电池、电池组、电子设备、电动车辆以及电力系统

技术领域

本发明涉及电池、电池组、电子设备、电动车辆以及电力系统。

背景技术

近年来，对于使用了包括电解液、高分子化合物以及无机粒子的电解质层的电池，为了提高电池特性而进行了各种研究。在专利文献1中记载了通过使纳米粒子的无机物与通常的凝胶电解质复合，可以得到高温以及低温特性优异的凝胶电解质。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2002-8724号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

近年来，电池作为各种电子设备、电动汽车等的电源使用，因此期望进一步改善特性。在使用了上述电解质层的电池中，期望提高保存特性以及浮动特性。

本发明的目的在于，提供能够提高保存特性以及浮动特性的电池、电池组、电子设备、电动车辆以及电力系统。

用于解决技术问题的手段

为了解决上述的课题，本发明的电池具备正极、负极和电解质层，电解质层包括：电解液；第一高分子化合物，保持电解液；以及无机粒子，在表面保持有具有极性基团的化合物。

本发明的电池组具备：本发明的电池；以及控制部，控制该电池。

本发明的电子设备具备本发明的电池，从该电池接受电力的供给。

本发明的电动车辆具备：本发明的电池；以及转换装置，从该电池接受电力的供给并转换为车辆的驱动力。

本发明的电力系统具备本发明的电池，从该电池接受电力的供给。

根据本发明，能够提高保存特性以及浮动特性。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式所涉及的非水电解质二次电池的结构的一例的分解立体图。

图2是沿着图1的II线-II线的剖视图。

图3是表示作为应用例1的电子设备的结构的一例的框图。

图4是表示作为应用例2的车辆的结构的一例的概略图。

图5是表示作为应用例3的蓄电系统的结构的一例的概略图。

图6是表示70℃保存试验的残存容量率的图表。

图7是表示70℃保存试验的OCV降低率的图表。

具体实施方式

在本说明书中，使用“～”表示的数值范围表示包括将“～”的前后记载的数值分别作为最小值以及最大值的范围。在本说明书中阶段性地记载的数值范围中，某个阶段的数值范围的上限值或下限值也可以置换为其他阶段的数值范围的上限值或下限值。本说明书中例示的材料只要没有特别说明，能够单独使用一种或组合两种以上使用。

按照以下的顺序对本发明的实施方式、应用例、实施例以及变形例进行说明。

1实施方式(层压型电池的例子)

2应用例1(电池组以及电子设备的例子)

3应用例2(电动车辆的例子)

4应用例3(蓄电系统的例子)

5实施例

6变形例

＜1实施方式＞

[电池的结构]

图1表示本发明的一个实施方式所涉及的非水电解质二次电池(以下简称为“电池”。)的结构的一例。电池是所谓的层压型电池，且具备安装有正极引线11以及负极引线12的卷绕型的电极体20和收容该电极体20的膜状的外包装材料10，能够实现小型化、轻量化以及薄型化。

正极引线11以及负极引线12分别从外包装材料10的内部朝向外部，例如向同一方向导出。正极引线11以及负极引线12例如分别由Al、Cu、Ni或不锈钢等金属材料构成，分别形成为薄板状或网眼状。

外包装材料10例如由将尼龙膜、铝箔以及聚乙烯膜依次贴合而成的矩形状的铝层压膜构成。外包装材料10例如以聚乙烯膜侧与电极体20对置的方式配设，各外缘部通过熔接或粘接剂而相互密合。在外包装材料10与正极引线11以及负极引线12之间插入有用于抑制外部空气侵入的密合膜13。密合膜13由相对于正极引线11以及负极引线12具有密合性的材料，例如聚乙烯、聚丙烯、改性聚乙烯或改性聚丙烯等聚烯烃树脂构成。

需要说明的是，外包装材料10也可以由具有其他结构的层压膜、聚丙烯等高分子膜或金属膜代替上述的铝层压膜构成。或者，也可以由将铝制膜作为芯材，在其单面或两面上层叠有高分子膜的层压膜构成。

图2是沿着图1所示的电极体20的II-II线的剖视图。电极体20具备：具有长条状的正极21；具有长条状的负极22；设置于正极21与负极22之间且具有长条状的隔膜23；以及设置于正极21与隔膜23之间以及负极22与隔膜23之间的电解质层24。电极体20具有将正极21和负极22隔着隔膜23以及电解质层24层叠、在长度方向上卷绕成扁平状和旋涡状的结构，最外周部由保护带25保护。

以下，依次对构成电池的正极21、负极22、隔膜23以及电解质层24进行说明。

(正极)

正极21例如具备正极集电体21A和设置于正极集电体21A的两面的正极活性物质层21B。正极集电体21A例如由铝箔、镍箔或不锈钢箔等金属箔构成。正极活性物质层21B包含能够嵌入以及脱嵌锂的一种或两种以上的正极活性物质。根据需要，正极活性物质层21B还可以包含粘合剂以及导电剂中的至少一种。

(正极活性物质)

作为正极活性物质，例如，锂氧化物、锂磷氧化物、锂硫化物或含有锂的层间化合物等含锂化合物是适当的，也可以将这些中的两种以上混合使用。为了提高能量密度，优选含有锂、过渡金属元素和氧的含锂化合物。作为这样的含锂化合物，例如可以列举出具有式(A)所示的层状岩盐型结构的锂复合氧化物、具有式(B)所示的橄榄石型结构的锂复合磷酸盐等。作为含锂化合物，更优选含有选自由Co、Ni、Mn以及Fe构成的组中的至少一种作为过渡金属元素。作为这样的含锂化合物，例如可以列举出具有式(C)、式(D)或式(E)所示的层状岩盐型结构的锂复合氧化物、具有式(F)所示的尖晶石型结构的锂复合氧化物，或者具有式(G)所示的橄榄石型结构的锂复合磷酸盐等，具体而言，有LiNi

Li

(其中，式(A)中，M1表示选自Ni、Mn以外的2族～15族的元素中的至少一种。X表示选自由氧以外的16族元素以及17族元素构成的组中的至少一种。p、q、r、y、z为0≤p≤1.5、0≤q≤1.0、0≤r≤1.0、-0.10≤y≤0.20、0≤z≤0.2的范围内的值。)

Li

(其中，式(B)中，M2表示选自2族～15族的元素中的至少一种。a、b为0≤a≤2.0、0.5≤b≤2.0的范围内的值。)

Li

(其中，式(C)中，M3表示选自由Co、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Zr、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。f、g、h、j以及k为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的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，f的值表示完全放电状态下的值。)

Li

(其中，式(D)中，M4表示选自由Co、Mn、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。m、n、p以及q为0.8≤m≤1.2、0.005≤n≤0.5、-0.1≤p≤0.2、0≤q≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，m的值表示完全放电状态下的值。)

Li

(其中，式(E)中，M5表示选自由Ni、Mn、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。r、s、t以及u为0.8≤r≤1.2、0≤s＜0.5、-0.1≤t≤0.2、0≤u≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，r的值表示完全放电状态下的值。)

Li

(其中，式(F)中，M6表示选自由Co、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Cr、Fe、Cu、Zn、Mo、Sn、Ca、Sr以及W构成的组中的至少一种。v、w、x以及y为0.9≤v≤1.1、0≤w≤0.6、3.7≤x≤4.1、0≤y≤0.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，v的值表示完全放电状态下的值。)

Li

(其中，式(G)中，M7表示选自由Co、Mg、Fe、Ni、Mg、Al、B、Ti、V、Nb、Cu、Zn、Mo、Ca、Sr、W以及Zr构成的组中的至少一种。z为0.9≤z≤1.1的范围内的值。需要说明的是，锂的组成根据充放电的状态而异，z的值表示完全放电状态下的值。)

作为能够嵌入以及脱嵌锂的正极活性物质，除了这些以外，还能够使用MnO

能够嵌入以及脱嵌锂的正极活性物质也可以是上述以外的物质。另外，上述例示的正极活性物质可以以任意的组合混合两种以上。

(粘合剂)

作为粘合剂，例如能够使用选自由聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、苯乙烯-丁二烯橡胶、羧甲基纤维素以及以这些树脂材料中的一种为主体的共聚物等构成的组中的至少一种。

(导电剂)

作为导电剂，例如能够使用选自由石墨、碳纤维、炭黑、乙炔黑、科琴黑、碳纳米管以及石墨烯等构成的组中的至少一种碳材料。需要说明的是，导电剂只要是具有导电性的材料即可，并不限定于碳材料。例如，也可以使用金属材料或导电性高分子材料等作为导电剂。另外，作为导电剂的形状，例如可以列举出粒状、鳞片状、中空状、针状或筒状等，但并不特别限定于这些形状。

(负极)

负极22例如具备负极集电体22A和设置于负极集电体22A的两面的负极活性物质层22B。负极集电体22A例如由铜箔、镍箔或不锈钢箔等金属箔构成。负极活性物质层22B包含能够嵌入以及脱嵌锂的一种或两种以上的负极活性物质。根据需要，负极活性物质层22B还可以包含粘合剂以及导电剂中的至少一种。

需要说明的是，在该电池中，负极22或负极活性物质的电化学当量大于正极21的电化学当量，理论上，优选为在充电过程中锂金属不会在负极22上析出。

(负极活性物质)

作为负极活性物质，例如可以列举出难石墨化性碳、易石墨化性碳、石墨、热分解碳类、焦炭类、玻璃状碳类、有机高分子化合物烧成体、碳纤维或活性炭等碳材料。其中，在焦炭类中有沥青焦炭、针状焦炭或石油焦炭等。有机高分子化合物烧成体是指将酚醛树脂、呋喃树脂等高分子材料在适当的温度下烧成而碳化的物质，也有一部分被分类为难石墨化性碳或易石墨化性碳的物质。这些碳材料在充放电时产生的晶体结构的变化非常少，能够得到较高的充放电容量，并且能够得到良好的循环特性，故优选。特别是石墨的电化学当量较大，能够得到较高的能量密度，故优选。另外，难石墨化碳能够得到优异的循环特性，故优选。此外，充放电电位较低的物质，具体而言，充放电电位接近于锂金属的物质能够容易地实现电池的高能量密度化，故优选。

另外，作为能够高容量化的其他负极活性物质，还可以列举出含有金属元素以及半金属元素中的至少一种作为构成元素(例如，合金、化合物或混合物)的材料。这是因为，如果使用这样的材料，则能够得到较高的能量密度。特别是，如果与碳材料一起使用，则能够得到高能量密度，并且能够得到优异的循环特性，故更优选。需要说明的是，在本发明中，合金包括由两种以上的金属元素构成的合金，还包括含有一种以上的金属元素和一种以上的半金属元素的合金。另外，也可以含有非金属元素。在其组织中有固溶体、共晶(共熔混合物)、金属间化合物，或它们中的两种以上共存。

作为这样的负极活性物质，例如可以列举出能够与锂形成合金的金属元素或半金属元素。具体而言，可以列举出Mg、B、Al、Ti、Ga、In、Si、Ge、Sn、Pb、Bi、Cd、Ag、Zn、Hf、Zr、Y、Pd或Pt。这些可以是结晶质的物质，也可以是非晶质的物质。

作为这样的负极活性物质，可以列举出含有短周期型周期表中的4B族的金属元素或半金属元素作为构成元素的物质，其中优选含有Si以及Sn中的至少一种作为构成元素的物质。这是因为Si以及Sn嵌入以及脱嵌锂的能力较大，能够得到较高的能量密度。作为这样的负极活性物质，例如可以列举出Si的单质、合金或化合物，Sn的单质、合金或化合物，或者至少一部分具有它们中的一种或两种以上的材料。

作为Si的合金，例如，可以列举出含有选自由Sn、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb、Nb、Mo、Al、P、Ga以及Cr构成的组中的至少一种作为Si以外的第二构成元素的合金。作为Sn的合金，例如，可以列举出含有选自由Si、Ni、Cu、Fe、Co、Mn、Zn、In、Ag、Ti、Ge、Bi、Sb、Nb、Mo、Al、P、Ga以及Cr构成的组中的至少一种作为Sn以外的第二构成元素的合金。

作为Sn的化合物或Si的化合物，例如可以列举出含有O或C作为构成元素的化合物。这些化合物也可以含有上述的第二构成元素。

其中，作为Sn系的负极活性物质，优选含有Co、Sn和C作为构成元素，并且具有结晶性低或非晶质的结构。

作为其他的负极活性物质，例如还可以列举出能够嵌入以及脱嵌锂的金属氧化物或高分子化合物等。作为金属氧化物，例如可以列举出钛酸锂(Li

(粘合剂)

作为粘合剂，能够使用与正极活性物质层21B同样的粘合剂。

(导电剂)

作为导电剂，能够使用与正极活性物质层21B同样的导电剂。

(隔膜)

隔膜23是将正极21和负极22隔离，在防止由两极的接触而导致短路的同时，使锂离子透过的绝缘性的多孔膜。由于在隔膜23的空孔中保持有电解液，因此隔膜23优选具有对电解液的耐性高、反应性低、难以膨胀的特性。

隔膜23例如由聚四氟乙烯、聚烯烃树脂(聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE)等)、丙烯酸树脂、苯乙烯树脂、聚酯树脂、尼龙树脂，或由将这些树脂共混的树脂构成的多孔膜构成，也可以是将这些中的两种以上的多孔膜层叠而成的结构。

其中，聚烯烃制的多孔膜的防短路效果优异，并且能够实现基于断路效应的电池的安全性提高，故优选。特别是聚乙烯在100℃以上且160℃以下的范围内能够得到断路效应，并且电化学稳定性也优异，因此优选作为构成隔膜23的材料。其中，低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线状聚乙烯的熔融温度是适当的，容易获得，故优选使用。此外，也能够使用将具备化学稳定性的树脂与聚乙烯或聚丙烯共聚或共混而得到的材料。或者，多孔膜也可以具有将聚丙烯层、聚乙烯层和聚丙烯层依次层叠而成的三层以上的结构。作为隔膜23的制作方法，可以为湿式、干式。

作为隔膜23，也可以使用无纺布。作为构成无纺布的纤维，能够使用芳族聚酰胺纤维、玻璃纤维、聚烯烃纤维、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)纤维或尼龙纤维等。另外，也可以将这些两种以上的纤维混合而制成无纺布。

(电解质层)

电解质层24包括：电解液；高分子化合物，成为保持电解液的保持体；以及无机粒子，在表面保持有具有一个或两个以上的极性基团的化合物。通过电解质层24包括无机粒子，能够提高电解质层24的强度、耐氧化性以及耐热性等。另外，通过将具有一个或两个以上的极性基团的化合物保持在无机粒子的表面，在电解质层24的形成工序中，能够提高无机粒子的分散性。因此，能够抑制电解质层24内的无机粒子浓度的偏差，因此能够提高保存特性以及浮动特性等电池特性。电解质层24优选具有凝胶状。如果电解质层24具有凝胶状，则能够得到较高的离子传导率，并且能够抑制电池的漏液。

在此，对设置于正极21与隔膜23之间的电解质层24，以及设置于负极22与隔膜23之间的电解质层24这两者包含无机粒子的情况进行说明，但也可以是这些电解质层24中的一者包含无机粒子。但是，从提高电池特性的观点出发，优选这些电解质层24两者包含无机粒子。

电解液是所谓的非水电解液，包含有机溶剂(非水溶剂)和溶解于该有机溶剂的电解质盐。为了提高电池特性，电解液可以含有公知的添加剂。

作为有机溶剂，能够使用碳酸亚乙酯或碳酸亚丙酯等环状的碳酸酯，优选将碳酸亚乙酯以及碳酸亚丙酯中的一者，特别是两者混合使用。这是因为能够进一步提高循环特性。

作为有机溶剂，除了这些环状的碳酸酯以外，还优选将碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸甲乙酯或碳酸甲丙酯等链状的碳酸酯混合使用。这是因为能够得到较高的离子传导性。

作为有机溶剂，还优选含有2,4-二氟苯甲醚或碳酸亚乙烯酯。这是因为，2,4-二氟苯甲醚能够进一步提高放电容量，另外，碳酸亚乙烯酯能够进一步提高循环特性。因此，如果将这些混合使用，则能够进一步提高放电容量以及循环特性，因此优选。

除此以外，作为有机溶剂，可以列举出碳酸亚丁酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、1,2-二甲氧基乙烷、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,3-二氧戊环、4-甲基-1,3-二氧戊环、乙酸甲酯、丙酸甲酯、乙腈、戊二腈、己二腈、甲氧基乙腈、3-甲氧基丙腈、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、N-甲基噁唑烷酮、N,N-二甲基咪唑啉酮、硝基甲烷、硝基乙烷、环丁砜、二甲基亚砜或磷酸三甲酯等。

需要说明的是，这些有机溶剂中的至少一部分的氢被氟取代了的化合物，根据组合的电极的种类，有时能够提高电极反应的可逆性，因此有时优选。

作为电解质盐，例如可以列举出锂盐，可以单独使用一种，也可以混合两种以上使用。作为锂盐，可以列举出LiPF

作为成为保持电解液的保持体的高分子化合物(第一高分子化合物)，例如能够使用选自由偏二氟乙烯系聚合物、聚丙烯腈、聚四氟乙烯、聚六氟丙烯、聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚磷腈、聚硅氧烷、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、苯乙烯-丁二烯橡胶、腈-丁二烯橡胶、聚苯乙烯以及聚碳酸酯构成的组中的至少一种。特别是从电化学稳定性的观点出发，这些高分子化合物中，优选使用选自由偏二氟乙烯系聚合物、聚丙烯腈、聚六氟丙烯以及聚环氧乙烷构成的组中的至少一种，特别优选使用偏二氟乙烯系聚合物。作为偏二氟乙烯系聚合物，优选使用选自由聚偏二氟乙烯(偏二氟乙烯的均聚物)，以及偏二氟乙烯与六氟丙烯的共聚物构成的组中的至少一种。需要说明的是，也可以偏二氟乙烯系聚合物的侧链或末端等的一部分被改性。

无机粒子在表面具有电性偏正或偏负的部位。像这样，无机粒子通过在表面具有电性偏正或偏负的部位，偏正或偏负的部位与上述化合物所具有的一个或两个以上的极性基团相互作用，具有一个或两个以上的极性基团的化合物通过吸附等被保持在无机粒子的表面。

无机粒子例如包含无机化合物粒子以及金属粒子中的至少一种，特别优选包含无机氧化物粒子。通过使无机氧化物粒子的表面的羟基等极性基团与上述化合物所具有的极性基团进行氢键合等，从而吸附保持在无机氧化物粒子的表面。在此，金属粒子的金属定义为包含半金属。

无机化合物粒子例如包含选自由金属氧化物、金属氮化物、金属碳化物以及金属硫化物等构成的组中的至少一种。金属氧化物优选包含选自由氧化铝(矾土，Al

无机粒子具备耐氧化性以及耐热性，因此含有无机粒子的正极对置侧面的电解质层24对于充电时的正极附近的氧化环境也具有较强的耐性。无机粒子的形状没有特别限定，能够使用球状、板状、纤维状、立方体状以及无规形状等中的任一种。

无机粒子的平均粒径优选为1nm以上且1μm以下。如果无机粒子的平均粒径小于1nm，则难以获得，或者即使能够获得但在成本上不划算。另一方面，如果无机粒子的平均粒径为1μm以下，则能够提高用于形成电解质层的涂料的涂布性，进一步抑制电解质层24内的无机粒子浓度的偏差。

作为具有一个或两个以上的极性基团的化合物，从提高电解质层24的形成工序中的无机粒子的分散性的观点出发，优选使用具有一个或两个以上的极性基团的聚合物(第二高分子化合物)。极性基团例如为选自由羧酸基、磷酸基、磺酸基、羧酸酯基、磷酸酯基、磺酸酯基、酰胺基、氨基、羟基以及醚基构成的组中的至少一种。从提高保存特性的观点出发，在这些极性基团中，优选为选自由羧酸基以及羧酸酯基构成的组中的至少一种。

聚合物可以是均聚物(homopolymer)，也可以是共聚物(copolymer)。从提高电解质层24的形成工序中的无机粒子的分散性的观点出发，聚合物的重均分子量的下限值优选为3万以上，更优选为30万以上，进一步更优选为50万以上，特别优选为90万以上。从在电解液中的溶解性的观点出发，聚合物的重均分子量的上限值优选为200万以下。需要说明的是，上述的重均分子量通过凝胶渗透色谱法求出。

作为聚合物，例如能够使用将选自由偏二氟乙烯系聚合物、丙烯腈系聚合物以及聚醚系聚合物等构成的组中的至少一种聚合物中的一种或两种以上的基团用极性基团取代后的聚合物。

作为上述偏二氟乙烯系聚合物，例如可以列举出选自由聚偏二氟乙烯(偏二氟乙烯的均聚物)、偏二氟乙烯-六氟丙烯共聚物、偏二氟乙烯-乙烯共聚物、偏二氟乙烯-单氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-三氟乙烯共聚物、偏二氟乙烯-四氟乙烯共聚物，以及偏二氟乙烯-六氟丙烯-四氟乙烯三元共聚物等构成的组中的至少一种。

作为上述丙烯腈系聚合物，例如可以列举出选自由丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸乙酯共聚物、丙烯腈-丙烯酸乙酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸共聚物、丙烯腈-丙烯酸共聚物以及丙烯腈-乙酸乙烯酯共聚物构成的组中的至少一种。

作为上述聚醚系聚合物，例如可以列举出选自由聚环氧乙烷以及环氧乙烷-环氧丙烷共聚物等构成的组中的至少一种。

需要说明的是，作为聚合物，可以使用将选自由作为保持电解液的保持体例示的高分子化合物构成的组中的至少一种的一个或两个以上的基团用极性基团取代后的聚合物。

具有一个或两个以上的极性基团的化合物例如可以具有直链状，也可以具有支链状。极性基团可以设置于化合物的末端，也可以设置于化合物的侧链，还可以设置于化合物的末端以及侧链这两者。

相对于无机粒子100质量份，具有一个或两个以上的极性基团的化合物的含量优选为2质量份以上且5质量份以下。如果上述化合物的含量为2质量％以上，则能够特别提高电解质层24的形成工序中的无机粒子的分散性。另一方面，如果上述化合物的含量超过5质量份，则无机粒子的分散性提高效果降低，保存特性以及浮动特性的改善效果有可能降低。

[电池的动作]

在具有上述的结构的电池中，当进行充电时，例如，锂离子从正极活性物质层21B脱嵌，经由电解质层24嵌入负极活性物质层22B。另外，当进行放电时，例如，锂离子从负极活性物质层22B脱嵌，并经由电解质层24嵌入正极活性物质层21B。

[电池的制造方法]

接着，对本发明的一个实施方式所涉及的电池的制造方法的一例进行说明。

(正极的制作工序)

以如下方式制作正极21。首先，例如，将正极活性物质、粘合剂和导电剂混合而制备正极合剂，使该正极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)等溶剂中，制作糊状的正极合剂浆料。接着，将该正极合剂浆料涂布于正极集电体21A的两面，使溶剂干燥，通过辊压机等进行压缩成型，由此形成正极活性物质层21B，得到正极21。

(负极的制作工序)

以如下方式制作负极22。首先，例如，将负极活性物质和粘合剂混合而制备负极合剂，使该负极合剂分散于N-甲基-2-吡咯烷酮等溶剂中，制作糊状的负极合剂浆料。接着，将该负极合剂浆料涂布于负极集电体22A的两面，使溶剂干燥，通过辊压机等进行压缩成型，由此形成负极活性物质层22B，得到负极22。

(电解质层的形成工序)

以如下方式制作电解质层24。首先，例如，通过将电解液25～35质量份、作为保持电解液的保持体的高分子化合物1～3质量份、无机粒子0.3～7.0质量份、有机溶剂55～70质量份、具有一个或两个以上的极性基团的化合物(相对于无机粒子100质量份为2～5质量份)混合，得到混合溶液。接着，例如通过使用均化器对混合溶液进行加热搅拌，使高分子化合物溶解，并且使具有极性基团的化合物保持在无机粒子的表面，由此制备分散有无机粒子的溶胶状的前体溶液。此时，无机粒子表面的电性偏正或偏负的部位与上述化合物中包含的极性基团相互作用，由此如上所述在无机粒子的表面保持具有极性基团的化合物。接着，将该前体溶液均匀地涂布并浸渍于正极21以及负极22的两面。然后，通过使稀释溶剂气化而除去，从而形成电解质层24。

(卷绕工序)

以如下方式制作电极体20。首先，通过焊接将正极引线11安装于正极集电体21A的端部，并且通过焊接将负极引线12安装于负极集电体22A的端部。接着，将形成有电解质层24的正极21和负极22隔着隔膜23层叠而制成层叠体，然后将该层叠体在其长度方向上卷绕，在最外周部粘接保护带25而得到电极体20。

(密封工序)

电极体20由外包装材料10以如下方式密封。首先，例如，在具有柔软性的外包装材料10之间夹入电极体20。此时，在正极引线11以及负极引线12与外包装材料10之间插入密合膜13。需要说明的是，也可以在正极引线11、负极引线12上分别预先安装密合膜13。另外，也可以预先对外包装材料10实施压花成型，形成作为收容电极体20的收容空间的凹部。接着，通过热熔接等使外包装材料10的外缘部彼此密合而进行密封。如上所述，可以得到由外包装材料10收容了电极体20的电池。密封后，根据需要，也可以通过热压来成型电池。

[效果]

在一个实施方式所涉及的电池中，具有极性基团的化合物被保持在无机粒子的表面，因此在电解质层24的形成工序中能够提高无机粒子的分散性，抑制电解质层24内产生无机粒子浓度的偏差。由此，在电解质层24内无机粒子浓度局部较低的部位减少，因此能够抑制产生微小短路。因此，能够提高保存特性以及浮动特性等电池特性。

＜2应用例1＞

在应用例1中，对具备上述的一个实施方式所涉及的电池的电子设备进行说明。

图3表示作为应用例1的电子设备100的结构的一例。电子设备100具备电子设备主体的电子电路110和电池组120。电池组120经由正极端子123a以及负极端子123b与电子电路110电连接。电子设备100也可以具有能够自由装卸电池组120的结构。

作为电子设备100，例如可以列举出笔记本型个人计算机、平板型计算机、移动电话(例如智能手机等)、便携信息终端(Personal Digital Assistants：个人数字助理：PDA)、显示装置(LCD(Liquid Crystal Display：液晶显示器)、EL(Electro Luminescence：电致发光)显示器、电子纸等)、摄像装置(例如数字静态照相机、数字摄像机等)、音频设备(例如便携式音频播放器)、游戏设备、无绳电话子机、电子书籍、电子词典、收音机、头戴式耳机、导航系统、存储卡、起搏器、助听器、电动工具、电动剃须刀、冰箱、空调、电视、立体声、热水器、微波炉、餐具清洗器、洗衣机、干燥器、照明设备、玩具、医疗设备、机器人、负载调节器或信号机等，但并不限定于此。

(电子电路)

电子电路110例如具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、周边逻辑部、接口部以及存储部等，对电子设备100的整体进行控制。

(电池组)

电池组120具备组电池121和充放电电路122。根据需要，电池组120还可以具备收容组电池121以及充放电电路122的外包装材料(未图示)。

组电池121通过将多个二次电池121a以串联和/或并联的方式连接而构成。多个二次电池121a例如以n并联m串联(n、m为正整数)的方式连接。需要说明的是，在图3中，示出了6个二次电池121a以2并联3串联(2P3S)的方式连接的例子。作为二次电池121a，使用上述的一个实施方式所涉及的电池。

在此，对电池组120具备由多个二次电池121a构成的组电池121的情况进行说明，但电池组120也可以采用具备一个二次电池121a来代替组电池121的结构。

充放电电路122是控制组电池121的充放电的控制部。具体而言，在充电时，充放电电路122控制对组电池121的充电。另一方面，在放电时(即，使用电子设备100时)，充放电电路122控制对电子设备100的放电。

作为外包装材料，例如能够使用由金属、高分子树脂或这些的复合材料等构成的壳体。作为复合材料，例如可以列举出层叠有金属层和高分子树脂层的层叠体。

＜3应用例2＞

在应用例2中，对具备上述的一个实施方式所涉及的电池的电动车辆进行说明。

图4表示作为应用例2的混合动力车辆200的结构的一例。混合动力车辆200采用串联式混合动力系统作为电动车辆用的蓄电系统。串联式混合动力系统是使用由发动机驱动的发电机所发电的电力，或者将其暂时存储在电池中的电力，利用电力驱动力转换装置行驶的系统。

在该混合动力车辆200中搭载有发动机201、发电机202、电力驱动力转换装置203、驱动轮204a、驱动轮204b、车轮205a、车轮205b、蓄电装置208、车辆控制装置209、各种传感器210以及充电口211。蓄电装置208具备一个或两个以上的上述一个实施方式所涉及的电池。

混合动力车辆200将电力驱动力转换装置203作为动力源而行驶。电力驱动力转换装置203的一例是电机。通过蓄电装置208的电力使电力驱动力转换装置203工作，该电力驱动力转换装置203的旋转力被传递至驱动轮204a、204b。需要说明的是，通过在必要的部位使用直流-交流(DC-AC)转换或逆转换(AC-DC转换)，作为电力驱动力转换装置203，能够使用交流电机以及直流电机中的任意一个。各种传感器210经由车辆控制装置209控制发动机转速，或者控制未图示的节气门阀的开度(节气门开度)。各种传感器210包括速度传感器、加速度传感器以及发动机转速传感器等。

发动机201的旋转力被传递至发电机202，能够将通过该旋转力由发电机202生成的电力蓄积在蓄电装置208中。

当混合动力车辆通过未图示的制动机构减速时，该减速时的阻力作为旋转力施加于电力驱动力转换装置203，通过该旋转力由电力驱动力转换装置203生成的再生电力蓄积在蓄电装置208中。

蓄电装置208能够通过经由充电口211与外部电源连接，将充电口211作为输入口从该外部电源接受电力供给，并蓄积接受到的电力。

虽未图示，但也可以具备基于与二次电池相关的信息进行与车辆控制相关的信息处理的信息处理装置。作为这样的信息处理装置，例如有基于与电池的余量相关的信息来进行电池余量显示的信息处理装置等。

需要说明的是，在上述的应用例中，以使用由发动机驱动的发电机所发电的电力，或者预先将其暂时存储在电池中的电力，通过电机行驶的串联式混合动力车辆为例进行了说明，但能够使用本发明所涉及的电池的车辆并不限定于此。例如，既可以是将发动机和电机作为驱动源使用，适当切换仅通过发动机行驶、仅通过电机行驶、通过发动机和电机行驶这三种方式来使用的并联式混合动力车辆，也可以是不使用发动机而仅通过驱动电机的驱动来行驶的电动车辆。

＜4应用例3＞

在应用例3中，对具备上述的一个实施方式所涉及的电池的住宅用的蓄电系统进行说明。

图5表示作为应用例3的蓄电系统的结构的一例。在住宅301用的蓄电系统300中，从火力发电302a、原子能发电302b、水力发电302c等集中型电力系统302，经由电力网络309、信息网络312、智能电表307、电源集线器308等向蓄电装置303供给电力。与此同时，从家庭内发电装置304等独立电源向蓄电装置303供给电力。供给至蓄电装置303的电力被存储。使用蓄电装置303，对在住宅301中使用的电力进行供电。不限定于住宅301，在大厦中也可以使用同样的蓄电系统。

在住宅301中设置有家庭内发电装置304、电力消耗装置305、蓄电装置303、控制各装置的控制装置310、智能电表307、取得各种信息的传感器311。各装置通过电力网络309以及信息网络312连接。使用太阳能电池、燃料电池等作为家庭内发电装置304，将所发电的电力供给至电力消耗装置305和/或蓄电装置303。电力消耗装置305是冰箱305a、空调装置305b、电视接收机305c、浴缸305d等。此外，电力消耗装置305包括电动车辆306。电动车辆306是电动汽车306a、混合动力汽车306b、电动摩托车306c。

蓄电装置303具备一个或两个以上上述的一个实施方式所涉及的电池。智能电表307具备测定商用电力的使用量并将测定出的使用量发送给电力公司的功能。电力网络309可以组合直流供电、交流供电、非接触供电中的任意一个或多个。

各种传感器311例如是人感传感器、照度传感器、物体检测传感器、消耗电力传感器、振动传感器、接触传感器、温度传感器、红外线传感器等。通过各种传感器311取得的信息被发送到控制装置310。根据来自传感器311的信息，能够掌握气象的状态、人的状态等，自动地控制电力消耗装置305，使能量消耗为最小。此外，控制装置310能够将与住宅301相关的信息经由因特网发送到外部的电力公司等。

通过电源集线器308进行电力线的分支、直流交流转换等处理。作为与控制装置310连接的信息网络312的通信方法，有使用UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter：非同步串行通信用发送接收电路)等通信接口的方法、利用Bluetooth(注册商标)、ZigBee(注册商标)、Wi－Fi等无线通信标准的传感器网络的方法。Bluetooth(注册商标)方法应用于多媒体通信，并且能够进行一对多连接的通信。ZigBee(注册商标)使用IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers：电气和电子工程师协会)802.15.4的物理层。IEEE802.15.4是被称为PAN(Personal Area Network：个人局域网)或W(Wireless：无线)PAN的短距离无线网络标准的名称。

控制装置310与外部的服务器313连接。该服务器313可以由住宅301、电力公司和服务提供商中的任一方来管理。服务器313发送接收的信息例如是与消耗电力信息、生活模式信息、电力费用、天气信息、自然灾害信息和电力交易相关的信息。这些信息可以从家庭内的电力消耗装置(例如电视接收机)发送接收，也可以从家庭外的装置(例如，移动电话等)发送接收。这些信息可以显示在具有显示功能的设备上，例如电视接收机、移动电话、PDA(Personal Digital Assistants：个人数字助理)等。

控制各部分的控制装置310由CPU(Central Processing Unit：中央处理器)、RAM(Random Access Memory：随机存储器)、ROM(Read Only Memory：只读存储器)等构成，在该例中被存储在蓄电装置303中。控制装置310通过信息网络312与蓄电装置303、家庭内发电装置304、电力消耗装置305、各种传感器311、服务器313连接，例如具有调整商用电力的使用量和发电量的功能。需要说明的是，除此以外，也可以具备在电力市场进行电力交易的功能等。

如上所述，除了火力302a、原子能发电302b、水力发电302c等集中型电力系统302的电力以外，还能够将家庭内发电装置304(太阳能发电、风力发电)的发电电力蓄积在蓄电装置303中。因此，即使家庭内发电装置304的发电电力产生变动，也能够进行控制，使向外部送出的电力量恒定，或者仅放出所需的电力。例如，也可以采用以下使用方法：将通过太阳能发电得到的电力蓄积在蓄电装置303中，并且将夜间费用较低的深夜电力蓄积在蓄电装置303中，在白天费用较高的时间段放出由蓄电装置303蓄积的电力来使用。

需要说明的是，在该例中，说明了控制装置310被存储在蓄电装置303内的例子，但也可以存储在智能电表307内，也可以单独构成。此外，蓄电系统300可以将集体住宅中的多个家庭作为对象来使用，也可以将多个独立式住宅作为对象来使用。

＜5实施例＞

以下，通过实施例对本发明具体地进行说明，但本发明并不仅限定于这些实施例。

在以下的实施例以及比较例中，共聚物的重均分子量通过凝胶渗透色谱法求出。

[实施例1]

(正极的制作工序)

首先，将作为正极活性物质的LiCoO

(负极的制作工序)

首先，将作为负极活性物质的人造石墨90质量份和作为负极粘合剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)10质量份混合，由此制成负极合剂。接着，通过使负极合剂分散在有机溶剂(N-甲基-2-吡咯烷酮)中，制成糊状的负极合剂浆料。接着，使用涂布装置在负极集电体(15μm厚的铜箔)的两面涂布负极合剂浆料后，使该负极合剂浆料干燥，由此形成负极活性物质层。接着，使用辊压机对负极活性物质层进行压缩成型后，将形成有该负极活性物质层的负极集电体切断为50mm×310mm的带状。

(电解质层的形成工序)

首先，将碳酸亚乙酯(EC)和碳酸亚丙酯(PC)以质量比为EC∶PC＝50∶50的方式混合，制备混合溶剂。接着，在该混合溶剂中溶解电解质盐(LiPF

接着，使用均化器对混合溶液进行加热搅拌(80℃，搅拌时间为30分钟～1小时)，由此使高分子化合物溶解，并且制备分散有无机粒子的溶胶状的前体溶液。此时，通过使无机粒子表面的羟基等极性官能团与共聚物的极性官能团相互作用，在无机粒子表面吸附保持包含极性官能团的共聚物。接着，在正极以及负极的两面涂布前体溶液后，使该前体溶液干燥，由此形成凝胶状的电解质层。

(卷绕工序)

首先，在正极集电体上焊接正极引线，并且在负极集电体上焊接负极引线。接着，隔着隔膜(23μm厚的微孔性聚丙烯膜)，将形成有电解质层的正极以及负极层叠后，将该层叠物在长度方向上卷绕，在最外周部粘贴保护带，由此得到卷绕型的电极体。

(密封工序)

首先，在具有柔软性的外包装材料之间夹入电极体20，折叠外包装材料。此时，在正极引线与外包装材料之间插入密合膜，并且在负极引线与外包装材料之间插入密合膜。接着，通过将折叠的外包装材料的外周缘部彼此热熔接，利用外包装材料封入电极体。如上所述，得到目标电池。

[实施例2]

在电解质层的形成工序中，作为包含极性官能团的共聚物，使用偏二氟乙烯系共聚物的一部分官能团被羧酸基取代、重均分子量为90万的共聚物，除此以外，与实施例1同样地得到电池。

[实施例3]

在电解质层的形成工序中，作为包含极性官能团的共聚物，使用聚醚系聚合物的一部分官能团被磷酸基取代、重均分子量为3万的共聚物，除此以外，与实施例1同样地得到电池。

[实施例4]

在电解质层的形成工序中，作为包含极性官能团的共聚物，使用聚醚系聚合物的一部分官能团被磺酸酯基取代、重均分子量为30万的共聚物，除此以外，与实施例1同样地得到电池。

[实施例5]

在电解质层的形成工序中，作为包含极性官能团的共聚物，使用聚醚系聚合物的一部分官能团被氨基取代，重均分子量为30万的共聚物，除此以外，与实施例1同样地得到电池。

[比较例1]

在电解质层的形成工序中，不添加包含极性官能团的共聚物而得到混合溶液，除此以外，与实施例1同样地得到电池。

[比较例2]

在电解质层的形成工序中，使用不包含极性官能团的共聚物来代替包含极性官能团的共聚物，除此以外，与实施例1同样地得到电池。需要说明的是，作为不包含极性官能团的共聚物，使用重均分子量为60万的偏二氟乙烯系聚合物。

[评价]

(无机粒子的状态的观察)

在上述的电解质层的制作工序中，对制作的凝胶状的电解质层进行采样，用光学显微镜进行观察。其结果为，在未添加具有极性官能团的共聚物的电解质层(比较例1、2)中，与添加了具有极性官能团的共聚物的电解质层(实施例1～5)相比，观测到更大的无机粒子的凝聚物。

(70℃保存试验)

对于如上所述那样得到的电池，按照以下方式求出70℃保存试验中的残存容量率。首先，将电池充电至4.4V后进行放电，求出保存试验前的电池容量(放电容量)。接着，将电池再次充电至4.4V，在70℃的恒温槽中保存14天后，将电池放电并求出电池容量(放电容量)。接着，根据以下的式子求出残存容量率。将其结果示于表1以及图6。

残存容量率[％]＝((保存试验后的电池容量)/(保存试验前的电池容量))×100

另外，对于如上所述那样得到的电池，按照以下方式求出70℃保存试验中的OCV(Open Circuit Voltage：开路电压)降低率。首先，将电池充电至4.4V，测定初始的OCV，接着，在70℃的恒温槽中保存电池，测定保存规定期间后的OCV。接着，根据以下的式子求出相对于各保存期间的OCV降低率。将其结果示于表1以及图7。

OCV降低率[％]＝(((初始的OCV)-(保存规定期间后的OCV))/(初始的OCV))×100

(65℃浮动试验)

对于如上所述那样得到的电池，按照以下方式求出膨胀率。首先，以1.14mA将电池充电至4.4V，测定初始的电池体积。接着，将已充电的电池输送到恒温槽中，在65℃的恒温槽中在4.4V、0.285mA的条件下持续充电后，测定从试验开始经过3天后的电池体积。接着，根据以下的式子求出浮动试验后的膨胀率。将其结果示于表1。

膨胀率[％]＝((3天后的电池体积)/(初始的电池体积))×100

表1表示实施例1～5、比较例1、2的电池的结构以及评价结果。

[表1]

在电解质层形成用的混合溶液中添加具有极性官能团的共聚物，使共聚物保持在无机粒子的表面的实施例1～5的电池中，在保存试验中，能够抑制OCV的降低，并且能够提高残存容量率。另外，在浮动试验中，能够抑制膨胀率的上升。特别是，在作为极性官能团添加了羧酸酯基或羧酸基的实施例1、2中，OCV降低的抑制以及残存容量率的提高的效果显著。

保存试验中的OCV降低的抑制以及残存容量率的提高基于以下的理由。即，通过使共聚物保持在无机粒子的表面，在电解质层的制作工序中，由于共聚物的立体障碍，前体溶液的涂膜中的无机粒子的分散性提高。因此，能够抑制凝胶状的电解质层内的无机粒子浓度的偏差，减轻保存试验中的微小短路。由此，可以抑制OCV的降低，并且残存容量率提高。

另外，浮动试验中的膨胀率上升的抑制，如上所述，通过抑制凝胶状的电解质层内的无机粒子浓度的偏差，使电流的流动均匀化，可以抑制电解液的分解。

在电解质层形成用的混合溶液中未添加包含极性官能团的共聚物的比较例1的电池，以及在电解质层形成用的混合溶液中添加了不包含极性官能团的共聚物的比较例2的电池中，在保存试验中，OCV降低，并且残存容量率降低。另外，在浮动试验中，膨胀率上升。

保存试验中的OCV降低以及残存容量率的降低基于以下的理由。即，由于共聚物未被保持在无机粒子的表面，因此在电解质层的制作工序中，前体溶液的涂膜中的无机粒子的分散性恶化，凝胶状的电解质层内的无机粒子浓度产生偏差，从而产生局部无机粒子浓度较低的部位。因此，在凝胶状电解质的无机粒子浓度较低时，电阻变低，在保存试验中产生微小短路。由此，OCV降低，并且残存容量率降低。

另外，浮动试验中的膨胀率上升基于以下的理由。即，如上所述，由于凝胶状的电解质层内的无机粒子浓度产生偏差，使得电流在电解质层内的无机粒子浓度较低的部位良好地流动。因此，促进了电解液的分解反应，产生气体，导致电池膨胀。

＜6变形例＞

以上，对本发明的实施方式、应用例以及实施例具体地进行了说明，但本发明并不限定于上述的实施方式、应用例以及实施例，能够基于本发明的技术思想进行各种变形。

例如，在上述的实施方式、应用例以及实施例中列举的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等仅是示例，也可以根据需要使用与其不同的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等。另外，化合物等的化学式是代表性的，只要是相同的化合物的一般名称，则并不限定于所记载的价数等。

另外，上述的实施方式、应用例以及实施例的结构、方法、工序、形状、材料以及数值等只要不脱离本发明的主旨，即能够相互组合。

另外，在上述的实施方式、应用例以及实施例中，以层压型的电池为例进行了说明，但电池的形状并不限定于此，也能够将本发明应用于圆筒型、方型、硬币型或纽扣型等各种形状。另外，也能够将本发明应用于在智能手表以及头戴式显示器等可穿戴终端上搭载的柔性电池等。

另外，在上述的实施方式以及实施例中，对将本发明应用于卷绕型的电池的例子进行了说明，但电池的结构并不限定于此，例如，本发明也能够应用于将正极以及负极隔着隔膜层叠的层叠型的电池(堆叠型的电池)，或者将隔膜夹在中间的折叠了正极以及负极的电池等。

另外，在上述的实施方式以及实施例中，对在正极以及负极的两面涂布前体溶液而形成电解质层的情况进行了说明，但也可以在隔膜的两面涂布前体溶液而形成电解质层。

附图标记说明：

10…外包装材料，11…正极引线，12…负极引线，13…密合膜，20…电极体，21…正极，21A…正极集电体，21B…正极活性物质层，22…负极，22A…负极集电体，22B…负极活性物质层，23…隔膜，24…保护带，100…电子设备，120…电池组，200…混合动力车辆，208…蓄电装置，300…蓄电系统。