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JP7408287B2 - 電池、電池パック、車両及び定置用電源 - Google Patents

電池、電池パック、車両及び定置用電源 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、電池、電池パック、車両及び定置用電源に関する。
近年、リチウムイオン電池等の二次電池は、エネルギー密度が高い電池として、様々な適用が進められている。これらの二次電池等の電池では、エネルギー密度をさらに高くすることに加えて、充放電効率（クーロン効率）、貯蔵性能及びサイクル特性等が優れていることが、求められる。このため、電池を形成する材料としては、化学的及び電気化学的な安定性、及び、耐腐食性等が優れた材料を組み合わせる必要がある。ここで、エネルギー密度をさらに向上させると同時にその他の特性も向上させるためには、電池において、電解液等の電解質の副反応が起こり難くする必要がある。例えば、電解質として水系溶媒を含む水系電解液が用いられる場合、水の電気分解が起こり難くする必要がある。水の電気分解を起こり難くするためには、正極では電解液の耐酸化性を高くし、負極では電解液の耐還元性を高くする必要がある。前述のような事情から、二次電池等の電池では、電解質の副反応が安定して抑制する構成を実現することが、求められている。
特開２０１７－５９５２９号公報 国際公開２０１６／１４７４９７号公報
本発明が解決しようとする課題は、電解質の副反応が安定して抑制される電池を提供することにある。また、その電池を備える電池パック、及び、その電池パックを備える車両及び定置用電源を提供することにある。
実施形態によれば、電池は、外装部材、セパレータ、第１の電極、第１の電解質、第２の電極及び第２の電解質を備える。外装部材は、内部に収納空間を有し、セパレータは、外装部材の収納空間に収納される。セパレータは、気体が透過可能で、かつ、透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下になり、バッグを備える。第１の電極は、収納空間においてセパレータのバッグの内部に収納される。第１の電解質は、バッグの内部において第１の電極に保持される。第２の電極は、第１の電極とは反対の極性であり、収納空間においてバッグの外部に配置される。第２の電解質は、収納空間においてバッグの外部で第２の電極に保持される。セパレータは、支持体及び混合層を備える。混合層は、支持体において第１の電極が位置する側の表面及び第２の電極が位置する側の表面の少なくとも一方に積層され、混合層では、粒子及び高分子材料が混合される。第１の電解質及び第２の電解質の中の一方である正極側電解質は、第１の電解質及び第２の電解質の中で他方である負極側電解質に比べて、ｐＨが小さい。
また、実施形態によれば、電池は、外装部材、セパレータ、複数の第１の電極、第１の電解質、複数の第２の電極及び第２の電解質を備える。外装部材は、内部に収納空間を有する。セパレータは、バッグを備え、外装部材の収納空間に収納される。セパレータは、気体が透過可能で、かつ、透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下になる。第１の電極の複数は、収納空間においてセパレータのバッグの内部に収納される。第１の電解質は、バッグの内部において第１の電極の複数に保持される。第２の電極は、第１の電極とは反対の極性であり、第２の電極の複数は、収納空間においてバッグの外部に配置される。第２の電解質は、収納空間においてバッグの外部で第２の電極の複数に保持される。セパレータは、支持体及び混合層を備える。混合層は、支持体において第１の電極が位置する側の表面及び第２の電極が位置する側の表面の少なくとも一方に積層され、混合層では、粒子及び高分子材料が混合される。第１の電解質及び第２の電解質の中の一方である正極側電解質は、第１の電解質及び第２の電解質の中で他方である負極側電解質に比べて、ｐＨが小さい。
また、実施形態によれば、前述の電池を１つ以上備える電池パックが提供される。
また、実施形態によれば、前述の電池パックを備える車両が提供される。
また、実施形態によれば、前述の電池パックを備える定置用電源が提供される。
図１は、第１の実施形態に係る電池を示す概略図である。 図２は、図１のＡ１－Ａ１断面を概略的に示す断面図である。 図３は、図２のＡ２－Ａ２断面を概略的に示す断面図である。 図４は、第１の実施形態に係る電池の電極群の一部を拡大して概略的に示す断面図である。 図５Ａは、第１の実施形態に係る電極群のセパレータのバッグの製造方法の一例を示す概略図である。 図５Ｂは、図５Ａの状態から、２枚のシートを互いに対して熱融着し、バッグを形成した状態を示す概略図である。 図６Ａは、第１の実施形態に係る電極群のセパレータのバッグの製造方法の図５Ａ及び図５Ｂの一例とは別の一例を示す概略図である。 図６Ｂは、図６Ａの状態から、シートの一部をシートの別の一部に熱融着し、バッグを形成した状態を示す概略図である。 図７Ａは、第１の実施形態のある変形例に係る電池の電極群の一部を拡大して概略的に示す断面図である。 図７Ｂは、第１の実施形態の図７Ａとは別のある変形例に係る電池を概略的に示す断面図である。 図７Ｃは、図７Ｂの変形例において、電極群のセパレータのバッグの構成を示す概略図である。 図８は、第２の実施形態に係る電池を概略的に示す断面図である。 図９は、図８のＡ３－Ａ３断面を概略的に示す断面図である。 図１０は、第２の実施形態に係る電池の電極群の一部を拡大して概略的に示す断面図である。 図１１は、第２の実施形態のある変形例に係る電池の電極群の一部を拡大して概略的に示す断面図である。 図１２は、第２の実施形態の図１１とは別のある変形例に係る電池の電極群の一部を拡大して概略的に示す断面図である。 図１３Ａは、図１２の変形例に係る電極群のセパレータの２つバッグの製造方法の一例を示す概略図である。 図１３Ｂは、図１３Ａの状態から、シートを一方のバッグ（第１のバッグ）に熱融着し、他方のバッグ（第２のバッグ）を形成した状態を示す概略図である。 図１４は、第３の実施形態に係る電池を概略的に示す断面図である。 図１５Ａは、第３の実施形態に係る電極群のセパレータのバッグの製造方法の一例を示す概略図である。 図１５Ｂは、図１５Ａの状態から、シートの一部をシートの別の一部に熱融着し、バッグを形成した状態を示す概略図である。 図１６は、第４の実施形態に係る電池を概略的に示す断面図である。 図１７Ａは、第４の実施形態に係る電極群のセパレータの２つのバッグの製造方法の一例を示す概略図である。 図１７Ｂは、図１７Ａの状態から、シートを一方のバッグ（第１のバッグ）に熱融着し、他方のバッグ（第２のバッグ）を形成した状態を示す概略図である。 図１８は、実施形態に係る電池を用いた電池パックの一例を概略的に示す分解斜視図である。 図１９は、図１８の電池パックの回路構成を示す概略図である。 図２０は、実施形態に係る電池を用いた電池パックが搭載される車両の一例を示す概略図である。 図２１は、実施形態に係る電池を用いた電池パックが搭載される定置用電源を備えるシステムの一例を示す概略図である。
以下、実施形態について、図面を参照して説明する。
［電池］
まず、実施形態に係る電池について説明する。
（第１の実施形態）
図１乃至図３は、電池の一例として第１の実施形態の電池１を示す。電池１は、例えば、二次電池である。図２は、図１のＡ１－Ａ１断面を示し、図３は、図２のＡ２－Ａ２断面を示す。図１乃至図３等に示すように、電池１は、外装部材（容器）２及び電極群３を備える。外装部材２は、例えば、金属から形成される。外装部材２の内部には、収納空間５が規定され、電極群３は、収納空間５に収納される。
ここで、本実施形態の電池１では、高さ方向（矢印Ｘ１及びＸ２で示す方向）、高さ方向に対して交差する（垂直又は略垂直な）第１の交差方向（矢印Ｙ１及び矢印Ｙ２で示す方向）、及び、高さ方向及び第１の交差方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直な）第２の交差方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）が、規定される。図１は、第１の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面を示し、図２は、第２の交差方向に対して垂直又は略垂直な断面を示す。そして、図３は、高さ方向に対して垂直又は略垂直な断面を示す。本実施形態では、外装部材２は、底付きの筒状に形成され、外装部材２の収納空間５は、電池１の高さ方向について一方側（矢印Ｘ１側）へ向かって開口する。
電極群３は、１つ以上（本実施形態では複数）の負極６と、１つ以上（本実施形態では複数）の正極７と、セパレータ８と、を備える。負極６及び正極７は、互いに対して反対の極性である。収納空間５では、負極６及び正極７が交互に配列される。本実施形態では、負極６及び正極７の配列方向は、第１の交差方向と一致又は略一致する。したがって、負極６及び正極７の配列方向は、高さ方向及び第２の交差方向の両方に対して交差する（垂直又は略垂直である）。また、収納空間５では、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間に、セパレータ８の少なくとも一部が介在する。
図４は、電極群３の一部を拡大して示す。図４では、電極群３は、第２の交差方向に垂直又は略垂直な断面で示される。図４等に示すように、負極６のそれぞれは、負極集電体１１と、負極活物質含有層１２と、を備える。負極活物質含有層１２は、負極活物質を含み、負極集電体１１の両面又は片面に担持される。また、負極集電体１１は、負極活物質含有層１２が無担持の部分を有する。同様に、正極７のそれぞれは、正極集電体１５と、正極活物質含有層１６と、を備える。正極活物質含有層１６は、正極活物質を含み、正極集電体１５の両面又は片面に担持される。また、正極集電体１５は、正極活物質含有層１６が無担持の部分を有する。
なお、ある一例では、配列方向について電極群３の両外端には、負極６が配置される。そして、配列方向について両外端に配置される負極６のそれぞれの負極集電体１１では、片面にのみ、すなわち、配列方向について内側を向く面にのみ、負極活物質含有層１２が担持される。そして、両外端に配置される負極６以外の負極６のそれぞれでは、負極集電体１１の両面に、負極活物質含有層１２が担持される。また、全ての正極７のそれぞれでは、正極集電体１５の両面に、正極活物質含有層１６が担持される。
図１、図２及び図４等に示すように、電池１は、負極リード１３、正極リード１７及び蓋１８を備える。蓋１８は、例えば、金属から形成される。蓋１８は、収納空間５の開口部において溶接等によって外装部材２に取付けられ、収納空間５の開口部を塞ぐ。リード１３，１７のそれぞれは、例えば、金属等から形成され、導電性を有する。負極６のそれぞれでは、負極集電体１１の負極活物質含有層１２が無担持の部分に、負極リード１３が接続される。同様に、正極７のそれぞれでは、正極集電体１５の正極活物質含有層１６が無担持の部分に、正極リード１７が接続される。なお、本実施形態では、リード１３，１７は、第２の交差方向に互いに対して離れて配置され、リード１３，１７の互いに対する接触が、防止される。また、リード１３，１７のそれぞれの外装部材２及び蓋１８への接触は、絶縁部材（図示しない）等によって、防止される。このため、リード１３，１７の間が短絡することが、有効に防止される。
蓋１８の外表面には、負極端子２１及び正極端子２２が取付けられる。端子２１，２２のそれぞれは、例えば、金属等から形成され、導電性を有する。負極端子２１には、負極リード１３が接続され、正極端子２２には、正極リード１７が接続される。なお、本実施形態では、端子２１，２２は、第２の交差方向に互いに対して離れて配置され、端子２１，２２の互いに対する接触が、防止される。また、負極端子２１の蓋１８への接触は、絶縁部材２３等によって防止され、正極端子２２の蓋１８への接触は、絶縁部材２４等によって防止される。このため、端子２１，２２の間が短絡することが、有効に防止される。
図２乃至図４等に示すように、セパレータ８は、１つ以上（本実施形態では複数）のバッグ２６を備える。本実施形態では、バッグ（第１のバッグ）２６は、負極６と同一の数、設けられる。そして、バッグ２６のそれぞれの内部には、負極６の対応する１つが収納される。したがって、本実施形態では、負極６のそれぞれが、バッグ（第１のバッグ）２６の対応する１つの内部に配置される第１の電極となる。また、バッグ２６のそれぞれは、負極６の対応する１つを内部に収納した状態で、外装部材２の収納空間５に配置される。図２乃至図４の一例では、バッグ２６のそれぞれは、バッグ開口２７を有する。バッグ２６のそれぞれの内部は、バッグ開口２７において、電池１の高さ方向について蓋１８が位置する側（矢印Ｘ１側）に向かって、開口する。なお、バッグ２６のそれぞれは、バッグ開口２７でのみ、外部に対して開口し、バッグ開口２７以外の部位では、外部に対して開口しない。すなわち、バッグ２６のそれぞれでは、バッグ開口２７以外の部位は、閉塞されている。
また、外装部材２の収納空間５では、正極７のそれぞれは、全てのバッグ２６の外部に配置され、バッグ２６のいずれにも収納されていない。したがって、本実施形態では、正極７のそれぞれが、全てのバッグ（第１のバッグ）２６の外部に配置される第２の電極となる。なお、本実施形態では、前述のように、負極６及び正極７が、交互に配列される。したがって、収納空間５では、バッグ２６のそれぞれに負極６の対応する１つが収納された状態で、バッグ２６及び正極７が、交互に配列される。また、バッグ２６のそれぞれに負極６の対応する１つが収納されるため、前述のように、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間には、セパレータ８の少なくとも一部が介在する。
図２乃至図４等に示すように、電池１は、電解質３１，３２を備える。ある一例では、電解質３１，３２のそれぞれは、水系溶媒を含む水系電解液である。電解質（第１の電解質）３１は、バッグ（第１のバッグ）２６のそれぞれの内部に収納される。そして、バッグ２６の内部のそれぞれでは、電解質３１は、負極６の対応する１つに保持（含浸）される。また、収納空間５において全てのバッグ２６の外部には、電解質（第２の電解質）３２が設けられる。そして、収納空間５において全てのバッグ２６の外部で、電解質３２は、正極７に保持（含浸）される。なお、図２乃至図４等では、電解液等である電解質３１，３２を強調して示す。
前述のように、本実施形態では、負極側電解質及び正極側電解質の２つの電解質３１，３２が、用いられる。そして、セパレータ８のバッグ２６によって、電解質３１，３２が互いに対して隔離される。本実施形態では、バッグ２６の内部に配置される電極が負極であるため、バッグ２６のそれぞれの内部に収納される電解質（第１の電解質）３１が負極側電解質となり、全てのバッグ２６の外部に配置される電解質（第２の電解質）３２が正極側電解質となる。そして、本実施形態では、負極側電解質である電解質３１は、セパレータ８に対して負極６が位置する側に存在し、正極側電解質である電解質３２は、セパレータ８に対して正極７が位置する側に存在する。なお、電池１では、電解質３１，３２のそれぞれの液面等の界面は、バッグ２６のそれぞれのバッグ開口２７に対して、蓋１８が位置する側とは反対側（矢印Ｘ２側）、すなわち、鉛直下側の位置で維持される。これにより、バッグ２６の外部へのバッグ開口２７を通しての電解質３１の流出が有効に防止されるとともに、バッグ２６の内部へのバッグ開口２７を通しての電解質３２の流入が有効に防止される。
電解質３１，３２の浸透圧の小さい一方は、電解質３１，３２の浸透圧の大きい別の一方に対して、１０％以上１００％以下になることが好ましい。すなわち、１０％≦（小さい方の浸透圧／大きい方の浸透圧）×１００≦１００％という、関係が成立し、電解質３１，３２の浸透圧の大きい一方に対する電解質３１，３２の浸透圧の小さい一方の比率である浸透圧比が、１０％以上１００％以下になる。また、電解質３１，３２の浸透圧の小さい一方は、電解質３１，３２の浸透圧の大きい別の一方に対して、５０％以上になることがより好ましい。ここで、浸透圧Π（Ｎ／ｍ２）は、以下のようにして算出される。すなわち、電解質（電解液）における溶媒の体積をＶ（ｍ３）、電解質での溶質の物質量（全モル数）をｎ（ｍｏｌ）、気体定数をＲ（ｍ２・ｋｇ／（ｓ２・Ｋ・ｍｏｌ））、電解質の絶対温度をＴ（Ｋ）とすると、浸透圧Πは、以下の式（１）のようにして算出される。
ここで、電解質３１，３２が電解液である場合、電解液の溶質は、無機塩及び有機化合物等である。無機塩については高周波結合プラズマ（ＩＣＰ：Inductivity Coupled Plasma）分析により、構造を同定し、有機化合物についてはフーリエ変換赤外分光法（ＦＴ－ＩＲ：Fourier Transform Infrared Spectroscopy）により、構造を同定する。そして、電解質（電解液）を分留することにより、電解液の濃度を算出し、電解液中の無機塩及び有機化合物等の物質量を算出する。なお、物質量ｎは、溶質の全モル数であり、溶質の電離も考慮する。実際に、溶質が無機塩及び有機化合物等である場合、これらの溶質は、電解液中で全て電離していると考える。例えば、溶質がアルカリ金属塩及びアルカリ土類金属塩等である場合、アルカリ金属イオン及びアルカリ土類イオンは、アニオンに対して全て電離していると考え、物質量ｎを算出する。例えば、溶質としてＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた場合は、電解液中ではＬｉ＋及びＣｌ－に電離するため、濃度は２４ｍｏｌ／Ｌと考える。
また、電解質３１，３２のそれぞれが水系の電解液等である場合、電解質３１，３２は、互いにｐＨが異なる。この場合、電解質３１，３２の中でセパレータ８に対して正極７が位置する側に分離される正極側電解質は、電解質３１，３２の中でセパレータ８に対して負極６が位置する側に分離される負極側電解質に比べて、ｐＨが小さい。すなわち、本実施形態では、負極側電解質となる電解質３１に比べて、正極側電解質となる電解質３２は、ｐＨが小さい。
図４等に示すように、セパレータ８は、セパレータ表面３５，３６を備える。セパレータ表面３５，３６は、互いに対して反対側を向く。本実施形態では、セパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、負極６が位置する側を向き、負極６と対向する。そして、セパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、正極７が位置する側を向き、正極７と対向する。前述のように、本実施形態では、バッグ２６のそれぞれの内部に、負極６の対応する１つが収納される。このため、本実施形態では、バッグ２６のそれぞれにおいて、セパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５が内側の負極６側を向き、セパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６が外側の正極７側を向く。
また、本実施形態では、セパレータ８は、組成物層３７及び支持体３８を備える。組成物層３７は、粒子及び高分子を含む層であるか、及び、固体電解質を含む固体電解質含有層であるかの、少なくとも一方である。組成物層３７が粒子及び高分子材料を含む場合、組成物層３７は、粒子及び高分子材料が混合される混合層であり得る。ある一例では、組成物層３７は、粒子及び高分子材料が混合される混合層であり、混合層は、粒子として、固体電解質を含む。この場合、組成物層３７は、固体電解質含有層となる。また、組成物層３７は、電解液の水系溶媒等が浸透し難く、リチウムイオンの伝導性に優れている。また、セパレータ８では、支持体３８の片面に組成物層３７が積層される。本実施形態では、支持体３８は、セパレータ８において多孔質層を含む。このため、支持体３８では、組成物層３７に比べて、電解液の水系溶媒等が浸透し易い。そして、組成物層３７は、支持体３８に比べて、透気係数が低い。また、組成物層３７及び支持体３８から形成されるセパレータ８では、透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
ここで、セパレータ８の透気係数ＫＴ（ｍ２）は、以下のようにして算出する。透気係数ＫＴの算出では、例えば、厚さＬ（ｍ）のセパレータ８を測定対象とする場合、測定面積Ａ（ｍ２）の範囲に、粘性係数σ（Ｐａ・ｓ）の気体を透過させる。この際、投入される気体の圧力ｐ（Ｐａ）が互いに対して異なる複数の条件で、気体を透過させ、複数の条件のそれぞれにおいて、セパレータ８を透過した気体量Ｑ（ｍ３／ｓ）を測定する。そして、測定結果から、圧力ｐに対する気体量Ｑをプロットし、傾きであるｄＱ／ｄｐを求める。そして、厚さＬ、測定面積Ａ、粘性係数σ及び傾きｄＱ／ｄｐから、式（２）のようにして、透気係数ＫＴが算出される。
透気係数ＫＴが算出方法のある一例では、それぞれに直径１０ｍｍの孔が開いた一対のステンレス板でセパレータ８を挟み込む。そして、一方のステンレス板の孔から空気を圧力ｐで送り込む。そして、他方のステンレス板の孔から漏れる空気の気体量Ｑを測定する。したがって、孔の面積（２５πｍｍ２）が測定面積Ａとして用いられ、粘性係数σとしては０．００００１８Ｐａ・ｓが用いられる。また、気体量Ｑは、１００秒の間に孔から漏れる量δ（ｍ３）を測定し、測定された量δを１００で割ることにより算出する。
そして、圧力ｐが互いに対して少なくとも１０００Ｐａ離れる４点で、前述のようにして圧力ｐに対する気体量Ｑを測定する。例えば、圧力ｐが１０００Ｐａ、２５００Ｐａ、４０００Ｐａ及び６０００Ｐａとなる４点のそれぞれで、圧力ｐに対する気体量Ｑを測定する。そして、測定した４点について圧力ｐに対する気体量Ｑをプロットし、直線フィッティング（最小二乗法）によって圧力ｐに対する気体量Ｑの傾き（ｄＱ／ｄｐ）を算出する。そして、算出した傾き（ｄＱ／ｄｐ）に（σ・Ｌ）／Ａを乗算することにより、透気係数ＫＴを算出する。
なお、セパレータ８の透気係数の測定においては、電池１から分解し、セパレータ８を電池１の他の部品から分離する。セパレータ８は、純水で両面を洗い流した後、純水に浸漬させて４８時間以上放置する。その後、さらに純水で両面を洗い流し、１００℃の真空乾燥炉にて４８時間以上乾燥させた後に、透気係数の測定を行う。また、セパレータ８において任意の複数箇所で、透気係数を測定する。そして、任意の複数箇所の中で透気係数が最も低い値になる箇所での値を、セパレータ８の透気係数とする。
また、本実施形態のバッグ２６のそれぞれでは、支持体３８に対して負極６が位置する側に、組成物層３７が積層される。そして、バッグ２６のそれぞれでは、支持体３８において負極６が位置する側を向く表面に、組成物層３７が積層される。また、本実施形態では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。そして、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、支持体３８から形成される。
図５Ａ及び図５Ｂは、バッグ（第１のバッグ）２６の製造方法の一例を示す。図５Ａ及び図５Ｂの一例では、１つのバッグ２６は、２つのシート４１Ａ，４１Ｂから形成される。図５Ａに示すように、シート４１Ａは、４つの辺４２Ａ～４５Ａを有する略長方形状に形成され、シート４１Ｂは、４つの辺４２Ｂ～４５Ｂを有する略長方形状に形成される。バッグ２６の製造では、図５Ｂに示すように、シート４１Ａにおいて辺４２Ａの近傍の部位を、シート４１Ｂにおいて辺４２Ｂの近傍の部位に熱融着し、シート４１Ａにおいて辺４３Ａの近傍の部位を、シート４１Ｂにおいて辺４３Ｂの近傍の部位に熱融着する。そして、シート４１Ａにおいて辺４４Ａの近傍の部位を、シート４１Ｂにおいて辺４４Ｂの近傍の部位に熱融着する。これにより、シート４１Ａ，４１Ｂの融着部分が、略Ｕ字状に形成される。融着部分では、熱融着性を有する樹脂を介して、シート４１Ａ，４１Ｂが互いに対して熱融着される。前述のように融着部分が形成されることにより、バッグ２６では、シート４１Ａの辺４５Ａ、及び、シート４１Ｂの辺４５Ｂによって、バッグ開口２７の開口縁が形成される。
図６Ａ及び図６Ｂは、バッグ２６の製造方法の別の一例を示す。図６Ａ及び図６Ｂの一例では、バッグ２６は、１つのシート５１のみから形成される。図６Ａに示すように、シート５１は、４つの辺５２～５５を有する略長方形状に形成される。バッグ２６の製造では、図６Ｂに示すように、シート５１において辺５２の近傍の部位を、シート５１において辺５４の近傍の部位に熱融着する。そして、シート５１において辺５３が延設される範囲を、熱融着によって閉じる。これにより、シート５１の一部のシート５１の別の一部への融着部分が、略Ｌ字状に形成される。融着部分では、熱融着性を有する樹脂を介して、シート５１の一部がシート５１の別の一部に熱融着される。前述のように融着部分が形成されることにより、バッグ２６では、シート５１の辺５５によって、バッグ開口２７の開口縁が形成される。
なお、図５Ａ及び図５Ｂの一例のシート４１Ａ，４１Ｂ、及び、図６Ａ及び図６Ｂの一例のシート５１のそれぞれには、前述の組成物層３７及び支持体３８が形成される。本実施形態では、前述のように、バッグ２６のそれぞれの内部に、負極６の対応する１つが収納され、セパレータ８において負極６に対向するセパレータ表面３５は、組成物層３７から形成される。このため、図５Ａ及び図５Ｂの一例、及び、図６Ａ及び図６Ｂの一例のいずれかによってバッグ２６を製造する場合、組成物層３７が支持体３８に対してバッグ２６の内側に位置する状態で、熱融着が行われ、バッグ２６が製造される。
熱融着に用いられる材料（樹脂）としては、例えば、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリスチレン、及び、ポリ塩化ビニリデン等が挙げられるが、特にこれらに限定されない。組成物層３７が粒子及び高分子材料を含む場合、熱融着に用いられる材料の融点は、組成物層３７に含まれる高分子材料（バインダー）の軟化点よりも低いことが、望ましい。これにより、組成物層３７に含まれる高分子材料の軟化及び融解等が防止され、シート４１Ａ，４１Ｂ等が不適切に融着されることが防止される。
（第１の実施形態の変形例）
前述の実施形態等では、バッグ２６のそれぞれの内部に、負極６の対応する１つが収納されるが、これに限るものではない。ある変形例では、バッグ（第１のバッグ）２６が正極７と同一の数、設けられ、バッグ２６のそれぞれの内部に、正極７の対応する１つが収納される。この場合、正極７のそれぞれが、バッグ（第１のバッグ）２６の対応する１つの内部に配置される第１の電極となる。また、本変形例では、外装部材２の収納空間５において、負極６のそれぞれは、全てのバッグ２６の外部に配置され、バッグ２６のいずれにも収納されていない。したがって、本変形例では、負極６のそれぞれが、全てのバッグ（第１のバッグ）２６の外部に配置される第２の電極となる。また、本変形例では、バッグ２６のそれぞれの内部に収納される電解質（第１の電解質）３１が正極側電解質となり、全てのバッグ２６の外部に配置される電解質（第２の電解質）３２が負極側電解質となる。
本変形例でも、バッグ２６のそれぞれは、前述の実施形態等と同様にして製造される。ただし、本変形例では、バッグ２６のそれぞれの内部に、正極７の対応する１つが収納される。本変形例でも、セパレータ８において負極６に対向するセパレータ表面３５は組成物層３７から形成される。このため、図５Ａ及び図５Ｂの一例、及び、図６Ａ及び図６Ｂの一例のいずれかによってバッグ２６を製造する場合、組成物層３７が支持体３８に対してバッグ２６の外側に位置する状態で、熱融着が行われ、バッグ２６が製造される。
また、バッグ２６が複数設けられる場合、複数のバッグ２６は互いに対して独立していてもよい。また、複数のバッグ２６は、例えば図５Ｂの辺４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂに相当する部分のうちの１か所で、互いに対して熱融着することもできる。
また、ある変形例では、セパレータ８に支持体３８が設けられず、セパレータ８が、組成物層３７のみから形成される。本変形例では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。そして、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６も、組成物層３７から形成される。したがって、セパレータ表面３５，３６の両方が、組成物層３７から形成される。また、本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
本変形例でも、バッグ２６のそれぞれは、前述の実施形態等と同様にして製造される。ただし、本変形例では、図５Ａ及び図５Ｂの一例のシート４１Ａ，４１Ｂ、及び、図６Ａ及び図６Ｂの一例のシート５１のそれぞれは、組成物層３７のみから形成される。すなわち、シート４１Ａ，４１Ｂ及びシート５１のそれぞれには、支持体３８は設けられない。本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
また、図７Ａに示すある変形例では、セパレータ８において、支持体３８の両面に組成物層３７が配置される。すなわち、組成物層３７は、支持体３８に対して、負極６が位置する側、及び、正極７が位置する側の両方に、積層される。本変形例では、支持体３８に対して負極６が位置する側に、組成物層３７Ａが積層され、支持体３８に対して正極７が位置する側に、組成物層３７Ｂが積層される。
本変形例でも、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７（３７Ａ）から形成される。また、本変形例では、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６も、組成物層３７（３７Ｂ）から形成される。このため、セパレータ８では、支持体２８が露出していない。したがって、セパレータ表面３５，３６の両方が、組成物層３７から形成される。本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
本変形例でも、バッグ２６のそれぞれは、前述の実施形態等と同様にして製造される。ただし、本変形例では、図５Ａ及び図５Ｂの一例のシート４１Ａ，４１Ｂ、及び、図６Ａ及び図６Ｂの一例のシート５１のそれぞれには、前述の組成物層３７Ａ，３７Ｂ及び支持体３８が形成される。
また、組成物層３７が粒子及び高分子層を含む混合層等である場合、組成物層３７は、固体電解質の代わりに酸化アルミニウム又はシリカが、粒子として含むことができる。この場合、組成物層３７では、例えば、酸化アルミニウム又はシリカが、高分子材料と混合される。この一例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。また、組成物層３７では、酸化アルミニウム及びシリカ等の粒子は、固体電解質の粒子及び高分子材料と混合して用いてもよい。
また、セパレータ８の組成物層３７は、固体電解質のみから形成される板であってもよい。この場合、固体電解質の板は、電解液の水系溶媒等を浸透させない。また、固体電解質の板が組成物層３７としてセパレータ８に設けられる構成では、セパレータ８の透気係数は、０ｍ２又はほぼ０ｍ２になる。
また、図７Ｂ及び図７Ｃに示すある変形例では、バッグ２６のそれぞれに、バッグ開口２７が形成されない。本変形例でも、バッグ２６のそれぞれの内部には、負極６及び正極７の一方である第１の電極、及び、電解質３１が収納される。本変形例のバッグ２６の形成では、例えば、図５Ａ及び図５Ｂの一例と同様にして、シート４１Ａ，４１Ｂを略Ｕ字状に融着する。そして、バッグ２６の内部に第１の電極及び電解質３１を収納した後に、シート４１Ａにおいて辺４５Ａの近傍の部位を、シート４１Ｂにおいて辺４５Ｂの近傍の部位に熱融着する。これにより、バッグ開口２７が形成されないバッグ２６が形成される。この場合、負極リード１３等は、例えば、辺４５Ａ，４５Ｂが融着している部分から、バッグ２６の外部へ延出される。また、複数のバッグ２６が設けられる構成では、複数のバッグ２６のうちの少なくとも一つが、バッグ開口２７が形成されない構成であってもよい。
前述の第１の実施形態及びその変形例等のセパレータ８は、組成物層３７を備える。そして、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。また、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下となる。
第１の実施形態及びその変形例等では、外装部材は、内部に収納空間を有し、セパレータは、外装部材の収納空間に収納される。セパレータの透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になるとともに、セパレータは第１のバッグを備える。第１の電極は、収納空間においてセパレータの第１のバッグの内部に収納される。第１の電解質は、第１のバッグの内部において、第１の電極に保持される。第２の電極は、収納空間において第１のバッグの外部に配置される。第２の電解質は、収納空間において第１のバッグの外部で第２の電極に保持される。
（第２の実施形態）
図８及び図９は、第２の実施形態の電池１を示す。本実施形態の電池１は、第１の実施形態から、以下の構成を変更している。ここで、図８は、第２の交差方向（矢印Ｚ１及び矢印Ｚ２で示す方向）に対して垂直又は略垂直な断面を示し、例えば、図１のＡ１－Ａ１断面に相当する断面を示す。また、図９は、図８のＡ３－Ａ３断面を示し、高さ方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）に対して垂直又は略垂直な断面を示す。
図８及び図９に示すように、本実施形態でも前述の第１の実施形態等と同様に、バッグ２６のそれぞれに、負極６の対応する１つが収納される。ただし、本実施形態では、セパレータ８は、バッグ２６に加えて、１つ以上（本実施形態では複数）のバッグ４６を備える。バッグ（第２のバッグ）４６は、正極７と同一の数、設けられる。そして、バッグ４６のそれぞれの内部には、正極７の対応する１つが収納される。したがって、本実施形態では、負極６のそれぞれが、バッグ（第１のバッグ）２６の対応する１つの内部に配置される第１の電極となり、正極７のそれぞれが、バッグ（第２のバッグ）４６の対応する１つの内部に配置される第２の電極となる。また、バッグ４６のそれぞれは、正極７の対応する１つを内部に収納した状態で、外装部材２の収納空間５に配置される。
本実施形態では、外装部材２の収納空間５において、バッグ（第２のバッグ）４６のそれぞれは、全てのバッグ（第１のバッグ）２６の外部に配置され、バッグ２６のいずれにも収納されていない。したがって、本実施形態でも、第２の電極である正極７のそれぞれは、全てのバッグ（第１のバッグ）２６の外部に配置される。また、図８及び図９の一例では、バッグ４６のそれぞれは、バッグ開口４７を有する。バッグ４６のそれぞれの内部は、バッグ開口４７において、電池１の高さ方向について蓋１８が位置する側（矢印Ｘ１側）に向かって、開口する。なお、バッグ４６のそれぞれは、バッグ開口４７でのみ、外部に対して開口し、バッグ開口４７以外の部位では、外部に対して開口しない。すなわち、バッグ４６のそれぞれでは、バッグ開口４７以外の部位は、閉塞されている。
本実施形態でも、負極６及び正極７が、交互に配列される。したがって、収納空間５では、バッグ２６のそれぞれに負極６の対応する１つが収納され、かつ、バッグ４６のそれぞれに正極７の対応する１つが収納された状態で、バッグ２６，４６が、交互に配列される。また、バッグ２６のそれぞれに負極６の対応する１つが収納され、かつ、バッグ４６のそれぞれに正極７の対応する１つが収納されるため、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間には、セパレータ８の少なくとも一部が介在する。
本実施形態でも、電解質（第１の電解質）３１は、バッグ（第１のバッグ）２６のそれぞれの内部に収納され、バッグ２６の内部のそれぞれでは、電解質３１は、負極６の対応する１つに保持（含浸）される。また、本実施形態では、電解質（第２の電解質）３２は、バッグ（第２のバッグ）４６のそれぞれの内部に収納され、バッグ４６の内部のそれぞれでは、電解質３２は、正極７の対応する１つに保持（含浸）される。ここで、バッグ４６のそれぞれは、前述のように全てのバッグ２６の外部に配置される。このため、本実施形態でも、収納空間５において全てのバッグ２６の外部で、電解質３２は、正極７に保持（含浸）される。なお、図８及び図９等では、電解質３１，３２を強調して示す。
本実施形態では、バッグ２６のそれぞれの内部に収納される電解質（第１の電解質）３１が負極側電解質となり、バッグ４６のそれぞれの内部に収納される電解質（第２の電解質）３２が正極側電解質となる。なお、電池１では、電解質３１，３２のそれぞれの液面等の界面を、バッグ２６のそれぞれのバッグ開口２７及びバッグ４６のそれぞれのバッグ開口４７に対して、蓋１８が位置する側とは反対側（矢印Ｘ２側）、すなわち、鉛直下側の位置で維持する必要がある。これにより、バッグ２６の外部へのバッグ開口２７を通しての電解質３１の流出が有効に防止されるとともに、バッグ２６の内部へのバッグ開口２７を通しての電解質３２の流入が有効に防止される。同様に、バッグ４６の外部へのバッグ開口４７を通しての電解質３２の流出が有効に防止されるとともに、バッグ４６の内部へのバッグ開口４７を通しての電解質３１の流入が有効に防止される。
図１０は、本実施形態の電極群３の一部を拡大して示し、電極群３の一部を第２の交差方向に垂直又は略垂直な断面で示す。図１０等に示すように、本実施形態でも、セパレータ８は、負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５、及び、正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６を備える。ただし、本実施形態では、前述のように、バッグ２６に加えて、バッグ４６が設けられる。このため、セパレータ表面３５は、バッグ２６のそれぞれにおいて、内側を向く。そして、セパレータ表面３６は、バッグ４６のそれぞれにおいて、内側を向く。
また、本実施形態では、セパレータ８は、前述の組成物層３７及び支持体３８に加えて、組成物層５７及び支持体５８を備える。組成物層５７を形成する材料としては、組成物層３７と同様の材料が用いられる。このため、組成物層５７は、電解液の水系溶媒等が浸透し難く、リチウムイオンの伝導性に優れている。また、セパレータ８では、支持体５８の片面に組成物層５７が積層される。支持体５８を形成する材料としては、支持体３８と同様の材料が用いられる。このため、支持体５８は、セパレータ８において多孔質層を形成し、組成物層３７，５７に比べて、電解液の水系溶媒等が浸透し易い。そして、組成物層３７，５７は、支持体３８，５８に比べて、透気係数が低い。本実施形態でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。なお、透気係数は、第１の実施形態において前述したようにして、算出される。
本実施形態でも、バッグ（第１のバッグ）２６のそれぞれにおいて、支持体３８に対して負極６が位置する側に、組成物層３７が積層される。また、本実施形態では、バッグ（第２のバッグ）４６のそれぞれにおいて、支持体５８に対して負極６が位置する側に、組成物層５７が積層される。そして、バッグ４６のそれぞれでは、支持体５８において負極６が位置する側を向く表面に、組成物層５７が積層される。本実施形態でも、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。ただし、本実施形態では、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、支持体５８から形成される。
また、本実施形態のセパレータ８では、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間において、負極６に近い側から、組成物層３７、支持体３８、組成物層５７及び支持体５８の順に配置される。したがって、組成物層３７及び支持体３８は、組成物層５７及び支持体５８に対して、負極６に近い側に配置される。
バッグ４６は、バッグ２６と同様にして製造可能である。したがって、図５Ａ及び図５Ｂの一例、及び、図６Ａ及び図６Ｂの一例のいずれかと同様の方法によって、バッグ４６を製造可能である。ただし、バッグ４６を製造する場合は、図５Ａ及び図５Ｂの一例のシート４１Ａ，４１Ｂ等と同様のシートのそれぞれには、前述の組成物層５７及び支持体５８が形成される。また、本実施形態では、バッグ４６のそれぞれの内部に、正極７の対応する１つが収納される。このため、図５Ａ及び図５Ｂの一例、及び、図６Ａ及び図６Ｂの一例のいずれかと同様の方法によってバッグ４６を製造する場合、組成物層５７が支持体５８に対してバッグ４６の外側に位置する状態で、熱融着が行われ、バッグ４６が製造される。
なお、本実施形態では、前述のようにバッグ２６，４６のそれぞれが形成されるため、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間には、シート４１Ａ，４１Ｂ等と同様のシートが２枚配置される。そして、２枚のシートによって、隣り合う負極６及び正極７の間が、隔離される。
（第２の実施形態の変形例）
なお、第２の実施形態等では、バッグ２６のそれぞれの内部に、負極６の対応する１つが収納され、バッグ４６のそれぞれの内部に、正極７の対応する１つが収納されるが、これに限るものではない。ある変形例では、バッグ（第１のバッグ）２６のそれぞれの内部に、正極７の対応する１つが収納され、バッグ（第２のバッグ）４６のそれぞれの内部に、負極６の対応する１つが収納される。この場合、正極７のそれぞれが、バッグ（第１のバッグ）２６の対応する１つの内部に配置される第１の電極となる。そして、負極６のそれぞれが、バッグ（第２のバッグ）４６の対応する１つの内部に配置される第２の電極となる。また、本変形例では、バッグ２６のそれぞれの内部に収納される電解質（第１の電解質）３１が正極側電解質となり、バッグ４６のそれぞれの内部に収納される電解質（第２の電解質）３２が負極側電解質となる。
また、ある変形例では、セパレータ８に支持体３８，５８が設けられず、セパレータ８が、組成物層３７，５７のみから形成される。本変形例では、バッグ２６のそれぞれは、組成物層３７のみから形成され、バッグ４６のそれぞれは、組成物層５７のみから形成される。また、本変形例では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。そして、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、組成物層５７から形成される。本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
本変形例でも、バッグ２６，４６のそれぞれは、第２の実施形態等と同様にして製造される。ただし、本変形例では、バッグ２６を形成に用いられるシート（例えば、シート４１Ａ，４１Ｂ等と同様のシート）のそれぞれは、組成物層３７のみから形成される。そして、バッグ４６の形成に用いられるシート（例えば、シート４１Ａ，４１Ｂ等と同様のシート）のそれぞれは、組成物層５７のみから形成される。
また、図１１に示すある変形例では、セパレータ８において、支持体３８の両面に組成物層３７が積層される。そして、支持体５８の両面に組成物層５７が積層される。すなわち、組成物層３７は、支持体３８に対して、負極６が位置する側、及び、正極７が位置する側の両方に、積層される。そして、組成物層５７は、支持体５８に対して、負極６が位置する側、及び、正極７が位置する側の両方に、積層される。本変形例では、支持体３８に対して負極６が位置する側に、組成物層３７Ａが積層され、支持体３８に対して正極７が位置する側に、組成物層３７Ｂが積層される。そして、支持体５８に対して負極６が位置する側に、組成物層５７Ａが積層され、支持体５８に対して正極７が位置する側に、組成物層５７Ｂが積層される。
本変形例では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７（３７Ａ）から形成される。また、本変形例では、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、組成物層５７（５７Ｂ）から形成される。また、本変形例のセパレータ８では、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間において、負極６に近い側から、組成物層３７Ａ、支持体３８、組成物層３７Ｂ、組成物層５７Ａ、支持体５８及び組成物層５７Ｂの順に配置される。したがって、組成物層３７Ａ，３７Ｂ及び支持体３８は、組成物層５７Ａ，５７Ｂ及び支持体５８に対して、負極６に近い側に配置される。本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
本変形例でも、バッグ２６，４６のそれぞれは、第２の実施形態等と同様にして製造される。ただし、本変形例では、バッグ２６を形成に用いられるシート（例えば、シート４１Ａ，４１Ｂ等と同様のシート）のそれぞれは、組成物層３７Ａ，３７Ｂ及び支持体３８から形成される。そして、バッグ４６の形成に用いられるシート（例えば、シート４１Ａ，４１Ｂ等と同様のシート）のそれぞれは、組成物層５７Ａ，５７Ｂ及び支持体５８から形成される。
また、ある変形例では、図１１の変形例と同様に、セパレータ８において、支持体３８の両面に組成物層３７（３７Ａ，３７Ｂ）が積層される。ただし、組成物層５７は、支持体５８に対して、負極６が位置する側にのみ、積層される。本変形例では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７（３７Ａ）から形成される。そして、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、支持体５８から形成される。
また、別のある変形例では、図１１の変形例と同様に、セパレータ８において、支持体５８の両面に組成物層５７（５７Ａ，５７Ｂ）が積層される。ただし、組成物層３７は、支持体３８に対して、負極６が位置する側にのみ、積層される。本変形例では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。そして、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、組成物層５７（５７Ｂ）から形成される。
また、ある変形例では、外装部材２の収納空間５において、全てのバッグ（第１のバッグ）２６の外部で、かつ、全てのバッグ（第２のバッグ）４６の外部に、電解質３１，３２の一方が充填されてもよい。本変形例でも、バッグ２６のそれぞれの内部には、電解質３１が収納され、バッグ４６のそれぞれの内部には、電解質３２が収納される。収納空間５において全てのバッグ２６，４６の外部に電解質３２が配置される場合は、セパレータ８のバッグ２６によって、電解質３１，３２が互いに対して隔離される。また、収納空間５において全てのバッグ２６，４６の外部に電解質３１が配置される場合は、セパレータ８のバッグ４６によって、電解質３１，３２が互いに対して隔離される。
また、図１２に示すある変形例では、セパレータ８に組成物層５７及び支持体５８が設けられず、セパレータ８が、組成物層３７及び支持体３８のみから形成される。本変形例では、組成物層３７は、支持体３８に対して負極６が位置する側にのみ、積層される。そして、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。ただし、本実施形態では、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、支持体３８から形成される。本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
図１３Ａ及び図１３Ｂは、本変形例におけるバッグ（第１のバッグ）２６及びバッグ（第２のバッグ）４６の製造方法の一例を示す。図１３Ａ及び図１３Ｂの一例では、前述のシート４１Ａ，４１Ｂ及びシート４１Ｃから、バッグ２６，４６の両方が形成される。図１３Ａに示すように、シート４１Ｃは、４つの辺４２Ａ～４５Ａを有する略長方形状に形成される。図１３Ａ及び図１３Ｂの一例では、図１３Ａに示すように、図５Ａ及び図５Ｂの一例と同様にして、シート４１Ａ，４１Ｂからバッグ（第１のバッグ）２６を形成する。
そして、バッグ（第２のバッグ）４６の形成では、図１３Ｂに示すように、シート４１Ｃにおいて辺４２Ｃの近傍の部位を、シート４１Ｂにおいて辺４２Ｂの近傍の部位に熱融着し、シート４１Ｃにおいて辺４３Ｃの近傍の部位を、シート４１Ｂにおいて辺４３Ｂの近傍の部位に熱融着する。そして、シート４１Ｃにおいて辺４４Ｃの近傍の部位を、シート４１Ｂにおいて辺４４Ｂの近傍の部位に熱融着する。これにより、シート４１Ｂ，４１Ｃの融着部分が、略Ｕ字状に形成され、バッグ４６が形成される。シート４１Ｃは、シート４１Ｂに対して、シート４１Ａが位置する側とは反対側から融着される。融着部分では、熱融着性を有する樹脂を介して、シート４１Ｂ，４１Ｃが互いに対して熱融着される。前述のように融着部分が形成されることにより、バッグ４６では、シート４１Ｂの辺４５Ｂ、及び、シート４１Ｃの辺４５Ｃによって、バッグ開口４７の開口縁が形成される。
なお、別のある一例では、図６Ａ及び図６Ｂの一例と同様にして、シート５１からバッグ（第１のバッグ）２６を形成する。そして、図１３Ａ，１３Ａの一例と同様にして、シート４１Ｃがバッグ２６に融着され、バッグ４６が形成される。
また、ある一例では、図１３Ａ及び図１３Ｂの一例のように３枚のシート４２～４４からバッグ２６，４６を形成する必要はなく、１枚のシートのみからバッグ２６，４６が形成される。この場合、シートの一部をシートの別の一部に熱融着することにより、バッグ２６，４６が形成される。
また、バッグ２６，４６は互いに対して独立していてもよい。また、バッグ２６，４６は、例えば図５Ｂの辺４２Ａ，４２Ｂ，４３Ａ，４３Ｂ，４４Ａ，４４Ｂに相当する部分のうちの１か所で、互いに対して熱融着することもできる。
また、本変形例では、前述のようにバッグ２６，４６のそれぞれが形成されるため、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間には、シート４１Ａ～４１Ｃ等と同様のシートが１枚のみ配置される。そして、１枚のシートによって、隣り合う負極６及び正極７の間が、隔離される。また、本変形例では、隣り合う負極６及び正極７の間に配置される１枚のシートは、第１の電極（負極６及び正極７の一方）が収納されるバッグ２６の一部を形成するとともに、第２の電極（負極６及び正極７の他方）が収納されるバッグ４６の一部を形成する。すなわち、隣り合う負極６及び正極７の間に配置される１枚のシートは、バッグ２６，４６の両方に共用される。
また、ある変形例では、図１２の変形例と同様に、セパレータ８に組成物層５７及び支持体５８が設けられない。そして、セパレータ８は、組成物層３７のみから形成され、組成物層３７によってバッグ２６，４６が形成される。本変形例では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７から形成される。そして、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６も、組成物層３７から形成される。本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。また、本変形例でも、図１２の変形例等と同様にして、バッグ２６，４６のそれぞれが形成される。このため、隣り合う負極６及び正極７の間に配置される１枚のシートは、バッグ２６，４６の両方に共用される。
また、ある変形例では、図１２の変形例と同様に、セパレータ８に組成物層５７及び支持体５８が設けられない。そして、セパレータ８において、支持体３８の両面に組成物層３７（３７Ａ，３７Ｂ）が積層される。すなわち、組成物層３７（３７Ａ，３７Ｂ）は、支持体３８に対して、負極６が位置する側、及び、正極７が位置する側の両方に、積層される。本変形例では、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７Ａから形成される。そして、セパレータ８において正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６は、組成物層３７Ｂから形成される。本変形例でも、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。また、本変形例でも、図１２の変形例等と同様にして、バッグ２６，４６のそれぞれが形成される。このため、隣り合う負極６及び正極７の間に配置される１枚のシートは、バッグ２６，４６の両方に共用される。
また、組成物層３７，５７が粒子及び高分子材料を含む混合層等である場合、組成物層３７，５７のそれぞれは、固体電解質を粒子として含むことができる。また、組成物層３７，５７のそれぞれにおいて、固体電解質の代わりに酸化アルミニウム又はシリカが、粒子として含むことができる。また、ある一例では、組成物層３７，５７のそれぞれは、固体電解質の板から形成される。さらに、ある一例では、固体電解質と酸化アルミニウム又はシリカを混合することもできる。
また、ある変形例では、図７Ｂ及び図７Ｃの一例と同様に、バッグ２６のそれぞれに、バッグ開口２７が形成されない。また、ある変形例では、バッグ４６のそれぞれに、バッグ開口４７が形成されない。
前述の第２の実施形態及びその変形例等のセパレータ８は、組成物層（３７及び５７の少なくとも一方）を備える。そして、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層から形成される。また、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
そして、第２の実施形態及びその変形例等では、セパレータは、第１のバッグに加えて、第２の電極が内部に収納される第２のバッグを備える。第２のバッグは、外装部材の収納空間において第１のバッグの外部に形成される。第２の電解質は、第２のバッグの内部において第２の電極に保持される。
（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態の電池１を示す。本実施形態の電池１は、第１の実施形態から、以下の構成を変更している。ここで、図１４は、高さ方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）に対して垂直又は略垂直な断面を示し、図２のＡ２－Ａ２断面に相当する断面を示す。また、本実施形態では、例えば、図１のＡ１－Ａ１断面に相当する断面等の、第２の方向に対して垂直又は略垂直な断面は、第１の実施形態（図２参照）と略同様になる。
図１４に示すように、本実施形態でも前述の第１の実施形態等と同様に、外装部材２の収納空間５に、バッグ（第１のバッグ）２６が収納される。ただし、本実施形態では、バッグ２６は、１つのみ設けられ、１つのバッグ２６に、複数の負極６が収納される。本実施形態では、全ての負極６が、バッグ２６の内部に収納される。そして、全ての正極７が、収納空間５においてバッグ２６の外部に、配置される。したがって、本実施形態では、負極６のそれぞれが、１つのバッグ（第１のバッグ）２６の内部に配置される第１の電極となり、正極７のそれぞれが、バッグ２６の外部に配置される第２の電極となる。また、図１４の一例では、バッグ２６は、バッグ開口２７を有する。
本実施形態では、バッグ２６の周壁に、ジグザグ状に延設されるジグザグ部５６が、形成される。ジグザグ部５６によって、バッグ２６では、凸部α１及び凹部β１が交互に配列される。バッグ２６の内部では、凸部α１のそれぞれに、負極６の対応する１つが配置される。また、凹部β１のそれぞれでは、バッグ２６の外部に隙間が形成される。凹部β１のそれぞれが形成する隙間に、正極７の対応する１つが配置される。前述のように負極６及び正極７が配置されるため、本実施形態でも、負極６及び正極７が、交互に配列される。そして、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間には、セパレータ８の一部が介在する。なお、本実施形態では、負極６及び正極７の配列方向は、ジグザグ部５６での凸部α１及び凹部β１の配列方向に対して、一致又は略一致する。
本実施形態でも、電解質（第１の電解質）３１は、バッグ（第１のバッグ）２６の内部に収納され、バッグ２６の内部では、電解質３１は、負極６に保持（含浸）される。そして、電解質（第２の電解質）３２は、収納空間５においてバッグ２６の外部で、正極７に保持（含浸）される。
また、本実施形態でも、セパレータ８は、負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５、及び、正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６を備える。このため、バッグ２６において、セパレータ表面３５は内側を向き、セパレータ表面３６は外側を向く。セパレータ８は、前述の組成物層（例えば３７）を少なくとも１つを備える。また、本実施形態では、第１の実施形態及びその変形例等と同様に、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７（３７Ａ）から形成される。また、セパレータ８では、第１の実施形態及びその変形例において前述したように、支持体３８及び組成物層３７Ｂのそれぞれの有無等を、適宜に変更可能である。また、組成物層は、粒子及び高分子材料を含む層か、及び、固体電解質を含む固体電解質含有層であるかの、少なくとも一方である。本実施形態でも、第１の実施形態及びその変形例等と同様に、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
図１５Ａ及び図１５Ｂは、本実施形態のバッグ（第１のバッグ）２６の製造方法の一例を示す。図１５Ａ及び図１５Ｂの一例では、バッグ２６は、１つのシート６１から形成される。図１５Ａに示すように、シート６１は、４つの辺６２～６５を有する略長方形状に形成される。バッグ２６の製造では、シートを複数箇所で折り曲げる等して、ジグザグ部５６を形成する。そして、図１５Ｂに示すように、シート６１において辺６２の近傍の部位を、シート６１において辺６４の近傍の部位に熱融着する。そして、シート６１において辺６３が延設される範囲を、熱融着によって閉じる。これにより、シート６１の一部がシート６１の別の一部へ融着する融着部分が、形成される。融着部分では、熱融着性を有する樹脂を介して、シート６１の一部がシート６１の別の一部に熱融着される。前述のように融着部分が形成されることにより、バッグ２６では、シート６１の辺６５によって、バッグ開口２７の開口縁が形成される。
なお、図１５Ａ及び図１５Ｂの一例では、１つのシート６１からバッグ２６が形成されるが、複数のシートからバッグ２６が形成されてもよい。また、本実施形態では、前述のように、バッグ２６の内部に、負極６が収納され、セパレータ８において負極６に対向するセパレータ表面３５は組成物層３７から形成される。このため、例えば、セパレータ８が組成物層３７及び支持体３８の二層構造に形成される場合、組成物層３７が支持体３８に対してバッグ２６の内側に位置する状態で、熱融着が行われ、バッグ２６が製造される。
（第３の実施形態の変形例）
なお、ある変形例では、バッグ２６の内部に、正極７が収納される。この場合、正極７のそれぞれが、１つのバッグ（第１のバッグ）２６の内部に配置される第１の電極となる。そして、負極６のそれぞれが、バッグ２６の外部に配置される第２の電極となる。また、本変形例では、バッグ２６の内部に収納される電解質（第１の電解質）３１が正極側電解質となり、バッグ２６の外部に配置される電解質（第２の電解質）３２が負極側電解質となる。
本変形例でも、バッグ２６は、前述の第３の実施形態等と同様にして製造される。ただし、本変形例では、バッグ２６の内部に、正極７が収納される。このため、例えば、セパレータ８が組成物層３７及び支持体３８の二層構造に形成される場合、組成物層３７が支持体３８に対してバッグ２６の外側に位置する状態で、前述した熱融着が行われ、バッグ２６が製造される。
また、ある変形例では、図７Ｂ及び図７Ｃの一例と同様に、バッグ２６に、バッグ開口２７が形成されない。
（第４の実施形態）
図１６は、第４の実施形態の電池１を示す。本実施形態の電池１は、第２の実施形態及び第３の実施形態等から、以下の構成を変更している。ここで、図１６は、高さ方向（矢印Ｘ１及び矢印Ｘ２で示す方向）に対して垂直又は略垂直な断面を示し、図８のＡ３－Ａ３断面に相当する断面を示す。また、本実施形態では、例えば、図１のＡ１－Ａ１断面に相当する断面等の、第２の方向に対して垂直又は略垂直な断面は、第２の実施形態（図８参照）と略同様になる。
図１６に示すように、本実施形態でも前述の第３の実施形態等と同様に、ジグザグ部５６が形成される１つのバッグ（第１のバッグ）２６に、全ての負極６が収納される。ただし、本実施形態では、セパレータ８は、バッグ２６に加えて、１つのバッグ（第２のバッグ）４６を備える。そして、１つのバッグ４６に、複数の正極７が収納され、本実施形態では、全ての正極７が、バッグ４６の内部に収納される。したがって、本実施形態では、負極６のそれぞれが、１つのバッグ（第１のバッグ）２６の内部に配置される第１の電極となり、正極７のそれぞれが、バッグ（第２のバッグ）４６の内部に配置される第２の電極となる。また、バッグ４６は、全ての正極７を内部に収納した状態で、外装部材２の収納空間５に配置される。
本実施形態では、外装部材２の収納空間５において、バッグ（第２のバッグ）４６は、バッグ（第１のバッグ）２６の外部に配置され、バッグ２６に収納されていない。したがって、本実施形態でも、第２の電極である正極７のそれぞれは、バッグ（第１のバッグ）２６の外部に配置される。また、図１６の一例では、バッグ４６は、バッグ開口４７を有する。
本実施形態でも、バッグ２６の周壁に、前述のジグザグ部５６が形成される。そして、バッグ２６の内部では、ジグザグ部５６の凸部α１のそれぞれに、負極６の対応する１つが配置される。また、本実施形態では、バッグ４６の周壁に、ジグザグ状に延設されるジグザグ部６６が形成される。ジグザグ部６６によって、バッグ４６では、凸部α２及び凹部β２が交互に配列される。バッグ４６の内部では、凸部α２のそれぞれに、正極７の対応する１つが配置される。また、凹部β２のそれぞれでは、バッグ４６の外部に隙間が形成される。
本実施形態では、バッグ２６のジグザグ部５６の凹部β１のそれぞれが形成する隙間に、ジグザグ部６６の凸部α２の対応する１つが配置される。このため、ジグザグ部５６の凹部β１のそれぞれが形成する隙間には、正極７の対応する１つが配置される。また、バッグ４６のジグザグ部６６の凹部β２のそれぞれが形成する隙間に、ジグザグ部５６の凸部α１の対応する１つが配置される。このため、ジグザグ部６６の凹部β２のそれぞれが形成する隙間には、負極６の対応する１つが配置される。前述のように負極６及び正極７が配置されるため、本実施形態でも、負極６及び正極７が、交互に配列される。そして、配列方向について互いに対して隣り合う負極６及び正極７の間には、セパレータ８の一部が介在する。なお、本実施形態では、負極６及び正極７の配列方向は、ジグザグ部５６での凸部α１及び凹部β１の配列方向、及び、ジグザグ部６６での凸部α２及び凹部β２の配列方向に対して、一致又は略一致する。
本実施形態でも、電解質（第１の電解質）３１は、バッグ（第１のバッグ）２６の内部に収納され、バッグ２６の内部では、電解質３１は、負極６に保持（含浸）される。そして、電解質（第２の電解質）３２は、収納空間５においてバッグ４６の内部に収納され、バッグ４６の内部では、電解質３２は、正極７に保持（含浸）される。このため、電解質３２は、バッグ２６の外部で、正極７に保持（含浸）される。
また、本実施形態でも、セパレータ８は、負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５、及び、正極７と対向するセパレータ表面（第２のセパレータ表面）３６を備える。このため、バッグ２６において、セパレータ表面３５は内側を向く。そして、バッグ４６において、セパレータ表面３６は内側を向く。セパレータ８は、前述の組成物層（例えば３７，５７）の少なくとも１つを備える。また、本実施形態では、第２の実施形態及びその変形例等と同様に、セパレータ８において負極６と対向するセパレータ表面（第１のセパレータ表面）３５は、組成物層３７（３７Ａ）から形成される。また、本実施形態では、第２の実施形態及びその変形例等で前述したように、セパレータ８では、支持体３８，５８及び組成物層３７Ｂ，５７（５７Ａ，５７Ｂ）のそれぞれの有無等を、適宜に変更可能である。また、組成物層３７，５７等は、粒子及び高分子材料を含む層か、及び、固体電解質を含む固体電解質含有層であるかの、少なくとも一方である。本実施形態でも、第２の実施形態及びその変形例等と同様に、セパレータ８の透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２以下になる。
バッグ４６は、図１５Ａ及び図１５Ｂの一例の方法等の第３の実施形態等で前述した方法によって、バッグ２６と同様に、製造可能である。この際、ジグザグ部５６の形成と同様に、シート（例えば、シート６１等と同様のシート）を複数箇所で折り曲げる等して、ジグザグ部６６を形成する。そして、バッグ２６の形成と同様にして、熱融着が行われ、バッグ４６が形成される。なお、本実施形態では、前述のように、バッグ４６の内部に、正極７が収納される。このため、例えば、組成物層５７（５７Ａ）及び支持体５８から形成されるシートを用いてバッグ４６を製造する場合、組成物層５７が支持体５８に対してバッグ４６の外側に位置する状態で、熱融着が行われ、バッグ４６が製造される。
また、セパレータ８に、組成物層５７（５７Ａ，５７Ｂ）及び支持体５８が設けられない構成では、図１７Ａ及び図１７Ｂの一例に示す方法によって、バッグ２６，４６を製造可能である。図１７Ａ及び図１７Ｂの一例の方法でセパレータ８を製造する場合、セパレータ８は、組成物層３７（３７Ａ）のみから形成されるか、組成物層３７（３７Ａ）及び支持体３８のみから形成されるか、及び、組成物層３７Ａ，３７Ｂ及び支持体３８のみから形成されるか、のいずれかである。
図１７Ａ及び図１７Ｂの一例では、前述のシート６１及びシート７１から、バッグ２６，４６の両方が形成される。図１７Ａに示すように、シート７１は、４つの辺７２～７５を有する略長方形状に形成される。図１７Ａ及び図１７Ｂの一例では、図１７Ａに示すように、図１５Ａ及び図１５Ｂの一例と同様にして、シート６１からバッグ（第１のバッグ）２６を形成する。そして、バッグ（第２のバッグ）４６の形成では、図１７Ｂに示すように、シート７１において辺７２の近傍の部位、シート７１において辺７３の近傍の部位、及び、シート７１において辺７４の近傍の部位を、バッグ２６に熱融着する。これにより、シート７１のバッグ２６への融着部分が形成され、バッグ（第２のバッグ）４６が形成される。融着部分では、熱融着性を有する樹脂を介して、シート６１，７１が互いに対して熱融着される。前述のように融着部分が形成されることにより、バッグ４６では、シート６１の辺６５、及び、シート７１の辺７５によって、バッグ開口４７の開口縁が形成される。
（第４の実施形態の変形例）
なお、ある変形例では、バッグ（第１のバッグ）２６の内部に、正極７が収納され、バッグ（第２のバッグ）４６の内部に、負極６が収納される。この場合、正極７のそれぞれが、バッグ（第１のバッグ）２６の内部に配置される第１の電極となる。そして、負極６のそれぞれが、バッグ（第２のバッグ）４６の内部に配置される第２の電極となる。また、本変形例では、バッグ２６の内部に収納される電解質（第１の電解質）３１が正極側電解質となり、バッグ４６の内部に収納される電解質（第２の電解質）３２が負極側電解質となる。
また、ある変形例では、第２の実施形態の変形例でも前述したように、収納空間５においてバッグ２６，４６の外部に、電解質３１，３２の一方が配置（充填）されてもよい。
また、ある変形例では、図７Ｂ及び図７Ｃの一例と同様に、バッグ２６に、バッグ開口２７が形成されない。また、ある変形例では、バッグ４６に、バッグ開口４７が形成されない。
（各構成要素の詳細）
以下、前述の実施形態等（変形例を含む）の電池１の各構成要素について、詳細に説明する。以下の説明では、電解質３１，３２、負極６、正極７、セパレータ８、及び、外装部材２について、詳細に説明する。
１）電解質
まず、負極側電解質について、説明する。負極側電解質は、少なくとも、負極によって保持される。負極側電解質は、例えば、アルカリ金属塩と、アルカリ金属塩が溶解される水系溶媒とを含む水系溶液（水系電解液）である。なお、負極側電解質は、負極に加え、正極及びセパレータの少なくとも一方にも保持され得る。
負極側電解質の水系溶媒は、水を含む溶媒であり、水単独、又は、水と水以外の溶媒からなり得る。水以外の溶媒として、水溶性の有機溶媒が挙げられる。水溶性の有機溶媒には、γ－ブチロラクトン、アセトニトリル、アルコール類、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、及び、テトラヒドロフラン等が挙げられる。負極側電解質の水系溶媒に含まれる溶媒の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。負極側電解質の水系溶媒では、水以外の溶媒の含有量は、２０重量％以下にすることが望ましい。
負極側電解質に含まれるアルカリ金属塩は、例えば、Ｌｉ、Ｎａ及びＫより成る群から選択される１種又は２種以上のアルカリ金属塩である。Ｌｉ、Ｎａ及びＫのそれぞれは、イオン伝導性に優れているため、負極側電解質のイオン伝導性を高くすることができる。負極側電解質のアルカリ金属塩の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。なお、アルカリ金属塩を水系溶媒に溶解することで、Ｌｉ＋がアルカリ金属イオンとして得られることが、より好ましい。このため、負極側電解質のアルカリ金属塩としては、リチウム塩が用いられることが、より好ましい。
負極側電解質において、水系溶媒中のアルカリ金属イオンの濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ以上１２ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。アルカリ金属イオンの濃度を高くすることにより、負極側電解質中のフリーな水分子が減少し、水素発生を抑制することができる。なお、水系溶媒中のアルカリ金属イオンの濃度は、前述の範囲内においても、４ｍｏｌ／Ｌ以上であることが好ましく、５ｍｏｌ／Ｌ以上であることがより好ましい。また、水系溶媒中のアルカリ金属イオンの濃度は、前述の範囲内においても、１０ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましい。
負極側電解質のアルカリ金属塩は、例えば、リチウム塩である。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２Ｃ２Ｏ４、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｌｉ［（ＦＳＯ２）２Ｎ］、Ｌｉ［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］及びＬｉＢ［（ＯＣＯ）２］２等が挙げられる。使用するリチウム塩の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。使用するリチウム塩としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＯＨ、Ｌｉ［（ＦＳＯ２）２Ｎ］又はＬｉ［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］を含むリチウム塩が好ましい。
負極側電解質のアルカリ金属塩の陰イオンは、例えば、Ｃｌ－、Ｂｒ－、ＯＨ－、ＳＯ４ ２－、ＮＯ３ －、Ｃ２Ｏ４ ２－、ＣＯ３ ２－、［（ＦＳＯ２）２Ｎ］－、［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］－及びＢ［（ＯＣＯ）２］２ －より成る群から選ばれる一種又は二種以上のイオンを含む。特に、陰イオンは、Ｃｌ－、ＯＨ－、［（ＦＳＯ２）２Ｎ］－及び［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］－より成る群から選ばれる一種又は二種以上のイオンを含むことが好ましい。これにより、アルカリ金属イオンの濃度を高くすることができるため、負極での水素発生を抑制することができる。これにより、電池の充放電効率（クーロン効率）が高くなり、保存性能及びサイクル寿命性能が大幅に向上する。
また、負極側電解質のｐＨ値は、３以上１４以下の範囲であることが好ましい。ｐＨ値が前述の範囲であることにより、負極での水素発生電位が低下するため、負極での水素発生が抑制される。これにより、電池の保存性能及びサイクル寿命性能が向上する。
また、負極側電解質は、前述のアルカリ金属塩と高分子材料との複合体を含むゲル状電解質であってもよい。負極側電解質がゲル状電解質である場合、負極側電解質からの水分子の負極への拡散を抑制することができ、負極での水素発生を大幅に抑制することができる。このため、電池のサイクル寿命性能及び保存性能を大幅に向上することができる。複合体は、例えば、前述のアルカリ金属塩が水系溶媒に溶解した水系溶液と高分子材料とを複合化によりゲル状にしたゲル状電解質である。アルカリ金属塩と複合化される高分子材料としては、例えば、ポリアクリル酸塩（例えば、ポリアクリル酸リチウム、ポリアクリル酸カリウム等）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）及びポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。高分子材料の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。高分子材料の形態は、例えば、粒状及び繊維状を取り得る。負極側電解質中の高分子材料の含有量は、０．５重量％以上１０重量％以下の範囲にすることができる。
次に、正極側電解質について、説明する。正極側電解質は、少なくとも、正極によって保持される。正極側電解質は、例えば、アルカリ金属塩と、アルカリ金属塩が溶解される水系溶媒とを含む水系溶液（水系電解液）である。なお、正極側電解質は、正極に加え、負極及びセパレータの少なくとも一方にも保持され得る。
正極側電解質の水系溶媒は、水を含む溶媒であり、水単独、又は、水と水以外の溶媒からなり得る。水以外の溶媒として、水溶性の有機溶媒が挙げられる。水溶性の有機溶媒には、γ－ブチロラクトン、アセトニトリル、アルコール類、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、及び、テトラヒドロフラン等が挙げられる。正極側電解質の水系溶媒に含まれる溶媒の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。正極側電解質の水系溶媒では、水以外の溶媒の含有量は、２０重量％以下にすることが望ましい。
正極側電解質に含まれるアルカリ金属塩は、例えば、Ｌｉ、Ｎａ及びＫより成る群から選択される１種又は２種以上のアルカリ金属塩である。Ｌｉ、Ｎａ及びＫのそれぞれは、イオン伝導性に優れているため、正極側電解質のイオン伝導性を高くすることができる。正極側電解質のアルカリ金属塩の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。なお、アルカリ金属塩を水系溶媒に溶解することで、Ｌｉ＋がアルカリ金属イオンとして得られることが、より好ましい。このため、正極側電解質のアルカリ金属塩としては、リチウム塩が用いられることが、より好ましい。
正極側電解質において、水系溶媒中のアルカリ金属イオンの濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ以上８ｍｏｌ／Ｌ以下が好ましい。アルカリ金属イオンの濃度を前述の範囲内にすることにより、良好なイオン伝導性の正極側電解質が得られる。なお、水系溶媒中のアルカリ金属イオンの濃度は、前述の範囲内においても、１ｍｏｌ／Ｌ以上６ｍｏｌ／Ｌ以下であることが好ましく、１．５ｍｏｌ／Ｌ以上６ｍｏｌ／Ｌ以下であることがより好ましい。この場合、正極側電解質のイオン伝導性が高くなり、正極での反応抵抗が小さくなる。このため、電池の大電流性能が向上する。
正極側電解質のアルカリ金属塩は、例えば、リチウム塩である。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＯＨ、Ｌｉ２ＳＯ４、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２Ｃ２Ｏ４、Ｌｉ２ＣＯ３、Ｌｉ［（ＦＳＯ２）２Ｎ］、Ｌｉ［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］及びＬｉＢ［（ＯＣＯ）２］２等が挙げられる。使用するリチウム塩の種類は、１種類又は２種類以上にすることができる。使用するリチウム塩としては、ＬｉＣｌ、ＬｉＮＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３又はＬｉ２ＳＯ４を含むリチウム塩が好ましい。ＬｉＣｌは、充電時のＣｌ２の発生が懸念されるが、水系溶媒への溶解性に優れている。Ｌｉ２ＳＯ４及びＬｉＮＯ３のそれぞれは、水系溶媒への溶解性が高くはないが、電池の大電流性能及びサイクル寿命性能の向上に寄与する。
正極側電解質のアルカリ金属塩の陰イオンは、例えば、Ｃｌ－、Ｂｒ－、ＯＨ－、ＳＯ４ ２－、ＮＯ３ －、Ｃ２Ｏ４ ２－、ＣＯ３ ２－、［（ＦＳＯ２）２Ｎ］－、［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］－及びＢ［（ＯＣＯ）２］２ －より成る群から選ばれる一種又は二種以上のイオンを含む。特に、陰イオンは、Ｃｌ－、ＮＯ３ －、ＣＯ３ ２－、及びＳＯ４ ２－より成る群から選ばれる一種又は二種以上のイオンを含むことが好ましい。これにより、電池の充放電効率（クーロン効率）が向上するため、電池のサイクル寿命性能及び保存性能が向上する。
また、正極側電解質のｐＨ値は、１以上８以下の範囲であることが好ましい。ｐＨ値が前述の範囲であることにより、正極での酸素発生電位が高くなるため、正極での酸素発生が減少する。これにより、電池の保存性能及びサイクル寿命性能が大幅に向上する。正極側電解質のｐＨ値は、３以上７．５以下の範囲であることが、より好ましい。
また、正極側電解質は、前述のアルカリ金属塩と高分子材料との複合体を含むゲル状電解質であってもよい。正極側電解質がゲル状電解質である場合、正極側電解質からの水分子の負極への拡散を抑制することができ、負極での水素発生を大幅に抑制することができる。このため、電池のサイクル寿命性能及び保存性能を大幅に向上することができる。複合体は、例えば、前述のアルカリ金属塩が水系溶媒に溶解した水系溶液と高分子材料とを複合化によりゲル状にしたゲル状電解質である。アルカリ金属塩と複合化される高分子材料としては、例えば、ポリアクリル酸塩（例えば、ポリアクリル酸リチウム、ポリアクリル酸カリウム等）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）等を挙げることができる。高分子材料の種類は１種類又は２種類以上にすることができる。高分子材料の形態は、例えば、粒状及び繊維状を取り得る。正極電解質中の高分子材料の含有量は、０．５重量％以上１０重量％以下の範囲にすることができる。
なお、負極側電解質に含まれるアルカリ金属塩の陰イオン（アニオン）の種類と、正極側電解質に含まれるアルカリ金属塩の陰イオン（アニオン）の種類は、互いに対して同一であってもよく、互いに対して異なってもよい。負極側電解質の陰イオンとしてＣｌ－、ＯＨ－、［（ＦＳＯ２）２Ｎ］－及び［（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ］－より成る群から選ばれる一種又は二種以上のイオンを用い、かつ、正極側電解質の陰イオンとしてＣｌ－、ＮＯ３ －、ＣＯ３ ２－及びＳＯ４ ２－より成る群から選ばれる一種又は二種以上のイオンを用いることにより、電池の充放電効率（クーロン効率）が向上するとともに、負極での水素発生が抑制される。このため、電池（二次電池）の保存性能及びサイクル寿命性能を向上させることができる。また、負極側電解質及び正極側電解質のそれぞれは、リチウムイオン、ナトリウムイオン及びマグネシウムイオンを含むことができる。さらに、亜鉛イオン、水酸化物イオンを含むこともできる。これらのイオンは単独で用いられてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。
また、負極側電解質及び正極側電解質として、前述の水系電解質の代わりに、非水系電解質を用いることができる。負極側電解質及び正極側電解質として用いられる非水系電解質には、非水系電解液が含まれ得る。非水系電解液は、電解質を有機溶媒に溶解することにより調製される。非水系電解液では、電解質の濃度は、０．５ｍｏｌ／Ｌ以上２．５ｍｏｌ／Ｌ以下の範囲内であることが、好ましい。
有機溶媒に溶解される電解質の例には、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ6）、四フッ化ホウ酸リチウム（ＬｉＢＦ4）、六フッ化砒素リチウム（ＬｉＡｓＦ6）、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ3ＳＯ3）、及び、ビストリフルオロメチルスルホニルイミドリチウム（ＬｉＮ(ＣＦ3ＳＯ2)2）等のリチウム塩、及び、これらの混合物が、挙げられる。また、電解質は、高電位でも酸化し難いことが好ましく、電解質としてＬｉＰＦ6が用いられることが、最も好ましい。
電解質が溶解される有機溶媒の例には、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、及び、ビニレンカーボネート等の環状カーボネート；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、及び、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）等の鎖状カーボネート；テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２メチルテトラヒドロフラン（２ＭｅＴＨＦ）、及び、ジオキソラン（ＤＯＸ）等の環状エーテル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）及びジエトキシエタン（ＤＥＥ）等の鎖状エーテル；γ－ブチロラクトン（ＧＢＬ）、アセトニトリル（ＡＮ)、及び、スルホラン（ＳＬ）が、挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で、又は、混合溶媒として用いることができる。
有機溶媒としては、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、及び、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）からなる群より選択される少なくとも２種以上を混合した混合溶媒、又は、γ－ブチロラクトン（ＧＢＬ）を含む混合溶媒が用いられることが好ましい。これらの混合溶媒が用いられることにより、電池の高温特性が向上する。
また、非水系電解液の代わりにゲル状の非水系電解質を用いることができる。ゲル状の非水系電解質は、前述の非水系電解液と高分子材料とを複合化することにより、調製される。非水系電解液と複合化される高分子材料の例には、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）及びポリエチレンオキサイド（ＰＥＯ）、及び、これらの混合物が含まれる。
２）負極
負極は、負極集電体と、負極集電体上に配置される負極活物質含有層と、を備える。負極活物質含有層は、負極集電体の片面又は両面に形成され得る。負極活物質含有層は、負極活物質を含む。また、負極活物質含有層は、導電剤及び結着剤を任意に含むことができる。
負極集電体は、アルミニウム、銅、亜鉛、ニッケル、チタン、マグネシウム、マンガン及び鉄から成る群から選択される少なくとも１種の金属を含む。負極集電体は、前述の金属の中の１種の金属を含むことができる。また、負極集電体は、前述の金属の中の２種以上の金属を含むこともできる。ある実施例では、負極集電体は、例えば、前述の金属の中の１種からなる金属箔である。また、別のある実施例では、負極集電体は、例えば、前述の金属の２種以上を含んだ合金の箔である。負極集電体の形状としては、箔以外にも、例えば、メッシュ及び多孔体等が挙げられる。なお、電池のエネルギー密度及び出力の向上の観点から、負極集電体は、体積が小さく、かつ、表面積が大きい箔の形状であることが、望ましい。また、負極集電体の厚さは５μｍ以上２０μｍ以下の範囲にすることができる。
負極活物質含有層に含まれる負極活物質としては、アルカリ金属イオンを吸蔵放出する金属又は化合物が用いられ、リチウムイオンを吸蔵放出する金属又は化合物が用いられることが好ましい。特に、負極活物質は、リチウムイオンの吸蔵放出電位がＬｉ電位基準で０．２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）以上３Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）以下の範囲にあることが、望ましい。負極活物質の例には、リチウム合金等の金属合金、炭素材料、及び、チタン含有酸化物が、挙げられる。使用する負極活物質の種類は、１種又は２種以上にすることができる。
負極活物質は、チタン含有酸化物を含むことが好ましい。チタン含有酸化物が、負極活物質として用いられることにより、負極において、水の還元分解による水素発生を、大幅に抑制することができる。これにより、リチウムイオンを、効率よく吸蔵放出できる。チタン含有酸化物の例には、チタン酸化物、リチウムチタン酸化物、ニオブチタン酸化物及びナトリウムニオブチタン酸化物が、含まれる。
チタン酸化物の例には、単斜晶構造のチタン酸化物、ルチル構造のチタン酸化物、及び、アナターゼ構造のチタン酸化物等が挙げられる。各結晶構造のチタン酸化物は、充電前の組成をＴｉＯ２、充電後の組成をＬｉｘＴｉＯ２（ｘは０≦ｘ≦１）で表すことができる。また、単斜晶構造のチタン酸化物の充電前構造をＴｉＯ２（Ｂ）と表すことができる。
リチウムチタン酸化物の例には、スピネル構造のリチウムチタン酸化物（例えば一般式Ｌｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは－１≦ｘ≦３））、ラムスデライト構造のリチウムチタン酸化物（例えば、Ｌｉ２＋ｘＴｉ３Ｏ７（－１≦ｘ≦３））、Ｌｉ１＋ｘＴｉ２Ｏ４（０≦ｘ≦１）、Ｌｉ１．１＋ｘＴｉ１．８Ｏ４（０≦ｘ≦１）、及び、Ｌｉ１．０７＋ｘＴｉ１．８６Ｏ４（０≦ｘ≦１）、及び、ＬｉｘＴｉＯ２（０＜ｘ≦１））等が挙げられる。また、リチウムチタン酸化物は、例えば、スピネル構造又はラムスデライト構造等の前述のリチウムチタン酸化物に異種元素が導入されているリチウムチタン含有複合酸化物を含む。
ニオブチタン酸化物の例には、ＬｉａＴｉＭｂＮｂ２±βＯ７±σ（０≦ａ≦５、０≦ｂ≦０．３、０≦β≦０．３、０≦σ≦０．３、ＭはＦｅ，Ｖ，Ｍｏ及びＴａから成る群から選択される少なくとも１種の元素）で表される単斜晶型ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。
ナトリウムニオブチタン酸化物の例には、一般式Ｌｉ２＋ｖＮａ２－ｗＭ１ｘＴｉ６－ｙ－ｚＮｂｙＭ２ｚＯ１４＋δ（０≦ｖ≦４、０＜ｗ＜２、０≦ｘ＜２、０＜ｙ≦６、０≦ｚ＜３、ｙ＋ｚ＜６、－０．５≦δ≦０．５、Ｍ１はＣｓ，Ｋ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｃａから成る群から選択される少なくとも１つを含み、Ｍ２はＺｒ，Ｓｎ，Ｖ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｆｅ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ａｌから成る群から選択される少なくとも１つを含む）で表される直方晶型Ｎａ含有ニオブチタン複合酸化物等が、挙げられる。
前述した組成のチタン含有酸化物は、リチウムイオンの吸蔵放出の電位が１．４（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）以上２Ｖ（ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）以下の範囲に含まれる。このため、前述した組成のチタン含有酸化物を前述の負極側電解質及び正極側電解質と組み合わせることにより、負極において水素発生を抑制でき、効率よくリチウムイオンを吸蔵放出することができる。また、負極活物質に用いられるチタン含有酸化物には、スピネル構造のリチウムチタン酸化物が含まれることが、より好ましい。スピネル構造のリチウムチタン酸化物を用いることにより、充放電反応による負極活物質の体積変化を小さくすることができる。
また、負極活物質としては、前述した活物質以外の酸化物及び硫化物等の化合物を用いることが可能である。負極活物質として用いられる酸化物及び硫化物等の化合物は、リチウムイオン等のアルカリ金属イオン（又はアルカリ土類金属）、鉛イオン、亜鉛イオン及び水酸化物イオンのいずれかを挿入及び脱離させることが可能である。
また、負極活物質含有層が導電剤を含む場合、負極での集電性能が高まり、負極活物質と負極集電体との間の接触抵抗が抑えられる。負極活物質含有層の導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維（例えば気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ： Vapor Grown Carbon Fiber））、及び、黒鉛等の炭素質物が挙げられる。導電剤には、前述の炭素質物の中の１つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。また、導電剤を用いる代わりに、負極活物質の粒子の表面に、炭素コート又は電子導電性無機材料コート等を施してもよい。
負極活物質含有層が結着剤を含む場合、結着剤によって、負極活物質含有層の隙間が埋められ、負極活物質、導電剤、及び、負極集電体が結着される。結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ： Polytetrafluoroethylene）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ： Polyvinylidene fluoride）、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂、イミド化合物、及び、セルロース等が挙げられる。結着剤に用いられるアクリル樹脂としては、ポリアクリル酸化合物等が挙げられる。また、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ： Carboxymethyl Cellulose）及びカルボキシメチルセルロースの塩等が挙げられる。結着剤としては、前述の材料の１つを単独で用いてもよく、前述の材料の中の複数を組み合わせて用いてもよい。
負極活物質含有層における負極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、負極活物質が７０重量％以上９５重量％以下、導電剤が３重量％以上２０重量％以下、及び、結着剤が２重量％以上１０重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤を３重量％以上にすることにより、負極の導電性が確保される。また、導電剤を２０質量％以下にすることにより、導電剤の表面での水系電解質の分解が、低減される。また、結着剤を２重量％以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤を１０重量％以下にすることにより、負極において絶縁材料となる結着剤の配合量が減少するため、内部抵抗が減少する。
負極は、例えば、次の方法により製造することができる。まず、負極活物質、導電剤及び結着剤を溶媒に懸濁し、スラリーを調製する。次に、調整したスラリーを、負極集電体の片面又は両面に塗布する。そして、負極集電体上の塗膜を乾燥することにより、負極活物質含有層を形成する。その後、負極集電体及び負極集電体上に形成された負極活物質含有層をプレスする。また、プレスの代わりに、負極活物質、導電剤及び結着剤をペレット状に形成し、負極活物質含有層として用いてもよい。
３）正極
正極は、正極集電体と、正極集電体上に配置される正極活物質含有層と、を備える。正極活物質含有層は、正極集電体の片面又は両面に形成され得る。正極活物質含有層は、正極活物質を含む。また、正極活物質含有層は、導電剤及び結着剤を任意に含むことができる。
正極集電体は、アルミニウム、チタン、銅、亜鉛、ニッケル、マグネシウム、マンガン、クロム及び鉄から成る群から選択される少なくとも１種の金属を含む。ある実施例では、正極集電体は、例えば、前述の金属の中の１種からなる金属箔である。また、別のある実施例では、正極集電体は、例えば、前述の金属の２種以上を含んだ合金の箔である。正極集電体の形状としては、箔以外にも、例えば、メッシュ及び多孔体等が挙げられる。正極集電体は、例えば、負極集電体と同様の形状に、形成される。
正極活物質としては、例えば、リチウムの吸蔵及び放出が可能な化合物を用いることができる。正極活物質に用いられる化合物としては、金属酸化物が挙げられる。正極活物質としては、以下の活物質の中の１種を単独で用いてもよく、以下の活物質の中の２種以上を用いてもよい。
正極活物質として用いられる金属酸化物としては、例えば、リチウムマンガン複合酸化物、リチウムニッケル複合酸化物、リチウムコバルトアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、スピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、リチウムマンガンコバルト複合酸化物、オリビン型のリチウムリン酸鉄（例えば、ＬｉＦｅＰＯ４）、及び、オリビン型のリチウムリン酸マンガン（例えばＬｉＭｎＰＯ４）等が挙げられる。
好ましい正極活物質としては、例えばＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ≦１）及びＬｉｘＭｎＯ２（０＜ｘ≦１）等のリチウムマンガン複合酸化物、例えばＬｉｘＮｉ１－ｙＡｌｙＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）等のリチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、例えばＬｉｘＣｏＯ２（０＜ｘ≦１）等のリチウムコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＮｉ１－ｙ－ｚＣｏｙＭｎｚＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１、０≦ｚ≦１、０＜１－ｙ－ｚ＜１）等のリチウムニッケルコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＭｎｙＣｏ１－ｙＯ２（０＜ｘ≦１、０＜ｙ≦１）等のリチウムマンガンコバルト複合酸化物、例えばＬｉｘＭｎ２－ｙＮｉｙＯ４（０＜ｘ≦１、０＜ｙ＜２）等のスピネル型リチウムマンガンニッケル複合酸化物、例えばＬｉｘＦｅＰＯ４（０＜ｘ≦１）、ＬｉｘＦｅ１－ｙＭｎｙＰＯ４（０＜ｘ≦１、０≦ｙ≦１）及びＬｉｘＣｏＰＯ４（０＜ｘ≦１）等のオリビン構造を有するリチウムリン酸化物、及び、例えばＬｉｘＦｅＳＯ４Ｆ（０＜ｘ≦１）等のフッ素化硫酸鉄が、挙げられる。これらの金属酸化物のいずれかを正極活物質として用いることにより、高電圧が得られる。
高電圧が得られる前述の正極活物質の中でも、リチウムニッケルアルミニウム複合酸化物、リチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物、及び、リチウムマンガンコバルト複合酸化物のいずれかが用いられることが、より好ましい。この場合、高温環境下での電解質との反応を抑制することができ、電池の寿命を大幅に向上することができる。特に、ＬｉｘＮｉ１－ｙ―ｚＣｏｙＭｎｚＯ２（０≦ｘ≦１．１、０≦ｙ≦０．５、０≦ｚ≦０．５、より好ましくは０＜ｘ≦１．１、０＜ｙ≦０．５、０＜ｚ≦０．５）で表せるリチウムニッケルコバルトマンガン複合酸化物を正極活物質として用いることにより、高温での耐久性がさらに向上し、電池の寿命がさらに向上する。
また、前述した正極活物質の中でも、オリビン構造を有するリチウムリン酸化物及びスピネル構造を有するリチウムマンガン複合酸化物（例えばＬｉｘＭｎ２Ｏ４（０＜ｘ≦１））のそれぞれは、水系溶媒に対する安定性が高い。このため、これらの金属酸化物を正極活物質として用いることも、好ましい。
また、正極活物質としては、前述した活物質以外の酸化物及び硫化物等の化合物を用いることが可能である。正極活物質として用いられる酸化物及び硫化物等の化合物は、リチウムイオン等のアルカリ金属イオン（又はアルカリ土類金属）、鉛イオン、亜鉛イオン及び水酸化物イオンのいずれかを挿入及び脱離させることが可能である。
また、正極活物質含有層が導電剤を含む場合、正極での集電性能が高まり、正極活物質と正極集電体との間の接触抵抗が抑えられる。正極活物質含有層の導電剤には、負極活物質含有層に含まれる導電剤と同様の材料を含むことができる。このため、正極活物質含有層の導電剤の例には、アセチレンブラック、カーボンブラック、コークス、炭素繊維、及び、黒鉛等の炭素質物が挙げられる。導電剤には、前述の炭素質物の中の１つを単独で用いてもよく、前述の炭素質物の中の複数を用いてもよい。また、導電剤を用いる代わりに、正極活物質の粒子の表面に、炭素コート又は電子導電性無機材料コート等を施してもよい。
また、正極活物質含有層が結着剤を含む場合、負極活物質含有層の結着剤と同様に、正極活物質含有層の隙間が埋められ、正極活物質、導電剤、及び、正極集電体が結着される。正極活物質含有層の結着剤には、負極活物質含有層に含まれる結着剤と同様の材料を含むことができる。このため、正極活物質含有層の結着剤の例には、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、フッ素系ゴム、スチレンブタジエンゴム、アクリル樹脂、イミド化合物、及び、セルロース等が挙げられる。結着剤に用いられるアクリル樹脂としては、ポリアクリル酸化合物等が挙げられる。また、結着剤に用いられるセルロースとしては、カルボキシメチルセルロース及びカルボキシメチルセルロースの塩等が挙げられる。結着剤としては、前述の材料の１つを単独で用いてもよく、前述の材料の中の複数を組み合わせて用いてもよい。
正極活物質含有層における正極活物質、導電剤及び結着剤の配合比は、正極活物質が７０重量％以上９５重量％以下、導電剤が３重量％以上２０重量％以下、及び、結着剤が２重量％以上１０重量％以下の範囲であることが好ましい。導電剤の配合比を３重量％以上にすることにより、正極の導電性が確保される。また、導電剤の配合比を２０重量％以下にすることにより、導電剤の表面での水系電解質の分解が、低減される。そして、結着剤の配合比を２重量％以上にすることにより、十分な電極強度が得られる。また、結着剤の配合比を１０重量％以下にすることにより、正極において絶縁材料となる結着剤の配合量が減少するため、内部抵抗が減少する。また、正極は、例えば、前述の正極活物質を用いて、負極と同様の方法により作製することができる。
４）セパレータ
セパレータは、負極と正極との間に介在し、負極及び正極の互いに対する接触を防ぐ。また、セパレータは、絶縁体であり、負極と正極とを電気的に絶縁する。セパレータは、負極と接していることが好ましく、負極及び正極の両方と接していることがより好ましい。セパレータによって負極側及び正極側を互いに対して適切に隔てることにより、水の電気分解をより抑制することができる。
セパレータは、負極及び正極の一方である第１の電極が収納される第１のバッグを備える。そして、負極及び正極の他方である第２の電極は、第１のバッグの外部に配置される。また、セパレータの第１のバッグの内部では、第１の電極に、負極側電解質及び正極側電解質の対応する一方である第１の電解質が保持される。そして、第１のバッグの外部では、負極側電解質及び正極側電解質の中で第１の電解質とは別の一方である第２の電解質が、第２の電極に保持される。
また、セパレータは、第１のバッグの外部に第２のバッグを備えることができる。この場合、第２のバッグの内部に、第２の電極が収納される。そして、第２のバッグの内部で、第２の電極に第２の電解質が保持される。また、セパレータは、負極に対向する第１のセパレータ表面と、正極に対向する第２のセパレータ表面と、を備える。セパレータでは、第１のセパレータ表面が負極に接していることが、好ましい。また、セパレータでは、第１のセパレータ表面が負極に接し、かつ、第２のセパレータ表面が正極に接していることが、より好ましい。
セパレータは、１価の陽イオンを透過させることができる。１価の陽イオンとしては、例えば、リチウムイオン及びナトリウムイオン等のアルカリ金属イオンが挙げられる。また、セパレータは、鉛イオン、亜鉛イオン及び水酸化物イオン等を透過させることができる。セパレータは、負極と正極の間の電位差によって、前述のイオンを選択的に透過させることが好ましい。また、セパレータは、水系電解質に含まれる水系溶媒等を透過させ難い。したがって、セパレータでは、溶媒和したアルカリ金属イオンが通過できないことが、好ましい。そして、セパレータでは、溶媒和したアルカリ金属イオンが、溶媒和していない状態に変化し得る。また、セパレータは、透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下に形成される。
セパレータは、組成物層を備える。組成物層は、粒子及び高分子材料を備えた層であるか、及び、固体電解質を含む固体電解質含有層であるかの、少なくとも一方である。組成物層が粒子及び高分子材料を含む場合、組成物層は、粒子及び高分子材料が混合された混合層であり得る。混合層は、例えば固体電解質を粒子として含む固体電解質含有層等、電解質含有層であり得る。また、セパレータは、混合層等の組成物層のみから形成されてもよい。セパレータでは、負極に対向する第１のセパレータ表面は、組成物層から形成される。また、セパレータでは、第１のセパレータ表面に加えて、正極に対向する第２のセパレータ表面も、組成物層から形成されてもよい。なお、前述の実施形態等では、組成物層３７（３７Ａ，３７Ｂ），５７（５７Ａ，５７Ｂ）が、以下の組成物層に相当する。
組成物層が固体電解質粒子と高分子材料とを含む混合層（固体電解質含有層）である場合、固体電解質が混合層の主成分であることが、好ましい。混合層おける固体電解質の割合は、混合層の密度を高める観点からは、５０質量％以上であることが好ましく、６０質量％以上であることがより好ましく、７５質量％以上であることがさらに好ましい。また、混合層における固体電解質の割合は、混合層の可撓性を高める観点からは、９８質量％以下であることが好ましく、９４質量％以下であることがより好ましく、９２質量％以下であることがさらに好ましい。固体電解質等の粒子と高分子材料との混合層における割合は、セパレータの透気係数に影響を与える。セパレータの透気係数を１．０×１０－１４ｍ２以下にする観点からは、混合層における固体電解質の割合は、５０質量％以上であることが好ましい。また、セパレータの透気係数を１．０×１０－１７ｍ２以下にする観点からは、混合層における固体電解質の割合は、６０質量％以上であることが好ましい。
固体電解質粒子の形状は特に限定されないが、例えば、球状、楕円形状、扁平形状、又は繊維状等にすることができる。固体電解質粒子の平均粒径は、アルカリ金属イオン伝導性を高めるという観点からは、１００μｍ以下であることが好ましく、７０μｍ以下であることがより好ましく、５０μｍ以下であることがさらに好ましい。固体電解質粒子の平均粒径の下限値は、特に限定するものではないが、ある一例では、０．０５μｍ以上である。
混合層（固体電解質含有層）の固体電解質としては、無機固体電解質を用いることが好ましい。無機固体電解質としては、例えば、酸化物系固体電解質及び硫化物系固体電解質等が挙られる。酸化物系固体電解質としては、ＮＡＳＩＣＯＮ型構造のリチウムリン酸固体電解質を用いることができる。ＮＡＳＩＣＯＮ型構造のリチウムリン酸固体電解質は、一般式Ｌｉ１＋ｘＭ２（ＰＯ４）３（Ｍは、Ｔｉ，Ｇｅ，Ｓｒ，Ｚｒ，Ｓｎ及びＡｌより成る群から選ばれる一種または二種以上、ｘは０≦ｘ≦０．５）で表される。ＮＡＳＩＣＯＮ型構造のリチウムリン酸固体電解質としては、ＬＡＴＰ（Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＴｉ２－ｘ（ＰＯ４）３（ｘは０≦ｘ≦０．５））、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＺｒ２－ｘ（ＰＯ４）３（ｘは０≦ｘ≦０．５）、及び、Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＧｅ２－ｘ（ＰＯ４）３（ｘは０≦ｘ≦０．５）等が、挙げられる。特に、ＮＡＳＩＣＯＮ型構造のリチウムリン酸固体電解質の中でも、ＬＡＴＰを固体電解質として用いることが好ましい。ＬＡＴＰは、耐水性に優れるため、固体電解質としてＬＡＴＰを用いることにより、電池において加水分解が生じ難い。
また、酸化物系固体電解質としては、アモルファス状のＬＩＰＯＮ（Ｌｉ２．９ＰＯ３．３Ｎ０．４６）、又は、ガーネット型構造のＬＬＺ（Ｌｉ7Ｌａ3Ｚｒ2Ｏ12）を用いてもよい。また、酸化物系固体電解質としては、リチウムチタン含有複合酸化物が用いられてもよい。固体電解質として用いられるリチウムチタン含有複合酸化物の例には、スピネル構造のリチウムチタン酸化物（例えば一般式Ｌｉ４＋ｘＴｉ５Ｏ１２（ｘは－１≦ｘ≦３））が挙げられる。混合層に用いられる固体電解質は、１種類であってもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。また、固体電解質としては、ナトリウム含有固体電解質を用いてもよい。ナトリウム含有固体電解質は、ナトリウムイオンのイオン伝導性に優れている。ナトリウム含有固体電解質としては、β－アルミナ、ナトリウムリン硫化物、及び、ナトリウムリン酸化物等が挙げられる。ナトリウム含有固体電解質は、ガラスセラミックスの形態にあることが好ましい。
混合層に含まれる高分子材料は、固体電解質粒子同士の隙間に存在し得る。高分子材料は、混合層において、固体電解質粒子同士の結着性を高める。高分子材料の重量平均分子量は、例えば、３０００以上である。高分子材料の重量平均分子量を３０００以上にすることにより、固体電解質の結着性をより高めることができる。高分子材料の重量平均分子量は、３０００以上５００００００以下であることが好ましく、５０００以上２００００００以下であることがより好ましく、１００００以上１００００００以下であることがさらに好ましい。
混合層における高分子材料の割合は、混合層の可撓性を高める観点からは、１質量％以上であることが好ましく、３質量％以上であることがより好ましく、１０質量％以上であることがさらに好ましい。また、混合層における高分子材料の割合は、混合層におけるリチウムイオンの伝導性を高める観点からは、２０質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがより好ましい。セパレータの透気係数を１．０×１０－１４ｍ２以下にする観点からは、混合層における高分子材料の割合は、４０質量％以下であることが好ましい。また、セパレータの透気係数を１．０×１０－１７ｍ２以下にする観点からは、混合層における高分子材料の割合は、４０質量％以下であることが好ましい。
混合層に含まれる高分子材料は、単一のモノマーユニットからなる重合体（ポリマー）、複数のモノマーユニットからなる共重合体（コポリマー）、又は、これらの混合物であり得る。高分子材料は、炭化水素で構成されるモノマーユニットを含み、モノマーユニットを構成する炭化水素は、酸素（Ｏ）、硫黄（Ｓ）、窒素（Ｎ）及びフッ素（Ｆ）から成る群より選ばれる１種類又は２種類以上の元素を含む官能基を有する。高分子材料において、モノマーユニットで構成された部分が占める割合は、７０モル％以上である。以下、炭化水素で構成される前述のモノマーユニットを、第１のモノマーユニットと称する。また、共重合体において、第１のモノマーユニット以外のものを、第２のモノマーユニットと称する。第１のモノマーユニットと第２のモノマーユニットとの共重合体は、交互共重合体であってもよく、ランダム共重合体であってもよく、又は、ブロック共重合体であってもよい。
高分子材料において第１のモノマーユニットで構成された部分が占める割合が７０モル％より低い場合、混合層において水が透過し易くなる。このため、電池の充放電効率が低下する可能性がある。高分子材料において、第１のモノマーユニットで構成された部分の割合は、９０モル％以上であることが好ましい。高分子材料は、第１のモノマーユニットで構成された部分の割合が１００モル％、すなわち、第１のモノマーユニットのみからなる重合体であることが最も好ましい。
第１のモノマーユニットは、酸素、硫黄、窒素及びフッ素から成る群より選ばれる１種類又は２種類以上の元素を含む官能基を側鎖に有し、主鎖が炭素－炭素結合により構成された化合物であってもよい。第１のモノマーユニットを構成する炭化水素は、酸素、硫黄、窒素及びフッ素から成る群より選ばれる１種類又は２種類以上の元素を含む官能基を、１種類又は２種類以上有してもよい。第１のモノマーユニットが有する前述の官能基によって、混合層を通過するアルカリ金属イオンの伝導性が、高められる。このため、第１のモノマーユニットを構成する炭化水素は、酸素、硫黄及び窒素から成る群より選ばれる少なくとも１種類の元素を含む官能基を有することが好ましい。これにより、混合層におけるアルカリ金属イオンの伝導性がさらに高まり、内部抵抗を低下する。
第１のモノマーユニットに含まれる官能基としては、ホルマール基、ブチラール基、カルボキシメチルエステル基、アセチル基、カルボニル基、水酸基及びフルオロ基から成る群より選ばれる少なくとも１種類であることが好ましい。また、第１のモノマーユニットは、カルボニル基及び水酸基の少なくとも一方を官能基に含むことがより好ましく、カルボニル基及び水酸基の両方を含むことがさらに好ましい。したがって、第１のモノマーユニットは、以下の式（３）により表すことができる。
式（３）において、Ｒ１は、水素（Ｈ）、アルキル基、及びアミノ基から成る群より選ばれることが好ましい。また、Ｒ２は、水酸基（－ＯＨ）、－ＯＲ１、－ＣＯＯＲ１、－ＯＣＯＲ１、－ＯＣＨ（Ｒ１）Ｏ－、－ＣＮ、－Ｎ（Ｒ１）３、及び－ＳＯ２Ｒ１から成る群より選ばれることが好ましい。第１モノマーユニットとしては、例えば、ビニルホルマール、ビニルアルコール、酢酸ビニル、ビニルアセタール、ビニルブチラール、アクリル酸及びその誘導体、メタクリル酸及びその誘導体、アクリロニトリル、アクリルアミド及びその誘導体、スチレンスルホン酸、及び、テトラフルオロエチレンから成る群より選ばれる少なくとも１種又は２種以上が挙げられる。
高分子材料は、ポリビニルホルマール、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセタール、ポリビニルブチラール（ＰＶＢ）、ポリメタクリル酸メチル及びポリテトラフルオロエチレンから成る群より選ばれる少なくとも１種類を含むことが好ましい。以下に、高分子材料として用いることができる化合物の構造式の一例を示す。
ポリビニルホルマールの構造式は、以下の式（４）の通りである。式（４）において、ａは５０以上８０以下であり、ｂは０以上５以下であり、ｃは１５以上５０以下であることが好ましい。
また、ポリビニルブチラールの構造式は、以下の式（５）の通りである。式（５）において、ｌは５０以上８０以下であり、ｍは０以上１０以下であり、ｎは１０以上５０以下であることが好ましい。
また、ポリビニルアルコールの構造式は、以下の式（６）の通りである。式（６）において、ｎは７０以上２００００以下であることが好ましい。
また、ポリメタクリル酸メチルの構造式は、以下の式（７）の通りである。式（７）において、ｎは３０以上１００００以下であることが好ましい。
第２のモノマーユニットは、高分子材料において第１のモノマーユニット以外の化合物である。したがって、第２のモノマーユニットは、酸素、硫黄、窒素及びフッ素から成る群より選ばれる１種類又は２種類以上の元素を含む官能基を有さないか、又は、この官能基を有しているが炭化水素ではないものである。第２のモノマーユニットとしては、例えば、エチレンオキシド及びスチレンが挙げられる。第２のモノマーユニットから成る重合体としては、例えば、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）及びポリスチレン（ＰＳ）が挙げられる。
また、混合層（固体電解質含有層）は、固体電解質及び高分子材料に加えて、可塑剤及び電解質塩を含んでもよい。混合層が電解質塩を含むことにより、セパレータでのアルカリ金属イオンの伝導性が、さらに高められる。電解質塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩及びこれらの混合物のいずれかを用いることが好ましい。電解質塩は、１種類又は２種類以上のものを使用することができる。また、混合層に含まれる電解質塩は、前述の負極側電解質及び正極側電解質に含まれる電解質塩のいずれかと同一の種類であってもよく、負極側電解質及び正極側電解質に含まれる電解質塩とは異なる種類であってもよい。
混合層に含まれるリチウム塩として、例えば、塩化リチウム（ＬｉＣｌ）、臭化リチウム（ＬｉＢｒ）、水酸化リチウム（ＬｉＯＨ）、硫酸リチウム（Ｌｉ2ＳＯ4）、硝酸リチウム（ＬｉＮＯ3）、酢酸リチウム（ＣＨ3ＣＯＯＬｉ）、シュウ酸リチウム（Ｌｉ２Ｃ２Ｏ４）、炭酸リチウム（Ｌｉ２ＣＯ３）、リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）イミド）（ＬｉＴＦＳＩ；ＬｉＮ（ＳＯ2ＣＦ3）2）、リチウムビス（フルオロスルホニル）イミド（ＬｉＦＳＩ；ＬｉＮ（ＳＯ2Ｆ）2）及びリチウムビスオキサレートボラート（ＬｉＢＯＢ：ＬｉＢ[(ＯＣＯ)2]2）等を用いることができる。また、ナトリウム塩としては、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）、硫酸ナトリウム（Ｎａ2ＳＯ4）、水酸化ナトリウム（ＮａＯＨ）、硝酸ナトリウム（ＮａＮＯ3）及びナトリウムトリフルオロメタンスルホニルアミド（ＮａＴＦＳＡ）等を用いることができる。
また、混合層の密度は、高いことが好ましい。混合層の密度が高くなることにより、水系電解質に含まれる水系溶媒が、混合層を透過し難くなる。混合層の密度は、固体電解質としてＬＡＴＰ（Ｌｉ１＋ｘＡｌｘＴｉ２－ｘ（ＰＯ４）３）粒子を用いた場合、ある一例では２．４ｇ／ｃｍ3以上であり、別のある一例では２．５ｇ／ｃｍ3以上である。また、固体電解質としてＬＡＴＰ粒子を用いた場合の、混合層の密度は、ある一例では２．８ｇ／ｃｍ3以下であり、別のある一例では２．７ｇ／ｃｍ3以下である。
また、混合層は、可撓性を有することが好ましい。混合層が可撓性を有することにより、混合層においてクラック等の欠陥が発生し難くなる。したがって、可撓性を有する混合層を備えるセパレータを用いることにより、電池において、負極側及び正極側を互いに対してより適切に隔てることができ、水の電気分解をより抑制することができる。混合層の可撓性は、例えば、高分子材料の種類及び配合量等を変化させることにより、調整可能である。
混合層が可撓性を有していることは、例えば、混合層について屈曲性試験を行うことにより、判別することができる。屈曲性試験を行う際には、まず、二次電池を解体し、混合層（固体電解質含有層）を取出す。そして、混合層を切断して、試験片を得る。試験片の形状は、例えば、横方向の長さが２ｃｍ、縦方向の長さが１０ｃｍの短冊状とする。そして、この試験片を、２３℃の温度の水に２４時間浸漬させた後、乾燥させる。そして、乾燥後の試験片について、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ ５０１６：１９９４「フレキシブルプリント配線板試験方法」に規定されている方法に準じて、屈曲性試験を行う。屈曲性試験において、屈曲半径は、例えば、３ｍｍとし、屈曲回数は、１００回とする。屈曲性試験後の試験片を目視により観察し、ひび割れ及び破断等が生じていなければ、可撓性を有すると判断される。
混合層の層厚は、電池（二次電池）のエネルギー密度を高める観点からは、１００μｍ以下であることが好ましく、５０μｍ以下であることがより好ましい。高分子材料を含む混合層では、層厚を薄くしても、十分な強度を得ることができる。また、混合層の層厚は、機械的強度を高めるという観点からは、１μｍ以上であることが好ましい。
また、組成物層が粒子及び高分子材料を含む混合層等である場合、混合層では、固体電解質の代わりに酸化アルミニウム又はシリカが、粒子として含まれてもよい。この場合、混合層では、酸化アルミニウム又はシリカが、前述の高分子材料と混合される。また、混合層では、酸化アルミニウム及びシリカ等の粒子を、固体電解質の粒子及び高分子材料と混合して用いてもよい。
また、組成物層は、前述の混合層等の代わりに、固体電解質の板から形成されてもよい。この場合、組成物層は、固体電解質の板から形成される固体電解質含有層となる。固体電解質の板には、前述の高分子材料は、含まれない。固体電解質の板は、例えば、ＬＡＴＰのセラミックス板であり得る。固体電解質の板がセパレータに設けられる構成では、セパレータの透気係数は、０ｍ２又はほぼ０ｍ２になる。
また、セパレータは、組成物層に加えて、支持体を備えてもよい。前述の実施形態等では、支持体３８，５８が、以下の支持体に相当する。セパレータでは、前述の組成物層等が、支持体の片面又は両面に積層される。すなわち、組成物層等は、支持体の一対の主面の少なくとも一方に積層される。セパレータに支持体を設け、セパレータを積層体にすることにより、セパレータの強度をさらに高めることができる。
支持体は、多孔質層であり得る。この場合、支持体では、組成物層等に比べて、水系電解質に含まれる水系溶媒等が透過し易い。支持体が多孔質層となる場合、支持体として、例えば、多孔質フィルム又は不織布を用いることができる。多孔質フィルム又は不織布の材料としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ：polyethylene）、ポリプロピレン（ＰＰ：polypropylene）、セルロース及びポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ：polyvinylidene fluoride）のいずれかを用いることができる。
なお、セパレータが組成物層及び支持体を備える積層体である場合、支持体に対して少なくとも負極が位置する側に、組成物層が積層されることが好ましい。そして、セパレータにおいて負極と対向する第１のセパレータ表面は、組成物層から形成されることが、好ましい。そして、組成物層と負極とが接触していることが、より好ましい。前述のように組成物層が配置されることにより、前述した水の分解がさらに抑制される。また、セパレータが組成物層及び支持体を備える積層体である場合、支持体に対して負極が位置する側及び正極が位置する側の両方に、組成物層が積層されることがより好ましい。この場合、セパレータでは、負極と対向する第１のセパレータ表面に加えて、正極に対向する第２のセパレータ表面も、組成物層から形成されることが、好ましい。そして、組成物層と負極とが接触するとともに、組成物層と正極とが接触していることが、より好ましい。前述のように組成物層が配置されることにより、前述した水の分解がさらに抑制される。
また、組成物層が固体電解質粒子及び高分子材料が混合された混合層である場合、混合層は、例えば、以下の方法により形成される。混合層の形成では、まず、固体電解質粒子を高分子材料及び溶媒と混合し、混合液を得る。セパレータの透気係数を１．０×１０－１４ｍ２以下にする観点から、混合液では、固体電解質粒子を６０質量％以上しに、高分子材料を４０質量％以下にすることが好ましい。なお、混合液には、任意に電解質塩を添加してもよい。この場合、混合液では、セパレータの透気係数を１．０×１０－１４ｍ２以下にする観点から、固体電解質粒子を６０質量％以上にし、高分子材料を２０質量％以下にし、電解質塩を２０質量％以下にすることが好ましい。混合液の溶媒としては、例えば、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）等が挙げられる。そして、この混合液を、ボールミル等の分散機を用いて十分に撹拌し、スラリーを得る。そして、このスラリーを支持体の表面上に、例えば、ドクターブレード法により塗工する。そして、塗工したスラリーを乾燥させ、混合層を形成する。そして、混合層及び支持体をプレス加工し、前述のシート４１Ａ，４１Ｂ等と同様のシートを形成する。混合層及び支持体のプレス加工におけるプレス圧力及びプレス温度により、セパレータの透気係数を調整可能である。例えば、プレス圧力及びプレス温度のいずれかが高ければ、透気係数は小さくなる。
また、セパレータの第１のバッグ及び第２のバッグのそれぞれは、１つ以上のシートから、前述の製造方法（例えば図５Ａ及び図５Ｂの一例に示す方法等）のいずれかによって、形成される。バッグを形成するシートのそれぞれは、前述した組成物層等を備える。なお、バッグにおいてシートの融着部分は、ポリエチレン等の熱融着性を有する樹脂を介して融着される。
また、組成物層が固体電解質粒子及び高分子材料を含む混合層である場合、混合層を備えるセパレータを用いることにより、二次電池の充放電効率を高めることができる。例えば、アルカリ金属イオンとしてリチウムイオンを用いた二次電池では、電池の充電時において、リチウムイオンの一部が、セパレータを介して正極側から負極側へと移動する。ここで、正極側電解質（水系電解質）中のリチウムイオンの大部分は、溶媒和した状態にある。また、セパレータの混合層では、固体電解質及び高分子材料が、層全体に渡って略均一に混合されている。したがって、充電を開始すると、正極側の溶媒和したリチウムイオンの一部は、セパレータの正極側の主面、すなわち、第２のセパレータ表面において、固体電解質及び高分子材料のそれぞれに接触する。そして、固体電解質に接触した溶媒和リチウムイオンは、脱溶媒和して、溶媒和していない状態に変化する。そして、リチウムイオンのみがセパレータ内に侵入する。セパレータ内に侵入したリチムイオンの一部は、セパレータ内の固体電解質粒子を介して、負極側へと移動し、負極に到達する。
一方、第２のセパレータ表面において高分子材料に接触した溶媒和リチウムイオンの一部は、高分子材料内に侵入し得る。高分子材料内の溶媒和したリチウムイオンの一部は、セパレータ内において、固体電解質粒子と接触するまで、溶媒和したリチウムイオンとして移動する。そして、高分子材料内の溶媒和したリチウムイオンの一部は、固体電解質粒子と接触すると、前述したように、溶媒和していない状態に変化する。そして、リチウムイオンのみが、負極側へと移動する。
なお、二次電池の放電時には、リチウムイオンは、充電時とは逆方向に移動する。すなわち、放電時には、負極側のリチウムイオンの少なくとも一部が、正極側へと移動する。この際も、溶媒和したリチウムイオンの一部は、セパレータ内等において固体電解質粒子と接触すると、前述したように、溶媒和していない状態に変化する。そして、リチウムイオンのみが、正極側へと移動する。
混合層に含まれる高分子材料は、前述の第１のモノマーユニットを含む。そして、第１モノマーユニットが含まれる前述の官能基は、混合層においてリチウムイオンの移動を促進する。このため、前述の高分子材料を含む混合層を備えるセパレータを用いることにより、リチウムイオンの伝導性が高められる。また、前述の高分子材料を含む混合層は、水系溶媒を透過させ難い。このため、混合層を備えるセパレータを用いることにより、溶媒和したリチウムイオン及び水系電解質の水系溶媒は、セパレータ内を透過し難くなり、負極側へと移動し難くなる。また、前述の混合層を備えるセパレータを用いることにより、水系溶媒等がセパレータを透過し難いため、負極側電解質及び正極側電解質が混ざり難くなる。したがって、充放電を繰り返しても、負極側電解質のｐＨは高い状態で維持される。前述の観点から、前述の混合層を含むセパレータを備えた二次電池は、優れた充放電効率を実現することができる。
５）外装部材
外装部材の内部には、収納空間が規定される。収納空間には、第１のバッグの内部に第１の電極及び第１の電解質が収納されたセパレータが、配置される。また、収納空間において第１のバッグの外部には、第２の電極が配置され、第２の電解質は、収納空間において第１のバッグの外部で、第２の電極に保持される。また、セパレータが第１のバッグ及び第２のバッグを備える場合、第２のバッグは、収納空間において第１のバッグの外部に形成される。この場合、第２の電解質は、第２のバッグの内部において、第２の電極に保持される。
外装部材としては、ラミネートフィルム製の袋状容器、金属製容器及び樹脂製容器のいずれかを用いることができる。外装部材の形状としては、例えば、扁平型、角型、円筒型、コイン型、ボタン型、シート型、及び、積層型等が挙げられる。
金属製容器は、例えば、鉄、アルミニウム、亜鉛及びチタンから成る群から選択される少なくとも１種の金属、又は、これらの金属の合金により形成されることが、好ましい。具体的には、合金の例として、ステンレス鋼及びアルミニウム合金が挙げられる。樹脂製容器は、例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン等のいずれかから形成される。また、金属製容器及び樹脂製容器のそれぞれの肉厚は、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、肉厚が０．３ｍｍ以下であることがより好ましい。
ラミネートフィルムとしては、例えば、多層フィルムを用いることができ、多層フィルムは、複数の樹脂層と、樹脂層同士の間に配置される金属層とを含むことができる。この場合、金属層は、軽量化の観点から、アルミニウム箔又はアルミニウム合金箔であることが好ましい。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、及び、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、例えば、熱融着によりシールを行うことにより、外装部材の形状に成形される。また、ラミネートフィルムの厚さは、０．５ｍｍ以下であることが好ましく、０．２ｍｍ以下であることがより好ましい。
前述した実施形態等の電池１では、セパレータ８がバッグ２６を備え、バッグ２６の内部に負極６及び正極７の一方である第１の電極が収納される。そして、負極６及び正極７の他方である第２の電極は、バッグ２６の外部に配置される。そして、実施形態等の電池１では、バッグ２６の内部において第１の電極に電解質３１が保持され、バッグ２６の外部において第２の電極に電解質３２が保持される。このため、電解質３１，３２は、バッグ２６によって、互いに対して隔離される。このような構成であるため、実施形態等では、電解質３１，３２として互いに対して異なる電解質を用いることが可能となり、負極側電解質及び正極側電解質として互いに対して異なる電解質を用いることが可能となる。
例えば、正極側電解質として耐酸化性が高い電解質を用い、負極側電解質として耐還元性の高い電解質を用いることにより、電解質の副反応が起こり難くなる。電解質として水系溶媒を含む水系電解液が用いられる場合は、水の電気分解が、電解質の副反応として起こり得る。水の電気分解では、負極において式（８）に示す化学反応が起こり、正極において式（９）で示す化学反応が起こる。
また、水の電気分解等の電解質の酸化還元反応では、酸化反応による分解が発生しない電位窓、及び、還元反応による分解が発生しない電位窓が、存在する。例えば、水の電気分解では、ネルンストの式から、負極の電位Ｅ１に関して式（１０）で示す関係が成立すると、還元反応によって負極において水素が発生し易くなる。そして、正極の電位Ｅ２に関して式（１１）で示す関係が成立すると、酸化反応によって正極において酸素が発生し易くなる。ここで、式（１０）及び式（１１）においてｐＨは、電解質（水系電解液）のｐＨを示す。
式（１０）及び式（１１）から、負極側と正極側とで電解質が隔離されない場合は、電解質のｐＨがいずれであっても、負極と正極との間の電圧が１．２３Ｖより大きくなると、熱力学的に水の電気分解が起こり易くなる。前述の実施形態等では、負極側電解質及び正極側電解質は、セパレータ８によって互いに対して隔離される。このため、正極側電解質及び負極側電解質として、互いに対してｐＨが異なる電解質を用いることが可能になる。ここで、正極側電解質として、負極側電解質よりｐＨが小さい電解質を用いることにより、負極と正極との間の電圧が１．２３Ｖより大きくなっても、水の電気分解が起こり難くなる。例えば、正極側電解質としてｐＨが１の電解質を用い、負極電解質としてｐＨが１４の電解質を用いた場合、負極と正極との間の電圧が２Ｖ程度にまで上昇しない限りは、水の電気分解が起こり難いと考えられる。
前述のように、実施形態等では、正極側電解質として耐酸化性が高い電解質を用い、負極側電解質として耐還元性の高い電解質を用いることにより、水の電気分解等の電解質の副反応が起こり難くなる。このため、実施形態の電池では、電解質の副反応が安定して抑制される。電解質の副反応が安定して抑制されることにより、充放電効率（クーロン効率）、貯蔵性能及びサイクル特性が向上する。したがって、実施形態では、エネルギー密度が高いとともに、充放電効率、貯蔵性能及びサイクル特性等のその他の特性も優れた電池を、提供することができる。
なお、電解質３１，３２として、有機溶媒を含む非水系電解質を用いる場合でも、負極側電解質及び正極側電解質をセパレータ８によって互いに対して隔離し、負極側電解質及び正極側電解質として互いに対して異なる電解質を用いることにより、電解質の副反応を抑制可能になる。例えば、有機溶媒を含む非水電解液が電解質として用いられるリチウムイオン電池では、以下に示す副反応が起こり得る。例えば、非水電解液が用いられるリチウムイオン電池では、式（１２）に示す有機溶媒の不可逆的な交換反応が、副反応として起こり得る。
また、リチウムコバルト複合酸化物の一種であるコバルト酸リチウムが正極活物質として用いられる場合は、正極活物質の結晶構造の変化に対応して、式（１３）に示す反応が、副反応として起こり得る。式（１３）に示す反応によって、酸素が発生する。
また、正極で発生した酸素によって、式（１４）に示す有機溶媒の酸化分解が、副反応として起こり得る。式（１４）に示す副反応によって、二酸化炭素及び水が発生する。式（１４）において、Ｒは、炭化水素基を示す。
また、負極では、式（１５）及び式（１６）等に示す有機溶媒の還元分解が、副反応として起こり得る。式（１５）及び式（１６）等の副反応によって、多種の炭化水素が大量に発生し得る。式（１５）及び式（１６）において、Ｒは、炭化水素基を示す。
また、非水電解液が電解質として用いられるリチウムイオン電池では、負極活物質及び正極活物質の表面と電解液との反応によって、負極及び正極の表面にＳＥＩ（Solid Electrolyte Interphase）が形成される。ＳＥＩが過度に形成されると、負極及び正極のそれぞれの抵抗が上昇する。実施形態等では、負極側電解質及び正極側電解質として互いに対して異なる電解質を用いることにより、ＳＥＩが過度に形成されることを防止可能となる。
実施形態等では、前述のように、非水系電解質が用いられる電池においても、電解質の副反応を安定して抑制可能である。電解質の副反応が安定して抑制されることにより、充放電効率（クーロン効率）、貯蔵性能及びサイクル特性が向上する。したがって、実施形態では、エネルギー密度が高いとともに、充放電効率、貯蔵性能及びサイクル特性等のその他の特性も優れた電池を、提供することができる。
また、実施形態等では、セパレータ８の透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下になる。このため、セパレータ８は、電解質３１，３２に含まれる水系溶媒等を透過させ難い。水系溶媒等がセパレータ８を透過し難いため、収納空間５では、電解質３１，３２が混ざり難くなる。これにより、前述のように負極側電解質及び正極側電解質で互いに対してｐＨが異なる電解質を用いた場合、充放電を繰り返しても、負極側電解質のｐＨは高い状態で維持され、正極側電解質のｐＨは低い状態で維持される。これにより、充放電を繰り返しても、水の電気分解等の副反応が、適切に抑制される。
また、実施形態等では、電解質３１，３２の浸透圧の中の小さい一方は、電解質３１，３２の中の大きい別の一方に対して、１０％以上１００％以下になる。電解質３１，３２の浸透圧が前述のようになるため、収納空間５では、電解質３１，３２が混ざり難くなる。このため、負極側電解質及び正極側電解質で互いに対してｐＨが異なる電解質を用いた場合、負極側電解質のｐＨは高い状態で維持され、正極側電解質のｐＨは低い状態で維持される。したがって、水の電気分解等の副反応が、より適切に抑制される。なお、電解質３１，３２の浸透圧の中の小さい一方を、電解質３１，３２の中の大きい別の一方に対して、５０％以上にすることにより、電解質３１，３２がさらに混ざり難くなり、副反応がさらに適切に抑制される。
また、実施形態等では、セパレータ８において負極６と対向する第１のセパレータ表面３５は、水系溶媒等を透過させ難い組成物層から形成されることが、好ましい。これにより、負極６において、水の還元分解による水素の発生等がさらに抑制され、副反応がさらに抑制される。そして、実施形態等のセパレータ８では、第１のセパレータ表面３５に加えて、正極７と対向する第２のセパレータ表面３６も、組成物層から形成されることが、好ましい。これにより、正極７において、水の酸化分解による酸素の発生等がさらに抑制され、副反応がさらに抑制される。
また、第３の実施形態及び第４の実施形態等の構成では、１つのバッグ２６の内部に、第１の電極が複数収納されるとともに、電解質（第１の電解質）３１が収納される。このような構成にすることにより、バッグ２６の内部に収納される電解質（電解液）３１を多くすることが可能になる。バッグ２６の内部の電解質３１が多くなることにより、第１の電極のそれぞれにおいてドライアップ（液枯れ）の発生が有効に防止される。
第１の電極においてドライアップが発生した場合、ドライアップが発生した部位において、リチウムイオン等のアルカリ金属イオンの伝導パスが途絶え、第１の電極において伝導パスとして使用できない部位が発生する。このため、電池の放電容量が低下する。また、第１の電極においてドライアップが発生した場合、ドライアップが発生していない部位への電流集中が発生する。このため、電池において局所的に温度が上昇し、第１の電極においてドライアップしていない部位（使用可能な部位）でも、劣化が進行する。これにより、サイクル特性が低下する。第３の実施形態及び第４の実施形態の構成では、第１の電極でのドライアップが有効に防止されるため、電池の劣化がさらに有効に防止され、電池のサイクル特性がさらに向上する。
また、第４の実施形態等の構成では、１つのバッグの４６の内部に、第２の電極が複数収納されるとともに、電解質（第２の電解質）３２が収納される。このような構成にすることにより、バッグ４６の内部に収納される電解質（電解液）３２も多くすることが可能になる。バッグ４６の内部の電解質３２が多くなることにより、第２の電極のそれぞれにおいても、ドライアップ（液枯れ）の発生が有効に防止される。第２の電極でのドライアップが有効に防止されることにより、電池の劣化がさらに有効に防止され、電池のサイクル特性がさらに向上する。
［電池パック］
次に、前述した実施形態等の電池が用いられる電池パックについて、説明する。電池パックは、組電池を備える。組電池は、前述の実施形態等の電池を複数備える。組電池では、複数の電池が、直列及び並列の少なくとも一方で電気的に接続される。また、電池パックでは、組電池の代わりに、前述の実施形態等の電池を１つのみ備えてもよい。
電池パックに設けられる組電池では、複数の電池のそれぞれが、他の電池と電気的に接続される。前述の実施形態等の電池には、正極端子及び負極端子が電極端子として設けられる。組電池では、複数の電池のそれぞれの電極端子は、金属製のバスバー等の接続部材を介して、他の電池の対応する電極端子に接続される。ハスバーを形成する金属としては、アルミニウム、ニッケル及び銅等が、挙げられる。なお、２つの電池の間において正極端子同士及び負極端子同士が接続されることにより、その２つの電池は、電気的に並列に接続される。また、２つの電池の間において一方の正極端子が他方の負極端子に接続されることにより、その２つの電池は、電気的に直列に接続される。
電池パックは、通電用の外部端子をさらに備えることができる。外部端子は、電池パックの外部の機器に接続される。外部端子は、組電池からの電流の外部への出力、及び／又は、組電池への電流の入力に用いられる。電池パックの組電池を電源として使用する際には、電流が通電用の外部端子を通して、電池パックの外部に供給される。また、組電池を充電する際には、充電電流は、通電用の外部端子を通して組電池に供給される。組電池の充電電流には、例えば、自動車等の動力の回生エネルギー等が含まれる。
電池パックは、電流検出機能及び電圧検出機能を有するとともに、温度検出器等を備えることができる。電池パックでは、組電池への入力電流、及び、組電池からの出力電流を検出してもよく、組電池を形成する複数の電池のいずれかを流れる電流を検出してもよい。また、電池パックでは、組電池全体に印加される電圧を検出してもよく、組電池を形成する複数の電池のいずれかに印加される電圧を検出してもよい。また、温度検出器は、組電池を形成する電池のそれぞれの温度を検出する。
電池パックは、保護回路をさらに備えることができる。保護回路は、組電池と外部端子との間の電気的な接続を遮断可能な機能を有する。保護回路には、接続遮断部として、リレー又はヒューズ等が設けられる。
また、保護回路は、組電池の充放電を制御する機能を有する。保護回路は、前述の電流、電圧及び温度等のいずれかに関する検出結果に基づいて、組電池の充放電を制御する。これにより、組電池において、電池のそれぞれの充放電が制御される。例えば、組電池の過電流が検出されたことに基づいて、保護回路は、組電池と外部端子との間の電気的接続を遮断する。これにより、組電池への電流の入力、及び、組電池からの電流の出力が停止される。なお、ある実施例では、電池パック（組電池）を電源として使用する装置に形成される回路を、保護回路として使用してもよい。
図１８及び図１９は、前述の実施形態等の電池を用いた電池パックの一例を示す。図１８は、電池パック７０の分解斜視図である。図１９は、図１８の電池パック７０の回路構成を示す図である。
図１８及び図１９の一例では、電池パック７０は、組電池８０を備え、組電池８０は、前述の実施形態等の電池１を複数備える。組電池８０では、複数の電池１は積層され、積層された電池１は、粘着テープ９４等で締結される。また、組電池８０では、電池１のそれぞれは、前述の電極端子（正極端子及び負極端子）を介して、対応する他の電池１に電気的に接続される。図１８及び図１９の一例では、組電池８０において、複数の電池１が直列に接続される。
電池パック７０では、プリント配線基板８４が、組電池８０と対向して配置される。プリント配線基板８４には、温度検出器であるサーミスタ１０１、保護回路１００及び通電用の外部端子１０２が、搭載される。なお、プリント配線基板８４において組電池８０と対向する面には、絶縁板（図示しない）が取り付けられることが、好ましい。これにより、プリント配線基板８４上の電気経路と組電池８０の配線との不要な接続が、防止される。
また、電池パック７０では、組電池８０に、正極リード９２及び負極リード９３が接続される。ある実施例では、正極リードの９２の一端は、組電池８０を形成する複数の電池１のある１つにおいて、正極端子に接続される。そして、正極リード９２の他端は、プリント配線基板８４の正極コネクタ９５に電気的に接続される。また、負極リード９３の一端は、組電池８０を形成する複数の電池１の中で、正極リード９２が接続される電池１とは別のある１つにおいて、負極端子に接続される。そして、負極リード９３の他端は、プリント配線基板８４の負極コネクタ９６に電気的に接続される。正極コネクタ９５は、プリント配線基板８４に形成される配線９５Ａを介して、保護回路１００に接続され、負極コネクタ９６は、プリント配線基板８４に形成される配線９６Ａを介して、保護回路１００に接続される。
電池パック７０の組電池８０では、プリント配線基板８４に対向する側面を除く三側面に、保護シート８３が配置される。保護シート８３は、ゴム又は樹脂から形成される。組電池８０は、保護シート８３及びプリント配線基板８４と一緒に、収納容器８１の内部に収納される。そして、組電池８０は、保護シート８３及びプリント配線基板８４で囲まれた空間に、位置する。蓋８２は、収納容器８１の上面に、取り付けられる。
サーミスタ１０１は、組電池８０を形成する複数の電池１のそれぞれについて、温度を検出する。そして、サーミスタ１０１は、温度についての検出信号を、保護回路１００に出力する。
また、電池パック７０では、例えば、組電池８０への入力電流、及び、組電池８０からの出力電流が、検出される。また、電池パック７０では、組電池８０において、電池１のそれぞれの電圧が検出される。電池パック７０では、組電池８０と保護回路１００との間が、配線８５を介して、接続される。保護回路１００には、電流についての検出信号、及び、電圧についての検出信号が、配線８５を介して出力される。
なお、ある実施例では、電池１のそれぞれの電圧が検出される代わりに、組電池８０を形成する電池１のそれぞれについて、正極電位又は負極電位が検出される。この場合、組電池８０に、参照極としてリチウム電極等が設けられる。そして、参照極での電位を基準として、電池１のそれぞれの正極電位又は負極電位が検出される。
保護回路１００は、温度、電流及び電圧のそれぞれに関する検出結果に基づいて、組電池８０が所定の条件になったか否かを判断してもよい。例えば、サーミスタ１０１の検出温度が所定温度以上になった場合、保護回路１００は、所定の条件になったと判断する。また、組電池８０において過充電、過放電及び過電流等のいずれかが検出された場合に、保護回路１００は、組電池８０が所定の条件になったと判断する。
電池パック７０には、通電用の外部端子１０２が設けられる。保護回路１００は、プラス配線１０３Ａ及びマイナス配線１０３Ｂを介して外部端子１０２に接続可能である。組電池８０が前述の所定の条件になったと判断した場合、保護回路１００は、保護回路１００と通電用の外部端子１０２との間の導通を、遮断できる。保護回路１００と通電用の外部端子１０２との間の導通が遮断されることにより、組電池８０からの電流の外部への出力、及び、組電池８０への電流の入力が停止される。これにより、組電池８０において過電流等が継続して発生することが、有効に防止される。
なお、組電池８０の固定には、粘着テープ９４の代わりに、熱収縮テープを用いてもよい。この場合、組電池８０の長辺方向に沿う側面の両方に保護シート８３を配置し、組電池８０に熱収縮テープを周回させる。そして、熱収縮テープを熱収縮させて、組電池８０を結束させる。
また、図１７及び図１８の一例では、組電池８０において電池１が互いに対して直列に接続されるが、組電池において、電池が互いに対して並列に接続されてもよい。また、組電池において、電池が直列に接続される直列接続、及び、電池が並列に接続される並列接続の両方が形成されてもよい。また、前述の電池パックを複数形成し、電池パックの組電池同士を電気的に直列及び／又は並列に接続してもよい。
前述した電池パックには、前述の実施形態等の電池が用いられる。実施形態の電池は、エネルギー密度が高いとともに、充放電効率、貯蔵性能及びサイクル特性等のその他の特性も優れる。このため、実施形態の電池を用いることにより、エネルギー密度が高いとともに、充放電効率、貯蔵性能及びサイクル特性等のその他の特性も優れた電池パックが提供される。
［電池パックの用途］
前述した電池パックの構成等は、用途により、適宜変更される。電池パックの用途としては、大電流での充放電が求められている装置等であることが、好ましい。具体的な電池パックの用途には、デジタルカメラの電源用、車両の車載用、及び、定置用電源等が、挙げられる。この場合、組電池を含む電池パックが搭載される車両としては、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、及び、鉄道用車両等が挙げられる。
前述した実施形態の電池を備える電池パックは、前述のように、エネルギー密度が高く、かつ、充放電効率（クーロン効率）及び貯蔵性能等のその他の特性も高い。このため、電池パック（組電池）は、鉛電池の代替電源として車両用のスタータ電源に用いることも好適であるとともに、ハイブリッド車に搭載する車載用電源、及び、定置用電源としても好適である。
（車両）
図２０は、前述の電池パック７０の第１の適用例として、車両１１０への適用例を示す。図２０に示す一例では、車両１１０は、車両本体１１１と、電池パック７０と、を備える。図２０に示す一例では、車両１１０は、四輪の自動車である。なお、車両１１０は、複数の電池パック７０を搭載してもよい。
図２０の一例では、電池パック７０が車両本体１１１の前方に位置するエンジンルーム内に搭載される。なお、電池パック７０は、例えば、車両本体１１１の後方、又は、座席の下に搭載してもよい。前述のように、電池パック７０は、車両１１０の電源として用いることができる。また、電池パック７０は、車両１１０の動力の回生エネルギーを、回収することができる。
（定置用電源）
図２１は、前述の電池パック７０（７０Ａ，７０Ｂ）の第２の適用例として、定置用電源１２２，１３３への適用例を示す。図２１に示す一例では、定置用電源１２２，１３３が用いられるシステム１２０が示される。システム１２０は、発電所１２１、定置用電源１２２、需要家側電力系統１２３及びエネルギー管理システム（ＥＭＳ）１２５を備える。また、システム１２０には、電力網１２６及び通信網１２７が形成され、発電所１２１、定置用電源１２２、需要家側電力系統１２３及びＥＭＳ１２５は、電力網１２６及び通信網１２７を介して、接続される。ＥＭＳ１２５は、電力網１２６及び通信網１２７を活用して、システム１２０全体を安定化させる制御を行う。
発電所１２１は、火力及び原子力等の燃料源によって、大容量の電力を生成する。発電所１２１からは、電力網１２６等を通して電力が供給される。また、定置用電源１２２には、電池パック７０Ａが搭載される。電池パック７０Ａは、発電所１２１から供給される電力等を蓄電できる。また、定置用電源１２２は、電池パック７０Ａに蓄電された電力を、電力網１２６等を通して供給できる。システム１２０には、電力変換装置１２８が設けられる。電力変換装置１２８は、コンバータ、インバータ及び変圧器等を含む。したがって、電力変換装置１２８は、直流と交流との間の変換、互いに対して周波数が異なる交流の間の変換、及び、変圧（昇圧及び降圧）等を行うことができる。このため、電力変換装置１２８は、発電所１２１からの電力を、電池パック７０Ａへ蓄電可能な電力に変換できる。
需要家側電力系統１２３には、工場用の電力系統、ビル用の電力系統、及び、家庭用の電力系統等が、含まれる。需要家側電力系統１２３は、需要家側ＥＭＳ１３１、電力変換装置１３２及び定置用電源１３３を備える。定置用電源１３３には、電池パック７０Ｂが搭載される。需要家側ＥＭＳ１３１は、需要家側電力系統１２３を安定化させる制御を行う。
需要家側電力系統１２３には、発電所１２１からの電力、及び、電池パック７０Ａからの電力が、電力網１２６を通して供給される。電池パック７０Ｂは、需要家側電力系統１２３に供給された電力を蓄電できる。また、電力変換装置１３１は、電力変換装置１２８と同様に、コンバータ、インバータ及び変圧器等を含む。したがって、電力変換装置１３１は、直流と交流との間の変換、互いに対して周波数が異なる交流の間の変換、及び、変圧（昇圧及び降圧）等を行うことができる。このため、電力変換装置１３１は、需要家側電力系統１２３に供給された電力を、電池パック７０Ｂへ蓄電可能な電力に変換できる。
なお、電池パック７０Ｂに蓄電された電力は、例えば、電気自動車等の車両の充電等に用いることができる。また、システム１２０には、自然エネルギー源が設けられてもよい。この場合、自然エネルギー源は、風力及び太陽光等の自然エネルギーによって、電力を生成する。そして、発電所１２１に加えて自然エネルギー源からも、電力網１２６を通して、電力が供給される。
［実施形態に関する検証］
また、前述の実施形態に関連する検証を行った。以下、行った検証について、説明する。検証では、以下の実施例１～１３、及び、比較例１～４の電池を作製した。そして、実施例１～１３、及び、比較例１～４の電池について、試験を行った。なお、実施例１～１３、及び、比較例１～５の試験条件及び試験結果については、表１及び表２を参照して、以下に説明する。
（実施例１）
電池では、前述した実施形態等のように、複数の負極及び複数の正極が配列方向について交互に配列される電極群を形成した。なお、電極群では、配列方向について両外端には、負極を配置した。負極及び正極のそれぞれは、以下のように形成した。
負極活物質含有層の形成においては、負極活物質として平均二次粒子径（直径）１５μｍのＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を、導電剤として黒鉛粉末を、結着剤としてポリアクリルイミド（ＰＡＩ）を、用いた。そして、負極活物質を８０重量％、導電剤を１０重量％、及び、結着剤を１０重量％の割合で配合し、配合された負極活物質、導電剤及び結着剤をＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）の溶媒に分散することにより、スラリーを調製した。また、負極集電体としては、厚さ５０μｍの亜鉛箔を用いた。調製したスラリーを亜鉛箔に塗布し、塗布したスラリーを乾燥することにより、負極活物質含有層を形成した。そして、負極集電体及び負極活物質含有層をプレス加工することにより、負極を形成した。形成された負極では、負極集電体以外の部分での電極密度が、２．０ｇ／ｃｍ３になった。また、負極は、前述ようにして、合計４枚形成した。
なお、配列方向について電極群の両外端に配置される２つの負極のそれぞれについては、負極集電体の片面にのみスラリーを塗布し、負極集電体の片面にのみ負極活物質含有層を形成した。また、配列方向について電極群の両外端に配置される２つの負極以外の負極のそれぞれについて、負極集電体の両面にスラリーを塗布し、負極集電体の両面に負極活物質含有層を形成した。
正極活物質含有層の形成においては、正極活物質として平均粒子径１０μｍのスピネル構造のリチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）を、導電剤として黒鉛粉末を、結着剤としてポリアクリルイミド（ＰＡＩ）を、用いた。そして、正極活物質を８０重量％、導電剤を１０重量％、及び、結着剤を１０重量％の割合で配合し、配合された正極活物質、導電剤及び結着剤をＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）の溶媒に分散することにより、スラリーを調製した。また、正極集電体としては、厚さ１２μｍのチタン箔を用いた。調製したスラリーをチタン箔に塗布し、塗布したスラリーを乾燥することにより、正極活物質含有層を形成した。そして、正極集電体及び正極活物質含有層をプレス加工することにより、正極を形成した。形成された正極では、正極集電体以外の部分での電極密度が、３．０ｇ／ｃｍ３になった。また、正極は、前述ようにして、合計３枚形成した。なお、全ての正極のそれぞれについて、正極集電体の両面にスラリーを塗布し、正極集電体の両面に正極活物質含有層を形成した。
また、電池では、セパレータを形成するシートを、以下のようにして形成した。シートは、１つの混合層（固体電解質含有層）及び１つの支持体（多孔質層）を備える二層構造に形成した。そして、本実施例では、混合層は、固体電解質粒子及び高分子材料を含む固体電解質含有層に形成した。混合層の形成においては、固体電解質として平均二次粒子径（直径）１５μｍのＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２を、高分子材料としてポリビニルブラチール（ＰＶＢ）を、用いた。そして、固体電解質を９０重量％、及び、高分子材料を１０重量％の割合で配合し、配合された固体電解質及び高分子材料をＮ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）の溶媒に分散することにより、スラリーを調製した。また、支持体としては、不織布を用いた。調製したスラリーを不織布に塗布し、塗布したスラリーを乾燥することにより、混合層を形成した。そして、混合層及び支持体をプレス圧力２０ｋＮ、プレス温度１２０℃でプレス加工することにより、シートを形成した。なお、全てのシートのそれぞれについて、支持体の片面にのみスラリーを塗布し、支持体の片面にのみ混合層を形成した。
シートのそれぞれは、図５Ａ及び図５Ｂの一例のシート４１Ａ，４１Ｂ等と同様に、４つの辺を有する略長方形状に形成した。そして、シートのそれぞれは、厚さ２０μｍに形成した。前述のようにシートを形成することにより、セパレータの透気係数は、１．０×１０－１７ｍ２になった。なお、セパレータの透気係数は、第１の実施形態で前述したようにして、測定及び算出した。
電極群の形成においては、前述のように形成したシートを用いて、第１のバッグ（バッグ２６に相当）を、負極と同一の数だけ形成した。第１のバッグのそれぞれは、２枚のシートから図５Ａ及び図５Ｂの一例と同様にして、形成した。この際、第１のバッグのそれぞれでは、混合層が支持体に対して内側に位置する状態に、２枚のシートを熱融着した。したがって、第１のバッグのそれぞれは、混合層（固体電解質含有層）が内表面を形成する状態に、形成した。また、第１のバッグのそれぞれには、図５Ａ及び図５Ｂの一例と同様にしてバッグ開口を形成し、２枚のシートの融着部分を略Ｕ字状に形成した。また、第１のバッグのそれぞれでは、１３０℃で加熱プレスすることにより、ポリエチレンを介して、２枚のシートを熱融着した。
そして、第１のバッグの内部のそれぞれに、負極の対応する１つを収納した。そして、負極のそれぞれが第１のバッグの対応する１つの内部に収納され、かつ、正極が全ての第１のバッグの外部に配置される状態で、負極（第１のバッグ）及び正極を交互に配列した。これにより、扁平形状の電極群を形成した。このため、本実施例では、第１の実施形態等と同様の電極群が形成された。以下、第１の実施形態等と同様の電極群の構造を、構造γ１と称する。
そして、構造γ１に形成された電極群を、外装部材の収納空間に収納した。外装部材としては、ステンレスから形成される薄型の金属容器を用いた。金属容器は、肉厚が０．２５ｍｍの容器を用いた。そして、電極群を外装部材の収納空間に収納した状態で、第１のバッグのそれぞれの内部に、負極側電解質を注入した。また、外装部材の収納空間において、全ての第１のバッグの外部に正極側電解質を注入した。
正極側電解質は、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。また、負極電解質は、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ及びＬｉＯＨを１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、正極側電解質の浸透圧は２４ＲＴとなり、負極側電解質の浸透圧は２６ＲＴとなった。したがって、正極側電解質の浸透圧は、負極側電解質の浸透圧に対して、９２％となった。すなわち、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の大きい一方に対する正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の小さい一方の浸透圧比が、９２％になった。なお、浸透圧は、体積の単位をｍ３、電解質での溶質の物質量の単位をｍｏｌとして、式（１）を用いて算出した。
（実施例２）
実施例２では、セパレータを形成するシートの混合層（固体電解質含有層）において、固体電解質を９０重量％、及び、高分子材料を１０重量％の割合にし、固体電解質及び高分子の割合を実施例１と同一にした。ただし、本実施例では、混合層及び支持体のプレス加工において、プレス圧力を２０ｋＮ、プレス温度を１１０℃とした。これにより、セパレータの透気係数は、１．０×１０－１４ｍ２になり、実施例１に比べて高くなった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（実施例３）
実施例３では、セパレータを形成するシートの混合層（固体電解質含有層）において、固体電解質を９０重量％、及び、高分子材料を１０重量％の割合にし、固体電解質及び高分子の割合を実施例２と同一にした。ただし、混合層及び支持体のプレス加工において、プレス圧力を１０ｋＮ、プレス温度を１２０℃とした。これにより、セパレータの透気係数は、１．０×１０－１６ｍ２になり、実施例２に比べて低いが、実施例１に比べて高くなった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと等、実施例１及び実施例２と同様にして電池を形成した。
（実施例４）
実施例４では、セパレータを形成するシートの混合層（固体電解質含有層）において、固体電解質と高分子材料との割合を実施例１乃至実施例３から変化させた。本実施例では、固体電解質を８０重量％、及び、高分子材料を２０重量％の割合にし、実施例１に比べて高分子材料の割合を高くした。そして、混合層及び支持体のプレス加工において、プレス圧力を２０ｋＮ、プレス温度を１２０℃とした。これにより、セパレータの透気係数は、１．０×１０－１８ｍ２になり、実施例１に比べて低くなった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと等、実施例１乃至実施例３と同様にして電池を形成した。
（実施例５）
実施例５では、セパレータを形成するシートの混合層（固体電解質含有層）において、固体電解質を８０重量％、及び、高分子材料を２０重量％の割合にし、固体電解質及び高分子の割合を実施例４と同一にした。そして、混合層及び支持体のプレス加工において、プレス圧力を３０ｋＮ、プレス温度を１３０℃とした。これにより、セパレータの透気係数は、１．０×１０－２０ｍ２になり、実施例４に比べてさらに低くなった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと等、実施例１乃至実施例４と同様にして電池を形成した。
（実施例６）
実施例６では、セパレータを形成するシートにおいて、混合層及び支持体を形成せず、固体電解質の板のみからシートを形成した。固体電解質の板のみから形成されるシートとしては、ＬＡＴＰのセラミック板を用いた。本実施例では、セパレータの透気係数は、０ｍ２になった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成した等、実施例１乃至実施例５と同様にして電池を形成した。
（実施例７）
実施例７では、実施例１と同様にして、第１のバッグ（バッグ２６に相当）を、負極と同一の数だけ形成した。また、本実施例では、第１のバッグに加えて、第２のバッグ（バッグ４６に相当）を、正極と同一の数だけ形成した。第２のバッグのそれぞれも、第１のバッグと同様に、実施例１で前述したシートを用いて、形成した。このため、第２のバッグのそれぞれも、２枚のシートから図５Ａ及び図５Ｂの一例と同様にして、形成した。この際、第２のバッグのそれぞれでは、固体電解質含有層が支持体に対して外側に位置する状態に、２枚のシートを熱融着した。したがって、第２のバッグのそれぞれは、固体電解質含有層（混合層）が外表面を形成する状態に、形成した。また、第２のバッグのそれぞれには、バッグ開口を形成し、２枚のシートの融着部分を略Ｕ字状に形成した。また、第２のバッグのそれぞれでは、１３０℃で加熱プレスすることにより、ポリエチレンを介して、２枚のシートを熱融着した。
そして、第１のバッグのそれぞれの内部に、負極の対応する１つを収納し、第２のバッグのそれぞれの内部に、正極の対応する１つを収納した。そして、負極のそれぞれが第１のバッグの対応する１つの内部に収納され、かつ、正極のそれぞれが第２のバッグのそれぞれに収納される状態で、負極（第１のバッグ）及び正極（第２のバッグ）を交互に配列した。これにより、扁平形状の電極群を形成した。このため、本実施例では、第２の実施形態等と同様の電極群が形成された。以下、第２の実施形態等と同様の電極群の構造を、構造γ２と称する。
そして、構造γ２に形成された電極群を、外装部材の収納空間に収納した。外装部材としては、実施例１と同様の金属容器を用いた。そして、電極群を外装部材の収納空間に収納した状態で、第１のバッグのそれぞれの内部に負極側電解質を注入し、第２のバッグのそれぞれの内部に正極側電解質を注入した。前述の事項以外については、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（実施例８）
実施例８では、セパレータにおいて、第１のバッグ（バッグ２６に相当）を１つのみ形成した。第１のバッグは、図１５Ａ及び図１５Ｂの一例と同様にして、１枚のシートから形成した。第１のバッグを形成するシートは、図１５Ａ及び図１５Ｂの一例のシート６１と同様に、４つの辺を有する略長方形状に形成するとともに、第１の実施例と同様に混合層（固体電解質含有層）及び支持体を備える二層構造に形成した。
第１のバッグでは、固体電解質含有層が支持体に対して内側に位置する状態に、シートの一部をシートの別の一部に熱融着した。したがって、第１のバッグは、固体電解質含有層（混合層）が内表面を形成する状態に、形成した。また、第１のバッグには、図１５Ａ及び図１５Ｂの一例と同様にして、バッグ開口及びジグザグ部を形成し、シートにおける融着部分を形成した。また、第１のバッグでは、１３０℃で加熱プレスすることにより、ポリエチレンを介して、シートの一部をシートの別の一部に熱融着した。
そして、第１のバッグの内部に、全ての負極を収納した。そして、全ての負極が第１のバッグの内部に収納され、かつ、正極が第１のバッグの外部に配置される状態で、負極及び正極を交互に配列した。この際、第１のバッグの内部において、ジグザグ部の凸部のそれぞれに、負極の対応する１つを配置した。また、第１のバッグの外部において、ジグザグ部の凹部のそれぞれが形成する隙間に、正極の対応する１つを配置した。前述のように正極及び負極を配置することにより、扁平形状の電極群を形成した。このため、本実施例では、第３の実施形態等と同様の電極群が形成された。以下、第３の実施形態等と同様の電極群の構造を、構造γ３と称する。
そして、構造γ３に形成された電極群を、外装部材の収納空間に収納した。外装部材としては、実施例１と同様の金属容器を用いた。そして、電極群を外装部材の収納空間に収納した状態で、第１のバッグの内部に、負極側電解質を注入した。また、外装部材の収納空間において、第１のバッグの外部に正極側電解質を注入した。前述の事項以外については、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（実施例９）
実施例９では、実施例８と同様にして、第１のバッグ（バッグ２６に相当）を、１つのみ形成した。また、本実施例では、第１のバッグに加えて、第２のバッグ（バッグ４６に相当）を、１つのみ形成した。第２のバッグも、第１のバッグと同様に、実施例８で前述したシートを用いて、形成した。このため、第２のバッグも、１枚のシートから図１５Ａ及び図１５Ｂの一例と同様にして、形成した。この際、第２のバッグでは、固体電解質含有層が支持体に対して外側に位置する状態に、シートの一部をシートの別の一部に熱融着した。したがって、第２のバッグは、固体電解質含有層（混合層）が外表面を形成する状態に、形成した。また、第２のバッグには、バッグ開口及びジグザグ部を形成し、シートにおける融着部分を形成した。また、第２のバッグでは、１３０℃で加熱プレスすることにより、ポリエチレンを介して、シートの一部をシートの別の一部に熱融着した。
そして、第１のバッグの内部に、全ての負極を収納し、第２のバッグの内部に、全ての正極を収納した。そして、全て負極が第１のバッグの内部に収納され、かつ、全ての正極が第２のバッグの内部に収納される状態で、負極及び正極を交互に配列した。この際、第１のバッグの内部において、ジグザグ部の凸部のそれぞれに、負極の対応する１つを配置した。また、第２のバッグの内部において、ジグザグ部の凸部のそれぞれに、正極の対応する１つを配置した。前述のように正極及び負極を配置することにより、扁平形状の電極群を形成した。このため、本実施例では、第４の実施形態等と同様の電極群が形成された。以下、第４の実施形態等と同様の電極群の構造を、構造γ４と称する。
そして、構造γ４に形成された電極群を、外装部材の収納空間に収納した。外装部材としては、実施例１及び実施例８等と同様の金属容器を用いた。そして、電極群を外装部材の収納空間に収納した状態で、第１のバッグのそれぞれの内部に負極側電解質を注入し、第２のバッグのそれぞれの内部に正極側電解質を注入した。前述の事項以外については、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例８と同様にして電池を形成した。
（実施例１０）
実施例１０では、正極側電解質は、水にＬｉＣｌを１３ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。また、負極電解質は、実施例１と同様に、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ及びＬｉＯＨを１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、正極側電解質の浸透圧は２６ＲＴとなり、負極側電解質の浸透圧は２６ＲＴとなった。したがって、正極側電解質の浸透圧は、負極側電解質の浸透圧に対して、１００％となった。すなわち、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の大きい一方に対する正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の小さい一方の浸透圧比が、１００％になった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと、及び、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（実施例１１）
実施例１１では、正極側電解質は、水にＬｉＣｌを６．５ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。また、負極電解質は、実施例１と同様に、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ及びＬｉＯＨを１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、正極側電解質の浸透圧は１３ＲＴとなり、負極側電解質の浸透圧は２６ＲＴとなった。したがって、正極側電解質の浸透圧は、負極側電解質の浸透圧に対して、５０％となった。すなわち、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の大きい一方に対する正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の小さい一方の浸透圧比が、５０％になった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと、及び、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（実施例１２）
実施例１２では、正極側電解質は、水にＬｉＣｌを２．６ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。また、負極電解質は、実施例１と同様に、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ及びＬｉＯＨを１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、正極側電解質の浸透圧は５．２ＲＴとなり、負極側電解質の浸透圧は２６ＲＴとなった。したがって、正極側電解質の浸透圧は、負極側電解質の浸透圧に対して、２０％となった。すなわち、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の大きい一方に対する正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の小さい一方の浸透圧比が、２０％になった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと、及び、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（実施例１３）
実施例１３では、正極側電解質は、水にＬｉＣｌを１．３ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。また、負極電解質は、実施例１と同様に、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ及びＬｉＯＨを１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、正極側電解質の浸透圧は２．６ＲＴとなり、負極側電解質の浸透圧は２６ＲＴとなった。したがって、正極側電解質の浸透圧は、負極側電解質の浸透圧に対して、１０％となった。すなわち、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の大きい一方に対する正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の小さい一方の浸透圧比が、１０％になった。前述の事項以外については、電極群を構造γ１に形成したこと、及び、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（比較例１）
比較例１では、実施例１と同様にして負極を１枚形成し、実施例１と同様にして正極を１枚形成した。なお、負極活物質含有層は、負極集電体の両面に形成し、正極活物質含有層は、正極集電体の両面に形成した。また、実施例１と同様に混合層（固体電解質含有層）及び支持体（不織布）を備える二層構造のシートを、２枚形成した。そして、負極、シート、正極及びシートの順に積層される積層体を形成した。そして、形成した積層体を渦巻き状に捲回した。この際、負極が最外周を形成する状態に、積層体を捲回した。そして、捲回された積層体を９０℃で加熱プレスすることにより、扁平状の電極群を形成した。これにより、電極群では、セパレータにおいて負極と正極との間に介在する部位が、シートによって形成された。
また、電極群の形成では、セパレータにおいて負極に対向する第１のセパレータ表面を前述の混合層が形成し、かつ、セパレータにおいて正極に対向する第２のセパレータ表面を支持体が形成する状態に、前述の積層及び捲回を行った。前述のようにして形成された電極群の構造を、構造γ０と称する。
そして、構造γ０に形成された電極群を、外装部材の収納空間に収納した。外装部材としては、実施例１と同様の金属容器を用いた。構造γ０の電極群では、負極と正極との間にセパレータ（シート）が介在するが、実施例１～１３とは異なり、セパレータによって、第１のバッグ及び第２のバッグは形成されない。このため、外装部材の収納空間において、電解質を負極側と正極側とに隔離できない。したがって、本比較例では、１種類の電解質のみを用い、負極側及び正極側で互いに対して共通の電解質を用いた。
本比較例では、実施例１の正極側電解質と同様の電解質を用いた。すなわち、電解質は、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、電解質の浸透圧は２４ＲＴとなった。電解質は、外装部材の収納空間に電極群が配置された状態で、収納空間に注入した。前述の事項以外については、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、実施例１と同様にして電池を形成した。
（比較例２）
比較例２でも、比較例１と同様に、電極群を構造γ０に形成した。このため、本比較例でも、１種類の電解質のみを用い、負極側及び正極側で互いに対して共通の電解質を用いた。ただし、本比較例では、実施例１の負極側電解質と同様の電解質を用いた。すなわち、電解質は、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ及びＬｉＯＨを１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、電解質の浸透圧は２６ＲＴとなった。前述の事項以外については、セパレータの透気係数が１．０×１０－１７ｍ２になったこと等、比較例１と同様にして電池を形成した。
（比較例３）
比較例３でも、比較例１及び比較例２と同様に、電極群を構造γ０に形成した。このため、本比較例でも、１種類の電解質のみを用い、負極側及び正極側で互いに対して共通の電解質を用いた。ただし、本比較例では、セパレータに前述の混合層（固体電解質含有層）を設けず、セパレータを、不織布（支持体）のみから形成した。このため、セパレータの透気係数は、１．０×１０－１２ｍ２になった。前述の事項以外については水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を電解質として用いたこと等、比較例１と同様にして電池を形成した。
（比較例４）
比較例４でも、比較例１乃至比較例３と同様に、電極群を構造γ０に形成した。このため、本比較例でも、１種類の電解質のみを用い、負極側及び正極側で互いに対して共通の電解質を用いた。また、本比較例でも、比較例３と同様に、セパレータに前述の混合層を設けず、セパレータを、不織布（支持体）のみから形成した。ただし、本比較例では、実施例１の負極側電解質と同様の電解質を用いた。すなわち、電解質は、水にＬｉＣｌを１２ｍｏｌ／Ｌ及びＬｉＯＨを１ｍｏｌ／Ｌ溶解させた水系電解液を用いた。このため、電解質の浸透圧は２６ＲＴとなった。前述の事項以外については、セパレータの透気係数が１．０×１０－１２ｍ２になったこと等、比較例３と同様にして電池を形成した。
（試験内容）
試験では、前述の実施例１～１３及び比較例１～４のそれぞれの電池について、以下のようにして、クーロン効率（充放電効率）を評価した。まず、実施例１～１３及び比較例１～４のそれぞれの電池を前述のように形成した後、６時間待機した。そして、待機時間である６時間が経過した後、電池のそれぞれを、２．７Ｖまで充電した。充電は、２５℃の環境下で、１Ｃ（１００ｍＡに相当）レートの定電流で行った。なお、電池それぞれの１Ｃは、負極活物質に基づいて換算した。２．７Ｖまで充電した後は、２．２Ｖまで放電した。放電も、２５℃の環境下で、１Ｃレートの定電流で行った。そして、試験では、電池のそれぞれについて、１Ｃレートでの２．７Ｖまでの充電及び１Ｃレートでの２．２Ｖまでの放電を１０サイクル行った。そして、１０サイクル目の充電容量Ｑ１及び放電容量Ｑ２から、式（１７）のようにして、クーロン効率ηを算出した。
また、試験では、前述の実施例１～１３及び比較例１～４のそれぞれの電池について、以下のようにして、サイクル特性を評価した。試験では、クーロン効率の評価と同様に、実施例１～１３及び比較例１～４のそれぞれの電池を前述のように形成した後、６時間待機した。そして、待機時間である６時間が経過した後、電池のそれぞれについて、２５℃の環境下で、２．７Ｖまでの１Ｃレートの定電流での充電、及び、２．２Ｖまでの１Ｃレートの定電流での放電を、繰り返し行った。２．７Ｖまでの充電及び２．２Ｖまでの放電を繰り返し行っている際には、電池のそれぞれについて、１０サイクル目の放電容量を測定した。そして、１０サイクル目の放電容量に対して放電容量が８０％まで減少するサイクル数を、サイクル特性として取得した。
（試験結果及び考察）
実施例１～１３では、比較例１～４に比べて、クーロン効率及びサイクル特性の両方が向上した。したがって、電解質を負極側と正極側とにセパレータによって隔離し、かつ、正極側電解質及び負極側電解質に適宜の電解質を用いることにより、クーロン効率及びサイクル特性が向上することが立証された。このため、電解質を負極側と正極側とにセパレータによって隔離し、かつ、正極側電解質及び負極側電解質に適宜の電解質を用いることにより、電解質の副反応が安定して抑制されることが実証された。
また、実施例１～１３より、電解質を負極側と正極側とにセパレータによって隔離する構成では、セパレータの透気係数を１．０×１０－１４ｍ２以下にすることにより、クーロン効率及びサイクル特性が高く確保されることが実証された。したがって、透気係数１．０×１０－１４ｍ２以下のセパレータによって電解質を負極側と正極側とに隔離することにより、負極側電解質及び正極側電解質がセパレータを透過し難くなり、負極側電解質及び正極側電解質が混ざり難くなることが実証された。このため、透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下のセパレータによって電解質を負極側と正極側とに隔離し、かつ、正極側電解質及び負極側電解質に適宜の電解質を用いることにより、電解質の副反応がより安定して抑制されることが実証された。
また、実施例１～６より、他の条件が同一ならば、セパレータの透気係数が小さいほど、電池のクーロン効率及びサイクル特性が向上することが実証された。したがって、セパレータの透気係数が小さいほど、負極側電解質及び正極側電解質がセパレータを透過し難くなり、電解質の副反応がより安定して抑制されることが実証された。
また、実施例１及び実施例７～９より、他の条件が同一ならば、電極群を構造γ３，γ４のいずれかに形成した場合は、電極群を構造γ１，γ２のいずれかに形成した場合に比べて、電池のサイクル特性が向上することが実証された。したがって、１つの第１のバッグに複数の第１の電極及び第１の電解質が収納される構造γ３，γ４のそれぞれでは、第１の電極において前述したドライアップが発生し難くなることが立証された。
また、実施例１及び実施例１０～１３より、他の条件が同一ならば、正極側電解質の浸透圧の負極側電解質の浸透圧に対する比率である浸透圧比(ここでは(小さい一方の浸透圧)/(大きい一方の浸透圧))が大きい（１００％に近づく）ほど、電池のクーロン効率及びサイクル特性が向上することが実証された。特に、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の小さい一方を、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の大きい一方に対して１０％以上にすることにより、電池のクーロン効率及びサイクル特性が高く確保されることが実証された。すなわち、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の小さい一方を、正極側電解質及び負極側電解質の浸透圧の中の大きい一方に対して１０％以上にすることにより、負極側電解質及び正極側電解質がセパレータを透過し難くなり、負極側電解質及び正極側電解質が混ざり難くなることが実証された。
前述の少なくとも一つの実施形態又は実施例の電池によれば、外装部材の収納空間では、セパレータのバッグの内部に第１の電極が収納され、バッグの内部では、第１の電極に第１の電解質が保持される。そして、第２の電極は、収納空間においてバッグの外部に配置され、収納空間においてバッグの外部では、第２の電極に第２の電解質が保持される。これにより、電解質の副反応が安定して抑制される電池を提供することができる。
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。
以下、付記を記載する。
（付記項１）
内部に収納空間を有する外装部材と、
前記外装部材の前記収納空間に収納され、透気係数が１．０×１０ －１４ ｍ ２ 以下になるセパレータであって、第１のバッグを備えるセパレータと、
前記収納空間において前記セパレータの前記第１のバッグの内部に収納される第１の電極と、
前記第１のバッグの内部において前記第１の電極に保持される第１の電解質と、
前記第１の電極とは反対の極性であり、前記収納空間において前記第１のバッグの外部に配置される第２の電極と、
前記収納空間において前記第１のバッグの外部で前記第２の電極に保持される第２の電解質と、
を具備する電池。
（付記項２）
前記第１の電極及び前記第２の電極のそれぞれを複数具備し、
前記セパレータは、前記第１のバッグを前記第１の電極と同一の数備え、
前記セパレータの前記第１のバッグのそれぞれの内部には、前記第１の電極の対応する１つが収納され、
前記外装部材の前記収納空間では、前記第１の電極及び前記第２の電極が交互に配列され、
配列方向について互いに対して隣り合う前記第１の電極と前記第２の電極との間には、前記セパレータの少なくとも一部が介在する、
付記項１の電池。
（付記項３）
前記セパレータは、前記第２の電極が内部に収納される第２のバッグを備え、
前記第２のバッグは、前記外装部材の前記収納空間において前記第１のバッグの外部に形成され、
前記第２の電解質は、前記第２のバッグの内部において前記第２の電極に保持される、
付記項１又は２の電池。
（付記項４）
内部に収納空間を有する外装部材と、
第１のバッグを備え、前記外装部材の前記収納空間に収納されるセパレータと、
前記収納空間において前記セパレータの前記第１のバッグの内部に収納される複数の第１の電極と、
前記第１のバッグの内部において複数の前記第１の電極に保持される第１の電解質と、
前記第１の電極とは反対の極性であり、前記収納空間において前記第１のバッグの外部に配置される複数の第２の電極と、
前記収納空間において前記第１のバッグの外部で前記第２の電極の複数に保持される第２の電解質と、
を具備する電池。
（付記項５）
前記セパレータは、前記第２の電極の複数が内部に収納される第２のバッグを備え、
前記第２のバッグは、前記外装部材の前記収納空間において前記第１のバッグの外部に形成され、
前記第２の電解質は、前記第２のバッグの内部において複数の前記第２の電極に保持される、
付記項４の電池。
（付記項６）
前記外装部材の前記収納空間では、前記第１の電極及び前記第２の電極が交互に配列され、
配列方向について互いに対して隣り合う前記第１の電極と前記第２の電極との間には、前記セパレータの一部が介在する、
付記項４又は５の電池。
（付記項７）
前記セパレータの透気係数は、１．０×１０ －１４ ｍ ２ 以下である、付記項４乃至６のいずれか１項の電池。
（付記項８）
前記セパレータは、前記第１の電極及び前記第２の電極の一方である負極と対向する第１のセパレータ表面と、前記第１の電極及び前記第２の電極の前記負極とは別の一方である正極と対向する第２のセパレータ表面とを有し、
前記セパレータは、粒子及び高分子材料を含む組成物層を備え、
前記セパレータの前記第１のセパレータ表面は、前記組成物層から形成される、
付記項１乃至７のいずれか１項の電池。
（付記項９）
前記組成物層は、固体電解質、酸化アルミニウム及びシリカからなる群れより選ばれる少なくとも１つを前記粒子として含む、付記項８の電池。
（付記項１０）
前記セパレータは、前記第１の電極及び前記第２の電極の一方である負極と対向する第１のセパレータ表面と、前記第１の電極及び前記第２の電極の前記負極とは別の一方である正極と対向する第２のセパレータ表面とを有し、
前記セパレータは、固体電解質を含む組成物層を備え、
前記セパレータの前記第１のセパレータ表面は、前記組成物層から形成される、
付記項１乃至７のいずれか１項の電池。
（付記項１１）
前記セパレータは、支持体をさらに備え、
前記組成物層は、前記支持体に対して、少なくとも前記負極が位置する側に配置される、
付記項８乃至１０のいずれか１項の電池。
（付記項１２）
前記組成物層は、前記支持体に対して、前記負極が位置する側、及び、前記正極が位置する側の両方に配置され、
前記セパレータの前記第１のセパレータ表面及び前記第２のセパレータ表面の両方は、前記組成物層から形成される、
付記項１１の電池。
（付記項１３）
前記支持体は、多孔質層を含む、付記項１１又は１２の電池。
（付記項１４）
前記第１の電解質の浸透圧及び前記第２の電解質の浸透圧の小さい一方は、前記第１の電解質の前記浸透圧及び前記第２の電解質の前記浸透圧の大きい別の一方に対して、１０％以上１００％以下となる、付記項１乃至１３のいずれか１項の電池。
（付記項１５）
前記第１の電解質及び前記第２の電解質のそれぞれは、水系溶媒を含む電解質である、付記項１乃至１４のいずれか１項の電池。
（付記項１６）
前記第１の電解質及び前記第２の電解質は、互いにｐＨが異なる、付記項１乃至１４のいずれか１項の電池。
（付記項１７）
前記第１の電解質及び前記第２の電解質の中の一方である正極側電解質は、前記第１の電解質及び前記第２の電解質の中で他方である負極側電解質に比べて、ｐＨが小さい、付記項１６の電池。
（付記項１８）
付記項１乃至１７のいずれか１項の電池を１つ以上具備する、電池パック。
（付記項１９）
前記電池に電気的に接続される外部端子と、
保護回路と、
をさらに具備する、付記項１８の電池パック。
（付記項２０）
前記電池を複数具備し、
複数の前記電池は、互いに対して、電気的に直列に接続される、電気的に並列に接続される、又は、直列接続及び並列接続を組み合わせて電気的に接続される、
付記項１８又は１９の電池パック。
（付記項２１）
付記項１８乃至２０のいずれか１項の電池パックを具備する、車両。
（付記項２２）
付記項１８乃至２０のいずれか１項の電池パックを具備する、定置用電源。
１…電池、２…外装部材、３…電極群、５…収納空間、６…負極、７…正極、８…セパレータ、２６…バッグ（第１のバッグ）、３１…電解質（第１の電解質）、３２…電解質（第２の電解質）、３５…第１のセパレータ表面、３６…第２のセパレータ表面、３７，５７…組成物層、３８，５８…支持体、４６…バッグ（第２のバッグ）。

Claims (20)

  1. 内部に収納空間を有する外装部材と、
    前記外装部材の前記収納空間に収納され、気体が透過可能で、かつ、透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下になるセパレータであって、第１のバッグを備えるセパレータと、
    前記収納空間において前記セパレータの前記第１のバッグの内部に収納される第１の電極と、
    前記第１のバッグの内部において前記第１の電極に保持される第１の電解質と、
    前記第１の電極とは反対の極性であり、前記収納空間において前記第１のバッグの外部に配置される第２の電極と、
    前記収納空間において前記第１のバッグの外部で前記第２の電極に保持される第２の電解質と、
    を具備し、
    前記セパレータは、
    支持体と、
    前記支持体において前記第１の電極が位置する側の表面及び前記第２の電極が位置する側の表面の少なくとも一方に積層され、粒子及び高分子材料が混合される混合層と、
    を備え、
    前記第１の電解質及び前記第２の電解質の中の一方である正極側電解質は、前記第１の電解質及び前記第２の電解質の中で他方である負極側電解質に比べて、ｐＨが小さい、
    電池。
  2. 前記第１の電極及び前記第２の電極のそれぞれを複数具備し、
    前記セパレータは、前記第１のバッグを前記第１の電極と同一の数備え、
    前記セパレータの前記第１のバッグのそれぞれの内部には、前記第１の電極の対応する１つが収納され、
    前記外装部材の前記収納空間では、前記第１の電極及び前記第２の電極が交互に配列され、
    配列方向について互いに対して隣り合う前記第１の電極と前記第２の電極との間には、前記セパレータの少なくとも一部が介在する、
    請求項１の電池。
  3. 前記セパレータは、前記第２の電極が内部に収納される第２のバッグを備え、
    前記第２のバッグは、前記外装部材の前記収納空間において前記第１のバッグの外部に形成され、
    前記第２の電解質は、前記第２のバッグの内部において前記第２の電極に保持される、
    請求項１又は２の電池。
  4. 内部に収納空間を有する外装部材と、
    第１のバッグを備え、前記外装部材の前記収納空間に収納されるセパレータであって、気体が透過可能で、かつ、透気係数が１．０×１０－１４ｍ２以下になるセパレータと、
    前記収納空間において前記セパレータの前記第１のバッグの内部に収納される複数の第１の電極と、
    前記第１のバッグの内部において複数の前記第１の電極に保持される第１の電解質と、
    前記第１の電極とは反対の極性であり、前記収納空間において前記第１のバッグの外部に配置される複数の第２の電極と、
    前記収納空間において前記第１のバッグの外部で前記第２の電極の複数に保持される第２の電解質と、
    を具備し、
    前記セパレータは、
    支持体と、
    前記支持体において前記第１の電極が位置する側の表面及び前記第２の電極が位置する側の表面の少なくとも一方に積層され、粒子及び高分子材料が混合される混合層と、
    を備え、
    前記第１の電解質及び前記第２の電解質の中の一方である正極側電解質は、前記第１の電解質及び前記第２の電解質の中で他方である負極側電解質に比べて、ｐＨが小さい、
    電池。
  5. 前記セパレータは、前記第２の電極の複数が内部に収納される第２のバッグを備え、
    前記第２のバッグは、前記外装部材の前記収納空間において前記第１のバッグの外部に形成され、
    前記第２の電解質は、前記第２のバッグの内部において複数の前記第２の電極に保持される、
    請求項４の電池。
  6. 前記外装部材の前記収納空間では、前記第１の電極及び前記第２の電極が交互に配列され、
    配列方向について互いに対して隣り合う前記第１の電極と前記第２の電極との間には、前記セパレータの一部が介在する、
    請求項４又は５の電池。
  7. 前記セパレータの前記第１のバッグは、複数の凸部及び複数の凹部が交互に配列されるジグザグ部を備え、
    前記ジグザグ部の複数の前記凸部のそれぞれに、複数の前記第１の電極の対応する１つが配置され、
    前記ジグザグ部の複数の前記凹部のそれぞれは、前記第１のバッグの外部に隙間を形成し、
    複数の前記凹部のそれぞれが形成する前記隙間には、複数の前記第２の電極の対応する１つが配置される、
    請求項４乃至６のいずれか１項の電池。
  8. 前記セパレータは、前記第１の電極及び前記第２の電極の一方である負極と対向する第１のセパレータ表面と、前記第１の電極及び前記第２の電極の前記負極とは別の一方である正極と対向する第２のセパレータ表面とを有し、
    前記セパレータの前記第１のセパレータ表面は、前記混合層から形成される、
    請求項１乃至７のいずれか１項の電池。
  9. 前記混合層は、前記支持体に対して、少なくとも前記負極が位置する側に配置される、請求項８の電池。
  10. 前記混合層は、前記支持体に対して、前記負極が位置する側、及び、前記正極が位置する側の両方に配置され、
    前記セパレータの前記第１のセパレータ表面及び前記第２のセパレータ表面の両方は、前記混合層から形成される、
    請求項９の電池。
  11. 前記混合層は、固体電解質、酸化アルミニウム及びシリカからなる群より選ばれる少なくとも１つを前記粒子として含む、請求項１乃至１０のいずれか１項の電池。
  12. 前記混合層では、前記支持体に比べて、気体が透過し難い、請求項１乃至１１のいずれか１項の電池。
  13. 前記支持体は、多孔質層を含む、請求項１乃至１２のいずれか１項の電池。
  14. 前記第１の電解質の浸透圧及び前記第２の電解質の浸透圧の小さい一方は、前記第１の電解質の前記浸透圧及び前記第２の電解質の前記浸透圧の大きい別の一方に対して、１０％以上で、かつ、１００％より小さくなる、請求項１乃至１３のいずれか１項の電池。
  15. 前記第１の電解質及び前記第２の電解質のそれぞれは、水系溶媒を含む電解質である、請求項１乃至１４のいずれか１項の電池。
  16. 請求項１乃至１５のいずれか１項の電池を１つ以上具備する、電池パック。
  17. 前記電池に電気的に接続される外部端子と、
    保護回路と、
    をさらに具備する、請求項１６の電池パック。
  18. 前記電池を複数具備し、
    複数の前記電池は、互いに対して、電気的に直列に接続される、電気的に並列に接続される、又は、直列接続及び並列接続を組み合わせて電気的に接続される、
    請求項１６又は１７の電池パック。
  19. 請求項１６乃至１８のいずれか１項の電池パックを具備する、車両。
  20. 請求項１６乃至１８のいずれか１項の電池パックを具備する、定置用電源。
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