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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023130863
(43)【公開日】2023-09-21
(54)【発明の名称】二次電池用負極および二次電池
(51)【国際特許分類】
H01M 4/13 20100101AFI20230913BHJP
H01M 4/134 20100101ALI20230913BHJP
H01M 4/131 20100101ALI20230913BHJP
H01M 4/136 20100101ALI20230913BHJP
H01M 4/38 20060101ALI20230913BHJP
H01M 10/0566 20100101ALI20230913BHJP
H01M 10/613 20140101ALI20230913BHJP
H01M 10/6572 20140101ALI20230913BHJP
H01M 4/02 20060101ALI20230913BHJP
H01M 10/052 20100101ALN20230913BHJP
【ＦＩ】
H01M4/13
H01M4/134
H01M4/131
H01M4/136
H01M4/38 Z
H01M10/0566
H01M10/613
H01M10/6572
H01M4/02 Z
H01M10/052
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022035408
(22)【出願日】2022-03-08
(71)【出願人】
【識別番号】000006231
【氏名又は名称】株式会社村田製作所
(74)【代理人】
【識別番号】110001357
【氏名又は名称】弁理士法人つばさ国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】佐野 雄一
【テーマコード（参考）】
5H029
5H031
5H050
【Ｆターム（参考）】
5H029AJ03
5H029AJ04
5H029AK01
5H029AK03
5H029AL01
5H029AL02
5H029AL11
5H029AM02
5H029AM03
5H029AM07
5H029HJ02
5H029HJ20
5H031AA00
5H031KK03
5H031KK06
5H050AA08
5H050AA09
5H050BA08
5H050BA16
5H050BA17
5H050CA01
5H050CA08
5H050CA09
5H050CB02
5H050CB11
5H050DA03
5H050EA02
5H050FA02
5H050HA17
(57)【要約】
【課題】優れた電池性能を得ることが可能である二次電池用負極を提供する。
【解決手段】二次電池用負極は、負極集電体と、負極集電体と接するように設けられたｐ型熱電半導体と、負極集電体と接するように設けられたｎ型熱電半導体と、ｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体を挟んで負極集電体と対向すると共にｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体の各々と接するように設けられた介在層と、介在層から見てｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体の反対側に設けられ、ｐ型熱電半導体の抵抗値およびｎ型熱電半導体の抵抗値よりも高い抵抗値を有する負極活物質層とを有する。
【選択図】図１
【解決手段】二次電池用負極は、負極集電体と、負極集電体と接するように設けられたｐ型熱電半導体と、負極集電体と接するように設けられたｎ型熱電半導体と、ｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体を挟んで負極集電体と対向すると共にｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体の各々と接するように設けられた介在層と、介在層から見てｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体の反対側に設けられ、ｐ型熱電半導体の抵抗値およびｎ型熱電半導体の抵抗値よりも高い抵抗値を有する負極活物質層とを有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
負極集電体と、
前記負極集電体と接するように設けられたｐ型熱電半導体と、
前記負極集電体と接するように設けられたｎ型熱電半導体と、
前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体を挟んで前記負極集電体と対向すると共に前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の各々と接するように設けられた介在層と、
前記介在層から見て前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の反対側に設けられ、前記ｐ型熱電半導体の抵抗値および前記ｎ型熱電半導体の抵抗値よりも高い抵抗値を有する負極活物質層と
を有する
二次電池用負極。
前記負極集電体と接するように設けられたｐ型熱電半導体と、
前記負極集電体と接するように設けられたｎ型熱電半導体と、
前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体を挟んで前記負極集電体と対向すると共に前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の各々と接するように設けられた介在層と、
前記介在層から見て前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の反対側に設けられ、前記ｐ型熱電半導体の抵抗値および前記ｎ型熱電半導体の抵抗値よりも高い抵抗値を有する負極活物質層と
を有する
二次電池用負極。
【請求項2】
前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体は、Ｍｇ2Ｓｉに不純物元素が添加されたものである
請求項１記載の二次電池用負極。
請求項１記載の二次電池用負極。
【請求項3】
前記介在層は、β－ＦｅＳｉ2からなる
請求項１または請求項２に記載の二次電池用負極。
請求項１または請求項２に記載の二次電池用負極。
【請求項4】
前記負極活物質層はＳｉ（珪素）を含む
請求項１記載の二次電池用負極。
請求項１記載の二次電池用負極。
【請求項5】
前記負極活物質層は、結晶Ｓｉ、非晶質Ｓｉ、およびＳｉ合金のうちの少なくとも１種を含む
請求項４記載の二次電池用負極。
請求項４記載の二次電池用負極。
【請求項6】
正極と、負極と、電解液とを備え、
前記負極は、
負極集電体と、
前記負極集電体と接するように設けられたｐ型熱電半導体と、
前記負極集電体と接するように設けられたｎ型熱電半導体と、
前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体を挟んで前記負極集電体と対向すると共に前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の各々と接するように設けられた介在層と、
前記介在層から見て前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の反対側に設けられ、前記ｐ型熱電半導体の抵抗値および前記ｎ型熱電半導体の抵抗値よりも高い抵抗値を有する負極活物質層と
を有する
二次電池。
前記負極は、
負極集電体と、
前記負極集電体と接するように設けられたｐ型熱電半導体と、
前記負極集電体と接するように設けられたｎ型熱電半導体と、
前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体を挟んで前記負極集電体と対向すると共に前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の各々と接するように設けられた介在層と、
前記介在層から見て前記ｐ型熱電半導体および前記ｎ型熱電半導体の反対側に設けられ、前記ｐ型熱電半導体の抵抗値および前記ｎ型熱電半導体の抵抗値よりも高い抵抗値を有する負極活物質層と
を有する
二次電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、二次電池用負極および二次電池に関する。
【背景技術】
【0002】
携帯電話機などの多様な電子機器の電源として二次電池が広く普及している。二次電池としては、小型かつ軽量であると共に高エネルギー密度が得られるものが望まれている。二次電池は、正極および負極と共に電解質を備えており、負極は、充放電反応に関与する負極活物質を含んでいる。
【0003】
負極活物質に関して様々な検討がなされている。具体的には、二次電池の負極に付帯効果を及ぼす種々の材料について研究されており、例えば、熱を電圧に変換する取り組みが鋭意検討されている。（例えば、特許文献１および非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開２０２１－０５７９７２号公報
【非特許文献】
【0005】
【非特許文献1】T. Shibata, Y. Fukuzumi, W. Kobayashi and Y. Moritomo,Appl. Phys. Express, 11(2018), 017101-1-3
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
二次電池用負極を用いた二次電池の電池特性に関する様々な検討がなされているが、さらなる電池特性の改善の余地がある。
【0007】
本開示はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、優れた電池性能を得ることが可能である二次電池用負極および二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の一実施形態の二次電池用負極は、負極集電体と、その負極集電体と接するように設けられたｐ型熱電半導体と、負極集電体と接するように設けられたｎ型熱電半導体と、ｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体を挟んで負極集電体と対向すると共にｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体の各々と接するように設けられた介在層と、介在層から見てｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体の反対側に設けられ、ｐ型熱電半導体の抵抗値およびｎ型熱電半導体の抵抗値よりも高い抵抗値を有する負極活物質層とを有する。
【0009】
本開示の一実施形態の二次電池は、上記した本開示の一実施形態の二次電池用負極を備えたものである。
【発明の効果】
【0010】
本開示の一実施形態の二次電池用負極または二次電池によれば、負極活物質層と負極集電体との間に、ｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体を設けるようにした。このため、充放電時に負極活物質層において発生する熱がｐ型熱電半導体およびｎ型熱電半導体へ伝導し、負極活物質層を冷却することができる。よって、長寿命化を図ることができる。さらに、負極活物質層と負極集電体との間の温度差に起因したゼーベック効果により、起電力を生じさせることができる。そのため、放電容量の向上が期待できる。
なお、本開示の効果は、必ずしもここで説明された効果に限定されるわけではなく、後述する本技術に関連する一連の効果のうちのいずれの効果でもよい。
なお、本開示の効果は、必ずしもここで説明された効果に限定されるわけではなく、後述する本技術に関連する一連の効果のうちのいずれの効果でもよい。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態における二次電池用負極の構成を模式的に表す説明図である。
【図2】本開示の一実施形態における二次電池（二次電池用負極を含む。）の構成を表す斜視図である。
【図4】二次電池の適用例の構成を表すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の一実施形態に関して、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、説明する順序は、下記の通りである。
１．二次電池用負極
１－１．構成
１－２．動作
１－３．作用および効果
２．二次電池（ラミネートフィルム型）
２－１．構成
２－２．動作
２－３．製造方法
２－４．作用および効果
３．変形例
４．二次電池の用途
１．二次電池用負極
１－１．構成
１－２．動作
１－３．作用および効果
２．二次電池（ラミネートフィルム型）
２－１．構成
２－２．動作
２－３．製造方法
２－４．作用および効果
３．変形例
４．二次電池の用途
【0013】
＜１．二次電池用負極＞
まず、本開示の一実施形態の二次電池用負極に関して説明する。
まず、本開示の一実施形態の二次電池用負極に関して説明する。
【0014】
本開示の一実施形態の二次電池用負極（以下、単に「負極」ともいう。）は、例えば、二次電池などの電気化学デバイスに適用される。この負極が適用される二次電池の種類は、特に限定されないが、例えば、電極反応物質を吸蔵および放出することにより電池容量が得られる二次電池などである。
【0015】
電極反応物質とは、負極を用いた電極反応に関わる物質であり、その電極反応物質は、負極において吸蔵および放出される。二次電池の種類に関して具体的な例を挙げると、電極反応物質としてリチウム（またはリチウムイオン）を用いた二次電池は、いわゆるリチウムイオン二次電池である。
【0016】
【0017】
負極１は、図１に示したように、負極集電体２と、熱電変換層３と、介在層４と、負極活物質層５とを有している。なお、熱電変換層３、介在層４、および負極活物質層５を含む積層部６は、負極集電体２の片面だけに設けられていてもよいし、負極集電体２の両面に設けられていてもよい。図１では、積層部６が負極集電体２の両面に設けられている場合を示している。
【0018】
負極集電体２は、１または２種以上の導電性材料からなるフィルム状部材であり、表面２Ｓを含んでいる。導電性材料の種類は、特に限定されないが、銅、アルミニウム、ニッケルおよびステンレスなどの金属材料である。この金属材料は、金属の単体であってもよいし、合金であってもよい。なお、負極集電体２は、単層でもよいし、多層でもよい。
【0019】
負極集電体２の表面２Ｓは、粗面化されていることが好ましい。いわゆるアンカー効果により、負極集電体２に対する熱電変換層３の密着性が向上するからである。この場合には、少なくとも熱電変換層３と対向する領域において、負極集電体２の表面２Ｓが粗面化されていればよい。粗面化の方法は、例えば、電解処理を利用して微粒子を形成する方法などである。電解処理では、電解槽中において電解法により負極集電体２の表面に微粒子が形成されるため、その負極集電体２の表面２Ｓに凹凸が設けられる。電解法により作製された銅箔は、一般的に、電解銅箔と呼ばれている。
【0020】
熱電変換層３は、温度差によるゼーベック効果を利用して，熱を電気に変換する素子であり、ｐ型熱電半導体３ｐと、ｎ型熱電半導体３ｎとを含んでいる。ｐ型熱電半導体３ｐおよびｎ型熱電半導体３ｎは、それぞれ負極集電体２の表面２Ｓと接している。
【0021】
ｐ型熱電半導体３ｐおよびｎ型熱電半導体３ｎは、Ｍｇ2Ｓｉ（マグネシウムシリサイド）に所定の不純物元素がそれぞれ添加されたものが好適である。なお、ｐ型熱電半導体３ｐおよびｎ型熱電半導体３ｎの構成材料は、温度差を付与することにより、熱起電力を発生させることができる材料であれば特に制限されるものではない。具体的には、ｐ型ビスマステルライドおよびｎ型ビスマステルライドなどのビスマス－テルル系熱電半導体材料、ＧｅＴｅおよびＰｂＴｅなどのテルライド系熱電半導体材料、アンチモン－テルル系熱電半導体材料、ＺｎＳｂ、Ｚｎ3Ｓｂ2、Ｚｎ4Ｓｂ3などの亜鉛－アンチモン系熱電半導体材料、ＳｉＧｅ等のシリコン－ゲルマニウム系熱電半導体材料、Ｂｉ2Ｓｅ3などのビスマスセレナイド系熱電半導体材料、β―ＦｅＳｉ2、ＣｒＳｉ2、ＭｎＳｉ1.73、Ｍｇ2Ｓｉなどのシリサイド系熱電半導体材料、酸化物系熱電半導体材料、ＦｅＶＡｌ、ＦｅＶＡｌＳｉ、ＦｅＶＴｉＡｌなどのホイスラー材料、ＴｉＳ2などの硫化物系熱電半導体材料、が挙げられる。なかでも、ビスマス－テルル系熱電半導体材料、テルライド系熱電半導体材料、アンチモン－テルル系熱電半導体材料、またはビスマスセレナイド系熱電半導体材料が好ましい。さらに、ｐ型ビスマステルライドまたはｎ型ビスマステルライドなどのビスマス－テルル系熱電半導体材料であることがより好ましい。ｐ型ビスマステルライドは、キャリアが正孔で、ゼーベック係数が正値であり、例えば、ＢｉXＴｅ3Ｓｂ2-Xで表わされるものが好ましく用いられる。この場合、Ｘは、好ましくは０＜Ｘ≦０．８であり、より好ましくは０．４≦Ｘ≦０．６である。Ｘが０より大きく０．８以下であるとゼーベック係数と電気伝導率が大きくなり、ｐ型熱電素子としての特性が維持されるので好ましい。また、ｎ型ビスマステルライドは、キャリアが電子で、ゼーベック係数が負値であり、例えば、Ｂｉ2Ｔｅ3-YＳｅYで表わされるものが好ましく用いられる。この場合、Ｙは、好ましくは０≦Ｙ≦３（Ｙ＝０の時：Ｂｉ2Ｔｅ3）であり、より好ましくは０＜Ｙ≦２．７である。Ｙが０以上３以下であるとゼーベック係数と電気伝導率が大きくなり、Ｎ型熱電素子としての特性が維持されるので好ましい。
【0022】
介在層４は、ｐ型熱電半導体３ｐおよびｎ型熱電半導体３ｎを挟んで負極集電体２と対向すると共にｐ型熱電半導体３ｐおよびｎ型熱電半導体３ｎの各々と接するように設けられている。介在層４は、ｐ型熱電半導体３ｐおよびｎ型熱電半導体３ｎの酸化を抑制する保護膜でもある。介在層４の構成材料としては、例えばβ－ＦｅＳｉ2が好適である。β－ＦｅＳｉ2は、酸化防止性能が高いうえ、例えば１．２μｍ以上の赤外線を吸収する性質を有する。β－ＦｅＳｉ2からなる介在層４は、熱電変換層３と負極活物質層５との密着性を高め、負極活物質層５の離脱を防ぐ効果を有する。
【0023】
負極活物質層５は、例えば負極活物質と、負極結着剤とを含んでいる。ただし、負極活物質層５は、さらに、負極導電剤などの他の材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。負極活物質層５は、介在層４から見てｐ型熱電半導体３ｐおよびｎ型熱電半導体３ｎの反対側に設けられている。負極活物質層５は、ｐ型熱電半導体３ｐの抵抗値およびｎ型熱電半導体３ｎの抵抗値よりも高い抵抗値を有している。
【0024】
なお、負極活物質層５の形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法、気相法、液相法、溶射法および焼成法（焼結法）などのうちのいずれか１種類または２種類以上である。
【0025】
（負極活物質）
負極活物質は、電極反応物質を吸蔵放出する材料であり、Ｓｉ（珪素）含有材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｉは優れた電極反応物質の吸蔵能力を有しているため、高いエネルギー密度が得られるからである。
負極活物質は、電極反応物質を吸蔵放出する材料であり、Ｓｉ（珪素）含有材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。Ｓｉは優れた電極反応物質の吸蔵能力を有しているため、高いエネルギー密度が得られるからである。
【0026】
この「Ｓｉ含有材料」とは、上記したように、Ｓｉを構成元素として含む材料の総称である。すなわち、Ｓｉ含有材料は、Ｓｉの単体でもよいし、Ｓｉの合金でもよいし、Ｓｉの化合物でもよいし、それらの２種類以上の混合物でもよいし、それらの２種類以上の相を含む材料でもよい。なお、Ｓｉ含有材料の組織は、特に限定されないが、具体的には、固溶体でもよいし、共晶（共融混合物）でもよいし、金属間化合物でもよいし、それらの２種類以上の共存物でもよい。
また、結晶Ｓｉであってもよいし、非晶質Ｓｉであってもよい。
また、結晶Ｓｉであってもよいし、非晶質Ｓｉであってもよい。
【0027】
Ｓｉの単体は、あくまで一般的な単体を意味しているため、微量の不純物を含んでいてもよい。すなわち、Ｓｉの単体の純度は、必ずしも１００％に限られない。
【0028】
Ｓｉの合金の種類は、特に限定されない。具体的には、Ｓｉの合金は、Ｓｉ以外の元素として、ホウ素、スズ、ニッケル、銅、鉄、コバルト、マンガン、亜鉛、インジウム、金、銀、チタン、ゲルマニウム、ビスマス、アンチモンおよびクロムなどの金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいる。
【0029】
ただし、Ｓｉの合金は、１種類または２種類以上の金属元素を構成元素として含んでいる場合に限られず、１種類または２種類以上の金属元素と１種類または２種類以上の半金属元素とを構成元素として含んでいてもよい。なお、Ｓｉの合金は、さらに、１種類または２種類以上の非金属元素を構成元素として含んでいてもよい。
【0030】
Ｓｉの化合物の種類は、特に限定されない。具体的には、Ｓｉの化合物は、Ｓｉ以外の元素として、酸素および炭素などの非金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいる。なお、Ｓｉの化合物は、さらに、上記したＳｉの合金に構成元素として含まれる一連の金属元素のうちのいずれか１種類または２種類以上を構成元素として含んでいてもよい。
【0031】
Ｓｉの合金およびＳｉの化合物の具体例は、ＳｉＢ4、ＳｉＢ6、Ｍｇ2Ｓｉ、Ｎｉ2Ｓｉ、ＴｉＳｉ2、ＭｏＳｉ2、ＣｏＳｉ2、ＮｉＳｉ2、ＣａＳｉ2、ＣｒＳｉ2、Ｃｕ5Ｓｉ、ＦｅＳｉ2、ＭｎＳｉ2、ＮｂＳｉ2、ＴａＳｉ2、ＶＳｉ2、ＷＳｉ2、ＺｎＳｉ2、ＳｉＣ、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ2Ｎ2Ｏ、ＳｉＯx（０＜ｘ＜１．５）およびＬｉＳｉＯなどである。ただし、Ｓｉの合金およびＳｉの化合物のそれぞれの具体例の組成は、ここで説明した組成に限られず、任意に変更可能である。
【0032】
なお、Ｓｉ含有材料の結晶状態は、特に限定されないが、中でも、アモルファスであることが好ましい。より具体的には、Ｘ線回折法（ＸＲＤ）を用いたケイ素含有材料の分析において、回折角度２θが２８°～２９°の付近に結晶性ピークは検出されないことが好ましい。電極反応に関与しにくい副反応物の形成が抑制されるからである。
【0033】
（負極結着剤）
負極結着剤は、負極活物質などを結着させる材料である。負極結着剤は、例えばポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
負極結着剤は、負極活物質などを結着させる材料である。負極結着剤は、例えばポリフッ化ビニリデンおよびその誘導体のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【0034】
＜１－２．動作＞
負極１では、電極反応時において、負極活物質層５に含まれている負極活物質に電極反応物質が吸蔵されると共に、その負極活物質から電極反応物質が放出される。この場合には、電極反応物質がイオン状態で吸蔵放出される。電極反応物質の吸蔵放出に伴い、負極活物質層５は発熱を伴う。
負極１では、電極反応時において、負極活物質層５に含まれている負極活物質に電極反応物質が吸蔵されると共に、その負極活物質から電極反応物質が放出される。この場合には、電極反応物質がイオン状態で吸蔵放出される。電極反応物質の吸蔵放出に伴い、負極活物質層５は発熱を伴う。
【0035】
＜１－３．作用および効果＞
本開示の負極１によれば、負極集電体２と負極活物質層５との間に、熱電変換層３を設けるようにしている。このため、負極１における電極反応時において負極活物質層５が発生した熱が介在層４を介して熱電変換層３に速やかに吸収される。熱電変換層３では、相対的に高い温度である負極活物質層５と、相対的に低い温度である負極集電体２との温度差によるゼーベック効果を利用して電力を発生することができる。よって、負極１を二次電池に用いた場合に、例えば放電容量の向上が期待できる。また、二次電池に用いた場合に、負極活物質層５の温度上昇が抑制され、負極活物質と電解質との化学反応による自己放電を緩和する効果が期待でき、負極１の長寿命化を図ることができる。
本開示の負極１によれば、負極集電体２と負極活物質層５との間に、熱電変換層３を設けるようにしている。このため、負極１における電極反応時において負極活物質層５が発生した熱が介在層４を介して熱電変換層３に速やかに吸収される。熱電変換層３では、相対的に高い温度である負極活物質層５と、相対的に低い温度である負極集電体２との温度差によるゼーベック効果を利用して電力を発生することができる。よって、負極１を二次電池に用いた場合に、例えば放電容量の向上が期待できる。また、二次電池に用いた場合に、負極活物質層５の温度上昇が抑制され、負極活物質と電解質との化学反応による自己放電を緩和する効果が期待でき、負極１の長寿命化を図ることができる。
【0036】
さらに介在層４を設けるようにしたので、熱電変換層３と負極活物質層５との密着性を向上させることができる。よって、長期信頼性が向上し、充放電サイクル特性の向上も期待できる。また、介在層４としてβ－ＦｅＳｉ2を用いるようにすれば、熱電変換層３の酸化を防止する効果が得られる。熱電変換層３は酸化により熱電変換性能が低下する場合があるので、介在層４により熱電変換層３の酸化を防止することで、より高い長期信頼性が得られる。また、β－ＦｅＳｉ2は１．２μｍ以上の赤外線を吸収する性質を有するので、高い冷却効果が得られる。さらに、β－ＦｅＳｉ2は高温下においても安定した熱電性能が得られることから、介在層４においても負極活物質層５と負極集電体２との温度差によるゼーベック効果を利用した起電力が得られる。
【0037】
＜２．二次電池＞
次に、本開示の一実施形態の二次電池に関して説明する。なお、本開示の一実施形態の二次電池用負極（以下、単に「負極」と呼称する。）は、二次電池の一部（一構成要素）を構成するものであるため、以下に二次電池の説明と併せて説明する。
次に、本開示の一実施形態の二次電池に関して説明する。なお、本開示の一実施形態の二次電池用負極（以下、単に「負極」と呼称する。）は、二次電池の一部（一構成要素）を構成するものであるため、以下に二次電池の説明と併せて説明する。
【0038】
ここで説明する二次電池は、電極反応物質の吸蔵放出を利用して電池容量が得られる二次電池であり、正極および負極と共に、液状の電解質である電解液を備えている。この二次電池では、充電途中において負極の表面に電極反応物質が析出することを防止するために、その負極の充電容量が正極の放電容量よりも大きくなっている。すなわち、負極の単位面積当たりの電気化学容量は、正極の単位面積当たりの電気化学容量よりも大きくなるように設定されている。
【0039】
以下では、電極反応物質がリチウムである場合を例に挙げる。リチウムの吸蔵放出を利用して電池容量が得られる二次電池は、いわゆるリチウムイオン二次電池である。
【0040】
＜２－１．構成＞
図２は、二次電池の斜視構成を表していると共に、図３は、図２に示した電池素子２０の断面構成を表している。ただし、図２では、外装フィルム１０と電池素子２０とが互いに分離された状態を示していると共に、図３では、電池素子２０の一部だけを示している。
図２は、二次電池の斜視構成を表していると共に、図３は、図２に示した電池素子２０の断面構成を表している。ただし、図２では、外装フィルム１０と電池素子２０とが互いに分離された状態を示していると共に、図３では、電池素子２０の一部だけを示している。
【0041】
二次電池は、図２に示したように、外装フィルム１０と、電池素子２０と、正極リード３１および負極リード３２と、封止フィルム４１，４２とを備えている。ここで説明する二次電池は、電池素子２０を収納するための外装部材として可撓性（または柔軟性）の外装フィルム１０を用いたラミネートフィルム型の二次電池である。
【0042】
［外装フィルムおよび封止フィルム］
外装フィルム１０は、図１に示したように、電池素子２０を収納する可撓性の外装部材であり、その電池素子２０が内部に収納された状態において封止された袋状の構造を有している。このため、外装フィルム１０は、後述する正極２１および負極２２と共に電解液を収納している。
外装フィルム１０は、図１に示したように、電池素子２０を収納する可撓性の外装部材であり、その電池素子２０が内部に収納された状態において封止された袋状の構造を有している。このため、外装フィルム１０は、後述する正極２１および負極２２と共に電解液を収納している。
【0043】
外装フィルム１０の立体的形状は、特に限定されないが、具体的には、電池素子２０の立体的形状に対応している。ここでは、外装フィルム１０の立体的形状は、後述する扁平状の電池素子２０の立体的形状に応じて、扁平な略直方体である。
【0044】
外装フィルム１０の構成（材質および層数など）は、特に限定されず、単層フィルムでもよいし、多層フィルムでもよい。外装フィルム１０は、１枚のフィルムであり、矢印Ｆ（一点鎖線）の方向に折り畳み可能である。外装フィルム１０には、電池素子２０を収容するための、いわゆる深絞り部としての窪み部１０Ｕが設けられている。
【0045】
具体的には、外装フィルム１０は、融着層、金属層および表面保護層が内側からこの順に積層された３層の多層フィルム、すなわちラミネートフィルムである。外装フィルム１０が折り畳まれた状態では、互いに対向する融着層のうちの外周縁部同士が互いに接合されている。融着層は、ポリプロピレンなどの高分子化合物を含んでいる。金属層は、アルミニウムなどの金属材料を含んでいる。表面保護層は、ナイロンなどの高分子化合物を含んでいる。
【0046】
封止フィルム４１は、外装フィルム１０と正極リード３１との間に挿入されていると共に、封止フィルム４２は、外装フィルム１０と負極リード３２との間に挿入されている。ただし、封止フィルム４１，４２のうちの一方または双方は省略されてもよい。
【0047】
封止フィルム４１は、外装フィルム１０の内部に外気などが侵入することを防止する封止部材である。また、封止フィルム４１は、正極リード３１に対して密着性を有するポリオレフィンなどの高分子化合物を含んでいる。そのポリオレフィンの具体例は、ポリプロピレンなどである。
【0048】
封止フィルム４２の構成は、負極リード３２に対して密着性を有する封止部材であることを除いて、封止フィルム４１の構成と同様である。すなわち、封止フィルム４２は、負極リード３２に対して密着性を有するポリオレフィンなどの高分子化合物を含んでいる。
【0049】
【0050】
電池素子２０は、いわゆる巻回電極体である。すなわち、電池素子２０では、正極２１および負極２２がセパレータ２３を介して互いに積層されていると共に、Ｙ軸方向に延在する仮想軸である巻回軸Ｐを中心として正極２１、負極２２およびセパレータ２３が巻回されている。正極２１および負極２２は、セパレータ２３を介して互いに対向しながら巻回されている。
【0051】
電池素子２０の立体的形状は、扁平な略円筒体である。すなわち、巻回軸Ｐと交差する電池素子２０の断面（ＸＺ面に沿った断面）の形状は、長軸Ｊ１および短軸Ｊ２により規定される扁平形状であり、より具体的には、扁平な略楕円形である。長軸Ｊ１は、Ｘ軸方向に延在すると共に相対的に大きい長さを有する仮想軸であると共に、短軸Ｊ２は、Ｘ軸方向と交差するＺ軸方向に延在すると共に相対的に小さい長さを有する仮想軸である。
【0052】
（正極）
正極２１は、図３に示したように、正極集電体２１Ａおよび正極活物質層２１Ｂを含んでいる。
正極２１は、図３に示したように、正極集電体２１Ａおよび正極活物質層２１Ｂを含んでいる。
【0053】
正極集電体２１Ａは、正極活物質層２１Ｂが設けられる一対の面を有している。正極集電体２１Ａは、金属材料などの導電性材料を含んでおり、その金属材料は、アルミニウムなどである。
【0054】
ここでは、正極活物質層２１Ｂは、正極集電体２１Ａの両面に設けられており、リチウムを吸蔵放出する正極活物質のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。ただし、正極活物質層２１Ｂは、正極２１が負極２２に対向する側において正極集電体２１Ａの片面だけに設けられていてもよい。また、正極活物質層２１Ｂは、さらに、正極結着剤および正極導電剤などを含んでいてもよい。正極活物質層２１Ｂの形成方法は、特に限定されないが、具体的には、塗布法などである。
【0055】
正極活物質は、リチウム化合物を含んでいる。このリチウム化合物は、リチウムを構成元素として含む化合物であり、より具体的には、リチウムと共に１種類または２種類以上の遷移金属元素を構成元素として含む化合物などである。高いエネルギー密度が得られるからである。ただし、リチウム化合物は、さらに、他元素（リチウムおよび遷移金属元素のそれぞれ以外の元素）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。リチウム化合物の種類は、特に限定されないが、具体的には、酸化物、リン酸化合物、ケイ酸化合物およびホウ酸化合物などである。酸化物の具体例は、ＬｉＮｉＯ2、ＬｉＣｏＯ2およびＬｉＭｎ2Ｏ4などであると共に、リン酸化合物の具体例は、ＬｉＦｅＰＯ4およびＬｉＭｎＰＯ4などである。
【0056】
正極結着剤は、合成ゴムおよび高分子化合物などのうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。合成ゴムは、スチレンブタジエン系ゴムなどであると共に、高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデンなどである。正極導電剤は、炭素材料などの導電性材料のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その炭素材料は、黒鉛、カーボンブラック、アセチレンブラックおよびケッチェンブラックなどである。ただし、導電性材料は、金属材料および高分子化合物などでもよい。
【0057】
（負極）
負極２２は、図３に示したように、負極集電体２２Ａと、積層部２２Ｂとを含んでいる。負極２２としては、先に説明した負極１（図１）を用いることができる。すなわち、負極集電体２２Ａは負極集電体２（図１）と同様の構成を有し、積層部２２Ｂは積層部６と同様の構成を有する。図３に示した例では、積層部２２Ｂは、負極集電体２２Ａの両面に設けられており、上記した負極活物質を含んでいる。ただし、積層部２２Ｂは、負極２２が正極２１に対向する側において負極集電体２２Ａの片面だけに設けられていてもよい。
負極２２は、図３に示したように、負極集電体２２Ａと、積層部２２Ｂとを含んでいる。負極２２としては、先に説明した負極１（図１）を用いることができる。すなわち、負極集電体２２Ａは負極集電体２（図１）と同様の構成を有し、積層部２２Ｂは積層部６と同様の構成を有する。図３に示した例では、積層部２２Ｂは、負極集電体２２Ａの両面に設けられており、上記した負極活物質を含んでいる。ただし、積層部２２Ｂは、負極２２が正極２１に対向する側において負極集電体２２Ａの片面だけに設けられていてもよい。
【0058】
（セパレータ）
セパレータ２３は、図３に示したように、正極２１と負極２２との間に介在している絶縁性の多孔質膜であり、その正極２１と負極２２との接触（短絡）を防止しながらリチウムイオンを通過させる。このセパレータ２３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。
セパレータ２３は、図３に示したように、正極２１と負極２２との間に介在している絶縁性の多孔質膜であり、その正極２１と負極２２との接触（短絡）を防止しながらリチウムイオンを通過させる。このセパレータ２３は、ポリエチレンなどの高分子化合物を含んでいる。
【0059】
（電解液）
電解液は、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のそれぞれに含浸されており、溶媒および電解質塩を含んでいる。
電解液は、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のそれぞれに含浸されており、溶媒および電解質塩を含んでいる。
【0060】
溶媒は、炭酸エステル系化合物、カルボン酸エステル系化合物およびラクトン系化合物などの非水溶媒（有機溶剤）のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでおり、その非水溶媒を含んでいる電解液は、いわゆる非水電解液である。電解質塩は、リチウム塩などの軽金属塩のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいる。
【0061】
［正極リードおよび負極リード］
正極リード３１は、図２に示したように、電池素子２０（正極２１）に接続された正極端子であり、より具体的には、正極集電体２１Ａに接続されている。この正極リード３１は、外装フィルム１０の外部に導出されており、アルミニウムなどの導電性材料を含んでいる。正極リード３１の形状は、特に限定されないが、具体的には、薄板状および網目状などのうちのいずれかである。
正極リード３１は、図２に示したように、電池素子２０（正極２１）に接続された正極端子であり、より具体的には、正極集電体２１Ａに接続されている。この正極リード３１は、外装フィルム１０の外部に導出されており、アルミニウムなどの導電性材料を含んでいる。正極リード３１の形状は、特に限定されないが、具体的には、薄板状および網目状などのうちのいずれかである。
【0062】
負極リード３２は、図２に示したように、電池素子２０（負極２２）に接続された負極端子であり、より具体的には、負極集電体２２Ａに接続されている。この負極リード３２は、外装フィルム１０の外部に導出されており、銅などの導電性材料を含んでいる。ここでは、負極リード３２の導出方向は、正極リード３１の導出方向と同様である。負極リード３２の形状に関する詳細は、正極リード３１の形状に関する詳細と同様である。
【0063】
＜２－２．動作＞
二次電池の充電時には、電池素子２０において、正極２１からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して負極２２に吸蔵される。一方、二次電池の放電時には、電池素子２０において、負極２２からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して正極２１に吸蔵される。これらの充放電時には、リチウムがイオン状態で吸蔵および放出される。
二次電池の充電時には、電池素子２０において、正極２１からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して負極２２に吸蔵される。一方、二次電池の放電時には、電池素子２０において、負極２２からリチウムが放出されると共に、そのリチウムが電解液を介して正極２１に吸蔵される。これらの充放電時には、リチウムがイオン状態で吸蔵および放出される。
【0064】
＜２－３．製造方法＞
以下で説明する手順により、正極２１および負極２２のそれぞれを作製すると共に電解液を調製したのち、その正極２１、負極２２および電解液を用いて二次電池を作製する。
以下で説明する手順により、正極２１および負極２２のそれぞれを作製すると共に電解液を調製したのち、その正極２１、負極２２および電解液を用いて二次電池を作製する。
【0065】
［正極の作製］
最初に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤を互いに混合させることにより、正極合剤とする。続いて、溶媒に正極合剤を投入することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製する。溶媒の種類は、特に限定されないが、具体的には、水性溶媒でもよいし、非水性溶媒（有機溶剤）でもよい。この水性溶媒は、純水などであり、ここで説明した水性溶媒の種類に関する詳細は、以降においても同様である。最後に、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布することにより、正極活物質層２１Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型してもよい。この場合には、正極活物質層２１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。これにより、正極２１が作製される。
最初に、正極活物質、正極結着剤および正極導電剤を互いに混合させることにより、正極合剤とする。続いて、溶媒に正極合剤を投入することにより、ペースト状の正極合剤スラリーを調製する。溶媒の種類は、特に限定されないが、具体的には、水性溶媒でもよいし、非水性溶媒（有機溶剤）でもよい。この水性溶媒は、純水などであり、ここで説明した水性溶媒の種類に関する詳細は、以降においても同様である。最後に、正極集電体２１Ａの両面に正極合剤スラリーを塗布することにより、正極活物質層２１Ｂを形成する。こののち、ロールプレス機などを用いて正極活物質層２１Ｂを圧縮成型してもよい。この場合には、正極活物質層２１Ｂを加熱してもよいし、圧縮成型を複数回繰り返してもよい。これにより、正極２１が作製される。
【0066】
［負極の作製］
上記した負極活物質を用いて、正極２１の作製手順と同様の手順により、負極集電体２２Ａの両面に積層部２２Ｂを形成する。具体的には、負極集電体２２Ａの両面にｐ型熱電半導体材料およびｎ型熱電半導体材料を選択的に形成することで熱電変換層を形成したのち、熱電変換層を覆うように介在層と負極活物質層とを順に形成する。負極活物質層の形成は、例えば負極活物質、負極結着剤および負極導電剤を互いに混合させることにより、負極合剤としたのち、溶媒（水性溶媒）に負極合剤を投入することにより、ペースト状の負極合剤スラリーを調製する。続いて、負極集電体２２Ａの両面に設けられた介在層に負極合剤スラリーを塗布することにより、負極活物質層を形成する。これにより、負極２２が作製される。
上記した負極活物質を用いて、正極２１の作製手順と同様の手順により、負極集電体２２Ａの両面に積層部２２Ｂを形成する。具体的には、負極集電体２２Ａの両面にｐ型熱電半導体材料およびｎ型熱電半導体材料を選択的に形成することで熱電変換層を形成したのち、熱電変換層を覆うように介在層と負極活物質層とを順に形成する。負極活物質層の形成は、例えば負極活物質、負極結着剤および負極導電剤を互いに混合させることにより、負極合剤としたのち、溶媒（水性溶媒）に負極合剤を投入することにより、ペースト状の負極合剤スラリーを調製する。続いて、負極集電体２２Ａの両面に設けられた介在層に負極合剤スラリーを塗布することにより、負極活物質層を形成する。これにより、負極２２が作製される。
【0067】
［電解液の調製］
溶媒に電解質塩を投入する。これにより、溶媒中において電解質塩が分散または溶解されるため、電解液が調製される。
溶媒に電解質塩を投入する。これにより、溶媒中において電解質塩が分散または溶解されるため、電解液が調製される。
【0068】
［二次電池の組み立て］
最初に、溶接法などを用いて、正極２１（正極集電体２１Ａ）に正極リード３１を接続させると共に、負極２２（負極集電体２２Ａ）に負極リード３２を接続させる。
最初に、溶接法などを用いて、正極２１（正極集電体２１Ａ）に正極リード３１を接続させると共に、負極２２（負極集電体２２Ａ）に負極リード３２を接続させる。
【0069】
続いて、セパレータ２３を介して正極２１および負極２２を互いに積層させたのち、その正極２１、負極２２およびセパレータ２３を巻回させることにより、巻回体（図示せず）を作製する。この巻回体は、正極２１、負極２２およびセパレータ２３のそれぞれに電解液が含浸されていないことを除いて、電池素子２０の構成と同様の構成を有している。続いて、プレス機などを用いて巻回体を押圧することにより、扁平形状となるように巻回体を成型する。
【0070】
続いて、窪み部１０Ｕの内部に巻回体を収容したのち、外装フィルム１０（融着層／金属層／表面保護層）を折り畳むことにより、その外装フィルム１０同士を互いに対向させる。続いて、熱融着法などを用いて互いに対向する外装フィルム１０（融着層）のうちの２辺の外周縁部同士を互いに接合させることにより、袋状の外装フィルム１０の内部に巻回体を収納する。
【0071】
最後に、袋状の外装フィルム１０の内部に電解液を注入したのち、熱融着法などを用いて外装フィルム１０（融着層）のうちの残りの１辺の外周縁部同士を互いに接合させる。この場合には、外装フィルム１０と正極リード３１との間に封止フィルム４１を挿入すると共に、外装フィルム１０と負極リード３２との間に封止フィルム４２を挿入する。これにより、巻回体に電解液が含浸されるため、巻回電極体である電池素子２０が作製されると共に、袋状の外装フィルム１０の内部に電池素子２０が封入されるため、二次電池が組み立てられる。
【0072】
［二次電池の安定化］
組み立て後の二次電池を充放電させる。環境温度、充放電回数（サイクル数）および充放電条件などの各種条件は、任意に設定可能である。これにより、負極２２などの表面に被膜が形成されるため、二次電池の状態が電気化学的に安定化する。よって、ラミネートフィルム型の二次電池が完成する。
組み立て後の二次電池を充放電させる。環境温度、充放電回数（サイクル数）および充放電条件などの各種条件は、任意に設定可能である。これにより、負極２２などの表面に被膜が形成されるため、二次電池の状態が電気化学的に安定化する。よって、ラミネートフィルム型の二次電池が完成する。
【0073】
＜２－４．作用および効果＞
本開示の二次電池によれば、上記した負極１と同様の構成の負極２２を備えている。よって、負極２２において、相対的に高い温度である負極活物質層と、相対的に低い温度である負極集電体２２Ａとの温度差によるゼーベック効果を利用して電力を発生することができる。このため、放電容量の向上が期待できる。負極活物質層の温度上昇が抑制され、負極活物質と電解質との化学反応による自己放電を緩和する効果が期待でき、負極２２の長寿命化を図ることができる。したがって、優れた電池性能を長期に亘って維持することができる。
本開示の二次電池によれば、上記した負極１と同様の構成の負極２２を備えている。よって、負極２２において、相対的に高い温度である負極活物質層と、相対的に低い温度である負極集電体２２Ａとの温度差によるゼーベック効果を利用して電力を発生することができる。このため、放電容量の向上が期待できる。負極活物質層の温度上昇が抑制され、負極活物質と電解質との化学反応による自己放電を緩和する効果が期待でき、負極２２の長寿命化を図ることができる。したがって、優れた電池性能を長期に亘って維持することができる。
【0074】
＜３．変形例＞
二次電池の構成は、以下で説明するように、適宜、変更可能である。ただし、以下で説明する一連の変形例のうちの任意の２種類以上は、互いに組み合わされてもよい。
二次電池の構成は、以下で説明するように、適宜、変更可能である。ただし、以下で説明する一連の変形例のうちの任意の２種類以上は、互いに組み合わされてもよい。
【0075】
［変形例１］
多孔質膜であるセパレータ２３を用いた。しかしながら、ここでは具体的に図示しないが、多孔質膜であるセパレータ２３の代わりに、高分子化合物層を含む積層型のセパレータを用いてもよい。
多孔質膜であるセパレータ２３を用いた。しかしながら、ここでは具体的に図示しないが、多孔質膜であるセパレータ２３の代わりに、高分子化合物層を含む積層型のセパレータを用いてもよい。
【0076】
具体的には、積層型のセパレータは、一対の面を有する多孔質膜と、その多孔質膜の片面または両面に配置された高分子化合物層とを含んでいる。正極２１および負極２２のそれぞれに対するセパレータの密着性が向上するため、電池素子２０の位置ずれ（巻きずれ）が発生しにくくなるからである。これにより、電解液の分解反応などが発生しても、二次電池が膨れにくくなる。高分子化合物層は、ポリフッ化ビニリデンなどの高分子化合物を含んでいる。ポリフッ化ビニリデンなどは、物理的強度に優れていると共に、電気化学的に安定だからである。
【0077】
なお、多孔質膜および高分子化合物層のうちの一方または双方は、複数の絶縁性粒子のうちのいずれか１種類または２種類以上を含んでいてもよい。二次電池の発熱時において複数の絶縁性粒子が放熱するため、その二次電池の安全性（耐熱性）が向上するからである。絶縁性粒子は、無機粒子および樹脂粒子などである。無機粒子の具体例は、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、ベーマイト、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化マグネシウムおよび酸化ジルコニウムなどの粒子である。樹脂粒子の具体例は、アクリル樹脂およびスチレン樹脂などの粒子である。
【0078】
積層型のセパレータを作製する場合には、高分子化合物および有機溶剤などを含む前駆溶液を調製したのち、多孔質膜の片面または両面に前駆溶液を塗布する。この場合には、必要に応じて前駆溶液に複数の絶縁性粒子を添加してもよい。
【0079】
この積層型のセパレータを用いた場合においても、正極２１と負極２２との間においてリチウムイオンが移動可能になるため、同様の効果を得ることができる。
【0080】
［変形例２］
液状の電解質である電解液を用いた。しかしながら、ここでは具体的に図示しないが、電解液の代わりに、ゲル状の電解質である電解質層を用いてもよい。
液状の電解質である電解液を用いた。しかしながら、ここでは具体的に図示しないが、電解液の代わりに、ゲル状の電解質である電解質層を用いてもよい。
【0081】
電解質層を用いた電池素子２０では、セパレータ２３および電解質層を介して正極２１および負極２２が互いに積層されていると共に、正極２１、負極２２、セパレータ２３および電解質層が巻回されている。この電解質層は、正極２１とセパレータ２３との間に介在していると共に、負極２２とセパレータ２３との間に介在している。
【0082】
具体的には、電解質層は、電解液と共に高分子化合物を含んでおり、その電解液は、高分子化合物により保持されている。電解液の漏液が防止されるからである。電解液の構成は、上記した通りである。高分子化合物は、ポリフッ化ビニリデンなどを含んでいる。電解質層を形成する場合には、電解液、高分子化合物および有機溶剤などを含む前駆溶液を調製したのち、正極２１および負極２２のそれぞれの片面または両面に前駆溶液を塗布する。
【0083】
この電解質層を用いた場合においても、正極２１と負極２２との間において電解質層を介してリチウムイオンが移動可能になるため、同様の効果を得ることができる。
【0084】
＜４．二次電池の用途＞
二次電池の用途（適用例）は、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、電子機器および電動車両などの主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、主電源の代わりに用いられる電源、または主電源から切り替えられる電源である。
二次電池の用途（適用例）は、特に限定されない。電源として用いられる二次電池は、電子機器および電動車両などの主電源でもよいし、補助電源でもよい。主電源とは、他の電源の有無に関係なく、優先的に用いられる電源である。補助電源は、主電源の代わりに用いられる電源、または主電源から切り替えられる電源である。
【0085】
二次電池の用途の具体例は、以下の通りである。ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、携帯電話機、ノート型パソコン、ヘッドホンステレオ、携帯用ラジオおよび携帯用情報端末などの電子機器（携帯用電子機器を含む。）である。バックアップ電源およびメモリーカードなどの記憶用装置である。電動ドリルおよび電動鋸などの電動工具である。電子機器などに搭載される電池パックである。ペースメーカおよび補聴器などの医療用電子機器である。電気自動車（ハイブリッド自動車を含む。）などの電動車両である。非常時などに備えて電力を蓄積しておく家庭用または産業用のバッテリシステムなどの電力貯蔵システムである。これらの用途では、１個の二次電池が用いられてもよいし、複数個の二次電池が用いられてもよい。
【0086】
電池パックは、単電池を用いてもよいし、組電池を用いてもよい。電動車両は、二次電池を駆動用電源として用いて作動（走行）する車両であり、上記したように、二次電池以外の駆動源を併せて備えたハイブリッド自動車でもよい。家庭用の電力貯蔵システムでは、電力貯蔵源である二次電池に蓄積された電力を利用して家庭用の電気製品などを使用可能である。
【0087】
ここで、二次電池の適用例の一例に関して具体的に説明する。以下で説明する適用例の構成は、あくまで一例であるため、適宜、変更可能である。
【0088】
図４は、電池パックのブロック構成を表している。ここで説明する電池パックは、１個の二次電池を用いた電池パック（いわゆるソフトパック）であり、スマートフォンに代表される電子機器などに搭載される。
【0089】
この電池パックは、図４に示したように、電源５１と、回路基板５２とを備えている。この回路基板５２は、電源５１に接続されていると共に、正極端子５３、負極端子５４および温度検出端子５５を含んでいる。
【0090】
電源５１は、１個の二次電池を含んでいる。この二次電池では、正極リードが正極端子５３に接続されていると共に、負極リードが負極端子５４に接続されている。この電源５１は、正極端子５３および負極端子５４を介して外部と接続可能であるため、充放電可能である。回路基板５２は、制御部５６と、スイッチ５７と、熱感抵抗素子（ＰＴＣ素子）５８と、温度検出部５９とを含んでいる。ただし、ＰＴＣ素子５８は省略されてもよい。
【0091】
制御部５６は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリなどを含んでおり、電池パック全体の動作を制御する。この制御部５６は、必要に応じて電源５１の使用状態の検出および制御を行う。
【0092】
なお、制御部５６は、電源５１（二次電池）の電圧が過充電検出電圧または過放電検出電圧に到達すると、スイッチ５７を切断することにより、電源５１の電流経路に充電電流が流れないようにする。過充電検出電圧は、特に限定されないが、具体的には、４．２Ｖ±０．０５Ｖである。過放電検出電圧は、特に限定されないが、具体的には、２．４Ｖ±０．１Ｖである。
【0093】
スイッチ５７は、充電制御スイッチ、放電制御スイッチ、充電用ダイオードおよび放電用ダイオードなどを含んでおり、制御部５６の指示に応じて電源５１と外部機器との接続の有無を切り換える。このスイッチ５７は、金属酸化物半導体を用いた電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）などを含んでおり、充放電電流は、スイッチ５７のＯＮ抵抗に基づいて検出される。
【0094】
温度検出部５９は、サーミスタなどの温度検出素子を含んでおり、温度検出端子５５を用いて電源５１の温度を測定すると共に、その温度の測定結果を制御部５６に出力する。温度検出部５９により測定される温度の測定結果は、異常発熱時において制御部５６が充放電制御を行う場合および残容量の算出時において制御部５６が補正処理を行う場合などに用いられる。
【0095】
以上、一実施形態および実施例を挙げながら本開示に関して説明したが、その本開示の構成は、一実施形態および実施例において説明された構成に限定されず、種々に変形可能である。
【0096】
二次電池の電池構造がラミネートフィルム型である場合に関して説明したが、その電池構造は、特に限定されない。具体的には、電池構造は、円筒型、角型、コイン型およびボタン型などでもよい。
【0097】
また、電池素子の素子構造が巻回型である場合に関して説明したが、その電池素子の素子構造は、特に限定されない。具体的には、素子構造は、電極（正極および負極）が積層された積層型および電極がジグザグに折り畳まれた九十九折り型などでもよい。
【0098】
さらに、電極反応物質がリチウムである場合に関して説明したが、その電極反応物質は、特に限定されない。具体的には、電極反応物質は、上記したように、ナトリウムおよびカリウムなどの他のアルカリ金属でもよいし、ベリリウム、マグネシウムおよびカルシウムなどのアルカリ土類金属でもよい。この他、電極反応物質は、アルミニウムなどの他の軽金属でもよい。
【0099】
なお、二次電池用負極活物質および二次電池用負極のそれぞれの用途は、二次電池に限定されず、キャパシタなどの他の電気化学デバイスに適用されてもよい。
【0100】
本明細書中に記載された効果は、あくまで例示であるため、本技術の効果は、本明細書中に記載された効果に限定されない。よって、本技術に関して、他の効果が得られてもよい。
【符号の説明】
【0101】
１…負極、２…負極集電体、３…熱電変換層、４…介在層、５…負極活物質層、６…積層部、２１…正極、２２…負極。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】