５≦ｃ≦０．２である。

（１）式中の元素Ｍのモル比ｄのより好ましい範囲は、０．０１≦ｄ≦０．０５である。元素Ｍを含むことにより、例えば、次のような利点が得られる。Ｍ＝Ａｌでは、格子歪みが減少し、Liイオン拡散性が向上する。Ｍ＝Ｍｇでは、バルクの電子伝導性が向上し、見かけ上の放電容量が向上する。さらに、高電圧下でのサイクル安定性が向上する。Ｍ＝Ｚｒでは、サイクル性能が向上する。Ｍ＝Ｔｉでは、高電圧充放電下での相変化緩和によりサイクル性能が向上する。Ｍ＝Ｇａでは、バルクの電子伝導性が向上し、サイクル性能が向上する。

式（１）で表される活物質の単粒子は、内部に結晶粒界を含まないものである。そのため、該単粒子は、比表面積が小さく、粒子の膨張収縮による割れが起き難い。

正極活物質含有層の第１空隙率を１０％以上２５％以下の範囲にする理由を説明する。活物質と電解液との反応消費による液枯れを防ぐためには、空隙率は３０％前後程度を確保することが望ましい。しかしながら、上記単粒子を含んだ正極の空隙率が２５％を超えると、正極密度が低く粒子間の接触が十分に確保できないため、抵抗上昇が大きくなる。また、電池の充放電サイクルに伴う正極活物質含有層の膨張収縮によって活物質含有層と電解液との副反応の面積が増えやすく、ガス発生量が増加してしまう。一方で、第１空隙率を１０％未満にすると、電解液に対する正極の吸液性が低下するため、抵抗上昇が大きくなる。

セパレータは、正極と負極との間に設けられている。セパレータは、正極活物質含有層の第１空隙率に対し2.2以上2.8以下の第２空隙率を有する。即ちセパレータは、例えば、多孔質材料から形成され得る。セパレータの空隙率が高いと一般的に保液性が高まるが、正極における第１空隙率に対しセパレータの第２空隙率が高すぎると正極への電解質の供給が乏しくなる。その結果、抵抗上昇が大きくなる。一方、セパレータの第２空隙率が第１空隙率に比べて低すぎると、セパレータ中の電解質が枯れてしまう。そのため、この場合も抵抗上昇が大きくなる。従って、第１空隙率と第２空隙率との比は、上記範囲とすることが適切である。

非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解される電解質塩とを含む。非水電解質は、電解質塩として少なくとも六フッ化リン酸リチウムLiPF₆を含む。非水電解質は、非水溶媒として少なくともプロピレンカーボネート（PC）を含む。

非水電解質中のPCの質量に対するLiPF₆の質量の比（LiPF₆の質量／PCの質量）は、0.5以上1.0以下である。PCに対するLiPF₆の質量比がこの範囲内にあることで、ガス発生を抑制できる。当該質量比が０．５未満の場合、正極中のLiPF₆が反応消費して不足することにより、正極における反応ムラが大きくなる。その結果、ガス発生が増える。質量比が１．０を越える場合、非水電解質の粘度が著しく大きなり、正極およびセパレータ中でのLiPF₆の輸送性が低下する。それにより電池内の反応ムラが大きくなりガス発生が増える。

次に、第１の実施形態に係る非水電解質電池の詳細を説明する。係る非水電解質電池は、電極群を具備することができる。電極群は、正極と、負極と、正極及び負極の間に位置したセパレータとを備える。正極は、電極群と電気的に接続した正極集電タブを含むことができる。また、負極は、電極群と電気的に接続した負極集電タブを含むことができる。

係る非水電解質電池は、外装部材を更に具備することができる。電極群は、この外装部材内に収納され得る。外装部材は、非水電解質を収納することができる。非水電解質は、外装部材内に収納された電極群に含浸され得る。非水電解質電池は、外装部材に電気的に接続された正極端子及び負極端子を更に具備することができる。正極端子は、正極の正極集電タブに電気的に接続され得る。負極端子は、負極の負極集電タブに電気的に接続され得る。

以下、正極、負極、非水電解質、セパレータ、外装部材、正極端子及び負極端子について詳細に説明する。

正極
正極は、正極活物質含有層を含む。正極は、正極活物質含有層がその上に設けられる正極集電体をさらに含み得る。正極集電体が例えばシート形状を有する場合、正極活物質含有層は、正極集電体の少なくとも一方の主面上に担持され得る。正極活物質含有層は、上記（１）式で表される正極活物質の単粒子を含む。正極活物質含有層は、正極活物質以外の物質、例えば、導電剤や結着剤を含み得る。

導電剤は、集電性能を高め、且つ、活物質と集電体との接触抵抗を抑え得る。導電剤としては、カーボン材料を含むことが好ましい。カーボン材料としては、例えば、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ファーネスブラック、グラファイト、カーボンナノチューブ、カーボンナノ繊維などを挙げることができる。活物質含有層は、上記カーボン材料の１種若しくは２種以上を含むことができる。

導電剤は、例えば、粒子や繊維の形状を有する。導電剤粒子の平均粒径は、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることが好ましい。正極活物質含有層において、導電剤が占める割合は、例えば、３質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、又はフッ素系ゴムが含まれる。使用する結着剤の種類は、１種又は２種以上にすることができる。正極活物質含有層において、結着剤が占める割合は、１質量％以上１．８質量％以下であることが好ましい。

正極活物質含有層の密度は、３．２ｇ／ｃｍ³以上３．８ｇ／ｃｍ³以下であることが好ましい。

正極集電体としては、例えば金属箔又は合金箔を用いることができる。金属箔の例としては、アルミニウム箔、ステンレス箔及びニッケル箔などを挙げることができる。合金箔の例としては、アルミニウム合金、銅合金及びニッケル合金などを挙げることができる。

正極は、例えば、以下の方法で作製される。正極活物質、導電剤及びバインダを溶媒（例えば、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ））とともに混練してスラリーを調製する。得られたスラリーを正極集電体に塗布し、乾燥した後、プレスすることにより正極を得る。正極活物質含有層の空隙は、正極活物質含有層の組成に応じた荷重にてプレスすることにより調整可能である。また、必要に応じ、プレス前か、プレス後に所定の幅に裁断する工程を行っても良い。

負極
負極は、例えば、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極活物質含有層とを含む。また、負極活物質含有層は、負極活物質に加え、導電剤及び結着剤を含むことができる。

以下に、負極活物質、導電剤、結着剤及び負極集電体について説明する。

負極活物質は、リチウムの酸化－還元反応電位に対し０．４Ｖ（対Ｌｉ／Ｌｉ⁺）以上の電位でリチウムイオンの挿入及び脱離が可能な化合物を含むことが好ましい。このような負極を具備した非水電解質電池では、充放電によるリチウムの析出を抑えることができる。よって、このような非水電解質電池は、急速充放電性能により優れる。負極活物質としては、例えば、Ｌｉ_4+xＴｉ₅Ｏ₁₂（ｘは充放電反応により－１≦ｘ≦３の範囲で変化する）で表されるスピネル型チタン酸リチウム、Ｌｉ_2+xＴｉ₃Ｏ₇（ｘは充放電反応により－１≦ｘ≦３の範囲で変化する）で表されるラムスデライト型チタン酸リチウム、Ｎｂ₂ＴｉＯ₇で表される単斜晶型ニオブチタン複合酸化物、Ｌｉ_2-xＴｉ₆Ｏ₁₄（ｘは充放電反応により０≦ｘ≦６の範囲で変化する）で表される直方晶型チタン含有酸化物、又は、Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群より選択される少なくとも１種類の元素とＴｉとを含有する金属複合酸化物などを用いる。Ｐ、Ｖ、Ｓｎ、Ｃｕ、ＮｉおよびＦｅからなる群より選択される少なくとも１種類の元素とＴｉとを含有する金属複合酸化物は、例えば、ＴｉＯ₂－Ｐ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂－Ｖ₂Ｏ₅、ＴｉＯ₂－Ｐ₂Ｏ₅－ＳｎＯ₂、又は、ＴｉＯ₂－Ｐ₂Ｏ₅－ＭＯ（ＭはＣｕ、Ｎｉ及びＦｅからなる群より選択される少なくとも１つの元素）である。これらの金属複合酸化物は、充電によりリチウムが挿入されることでリチウムチタン複合酸化物に変化する。リチウムチタン複合酸化物のうち、スピネル型チタン酸リチウムがサイクル性能に優れ、好ましい。

負極活物質として、リチウムの酸化－還元反応電位に対し０．５Ｖ（対Li/Li⁺）以上の電位でリチウムイオンの挿入及び脱離の反応電位を示すチタン含有酸化物を含むことが更に好ましい。このようなチタン含有酸化物には、例えば、上述した化合物のうち、スピネル型チタン酸リチウム、ラムスデライト型チタン酸リチウム、単斜晶型ニオブチタン複合酸化物、及び直方晶型チタン含有酸化物が含まれる。

負極活物質は、例えば、炭素質物または金属化合物を含んでいてもよい。炭素質物としては、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、コークス、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、球状炭素、及び樹脂焼成炭素を挙げることができる。より好ましい炭素質物として、気相成長炭素繊維、メソフェーズピッチ系炭素繊維、又は球状炭素が挙げられる。炭素質物は、Ｘ線回折による（００２）面の面間隔ｄ_００２が０．３４ｎｍ以下であることが好ましい。

金属化合物としては、金属硫化物、又は、金属窒化物を用いることができる。金属硫化物としては例えばＴｉＳ₂のような硫化チタン、例えばＭｏＳ₂のような硫化モリブデン、並びに、例えばＦｅＳ、ＦｅＳ₂、若しくはＬｉ_xＦｅＳ₂（０≦ｘ≦２のような硫化鉄を用いることができる。金属窒化物としては、リチウムコバルト窒化物（例えばＬｉ_sＣｏ_tＮ、０＜ｓ＜４，０＜ｔ＜０．５）を用いることができる。）
導電剤の例としては、アセチレンブラック、カーボンブラック及び黒鉛のような炭素質物が挙げられる。

結着剤の例としては、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ素系ゴム、及びスチレンブタジェンゴムが挙げられる。

負極活物質がリチウムイオンを吸蔵及び放出できる物質である場合、負極集電体としては、負極活物質のリチウムイオン吸蔵及び放出電位において電気化学的に安定である材料を用いることができる。負極集電体は、銅、ニッケル、ステンレス及びアルミニウムから選択される少なくとも１種類から作られる金属箔、又はＭｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ、及びＳｉから選択される少なくとも１種類の元素を含むアルミニウム合金から作られる合金箔であることが好ましい。負極集電体の形状は、電池の用途に応じて、様々なものを用いることができる。

負極は、例えば、以下の方法によって作製することができる。まず、負極活物質、結着剤及び必要な場合には導電剤を、汎用されている溶媒、例えばＮ－メチルピロリドン中で懸濁させ、負極作製用スラリーを調製する。得られたスラリーを、負極集電体上に塗布する。塗布したスラリーを乾燥させ、乾燥後の塗膜をプレスをすることによって、負極集電体と、この負極集電体上に形成された負極活物質含有層とを含む負極を得ることができる。

セパレータ
セパレータとしては、絶縁性を有するものであれば特に限定されないが、ポリオレフィン、セルロース、ポリエチレンテレフタレート、及びビニロンのようなポリマーで作られた多孔質フィルム又は不織布を用いることができる。セパレータの材料は１種類であってもよいし、又は２種類以上を組合せて用いてもよい。

セパレータの第２空隙率は、例えば、55%以上70%以下であり得る。

セパレータの厚さは、５μｍ以上２０μｍ以下にすることができる。

電極群
電極群は、例えば、正極、セパレータ及び負極を積層したものを捲回した捲回型構造を有してもよいし、複数の正極及び複数の負極を間にセパレータを介して交互に積層させたスタック型構造を有してもよい。或いは、電極群はその他の構造を有していてもよい。

非水電解質
非水電解質は、非水溶媒と、この非水溶媒に溶解される電解質塩とを含む。非水電解質の例として、液状非水電解質が挙げられる。

非水電解質は、電解質塩として少なくともＬｉＰＦ₆を含む。電解質塩は、ＬｉＰＦ₆に加え、例えば、ＬｉＢＦ₄（四フッ化ホウ酸リチウム）、Ｌｉ(ＣＦ₃ＳＯ₂)₂Ｎ（ビストリフルオロメタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＴＦＳＩ）、ＬｉＣＦ₃ＳＯ₃（トリフルオロメタンスルホン酸リチウム；通称ＬｉＴＦＳ）、Ｌｉ(Ｃ₂Ｆ₅ＳＯ₂)₂Ｎ（ビスペンタフルオロエタンスルホニルアミドリチウム；通称ＬｉＢＥＴＩ）、ＬｉＣｌＯ₄、ＬｉＡｓＦ₆（六フッ化砒素リチウム）、ＬｉＳｂＦ₆、ビスオキサラトホウ酸リチウム｛ＬｉＢ(Ｃ₂Ｏ₄)₂、通称；ＬｉＢＯＢ｝、ジフルオロ（トリフルオロ－２－オキシド－２－トリフルオロ－メチルプロピオナト(２－)－０，０）ホウ酸リチウム｛ＬｉＢＦ₂ＯＣＯＯＣ（ＣＦ₃）₂、通称；ＬｉＢＦ₂（ＨＨＩＢ）｝のようなリチウム塩をさらに含み得る。これらの他の電解質塩は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。非水電解質が含む電解質塩のうち、８０質量％以上をＬｉＰＦ₆が占めることが望ましい。非水電解質は、電解質塩としてＬｉＰＦ₆のみを含んでも良く、その場合は電解質塩の内ＬｉＰＦ₆の含有量は１００質量％となる。

非水電解質における電解質塩濃度は、１モル／Ｌ以上３モル／Ｌ以下の範囲内にすることが好ましい。電解質塩の濃度がこの範囲内にあると、非水電解質において電解質塩濃度の上昇による粘度増加の影響を抑えつつ、高負荷電流を流した場合の性能をより向上することが可能になる。

非水溶媒は、少なくともプロピレンカーボネート（ＰＣ）を含む。非水溶媒は、ＰＣに加え、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）などの（ＰＣ以外の）環状カーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）やジメチルカーボネート（ＤＭＣ）あるいはメチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）もしくはジプロピルカーボネート（ＤＰＣ）などの鎖状カーボネート、１，２－ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、γ－ブチロラクトン（ＧＢＬ）、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２－メチルテトラヒドロフラン（２－ＭｅＨＦ）、１，３－ジオキソラン、スルホラン、又は、アセトニトリル（ＡＮ）をさらに含み得る。これらの他の溶媒は一種類で使用してもよいし二種類以上を混合して用いてもよい。

外装部材
外装部材には、例えば、ラミネートフィルム又は金属製容器が用いられる。ラミネートフィルムの板厚、金属製容器の板厚は、それぞれ、０．５ｍｍ以下にし得る。また、外装部材としては、ポリオレフィン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリフェニレン系樹脂、フッ素系樹脂等からなる樹脂製容器を用いてもよい。

外装部材の形状すなわち電池形状には、扁平型（薄型）、角型、円筒型、コイン型、ボタン型等が挙げられる。また、電池は、例えば、携帯用電子機器等に搭載される小型用途、二輪乃至四輪の自動車等に搭載される大型用途のいずれにも適用することができる。

ラミネートフィルムの例には、樹脂層と、樹脂層間に介在された金属層とを含む多層フィルムが挙げられる。金属層は、軽量化のためにアルミニウム箔若しくはアルミニウム合金箔が好ましい。樹脂層は、例えばポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の高分子材料を用いることができる。ラミネートフィルムは、熱融着によりシールを行って外装部材の形状に成形することができる。

金属製容器は、アルミニウム又はアルミニウム合金等から作られる。アルミニウム合金としては、マグネシウム、亜鉛、ケイ素等の元素を含む合金が好ましい。合金中に鉄、銅、ニッケル、クロム等の遷移金属を含む場合、その量は１００ｐｐｍ以下にすることが好ましい。

正極端子
正極端子は、その一部が正極の一部に電気的に接続されることによって、正極と外部回路との間で電子が移動するための導体として働くことができる。正極端子は、例えば、正極集電体、特に正極集電タブに接続することができる。または、正極端子は、例えば、正極リードを介して正極集電タブに接続され得る。

正極端子は、例えば、Ｌｉ酸化－還元反応電位に対し３．０Ｖ以上４．５Ｖ以下（vs. Li/Li⁺）高い電位において電気的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成されることが好ましい。正極端子は、アルミニウム、又はＭｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉからなる群より選択される１以上を含むアルミニウム合金から形成されることが好ましい。

正極端子は、電気伝導性の高い材料から形成されていることが好ましい。正極集電体に接続する場合、正極端子が集電体と同様の材料からなることが好ましい。同じ材料を用いることで、正極端子と正極集電体との間の接触抵抗を低減させることができる。正極リードも同様に、正極端子および正極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。

負極端子
負極端子は、その一部が負極の一部に電気的に接続されることによって、負極と外部回路との間で電子が移動するための導体として働くことができる。負極端子は、例えば、負極集電体、特に負極集電タブに接続することができる。または、負極端子は、例えば、負極リードを介して負極集電タブに接続され得る。

負極端子は、Ｌｉ酸化－還元反応電位に対し０．５Ｖ以上３．０Ｖ以下（vs. Li/Li⁺）高い電位において電気的に安定であり、且つ導電性を有する材料から形成されることが好ましい。負極端子は、アルミニウム、又はＭｇ、Ｔｉ、Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｕ及びＳｉからなる群より選択される１以上を含むアルミニウム合金から形成されることが好ましい。

負極端子は、電気伝導性の高い材料から形成されていることが好ましい。負極集電体に接続する場合、負極端子が集電体と同様の材料からなることが好ましい。同じ材料を用いることで、負極端子と負極集電体との間の接触抵抗を低減させることができる。負極リードも同様に、負極端子および負極集電体と同様の材料から形成されることが好ましい。

次に、係る非水電解質電池の例を、図面を参照しながら更に詳細に説明する。

図１は、実施形態に係る非水電解質電池１００の一例の分解斜視図である。図１に示す電池は、密閉型の角型非水電解質電池である。例示する非水電解質電池１００は、外装缶１と、蓋２と、正極外部端子３と、負極外部端子４と、電極群５とを備える。外装缶１と蓋２とから外装部材が構成されている。外装缶１は、有底角筒形状をなし、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。

図２は、図１に示す非水電解質電池１００に用いられる電極群の部分展開斜視図である。図２に示すように、偏平型の電極群５は、正極６と負極７がその間にセパレータ８を介して偏平形状に捲回されたものである。正極６は、例えば金属箔からなる帯状の正極集電体と、正極集電体の長辺に平行な一端部からなる正極集電タブ６ａと、少なくとも正極集電タブ６ａの部分を除いて正極集電体に形成された正極活物質含有層６ｂとを含む。一方、負極７は、例えば金属箔からなる帯状の負極集電体と、負極集電体の長辺に平行な一端部からなる負極集電タブ７ａと、少なくとも負極集電タブ７ａの部分を除いて負極集電体に形成された負極活物質含有層７ｂとを含む。

このような正極６、セパレータ８及び負極７は、正極集電タブ６ａが電極群の捲回軸方向にセパレータ８から突出し、かつ負極集電タブ７ａがこれとは反対方向にセパレータ８から突出するよう、正極６及び負極７の位置をずらして捲回されている。このような捲回により、電極群５では、図２に示すように、一方の端面から渦巻状に捲回された正極集電タブ６ａが突出し、かつ他方の端面から渦巻状に捲回された負極集電タブ７ａが突出している。非水電解質（図示しない）は、電極群５に含浸されている。

図１に示すように、正極集電タブ６ａ及び負極集電タブ７ａは、それぞれ、電極群の捲回中心付近を境にして二つの束に分けられている。導電性の挟持部材９は、略Ｕ字形状を有した第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、第１の挟持部９ａと第２の挟持部９ｂとを電気的に接続する連結部９ｃとを有する。正負極集電タブ６ａ，７ａは、それぞれ、一方の束が第１の挟持部９ａによって挟持され、かつ他方の束が第２の挟持部９ｂによって挟持される。

正極リード１０は、略長方形状の支持板１０ａと、支持板１０ａに開口された貫通孔１０ｂと、支持板１０ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１０ｃ、１０ｄとを有する。一方、負極リード１１は、略長方形状の支持板１１ａと、支持板１１ａに開口された貫通孔１１ｂと、支持板１１ａから二股に分岐し、下方に延出した短冊状の集電部１１ｃ、１１ｄとを有する。

正極リード１０は、集電部１０ｃ、１０ｄの間に挟持部材９を挟む。集電部１０ｃは、挟持部材９の第１の挟持部９ａに配置される。集電部１０ｄは、第２の挟持部９ｂに配置される。集電部１０ｃ、１０ｄと、第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、正極集電タブ６ａとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群５の正極６と正極リード１０が正極集電タブ６ａを介して電気的に接続される。

負極リード１１は、集電部１１ｃ、１１ｄの間に挟持部材９を挟む。集電部１１ｃは、挟持部材９の第１の挟持部９ａに配置される。集電部１１ｄは、第２の挟持部９ｂに配置される。集電部１１ｃ、１１ｄと、第１，第２の挟持部９ａ，９ｂと、負極集電タブ７ａとは、例えば超音波溶接によって接合される。これにより、電極群５の負極７と負極リード１１が負極集電タブ７ａを介して電気的に接続される。

正負極リード１０，１１および挟持部材９の材質は、特に指定しないが、正負極外部端子３，４とそれぞれ同じ材質にすることが望ましい。正極外部端子３には、例えば、アルミニウム或いはアルミニウム合金が使用される。負極外部端子４には、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、銅、ニッケル、ニッケルメッキされた鉄などが使用される。例えば、外部端子の材質がアルミニウム又はアルミニウム合金の場合は、リードの材質をアルミニウム又はアルミニウム合金にすることが好ましい。また、外部端子が銅の場合は、リードの材質を銅などにすることが望ましい。

矩形板状の蓋２は、外装缶１の開口部に例えばレーザーでシーム溶接される。蓋２は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、鉄あるいはステンレスなどの金属から形成される。蓋２と外装缶１は、同じ種類の金属から形成されることが望ましい。正極外部端子３は、正極リード１０の支持板１０ａと電気的に接続される。負極外部端子４は、負極リード１１の支持板１１ａと電気的に接続される。絶縁ガスケット１２は、正負極外部端子３，４と蓋２との間に配置され、正負極外部端子３，４と蓋２とを電気的に絶縁している。絶縁ガスケット１２は、樹脂成形品であることが望ましい。

＜各種測定方法＞
以下、第１空隙率、第２空隙率、活物質の組成、及び非水電解質の組成の測定方法を記載する。まず、電池から電極を取り出す方法について説明する。

まず、測定対象の電池を用意する。測定対象の電池は、定格容量の８０％以上の放電容量を有するものとする。すなわち、劣化が過剰に進行した電池は測定対象としない。

次に、用意した電池を、開回路電圧が２．０Ｖ～２．２Ｖになるまで放電する。次に、放電した電池を、内部雰囲気の露点が－７０℃である、アルゴンを充填したグローブボックス内に移す。このようなグローブボックス内で、電池を開く。切り開いた電池から、電極群を取り出す。取り出した電極群が正極リード及び負極リードを含む場合は、正極と負極とを短絡させないように注意しながら、正極リード及び負極リードを切断する。

次に、電極群を解体し、正極、負極及びセパレータに分解する。このようにして得られた各電極を、ジエチルカーボネートを溶媒として用いて洗浄する。この洗浄では、分解して得られた部材をジエチルカーボネート溶媒に完全に浸し、その状態で６０分間放置する。

洗浄後、電極を真空乾燥に供する。真空乾燥に際しては、２５℃環境において、大気圧から－９７ｋｐａ以上となるまで減圧し、その状態を１０分間保持する。このような手順で取り出した電極について、以下の方法で測定を行う。

第１空隙率
正極活物質含有層の第１空隙率は、水銀圧入法により測定することができる。詳細は、次のとおりである。

正極から、短冊状の測定サンプルを複数切り出す。測定サンプルの寸法は、例えば、１．２５ｃｍ×２．５０ｃｍとする。次いで、切り出した測定サンプルの質量を測定する。次に、測定装置のセル内に、１６枚の測定サンプルを装入する。これらの測定サンプルを、初期圧約１０ｋＰａ（約１．５ｐｓｉａ、細孔直径約１２０μｍ相当）、最高圧４１４ＭＰａ（約５９９８６ｐｓｉａ、細孔直径約０．００３μｍ相当）の条件で測定して、正極の細孔分布曲線を得る。測定装置としては、例えば、島津製作所製マイクロメリティックス細孔分布測定装置オートポア９５２０を用いる。

次いで、同じ正極から切り出した別の測定サンプルから、例えばスパチュラを用いて正極活物質含有層を剥がし取り、集電体片を得る。次いで、この集電体片の質量を測定する。次いで、測定サンプルの質量から集電体片の質量を減ずることにより、測定サンプルに含まれる活物質含有層の質量を得る。次いで、上記の方法により得られた正極の細孔分布曲線について、再計算を行い、正極活物質含有層の細孔分布曲線に換算する。このようにして、活物質含有層の細孔分布曲線を得る。以上のようにして得られた細孔分布及び正極活物質含有層の質量から、正極活物質含有層の質量１ｇ当りの細孔体積を求めることができる。得られた細孔体積（ｍＬ／ｇ）を、正極活物質含有層の質量１ｇ当りの体積で除することで第１空隙率が得られる。

第２空隙率
セパレータの第２空隙率も、水銀圧入法により測定することができる。詳細は、次のとおりである。

セパレータから、短冊状の測定サンプルを複数切り出す。測定サンプルの寸法は、例えば、１．２５ｃｍ×２．５０ｃｍとする。次いで、切り出した測定サンプルの質量を測定する。次に、測定装置のセル内に、１６枚の測定サンプルを装入する。これらの測定サンプルを、初期圧約１０ｋＰａ（約１．５ｐｓｉａ、細孔直径約１２０μｍ相当）、最高圧４１４ＭＰａ（約５９９８６ｐｓｉａ、細孔直径約０．００３μｍ相当）の条件で測定して、セパレータの細孔分布曲線を得る。測定装置としては、例えば、島津製作所製マイクロメリティックス細孔分布測定装置オートポア９５２０を用いる。得られた細孔分布から、セパレータ１ｇ当りの細孔体積を求めることができる。得られた細孔体積（ｍＬ／ｇ）を、セパレータ１ｇ当りの体積で除することで空隙率が得られる。

活物質の組成
上述の方法で電池から取り出した電極の表面を蛍光Ｘ線（ＸＲＦ）により測定することで活物質の組成が得られる。

非水電解質の組成
電池を開回路電圧が２．０Ｖ～２．２Ｖになるまで放電する。次に、放電した電池を、内部雰囲気の露点が－７０℃である、アルゴンを充填したグローブボックス内に移す。このようなグローブボックス内で、電池を開く。切り開いた電池から、電極群を取り出す。取り出した電極群を絞り、電解液を採取する。採取量が少ない場合はアセトニトリルを用いて電解液を抽出する。得られた電解液をGC-MS（ガスクロマトグラフ-質量分析法）で分析することで、プロピレンカーボネート（PC）の含有量が得られ、キャピラリー電気泳動でLiPF₆の含有量が得られる。それぞれ得られた含有量からLiPF₆/PCが算出される。

第１の実施形態に係る非水電解質電池は、上記式（１）で表される正極活物質の単粒子を含み、かつ10%以上25%以下の第１空隙率を有する正極活物質含有層を含む正極と、第１空隙率に対し2.2以上2.8以下の比の第２空隙率を有するセパレータと、質量比（LiPF₆／PC）0.5以上1.0以下でLiPF₆とプロピレンカーボネート（PC）とを含む非水電解質とを具備する。したがって、係る電池は、高電位でのサイクルにおいてもガス発生および抵抗上昇を抑制することができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態によれば、電池を含む電池パックが提供される。電池には、第１の実施形態に係る非水電解質電池が使用される。電池パックに含まれる単電池の数は、１個または複数にすることができる。

複数の電池は、電気的に直列、並列、又は直列及び並列を組み合わせて接続されて組電池を構成することができる。電池パックは、複数の組電池を含んでいてもよい。

電池パックは、保護回路を更に具備することができる。保護回路は、電池の充放電を制御する機能を有する。また、電池パックを電源として使用する装置（例えば、電子機器、自動車等）に含まれる回路を、電池パックの保護回路として使用することができる。

また、電池パックは、通電用の外部端子を更に具備することもできる。通電用の外部端子は、電池からの電流を外部に出力するため、及び電池に電流を入力するためのものである。言い換えれば、電池パックを電源として使用する際、電流が通電用の外部端子を通して外部に供給される。また、電池パックを充電する際、充電電流（自動車の動力の回生エネルギーを含む）は通電用の外部端子を通して電池パックに供給される。

次に、第２の実施形態に係る電池パックの一例を、図面を参照して説明する。図３は、実施形態に係る電池パックの電気回路の一例を示すブロック図である。

図３に示す電池パックは、図１及び図２に示した構造を有する複数個の扁平型の単電池１００を含む。これらの単電池１００は、図３に示すように互いに電気的に直列に接続されている。

電池パックには、単電池１００に加え、サーミスタ２５、保護回路２６及び通電用の外部端子２７が搭載されている。

直列接続の一端にて単電池１００の正極外部端子に正極側リード２８が接続されている。正極側リード２８は、正極側コネクタ２９と配線３２を介して保護回路２６と電気的に接続されている。直列接続の他端にて単電池１００の負極外部端子に負極側リード３０が接続されている。負極側リード３０は、負極側コネクタ３１と配線３３とを介して保護回路２６と電気的に接続されている。

サーミスタ２５は、単電池１００の各々の温度を検出し、その検出信号を保護回路２６に送信する。保護回路２６は、所定の条件で保護回路２６と通電用の外部端子２７との間のプラス側配線３４ａ及びマイナス側配線３４ｂを遮断することができる。所定の条件の例は、例えばサーミスタ２５から、単電池１００の温度が所定温度以上であるとの信号を受信したときである。また、所定の条件の他の例は、単電池１００の過充電、過放電、過電流等を検出したときである。この過充電等の検出は、個々の単電池１００又は単電池１００全体について行われる。個々の単電池１００を検出する場合、電池電圧を検出してもよいし、正極電位もしくは負極電位を検出してもよい。後者の場合、参照極として用いるリチウム電極を個々の単電池１００に挿入する。図３の電池パックでは、単電池１００それぞれに電圧検出のための配線３５が接続されており、これら配線３５を通して検出信号が保護回路２６に送信される。

図示した電池パックは複数の単電池１００を直列接続した形態を有するが、係る電池パックでは、電池容量を増大させるために、複数の単電池１００を並列に接続してもよい。或いは、電池パックは、直列接続と並列接続とを組合せて接続された複数の単電池１００を備えてもよい。組み上がった電池パックをさらに直列又は並列に接続することもできる。

また、図示した電池パックは複数の単電池１００を備えているが、第２の実施形態に係る電池パックは１つの単電池１００を備えるものでもよい。

また、電池パックの態様は用途により適宜変更される。電池パックの用途としては、大電流を取り出したときに良好なサイクル性能が望まれるものが好ましい。具体的には、デジタルカメラの電源用や、二輪乃至四輪のハイブリッド電気自動車、二輪乃至四輪の電気自動車、アシスト自転車等の車載用が挙げられる。特に、車載用が好適である。

本実施形態に係る電池パックを搭載した自動車において、電池パックは、例えば、自動車の動力の回生エネルギーを回収するものである。

以上詳述した第２の実施形態に係る電池パックは、第１の実施形態に係る非水電解質電池を含む。したがって、係る電池パックは、高電位でのサイクルにおいてもガス発生および抵抗上昇を抑制することができる。

＜非水電解質電池の作製＞
（実施例１）
（正極の作製）
活物質として単粒子で形成されたリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.1Ｍｎ_0.1Ｏ₂を準備した。仕込みの活物質の平均粒子径（Ｄ_５０）は４μｍであった。導電剤としてアセチレンブラック、並びに、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを準備した。これら活物質、導電剤、及び結着剤を９３：５：２の質量比でN-メチルピロリドン（ＮＭＰ）に溶解および混合させてペーストを調製した。

ペースト調製の具体的方法を以下に記載する。活物質および導電剤をヘンシェルミキサーを用いて混合し、活物質と導電剤との複合材（コンパウンド）を形成した。得られた複合材と結着剤をＮＭＰに分散し、２０Ｌの容積を有するプラネタリーミキサーを用いて混練した。この際、急激な粘度上昇を避けるために、各材料を少しずつＮＭＰに加えた。混練は、固形分濃度（Ｎｏｎ－Ｖｏｌａｔｉｌｅ ｃｏｎｔｅｎｔ；ＮＶ）が７８．５％の固練り条件で行った。次いで、混練物を２Ｌの容積を有するビーズミル装置に移し、８００ｒｐｍのビーズ回転速度で混合を行って、ペーストを調製した。

ペースト状の分散液を正極塗液として、帯形状のアルミニウム箔からなる集電体の表裏両面に均一に塗布した。正極塗液の塗膜を乾燥させて正極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体へのプレス成型を次の条件で行った。硬質クロムメッキが施されたスチールロールからなる、プレスロール径がΦ３５０ｍｍのプレスロールを用い、プレス荷重を約８ｋＮ／ｃｍに設定した。圧延により第１空隙率24.6%の正極を得た。圧延後の電極を所定の寸法に裁断した。そこに集電タブを溶接して正極を得た。

（負極の作製）
負極活物質として、Ｌｉ₄Ｔｉ₅Ｏ₁₂で表されるスピネル型のリチウムチタン酸化物、導電剤としてグラファイト、結着剤としてポリフッ化ビニリデンを準備した。これら負極活物質、導電剤、結着剤を９４：４：２の質量比で、ＮＭＰに溶解および混合させてペーストを調製した。このペーストを負極塗液として、帯形状のアルミニウム箔からなる負極集電体の表裏両面に均一に塗布した。負極塗液を乾燥させて負極活物質含有層を形成した。乾燥後の帯状体をプレス成型した後、帯状体を所定の寸法に裁断した。電極厚みが１３０μｍとなるように調整した。そこに集電タブを溶接して負極を得た。

（電極群の作製）
２枚のセルロースからなる不織布セパレータを用意した。セパレータの厚みはいずれも８μｍで、第２空隙率は65%であった。次に、一方のセパレータ、正極、他方のセパレータ、及び負極をこの順で重ねて積層体を形成した。得られた積層体を、セパレータが最外周に位置するように捲回して捲回体を得た。次いで得られた捲回体（コイル）を加熱しながらプレスした。かくして、捲回型電極群を作製した。

（非水電解質の調製）
非水溶媒として、プロピレンカーボネートとジエチルカーボネートを体積比１：２で混合した混合溶媒を調製した。この混合溶媒に、電解質塩としてＬｉＰＦ₆を濃度が１．５ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解させて、非水電解質を調製した。得られた非水電解質では、LiPF₆の質量／プロピレンカーボネート（PC）の質量の比率は0.7であった。

（電池の組み立て）
上記のようにして得られた捲回型電極群の正極および負極にそれぞれ電極端子を装着した。アルミニウム製の角型容器に電極群を入れた。この容器の中に前述の非水電解質を注液し、容器に封をすることで非水電解質電池を得た。なお、非水電解質電池の設計には、公称容量が２６Ａｈとなる設計を用いた。

（実施例２）
正極の第１空隙率が19.6%となるように正極作製時の圧延条件を変更するとともに、セパレータを55%の第２空隙率を有するセルロース不織布セパレータに変更した。これらの変更を加えた以外、実施例１と同様にして非水電解質電池を作製した。

（実施例３）
正極の第１空隙率が25%となるように正極作製時の圧延条件を変更するとともに、セパレータを55%の第２空隙率を有するセルロース不織布セパレータに変更した。これらの変更を加えた以外、実施例１と同様にして非水電解質電池を作製した。

（実施例４）
正極の第１空隙率が25%となるように正極作製時の圧延条件を変更するとともに、セパレータを55%の第２空隙率を有するセルロース不織布セパレータに変更した。さらに、LiPF₆／PC質量比が0.9となるよう、LiPF₆の濃度を増加させた。これらの変更を加えた以外、実施例１と同様にして非水電解質電池を作製した。

（実施例５）
正極の第１空隙率が16%となるように正極作製時の圧延条件を変更するとともに、セパレータを44%の第２空隙率を有するセルロース不織布セパレータに変更した。これらの変更を加えた以外、実施例１と同様にして非水電解質電池を作製した。

（実施例６）
正極の第１空隙率が11%となるように正極作製時の圧延条件を変更するとともに、セパレータを30%の第２空隙率を有するセルロース不織布セパレータに変更した。これらの変更を加えた以外、実施例１と同様にして非水電解質電池を作製した。

（比較例１）
正極活物質として、二次粒子で形成されたリチウム含有ニッケルコバルトマンガン複合酸化物ＬｉＮｉ_0.8Ｃｏ_0.1Ｍｎ_0.1Ｏ₂を代わりに用いたこと以外、実施例１と同じ方法で非水電解質電池を作製した。

（比較例２及び３）
正極の第１空隙率が下記表１に示す値となるように正極作製時の圧延条件を変更したこと以外、実施例１と同じ方法で非水電解質電池を作製した。

（比較例４及び５）
LiPF₆／PC質量比が下記表１に示す値となるようにLiPF₆の濃度を変更したこと以外、実施例１と同じ方法で非水電解質電池を作製した。

（比較例６及び７）
セパレータを、下記表１に示す第２空隙率を有するセルロース不織布セパレータに変更したこと以外、実施例１と同じ方法で非水電解質電池を作製した。

得られた各電池に対し、４５℃環境下でＳＯＣ（state of charge）０％からＳＯＣ１００％まで２Ｃで充電した後、ＳＯＣ１００％から０％まで２Ｃで放電する充放電サイクルを１０００サイクル繰り返し、１０００サイクルの際のガス発生量、並びに１０００サイクル後の抵抗上昇率を測定した。その結果を表１に示す。充放電サイクルを繰り返した際のガス発生量および抵抗上昇率の何れについても、実施例１にて測定された値を１００とし、他の実施例および比較例についての測定結果をこの基準に対する相対数値により示す。

ガス発生量は、次のとおり測定・算出した。充放電サイクル前後の電池のセル体積変化量から算出した。セル体積は25℃の環境で1Ｃで充電状態（ＳＯＣ）が50％になるまで充電した後、水に沈め、アルキメデスの原理より求めた。

抵抗上昇率は、次のとおり測定・算出した。抵抗上昇率は充放電サイクル前後の放電抵抗値の比から算出した。放電抵抗には、25℃の環境で1Ｃで充電状態（ＳＯＣ）が50％になるまで充電した後、10Ｃで0.2秒放電を行った際の抵抗値を測定した。

表１には、正極活物質粒子の粒形状、正極における第１空隙率、セパレータの第２空隙率、これら第１第２空隙率の比、非水電解質におけるLiPF₆とPCとの質量比、及び上記測定結果を示す。正極活物質の粒形状としては、単粒子であったか、或いは二次粒子を含んでいたかを表記する。

表１が示すとおり、実施例１－Ｘでは、サイクル時のガス発生量および抵抗上昇率の何れも同程度に抑えられていた。対して、比較例１及び３ではガス発生量および抵抗上昇率が両方とも大幅に増加していた。比較例２，４，５ではガス発生量が増加しており、比較例６及び７では抵抗上昇率が多かった。

比較例１から、正極活物質形状が二次粒子の場合、正極活物質含有層の第１空隙率は高くなり、ガス発生量および抵抗上昇率が増加することが観られる。

比較例２及び比較例３から、正極活物質含有層の第１空隙率が低すぎても高すぎても、ガス発生が多くなることが観られる。

比較例４及び比較例５から、電解質中のPCに対するLiPF₆の比率が大きすぎても小さすぎても、反応ムラが大きくなりガス発生が増加することが観られる。

比較例６及び比較例７から、正極活物質の第１空隙率と比較してセパレータの第２空隙率が低すぎても高過ぎても、抵抗上昇が大きくなることが観られる。

以上に説明した少なくとも１つの実施形態及び実施例によると、非水電解質電池が提供される。非水電解質電池は、正極と、負極と、それらの間に介するセパレータと、非水電解質とを具備する。正極は、下記式（１）で表される正極活物質の単粒子を含む正極活物質含有層を含む。活物質含有層の水銀圧入法による第１空隙率が１０％以上２５％以下である。非水電解質は、LiPF₆とプロピレンカーボネートとを含む。非水電解質中のプロピレンカーボネートに対するLiPF₆の質量比は、0.5以上1.0以下である。セパレータの水銀圧入法による第２空隙率は、活物質含有層の第１空隙率に対する比で2.2以上2.8以下である。
Ｌｉ_aＮｉ_(1-b-c-d)Ｃｏ_bＭｎ_cＭ_dＯ₂ （１）
ここで、１≦ａ≦１．２、０≦ｂ≦０．４、０≦ｃ≦０．４、０≦ｄ≦０．１、ＭはＦｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｗ、Ｙ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、ＧａおよびＶからなる群より選択される１種以上の元素である。

上記非水電解質電池によれば、高電位での充放電サイクルにおいてもガス発生および抵抗上昇を抑制することができる。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

以下に、本発明に係る幾つかの実施形態を附記する。
［１］ 下記式（１）で表される正極活物質の単粒子を含み、かつ10%以上25%以下の第１空隙率を有する正極活物質含有層を含む正極と、
負極と、
前記正極と前記負極との間に在るセパレータと、
LiPF6とプロピレンカーボネートとを含み、前記プロピレンカーボネートに対する前記LiPF6の質量比が0.5以上1.0以下である非水電解質と
を具備し、
前記第１空隙率に対する前記セパレータの第２空隙率の比が2.2以上2.8以下である非水電解質電池：
Ｌｉ_aＮｉ_(1-b-c-d)Ｃｏ_bＭｎ_cＭ_dＯ₂ （１）
ここで、１≦ａ≦１．２、０≦ｂ≦０．４、０≦ｃ≦０．４、０≦ｄ≦０．１、ＭはＦｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｗ、Ｙ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、ＧａおよびＶからなる群より選択される１種以上の元素である。
［２］ 前記第２空隙率は55%以上70%以下である、［１］に記載の非水電解質電池。
［３］ 前記負極は、リチウムの酸化－還元反応電位に対し０．５Ｖ（対Li/Li+）以上の電位でリチウムイオンの挿入及び脱離の反応電位を示す負極活物質を含む、［１］又は［２］に記載の非水電解質電池。
［４］ ［１］から［３］の何れか１つに記載の非水電解質電池を含む電池パック。

１…外装缶、２…蓋、３…正極外部端子、４…負極外部端子、５…電極群、６…正極、６ａ…正極集電タブ、６ｂ…正極活物質含有層、７…負極、７ａ…負極集電タブ、７ｂ…負極活物質含有層、８…セパレータ、９…挟持部材、９ａ…第１の挟持部、９ｂ…第２の挟持部、９ｃ…連結部、１０…正極リード、１０ａ…支持板、１０ｂ…貫通孔、１０ｃ…集電部、１０ｄ…集電部、１１…負極リード、１１ａ…支持板、１１ｂ…貫通孔、１１ｃ…集電部、１１ｄ…集電部、１２…絶縁ガスケット、２５…サーミスタ、２６…保護回路、２７…通電用の外部端子、２８…正極側リード、２９…正極側コネクタ、３０…負極側リード、３１…負極側コネクタ、３２…配線、３３…配線、３４ａ…プラス側配線、３４ｂ…マイナス側配線、３５…配線、１００…単電池。

Claims (4)

1. 下記式（１）で表される正極活物質の単粒子を含み、かつ10%以上25%以下の第１空隙率を有する正極活物質含有層を含む正極と、
   負極と、
   前記正極と前記負極との間に在るセパレータと、
   LiPF₆とプロピレンカーボネートとを含み、前記プロピレンカーボネートに対する前記LiPF₆の質量比が0.5以上1.0以下である非水電解質とを具備し、
   前記第１空隙率に対する前記セパレータの第２空隙率の比が2.2以上2.8以下である非水電解質電池：
   Ｌｉ_aＮｉ_(1-b-c-d)Ｃｏ_bＭｎ_cＭ_dＯ₂ （１）
   ここで、１≦ａ≦１．２、０＜ｂ≦０．４、０＜ｃ≦０．４、０≦ｄ≦０．１、ＭはＦｅ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｗ、Ｙ、Ｂ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｒ、ＧａおよびＶからなる群より選択される１種以上の元素である。
2. 前記第２空隙率は55%以上70%以下である、請求項１に記載の非水電解質電池。
3. 前記負極は、リチウムの酸化－還元反応電位に対し０．５Ｖ（対Li/Li⁺）以上の電位でリチウムイオンの挿入及び脱離の反応電位を示す負極活物質を含む、請求項１に記載の非水電解質電池。
4. 請求項１に記載の非水電解質電池を含む電池パック。