電極、非水電解質電池、電池包及車輛的製作方法

2023-07-22 22:12:31

實施方式涉及電極、非水電解質電池、電池包及車輛。

背景技術：

近年來，作為高能量密度電池，開發了鋰離子二次電池等非水電解質電池。非水電解質電池作為混合動力汽車或電動汽車等車輛的電源備受期待。另外，作為移動基站的不間斷電源用也備受期待。因此，非水電解質電池還要求具有快速充放電性能、長期可靠性等其他特性。能夠快速充放電的非水電解質電池具有充電時間非常短的優點。另外，這種非水電解質電池在混合動力汽車等車輛中還可以提高動力性能。進而，這種非水電解質電池可以有效地將動力的再生能量回收。

快速充放電可通過電子和鋰離子在正極與負極之間迅速地移動而得以實現。使用了碳系負極的電池由於反覆進行快速充放電，有金屬鋰的樹枝狀結晶析出在電極上的情況。樹枝狀結晶有導致內部短路、結果引起發熱和/或著火的危險。

因此，開發了代替碳質物而使用金屬複合氧化物作為負極活性物質的電池。特別是，使用了鈦氧化物作為負極活性物質的電池具有可進行穩定的快速充放電、壽命比碳系負極長的特性。

但是，鈦氧化物與碳質物相比，相對於金屬鋰的電位更高(貴)。而且，鈦氧化物的每單位重量的容量低。因此，使用了鈦氧化物的電池具有能量密度低的問題。

例如，鈦氧化物的電極電位以金屬鋰基準計為約1.5v，比碳系負極的電位更高(貴)。鈦氧化物的電位是因電化學地對鋰進行嵌入脫嵌時的ti3+與ti4+之間的氧化還原反應所致，因而受到電化學方面的制約。另外，還有在1.5v左右高的電極電位下鋰離子的快速充放電可穩定地進行的事實。降低充電電位時，有電極的性能變差、無法穩定地進行快速充放電的可能性。因而，為了提高能量密度而降低電極電位實際上是困難的。

另一方面，關於每單位重量的容量，二氧化鈦(銳鈦礦結構)的理論量為165mah/g左右、li4ti5o12等鋰鈦複合氧化物的理論容量也為180mah/g左右。另一方面，通常的石墨系電極材料的理論容量為385mah/g以上。因此，鈦氧化物的容量密度與碳系負極的容量密度相比顯著地低。這是由於在鈦氧化物的結晶結構中對鋰進行嵌入的位點少，在結構中鋰易於穩定化，因而實質的容量降低。

鑑於上述事實，探討了含有ti和nb的新型電極材料。期待這種材料具有高的充放電容量。特別是，tinb2o7所示的複合氧化物具有超過380mah/g的高理論容量，但是tinb2o7的電極的實用容量低達260mah/g左右，具有充放電的壽命短的問題。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供壽命性能良好的電極、含有該電極的非水電解質電池、含有該電池的電池包及車輛。

用於解決技術問題的方法

一個實施方式中提供電極。電極含有活性物質。利用x射線光電子分光分析(xps；x-rayphotoelectronspectroscopy)進行測定所獲得的該電極的表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內。

另一實施方式中提供含有負極、正極、隔膜和非水電解質的非水電解質電池。非水電解質電池所含的負極及正極中的至少一方為上述實施方式的電極。

再一個實施方式提供含有上述非水電解質電池的電池包。

另外，又一個實施方式提供搭載有上述電池包的車輛。

根據上述構成的電極，可提供具有優異的快速充放電性能和高能量密度、且顯示良好的壽命性能的電極、非水電解質、電池包及車輛。

附圖說明

圖1是表示單斜晶型tinb2o7的結晶結構的示意圖。

圖2是從其他方向觀察圖1的結晶結構的示意圖。

圖3是第2實施方式的扁平型非水電解質電池的截面圖。

圖4是圖3的a部的放大截面圖。

圖5是示意地表示第2實施方式的另一扁平型非水電解質電池的部分缺失立體圖。

圖6是圖5的b部的放大截面圖。

圖7是第3實施方式的電池包的分解立體圖。

圖8是表示圖7的電池包的電路的模塊圖。

圖9是表示實施方式之一例的測定用單電池的充放電曲線的曲線圖。

圖10是表示實施方式之一例的測定用單電池的速率性能(rateperformance)的曲線圖。

圖11是表示實施方式之一例的測定用單電池的速率性能(rateperformance)的另一曲線圖。

圖12是表示實施方式之一例的測定用單電池的每個循環的容量變化的曲線圖。

圖13是表示實施方式之一例的層壓單電池的每個循環的容量變化的曲線圖。

圖14是表示實施方式之一例的層壓單電池的每個循環的庫倫效率(coulombefficiency)的變化的曲線圖。

圖15是表示實施方式另一例的層壓單電池的每個循環的容量變化的曲線圖。

圖16是表示實施方式另一例的層壓單電池的每個循環的庫倫效率(coulombefficiency)的變化的曲線圖。

圖17是表示搭載有實施方式的電池包的車輛的示意圖。

具體實施方式

(第1實施方式)

第1實施方式的電極含有活性物質，利用x射線光電子分光分析(xps；x-rayphotoelectronspectroscopy)進行測定所獲得的該電極的表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內。另外，本實施方式的電極所含的活性物質例如可以含有鈮-鈦複合氧化物。

以下參照附圖說明實施方式。

實施方式的電極的利用x射線光電子分光分析(xps)進行測定所獲得的該電極的表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內。上述表面組成比(li+c+o)/p表示電極表面中鋰原子(li)、碳原子(c)和氧原子(o)的總和相對於磷原子(p)的比例。該表面組成比可以通過對電極實施利用xps的測定而獲得。利用xps的測定的詳細情況在後敘述。

表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內的電極例如可以在電極表面上具有覆膜。該覆膜可以含有含磷(p)和氧(o)的產物。

表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內的上述電極例如可作為非水電解質電池的負極或正極進行使用。含有該電極的非水電解質電池的壽命性能有所提高。另外，含有該電極的非水電解質電池在低的充電電位下的充放電循環中可以顯示良好的壽命性能。因此，通過使用實施方式的電極，可以在維持非水電解質電池的壽命性能的同時還提高能量密度。

電極所含的活性物質例如可以含有鈮-鈦複合氧化物。鈮-鈦複合氧化物主要顯示單斜晶型的結晶結構。作為其例子，將單斜晶型tinb2o7的結晶結構的示意圖示於圖1及2。

如圖1所示，單斜晶型tinb2o7的結晶結構中金屬離子101和氧化物離子102構成骨架結構部分103。其中，金屬離子101中以nb：ti＝2：1的比例隨機地配置有nb離子和ti離子。通過三維地交替配置該骨架結構部分103，在骨架結構部分103彼此之間存在空隙部分104。該空隙部分104成為鋰離子的嵌入點。

圖1中，區域105及區域106是在[100]方向和[010]方向上具有二維通道的部分。分別如圖2所示，在單斜晶型tinb2o7的結晶結構中，在[001]方向上存在空隙部分107。該空隙部分107具有對於鋰離子的導電有利的隧道結構，成為連接區域105和區域106的[001]方向上的導電通路。通過存在該導電通路，鋰離子可以在區域105和區域106之間往來。

如此，單斜晶型結晶結構中鋰離子的等價嵌入空間大、且結構上穩定。進而，存在具有鋰離子的擴散迅速的2維通道的區域和連接它們的[001]方向的導電通路。由此，鋰離子在嵌入空間中的嵌入脫嵌性提高、同時鋰離子的嵌入脫嵌空間實際上增加。由此，可以提供高容量和高速率性能。

此外，本實施方式的電極的活性物質能夠含有的鈮-鈦複合氧化物並非限定於此，但優選具有空間群c2/m的對稱性、且具有帶有《journalofsolidstatechemistry53，pp144-147(1984)》所記載的原子坐標的結晶結構。

進而，上述結晶結構在鋰離子嵌入到空隙部分104中時，構成骨架的金屬離子101被還原成3價，由此保持結晶的電中性。實施方式的電極可以含有的鈮-鈦複合氧化物不僅是將ti離子從4價還原成3價、還將nb離子從5價還原成3價。因而，單位活性物質重量的還原價數大。因此，即便嵌入多的鋰離子也可保持結晶的電中性。因此，與僅含有4價陽離子的氧化鈦等化合物相比，能量密度更高。這種鈮-鈦複合氧化物的理論容量為387mah/g左右，這是具有尖晶石結構的鈦氧化物的2倍以上的值。

另外，鈮-鈦複合氧化物具有1.5v(相對於li/li+)左右的鋰嵌入電位。由此，使用該活性物質有助於提供能夠進行穩定的重複快速充放電的電池。

由以上可知，通過含有包含鈮-鈦複合氧化物的活性物質，能夠提供具有更為優異的快速充放電性能和更高能量密度的電池用電極。

鈮-鈦複合氧化物優選是以lixtinb2-ymyo7±δ(0≤x≤5、0≤y≤0.5、0≤δ≤0.3)所示的複合氧化物(這裡，元素m是選自b、na、mg、al、si、s、p、k、ca、mo、w、cr、mn、co、ni及fe中的至少1種；元素m可以是這些元素中的一個，或者是這些元素中2個以上的組合)。lixtinb2-ymyo7±δ所示的複合氧化物在化學式中具有1個能夠從4價還原成3價的陽離子、最多具有2個能夠從5價還原成3價的陽離子。因此，該複合氧化物在理論上最多可以嵌入5個鋰離子。因而，上述化學式中，x為0以上且5以下。活性物質所含的元素m全部以將鈮-鈦複合氧化物的晶格中的nb置換固溶了的狀態存在時，y＝0.5。另一方面，活性物質所含的元素m並非均勻地晶格中而偏析時，y＝0。δ根據單斜晶型鈮-鈦複合氧化物的還原狀態發生變動。δ超過-0.3時，有鈮預先被還原、電極性能降低、而且發生相分離的可能性。另一方面，到δ＝+0.3屬於測定誤差的範圍。

lixtinb2-ymyo7±δ(0≤x≤5、0≤y≤0.5、0≤δ≤0.3)所示的複合氧化物由於即便鈮的一部分被元素m置換固溶、實質上容量也不會降低，因此優選。另外，該複合氧化物通過異種元素的置換，還可以期待電子導電性的提高，因此也優選。

進而，實施方式的電極所含的活性物質能夠含有的鈮-鈦複合氧化物優選具有1350℃以下的熔點、更優選具有1250℃以下的熔點。具有1350℃以下熔點的鈮-鈦複合氧化物即便在低的燒成溫度下也可獲得高的結晶性。因此，可以利用現有的設備進行合成。另外，由於可以在低的燒成溫度下進行合成，因此具有生產率高的優點。

進而，鈮-鈦複合氧化物通過與電解液的反應，在活性物質表面上生成覆膜或產物等。例如，作為電解液所含的電解質使用lipf6時，形成含磷(p)和氧(o)的產物。通過在活性物質的表面上形成如此的產物，該活性物質的表面組成比可以發生變化。表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內時，鈮-鈦複合氧化物的壽命提高。

例如，通過在含有鈮-鈦複合氧化物的活性物質的表面上事先形成組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的覆膜，可以提高以該鈮-鈦複合氧化物作為負極的非水電解質電池的壽命。這種覆膜例如通過使用磷酸鋰等含磷的化合物，可以形成在活性物質表面上。

＜電極的製造方法＞

表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的電極可以通過使用含有具有含例如鋰(li)或磷(p)、氧(o)的覆膜的活性物質粒子的活性物質來製造。具有含鋰或磷、氧的覆膜的活性物質粒子可以如下製造。

一例中，首先在活性物質中添加相對於該活性物質為0.5重量％以上且10重量％以下的磷酸鋰(li3po4)並混合。將添加了磷酸鋰的活性物質充分地混合後，對該活性物質在400℃以上且800℃以下的溫度下、在空氣中、氬(ar)氣等不活潑性氣氛下或者還原氣氛下進行燒成。如此，在活性物質的粒子表面上生成含有鋰、磷、氧的覆膜。

另外，在另一例中，首先將相對於活性物質為0.5重量％以上且10重量％以下的磷酸鋰(li3po4)溶解在水等溶劑中，獲得溶液。在該溶劑中添加活性物質粒子並進行攪拌。對添加有活性物質粒子的溶劑充分地攪拌後，在100℃左右的溫度下使溶劑蒸發，對所得的活性物質粒子進行燒成。燒成條件是在400℃以上且800℃以下的溫度下、在空氣中、氬(ar)氣等不活潑性氣氛下或者還原氣氛下。

或者，在含有含活性物質的電極和電解液的單電池中，在該電解液中添加適當的添加劑，對該單電池進行充放電。由此，可以在該活性物質的表面上形成含鋰或磷、氧的覆膜。這裡，電解液例如作為電解質含有六氟化磷酸鋰(lithiumhexafluorophosphate；lipf6)。添加劑包含例如三(三甲基甲矽烷基)磷酸酯(tris(trimethylsilyl)phosphate；tmsp)或二氟磷酸鋰(lithiumdifluorophosphate；lipf2o2)以及與其他添加劑的混合物。這些添加劑例如在作為活性物質使用鈮-鈦複合氧化物時，可以作為適當的添加劑優選地使用。單電池的充放電例如在負極電位為0.4以上且3v以下(相對於li/li+)的電壓範圍內實施。

＜鈮-鈦複合氧化物的製造方法＞

電極的活性物質能夠含有的鈮-鈦複合氧化物可以利用以下的方法製造。

首先，對起始原料進行混合。作為用於鈮-鈦複合氧化物的起始原料，使用含有li、ti、nb的氧化物或鹽。作為用於元素m的起始原料，使用含有選自b、na、mg、al、si、s、p、k、ca、mo、w、cr、mn、co、ni及fe中的至少1種元素的氧化物或鹽。氧化物可以含有這些元素中的一個，或者可以含有這些元素中的2個以上。例如合成lixtinb2-y(mo0.75ymg0.25y)o7±δ時，作為起始原料，可以使用mgo與moo2或moo3。作為起始原料使用的鹽，優選碳酸鹽及硝酸鹽等在較低溫下發生分解而產生氧化物的鹽。

起始原料以摩爾比(m/ti)達到0.5以下(不含0)的比例進行混合。優選以nb的一部分被元素m置換了的結晶的總電荷保持於中性的摩爾比進行混合。由此，可以獲得維持lixtinb2o7的結晶結構的結晶。另一方面，即便是總電荷並非保持於中性的m的添加方法，通過調整m的添加量，也可以獲得大部分維持了lixtinb2o7的結晶結構的結晶。

接著，對所得混合物進行粉碎，獲得儘量均勻的混合物。接著，對所得混合物進行燒成。燒成在500～1200℃的溫度範圍下共計進行10～40小時。根據本實施方式，即便是1200℃以下的溫度，也可以獲得結晶性高的複合氧化物。燒成更優選在800～1000℃的溫度範圍下進行。燒成溫度為1000℃以下時，可以利用現有的設備。

通過這種方法，可以獲得lixtinb2-ymyo7±δ(0≤x≤5、0≤y≤0.5、0≤δ≤0.3)所示的鈮-鈦複合氧化物。

另外，利用上述方法合成的鈮-鈦複合氧化物通過對含有該複合氧化物的電池進行充電，可以將鋰離子嵌入。或者，通過作為起始原料使用碳酸鋰等含鋰的化合物，還可作為含鋰的複合氧化物進行合成。

＜x射線光電子分光分析(xps)＞

電極表面的定量分析可以利用x射線光電子分光分析(xps)進行測定。xps測定例如可使用複合型電子分光分析裝置。測定中，例如作為x射線源可以使用300w的單色化al-kα射線(monochromated-al-kαradiation；1486.6ev)。光電子取出角度為45°(測定深度：約4nm)。測定區域為φ800μm(長軸)的橢圓形。

另外，在電極的xps測定中，可以測定電極所含的活性物質、導電劑、粘結劑。特別是，可以測定露出至電極表面的活性物質、導電劑、粘結劑。通過對電極進行xps測定，可以確認該電極表面的元素穩定性、進行電極表面的定量分析和狀態分析。例如，首先對電極表面，利用xps測定對應於鋰的li(1s)峰的峰強度、對應於碳的c(1s)峰的峰強度、對應於氧的o(1s)峰的峰強度、對應於磷的p(2p)峰的峰強度。由這些峰的強度比，可以計算電極表面的鋰(li)、碳(c)、氧(o)和磷(p)的存在比。由如此獲得的電極表面的分析結果，可以計算電極的表面組成比(li+c+o)/p。

充放電後的電極是將已經放電的狀態的該電極從例如電池單元中取出後供至xps測定。例如，首先對放電後的電池單元在氬(ar)氣氛等不活潑性氣氛下進行解體。從經解體的電池單元中將電極取出，進行洗滌。例如，將取出的電極迅速地浸漬於碳酸甲乙酯溶劑中，輕輕搖晃10分鐘左右進行洗滌。接著，將洗滌後的電極在真空氣氛下乾燥30分鐘以上，將溶劑完全地除去。將經過乾燥的電極不暴露於大氣地導入xps分析裝置中，實施xps測定。

第1實施方式的電極的利用x射線光電子分光分析(xps)進行測定所獲得的該電極的表面組成比滿足2≤(li+c+o)/p≤14。該電極具有優異的快速充放電性能和高能量密度、且顯示良好的壽命性能。

(第2實施方式)

第2實施方式的非水電解質電池含有負極、正極、隔膜和非水電解質。本實施方式的非水電解質所含的負極是第1實施方式的電極。

以下對實施方式的非水電解質電池可以含有的負極、正極、非水電解質、隔膜、外包裝構件詳細地說明。

1)負極

負極含有集電體和負極層(即負極活性物質含有層)。負極層形成在集電體的單面或兩面上，含有活性物質和任意的導電劑及粘結劑。另外，利用x射線光電子分光分析(xps)進行測定所獲得的負極的表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內。

負極活性物質可以使用含有例如上述鈮-鈦複合氧化物的活性物質。由此，可以提供生產率優異且具有優異的快速充放電性能和高能量密度的電池。

作為負極活性物質，可以單獨使用上述活性物質，也可以與其他活性物質組合使用。其他的活性物質的例子包含具有銳鈦礦結構的二氧化鈦(tio2)、具有斜方錳礦結構的鈦酸鋰(例如li2ti3o7)、具有尖晶石結構的鈦酸鋰(例如li4ti5o12)。這些其他活性物質可以與含有1個上述鈮-鈦複合氧化物的活性物質組合。或者可以將這些其他活性物質中的2個以上與含有1個上述鈮-鈦複合氧化物的活性物質組合使用。

導電劑是為了提高集電性能且抑制活性物質與集電體的接觸電阻而配合的。導電劑的例子包含乙炔黑、炭黑及石墨等碳質物。另外，還可以使用氣相法碳纖維(vaporgrowncarbonfiber；vgcf)(註冊商標；昭和電工公司制)等公知的導電劑。可以將它們中的1種作為導電劑使用，或者也可以組合2種以上作為導電劑使用。

粘結劑是為了將所分散的負極活性物質的間隙填埋且使活性物質與集電體粘結而配合的。粘結劑的例子包含聚四氟乙烯(polytetrafluoroethylene；ptfe)、聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride；pvdf)、氟系橡膠及苯乙烯丁二烯橡膠。可以將它們中的1種作為粘結劑使用，或者也可以組合2種以上作為粘結劑使用。

負極層中的活性物質、導電劑及粘結劑優選以分別為68質量％以上且96質量％以下、2質量％以上且30質量％以下及2質量％以上且30質量％以下的比例進行配合。通過使導電劑的量為2質量％以上，可以提高負極層的集電性能。另外，通過使粘結劑的量為2質量％以上，負極層與集電體的粘結性充分、可以期待優異的循環性能。另一方面，從謀求高容量化的方面出發，優選導電劑及粘結劑分別為28質量％以下。

集電體使用在負極活性物質的鋰的嵌入及脫嵌電位下在電化學上穩定的材料。集電體優選由銅、鎳、不鏽鋼或鋁、或者含有選自mg、ti、zn、mn、fe、cu及si中的1種以上元素的鋁合金製作。集電體的厚度優選為5～20μm。具有這種厚度的集電體可以獲得負極的強度和輕量化的平衡。

負極例如如下製作：將負極活性物質、粘結劑和導電劑混懸在常用的溶劑中，製備漿料，將該漿料塗布在集電體上並進行乾燥，形成負極層之後，實施壓制，從而製作。負極還可通過將負極活性物質、粘結劑及導電劑形成為料粒狀而製成負極層、將其配置在集電體上來製作。

2)正極

正極含有集電體和正極層(即正極活性物質含有層)。正極層形成在集電體的單面或兩面上，含有活性物質和任意的導電劑及粘結劑。

活性物質例如可以使用氧化物或硫化物。氧化物及硫化物的例子包含對鋰進行嵌入的二氧化錳(mno2)、氧化鐵、氧化銅、氧化鎳、鋰錳複合氧化物(例如lixmn2o4或lixmno2)、鋰鎳複合氧化物(例如lixnio2)、鋰鈷複合氧化物(例如lixcoo2)、鋰鎳鈷複合氧化物(例如lini1-ycoyo2)、鋰錳鈷複合氧化物(例如lixmnyco1-yo2)、具有尖晶石結構的鋰錳鎳複合氧化物(例如lixmn2-yniyo4)、具有橄欖石結構的鋰磷氧化物(例如lixfepo4、lixfe1-ymnypo4、lixcopo4)、硫酸鐵[fe2(so4)3]、釩氧化物(例如v2o5)及鋰鎳鈷錳複合氧化物。上述式中，0＜x≤1、0＜y≤1。作為活性物質，可以單獨使用這些化合物或者組合使用多個化合物。

更優選的活性物質的例子包含正極電壓高的鋰錳複合氧化物(例如lixmn2o4)、鋰鎳複合氧化物(例如lixnio2)、鋰鈷複合氧化物(例如lixcoo2)、鋰鎳鈷複合氧化物(例如lini1-ycoyo2)、具有尖晶石結構的鋰錳鎳複合氧化物(例如lixmn2-yniyo4)、鋰錳鈷複合氧化物(例如lixmnyco1-yo2)、鋰磷酸鐵(例如lixfepo4)及鋰鎳鈷錳複合氧化物。上述式中，0＜x≤1、0＜y≤1。

作為電池的非水電解質使用常溫熔融鹽時，優選活性物質的例子包含鋰磷酸鐵、lixvpo4f(0≤x≤1)、鋰錳複合氧化物、鋰鎳複合氧化物及鋰鎳鈷複合氧化物。這些化合物由於與常溫熔融鹽的反應性低，因此可以提高循環壽命。

正極活性物質的一次粒徑優選為100nm以上且1μm以下。一次粒徑為100nm以上的正極活性物質在工業生產上的處理容易。一次粒徑為1μm以下的正極活性物質可以使鋰離子的固體內擴散順暢地進行。

活性物質的比表面積優選為0.1m2/g以上且10m2/g以下。具有0.1m2/g以上的比表面積的正極活性物質可以充分地確保鋰離子的嵌入、脫嵌位點。具有10m2/g以下的比表面積的正極活性物質在工業生產上易於處理且可以確保良好的充放電循環性能。

粘結劑是為了將活性物質和集電體粘結而配合的。粘結劑的例子包含聚四氟乙烯(polytetrafuloroethylene；ptfe)、聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride；pvdf)、氟系橡膠。可以將它們中的1種作為粘結劑使用，或者也可以組合2種以上作為粘結劑使用。

導電劑是為了提高集電性能且抑制活性物質與集電體的接觸電阻而根據需要配合的。導電劑的例子包含乙炔黑、炭黑及石墨等碳質物。可以將它們中的1種作為導電劑使用，或者也可以組合2種以上作為導電劑使用。

正極層中，優選活性物質及粘結劑以分別為80質量％以上且98質量％以下、2質量％以上且20質量％以下的比例進行配合。

粘結劑通過達到2質量％以上的量，可獲得充分的電極強度。另外，通過達到20質量％以下，可以減少電極的絕緣體的配合量、減小內部電阻。

添加導電劑時，優選活性物質、粘結劑及導電劑以分別為77質量％以上且95質量％以下、2質量％以上且20質量％以下及3質量％以上且15質量％以下的比例進行配合。導電劑通過達到3質量％以上的量，可以發揮上述效果。另外，通過達到15質量％以下，可以減少高溫保存下的正極導電劑表面上的非水電解質的分解。

集電體優選是鋁箔或者含有選自mg、ti、zn、ni、cr、mn、fe、cu及si中的一種以上元素的鋁合金箔。

鋁箔或鋁合金箔的厚度優選為5μm以上且20μm以下、更優選為15μm以下。鋁箔的純度優選為99質量％以上。鋁箔或鋁合金箔所含的鐵、銅、鎳、鉻等過渡金屬的含量優選為1質量％以下。

正極例如如下製作：將活性物質、粘結劑及根據需要配合的導電劑混懸在適當的溶劑中，製備漿料，將該漿料塗布在正極集電體上並進行乾燥，形成正極層之後，實施壓制，從而製作。正極還可以通過將活性物質、粘結劑及根據需要配合的導電劑形成為料粒狀而製成正極層、將其配置在集電體上來製作。

3)非水電解質

非水電解質例如可以是通過將電解質溶解在有機溶劑中而製備的液狀非水電解質、將液狀電解質和高分子材料複合化而成的凝膠狀非水電解質、或固體狀電解質。另外，液狀非水電解質也稱作電解液。

液狀非水電解質優選是以0.5摩爾/l以上且2.5摩爾/l以下的濃度將電解質溶解在有機溶劑中而成的。

電解質的例子包含高氯酸鋰(liclo4)、六氟化磷酸鋰(lipf6)、四氟化硼酸鋰(libf4)、六氟化砷鋰(liasf6)、三氟甲磺酸鋰(licf3so3)及雙三氟甲烷磺醯亞胺鋰[lin(cf3so2)2]等鋰鹽及它們的混合物。電解質優選是即便在高電位下也難以氧化的物質，最優選lipf6。

有機溶劑的例子包含碳酸亞丙酯(propylenecarbonate；pc)、碳酸亞乙酯(ethylenecarbonate；ec)、碳酸亞乙烯酯(vinylenecarbonate；vc)等環狀碳酸酯；碳酸二乙酯(diethylcarbonate；dec)、碳酸二甲酯酯(dimethylcarbonate；dmc)、碳酸甲乙酯(methylethylcarbonate；mec)等鏈狀碳酸酯；四氫呋喃(tetrahydrofuran；thf)、2-甲基四氫呋喃(2-methyltetrahydrofuran；2-methf)、二氧雜戊環(dioxolane；dox)等環狀醚；二甲氧基乙烷(dimethoxyethane；dme)、二乙氧基乙烷(diethoxyethane；dee)等鏈狀醚；γ-丁內酯(gamma-butyrolactone；gbl)、乙腈(acetonitrile；an)及環丁碸(sulfolane；sl)。這些有機溶劑可單獨使用或者作為混合溶劑使用。

高分子材料的例子包含聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride；pvdf)、聚丙烯腈(polyacrylonitrile；pan)、聚環氧乙烷(polyetheyleneoxide；peo)。

或者非水電解質還可以使用含有鋰離子的常溫熔融鹽(離子性融體)、高分子固體電解質、無機固體電解質等。

常溫熔融鹽(離子性融體)是指由有機物陽離子和陰離子的組合構成的有機鹽中在常溫(15～25℃)下可作為液體存在的化合物。常溫熔融鹽包含單獨地作為液體存在的常溫熔融鹽、通過與電解質混合而變成液體的常溫熔融鹽、通過溶解在有機溶劑中而變成液體的常溫熔融鹽。一般來說，非水電解質電池中使用的常溫熔融鹽的熔點為25℃以下。另外，有機物陽離子一般具有季銨骨架。

高分子固體電解質通過將電解質溶解在高分子材料中並進行固體化來製備。無機固體電解質是具有鋰離子傳導性的固體物質。

4)隔膜

隔膜例如可以由含有聚乙烯、聚丙烯、纖維素或聚偏氟乙烯(polyvinylidenefluoride；pvdf)的多孔質膜或者合成樹脂制無紡布形成。其中，由聚乙烯或聚丙烯形成的多孔質膜由於可以在一定溫度下熔融、能夠阻斷電流，因而可以提高安全性。

5)外包裝構件

外包裝構件可以使用厚度為0.5mm以下的層壓膜或厚度為1mm以下的金屬制容器。層壓膜的厚度更優選為0.2mm以下。金屬制容器更優選厚度為0.5mm以下、進一步優選厚度為0.2mm以下。

外包裝構件的形狀可以是扁平型(薄型)、方型、圓筒型、硬幣型、紐扣型等。外包裝構件還可以是對應電池尺寸、例如裝載在便攜電子設備等中的小型電池用外包裝構件、裝載在二輪～四輪的汽車等車輛中的大型電池用外包裝構件。

層壓膜使用金屬層介於樹脂層之間的多層膜。金屬層為了輕量化優選是鋁箔或鋁合金箔。樹脂層例如可以使用聚丙烯(polypropylene；pp)、聚乙烯(polyethylene；pe)、尼龍、聚對苯二甲酸乙二醇酯(polyethyleneterephthalate；pet)等高分子材料。層壓膜可以通過熱熔融粘合進行密封而成形為外包裝構件的形狀。

金屬制容器由鋁或鋁合金等製作。鋁合金優選是含有鎂、鋅、矽等元素中的一種以上的合金。合金中含有鐵、銅、鎳、鉻等過渡金屬時，其含量優選為100ppm以下。

6)非水電解質二次電池

接著，參照附圖更為具體地說明第2實施方式的非水電解質電池。圖3是扁平型非水電解質二次電池的截面圖。圖4是圖3的a部的放大截面圖。其中，各圖是用於促進實施方式的說明及其理解的示意圖，其形狀或尺寸、比例等與實際的裝置有不同的方面，但這些也可參照以下的說明和公知的技術適當地進行設計變更。

將扁平狀的卷繞電極組1收納在由2張樹脂層之間存在有金屬層的層壓膜構成的袋狀外包裝構件2內。扁平狀的卷繞電極組1如圖4所示，通過將自外側開始依次層疊負極3、隔膜4、正極5、隔膜4而成的層疊物卷繞成漩渦狀、並進行壓製成型而形成。

負極3含有負極集電體3a和負極層3b。負極層3b中含有上述負極活性物質。最外殼的負極3如圖4所示，具有僅在負極集電體3a的內表面側的單面上形成有負極層3b的構成。其他的負極3是在負極集電體3a的兩面上形成有負極層3b。

正極5在正極集電體5a的兩面上形成有正極層5b。

如圖3所示，在卷繞電極組1的外周端附近，將負極端子6連接在最外殼的負極3的負極集電體3a上，將正極端子7連接於內側的正極5的正極集電體5a。這些負極端子6和正極端子7從袋狀外包裝構件2的開口部向外部延伸。例如將液狀非水電解質從袋狀外包裝構件2的開口部注入。通過夾持負極端子6及正極端子7將袋狀外包裝構件2的開口部熱封，將卷繞電極組1和液狀非水電解質完全密封。

負極端子6可以由在上述負極活性物質的li嵌入脫嵌電位下電化學上穩定且具有導電性的材料形成。具體地說，可舉出銅、鎳、不鏽鋼或鋁。負極端子6為了減少與負極集電體3a的接觸電阻，優選由與負極集電體3a相同的材料形成。

正極端子7例如可以由具有相對於鋰的氧化還原電位的電位為3v以上且5v以下(相對於li/li+)範圍內的電穩定性和導電性的材料形成。具體地說，由鋁或含有mg、ti、zn、mn、fe、cu、si等元素中的1個以上的鋁合金形成。正極端子7為了減小與正極集電體5a的接觸電阻，優選由與正極集電體5a相同的材料形成。

第2實施方式的非水電解質電池並非限於上述圖2和圖3所示的構成，還可以是例如圖5和圖6所示構成的電池。圖5是示意地表示第2實施方式的另一個扁平型非水電解質二次電池的部分缺失立體圖，圖6是圖5的b部的放大截面圖。

將層疊型電極組11收納在由2張樹脂膜之間存在有金屬層的層壓膜構成的外包裝構件12內。層疊型電極組11如圖6所示，具有將正極13和負極14在其間存在有隔膜15的情況下交替地層疊而成的結構。正極13存在多張，分別具備集電體13a和擔載於集電體13a的兩面上的正極活性物質含有層13b。負極14存在多張，分別具備負極集電體14a和擔載於負極集電體14a的兩面上的負極活性物質含有層14b。各負極14的負極集電體14a的一邊從負極14突出。突出的負極集電體14a電連接於帶狀的負極端子16。帶狀負極端子16的前端從外包裝構件12向外部伸出。另外，雖未圖示，但正極13的正極集電體13a的位於與負極集電體14a的突出邊成相反側的邊從正極13突出。從正極13突出的正極集電體13a電連接於帶狀的正極端子17。帶狀的正極端子17的前端位於與負極端子16相反的一側，且從外包裝構件12的邊向外部伸出。

根據以上的第2實施方式，可以提供具有優異的快速充放電性能和高能量密度、且長壽命的非水電解質電池。

(第3實施方式)

接著，參照附圖說明第3實施方式的電池包。電池包具有1個或多個上述第2實施方式的非水電解質電池(單電池)。含有多個單電池時，將各單電池電串聯或電並聯地連接、配置。或者，這些單電池還可以組合串聯及並聯來進行連接。多個單電池還可以電連接、構成組電池。第3實施方式的電池包還可以含有多個組電池。

第3實施方式的電池包可以進一步具備保護電路。保護電路對非水電解質電池的充放電進行控制。或者，還可以將作為電源使用電池包的裝置(例如電子設備、汽車等)中所含的電路作為電池包的保護電路進行使用。

另外，第3實施方式的電池包還可以進一步具備通電用的外部端子。通電用的外部端子是用於將來自非水電解質電池的電流輸出至外部和/或用於將電流輸入至非水電解質電池中的構件。換而言之，作為電源使用電池包時，電流通過通電用的外部端子供給至外部。另外，對電池包進行充電時，充電電流(包含汽車等的動力的再生能量)通過通電用的外部端子供給至電池包。

圖7及圖8表示電池包20的一例。該電池包20含有多個具有圖3所示結構的扁平型電池21。圖7是電池包20的分解立體圖，圖8是表示圖7的電池包20的電路的模塊圖。

將多個單電池21按照延伸至外部的負極端子6及正極端子7統一為相同方向的方式進行層疊，利用膠帶22進行綑紮，從而構成組電池23。這些單電池21如圖8所示，電串聯地連接。

印刷布線基板24面向負極端子6及正極端子7伸出的單電池21的側面進行配置。印刷布線基板24上如圖8所示，搭載有熱敏電阻25、保護電路26及作為通電用外部端子的向外部設備的通電用端子27。此外，在印刷布線基板24面向組電池23的面上，為了避免與組電池23的布線不需要的連接，安裝有絕緣板(未圖示)。

正極側引線28連接於位於組電池23最下層的正極端子7，其前端插入在印刷布線基板24的正極側插孔29中進行電連接。負極側引線30連接於位於組電池23最上層的負極端子6，其前端插入在印刷布線基板24的負極側插孔31中進行電連接。這些插孔29、31通過形成於印刷布線基板24的布線32、33，連接於保護電路26。

熱敏電阻25對單電池21的溫度進行檢測，將其檢測信號發送至保護電路26。保護電路26可以在規定條件下阻斷保護電路26與作為通電用外部端子的向外部設備的通電用端子27之間的正極側布線34a及負極側布線34b。規定條件是指例如熱敏電阻25的檢測溫度達到規定溫度以上的時刻。另外，規定條件是指檢測到單電池21的過充電、過放電、過電流等的時刻。該過充電等的檢測對各個單電池21或單電池21整體進行。檢測各個單電池21時，可以檢測電池電壓，也可檢測正極電位或負極電位。為後者時，在各個單電池21中插入作為參比電極使用的鋰電極。為圖7及圖8時，將用於檢測電壓的布線35連接於各個單電池21，通過這些布線35，將檢測信號發送至保護電路26。

在除了正極端子7和負極端子6突出的側面之外的組電池23的三個側面上，分別配置有由橡膠或樹脂構成的保護片材36。

將組電池23與各保護片材36及印刷布線基板24一起收納在收納容器37內。即，在收納容器37的長邊方向的兩個內側面和短邊方向的內側面上分別配置保護片材36，在短邊方向的相反側的內側面上配置印刷布線基板24。組電池23位於被保護片材36和印刷布線基板24所包圍的空間內。將蓋38安裝在收納容器37的上面。

另外，組電池23的固定中還可代替膠帶22而使用熱收縮帶。此時，在組電池的兩側面配置保護片材，纏繞熱收縮帶之後，使熱收縮帶發生熱收縮，從而綑紮組電池。

圖7、圖8中示出了串聯連接單電池21的形態，但為了增大電池容量也可並聯地連接。或者，還可以將串聯連接和並聯連接組合。還可以將組裝好的電池包進一步串聯連接或並聯連接。

另外，圖7及圖8所示的電池包具備多個單電池21，但第3實施方式的電池包也可具備1個單電池21。

另外，電池包的樣式根據用途可適當變更。本實施方式的電池包優選用於要求在取出大電流時循環性能優異的用途中。具體地說，作為數位相機的電源、或例如二輪～四輪的混合電動汽車、二輪～四輪的電動汽車及電動助力自行車等車輛的車載用電池使用。特別優選作為搭載於車輛的車載用電池進行使用。

搭載有第3實施方式的電池包的汽車等車輛中，電池包例如對車輛的動力的再生能量進行回收。作為車輛的例子，例如可舉出二輪～四輪的混合電動汽車、二輪～四輪的電動汽車及電動助力自行車及電車。

圖17表示具備第3實施方式的一例電池包的一例汽車。

圖17所示的汽車41在車體前方的機艙內搭載有第3實施方式的一例電池包42。汽車中的電池包的搭載位置並非限定於機艙。例如，電池包還可以搭載於汽車的車體後方或座席下面。

根據以上的第3實施方式，可以提供具有優異的快速充放電性能和高能量密度且長壽命的電池包。

＜實施例＞

以下基於實施例更為詳細地說明上述實施方式。

＜實施例1＞

(電極的製作)

分別稱量市售的氧化物試劑nb2o5粉末和tio2粉末，使得鈮相對於鈦的摩爾比達到2。使用研缽對這些粉末進行混合。將該混合物放在電爐中，在1150℃下共計燒成20小時。如此獲得鈮-鈦複合氧化物tinb2o7。

另外，所合成的鈮-鈦複合氧化物的結晶相的鑑定及結晶結構的推測利用使用了cu-kα射線的粉末x射線衍射法進行。另外，對產物的組成利用icp(inductivelycoupledplasma，電感耦合等離子體)法進行分析，確認到獲得了目標物。另外，進行tem(transmissionelectronmicroscopy，透射型電子顯微鏡)觀察及epma(electronprobemicroanalyzer，電子探針顯微分析儀)測定，確認了元素m的狀態。另外，進行所得試樣的dsc(differentialscanningcalorimetry，示差掃描量熱法)測定，由吸熱峰的頂點位置研究了熔點。

將作為電極活性物質的上述合成的鈮-鈦複合氧化物和作為導電劑的vgcf(註冊商標：vaporgrowncarbonfiber，氣相成長碳纖維)混合。混合比是相對於複合氧化物100重量份、vgcf為10重量份。將該混合物分散在n-甲基-2-吡咯烷酮(n-methyl-2-pyrrolidone；nmp)中。在所得分散液中混合作為粘結劑的pvdf10重量份，製作電極漿料。使用刮板將漿料塗布在由鋁箔構成的集電體的兩面上。之後，在真空中、在130℃下乾燥12小時，獲得電極。

(電解液的製備)

將碳酸亞乙酯及碳酸二乙酯以體積比2：1混合，製備混合溶劑。在該混合溶劑中以1m的濃度溶解六氟化磷酸鋰，製備非水電解質。在所製備的非水電解質中以相對於非水電解質為1wt％溶解作為添加劑的三(三甲基甲矽烷基)磷酸酯(tris(trimethylsilyl)phosphate；tmsp)，獲得電解液。

(電化學測定單電池的製作)

使用如上製作的電極、作為對電極的金屬鋰箔、如上製備的電解液，製作電化學測定單電池。

＜實施例2＞

代替單獨的tmsp，將相對於非水電解質為0.5wt％的六亞甲基二異氰酸酯(hexamethylenediisocyanate；hdi)和1wt％的tmsp作為添加劑溶解在非水電解質中，獲得電解液。除了使用該電解液以外，與實施例1同樣地製作電化學測定單電池，作為實施例2的電化學測定單電池。

＜實施例3＞

代替tmsp，將相對於非水電解質為1wt％的二氟磷酸鋰(lipf2o2)作為添加劑使其溶解，獲得電解液。除了使用該電解液之外以外，與實施例1同樣地製作電化學測定單電池，作為實施例3的電化學測定單電池。

＜比較例1＞

不添加tmsp，作為電解液使用無添加的非水電解質，除此之外，與實施例1同樣地製作電化學測定單電池，作為比較例1的電化學測定單電池。

＜實施例4＞

(負極的製作)

製作與實施例1的電極相同的電極，作為負極。

(正極的製作)

如下製作，利用水熱法合成作為正極活性物質的limn0.8fe0.2po4。

使用作為含li化合物的碳酸鋰、作為含mn化合物的硫酸錳五水合物(manganese(ii)sulfatepentahydrate；mnso4·5h2o)和作為含fe化合物的硫酸鐵七水合物(iron(ii)sulfateheptahydrate；feso4·7h2o)。進而，作為含c化合物使用羧甲基纖維素(carboxymethylcellulose；cmc)。在氮氣氛下將這些原料溶解在純水中並混合。這裡，以原料中的金屬的摩爾比達到li：mn：fe＝3：0.8：0.2的混合比混合原料。此外，合成limn0.8fe0.2po4時，由於易於生成鋰缺失的雜質，因此優選使用化學計量比以上的li，因而設為上述混合比。

接著，將如此溶解混合起始原料所獲得的溶液放在耐壓容器中並進行密閉，一邊攪拌一邊在200℃下實施熱處理3小時，獲得含合成粉的混懸液。熱處理後，利用離心分離將合成粉從溶液中抽提出來。進而，為了防止所抽提的合成粉的凝集，通過冷凍乾燥對抽提後的合成粉進行乾燥，之後將合成粉回收。

在氬氣氛下、700℃下對所得合成粉熱處理1小時，從而獲得作為正極活性物質的目標物limn0.8fe0.2po4。

將作為正極活性物質的上述limn0.8fe0.2po4和作為導電劑的乙炔黑混合。混合比為90：5。將該混合物分散在n-甲基-2-吡咯烷酮(nmp)中獲得分散液。在所得分散液中，混合相對於活性物質100重量份為5重量份的作為粘結劑的聚偏氟乙烯(pvdf)，製作正極漿料。使用刮板將漿料塗布在由鋁構成的集電體的兩面上。之後，在真空中、130℃下乾燥8小時以上，獲得正極。

(電極組的製作)

作為隔膜，使用由厚度為25μm的聚乙烯制多孔質膜構成的隔膜。

將如上獲得的負極、隔膜、正極、另一個隔膜依次層疊，獲得層疊體。接著，將該層疊體卷繞成漩渦狀。這裡，使負極為最外層。對其在80℃下進行加熱壓制，從而製作了扁平狀電極組。將所得電極組收納在由具有尼龍層/鋁層/聚乙烯層的3層結構、厚度為2mm的層壓膜構成的包裝中，在80℃下、真空中乾燥8小時以上。

(電解液的製備)

與實施例3的電解液同樣地製備電解液。

(非水電解質電池的製作)

在收納有上述電極組的層壓膜包裝內注入電解液之後，通過熱封將該包裝完全密閉。由此，獲得層壓單電池(扁平型非水電解質電池)。

＜實施例5＞

代替lipf2o2，將相對於非水電解質為1wt％的tmsp作為添加劑溶解在非水電解質中，獲得電解液。除了使用該電解液之外，與實施例4同樣地製作層壓單電池，作為實施例5的層壓單電池。

＜實施例6＞

代替lipf2o2，將相對於非水電解質為1wt％的tmsp和1wt％的hdi作為添加劑溶解在非水電解質中，獲得電解液。除了使用該電解液之外，與實施例4同樣地製作層壓單電池，作為實施例6的層壓單電池。

＜實施例7＞

代替單獨的lipf2o2，將相對於非水電解質為1wt％的hdi和1wt％的lipf2o2作為添加劑溶解在非水電解質中，獲得電解液。除了使用該電解液之外，與實施例4同樣地製作層壓單電池，作為實施例7的層壓單電池。

＜實施例8＞

將添加量變更成相對於非水電解質為5wt％，將lipf2o2溶解在非水電解質中獲得電解液。除了使用該電解液以外，與實施例4同樣地製作層壓單電池，作為實施例8的層壓單電池。

＜比較例2＞

稱量市售的氧化物試劑tio2和lico3的粉末，使得鋰：鈦：氧的摩爾比分別達到4：5：12，使用研缽進行混合。將這些混合物放入電爐中，在900℃下燒成共計20小時。由此，獲得鋰鈦氧化物li4ti5o12(lto)。

將作為負極活性物質的上述lto、作為導電劑的片狀石墨混合。混合比為100：10。將該混合物分散在nmp中獲得分散液。在所得分散液中混合相對於負極活性物質100重量份為2重量份的作為粘結劑的pvdf，製作負極漿料。使用刮板將漿料塗布在由鋁構成的集電體的兩面上。之後，在真空中、130℃下乾燥12小時，獲得負極。

除了使用如此獲得的負極之外，與實施例4同樣地製作層壓單電池，作為比較例2的層壓單電池。

＜比較例3＞

不添加添加劑(lipf2o2)，作為電解液使用無添加的非水電解質，除此之外，與比較例2同樣地製作層壓單電池，作為比較例3的層壓單電池。

(電化學測定)

對於實施例1-3，如下調查所製作的電化學測定單電池的速率性能。對各個電化學測定單電池，在25℃的溫度條件下使放電速率為0.2c、1c、2c、5c(時間放電率)來測定放電容量。另外，將在0.2c下進行放電所獲得的放電容量設為1.0，以其為基準計算以1c、2c、5c進行放電時的放電容量比。充放電的電位範圍對於實施例1的電化學測定單電池而言，以金屬鋰電極基準計為1.2v～3.0v的電位範圍。對於實施例2及3而言，在1.3v～3.0v的電位範圍內進行充放電。

接著，對於實施例1-3和比較例1的電化學測定單電池，將以1c速率的充放電電流值和45℃溫度條件下的1次充電-放電作為1個循環的反覆充放電進行40個循環，研究40次充放電容量維持率。具體地說，將第1次循環的1c放電容量設為100％，計算相對於其的第40次循環的1c放電容量的比例，求得循環試驗後的放電容量維持率(％)。

在該循環試驗中，各循環的充放電對於實施例1的電化學測定單電池而言、以金屬鋰電極基準計在1.2v～3.0v的電位範圍內進行。對於實施例2及3而言，在1.3v～3.0v的電位範圍內進行充放電。另外，對於比較例1而言，在1.3v～3.0v的電位範圍內進行充放電。

另外，對於實施例4和比較例2-3的層壓單電池，將以1c速率的充放電電流值和60℃溫度條件下的1次充電-放電作為1個循環的反覆充放電進行100個循環，研究100次充放電容量維持率。具體地說，將第1次循環的1c放電容量設為100％，計算相對於其的第100次循環的1c放電容量的比例，求得循環試驗後的容量維持率(％)。

對於實施例4的循環性能試驗，各循環的充放電在2.85v～1.5v的電位範圍內進行。對於比較例2-3的層壓單電池而言，在2.7v～1.5v的電位範圍內進行充放電。

進而，對於實施例5-8的層壓單電池，將以1c速率的充放電電流值和45℃溫度條件下的1次充電-放電作為1個循環的反覆充放電進行100個循環，研究100次充放電容量維持率。具體地說，將第1次循環的1c放電容量設為100％，計算相對於其的第100次循環的1c放電容量的比例，求得循環試驗後的容量維持率(％)。

對於實施例5-8的層壓單電池的循環試驗，在2.85v～1.5v的電位範圍內進行各循環的充放電。

(x射線光電子分光分析(xps))

如前述那樣對實施例1-3和比較例1的電化學測定單電池內的電極以及實施例4-8和比較例2-3的層壓單電池內的負極進行xps測定。

圖9是表示實施例1-3和比較例1的電化學測定單電池的初次充放電曲線的曲線圖(充放電速率：0.2c)。由圖9可知，實施例2-3和比較例1的電化學測定單電池的充放電曲線沒有顯著性差異。實施例1的電化學單電池的充放電曲線位於從實施例2-3和比較例1的充放電曲線稍有偏離的位置上。認為其原因在於，前者的充放電的電位範圍為1.2v～3.0v、而後者的電位範圍為1.3v～3.0v。

圖10和圖11是表示實施例1-3的電化學測定單電池的速率性能的曲線圖。具體地說，圖10表示實施例1-3的電化學測定單電池中的每個充放電速率的放電容量的變化。圖11表示以0.2c速率下的放電容量作為基準所計算出的每個充放電速率的放電容量比。由圖10和圖11可知，在電解液中添加有tmsp的實施例1和2的電化學測定單電池與未添加tmsp的實施例3相比，顯示更為優異的速率性能。

圖12是表示實施例1-3和比較例1的電化學測定單電池的每個循環的容量變化的曲線圖。由圖12可知，實施例1-3的電化學測定單電池的放電容量至第40個循環都幾乎未降低，顯示良好的容量維持率。而比較例1的電化學測定單電池的放電容量從循環試驗的初期階段開始緩慢降低。

圖13是表示關於實施例4及比較例2和3的每個充放電循環的層壓單電池的容量變化的曲線圖。由圖13可知，實施例4的層壓單電池至第100循環均保持了高的容量維持率。而與此相對，由圖13可知，比較例2和3的層壓單電池中，從循環試驗的初期階段開始，容量維持率緩慢降低。特別是，比較例2和3的層壓單電池中，從第15-20個循環開始，容量維持率急劇降低。

圖14是表示關於實施例4及比較例2和3的每個充放電循環的層壓單電池的庫倫效率的曲線圖。由圖14可知，與實施例4和比較例3的層壓單電池相比，比較例2的層壓單電池的庫倫效率更低。另外，實施例4和比較例3的層壓單電池中，每個循環的庫倫效率幾乎沒有變化，而比較例2的層壓單電池中，反覆循環時可見庫倫效率降低的傾向。

如上所述，作為負極活性物質使用了lto等鈦氧化物的層壓單電池中，缺乏添加劑在電解液中的添加所帶來的對循環性能的影響，另外，由於添加劑的添加，庫倫效率發生了劣化。

圖15是表示關於實施例5-8的層壓單電池的每個充放電循環的層壓單電池的容量變化的曲線圖。由圖15可知，實施例5-8的層壓單電池中，至第100次循環均保持了高的容量維持率。

圖16是表示關於實施例5-8的層壓單電池的每個充放電循環的層壓單電池的庫倫效率的曲線圖。由圖16可知，實施例5-8的層壓單電池中，每個循環的庫倫效率幾乎沒有變化。

表1中示出關於實施例1-3和比較例1的電化學單電池的對電極進行xps測定的結果。另外，示出根據測定結果算出的電極的表面組成比(li+c+o)/p。

表1

如表1所示，實施例1-3的電極的表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內。而未在電解液中添加添加劑的比較例1的電極中，表面組成比(li+c+o)/p超過了14。

表2中示出關於實施例4-8和比較例2-3的層壓單電池的對負極進行xps測定的結果。另外，示出根據測定結果算出的電極(負極)的表面組成比(li+c+o)/p。

表2

如表2所示，實施例4-8的負極的表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內。而作為活性物質含有lto的比較例2-3的負極中，表面組成比(li+c+o)/p超過了14。

表3中一併示出關於實施例1-3和比較例1的電化學測定單電池、以及實施例4-8和比較例2-3的層壓單電池的各個電極(負極)中使用的電極活性物質、在電解液中添加的添加劑、由表1和表2的結果算出的電極(負極)的表面組成比(li+c+o)/p、循環試驗的溫度條件、循環試驗中實施的循環數、以及循環試驗後的容量維持率。

由表3可知，含有表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下範圍內的電極的電化學單電池(實施例1-3)與不含這種電極的電化學單電池(比較例1)相比，顯示更高的容量維持率。

另外，由表3可知，含有表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下範圍內的負極的層壓單電池(實施例4)與不含這種電極的層壓單電池(比較例2-3)相比，顯示更高的容量維持率。對於實施例4和比較例2-3的層壓單電池，實施了將溫度條件設為60℃、循環數設為100的循環試驗，實施例4的層壓單電池中，100個循環後的容量維持率為98％左右，而與此相對，比較例2-3的層壓單電池中，100個循環後的容量維持率為80％左右。

進而，表3中，對實施了溫度條件設為45℃的循環試驗的實施例1-3和實施例5-8以及比較例1進行比較可知，電極的表面組成比(li+c+o)/p為4以上且11以下的範圍內時，相比較於該表面組成比不在該範圍內的情況，顯示更高的容量維持率。如表3所示，電極的表面組成比為4以上且11以下的電池單元中，循環試驗後的容量維持率達到97％以上。如此，通過使電極的表面組成比(li+c+o)/p為4以上且11以下，非水電解質電池的循環性能變得更加良好，因此更優選。

實施方式的電極含有活性物質，利用x射線光電子分光分析(xps)進行測定所獲得的該電極的表面組成比(li+c+o)/p為2以上且14以下的範圍內。另外，另一實施方式的非水電解質電池作為負極含有上述電極。實施方式的非水電解質電池的能量密度高、可穩定地進行快速充放電、且壽命性能良好。

說明了本發明的數個實施方式，但這些實施方式只是作為例子示出的，並非是為了限定發明的範圍。這些新的實施方式可以以其他各種方式進行實施，在不偏離發明主旨的範圍內，可以進行各種省略、替換、變更。這些實施方式及其變形包含於發明的範圍或主旨之內，同時包含在權利要求書所記載的發明及其均等的範圍內。